Examen de Biología Selectividad Cataluña 2022 · Setembre Serie 3

El làtex és una proteïna natural que s’obté de l’arbre Hevea brasiliensis i que s’utilitza en la fabricació de nombrosos productes. Algunes persones presenten al·lèrgia a aquesta proteïna. En el primer contacte amb la proteïna no hi ha reacció externa, però els contactes següents poden provocar diverses reaccions.

1.

A continuació es mostra un esquema del funcionament del sistema immunitari en els dos tipus de contacte. Empleneu la taula de sota, relativa a les cèl·lules i molècules del sistema immunitari que estan implicades en els diferents contactes. [1 punt]

Núm.

Nom de la cèl·lula o molècula

Funció

1

Desencadena l'al·lèrgia.

2

Macròfag

3

4

Limfòcit B

5

6

7

Molècula que provoca la inflamació.

2.

Entre el 20 % i el 50 % de les persones que són al·lèrgiques al làtex també ho són a aliments d’origen vegetal com les castanyes, els plàtans, els alvocats o els kiwis. Aquest fenomen de reactivitat encreuada s’ha anomenat síndrome làtex-fruita. Excepcionalment, les immunoglobulines (IgE) sintetitzades per a aglutinar el làtex també aglutinen algunes proteïnes d’aquestes fruites.

En la taula següent s’indiquen els percentatges d’aglutinació de les IgE presents a la sang d’una persona al·lèrgica al làtex respecte a diferents fruites:

Meló

Castanya

Kiwi

Taronja

Plàtan

Alvocat

1 %

22 %

20 %

0 %

24 %

28 %

Responeu a les qüestions següents: [1 punt]

El làtex és una proteïna natural que s’obté de l’arbre Hevea brasiliensis i que s’utilitza en la fabricació de nombrosos productes. Algunes persones presenten al·lèrgia a aquesta proteïna. En el primer contacte amb la proteïna no hi ha reacció externa, però els contactes següents poden provocar diverses reaccions.

3. En la taula següent s'indica la composició del plàtan i de l'alvocat, dues de les fruites que provoquen la reacció encreuada. [1 punt]

Plàtan

(quantitat per cada 100 g) · Alvocat

(quantitat per cada 100 g)

Calories: 88 kcal · Calories: 160 kcal

Greixos (total): 0,3 g · Greixos (total): 15 g

Greixos saturats: 0,1 g · Greixos saturats: 2,1 g

Colesterol: 0 mg · Colesterol: 0 mg

Sodi: 1 mg · Sodi: 7 mg

Potassi: 358 mg · Potassi: 485 mg

Glúcids (total): 23 g · Glúcids (total): 9 g

Fibra alimentària: 2,6 g · Fibra alimentària: 7 g

Sucres: 12 g · Sucres: 0,7 g

Proteïnes: 1,1 g · Proteïnes: 2 g

a)

Observeu la taula i digueu quina fruita aporta més energia. Justifiqueu la resposta basant-vos en el valor energètic dels nutrients.

b)

Empleneu la taula següent amb les vies metabòliques que permeten oxidar totalment les molècules indicades:

Molècula · Via metabòlica I · Via metabòlica II · Via metabòlica III

Àcids grassos

Glucosa

Exercici 2

La malaltia de Krabbe, també coneguda com a leucodistròfia de cèl·lules globoses, és deguda a l'acumulació de cèl·lules arrodonides a la substància blanca del cervell. La majoria de persones afectades moren abans dels dos anys.

Dues persones que no tenen la malaltia de Krabbe, en Quim i la Muntsa, han decidit tenir fills en comú, però tots dos tenen un germà afectat per la malaltia. Per això decideixen fer una consulta genètica per a veure quines possibilitats hi ha que tinguin un fill afectat. La genetista els diu que és una malaltia hereditària. L'arbre genealògic que prepara és el següent:

1.

Observeu l'arbre genealògic i digueu si l'al·lel causant de la malaltia de Krabbe és dominant o recessiu i si aquest gen és autosòmic o lligat al sexe. Justifiqueu les respostes. [1 punt]

Dominant

Recessiu

Autosòmic

Lligat al sexe

2.

El gen responsable de la malaltia de Krabbe es coneix amb el nom de galactocerebròsid β-galactosidasa ( GALC). [1 punt]

a)

Establiu una nomenclatura adequada per als al·lels d'aquest gen i indiqueu el genotip de tots els membres d'aquesta família a sota de cadascun dels símbols en l'esquema següent (que és idèntic a l'anterior). Si hi ha més d'una possibilitat, escriviu-les totes.

b)

Quina és la probabilitat que en Quim i la Muntsa tinguin un descendent afectat per la malaltia de Krabbe? Justifiqueu la resposta.

Exercici 2

La malaltia de Krabbe, també coneguda com a leucodistròfia de cèl·lules globoses, és deguda a l'acumulació de cèl·lules arrodonides a la substància blanca del cervell. La majoria de persones afectades moren abans dels dos anys.

Dues persones que no tenen la malaltia de Krabbe, en Quim i la Muntsa, han decidit tenir fills en comú, però tots dos tenen un germà afectat per la malaltia. Per això decideixen fer una consulta genètica per a veure quines possibilitats hi ha que tinguin un fill afectat. La genetista els diu que és una malaltia hereditària. L'arbre genealògic que prepara és el següent:

3.

El gen GALC està implicat en el metabolisme dels esfingolípids, un tipus de lípid saponificable. Expliqueu què vol dir que un lípid és saponificable i esmenteu dues propietats més dels lípids saponificables. [1 punt]

Exercici 3

Des de la primavera del 2018, diversos alzinars de les comarques de la Selva i del Maresme s’han vist afectats per una plaga d’erugues peludes de l’alzina ( Lymantria dispar). Aquestes larves de papallona devoren amb avidesa les fulles d’alzina.

1.

Els experts que han estudiat la plaga afirmen que es deu a un desequilibri en l'ecosistema d'aquests boscos, ja que l'eruga peluda de l'alzina és una espècie autòctona.

L'alumnat de primer d'ESO d'un institut de la Selva ha construït caixes niu per facilitar la reproducció d'ocells insectívors com les mallerengues carboneres. La professora els ha explicat que aquesta acció serà bona per a lluitar contra l'eruga peluda i, a més, pot ser beneficiosa per a altres espècies de l'alzinar.

Són correctes aquestes afirmacions? Justifiqueu la resposta a partir de les relacions tròfiques entre algunes espècies de l'alzinar representades a l'esquema següent. [1 punt]

2.a)

Una de les accions que s'han dut a terme per a lluitar contra la plaga de l'eruga peluda de l'alzina és fumigar els boscos des d'avionetes. S'ha usat un preparat que conté Bacillus thuringiensis, un bacteri que només afecta les larves de papallona d'aquest ecosistema i deixa de ser actiu al cap de pocs dies. Aquesta fumigació pot tenir algun efecte negatiu sobre l'ecosistema? Justifiqueu la resposta. [0,2 punts]

Exercici 3

Des de la primavera del 2018, diversos alzinars de les comarques de la Selva i del Maresme s’han vist afectats per una plaga d’erugues peludes de l’alzina ( Lymantria dispar). Aquestes larves de papallona devoren amb avidesa les fulles d’alzina.

2.b)

Un grup d'alumnes de primer de batxillerat vol analitzar l'efecte de la instal·lació de les caixes niu en la plaga de l'eruga peluda de l'alzina. A prop de l'institut hi ha dos alzinars semblants que no han estat fumigats i que tenen una afectació alta de la plaga.

Quin disseny experimental han de fer per a dur a terme la seva recerca? [0,8 punts]

Exercici 3

Des de la primavera del 2018, diversos alzinars de les comarques de la Selva i del Maresme s’han vist afectats per una plaga d’erugues peludes de l’alzina ( Lymantria dispar). Aquestes larves de papallona devoren amb avidesa les fulles d’alzina.

3. En un dels apartats del treball de recerca, aquest grup d'alumnes explica l'efecte de la pèrdua de fulles en les alzines, però han anat una mica de bòlit i han comès cinc errades a la primera versió que han enviat a la professora, reproduïda a continuació. A la taula de sota, indiqueu les errades que els marcarà la professora i escriviu les justificacions que els haurà de donar. [1 punt]

La pèrdua de les fulles afecta greument les alzines, perquè les fulles són els principals òrgans fotosintetitzadors de les plantes.

Dins dels mitocondris de les cèl·lules de les fulles tenen lloc les dues fases de la fotosíntesi:

— Fase lluminosa: L'energia de la llum captada per la clorofil·la s'utilitza per a la fotòlisi de l'aigua i, a través d'una cadena de transport electrònic, es forma ATP i NADP +, els quals seran usats a la fase següent. Com a producte de la fotòlisi de l'aigua es forma diòxid de carboni.

— Fase fosca: L'energia química acumulada a la fase lluminosa s'utilitza en el cicle de Calvin per a captar oxigen i sintetitzar sucres. Aquesta fase té lloc dins de la membrana dels tilacoides.

El 2014 un equip de científics va analitzar el genoma de cinquanta-sis espècies de plantes angiospermes.

Segons la informació continguda a l'arbre evolutiu, contesteu les preguntes següents:

[1 punt]

Quant de temps fa que les Monocotidae es van separar de les Magnoliidae ?

milions d'anys

En quin període geològic es va produir aquesta separació?

Quin és el grup d'angiospermes més proper evolutivament a les Ceratophyllaceae ?

Quin és el grup d'angiospermes que es va separar abans de la resta?

El 2014 un equip de científics va analitzar el genoma de cinquanta-sis espècies de plantes angiospermes.

2. Investigacions recents han permès concloure que la diversificació i l'extensió de les angiospermes coincideixen en els temps geològics amb les dels grups d'insectes que les pol·linitzen. [1 punt]

a)

Quin tipus de relació ecològica s'estableix entre les angiospermes i els insectes que les pol·linitzen? Justifiqueu la resposta.

b)

La papallona reina ( Papilio machaon) és un insecte pol·linitzador. Utilitzeu la clau dicotòmica que hi ha a continuació per a respondre a les qüestions de la taula de sota.

L'any 1665 es va produir una epidèmia de pesta bubònica a Anglaterra, coneguda com la gran pesta de Londres, que es transmetia per contacte directe. En un poble anomenat Eyam van quedar molt pocs supervivents. El 2015 es va fer un estudi per buscar factors genètics relacionats amb la supervivència d'aquella pesta. Es va veure que els habitants actuals d'Eyam tenen, en un percentatge molt alt, una mutació al gen CCR5, situat al cromosoma 3, coneguda com a Delta 32, que els faria resistents al bacteri que causa la pesta ( Yersinia pestis).

a)

Els registres escrits que es conserven a Eyam indiquen que només van sobreviure-hi 83 persones. Molts d'aquests supervivents havien tingut un contacte estret amb els empestats i, tot i així, no es van contagiar. Sabem que la immigració en aquest poble ha estat pràcticament nul·la al llarg dels segles. Expliqueu, des del punt de vista evolutiu, per què Eyam és un candidat més adient per a fer-hi aquest estudi que una gran ciutat com Londres, on sempre hi ha hagut molta immigració. Justifiqueu la resposta.

L'any 1665 es va produir una epidèmia de pesta bubònica a Anglaterra, coneguda com la gran pesta de Londres, que es transmetia per contacte directe. En un poble anomenat Eyam van quedar molt pocs supervivents. El 2015 es va fer un estudi per buscar factors genètics relacionats amb la supervivència d'aquella pesta. Es va veure que els habitants actuals d'Eyam tenen, en un percentatge molt alt, una mutació al gen CCR5, situat al cromosoma 3, coneguda com a Delta 32, que els faria resistents al bacteri que causa la pesta ( Yersinia pestis).

b)

La hipòtesi més acceptada és que en els individus homozigots per a l'al·lel Delta 32 la protecció és total i en els heterozigots és parcial. Entre els que morien de pesta, els que no tenien cap al·lel mutat morien al cap de poc, mentre que en els heterozigots la progressió de la malaltia era força més lenta, malgrat que també acabaven morint.

Segons els registres trobats a Eyam, Elizabeth Hancock mai va patir la pesta, però la seva família sí. El seu marit va morir de seguida i els fills van viure una mica més, però van acabar morint. Justifiqueu quina relació tenen els al·lels d'aquest gen i escriviu quins genotips deurien tenir els membres de la família Hancock, fent servir la simbologia adequada.

Relació entre els al·lels:

Justificació:

Simbologia:

Genotips (Família Hancock)

· Mare:

Pare:

Fills:

L'any 1665 es va produir una epidèmia de pesta bubònica a Anglaterra, coneguda com la gran pesta de Londres, que es transmetia per contacte directe. En un poble anomenat Eyam van quedar molt pocs supervivents. El 2015 es va fer un estudi per buscar factors genètics relacionats amb la supervivència d'aquella pesta. Es va veure que els habitants actuals d'Eyam tenen, en un percentatge molt alt, una mutació al gen CCR5, situat al cromosoma 3, coneguda com a Delta 32, que els faria resistents al bacteri que causa la pesta ( Yersinia pestis).

2. En la recerca es va descobrir que aquesta mutació també protegeix contra el VIH, el virus causant de la sida. El gen CCR5 codifica una proteïna de membrana que permet l'entrada de l'agent infecciós als limfòcits T. La mutació CCR5 Delta 32 genera un receptor de membrana que no serveix de punt d'ancoratge per al VIH. [1 punt]

a)

El 2008 un malalt de sida es va curar definitivament (va resultar VIH negatiu) després de rebre un trasplantament de medul·la òssia. Les cèl·lules mare que li van trasplantar provenien d'un donant que tenia dues còpies de la mutació CCR5 Delta 32. Justifiqueu per què ja no es detectava VIH a la sang del pacient que va rebre el trasplantament.

b)

Abans del trasplantament, aquest malalt prenia un inhibidor de la transcriptasa inversa. Expliqueu breument per què aquest tractament pot ser efectiu en els malalts de sida.

Exercici 6

L’estiu del 2021 es va detectar per primer cop a Catalunya l’insecte Diabrotica virgifera, causant d’una de les plagues que ocasionen més danys als cultius de panís o blat de moro ( Zea mays). Les femelles ponen els ous a prop de les arrels de les plantes. A la primavera neixen les larves, que s’alimenten de les arrels. Com a conseqüència, les plantes afectades tenen un creixement menor i produeixen menys gra.

Un mètode que s’investiga per a lluitar contra aquesta plaga consisteix en l’ús de nematodes de l’espècie Heterorhabditis bacteriophora, uns cucs que viuen al sòl. Quan un nematode troba una larva, penetra al seu interior a través de la boca o de l’anus.

Un cop dins de la larva, el nematode regurgita els bacteris que porta a l’intestí. Aquests bacteris, de l’espècie Photorhabdus luminiscens, produeixen toxines que maten la larva. La larva morta és l’aliment dels nematodes i els bacteris, i el lloc on es reprodueixen. Quan s’acaba l’aliment, els nematodes busquen una altra larva. Els bacteris que no aconsegueixen instal·lar-se dins d’un nematode no són capaços d’infectar altres larves, i els nematodes, sense aquests bacteris, no poden matar les larves d’insecte.

1. Quina relació ecològica s'estableix entre els insectes i el panís? I entre els nematodes i els bacteris? Justifiqueu les respostes.

[1 punt]

Exercici 6

L’estiu del 2021 es va detectar per primer cop a Catalunya l’insecte Diabrotica virgifera, causant d’una de les plagues que ocasionen més danys als cultius de panís o blat de moro ( Zea mays). Les femelles ponen els ous a prop de les arrels de les plantes. A la primavera neixen les larves, que s’alimenten de les arrels. Com a conseqüència, les plantes afectades tenen un creixement menor i produeixen menys gra.

Un mètode que s’investiga per a lluitar contra aquesta plaga consisteix en l’ús de nematodes de l’espècie Heterorhabditis bacteriophora, uns cucs que viuen al sòl. Quan un nematode troba una larva, penetra al seu interior a través de la boca o de l’anus.

Un cop dins de la larva, el nematode regurgita els bacteris que porta a l’intestí. Aquests bacteris, de l’espècie Photorhabdus luminiscens, produeixen toxines que maten la larva. La larva morta és l’aliment dels nematodes i els bacteris, i el lloc on es reprodueixen. Quan s’acaba l’aliment, els nematodes busquen una altra larva. Els bacteris que no aconsegueixen instal·lar-se dins d’un nematode no són capaços d’infectar altres larves, i els nematodes, sense aquests bacteris, no poden matar les larves d’insecte.

2. Algunes plantes, quan són infestades per larves de l'insecte Diabrotica virgifera, produeixen betacariofilè, una substància que atrau nematodes del sòl que eliminen les larves de l'insecte. La major part del panís cultivat actualment als Estats Units és de varietats molt productives però que no tenen la capacitat de sintetitzar el betacariofilè. Investigadors de la Universitat de Neuchâtel (Suïssa) han aconseguit modificar genèticament plantes de panís, a les quals han introduït el gen procedent de l'orenga ( Origanum vulgare) que codifica l'enzim que sintetitza el betacariofilè. [1 punt]

a)

Expliqueu per què aquesta modificació genètica pot contribuir a controlar la plaga causada per l'insecte Diabrotica virgifera.

b)

Observeu la figura següent, en què es representa una part del procés que s'ha seguit per a obtenir el panís modificat genèticament, i responeu a les qüestions que hi ha a continuació.