Exercici 1 (Bloc 1, 3 punts)

A principis del segle xix, tots els intents de portar la vacuna de la verola a Amèrica havien fracassat. El viatge era massa llarg i arribava inservible. El metge Francesc Xavier Balmis va fer una proposta sorprenent: traslladar la vacuna inoculada en persones. El 30 de novembre de 1.803 la corbeta María Pita va partir de la Corunya amb 22 nens procedents d'orfenats. Eren els «nens vacunífers» de la Reial Expedició Filantròpica de la Vacuna (1.803-1.806).

1. El procediment va consistir a anar inoculant esglaonadament la vacuna d'un nen a un altre fins al final del viatge. Al primer nen de la cadena li havia estat inoculat el contingut de les vesícules que desenvolupen les vaques que tenen la malaltia de la verola. Aquesta malaltia de les vaques, quan afectava els humans només ocasionava unes quantes vesícules. No feia perillar la vida i proporcionava protecció contra la verola humana. Redacteu un text similar al del paràgraf anterior fent servir els cinc termes següents: antígens, anticossos, immunització, virus de la verola de les vaques i virus de la verola humana. [1 punt]

2. Al cap de vuit dies de la inoculació del contingut de les vesícules, al primer nen vacunat li van aparèixer unes vesícules plenes de virus que van servir per a vacunar el nen següent, i així, successivament. [1 punt]
a) En relació amb la resposta immunitària dels nens als quals s'injectava el líquid de les vesícules, completeu la taula següent: Tipus d'immunització: activa / passiva. Justificació.
b) En relació amb la procedència dels antígens, completeu la taula següent: Tipus d'immunització: natural / artificial. Justificació.

3. A l'hora de seleccionar els nens, Balmis va imposar la condició que no podien haver patit la verola ni haver estat vacunats prèviament. Des del punt de vista de la resposta immunitària primària o secundària, hauria funcionat la transmissió de la vacuna si no s'hagués complert aquesta condició en algun dels nens? Justifiqueu la resposta fent referència a aquests dos tipus de resposta immunitària. [1 punt]

Exercici 2 (Bloc 1, 3 punts)

La síndrome de Werner és una malaltia genètica que es caracteritza per un envelliment prematur. Les persones amb aquesta síndrome manifesten els primers símptomes d'envelliment entre els 20 i els 30 anys. La principal causa de la síndrome de Werner és una mutació en el gen WRN, que codifica una proteïna que participa en la replicació, reparació i recombinació del DNA.

1. L'arbre genealògic següent és d'una família en la qual l'home II-3 i la dona II-5 tenen la síndrome de Werner. A més, sabem que l'home II-1 no té l'aŀlel que causa la síndrome de Werner. A partir de la informació de l'arbre genealògic digueu i justifiqueu si l'aŀlel que produeix la síndrome de Werner és dominant o recessiu i si aquest gen és autosòmic o lligat al sexe. [1 punt] [Esquema d'arbre genealògic: I-1 (home sa) × I-2 (dona sana) → fills II-2 (dona sana), II-3 (home afectat), II-4 (home sa); II-1 (home sa, no portador) × II-2 → III-1 (filla sana). II-4 × II-5 (dona afectada).]

2. Escriviu el genotip o genotips possibles de totes les persones de l'arbre genealògic de la pregunta 1. Indiqueu clarament la simbologia que feu servir per a cadascun dels aŀlels. [1 punt]

3. La progèria o malaltia de Hutchinson-Gilford també causa envelliment prematur. Els nens i nenes que tenen aquesta malaltia genètica, que és autosòmica i dominant, comencen a manifestar els primers símptomes d'envelliment entre els 18 i els 24 mesos d'edat. La causa és una mutació puntual en el gen LMNA que dona lloc a una proteïna anòmala, la progerina. Per a investigar els efectes de la progerina en els teixits i òrgans, s'utilitzen ratolins modificats genèticament. Aquests ratolins, que tenen el gen LMNA mutat a les cèŀlules de tots els teixits, manifesten un envelliment prematur semblant al de les persones amb la malaltia de Hutchinson-Gilford. [1 punt]
a) El procés d'obtenció d'aquests ratolins inclou la construcció d'un plasmidi recombinant. Expliqueu els passos que cal fer i les biomolècules que cal utilitzar per a obtenir aquest plasmidi recombinant.
b) L'esquema mostra les fases: 1-Zigot, 2-Embrió, 3-Es transfereix l'embrió a l'úter d'una femella que no té el gen LMNA mutat, 4-Femella gestant, 5-Cria de ratolí amb el gen LMNA mutat. En quina de les fases hem d'injectar el plasmidi recombinant per a obtenir ratolins amb el gen LMNA mutat a totes les cèŀlules dels seus teixits? Justifiqueu la resposta. (Opcions: 1 ...del zigot / 2 ...d'una cèŀlula de l'embrió / 4 ...d'una cèŀlula de la glàndula mamària de la femella gestant)

Exercici 3 (Bloc 1, 3 punts)

La vitamina C és un nutrient essencial. Les seves funcions a l'organisme són variades: actua com a coenzim de diversos enzims i en la síntesi d'alguns neurotransmissors.

1. Els primats no podem sintetitzar vitamina C i, per tant, l'obtenim de la ingesta de fruites i verdures. L'esquema mostra la via de síntesi de vitamina C que els vegetals poden fabricar a partir de diversos precursors. [Esquema: Molècula 1 (anell hexagonal amb CH2OH, OH, H — forma piranosa de la D-glucosa) i Molècula 2 (anell pentagonal amb CH2OH, OH — forma furanosa de la D-fructosa) → diverses etapes i intermediaris → Molècula 3 (anell hexagonal, similar a galactosa) → vitamina C.] A partir de l'esquema completeu la taula següent: Nom de la molècula 1, Nom de la molècula 2, Nom de la molècula 3. A quin grup de principis immediats o biomolècules pertanyen les molècules 1, 2 i 3? Raoneu la resposta tenint en compte els grups funcionals d'aquestes molècules. [1 punt]

2. La majoria dels animals poden sintetitzar vitamina C. Els primats, però, no podem a causa d'una mutació en el gen que codifica l'l-gulonolactona oxidasa. Aquest enzim catalitza el darrer pas en la síntesi de vitamina C. [1 punt]
a) Hi ha, però, un grup de primats, els estrepsirrins, que sí que poden sintetitzar vitamina C. A partir de l'observació de l'arbre evolutiu dels primats, digueu quan es devia produir la mutació en el gen que codifica l'l-gulonolactona oxidasa. Raoneu la resposta. [Arbre filogenètic: PRIMATS (80 Ma) → Haplorrins (63 Ma) i Estrepsirrins. Haplorrins → Tàrsids i Simiformes (58 Ma). Simiformes → Platirrins i Catarrins (40 Ma). Catarrins → Cercopitecoïdeus i Hominoïdeus (25 Ma). Hominoïdeus → Hominíds i Gibons (17 Ma).]
b) Els primats tenim una dieta rica en fruites, que contenen abundant vitamina C. Les anàlisis genètiques dels haplorrins demostren que tots procedeixen d'una sola població que en algun moment va ser molt reduïda. Considerant la informació anterior, anomeneu i expliqueu el mecanisme evolutiu que ha fet que tots els primats haplorrins tinguem aquesta mutació que ni ens beneficia ni ens perjudica.

3. Des del segle xx sabem que la manca de vitamina C provoca una malaltia anomenada escorbut. Antigament, molts mariners, que passaven els llargs períodes de navegació sense ingerir fruita, patien aquesta malaltia de causa llavors desconeguda. El maig del 1.747, després de 8 setmanes de navegació a bord de l'HMS Salisbury, el metge James Lind va realitzar el que es considera el primer assaig clínic de la història. Va dividir els 12 mariners malalts d'escorbut en 6 parelles i a cadascuna d'elles els va donar un suplement diferent a banda de la seva dieta habitual: sidra, elixir vitriòlic (àcid sulfúric diluït), vinagre, aigua de mar, dues taronges i una llimona o un brou purgatiu. Només els dos mariners que van afegir les dues taronges i la llimona a la seva dieta habitual van millorar. Contesteu les preguntes següents sobre el disseny de l'experiment fet per James Lind. [1 punt]
Quina era la seva hipòtesi? Quina és la variable independent de l'experiment? Quina és la variable dependent de l'experiment? Indiqueu DUES errades en el disseny de l'experiment de Lind.

Exercici 4 (Bloc 2, 2 punts)

En unes pràctiques en un centre de batxillerat es planteja l'experiment següent, relacionat amb el metabolisme. [Esquema: tub d'assaig amb aigua de calç al fons + larves de mosca sobre cotó, tap hermètic amb un tub capil·lar connectat a un matràs ple d'aigua tenyida amb un colorant. Sistema tancat.]

— Primer, al fons del tub d'assaig hi posem aigua de calç, un compost que reté el diòxid de carboni sense incrementar-ne el volum.
— Després hi posem larves de mosca a sobre d'un cotó per evitar que aquests organismes toquin l'aigua de calç.
— Finalment, coŀloquem un tap hermètic amb un tub capiŀlar connectat a un matràs ple d'aigua tenyida amb un colorant. El muntatge queda tancat: no hi pot entrar ni sortir-ne cap gas.

Deixem passar una estona i observem que l'aigua acolorida s'ha desplaçat per l'interior del tub capiŀlar.

1. L'aigua acolorida es desplaça per l'interior del tub capiŀlar des del matràs cap al tub d'assaig a causa de la disminució de la pressió dels gasos que hi ha a l'interior del tub d'assaig. [1 punt]
a) La taula següent mostra les diferents mesures obtingudes durant l'experiment. Representeu els resultats en un gràfic. [Dades: temps (h) → distància (mm): 0→0, 1→8, 2→15, 3→21, 4→26]
b) Quin procés metabòlic fan les larves de mosca que provoca un canvi en la composició dels gasos de dins del muntatge? Justifiqueu la disminució de la pressió dels gasos que hi ha a l'interior del tub d'assaig.

2. Es proposa repetir l'experiment, però canviant les larves de mosca per llevats de l'espècie Saccharomyces cerevisiae, uns microorganismes anaerobis facultatius que es fan servir en l'elaboració del pa, el vi i la cervesa. En aquest altre experiment, també observaríem el desplaçament de l'aigua acolorida per l'interior del tub capiŀlar, des del matràs cap al tub d'assaig? Per respondre a la pregunta empleneu la taula següent amb el nom del procés metabòlic que duran a terme els llevats, la reacció global d'aquest procés, i el resultat esperat i la justificació de la vostra hipòtesi. [1 punt]
Nom del procés metabòlic / Reacció global: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow$ / Observem desplaçament de l'aigua acolorida? Justifiqueu la resposta.

Exercici 5 (Bloc 2, 2 punts)

Des de Llívia es pot fer una passejada molt agradable per a conèixer les fonts properes a aquesta població de la Cerdanya.

1. Una d'aquestes és la font del Ferro. L'aigua d'aquesta font tenyeix el terra del voltant de color vermellós. Una de les espècies de bacteri que podem trobar en aquestes fonts és Leptospirillum ferrooxidans, un espiril gramnegatiu. Responeu a les qüestions següents. [1 punt] Marqueu amb una creu la forma que correspon a les cèŀlules d'aquest bacteri: [opcions: bacil, coc, vibrió, espiril, espiroqueta]. Marqueu amb una creu quina o quines de les biomolècules següents podríem trobar en els embolcalls ceŀlulars d'aquest bacteri, i escriviu exactament en quins embolcalls les podríem trobar: Ceŀlulosa, Colesterol, Quitina, Fosfolípids, Peptidoglicans.

2. Molt a prop de la font del Ferro trobem la font del Sofre. Un dels bacteris que oxiden el sofre és Acidithiobacillus ferrooxidans. [1 punt]
a) Calculeu a quants augments s'ha obtingut aquesta fotomicrografia d'Acidithiobacillus ferrooxidans. Indiqueu la fórmula utilitzada i mostreu els càlculs que heu fet. [Fotomicrografia amb escala de barra: 0,5 µm. Mida aparent del bacil a la imatge: aproximadament 2 cm de llarg.]
b) Quines de les estructures ceŀlulars següents es poden trobar en Acidithiobacillus ferrooxidans? Marqueu-les amb una creu a la taula següent: Paret ceŀlular, Membrana ceŀlular, Pili, Cloroplasts, Plasmidi, Ribosomes, Mitocondris, Cromosoma.

Exercici 6 (Bloc 2, 2 punts)

A l'Atlàntic Nord, en una zona delimitada per cinc corrents marins que giren en sentit horari al voltant de les illes Bermudes, hi ha el mar dels Sargassos. Els sargassos (Sargassum sp.) són unes macroalgues que floten gràcies a unes vesícules plenes de gas.

1. En el quadern de bitàcola de la caraveŀla Santa María, hi ha una anotació del 20 de setembre de 1.492 en què es constata l'existència d'una «herba» que impedeix que la nau avanci: l'anotació es referia als sargassos. Actualment, sabem que les algues no es poden considerar herbes, és a dir, no es poden incloure dins del regne dels vegetals. Empleneu les caselles de la taula següent amb els termes SÍ, NO o NO TOTS, segons quines siguin les característiques de les algues i dels vegetals. [1 punt] [Característiques: «Són organismes autòtrofs», «Realitzen la respiració cel·lular», «Tenen arrels, tiges i fulles», «Tenen paret cel·lular de cel·lulosa», «Es reprodueixen mitjançant fruits»]

2. L'acumulació de sargassos permet alimentar una gran diversitat d'organismes i alhora els serveix de refugi. S'han comptabilitzat larves i fases juvenils de 122 espècies de peixos, cries de tortugues, nudibranquis (llimacs de mar), crancs, microalgues, gambes i cargols. Tots aquests organismes interactuen entre ells donant lloc a una xarxa tròfica. [1 punt]
a) En la llista d'organismes del paràgraf anterior manquen els representants d'un nivell tròfic imprescindible en qualsevol ecosistema. Digueu el nom d'aquest nivell tròfic i la funció que fa.
b) Sabem que la producció neta del nivell tròfic corresponent als consumidors primaris d'aquest ecosistema marí és de 25 g de carboni · km⁻² · any⁻¹. Tenint en compte el valor aproximat de la transferència d'energia entre nivells tròfics, empleneu les caselles en blanc de la taula següent amb el nom del nivell tròfic, la producció aproximada i els càlculs que heu fet per esbrinar-la en cada cas. [Taula: 3 files (nivell de dalt, consumidors primaris=25, consumidors secundaris)].