Solucionari Bio 1btx

B I B L I OT E C A D E L P R O F E S S O R AT

Solucionari Biologia BATXILLERAT

El Solucionari de Biologia per a 1r de Batxillerat és una obra col·lectiva concebuda, dissenyada i creada al departament d’Edicions Educatives de Grup Promotor / Santillana dirigit per Teresa Grence Ruiz i Pere Macià Arqué. En la realització han intervingut: TEXT Santi Rodríguez EDICIÓ Serena Canal Correcció Anna Rius Maquetació Conchi Garzón

1

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

al final tendeix a guanyar-ne tres i, per tant, com que està més allunyat de vuit, no és tan àvid d’electrons com el O i el S; i després, el C i el H, que, com que tots dos tenen la meitat dels electrons que caben en el darrer orbital (quatre i un, respectivament), tenen gairebé la mateixa tendència a agafar-ne la meitat que els falta com a donar-ne la meitat que tenen. En realitat, el tema és més complex, perquè en l’electronegativitat també influeix el nombre total d’electrons, és a dir, la distància del darrer orbital al nucli atòmic. Com més distància, menys atracció exerceix el nucli. Així doncs, com que el volum del O (té 8 e2) és més petit que el del S (té 16 e2), el O resulta més electronegatiu que el S. Com que el N (7 e2) també és molt més petit que el S, malgrat que li falten més electrons en el darrer orbital, també resulta més electronegatiu que el S. Finalment, el C és més electronegatiu que l’hidrogen perquè aquest darrer, quan guanya un electró, a causa de la repulsió entre els electrons i el fet de tenir un sol protó, augmenta molt de volum. En resum, en una escala de 0 a 4, en què 2 és el pas de ser electropositiu (tendència a donar electrons) a ser electronegatiu (tendència a guanyar-los), els valors són O (3,5), N (3,0), S (2,5), C (2,5) i H (2,1).

• Consisteix a enviar la sonda a tres llunes de Júpiter per saber si hi ha vida a la seva superfície. • Perquè totes les reaccions químiques necessàries per a la vida es duen a terme a l’aigua, i generalment entre substàncies solubles en aigua. • Ha de mantenir una distància adequada respecte d’una estrella perquè la seva temperatura permeti l’existència d’aigua líquida. També ha de tenir una mida suficient per mantenir una atmosfera que estabilitzi la temperatura. • Podríem trobar organismes fermentadors, que fan servir la matèria orgànica de l’aigua per obtenir energia en absència d’oxigen; organismes fotosintètics anoxigènics, que són capaços d’utilitzar la llum per fabricar ATP i no desprenen oxigen, i també organismes respiradors anaeròbics, que gràcies a una primitiva cadena transportadora d’electrons poden oxidar la matèria orgànica. • La funció de nutrició, de relació i de reproducció. • El carboni, l’oxigen, l’hidrogen, el nitrogen, el sofre i el fòsfor. • Els set nivells d’organització de la matèria són: el subatòmic, l’atòmic, el molecular, el cel·lular, el pluricel·lular, el de població i el d’ecosistema.

8

Els enllaços febles que trobem són els enllaços d’hidrogen, les forces de Van der Waals, l’enllaç iònic i les interaccions hidrofòbiques.

ACTIVITATS

9



1

2

Els éssers vius es nodreixen de l’exterior, es relacionen amb el medi i amb els altres éssers vius, i es reprodueixen, és a dir, duen a terme les tres funcions vitals. Tot això es desprèn del fet que són organismes complexos i que actuen per ells mateixos.

Electró, àtom, proteïna, mitocondri, cèl·lula, formiga, població, bosc.

4

Si les cèl·lules que formen aquest grup estan unides i no es poden separar, el conjunt pertany al nivell pluricel·lular, subnivell de tal·lus. Així doncs, abraça els nivells subatòmic, atòmic, molecular, cel·lular i pluricel·lular. En canvi, si tan sols s’agrupen temporalment, es tracta d’una colònia i, per tant, no tardarà a tenir el nivell pluricel·lular.

5

Són el nivell subatòmic, l’atòmic i el molecular. Tots tres són abiòtics perquè en aquests nivells no es duen a terme les tres funcions vitals. El nivell d’organització més baix que pot fer les tres funcions vitals és el nivell cel·lular.

6

L’àtom de nombre atòmic 17 és més electronegatiu, perquè únicament necessita guanyar un electró per arribar a 8 en el darrer orbital.

7

Sobre la base del fet que quan el nombre d’electrons del darrer orbital és més pròxim a vuit (o a dos si el darrer orbital també és el primer, com passa amb l’hidrogen), més tendència presenta l’àtom a captar electrons (és més electronegatiu), resulta que l’ordre és: els primers, el O i el S, ja que amb sis electrons en el darrer orbital tendeixen a guanyar-ne dos; després, el N, que amb cinc electrons

34

H Aigua (H2O)

O

H

La hipòtesi seria que potser una temperatura de més de 25 ºC perjudica la producció de gàmetes. La variable independent és la temperatura, i la dependent, la producció de gàmetes.

3

d1

d2

d1 Enllaç d’hidrogen d2

Amoníac (NH3)

N H

H d1

d1 H d1



Quan un àtom d’hidrogen es troba unit de forma covalent a un àtom fortament electronegatiu (oxigen o nitrogen) el nucli d’aquest últim atreu amb més força l’electró compartit que no el nucli de l’àtom d’hidrogen. L’electró, per tant, es troba més a prop de l’àtom electronegatiu que no del d’hidrogen i, com a conseqüència, encara que la molècula és neutra, la part on hi ha l’àtom d’hidrogen té una lleugera càrrega positiva, mentre que l’altra part queda amb una lleugera càrrega negativa.



Aquestes càrregues positives i negatives poden atreure’s amb càrregues de signe contrari i formar enllaços electrostàtics dèbils, els ponts d’hidrogen.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

1 10

11

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Es forma per l’intercanvi d’electrons entre un àtom electropositiu i un d’electronegatiu. Com a resultat es formen dos ions (àtoms carregats elèctricament) que s’atreuen mútuament.

ACTIVITATS 12

Perquè, a causa del volum atòmic més gran del silici (té més electrons que el C), atrau amb molta menys força els quatre electrons del darrer orbital. Això fa que els enllaços entre silicis (...–Si –Si–Si ...) siguin molt febles, i que per això no es puguin formar polímers estables de silici, i que els enllaços amb l’oxigen siguin tan forts (SiO2) que resulten gairebé indestructibles. Això darrer dificulta molt que aquest compost pugui reaccionar amb altres substàncies (fins i tot els àcids més forts, excloent-ne el fluorhídric, són incapaços d’atacar el quars i el vidre), per la qual cosa aquesta substància és incapaç de constituir matèria viva, que és una matèria que pràcticament ha d’estar en reacció contínua.

13

No. Per exemple, els ossos són matèria viva i, en canvi, estan constituïts principalment per fosfat tricàlcic, que és un compost inorgànic.

14

Perquè, com que l’oxigen és un àtom molt àvid d’electrons (molt electronegatiu), trenca fàcilment els enllaços entre el C i el H (els dos àtoms bàsics de les biomolècules orgàniques), i això fa que s’alliberi l’energia química que contenen.

15

Perquè, com que el fòsfor té cinc electrons al darrer orbital, com el nitrogen, però aquests estan molt més allunyats del nucli, no estan tan fortament atrets. A causa d’això, els enllaços del fòsfor amb l’oxigen (P 2 O) són més forts (els oxígens no han de contrarestar tanta atracció). Els enllaços P 2 O són més forts que els enllaços N 2 O, S 2 O o C 2 O. Així doncs, els enllaços P 2 O són els idonis per emmagatzemar energia, ja que són els enllaços més rics en energia, però sense deixar de ser susceptibles de trencar-se en condicions compatibles amb la vida.

16

Perquè la seva funció no és constituir estructures ni reserves energètiques, sinó catalitzar reaccions químiques. Els catalitzadors hi intervenen, i això afavoreix que els altres reaccionin, és a dir, ells no es consumeixen.

17

Perquè la vida necessita reaccions químiques contínues que tan sols són possibles en el medi aquós.

18

«El carboni, l’oxigen, l’hidrogen i el nitrogen són bioelements plàstics de pes atòmic baix, fet que no necessàriament està relacionat amb la possibilitat de formar enllaços covalents. Tret del carboni, els altres són elements abundants a les capes més externes de la Terra, i els compostos que formen poden ser solubles o insolubles en aigua.»

19

Totes es deriven del fet que les seves molècules s’atreuen entre si mitjançant enllaços d’hidrogen.

20



Es produeix quan hi ha una mescla entre substàncies polars (quasi sempre aigua) i substàncies no polars (lípids). Les membranes cel·lulars mantenen la seva estructura gràcies a les interaccions hidrofòbiques.

SABER-NE MÉS METANAL O || C    H H ALCOHOL PROPÍLIC H H H | | | H C C C H | | | H  OH H ETILÈ H

H

C  C H

H

ACETALDEHID H O | H C C | H H ÀCID BUTANOIC H H H O | | | H C C C C | | | H H H O

H

METANOL H | H C OH | H



ÀCID METANOIC O || C    H OH ÀCID BUTÍRIC (també es coneix com a àcid butanoic, que apareix més amunt) H H H O | | | H C C C C | | | H H H O H

d2

ÀCID ETANDIOIC O || OH HO || O

O



BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

H d1

H d1

35

1

21

22

23

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Té una distribució asimètrica de les càrregues elèctriques perquè l’oxigen atreu amb més força els dos electrons compartits amb els hidrògens. Aquest fet produeix una zona amb una lleugera càrrega positiva i un extrem amb una lleugera càrrega negativa. Perquè, com que l’oxigen és un àtom molt àvid d’electrons (molt electronegatiu), reté al seu costat la major part del temps els electrons dels dos hidrògens, i així sorgeix una determinada càrrega negativa al costat de l’àtom d’oxigen, i una determinada càrrega positiva en cadascun dels dos àtoms d’hidrogen. Per l’efecte d’aquesta polaritat s’estableixen forces d’atracció elèctrica entre l’hidrogen d’una molècula i l’oxigen de l’altra, els anomenats enllaços intermoleculars d’hidrogen (ponts d’hidrogen), i així es formen polímers de tres a deu molècules d’aigua, per la qual cosa el pes molecular és de 3 3 18 a 10 3 18, molt més gran en aquest darrer cas que el pes molecular del CO2, que és 44; per tant, es comporta com un líquid en lloc de fer-ho com un gas. A causa de l’electronegativitat de l’oxigen, l’enllaç amb l’hidrogen és molt fort i, per això, el grau d’ionització (H2O → H1 → OH2) és baix. A més, s’originen pols elèctrics positius i negatius a la molècula (constant dielèctrica elevada), i gràcies a això sorgeixen els enllaços intermoleculars d’hidrogen. Aquests mantenen les molècules d’aigua molt unides, per això resulta difícil separar-les mecànicament (alta tensió superficial), s’ha de subministrar molta calor perquè augmenti la temperatura,és a dir, perquè augmenti el grau d’agitació de les seves molècules (calor específica elevada), i fa falta molta calor per aconseguir que, a causa del grau d’agitació més elevat, les molècules se separin totalment i passin a l’estat gasós (calor de vaporització elevada). La gran atracció entre les molècules d’aigua en estat líquid fa que la distància entre elles sigui més petita que quan està en estat sòlid, i això explica que l’aigua sigui més densa que el gel (un mateix nombre de molècules ocupa més volum en estat sòlid que en estat líquid). Una elevada calor de vaporització permet la regulació tèrmica mitjançant la transpiració; una elevada tensió superficial serveix com a suport de petits organismes a la superfície de l’aigua; una elevada calor específica facilita l’esmorteïment de les oscil·lacions tèrmiques.

24

No hi correspon perquè, com que s’estableixen enllaços d’hidrogen, el que hi ha en realitat són polímers de tres a deu molècules d’aigua juntes.

25

Ions que exerceixen funcions contràries; per exemple, el K1 afavoreix l’entrada d’aigua a la cèl·lula (turgència), mentre que el Ca21 la disminueix.

26



36

En la patata que presenta el clotet amb sal trobarem que surt aigua de les cèl·lules de la patata per compensar la gran concentració de sal que hi ha a l’exterior (clotet). En la patata que conté aigua destil·lada s’observarà que l’aigua destil·lada entra dins les cèl·lules de patata perquè la concentració és més alta. En la patata amb el clotet sense res no passarà res. El tercer clotet servirà com a mostra de control, per poder comparar amb la resta i poder valorar què passa.

27

En ingerir aliments amb una acidesa diferent de la del medi intern de l’organisme, aquest canviaria el seu pH, amb el consegüent trastorn que això produiria perquè molts enzims tan sols actuen en un interval de pH molt estret. Davant d’una pujada de pH, és a dir, davant d’un descens de H3O1, el tampó bicarbonat actua alliberant ió àcid.

CO2 1 2H2O → H2CO3 1 H2O → HCO23 1 H3O1

Davant d’una baixada de pH, és a dir, davant d’un augment de H3O1, el tampó bicarbonat actua absorbint l’excés d’ió àcid.



HCO23 H3O1 → H2CO3 1 H2O → CO2 1 2H2O

28



pH 5 2 log (1,4 · 1028) 5 7,854 pH 5 2 log (4 · 1026 ) 5 5,398

29

Ha d’haver-hi una membrana semipermeable, és a dir, que sols permet el pas de les molècules d’aigua o de mida inferior i una concentració de soluts diferent a banda i banda d’aquesta membrana.

30

En recobrir els aliments amb sal, es forma una dissolució saturada a l’exterior d’aquests, i això implica la sortida d’aigua de l’interior de l’aliment per un procés d’osmosi. Així, l’aliment s’asseca i, com que no hi ha aigua, els bacteris no s’hi poden reproduir ni alterar-lo.

31

Perquè, com que el medi intern de l’enciam té més soluts que l’aigua externa, es produeix l’entrada d’aigua per osmosi, amb la consegüent turgència de les fulles. Quan s’hi afegeix sal, el medi extern es fa més salí, amb la qual cosa es produeix la sortida d’aigua des de l’interior de la fulla per osmosi, amb la consegüent pèrdua de turgència.

32

Perquè la superfície de les macromolècules adsorbeix molt les molècules d’aigua, i per això no s’evaporen. Un exemple d’aquesta propietat en els organismes és la mucositat dels cargols de terra i dels llimacs, que dificulta la dessecació de la pell.

33

Perquè si un reactiu atrau cap a la seva superfície l’altre reactiu, això facilita la trobada entre tots dos i, per tant, que es doni la reacció.

34

Perquè, com que hi ha més soluts al medi intern de la planta que a l’aigua externa, per un procés d’osmosi, aquesta travessa l’epidermis de l’arrel i hi entra a l’interior. L’aigua de mar no sadolla la set perquè, com que és més salada que el medi intern de les cèl·lules de les parets intestinals, per un procés d’osmosi, en lloc d’entrar a les cèl·lules, el que passa és que surt aigua d’aquestes cap a la llum de l’intestí on hi ha l’aigua marina.

35

Perquè, si fossin hipotòniques respecte de la salinitat interna dels glòbuls vermells, entraria aigua en aquests, fins arribar a rebentar-los per un excés de turgència; i si fossin hipertòniques, en sortiria aigua, i fins i tot la membrana es podria arribar a trencar en encongir-se (plasmòlisi).

36

L’activitat biològica del medi intern de les cèl·lules es produeix a un determinat valor de pH. A causa del baix grau d’ionització del H2O si s’hi afegeix un àcid (s’afegeix HO31) o una base (s’afegeix OH2), encara que sigui en molt poca quantitat, aquest valor de pH varia bruscament. Per evitar

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

1

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

aquesta situació, aquests líquids contenen sals minerals i proteïnes dissoltes que es poden ionitzar en més o menys grau, i donen lloc a HO31 o a OH2, que contrarestin l’efecte de les bases, o els àcids afegits. Aquest efecte s’anomena efecte tampó i aquestes dissolucions s’anomenen dissolucions tampó o amortidores.

Hi ha dissolucions tampó en tots els fluids biològics. Els més importants són: el sistema tampó fosfat (H2PO42 / HPO224) en el medi intracel·lular i el sistema tampó bicarbonat (HCO32 / H2CO3) en el medi extracel·lular.

pels enllaços d’hidrogen que uneixen les molècules d’aigua entre si i per un procés d’adsorció de les parets interiors dels conductes o vasos respecte a les molècules d’aigua. L’absorció sola només seria capaç de fer pujar l’aigua pocs centímetres. A més, hi intervé una força d’aspiració des de les fulles ja que en aquestes l’aigua s’evapora i això fa pujar una mica més d’aigua, un procés que es va repetint. 57

Fan una funció mecànica amortidora.

58

Fa una funció termoreguladora. Això és degut al fet que per passar de líquid a gas (vapor d’aigua) ha d’agafar calor i l’agafa de la superfície del cos, per la qual cosa aquest es refreda.

TEST DE LA UNITAT 37

Resposta b.

59

Funció metabòlica.

38

Resposta b.

60

Funció estructural.

39

Resposta a.

61

40

Resposta d.

41

Resposta a.

La resposta a la primera pregunta és: funció transportadora. La resposta a la segona pregunta és: funció dissolvent i transportadora.

42

Resposta c.

62

43

Resposta b.

La carn deixa anar aigua. Això és degut al fet que la sal es dissol en l’aigua exterior, es produeix un procés d’osmosi que fa que l’aigua surti de les cèl·lules de la carn.

44

Resposta c.

63

45

Resposta b.

46

Resposta c.

Perquè la infància i l’adolescència són períodes de creixement, en què es genera molt teixit ossi, i aquest té un elevat percentatge de fosfat càlcic i de carbonat càlcic.

47

Resposta b.

64

48

Resposta c.

49

Resposta b.

Amb aigua destil·lada s’inflarien i es posarien molt turgents. Amb aigua saturada de sal perdrien molta aigua, la membrana es rebregaria i es podria arribar a trencar (plasmòlisi).

50

Resposta a.

65

51

Resposta a.

Perquè la sal fa sortir l’aigua interior per un procés d’osmosi i, en quedar-se sense aigua, els bacteris no poden viure i, per tant, la carn no és corrompuda.

52

Resposta d.

66

53

Resposta c.

Perquè com que suen molt perden sal i l’han de recuperar a través de la dieta.

67

Perquè l’aigua presenta una densitat més alta en estat líquid que en estat sòlid. La seva densitat més alta es dóna a 4 °C.

68

Que tenir moltes glucoses dissoltes en el citoplasma podria implicar l’entrada d’aigua per osmosi i posar-la en perill de ruptura. En canvi, si moltes glucoses s’uneixen en una sola molècula, aquest perill desapareix.

69

Si el medi és molt àcid hi haurà molts ions H i, per tant, el grup 2COOH no es podrà ionitzar. Si el medi és molt bàsic hi haurà molts OH2 i, per aquesta causa, molt grups 2NH3OH ja no es podran ionitzar. D’aquesta manera la dissolució resisteix el canvi de pH, és a dir, actua com una dissolució amortidora.

70

Solubles: CH32CH2OH (etanol), CH32COOH (àcid acètic) i NaCl (clorur sòdic).

ACTIVITATS FINALS 54



55

56

Es poden formar entre elements molt electronegatius (agafen electrons) i elements molt electropositius (donen electrons) per arribar a tenir 8 electrons en l’últim orbital (excepte que es tracti de l’hidrogen, que només necessita 2 electrons). L’aigua els dissol molt fàcilment, perquè és una molècula amb càrregues elèctriques que es posa entre els dos ions i, en participar en aquestes atraccions com un element més, els dos ions se separen. Es formen entre àtoms d’igual o similar electronegativitat. Per exemple, entre dos àtoms d’oxigen, dos àtoms de nitrogen, etc. I també entre àtoms de carboni i d’hidrogen, ja que tots dos estan amb la meitat d’electrons dels que necessiten per arribar a completar l’últim orbital. Són insolubles en aigua, ja que els àtoms units per un enllaç covalent apolar no es mantenen per atracció entre càrregues elèctriques sinó per compartició d’electrons i l’aigua no pot actuar separant-los. L’entrada és deguda a un procés d’osmosi. L’ascensió és deguda a la capil·laritat. Aquesta última es produeix

71



No solubles: C4H10 (butà), C8H18 (octà), C6H6 (benzè). El problema que s’investiga és: Amb quina dosi de purins s’obté més producció de panís? o també: Quina quantitat de purins s’ha d’aplicar per obtenir més rendiment de panís? La variable independent és la dosi o quantitat de purins que s’ha d’aplicar, i la variable dependent és la producció de panís.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

37

1 72

73



74

La patata probablement va perdre gairebé un terç de la seva massa inicial. L’elevada concentració de sal comuna de l’aigua, a causa de la pressió osmòtica, hauria fet sortir aigua de la patata cap al medi extern.

76

a. Representació de com ha variat el pes dels aliments. Pes inicial (grams) 35 30 25 20 15 10 5 0

a. L a variable dependent és l’eficiència fotosintètica. I la variable independent és la concentració o quantitat d’herbicida.



c. L ’eficiència fotosintètica disminueix en el cultiu d’algues a mesura que augmenta la concentració d’herbicida.

Espinacs. Els espinacs tenien al principi 18 g d’aigua

a. L a desaparició del paràsit és possible gràcies al fenomen de l’osmosi. En submergir l’animal (i el paràsit extern) en un medi més concentrat, hipertònic respecte al medi intracel·lular del paràsit, els protozous perden aigua i moren, i així es cura la malaltia. b. 160















38

3r dia

4t dia

5è dia

6è dia

7è dia

20 2 2 5 18 per tant, un percentatge de (18/20) ? 100 5 90 %





140





120





100



c. R  epresentació de com ha variat el percentatge d’aigua dels aliments.

80

40

10

20 30 Concentració salina

40

Per als peixos la màxima eficàcia del tractament es dóna aproximadament entre els 17,5 i els 20 g · L21 de concentració de clorurs. A una concentració més alta els peixos moren i si la concentració és més baixa els paràsits no estan afectats. El problema que s’investiga és: Els bacteris intestinals tenen algun efecte sobre el nivell de glucosa en sang? o bé: Els bacteris intestinals influeixen en la capacitat de regular el nivell de glucosa en sang? La hipòtesi és: Potser el nivell de glucosa en sang dels ratolins amb bacteris trasplantats augmentarà. Altres possibles hipòtesis poder ser que disminuirà el nivell de glucosa en sang o bé que no variarà.

30 2 10,3 5 19,7 per tant, un percentatge de (19,7/30) ? 100 5 65,67 %

Aigua inicial (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

60

0



2n dia

Carn. La carn tenia al principi 19,7 g d’aigua

0

75

1r dia

b. E  ls percentatges d’aigua en els aliments al principi de l’experiment són:

20



Espinacs Carn

b. A  ltres variables que cal controlar són, per exemple, la temperatura, la composició de l’aigua, les sals de l’aigua, el tipus de llum, la intensitat de la llum, la mateixa varietat d’alga, la mateixa espècie, el pH, el tipus de recipient i el volum dels aquaris.

Nombre de paràsits / peix



SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE



Espinacs Carn

1r dia

2n dia

3r dia

4t dia

5è dia

6è dia

7è dia





El percentatge s’ha calculat de la manera següent:





Els espinacs tenien al principi 18 g d’aigua































d. Se sap que hem arribat a la deshidratació perquè entre el sisè i el setè dia ja no ha disminuït més el pes dels aliments.



e. E  ls espinacs tenen un percentatge d’aigua molt més elevat que la carn. Una altra conseqüència és que si es mengen espinacs no es necessita beure tanta aigua com si es menja carn.

20 2 2 5 18 per tant, un percentatge de (18/20) ? 100 5 90% El segon dia tenien 6,1 g d’aigua 8,1 2 2 5 6,1 per tant, un percentatge de (6,1/8,1) ? 100 5 75,31 %, etc.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

2

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

7



• La cel·lulosa. Està constituïda per centenars de glucoses.

H

O



C1

• La fibra vegetal està formada per milers de molècules de cel·lulosa que s’uneixen entre si. Aquesta fibra vegetal pot ser visible a ull nu, tal com passa en el cas del cotó. • Els éssers humans no podem digerir la cel·lulosa perquè està unida per un enllaç molt fort i no disposem dels enzims necessaris per trencar-lo. S’ha d’incloure en la dieta perquè facilita el trànsit intestinal.



C1H2OH



H H HO

*

C2 OH

*

C3 OH

*

C4 H



C5H2OH



C2 O

  HO  H

*

C3 H

*

C4 OH



forma L

C5H2OH

forma D

• Els animals herbívors poden digerir la cel·lulosa gràcies als bacteris simbionts que s’allotgen en els seus aparells digestius. Els enzims s’anomenen cel·lulases.

8

• De cel·lulosa. Perquè els arbres de creixement lent necessiten més de 100 anys per poder produir paper.

Diem que una substància és levogira si desvia el pla de la llum polaritzada cap a l’esquerra, i és dextrogira si el desvia cap a la dreta.

9

El carboni 1.

• No imprimint gairebé res, reciclant tot el paper que no hi ha hagut més remei que imprimir i consultant les notícies i altres informacions per Internet, en lloc de comprar diaris i revistes en paper. Només els llibres que es consulten amb freqüència i els documents que justifiquen aspectes importants haurien d’estar en paper.

10

Tan sols es pot dir que és una hexosa.

11

La fructosa.

12



ACTIVITATS 1

Es van anomenar hidrats de carboni o carbohidrats perquè la proporció entre el carboni, l’oxigen i l’hidrogen era (CH2O)n.

2

El nom de sucres prové de la dolçor que presenten alguns glúcids de baix pes molecular.

3

4

5

6

34

La dihidroxiacetona no té cap carboni asimètric; per tant, no presenta activitat òptica, és a dir, no és ni dextrogira ni levogira.

CH2OH CO  H C OH OH C H CH2OH

CH2OH CO OH C H OH C H CH2OH

L-xilulosa

L-ribulosa

C1HO H C2 OH H C3 OH C4H2OH

C1HO HO C2 H HO C3 H C4H2OH

C1HO HO C2 H H C3 OH C4H2OH

C1HO H C2 OH HO C3 H C4H2OH

D-eritrosa

L-eritrosa

D-treosa

L-treosa

O

CH2OH   C  O HO C H H C OH H C OH CH2OH

C H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH

D-fructosa

D-glucosa

D-cetosa

D-aldosa



13

És dicarbonílic i a-glicosídic.

14



No. Hi ha compostos que són D i són levogirs (com ara la fructosa), i d’altres que són D i, en canvi, són dextrogirs (com ara la glucosa). En les cetopentoses naturals, el carboni que forma el grup cetònic sempre és el carboni 2; per tant, tan sols hi ha dos carbonis asimètrics, i com que cadascuna pot presentar una forma L, hi ha dues L-cetopentoses naturals.

H

CH2OH H

O

H

HO

OH

H

CH2OH H

H O

O

H OH

H

H

OH

Maltosa OH OH H H α-D-glucopiranosil-(1 → 4)-α-D-glucopiranosa



Es desprèn una molècula d’aigua.

15

Perquè la mel, a causa dels enzims sacarases que hi ha a la saliva de les abelles, s’hidrolitza i la mescla de D-glucosa i D-fructosa que queda és levogira, ja que la D-fructosa és molt més levogira que no pas dextrogira és la D-glucosa.

16



17

Disacàrid

Format per la unió de...

Cel·lobiosa

Glucosa i glucosa

Sacarosa

Glucosa i fructosa

Maltosa

Glucosa i glucosa

Lactosa

Galactosa i glucosa

Perquè, com que la glucosa és una molècula petita, la dissolució quedaria molt concentrada i, aleshores, entraria aigua per osmosi i la cèl·lula explotaria.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

2 18

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Perquè la majoria dels organismes no tenen els enzims que trenquen els enllaços b, però sí que tenen els que trenquen els enllaços a.

19

Perquè no tenen l’enzim cel·lulasa.

20

És una molècula constituïda per un nucli de glucoses en què hi ha un enllaç a (1 → 6) i poques glucoses adjacents. Es formen quan els enzims amilases que només trenquen enllaços a (1 → 4) no poden continuar la seva acció.

21

a. Cel·lulosa

22

23

c. Quitina

b. Glicogen

d. Midó

El fragment de glicogen correspon a la figura D. Es veu un polímer o polisacàrid que està format per diferents monosacàrids, concretament glucoses, unides per enllaços a (1 → 6) i a (1 → 4). Els enzims amilases tan sols trenquen els enllaços a-(1’ → 4’), mentre que els enzims R-desramificadors trenquen els enllaços a-(1’ → 6’).

24

Un enllaç b-(1’ → 4’).

25

a. amb 2; b.  amb 2 i 3;



c. amb 2; d.  amb 2;



e. amb 1 i 2; f.  amb 2.

26

Monosacàrids: fructosa, glucosa, galactosa. Disacàrids: lactosa, sacarosa, maltosa. Polisacàrids: glicogen, midó, cel·lulosa.

27

TEST DE LA UNITAT 29

Resposta c.

30

Resposta d.

31

Resposta a.

32

Resposta b.

33

Resposta c.

34

Resposta c.

35

Resposta d.

36

Resposta a.

37

Resposta c.

38

Resposta b.

39

Resposta b.

40

Resposta d.

41

Resposta c.

42

Resposta b.

43

Resposta a.

44

Resposta b.

45

Resposta b.

46

Resposta c.

47

Resposta a.

48

Resposta d.

ACTIVITATS FINALS

Funció d’antibiòtic: estreptomicina.

49



A Components

B Funció

C Es troba a

Midó

Glucosa

Reserva energètica

Plantes

Glicogen

Glucosa

Reserva energètica

Animals

Cel·lulosa

Glucosa

Estructural

Plantes

Funció d’anticoagulant: heparina. Funció de colorant floral: antocianòsid. 28



Funció

Glúcids

Característiques

Glucosa, midó i glicogen

La glucosa és la molècula energètica més important. Es pot emmagatzemar en forma de centenars d’unitats en els vegetals com a midó i en els animals com a glicogen.

Estructural

Cel·lulosa, quitina i peptidoglicans

Generadora d’especificitat

Glicoproteïnes i glicolípids

Energètica

Especial

50

La A és a-galactopiranosa, la B és a-ribofuranosa, la C és a-fructofuranosa i la D és a-glucopiranosa.

51

De les dues maltoses s’obtindran quatre glucoses, de les dues cel·lobioses s’obtindran quatre glucoses i de les dues sacaroses s’obtindran dues glucoses.

La cel·lulosa es troba en els vegetals; la quitina, en els artròpodes, i els peptidoglicans, en els bacteris.

52

Perquè en la maltosa les dues glucoses estan unides per un enllaç a-glucosídic i, en canvi, en la cel·lobiosa estan unides per un enllaç b-glucosídic. Si ingerim cel·lobiosa, no augmenta el nivell de glucosa en sang perquè els nostres enzims no poden trencar l’enllaç b-glucosídic.

Permet reconèixer les cèl·lules dels diferents teixits entre si.

53

Perquè la lactosa presenta enllaç b-glucosídic i per trencar-lo cal un enzim especial anomenat lactasa. És un enzim diferent de l’enzim maltasa i de l’enzim sacarasa. No poden prendre llet ni formatge fresc perquè aquests presenten lactosa, en canvi, el iogurt, com que és un producte fermentat per bacteris, ja no presenta lactosa perquè ha estat hidrolitzada en galactosa i glucosa.

54

a. amb 5, b.  amb 1, c.  amb 4, d.  amb 2, e.  amb 3, f.  amb 10, g.  amb 7, h.  amb 9, i.  amb 8, i j.  amb 6.

L’estreptomicina és un antibiòtic; la vitamina C Estreptomicina, es fa servir pel creixement vitamina C i el desenvolupament; i heparina l’heparina és un anticoagulant.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

35

2 55



SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

a. B i E. b.

CH2OH

5

4

HO

O

H HOH2C

H OH 3

1

H

O

1

2

H

O

OH

3

2

4

5

H OH Sacarosa OH H α-D-glucopiranosil-(1 → 2)-β-D-fructofuranosa

c. Enllaç O-glicosídic.

d. Un disacàrid o sacarosa.



e. E  n les cèl·lules animals s’emmagatzema energia en forma de glicogen, que és un polisacàrid format per centenars de glucoses.

57



• Perquè la glucosa en sang ja ha disminuït a 120 mg/dl, que és un valor normal.





• La corba de glucèmia comença a baixar a menys velocitat perquè la insulina en sang ha disminuït molt.





• Perquè, com que la glucosa en sang està dins els valors normals, no es produeix més insulina i la que hi ha a la sang passa a l’orina a causa de la filtració renal.



c. Biomolècula de reserva

La sacarosa correspon a la figura A. És un disacàrid format per la unió d’una glucosa (forma cíclica hexagonal) i una fructosa (forma cíclica pentagonal) mitjançant un enllaç glicosídic a (1 → 2).

Glucosa

Sacarosa

Fructosa

Òrgans on s’acumula Dolç

Dolç

Dolç

Prova de la solució de Lugol (positiu/ negatiu)

Negatiu

Negatiu

Negatiu

Prova de Fehling (positiu/ negatiu)

Positiu

Negatiu

Positiu

Descripció química

Aldohexosa

Disacàrid

Cetohexosa

a.

Minut 0

Minut 30

Minut 90

Minut 150

Concentració de glucosa (mg/dl)

75

150

100

75

Concentració d’insulina (μU/ml)

quasi 0

100

50

quasi 0

Humans

Plantes

Glicogen

Midó

Format per amilosa Polisacàrid i amilopectina ramificat Amilosa: polímer lineal de glucoses de glucoses amb amb enllaços enllaços a(1-4) al llarg de la cadena. Característiques a(1-4) al llarg de la cadena Amilopectina: Polímer bàsiques i enllaços ramificat de glucoses a(1-6) en els amb enllaços a(1-4) punts al llarg de la cadena de ramificació. i enllaços a(1-6) en els punts de ramificació.

c. La seva funció en el vegetals és de reserva energètica.

Temps

36



b. E  stà constituït per la barreja de dos polímers de glucosa: amilosa i amilopectina. Els enllaços que uneixen les glucoses són a (1 → 4) i els enllaços de les ramificacions són del tipus a (1 → 6).

Gust

58

• Perquè la glucosa en sang encara no ha arribat als valors normals.

a. El midó.

Nom de la molècula (sacarosa o molècules que s’obtenen de la seva hidròlisi)





CH 2OH





H





b. • Perquè, en augmentar la glucosa en sang a causa de la ingesta d’aliments, el pàncrees allibera insulina.

6

H

56



59

Fetge i múscul

Llavors i tubèrculs

a. L a gràfica de color violeta. La major part del temps està per sobre dels nivells normals i només presenta dues baixades, que probablement coincideixen amb les dues injeccions.



b. Se les posa a les 9 h i a les 21 h.



c. S  obre la base de la gràfica contínua, es pot deduir que esmorzen a les 9 h, dinen a les 15 h, berenen a les 19 h i sopen a les 21 h.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

3

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

4

• El colesterol és un lípid insaponificable que es troba a totes les cèl·lules, i també a la sang. • Forma part de les membranes cel·lulars dels animals, especialment de la membrana plasmàtica, i li proporciona estabilitat. També és la molècula que serveix de precursor per a la síntesi de gairebé tots els esteroides. • Els lípids són insolubles en aigua i, per tant, també en la sang. Això implica que per poder ser transportats requereixen associar-se a una lipoproteïna. • El nostre organisme necessita colesterol per formar les membranes cel·lulars i produir algunes hormones sexuals, hormones suprarenals, vitamina D i sals biliars. Si ens en manqués, les cèl·lules es moririen, ja que es trencarien, i tindríem problemes de salut per manca d’hormones, vitamina D i sals biliars. • Perquè s’encarrega de retirar el colesterol de la sang. • El nivell de colesterol en sang és la suma del colesterol transportat per les lipoproteïnes LDL i HDL. • A partir d’un nivell de 200 mg/dl de colesterol en sang. • Reduir la ingesta d’aliments grassos, fer exercici físic i prendre medicaments reductors del colesterol.



b. N  o és ni un cèrid ni un acilglicèrid; és una molècula de glicerina.



c. É  s la cera d’abella, el palmitat de miricil, format per la unió d’un alcohol monovalent de cadena llarga, l’alcohol miricílic, i un àcid gras, l’àcid palmític.



d. No és ni un cèrid ni un acilglicèrid; és un àcid gras.



e. N  o és ni un cèrid ni un acilglicèrid; és una molècula del sabó palmitat sòdic.



f. N  o és ni un cèrid ni un acilglicèrid; és una molècula d’alcohol miricílic.

CH32(CH2)162COO2CH2 | CH32(CH2)72CH 5 CH2(CH2)72COO2CH | CH22OH 5



2

3

34

Les sals dels àcids grassos i Na1 o K1, els anomenats sabons de Na o K, tenen un comportament amfipàtic, és a dir, presenten una part lipòfila, la cadena hidrocarbonada, capaç d’establir enllaços de Van der Waals amb les cadenes hidrocarbonades dels greixos, i una part hidròfila, els grups 2COONa o 2COOK, que, en contacte amb l’aigua, generen un grup carboxil ionitzat (2COO2) i un catió (Na1 o K1). Així doncs, quan el sabó es posa en contacte amb la taca de greix, la part lipòfila del sabó s’estén en el si del greix, i la part hidròfila en queda fora, dirigida cap a l’exterior de la taca. En presència d’aigua, el pol hidròfil s’ionitza (2COO2), s’hi aproxima el catió (Na1 o K1) gràcies a les forces elèctriques, i aquest, al seu torn, queda envoltat de molècules dipolars d’aigua, també gràcies a atraccions de tipus elèctric (hidratació iònica). L’agitació que té durant el procés de rentat possibilita la subdivisió de la taca de greix en micel·les, formades per molècules de greix a l’interior i per una monocapa, no necessàriament contínua, de molècules de sabó ionitzat a la perifèria. Les micel·les queden envoltades pels cations, i aquests, per capes de molècules d’aigua, fet que impedeix la unió entre les micel·les. L’aigua té una funció mecànica d’arrossegament de les micel·les fora del substrat tacat. Les micel·les no s’uneixen entre si perquè, com que tenen càrregues negatives a la perifèria, atrauen els cations (Na1 o K1), que formen una capa de càrregues positives que, al seu torn, atrauen molècules d’aigua (solvatació iònica), i aquests escuts d’aigua impedeixen la unió entre les micel·les. CH32(CH2)72CH 5 CH2(CH2)72COOH 1 HO2CH22CH3 → → CH32(CH2)72CH 5 CH2(CH2)72COO2CH22CH3 1 H2O



CH32(CH2)162COO2CH2 | CH32(CH2)162COO2CH | CH32(CH2)162COO2CH2 6



7

La trioleïna o oli d’oliva és un oli, és a dir, és un greix líquid a temperatura ambient, perquè és un triacilglicèrid que presenta tres àcids grassos insaturats (tres àcids oleics), fet que li confereix una disposició espacial que dificulta l’establiment d’enllaços de Van der Waals entre les diferents molècules de trioleïna. Així doncs, el seu punt de fusió és baix. La triestearina és un sèu, és a dir, un greix sòlid a temperatura ambient, ja que té tres àcids grassos saturats, tres àcids esteàrics, per la qual cosa la seva configuració espacial li permet establir un gran nombre d’enllaços de Van der Waals amb altres molècules de triestearina, fet que impedeix el moviment de les molècules entre si, és a dir, té un comportament de sòlid. Així doncs, el seu punt de fusió és més elevat que l’anterior.

8

És un fosfoglicèrid.

ACTIVITATS 1

a. É  s un monoacilglicèrid format per la unió d’un àcid palmític i una glicerina: el monopalmitat de glicerina.



Aquests lípids constitueixen, juntament amb altres tipus de lípids, la doble capa lipídica de la membrana plasmàtica.



Presenta dues zones hidròfiles, una de les quals és el grup amino, que, quan es posa en contacte amb l’aigua, s’uneix amb una molècula d’aigua i queda en forma iònica (2NH32). La reacció és: 2NH2 1 H2O → 2NH3 1 OH. L’altra és el radical 2OH del grup fosfat que, quan es posa en contacte amb l’aigua, s’ionitza i queda amb una càrrega negativa. La reacció és (2OH 1 H2O → O 1 H3O1). Les seves zones hidròfobes són les dues cadenes hidrocarbonades simbolitzades amb les lletres R1 i R2. 9

Són hormones insaponificables els isoprenoides: vitamina A, E i K i els esteroides: vitamina D2 i D3.

10

Les ceres revesteixen les fulles dels vegetals per evitar perdre aigua en excés.

11

L’estructura comuna rep el nom d’esterà o ciclopentà perhidrofenantrè.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

3 12

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE de Van der Waals. L’àcid oleic té el punt de fusió més baix ja que, com que presenta un doble enllaç, genera un colze a la cadena hidrocarbonada que impedeix l’establiment d’enllaços de Van der Waals amb altres molècules.

Les prostaglandines es sintetitzen contínuament a partir de l’àcid prostanoic, molècula formada per un anell de ciclopentà i dues cadenes alifàtiques, a causa de l’acció d’enzims com les ciclooxigenases. 37

L’esterificació és la reacció d’un àcid gras amb un alcohol. Per exemple, l’àcid palmític reacciona amb el propanol i dóna lloc al palmitat de propil.

38

Un sabó és una sal d’àcid gras. Si el catió és el sodi o el potassi, el sabó és soluble; en canvi, si és el calci o el magnesi, el sabó és insoluble. Es forma fent reaccionar un àcid gras o, molt més sovint, un lípid que contingui àcids grassos, atès que gairebé no hi ha àcids grassos lliures, amb un hidròxid de sodi, potassi, calci, magnesi, etc.

39

A nivell cel·lular, la funció estructural la realitzen els lípids de membrana, és a dir fosfoglicèrids, fosfoesfingolípids, glicoesfingolípids i colesterol. La raó és que, com que són molècules amfipàtiques, es disposen formant bicapes, fet que els permet delimitar espais incomunicats amb l’exterior. A nivell d’òrgans, també tenen aquesta funció els acilglicèrids, ja que s’acumulen formant estructures insolubles i toves, que serveixen com a protectors mecànics.

40

La funció impermeabilitzadora la fan les ceres, com ara la cera d’abella i la lanolina de la llana. La raó és que, com que són molt hidròfobes pels dos extrems de la molècula, resulten molt útils com a impermeabilitzants.

41

Com que per emmagatzemar una mateixa quantitat d’energia faria falta el doble de pes, l’ocell no podria pràcticament volar.

42

Perquè la molècula de les ceres és elevadament hidròfoba pels dos extrems, en canvi els acilglicèrids, si són monoacilglicèrids o diacilglicèrids, no ho són, i si són triacilglicèrids no ho són amb la mateixa intensitat que les ceres.

43

Els lípids de membrana són els fosfolípids (fosfoglicèrids i fosfoesfingolípids), els glicolípids (gangliòsids i cerebròsids) i el colesterol. La característica més important és que són amfipàtics, fet que els permet constituir la doble capa lipídica.

44

La reacció és:

SABER FER 13

En el primer cas (oli i aigua) s’han d’observar dues fases, una d’inferior amb aigua, que es manté transparent, i una altra de superior amb l’oli. En el segons cas (aigua, oli i sabó) s’ha d’obtenir una emulsió persistent.

14

En el primer cas no s’ha format una emulsió, i en el segon cas, sí.

15

El sabó, en contacte amb l’oli, ha provocat la formació de micel·les, i d’aquesta manera es produeix la dispersió dels lípids en l’aigua.

16

El caràcter amfipàtic és una propietat dels lípids que fa referència al fet que són molècules bipolars, amb una part hidròfila, que estableix atraccions amb les molècules d’aigua, i una part hidròfoba, que presenta repulsió respecte a l’aigua.

17

Les micel·les monocapa esta formades per una sola capa i en el seu interior hidrofòbic no hi ha pràcticament aigua; en canvi, les micel·les bicapa són aquelles que engloben aigua a l’interior.

18

L’efecte escumós es produeix quan una micel·la monocapa conté aire a l’interior.

TEST DE LA UNITAT 19

Resposta c.

20

Resposta a.

21

Resposta c.

22

Resposta b.

23

Resposta b.

24

Resposta b.

25

Resposta d.

26

Resposta a.

27

Resposta a.

28

Resposta d.

29

Resposta b.

30

Resposta d.

31

Resposta b.

32

CH32(CH2)162COO2CH2



Resposta a.



Resposta c.

34

Resposta c.



Resposta d.

L’àcid lignocèric té el punt de fusió més alt pel fet que la seva cadena hidrocarbonada és la més llarga i per això pot establir un nombre més elevat d’enllaços intermoleculars

Hidròxid sòdic

Triacilglicèrid saponificació (triestearina)

HO2CH2 CH32(CH2)162COONa HO2CH 1 CH32(CH2)162COONa HO2CH2 CH32(CH2)162COONa



Glicerina

3 estearat sòdic (sabó)

45

En el fet que els esterols presenten un grup alcohòlic (OH) al tercer carboni de la molècula d’esterà, mentre que els esteroides presenten un oxigen (O) al tercer carboni de la molècula d’esterà.

46

Els fosfoesfingolípids com ara l’esfingomielina, i els glicolípids, com ara els cerebròsids i els gangliòsids.

ACTIVITATS FINALS 36

| CH32(CH2)162COO2CH2

33

35

| CH32(CH2)162COO2CH 1 3NaOH

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

35

3

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

47

a. amb 3, b.  amb 2, c.  amb 5, d.  amb 6, e.  amb 1, i f.  amb 4.

48

La funció de reserva energètica la fan els acilglicèrids i els àcids grassos. Per exemple, la triestearina, la trioleïna, i la tripalmitina. Com que són apolars no es dispersen en l’aigua, sinó que formen acumulacions sòlides o líquides a l’interior de les cèl·lules.

49

51







52



36

53



54

Fan la funció transportadora els àcids biliars i els proteolípids, que són associacions de proteïnes específiques amb colesterol i fosfoglicèrids bàsicament. La raó és que, com que són molècules amfipàtiques, es poden unir per un extrem al lípid i, per l’altre, establir enllaços de tipus elèctric amb les molècules d’aigua i així possibilitar-ne el transport per la sang i la limfa.

a. À  cid gras fórmula A, glicerol fórmula H i colesterol fórmula B. b. O  btindríem una molècula de triacilglicèrid a més de tres molècules d’aigua. La principal funció biològica dels triglicèrids és la de reserva energètica. a. E  l problema que s’investiga és: El consum elevat d’aliments rics en omega-3, ofereix protecció contra les afeccions cardíaques?





L a variable dependent és el nombre d’afeccions cardíaques, i la variable independent, el consum elevat o moderat d’aliments rics en omega-3.





 al analitzar les persones que en fan un consum C moderat per comparar, ja que són el grup control de l’estudi.



b. S  ón biomolècules formades per una llarga cadena hidrocarbonada amb un grup carboxil o grup àcid (COOH) en un extrem. La fórmula general és: CH32(CH2)n2COOH.





 s classifiquen en saturats i insaturats. En els àcids E grassos saturats, tots els carbonis estan units per enllaços senzills, mentre que els insaturats presenten algun enllaç doble entre carbonis a la cadena.





 ues propietats dels àcids grassos són, per exemple, que D són insolubles en aigua i solubles en dissolvents orgànics, i que a temperatura ambient alguns són sòlids i d’altres, líquids.

c. E  ls àcids grassos poliinsaturats són àcids carboxílics de cadena llarga que mostren dos o més punts d’insaturació (dobles o triples enllaços). Aquests àcids grassos es troben formant part dels fosfoglicèrids i dels esfingolípids. Aquestes molècules es caracteritzen pel seu caràcter amfipàtic i es localitzen a la membrana cel·lular, constituint-ne l’estructura bàsica i condicionant-ne la fisiologia.



c. Algunes funcions dels lípids són:

a. E  s tracta d’un triacilglicèrid, és a dir, un èster de tres àcids grassos amb la glicerina. L’enllaç que uneix cadascun dels àcids grassos amb la glicerina és un enllaç de tipus èster.



a. E  l problema que s’investigava enunciat en forma de pregunta, és: Influeixen els àcids grassos poliinsaturats en el creixement o en el grau de desenvolupament de les rates?

 asant-nos en la interpretació de les imatges, B les conclusions serien que l’absència d’àcids grassos poliinsaturats provoca un desenvolupament anòmal, parcial, de les rates.

b. L a variable independent, que és la intervenció que realitzen les persones que fan la investigació, és l’absència d’àcids grassos a la dieta. La variable dependent, que és el factor que es veu alterat a causa de la intervenció, és les alteracions del creixement o desenvolupament dels animals.

b.

Total % kcal kcal Proteïnes Glúcids Lípids dels /100 lípids g Sencera g /100 g kcal / 100 g

2,90 11,6

4,60 18,4

3,60 32,4

62,4

Desnatada g /100 g kcal / 100 g

3,10 12,4

4,30 17,20

0,30 2,7

32,3

– reserva energètica: acilglicèrids. – funció estructural (formació de membranes): fosfolípids, colesterol. – aïllament tèrmic: ceres, capa de greix subcutani. – funció reguladora: hormones esteroides i vitamines liposolubles.

55



51,9 56

8,4

d. Presenten una part polar (o hidròfila) i una de no polar (o hidròfoba), la qual cosa els permet fer bicapes lipídiques en aigua, de manera espontània. a. E  l lípid A correspon al colesterol i el lípid B és un triacilglicèrid. Han de viatjar a l’interior del quilomicró perquè són apolars (o hidròfobs) i, per tant, no es poden dissoldre en l’aigua del plasma. b. E  l lípid C és un fosfolípid. Adopta aquesta orientació perquè el cap és polar, mentre que les cues són apolars. – Lípids: A, C, E



– Àcids grassos: C, E



– Àcids grassos que no poden degradar els malalts d’ADL: C

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

4

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

8

• Perquè les fibres de col·lagen formen part dels teixits connectius que uneixen els altres teixits i així mantenen i donen forma al nostre cos. • Se sintetitza en cèl·lules del teixit connectiu del nostre cos, especialment en els fibroblasts, que l’alliberen a la matriu extracel·lular que les envolta. • És una proteïna formada per la unió de tres hèlixs filamentoses constituïdes per tres tipus d’aminoàcids: prolina, glicina i hidroxiprolina.

H H | | H2N C COO2 1H3N C COOH | |  CH3 CH3 Alanina a pH 9 Alanina a pH 2 9

• Es caracteritzen per la seva flexibilitat i la seva resistència a la tracció. • R. M. (resposta model). L’hemoglobina, la caseïna, la queratina, l’ovoalbúmina, són exemples de proteïnes.



• R. M. La caseïna es troba present a la llet; l’ovoalbúmina, a la clara d’ou. • El fet que aquesta molècula no pugui travessar la nostra pell fa que no tinguin gaire utilitat. També hi ha alguns estudis mèdics que corroboren aquest fet. 10

ACTIVITATS 1

2

En els aminoàcids naturals, tant el grup amino com el grup àcid o carboxil s’uneixen al carboni a, que és el carboni més proper al carboni del grup carboxil; per tant, són a-aminoàcids. Dels vint aminoàcids naturals coneguts, un, la glicina, presenta el carboni a simètric, ja que té dues de les quatre valències saturades pel mateix tipus de radical; concretament, estan saturades per hidrògens, per tant, hi ha dinou aminoàcids que tenen com a mínim un carboni asimètric. A més, la isoleucina i la treonina també tenen el carboni següent (el carboni b) asimètric. En resum, hi ha disset aminoàcids naturals amb un carboni asimètric i dos aminoàcids amb dos carbonis asimètrics. H | H2N C COOH | H

Que a partir d’un pH determinat, diferent segons el tipus d’aminoàcid, si el medi es fa bàsic, es comporta com un àcid i allibera radicals hidroni (H3O1), que neutralitzen l’excés de basicitat; en canvi, si el medi s’acidifica, es comporta com una base i allibera radicals hidroxil (OH2), que neutralitzen l’excés d’acidesa.

4

Els components són els aminoàcids i l’enllaç que els uneix és l’enllaç peptídic.

5

S’anomenen aminoàcids essencials. Són vuit: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptòfan i valina.

6

No. La disposició L o D és independent de l’activitat òptica. És a dir, tant un L-aminoàcid com un D-aminoàcid poden ser levogirs o dextrogirs.

7

La càrrega és 0. L’estructura química és la següent:

H | ionització H2N C COOH OH2 1 1H3N 12H2O |  CH3

34

H | C COO2 1 H3O | CH3

H H | | H2N C CO HN C COOH | |  CH2  CH2 | | OH   C6H5

Dipèptid Ser-Phe

Els aminoàcids es formen en la direcció que el grup carboxil del primer aminoàcid s’uneix amb el grup amino del segon aminoàcid. Així doncs, en una cadena polipeptídica, l’extrem en què apareix el grup amino del carboni a lliure correspon al primer aminoàcid, i l’extrem que presenta el grup carboxil del carboni a lliure correspon al darrer aminoàcid. El primer aminoàcid és Ala; el segon és Lys, i el tercer tan sols pot ser Glu.

H H H | | | H2N C CO HN C CO HN C COOH | | | (CH2)4 (CH2)2  CH2 | | |  NH2 COOH C6H5

Tripèptid Phe-Lys-Glu

11

Tots els aminoàcids tenen un grup amino i un grup carboxil. La cisteïna i la metionina tenen un grup tiol (2SH) en el radical.

12

L’estructura primària d’una proteïna és la seva seqüència d’aminoàcids. Ens indica quins són els aminoàcids que la formen i el seu ordre.

13

No, perquè hi ha múltiples combinacions de seqüència possibles a partir dels mateixos aminoàcids.

14

L’estructura secundària en a-hèlix es forma quan l’estructura primària s’enrotlla helicoïdalment sobre si mateixa. Això és degut a la formació d’enllaços d’hidrogen entre l’oxigen del 2CO2 d’un aminoàcid i l’hidrogen del 2NH2 del quart aminoàcid que el segueix.

Glicina

3

Si s’observa el gràfic del llibre, es veu que el punt isoelèctric de l’alanina és pH 6,02. Per tant, les estructures són:



La formació espontània d’aquests enllaços d’hidrogen fa que tots els oxígens dels grups (2CO2) quedin orientats en la mateixa direcció, mentre que tots els hidrògens dels grups (2NH2) queden orientats en la direcció contrària, i es formi una hèlix que presenta 3,6 aminoàcids per volta.



En la conformació-b els aminoàcids no formen una hèlix, sinó una cadena estesa en forma de ziga-zaga, a causa de la manca d’enllaços d’hidrogen entre els aminoàcids pròxims. Si la cadena amb conformació-b es replega, es poden establir enllaços d’hidrogen entre els segments, abans distants, que ara han quedat propers. Això dóna lloc a una làmina en ziga-zaga, molt estable, anomenada làmina plegada. Aquesta estructura també es pot formar entre dues o més cadenes polipeptídiques diferents.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

4 15

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Els enllaços d’hidrogen, també anomenats ponts d’hidrogen.

16

Els enllaços covalents forts anomenats ponts disulfur, i els enllaços febles dels tipus següents: enllaç d’hidrogen, interacció iònica, forces de Van der Waals i interaccions hidrofòbiques.

17

Enllaços febles del mateix tipus que els enllaços febles que mantenen l’estructura terciària globular. No són mai enllaços covalents.

18

Dues o més.

19

Les proteïnes que presenta una cadena polipeptídica molt estirada, lògicament, no es poden estirar; en canvi, si presenten la cadena polipeptídica encongida, en forma d’hèlix, sí que es poden estirar. La proteïna de la seda és la fibroïna, que és una b-queratina, és a dir, una cadena polipeptídica ja estirada, en forma d’estructura secundària. Lògicament, no es pot estirar. El col·lagen és una triple hèlix, en què cadascuna de les tres hèlixs és una hèlix molt estirada, l’anomenada hèlix de col·lagen. Per tant, tampoc no es pot estirar. En canvi, la llana (com els cabells) està formada per a-queratina, és a dir, per una cadena polipeptídica en forma de a-hèlix. Si s’humiteja i s’escalfa, els enllaços d’hidrogen que mantenen la a-hèlix es trenca, amb la qual cosa s’allarga gairebé el doble; és a dir, sí que es pot estirar. És ben sabut que posteriorment, quan es refreda, els enllaços d’hidrogen es tornen a formar, i gràcies a això, l’estructura a-hèlix es restableix, amb el consegüent encongiment de la fibra, que generalment queda més curta que al principi (això explica l’encongiment de la roba de llana). En el cas dels cabells, aquest mateix procés s’utilitza per canviar-ne la forma i per fixar aquesta nova forma, procés que s’anomena fer la permanent, que té els passos següents: 1. Cal enrotllar els cabells que s’han d’ondular al voltant d’un ruló. 2. S’hi ha d’afegir una substància reductora que trenqui els enllaços disulfur i escalfar-los perquè es trenquin els enllaços d’hidrogen que mantenen l’estructura secundària en a-hèlix, amb la qual cosa els cabells s’allarguen; després s’han de deixar els cabells en aquesta situació un temps determinat. 3. S’hi ha d’afegir una substància oxidant perquè es tornin a formar els ponts disulfur, que ara ho faran en llocs diferents, amb la qual cosa fixaran la nova forma. 4. Cal rentar els cabells i deixar-los refredar, i així es tornaran a formar els enllaços d’hidrogen amb el consegüent escurçament dels cabells.

20

Es pot renaturalitzar la queratina.

21

Les proteïnes filamentoses són insolubles en aigua i, en canvi, les proteïnes globulars són generalment solubles en aigua i en dissolucions salines. Proteïnes Filamentoses Globulars

Queratina

Fibroïna

X

X

Ovoalbúmina

22

a amb 2; b amb 4; c amb 5; d amb 3; e amb 1.

23

De la seqüència d’aminoàcids o l’estructura primària, especialment dels aminoàcids que formen el centre actiu si es tracta d’un enzim, i de les estructures secundària, terciària i quaternària (aquestes dues darreres en el cas que les tingui). Encara que la seqüència d’aminoàcids sigui la correcta, si la cadena polipeptídica no adopta l’estructura requerida, la proteïna no podrà dur a terme correctament moltes de les funcions que exerceix.

24

S’entén que una temperatura elevada és més de 60 °C, però sense arribar a centenars de graus, condició en què fins i tot es trencarien els enllaços peptídics. A aquestes temperatures elevades, els enllaços que es trenquen són els enllaços d’hidrogen que mantenen l’estructura a-hèlix i també els enllaços febles que mantenen les estructures terciària i quaternària. Els enllaços de pont disulfur resisteixen molt l’efecte de la temperatura, per la qual cosa les proteïnes que són riques en això suporten millor les temperatures altes. Aquest procés de pèrdua d’estructura quaternària, terciària i, fins i tot, secundària (tan sols queda l’estructura primària gràcies al fet que l’enllaç polipeptídic és molt fort) s’anomena desnaturalització. Si la proteïna, per exemple, era un enzim, quan es destrueixen els nivells estructurals superiors, la forma del centre actiu ja no coincideix amb la del substrat, i, per tant, la proteïna haurà perdut la funció biocatalitzadora; si era una proteïna estructural, els perjudicis són menors; per exemple, les fibres de queratina dels cabells, quan s’escalfen, simplement s’allarguen, i després, quan es refreden, simplement s’escurcen i es deformen una mica.

25

La major part de les proteïnes tenen un pes molecular elevat; per tant, més que de solubilitat s’ha de parlar de dispersabilitat, és a dir, de capacitat de formar dispersions col·loïdals. Les que presenten una forma globular tenen més possibilitats que no pas les filamentoses que els radicals ionitzables, com que queden envoltats d’una capa de molècules d’aigua, impedeixin la unió de les molècules entre si. Les filamentoses, com que tenen l’estructura secundària estirada, presenten més distància entre els radicals ionitzats, per la qual cosa molts segments no queden coberts de molècules d’aigua; això possibilita que a través d’aquests segments s’uneixin moltes cadenes polipeptídiques, i així arriben a assolir dimensions enormes que en provoquen la precipitació.

26

Perquè, a causa de les mutacions, s’han produït canvis a l’atzar en la seqüència d’aminoàcids, que, com que no afecten el centre actiu, en el cas que tinguin funció biocatalitzadora, o les propietats de resistència mecànica, si tenen funció estructural, etc., no s’han eliminat per selecció natural i, per tant, han generat diferències moleculars fins i tot entre els individus d’una mateixa espècie.

Glutenina

Col·lagen

Immunoglobulines

Histones

X

X

X X

X

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

35

4

27

28 29

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Per això hi ha moltes possibilitats que el sistema immunològic del receptor reconegui algunes proteïnes de l’òrgan trasplantat com a estranyes, i així es desencadena una reacció antigen-anticòs contra les proteïnes de membrana de les cèl·lules de l’òrgan rebut.





31

32





e. Les lipoproteïnes transporten ferro. (Fals.) Transporten lípids.

37

Resposta b.

a amb 6; b amb 4; c amb 5; d amb 3; e amb 1; f amb 2.

38

Resposta d.

39

Resposta a.

40

Resposta c.

41

Resposta d.

42

Resposta b.

43

Resposta c.

44

Resposta d.

45

Resposta b.

46

Resposta d.

47

Resposta b.

48

Resposta a.

49

Resposta a.

50

Resposta c.

51

Resposta c.

52

Resposta b.

53

Resposta a.

54

Resposta b.

55

Resposta d.

56

Resposta c.

– La solució dels tubs 1 i 2 s’aclareix perquè presenten la pepsina activa (sense bullir). – La solució del tub 2 conté àcid. La solució del tub 1 no conté àcid i això fa que la pepsina es trobi menys activa i que el procés de digestió es faci més lent. – La solució del tub 3 no s’aclareix perquè no hi ha enzim present. La solució del tub 4 tampoc s’aclareix perquè, tot i la presència d’enzim, aquest s’ha desnaturalitzat prèviament en l’ebullició. La desnaturalització és la pèrdua d’activitat biològica de les proteïnes. Aquest fenomen es dóna com a conseqüència de la pèrdua dels nivells d’estructura superior, fonamentalment pels canvis de conformació espacial que experimenten les molècules. Els factors que l’afavoreixen són la calor, l’acidesa del medi, la presència de determinats ions metàl·lics, etc. Totes les proteïnes estan formades per aminoàcids units per enllaços peptídics. Segons la seva seqüència, adopten diferents nivells d’estructura, dels quals depèn la funció que desenvolupen. Dues proteïnes diferents es diferencien en la seva seqüència, és a dir, poden tenir diferent nombre i tipus d’aminoàcids, disposats en un ordre diferent. Les diferències en la seqüència condicionen també diverses conformacions espacials (proteïnes fibroses, proteïnes globulars).

Amb la funció contràctil.

34

Perquè és la molècula que capta l’oxigen (O2) de l’aire i el transporta fins als llocs on és molt poc abundant i, en canvi, hi abunda el CO2, la qual cosa fa que l’hemoglobina alliberi l’oxigen. Aquest travessa les membranes plasmàtiques i mitocondrials, i a les crestes mitocondrials reacciona amb els hidrògens procedents de la matèria orgànica, i forma una molècula d’aigua. El O2 s’intercala entre el Fe21 del grup hemo i l’aminoàcid 63 (una histidina) de la globina, al qual abans de l’arribada de l’oxigen està unit aquest Fe21.

36

d. L’especialització és una de les característiques dels enzims. (Cert.)

A les glicoproteïnes (tenen dos grups d’oligosacàrids).

33





TEST DE LA UNITAT

ACTIVITATS

35

c. L a penicil·lina té funció de reserva. (Fals.) Té funció de defensa.

És la part no polipeptídica d’una heteroproteïna (proteïna constituïda per una cadena polipeptídica i una fracció que no està formada d’aminoàcids). En són exemples els grups hemo, els oligosacàrids de les glicoproteïnes, els lípids de les lipoproteïnes i l’àcid fosfòric de les fosfoproteïnes.

SABER FER 30



a. A  la cromatina humana no hi ha proteïnes. (Fals.) Les histones són proteïnes. b. La tripsina és una hormona important. (Fals.) És un enzim.

36

a amb 8; b amb 2; c amb 6; d amb 4; e amb 5; f amb 3; g amb 1; h amb 4; i amb 3; j amb 7; k amb 8; l amb 5; m amb 2; n amb 7.

ACTIVITATS FINALS 57



a. És negativa. b. És positiva.

58

Amb dos de diferent tipus se’n poden fer dos. Amb dos del mateix tipus només se’n pot fer un.

59

Els tripèptids són: 1. Ala-Ser-Gly 2. Ala-Gly-Ser 3. Ser-Ala-Gly 4. Ser-Gly-Ala 5. Gly-Ser-Ala 6. Gly-Ala-Ser

60

Els tripèptids són: 1. Ala-Ser-Gly 2. Ala-Gly-Ser

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE H H | | H2N C COO2 1H3N C COOH | |  CH3 CH3 Alanina a pH 9 Alanina a pH 2

  3. Ser-Ala-Gly   4. Ser-Gly-Ala   5. Gly-Ser-Ala   6. Gly-Ala-Ser   7. Ala-Ser-Ser







c. La molècula resultant seria la següent:

  8. Ala-Gly-Gly   9. Ser-Ala-Ala 10. Ser-Gly-Gly 11. Gly-Ser-Ser 12. Gly-Ala-Ala 13. Ser-Ala-Ser



14. Ser-Ser-Ala

16. Gly-Gly-Ala 17. Ala-Ser-Ala 18. Ala-Ala-Ser

OH Glu | CH3 H O  CH2 | | || | C N H C C | | | NH H C C  N H COOH   || | |  O CH2 H    ı Ala   CH Ser 2 ' COOH

Z ] [ ] \

15. Gly-Ala-Gly

L a capacitat d’ionització dels aminoàcids ajuden a mantenir constant el pH del medi, és a dir, realitzen una funció amortidora o tampó.



19. Gly-Ser-Gly



 questa molècula és un tripèptid o polipèptid. Està unida A per enllaços peptídics.

a. Representa l’estructura primària d’una proteïna.

20. Gly-Gly-Ser

63

21. Ser-Gly-Ser



b. S’anomenen aminoàcids.

22. Ser-Ser-Gly



c. Per un enllaç peptídic.

23. Ala-Gly-Ala



d. Que tots presenten un grup amino i un grup àcid.

24. Ala-Ala-Gly



e. E  s representa un enllaç disulfur. La seva funció és ajudar a establir l’estructura terciària de les proteïnes.

25. Ala-Ala-Ala 26. Ser-Ser-Ser

64

a. Àcid aspàrtic (Asp)

H3N1

ACTIVITATS FINALS



CO COO2 | | 1 H3N C H H N C H | | CH3 CH2 | CH CH3 H3C

– Enllaç peptídic.



– S’anomenen pèptids, polipèptids o proteïnes.

62

a. La fórmula de l’alanina és: H O | H3C C C |  H2N OH



b. L a càrrega i l’estructura química de l’alanina a un pH de 2 i de 9 són:

C

H

CH2

– Les molècules C i G. – La fórmula d’un dels dos dipèptids possibles seria la següent:

Fenilalanina (Phe)

COOH2

27. Gly-Gly-Gly

61

Z ] ] [ ] ] \

4

COOH2 H3N1

C

H

CH2

COOH2



b. Les estructures són: O Enllaç    COOH O  COOH peptídic || | || | C ––--- NH C H  C ––--- NH C H | | | | NH2 C H  CH2 NH2 C2 H   CH2 | | | | CH2 CH2 COOH | |  COOH





Asp-Phe Phe-Asp



c. Enllaç peptídic.



d. Funció estructural: queratines, elastina. Funció de reserva: ovoalbúmina, caseïna. Funció de transport: permeases, hemoglobina. Funció enzimàtica: maltasa, lipasa. Funció hormonal: insulina, tiroxina.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

37

4

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Funció de defensa: immunoglobulines, pèptids amb funció antibiòtica.

tenir problemes per manca d’aminoàcids essencials, ja que les plantes no es nodreixen de matèria orgànica sinó que sintetitzen tots els aminoàcids que tenen a partir de matèria inorgànica. El que sí que pot passar és que els humans no tinguem tots els aminoàcids essencials que necessitem. Els éssers humans tenim vuit aminoàcids essencials.

Funció contràctil: flagel·lina, actina. Funció homeostàtica: trombina, fibrinogen. 65

66



És degut al fet que la solubilitat augmenta en dissolucions salines diluïdes, ja que els ions salins s’apropen als radicals polars i augmenten la seva polaritat, però disminueix en dissolucions salines concentrades, ja que els ions salins competeixen amb els radicals polars per les molècules d’aigua.

Ha precipitat perquè s’ha desnaturalitzat en canviar el grau d’ionització dels seus radicals amb càrrega i ha precipitat. Dues o més.

68

La solubilitat de les proteïnes és deguda a una proporció més alta d’aminoàcids amb radicals polars (sobretot si tenen càrrega) que d’aminoàcids amb radicals apolars. Els radicals polars estableixen enllaços d’hidrogen amb les molècules d’aigua i, així, cada molècula queda recoberta d’una capa de molècules d’aigua que impedeix que es pugui unir a altres molècules proteiques, fet que en provocaria la precipitació.

69

Les dades necessàries són que coincideixi la seqüència d’aminoàcids i que presentin la mateixa estructura tridimensional.

70

1 amb b; 2 amb a; 3 amb h; 4 amb j; 5 amb e; 6 amb g; 7 amb i; 8 amb c; 9 amb d; 10 amb f.

71

Són els que no poden ser sintetitzats per l’organisme i han de ser ingerits en la dieta. Les plantes no poden

a. S’hi representen les diferents estructures de les proteïnes.



b. R  epresenta l’estructura primària d’una proteïna. Està formada per aminoàcids que es troben units per enllaços peptídics.



c. 2  . Estructura secundària en a-hèlix. 3. Estructura secundària en làmina b. 4. Estructura terciària. 5. Estructura quaternària.



d. Provoquen la pèrdua de l’estructura quaternària, terciària i, generalment, també de la secundària.

Es tracta de la proteïna caseïna.

67

38

72

74

Totes tenen càrrega negativa, per tant, totes són anions i migren cap a l’ànode.



L es a-globulines tenen un pes molecular inferior a 90.000 i superior a 65.000.



Es considera que hi ha dues a-globulines perquè en l’electroforesi surten dues ratlles ben diferenciades i no només una.



L’electroforesi és una tècnica molt utilitzada en anàlisis clíniques perquè permet detectar si hi ha una desproporció de proteïnes en sang, cosa que revelaria un problema del fetge (l’albúmina se sintetitza al fetge) o una infecció (les g-globulines augmenten quan hi ha una infecció), etc.

BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © GRUP PROMOTOR / Santillana Educación, S.L.

5

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

5

a. El carboni 1. S’anomena enllaç N-glicosídic.

• Vegeu figura pàgina 94.



b. El carboni 5. Enllaç fosfoèster.

• El DNA és la molècula portadora de la informació genètica que conté les instruccions per al funcionament de tots els éssers vius i d’alguns virus.



c. El carboni 2. 6

• La tècnica de difracció de raigs X.

• M. Wilkins. Va mostrar les fotografies obtingues per R. Franklin del DNA a J. Watson. • R. Ll. (Resposta lliure).

OH

7

8

Base nitrogenada

Citosina

Adenina

Timina

Tipus (púriques/ Pirimidí- Pirimidípirimidíniques niques niques)

Púriques

Pirimidíniques

Púriques

Àcid nucleic (DNA/ RNA)

DNA i RNA

DNA

DNA i RNA

Uracil

DNA i RNA

RNA

Guanina

Nucleòtid

Funció

ATP

Molècula transportadora d’energia.

NADP

Actua en reaccions d’oxidació i reducció.

AMPc

Actua com a segon missatger químic.

NAD

Actua en reaccions d’oxidació i reducció.

L’ATP és un nucleòtid format per adenosina (adenina més ribosa) i tres grups d’àcid fosfòric.

N HC O O

P O

2

O O

P O

2

O O

P

C

N

C N C N

OCH2 O

O

2

H

34

204 5 160.000

OH

H OH

CH

3 ’ ....A G C C G T GT G AA C ....5 ’ 5’ . . . . T C G G C A C A C T T G . . . . 3’



Podem deduir que es tracta de DNA per la presència de timina. 9

Si hi ha el 23 % de A, hi haurà el 23 % de T. Com que entre A i T sumen el 46 %, entre C i G sumaran el 54 % (100 2 46 5 5 54), i com que hi ha d’haver la mateixa quantitat de C i de G, hi haurà el 27 % de C i el 27 % de G.

10

3’... ATGGAGTGA ...5 ’

11

Es tracta d’un RNA, ja que el DNA no presenta U sinó T. És d’un sol filament, perquè si fos de doble filament hi hauria la mateixa quantitat de A que de U, i la mateixa quantitat de G que de C.

12

Considerant que els mitocondris tenen un DNA circular i que el nombre de mitocondris és variable, la pregunta no es podria contestar, però si tan sols ens referim al DNA del nucli, cal dir que en una cèl·lula somàtica humana hi ha 46 molècules de DNA, que després, quan s’enrotllen sobre si mateixes, originen els 46 cromosomes. En un espermatozoide tan sols n’hi ha la meitat, és a dir, 23 molècules de DNA.

13

La desnaturalització del DNA és la separació dels dos filaments que formen la doble hèlix, per mitjà de la ruptura dels enllaços d’hidrogen que s’estableixen entre les bases nitrogenades enfrontades. Aquest fenomen es produeix a uns 100 °C.

14

És la nova unió dels dos filaments complementaris d’un DNA de doble hèlix, que prèviament s’han separat. Si la desnaturalització s’ha provocat per l’escalfament del medi, la renaturalització s’inicia quan es refreda per sota dels 65 °C.

15

Llevat, ésser humà, tauró, gripau, mongeta i lliri.

16

Perquè si no fos així els cromosomes serien milers de vegades més llargs.

17

Perquè, encara que pot estar associat a proteïnes semblants a les histones, no ho està formant nucleosomes, és a dir, el collaret de perles.

NH2



2

OH





4

O

2.0004 5 16.000.000.000.000

Un nucleòsid és una molècula formada per la unió, amb un enllaç N-glicosídic, d’una pentosa i una base nitrogenada. Si la base és pirimidínica, l’enllaç es fa entre el C1 de la pentosa i el N1 de la base nitrogenada i, si és púrica, pel N9 de la base nitrogenada.



N

El nucleòtid resultant s’anomena uridina.

Un nucleòtid és un nucleòsid unit a l’àcid fosfòric pel C5 de la pentosa, amb un enllaç fosfodièster.

3

O

OH

ACTIVITATS



O

2004 5 1.600.000.000

• R. Ll.

2

NH

O

• Van deduir que el DNA era una estructura amb dues hèlixs idèntiques i antiparal·leles.



O

HO P

• Va descobrir que era una estructura helicoïdal amb els fosfats a la part externa.

1



DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

5

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

18

De proteïnes i DNA.

33

Resposta d.

19

Perquè el sofre (S) és present en les proteïnes i no es troba en el DNA, i el fòsfor (P) només es troba en el DNA i no en les proteïnes del virus.

34

Resposta c.

35

Resposta a.

36

Resposta d.

37

Resposta a.

38

Resposta c.

Perquè a l’interior dels bacteris només hi ha fòsfor radioactiu, amb la qual cosa es demostra que els virus només han introduït el seu DNA, la molècula que porta la informació per produir nous virus.

39

Resposta c.

40

Resposta c.

41

Resposta a.



42

Resposta d.

43

Resposta c.

44

Resposta a.

45

Resposta d.

46

Resposta a.

20

21

22

La càpsida és una coberta que protegeix el DNA del virus, i el DNA porta tota la informació genètica per produir nous virus.

NH2

OH HO P

O

N A

O N

CH2 O

N

HO P

H C H OH O O

O

U

CH2 O

N

Enllaç fosfoestèric

H

H O

Enllaç fosfoestèric

N

H

H OH

H C H OH

Enllaç N-glicosídic

ACTIVITATS FINALS N

24

25

26

a. és un DNA, ja que presenta T; b. és un RNA, ja que presenta U; c. és un DNA, ja que presenta T, i de d. no es pot dir si és DNA o RNA ja que no presenta ni T ni U.

48

E  l fragment que falta és la seqüència: 5’ ... ATGACAGACGT ... 3’.

49

a. E  s poden separar augmentant la temperatura al voltant d’uns 100 °C.

O Enllaç N-glicosídic

Lloc on se situarà el nucleòtid següent 23

47

Direcció de creixement

b. E  s trenquen els ponts d’hidrogen establerts entre les bases nitrogenades.

Perquè presenten alguns segments que són complementaris; això facilita que es dobleguin i que aquests segments es complementin i formin una regió amb estructura en doble hèlix. 3’ - A G C G T T A C G T A T A G A C T C C – 5’

c. Desnaturalització del DNA. d. És un procés reversible. 50

b. Té una longitud de 3,4 · 3 5 10,2 Å.

5’ - T C G C A A T G C A T A T C T G A G G – 3’

c. Es tracta d’un DNA perquè té desoxiribosa.

L’RNAm procariòtic no adopta l’estructura tridimensional de l’RNAm eucariòtic, ni presenta exons i introns, està mancat de caputxa (comença amb un nucleòtid trifosfat no invertit, per exemple: pppG-...), i de cua de poli-A, i a més és policistrònic, és a dir, conté informacions separades per a diferents proteïnes.

d. L’extrem 5’ és el superior i l’inferior és el 3’. e. La seqüència ordenada de nucleòtids és:

b. RNA nucleolar.



c. RNA de transport.



d. RNA ribosòmic.

TEST DE LA UNITAT 27

Resposta d.

28

Resposta c.

29

Resposta d.

30

Resposta c.

31

Resposta a.

32

Resposta b.

5’ ... T – C – A – ... 3’.

f. La seqüència ordenada de nucleòtids és:

a. RNA missatger.



a. Presenta tres nucleòtids.



3’ ... A – G – T ... 5’.

g. H  i ha dos enllaços fosfodièster entre els nucleòtids, tres enllaços fosfoèster entre cada pentosa i el seu àcid fosfòric i tres enllaços N-glicosídics entre la pentosa i la seva base nitrogenada. 51

En primer lloc, que es tracta d’un RNA, ja que presenta ribosa. En segon lloc, que presenta una sola cadena, és a dir, que és monocatenari, ja que no hi ha la mateixa quantitat de les bases complementàries. Finalment, que es tracta d’un RNAt, ja que té un pes molecular molt baix.

52

Com que n’hi ha les mateixes de G que de C, presentarà el 26 % de C. De la resta en presentarà un 48 % (100 2 26 2 2 26 5 48). Com que n’hi ha les mateixes de T que de A, presentarà el 24 % de T i el 24 % de A.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

5 53

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

150.000 kcal

1 mol ATP

507 g



L’ATP no és un bon magatzem d’energia, ja que en la seva transformació a ADP 1 Pi només allibera 7,3 kcal per cada 507 g, és a dir 0,014 kcal/g. En canvi, l’oxidació metabòlica dels glúcids, dels lípids i de les proteïnes produeix molta més quantitat d’energia per unitat de pes (9 kcal/g per lípids, 4 kcal/g per glúcids i proteïnes).

56

57

1 mol ATP

la mateixa quantitat d’adenina que d’uracil i la mateixa de guanina i citosina.

5 10.417,8 kg.



55

7,3 kcal

3



54

individu

3



El virus 3 conté DNA perquè presenta timina, i és bicatenari perquè presenta la mateixa quantitat d’adenina que de timina i la mateixa de guanina i citosina.



El virus 4 conté RNA perquè conté uracil. És monocatenari perquè no presenta la mateixa quantitat d’adenina que d’uracil.

62

B. va amb 2, C. va amb 4, D. va amb 7, E. va amb 6, F. va amb 9, G. va amb 10, H. va amb 8, I. va amb 5, J. va amb 3, i K. va amb 1.

100 90

La fan els organismes eucariotes. Aquesta maduració té lloc al nucli. Els fragments que porten informació s’anomenen exons i els fragments sense informació, introns.

80 70 60

Si té 600 nucleòtids i és humà, té 300 nucleòtids en cada cadena. Com que cada nucleòtid ocupa un espai de longitud de 3,4 Å, el total tindrà 1.020 Å de longitud (3,4 · 300 5 1.020).

50 40 30 20

Composició química Pentosa

DesoxiriDNA bosa

RNA

Ribosa

a. Freqüència (%)

10

Bases nitrogenades

Localització

Estructura

A, T, C i G

Mitocondri Cloroplast Nucli (cromosomes)

Cadena llarga Bicatenària

A, U, C i G

Nucli (nuclèol) Citoplasma (ribosomes)

Cadena curta Monocatenària

adenina guanina



63

citosina

uracil

Bases

b. E  s tracta d’RNA, ja que presenta uracil. A més, és monocatenari. Si es tractés d’un àcid nucleic de doble cadena, els percentatges de citosina i guanina, d’una banda, i d’adenina i uracil, de l’altra, haurien de coincidir o només mostrar diferències petitíssimes. a. L’ATP és la molècula F. b. L’adenina és la molècula B. c. Un fragment d’àcid nucleic és la molècula C.

58

És mes difícil de separar dos nucleòtids d’una mateixa cadena, ja que estan units per un enllaç covalent molt fort, l’anomenat enllaç fosfodièster. En canvi, les dues cadenes estan unides per enllaços dèbils de tipus enllaç d’hidrogen.

59

El virus 1 conté DNA perquè presenta timina, i és monocatenari perquè el percentatge de les seves bases no compleix la llei de l’aparellament, és a dir, hauria de tenir la mateixa quantitat d’adenina que de timina i la mateixa de citosina que de guanina.



36

El virus 2 conté RNA perquè conté uracil i aquesta base és característica de l’RNA. És bicatenari perquè presenta



64

a. E  s tracta d’un fragment de DNA. Els monòmers que la formen s’anomenen nucleòtids. Aquesta molècula es troba al nucli, formant els cromosomes, i en el mitocondri i en el cloroplast. És la molècula portadora de la informació genètica de la cèl·lula. b. La lletra a correspon a l’aparellament entre l’adenina i la timina. La lletra b correspon a l’aparellament entre la guanina i la citosina. Les bases púriques són l’adenina i la guanina, i les pirimidíniques són la citosina i la timina. Els enllaços que s’estableixen entre aquestes bases són ponts d’hidrogen.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

6

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

11

• Al voltant de l’any 1950. Permetia augmentar 10 cops la mida de l’objecte. • Zacharias Janssen i el seu fill Hans, d’origen holandès, o bé Galileu Galilei, d’origen italià.



Vcel

Vcoc 12



5

(4/3) (pr3) 5 (4/3) (3,14 · 103 μm3) (4/3) (pr3) 5 (4/3) (3,14 · 13 μm3) RNP 5 N/P 5



Vn (Vc 2 Vn)

5

• Utilitza un feix d’electrons.



• Els nostres ulls no poden veure els feixos d’electrons que travessen la mostra i cal que impactin sobre una pantalla fluorescent per poder observar la imatge obtinguda. A més, quan es projecten, aprofitem per ampliar el seu camp de dispersió i obtenir una imatge més gran.

(4/3) (3,14 · 103 μm3) 2 (4/3) (3,14 · 13 μm3)

1

Va ser Robert Hooke l’any 1665.

2

Segons T. Schwann les cèl·lules es formaven mitjançant l’agregació d’orgànuls. En canvi, R. Virchow i R. Remak, després d’observar la divisió cel·lular de vegetals i animals, va enunciar que tota cèl·lula provenia d’una altra cèl·lula. Tots els éssers vius estan formats per les cèl·lules, a partir de les quals es formen totes les estructures (teixits i òrgans, en el cas dels pluricel·lulars) dels organismes. També són la unitat fisiològica dels éssers vius, ja que una sola cèl·lula fa totes les funcions vitals. Les cèl·lules també contenen tota la informació genètica necessària i són capaces de replicar aquesta informació, és a dir, es poden reproduir.

4

Les dues subunitats ribosòmiques, la paret gruixuda dels lisosomes, els peroxisomes, les vesícules sinàptiques, les vesícules de pinocitosi, el citosquelet (microtúbuls, filaments intermedis i microfilaments), i tots els detalls ultraestructurals, com ara la doble capa lipídica.

5

No són la forma de vida més petita possible perquè necessiten una cèl·lula per poder-s’hi reproduir a dins. No són la unitat morfològica dels éssers vius perquè els éssers vius no estan constituïts per virus.

6

La forma de les cèl·lules està estretament relacionada amb la funció que exerceixen. En el cas del teixit epitelial es pot observar com les cèl·lules es troben molt unides, amb poca substància intercel·lular (es produeix una fusió del glicocàlix de les cèl·lules adjacents). És un teixit que actua com a barrera; té la funció primària de protegir, i el grau i la naturalesa de l’estratificació que presenta és variable.

7

a. 0,003 mm

d. 0,01 mm

10

34

3

(8/100) · 4.000 μm 5 320 μm3

15

Cèl·lula animal: a, c, f, g, h, i, j, k, l



Cèl·lula vegetal: a, b, c, d, e, f, h, j, k

SABER FER 16



17



Tall

Dibuix

Tall longitudinal

B

Tall oblic

C

Tall transversal

A

ACTIVITATS Nombre d’augments: mida aparent / mida real

Mida real 5 0,45 cm / 100 5 0,0045 cm, que és el mateix que 0,045 mm

La fórmula de la massa és: 100.000 daltons · 1,66 · 10224 g / 1 dalton · 1012 picograms / 1 g 5 1,66 · 1027 pg

9

200 · (4/3) (3,14 · 1003 nm3) Percentatge 5 5 100 (4/3) (3,14 · 1.0003 nm3)



Aïllem la mida real de la fórmula i queda: Mida real 5 mida aparent / nombre d’augments

c. 20 mm

8

5 0,001

Vn 320 μm3 RNP 5 5 5 0,0869 (Vc 2 Vn) 4.000 μm3 2 320 μm3

18

b. 2 mm

(4/3) (3,14 · 13 μm3)

5 20 (és a dir, el 20 %) 14

ACTIVITATS

3

13

5 1.000

PM (C12H22O11) 5 12 · 12 1 22 · 1 1 11 · 16 5 342 daltons Els bacteris presenten una forma cel·lular molt estable gràcies a la presència d’una paret cel·lular rígida, en canvi les amebes tenen una membrana molt deformable perquè es mouen mitjançant pseudòpodes.

Ara passem els mil·límetres a micròmetres. Com que 1 mm 5 1023 μm, per tant: 0,045 mm 3 1 μm / 1023 mm 5 45 μm de mida real. En el cas de l’espermatozoide: mida aparent 5 nombre d’augments · mida real Mida aparent 5 60 x 50 μm 5 3.000 μm, que és el mateix que 3 mm.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

6

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

TEST DE LA UNITAT

2. Oculars

19

Resposta c.

3. Braç o columna

20

Resposta a.

4. Cargol macromètric

21

Resposta c.

5. Cargol micromètric

22

Resposta d.

6. Peu o base

23

Resposta a.

7. Focus de llum

24

Resposta c.

8. Columna

25

Resposta d.

9. Diafragma

26

Resposta b.

10. Platina

27

Resposta d.

11. Objectiu

28

Resposta a.

29

Resposta c.

30

Resposta a.

31

Resposta b.

32

Resposta d.

33

Resposta a.

34

Resposta b.

35

Resposta c.

36

Resposta d.

37

Resposta c.

12. Tambor o revòlver o portaobjectius 40

Cèl·lula de l’esquerra: Cèl·lula animal 1. Membrana plasmàtica



2. Nucli

4. Mitocondri 5. Lisosomes

7. Centríols 41

  1. Reticle endoplasmàtic   2. Aparell de Golgi   3. Vesícules   4. Cloroplast   5. Paret cel·lular   6. Mitocondri   7. Vacúol   8. Citoplasma   9. Nucli 10. Membrana plasmàtica 39

Les parts són:   1. Tubs òptics dels oculars

Matriu extracel·lular

Paret cel·lular de cel·lulosa

Lisosomes

Plasmodesmes

Centríols

Estructures similars als lisosomes

Cilis

Grànuls de reserva de midó

Grànuls de reserva de glicogen

• Pel que fa al nucli, la cèl·lula vegetal el presenta en posició lateral, ja que l’existència en general d’un gran vacúol el desplaça cap a un costat. En canvi, la cèl·lula animal el presenta en posició central.

6. Aparell de Golgi

Cèl·lula de la dreta: Cèl·lula vegetal

Característiques pròpies de la cèl·lula vegetal

• Els orgànuls comuns a la cèl·lula vegetal i animal i que presenten diferent mida són els vacúols, molt més grans en les cèl·lules vegetals, i l’aparell de Golgi, més gran en la cèl·lula animal.

3. Citoplasma

8. Reticle endoplasmàtic

Característiques pròpies de la cèl·lula animal

Flagels

ACTIVITATS FINALS 38

Les característiques principals són:

El volum és: V 5 4pr3 / 3

4 · 1026 mm3 5 4pr3 / 3

3 · 1026 mm3 5 pr3

0,954927 · 1026 mm3 5 r3

El radi és: r 5 9,847 m 42

La relació nucleoplasmàtica és: RNP 5 Vn / (Vc 2 Vn)]

4pr3

3 4pr3 RNP 5 5 5 4p · (5r)3 2 4pr3 4p · 124r3 3 3 3 5 5 0,0242 124

43

Això és degut a la força de cohesió entre les molècules d’aigua.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

6 44

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

La vida acel·lular es refereix a l’existència de matèria viva que no arriba a la complexitat de la cèl·lula. Aquest tipus de vida està representada pels virus.

D’altra banda, com que el volum del nucli no augmenta, es pot arribar a un volum citoplasmàtic tan gran que el nucli sigui incapaç de controlar-lo.

Els virus no són considerats cèl·lules perquè no tenen un citoplasma amb un conjunt d’enzims capaços de dur a terme el metabolisme. Tenen una estructura molt més senzilla que la cel·lular, és a dir, són una forma de vida acel·lular.

Una forma globular pot significar que es tracta d’una cèl·lula jove perquè, per evitar el problema esmentat abans, la majoria de cèl·lules, a mesura que augmenten de volum, adquireixen formes aplanades o filiformes a fi de mantenir constant la relació superfície/volum.

Els virus es troben en la frontera entre els éssers vius i la matèria inerta. 45

1 mm 5 1.000 μm 5 1.000.000 nm 5 10.000.000 Å 1 g  5 1012 pg 5 1,66 · 1024 daltons o unitat de massa atòmica (uma)

46

• Fixació: Tractar amb substàncies (fixadors) per preservar la forma de la cèl·lula. • Inclusió: Donar rigidesa a la mostra per facilitar el tall.

49

El microscopi electrònic de transmissió té una resolució més gran que el de rastreig, però té l’inconvenient que no ens permet veure la superfície de la mostra.

50

Perquè s’han d’observar en un medi sense aire, al buit, i moririen, i perquè, en incidir-hi el flux d’electrons, les mataria.

51

1–e, 2–a, 3–f, 4–b, 5–d, 6–c, 7–g, 8–j, 9–h, i 10–i

55

La mida del bacteri en la micrografia és de 3,5 cm, com que la micrografia està feta a 30.000 augments, la mida real és 30.000 vegades més petita, és a dir:

• Tall: Obtenir talls prims que permetin el pas de la llum. • Tinció: Ajudar a diferenciar les diferents parts de la mostra.

Mida aparent (MA) 5 mida real (MR) · nombre d’augments

• Muntatge: Obtenir preparacions microscòpiques definitives.

MR 5 0,000117 5 0,117 μm

47

L’avantatge del microscopi òptic és que ens permet observar cèl·lules o organismes vius, en canvi, té l’inconvenient que té menys resolució que el microscopi de transmissió.

48

Perquè un augment de volum en una cèl·lula globular no està acompanyat per un augment proporcional de la superfície, sinó que, a mesura que augmenta el volum cel·lular, disminueix la relació superfície/volum fins que la superfície resulta insuficient per permetre l’entrada i la sortida de totes les substàncies que necessita la cèl·lula.

36

35 mm 5 MR · 30.000

56

Agafem com a referència la segona cèl·lula de les tres que es troben en la part superior de la imatge i que fa 2,2 cm de longitud. Com que la fotografia està feta a 120 augments, la seva mida real serà: Mida aparent (MA) 5 mida real (MR) · nombre d’augments 22 mm 5 MR · 120 MR 5 0,183 mm 5 183,3 µm

57

1–b, 2–a, 3–f, 4–d, 5–e, 6–c

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

7

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR • És una cèl·lula del teixit nerviós que està formada per un cos cel·lular, on es troba el nucli i el citoplasma, i l’axó. Del cos surten unes prolongacions anomenades dendrites.

gràcies al mecanisme de transport actiu amb consum d’energia.

4a. E  l transport de glucosa per part de la cèl·lula té especificitat, és a dir, hi intervenen proteïnes transportadores o permeases que reconeixen la glucosa i l’arrosseguen cap a l’interior o exterior, segons sigui el gradient.



5c. L a cèl·lula, per introduir partícules sòlides de mida gran, forma una vesícula o endosoma que les engloba i les introdueix per fagocitosi. A aquesta vesícula s’uniran els lisosomes i es formarà un vacúol digestiu.

• Amb una altra neurona, amb una cèl·lula muscular o amb una cèl·lula secretora. • La zona de connexió entre les neurones. • Perquè la membrana presenta una gran quantitat de canals iònics. Aquests canals generen un canvi de potencial que origina un senyal elèctric que recorre tota la neurona. • Són substàncies químiques que travessen la fenedura sinàptica i actuen com a senyal entre les neurones. Aquest senyal pot ser excitador o inhibidor.

6



b. E  n el procés d’exocitosi les vesícules es dirigeixen a la membrana plasmàtica (a), s’hi fusionen (b) i alliberen el seu contingut a l’exterior (c i d).







c. Transport passiu i transport actiu.



d. Fagocitosi.

ACTIVITATS 1

a. E  l medi extracel·lular és a la part superior perquè és on hi ha els glicolípids. El citoplasma és a la part inferior.



b. A: fosfolípids; B: colesterol; C: glicolípid; D: proteïna.



c. E  l colesterol ajuda a mantenir l’estabilitat a la membrana plasmàtica, disminuint la fluïdesa dels àcids grassos i impedint la cristal·lització dels fosfolípids.



d. L es proteïnes es poden classificar en integrals o intrínseques, si es troben totalment o parcialment englobades en la bicapa, i perifèriques o extrínseques, si hi estan adossades. 2

L es cadenes d’oligosacàrids que pertanyen als glicolípids i a les glicoproteïnes que hi ha situades a la cara externa de la membrana plasmàtica, i que formen el glicocàlix. També moltes altres proteïnes de la cara externa, o que una part d’aquestes es troba a la cara externa. Allò que els permet actuar com a receptors específics de determinades molècules externes és la seva composició, tant per les seves propietats químiques com per la seva arquitectura molecular. Això els permet identificar els substrats, els bacteris i altres cèl·lules eucariotes. S’ha confirmat que aquests receptors, molts dels quals són exclusius de cada tipus de cèl·lula, són reconeguts pels virus, que així infecten tan sols el tipus de cèl·lules que necessiten.

3

a-3, b-2, c-1.

4

La bomba Na1 2 K1 és una proteïna transmembrana que bomba Na1 cap a l’exterior de la cèl·lula i K1 cap a l’interior. Pot actuar contra el gradient gràcies a la seva activitat com a ATPasa. Per cada molècula d’ATP que trenca obté l’energia per bombar tres Na1 cap a l’exterior i dos K1 cap a l’interior.

5

1-d, 2-e, 3-b, 4-a, 5-c.



1d. L a cèl·lula introdueix líquids i substàncies dissoltes extracel·lulars per pinocitosi i les emmagatzema en petites vesícules.



2e. L es molècules apolars, com ara l’oxigen, travessen la membrana per difusió simple.



3b. L a cèl·lula pot transportar substàncies en contra de gradient electroquímic, com és el cas del potassi,

34

a. A: exocitosi; B: endocitosi.

 l procés d’endocitosi comença amb una progressiva E invaginació de la membrana (e i f) que finalitza amb un tancament del material extern dins d’una vesícula (g).

7

Les cèl·lules vegetals tenen una paret cel·lular rígida que impedeix l’endocitosi i que dificulta l’entrada de substàncies per simple difusió. Per aconseguir una entrada suficient de nutrients, les cèl·lules vegetals mantenen una elevada concentració interna de soluts, és a dir, una elevada pressió osmòtica. Això origina un corrent d’aigua cap a l’interior cel·lular, que arrossega tota mena de petits ions (nitrats, sulfats, etc).

8

La fusta és la matèria que constitueix l’interior del tronc, les branques i les arrels dels arbres. Està formada per capes successives de cèl·lules mortes, és a dir, de cèl·lules de les quals tan sols queda la paret cel·lular cel·lulòsica molt lignificada (és a dir, impregnada d’una substància anomenada lignina). La fusta actua com una estructura rígida de sustentació vegetal, que permet establir una competició de creixement altitudinal per buscar la llum per fer la fotosíntesi.

9

No. Les cèl·lules dels teixits de creixement, els anomenats teixits meristemàtics, estan mancades de paret cel·lulòsica rígida, que impediria el creixement de les cèl·lules filles després de la divisió per mitosi de la cèl·lula mare. Aquestes cèl·lules joves tan sols tenen la làmina intermèdia. Només després del seu creixement, quan s’inicia el procés d’especialització en cèl·lules de teixit suberós, parenquimàtic o conductor, es van dipositant sobre la làmina mitjana les successives capes de cel·lulosa, secretades per la mateixa cèl·lula.

10

Provenen de l’interior de la cèl·lula.

11

Té relació amb la composició de la matriu extracel·lular. Està formada per una fina xarxa de fibres proteiques (col·lagen, elastina i fibronectina) immerses en una estructura gelatinosa anomenada substància fonamental amorfa, la qual està formada per glicoproteïnes, que són molt hidròfiles i retenen molta aigua i ions.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

7

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

12

H  i podem trobar cel·lulosa, un polímer de glucosa, hemicel·lulosa, un polímer de D-xilosa i pectines.

13

No, és pròpia dels teixits animals.

14

En el teixit conjuntiu, el cartilaginós i l’ossi.

15

És un desmosoma. Es produeix a nivell de membrana.

SABER FER

16

A  juda a mantenir la forma de la cèl·lula. Permet la dissolució de gran quantitat de substàncies i permet que un gran nombre de reaccions metabòliques hi tinguin lloc.

28

17

E  ls teixits en què abunden els filaments intermedis són el nerviós, els epitelis, el teixit conjuntiu i el teixit muscular. Els microfilaments, d’altra banda, abunden en el teixit muscular.



18

La funció dels filaments intermedis és estructural. Els microfilaments participen en diferents funcions: mantenir la forma de la cèl·lula; generar l’emissió de pseudòpodes; generar i estabilitzar les prolongacions citoplasmàtiques (com per exemple les microvellositats); possibilitar el moviment de les cèl·lules musculars.





Filaments intermedis: b, e



Microtúbuls: c, f.

19

P  erquè del centrosoma deriven totes les estructures constituïdes per microtúbuls.

20

a. L ’estructura que es pot observar és un centrosoma format per dos centríols disposats perpendicularment. Cada centríol està format per nou triplets de microtúbuls organitzats en forma de cilindre.



b. E  s tracta d’una cèl·lula animal, perquè els centríols només es troben a les cèl·lules animals.



c. E  ls cilis i els flagels són estructures constituïdes per microtúbuls i deriven del centrosoma.



d. E  n el moment de la divisió cel·lular origina el fus acromàtic, que serà l’encarregat de la distribució dels cromosomes.

21

El centrosoma sense centríols no té límits ben definits i simplement és una zona del citoplasma engruixida i clara. El centrosoma amb centríols presenta una estructura ben definida formada per centríols i material pericentriolar (àster).

22

Correspon a la tija del flagel: presenta un eix intern anomenat axonema, format per dos microtúbuls i un sistema de nou parells de microtúbuls perifèrics, una matriu i medi intern, i una membrana plasmàtica que el recobreix.

23

Els cilis són més nombrosos i tenen menys longitud.

24

Es poden trobar dispersos al citosol o adherits a la membrana del reticle endoplasmàtic rugós.

25

S’uneixen durant el procés de síntesi de proteïnes.

26

Els ribosomes estan formats per RNA ribosòmic i diversos tipus de proteïnes associades. La funció dels ribosomes és dur a terme la síntesi de proteïnes.

a. E  n la imatge s’observen ribosomes dispersos pel citoplasma i alguns es troben formant polisomes o poliribosomes. b. El procés que estan realitzant és la síntesi de proteïnes.

En la solució A, trobem que el medi extern és hipotònic respecte al medi intracel·lular, per la qual cosa tendirà a entrar aigua al glòbul vermell a través de la seva membrana, i així les concentracions interior i exterior s’aniran igualant. El resultat serà l’augment del volum cel·lular i, finalment el trencament de la membrana de la cèl·lula. En la solució B, la dissolució on es troben els glòbuls vermells és hipertònica respecte al seu citoplasma, de manera que tendirà a sortir aigua del glòbul vermell cap al medi. Això comportarà que se’n redueixi el volum i que tingui lloc la plasmòlisi de la cèl·lula.

29

El dibuix 3 representa la solució A. El dibuix 2 representa la solució B.

30

El mecanisme de transport és una difusió simple, que també es coneix, en el cas de l’aigua, com a osmosi.

31

Els mecanismes que té la cèl·lula per transportar petites molècules polars són la difusió simple a través de proteïnes de canal i la difusió facilitada.

32

En les cèl·lules vegetals, l’efecte seria diferent que en el cas de la situació representada en la solució A. El fet de presentar una paret cel·lular rígida confereix a la cèl·lula una gran resistència mecànica que impedeix que augmenti de volum fins a provocar la seva lisi. En el cas de la solució B, és a dir, en un medi hipertònic, la paret cel·lular no pot impedir que es produeixi la sortida d’aigua citoplasmàtica cap al medi (plasmòlisi).

33

Les diferències que podem trobar són l’absència de colesterol i d’alguns fosfolípids a la membrana interna del mitocondri i una diferent proporció pel que fa a la fosfatidilcolina i la fosfatidiletanolamina.

34

La composició química de la membrana dels bacteris i de la membrana interna del mitocondri mostra alguna semblança, com ara l’absència de colesterol i d’alguns fosfolípids, que, d’altra banda, són presents a la resta de membranes eucariotes.

Microfilaments: a, d





27



35

Entre les semblances que hi ha entre els procariotes i el mitocondri trobem que presenten DNA circular, divisió per bipartició i el mateix tipus de ribosomes. La figura mostra la presència de colesterol i fosfolípids. Aquestes molècules mostren caràcter amfipàtic, és a dir, una part de la seva molècula té caràcter polar (hidrofílic) mentre que l’altre té caràcter apolar (hidrofòbic). Aquesta característica permet a aquests lípids constituir bicapes que separen medis aquosos. L’orientació de cadascuna de les capes no és a l’atzar sinó que, mentre la part apolar es recull a l’interior de la bicapa, les parts polars estableixen interaccions amb les molècules d’aigua dels medis aquosos.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

7

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

TEST DE LA UNITAT 36

Resposta d.

37

Resposta a.

38

Resposta b.

39

Resposta c.

40

Resposta c.

41

Resposta d.

42

Resposta b.

43

Resposta a.

44

Resposta d.

45

Resposta c.

46

Resposta b.

47

Resposta d.

48

Resposta b.

49

Resposta c.

50

Resposta d.

51

Resposta a.

52

Resposta b.

53

Resposta c.

En el sisè, es veu que, en perdre el grup fosfat, la bomba experimenta un canvi de conformació, que provoca l’alliberament de potassi al citosol, i que la bomba queda oberta per acollir nous ions sodi. 57

Es podria dir, encara que seria forçar molt la realitat, ja que els plasmodesmes permeten la comunicació entre si d’una gran part de les cèl·lules.

58

a. 1  . Caps polars dels fosfoglicèrids: interaccionen amb el medi extracel·lular (dissolució aquosa).





2. Cues apolars dels fosfoglicèrids: constitueixen una zona interna de la membrana de caràcter hidrofòbic que ajuda a mantenir la seva estructura.





3. Proteïna intrínseca: transporta substàncies a través de la membrana, ajuda al reconeixement cel·lular, actua com a receptor de membrana, etc.





4. Colesterol: ajuda a mantenir l’estabilitat de la membrana plasmàtica.



b. E  n el dibuix es representen la difusió facilitada (transport de glucosa) i el transport actiu (bomba de sodi-potassi).





– La difusió facilitada és un mecanisme de transport passiu, per tant a favor de gradient, que no necessita aportació energètica. El realitzen proteïnes intrínseques que reconeixen més o menys específicament la substància que introdueixen a l’interior de la cèl·lula, glucosa en aquest cas.





– El transport actiu és un mecanisme de transport amb despesa energètica i que, per tant, pot anar en contra de gradient. El transport s’efectua gràcies a una proteïna intrínseca de la membrana que actua simultàniament com una permeasa (facilita el transport del sodi i del potassi) i com un enzim (que hidrolitza ATP i allibera l’energia necessària per al transport). La hidròlisi de l’ATP es realitza en diverses fases; en el seu decurs, s’expulsa el sodi i s’introdueix el potassi a la cèl·lula.

ACTIVITATS FINALS 54

Membrana plasmàtica - fosfolípids - proteïnes - glicocàlix ribosomes - reticle endoplasmàtic rugós - mitocondris o cloroplasts - cloroplasts o mitocondris.

55

Part externa

Proteïna perifèrica

Glicoproteïna

Glicolípid

Fosfolípids Colesterol

Proteïna integral Part interna 56

1) amb e), 2) amb f), 3) amb b), 4) amb d), 5) amb i) 6) amb c), 7) amb g), 8) amb j), 9) amb h), 10) amb a).

61

La bicapa lipídica és un bon aïllant elèctric perquè no deixa passar els ions. Malgrat això, la membrana plasmàtica possibilita la transmissió dels impulsos elèctrics perquè presenta proteïnes que sí que permeten l’entrada i la sortida d’ions. Sense la bicapa lipídica no es podria fer perquè els ions entrarien o sortirien, però no avançarien al llarg de la membrana.

62

a. L a figura representa la bomba de sodi-potassi. En la imatge es representa el desplaçament d’ions en contra de gradient de concentració mitjançant un transport actiu, i, per tant, amb despesa energètica: amb la hidròlisi d’una molècula d’ATP es transporten 3 ions de Na1 cap a l’exterior cel·lular i 2 ions de K1 cap a l’interior cel·lular.

a. Es tracta d’un tipus de transport actiu. b. Es produeix en contra de gradient.



c. E  s tracta de la bomba de sodi i de potassi. Transporta dos ions potassi a l’interior de la cèl·lula.

36

1) amb d), 2) amb e), 3) amb b), 4) amb c), 5) amb a).

60

Proteïna transmembrana





59

d. E  n el primer dibuix, la bomba permet l’entrada d’ions sodi interns, que ocupen el seu lloc específic. En el segon, es produeix la hidròlisi de l’ATP i s’allibera energia que s’utilitza per afegir un grup fosfat a la bomba de sodi i de potassi. En el tercer, es veu que l’addició del fosfat comporta un canvi de conformació i es bomba sodi a l’exterior. En el quart, es veu que entra potassi i que se situa al seu lloc específic. En el cinquè, es veu que l’entrada del potassi ha provocat la pèrdua del grup fosfat.



b. E  n una cèl·lula en què s’inhibeix mitjançant cianur la síntesi d’ATP a la cadena respiratòria, no es permet el transport actiu (que consumeix energia), per la qual cosa les diferències de concentració dels ions

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

7



63



SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

intracel·lulars i extracel·lulars tendiran a igualar-se de manera que els soluts es desplaçaran des del compartiment on estan més concentrats cap al compartiment on n’hi ha menys concentració.



• L ’arrel és un conjunt de microfilaments amb funció contràctil.



• E  l corpuscle basal distal és com la zona proximal sense microtúbul central ni làmines radials.

Així, el Na1 tendirà a entrar a la cèl·lula on es troba en menys concentració, mentre que el K1 tendirà a sortir de la cèl·lula. Com que ara es desplacen a favor de gradient de concentració i de càrrega, el transport serà passiu, espontani i sense consum energètic, però, com que presenten càrrega, no es poden moure lliurement per la bicapa lipídica; en conseqüència la travessen gràcies a proteïnes transportadores en un procés anomenat difusió facilitada.



• L a tija presenta dos microtúbuls centrals, envoltats d’una beina, i nou doblets de microtúbuls envoltats per membrana plasmàtica.



• E  l corpuscle basal proximal presenta una estructura en roda de carro amb un microtúbul central connectat per làmines radials fins a nou triplets de microtúbuls.



• La zona de transició presenta nou doblets de microtúbuls.

Es diferencien entre si en el fet que els cilis són més curts, de 2 a 20 μm, i n’hi ha un nombre molt gran, mentre que els flagels, que tenen el mateix gruix, unes 0,25 μm, són molt més llargs, entre 10 i 200 μm, i només n’hi ha un, dos o pocs més.

66



a. H  an estat obtingudes amb el microscopi electrònic. Es pot saber perquè la mida de les estructures fotografiades és massa petita per poder ser observades amb el microscopi òptic. b. A  -microtúbuls i centríol. B-glicocàlix de la membrana plasmàtica. C-desmosoma. D-vesícules de secreció.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37

8

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

formen una superfície còncava, els sàculs són gruixuts i als extrems es formen les vesícules. A més, és la més allunyada del nucli. Així doncs, la cara trans és la que està situada a la dreta del dibuix.

• El centre del control cel·lular és el nucli. • Exerceix el paper d’organitzador del transport de molècules. Rep vesícules del reticle endoplasmàtic que maduraran a l'interior seu i després es distribuiran pels diferents compartiments cel·lulars o sortiran de la cèl·lula mitjançant les vesícules de secreció.

7

Es considera dictiosoma la sèrie de quatre a vuit sàculs discoïdals disposats en paral·lel que, juntament amb les vesícules de secreció, formen l’aparell de Golgi. S’anomena cisterna cadascun dels sàculs discoïdals que formen el dictiosoma.

8

Les vesícules relacionades amb l’aparell de Golgi són de tres tipus:

• El reticle endoplasmàtic rugós. • Les cèl·lules eucariotes han de compensar la pèrdua relativa de superfície de membrana en relació amb el seu volum, en comparació amb les cèl·lules procariotes. A més, necessiten aïllar processos metabòlics tòxics i incompatibles. • En el cas descrit en el text, les proteïnes fabricades al reticle endoplasmàtic rugós es transporten mitjançant un sistema de vesícules cap a l’aparell de Golgi, on es modifiquen. A continuació són conduïdes en vesícules a la membrana plasmàtica, on s’alliberen a l’exterior.



a. V  esícules de transició. Són les que provenen del nucli i del reticle endoplasmàtic, i aporten substàncies a l’aparell de Golgi.



b. V  esícules intercisternes. Són les que transporten el contingut dels sàculs, de cisterna en cisterna, des de la cara cis cap a la cara trans.



c. V  esícules de secreció. Són les que acumulen a l’interior el contingut molecular de l’aparell de Golgi abans d’alliberar-lo a l’exterior.

ACTIVITATS 1

Les riboforines són les molècules proteiques que possibiliten la unió dels ribosomes a les membranes del reticle endoplasmàtic rugós.

2

Totes les cèl·lules que presenten una elevada activitat secretora d’enzims tenen un elevat nombre de ribosomes, ja que aquests són necessaris per a la síntesi de les proteïnes enzimàtiques.

3

Les dues subunitats ribosòmiques tan sols s’uneixen formant un ribosoma quan aquests tradueixen una molècula d’RNAm. De fet, tan sols quan la subunitat menor es fixa a una molècula d’RNAm s’hi uneix la subunitat més gran per formar un ribosoma complet unit a un RNAm. Un cop acabada la síntesi de la proteïna, les dues subunitats es tornen a separar i així queden en el citosol.

4

5



Normalment, el reticle endoplasmàtic rugós es troba format per una xarxa de sàculs aplanats units entre si, té un gran nombre de ribosomes que es fixen a la seva membrana gràcies a unes proteïnes específiques (riboforines), i les seves funcions bàsiques són la síntesi de proteïnes per mitjà dels ribosomes, la introducció d’aquestes molècules a l’interior dels sàculs, la glicosilació, l’emmagatzematge i el repartiment posterior per tota la cèl·lula a través de les vesícules. El reticle endoplasmàtic llis, en canvi, és una xarxa de sàculs i túbuls que s’estén per tot el citoplasma, està mancat de ribosomes a la membrana, i té com a funcions bàsiques la síntesi, a la cara externa de les membranes, de gairebé tots els lípids que constitueixen la membrana plasmàtica, la seva introducció a l’interior dels sàculs, l’emmagatzematge i el repartiment per mitjà de les vesícules a la resta d’orgànuls de la cèl·lula.

9

10

Els dos orgànuls pertanyen al sistema endomembranós cel·lular; l’aparell de Golgi es constitueix a partir de les membranes de les vesícules de transició que procedeixen del reticle endoplasmàtic.

11

La semblança és que les dues es formen a partir de l’aparell de Golgi. La diferència és que els lisosomes contenen enzims digestius que aniran als vacúols digestius i, en canvi, les vesícules de secreció són més grans, es fusionen amb la membrana plasmàtica, i alliberen el seu contingut a l’exterior.

12

Realitzar la digestió de la matèria orgànica de la cèl·lula.

13

Els lisosomes autofàgics s’encarreguen d’eliminar els orgànuls que ja no són útils a la cèl·lula.

14

Es considera lisosoma primari la vesícula que conté a l’interior enzims digestius, però en el qual no es produeix cap activitat enzimàtica digestiva. Es considera lisosoma secundari aquell a l’interior del qual sí que hi ha activitat digestiva a causa que els enzims digestius han pres contacte amb un substrat orgànic.

15

Es creu que les cadenes d’oligosacàrids, abundants a la cara interna de la membrana dels lisosomes, eviten que els enzims hidrolases ataquin i digereixin la membrana del lisosoma.

16

En els lisosomes trobem enzims digestius, concretament hidrolases àcides. Duen a terme reaccions per digerir la matèria orgànica. Els lisosomes han de mantenir un pH entre 3 i 6 per a un bon funcionament.

17

En les cèl·lules vegetals. Conté substàncies hidròfiles.

18

S’anomena destoxicació el conjunt de processos de degradació oxidativa que sofreixen determinades substàncies tòxiques a l’interior de la cèl·lula. Efectuen aquesta activitat el reticle endoplasmàtic llis i els peroxisomes.

a. La síntesi i l’inici de la glicosilació de proteïnes. b. Síntesi de proteïnes.



c. Inici de la glicosilació de proteïnes, és a dir, afegir-hi glúcids. 6

34

La cara cis de l’aparell de Golgi és la cara en la qual els sàculs formen una superfície plana o convexa. A més, és la cara més propera al nucli (pintat de color blau). Així doncs, la cara cis és la que es troba a la part esquerra del dibuix. La cara trans és la cara en la qual els sàculs

De les funcions que fa l’aparell de Golgi, destaquen el transport, la maduració, l’acumulació i la secreció de les proteïnes procedents del reticle endoplasmàtic rugós; la glicosilació de lípids i proteïnes, i la síntesi de proteoglicans o mucopolisacàrids.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

8 19

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Els peroxisomes s’encarreguen de la degradació de compostos perjudicials per a la cèl·lula, és a dir, tenen funció de destoxicació. Són abundants en les cèl·lules del fetge i del ronyó.

20

a amb 2 , b amb 3, c amb 4, d amb 1.

21

Sintetitzar les proteïnes que necessita el mitocondri per realitzar les seves funcions.

22

Els tilacoides o lamel·les són sàculs aplanats caracteritzats per contenir pigments fotosintètics a la membrana. L’espai interior que delimiten s’anomena lumen o espai tilacoidal. En els tilacoides té lloc la fase lumínica de la fotosíntesi.

23

La fase fosca o biosintètica.

24

Pertanyen al grup dels leucoplasts. L’altre tipus principal de plasts que hi ha són els cromoplasts, que contenen pigments. Els plasts, en general, tenen la capacitat de sintetitzar i emmagatzemar substàncies, com per exemple clorofil·la als cloroplasts, midó als amiloplasts i proteïnes als proteoplasts.

25



que conté el material genètic (DNA) i un o dos corpuscles molt rics en RNA anomenats nuclèols. 30

El nucli en interfase presenta l’embolcall nuclear intacte, en canvi, en el nucli en divisió desapareix l’embolcall.

Vn (6/100) 3 4.000 μm3 RNP 5 5 5 Vc 2 Vn 4.000 μm3 2 (6/100) 3 4.000 μm3 31

Característiques

Mitocondris

Cloroplasts

Es troben en cèl·lules animals

Sí

No

Es troben en cèl·lules vegetals

No

Sí

Tenen doble membrana

Sí

Sí

Presenten tilacoides

No

Sí

Presenten crestes

Sí

No

Tenen estroma

No

Sí

Tenen DNA

Sí

Sí

Tenen ribosomes

Sí

Sí

Presenten una cadena transportadora d’electrons

Sí

Sí

26

L’RNA nucleolar (RNAn) es troba al nucli; l’RNA missatger (RNAm), a les zones de cromatina en què es transcriu un gen, i el DNA, a la cromatina.

27

P  erquè al DNA del nucli és on hi ha la informació necessària per sintetitzar els enzims que necessita la cèl·lula per fer la digestió, per sintetitzar les proteïnes receptores de membrana, i per construir membranes, ribosomes, citosquelet, histones, etc.

5 0,06383 32

No podria sortir l’RNAm i, per tant, no es podrien fabricar proteïnes. No podrien entrar les proteïnes dels tipus DNA-polimerases, RNA-polimerases, histones i proteïnes de l’RNAn; per tant, no es podria duplicar el DNA, ni formar la fibra de cromatina de 100 Å, ni l’RNAn ni les partícules preribosòmiques.

33

Per regular quines proteïnes poden entrar o sortir i quines no, i per regular la sortida de les subunitats ribosòmiques.

34

Q  ue, com que en les cèl·lules eucariotes hi ha unes quantes molècules de DNA (a diferència de les procariotes, que tan sols en tenen una), aquestes, com que s’enrotllen sobre si mateixes per evitar la ruptura, probablement es condensarien en llocs diferents, amb la qual cosa seria més difícil coordinar la replicació del DNA, la recombinació genètica durant la meiosi i el repartiment dels cromosomes.

35

Perquè la làmina nuclear presenta punts d’unió amb les fibres de cromatina, que, en enrotllar-se sobre si mateixes, formen els cromosomes. Perquè les fibres de cromatina que formen els cromosomes tenen punts d’unió amb la làmina nuclear, i les proteïnes d’aquesta es poden associar a les de la membrana interna de l’embolcall nuclear.

36

DNA-polimerases, RNA-polimerases, ribonucleoproteïnes, histones i nucleòtids. Són les molècules necessàries per a la duplicació del DNA, per fer la síntesi d’RNA i per a la fabricació de subunitats ribosòmiques.

37

Gràcies a una xarxa proteica fibril·lar i al fet de trobar-se en estat de gel.

38

Perquè presenta les subunitats ribosòmiques de 60 S i de 40 S.

39

Perquè és necessari el segment de DNA on hi ha la informació sobre la manera com s’ha de sintetitzar l’RNA nucleolar. Hi ha més nuclèols a les cèl·lules secretores d’enzims perquè, com que són els enzims proteïnes, són necessaris molts ribosomes, i això implica un nuclèol gran i uns quants nuclèols petits, ja que l’RNA nucleolar després donarà lloc a uns quants RNA ribosòmics.

40

L’eucromatina és la cromatina que es descondensa durant la interfase i la heterocromatina és la cromatina que no es descondensa durant la interfase.

28

Per mitjà de la fusió de les membranes de les cèl·lules contigües, amb la qual cosa en un sol citoplasma hi ha dos o més nuclis, fet que s’anomena síncit, o per mitjà d’una divisió, o unes quantes, del nucli sense que això vagi acompanyat de divisions del citoplasma, i així apareix un plasmodi.

41

Es diferencien dos tipus d’heterocromatina, l’heterocromatina constitutiva i l’heterocromatina facultativa. La heterocromatina constitutiva és aquella que es manté condensada en totes les cèl·lules del cos, i la facultativa es troba condensada en unes cèl·lules del cos i en d’altres no.

29

El nucli és una estructura formada per una doble membrana, l’embolcall nuclear, un medi intern, anomenat nucleoplasma,

42

Un elevat grau d’empaquetament d’un segment de la fibra de DNA es correspon amb la impossibilitat que els gens

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

8

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

continguts en aquest segment siguin transcrits i, per tant, la cèl·lula es comportarà com si estigués mancada d’aquesta informació genètica. Això explica que dues cèl·lules amb una mateixa informació genètica tinguin característiques molt diferents, per exemple, una cèl·lula nerviosa i una cèl·lula muscular d’una mateixa persona. 43



44

45

En els humans no hi pot haver cèl·lules somàtiques amb un nombre senar de cromosomes, tret que s’hi hagi produït una mutació, com passa, per exemple, en la síndrome de Down, en què hi ha tres exemplars del cromosoma 21 en lloc de dos, que és el que és normal (un d’heretat del pare i un altre d’heretat de la mare), o en la síndrome de Klinefelter, en què hi ha dos cromosomes X i un cromosoma Y. En els gàmetes humans hi ha un nombre senar de cromosomes, concretament 23, en condicions normals. En altres espècies, hi ha casos en què les cèl·lules somàtiques dels adults d’un sexe tenen un nombre parell de cromosomes, i les de l’altre sexe, un nombre senar. El primer pot generar gàmetes amb un nombre senar o amb un nombre parell de cromosomes. Per exemple, si les cèl·lules somàtiques tenen 48 cromosomes, els gàmetes tindran 24 cromosomes. El segon genera la meitat dels gàmetes amb un nombre parell i l’altra meitat amb un nombre senar. Per exemple, si té 47 cromosomes, generarà gàmetes amb 24 cromosomes i gàmetes amb 23 cromosomes. Els cromosomes es poden classificar segons la posició del centròmer. Així trobem cromosomes metacèntrics, submetacèntrics, acrocèntrics i telocèntrics.

64

Resposta b.

65

Resposta c.

66

Resposta a.

67

Resposta d.

68

Resposta d.

69

Resposta c.

ACTIVITATS FINALS 70

• Regulació de la pressió – Vacúol pulsàtil.



• Glicosilació – Aparell de Golgi.



• Síntesi de proteïnes – Ribosomes, reticle endoplasmàtic rugós.



• Formació de colesterol – Reticle endoplasmàtic llis.



• Degradació d’àcids grassos – Mitocondris.



• Síntesi d’àcids grassos – Citosol.



• Formació de proteoglicans – Aparell de Golgi.



• Procés de fotosíntesi – Cloroplasts.



• Formació de glicolípids – Aparell de Golgi.

71



A. Mitocondri (vegeu-ne les parts a la pàgina 159 del llibre de l’alumne). La seva funció és la d’obtenir energia mitjançant el procés de la respiració cel·lular. B. A  parell de Golgi (vegeu-ne les parts a la pàgina 154 del llibre de l’alumne). Les seves funcions principals són: • Maduració, acumulació, transport i secreció de proteïnes procedents del reticle endoplasmàtic.

1. Centròmer, 2. Braços, 3. Cromàtides, 4. Telòmer.

SABER FER 46

• Fosforilació oxidativa – Mitocondris.



• Glicosilació de lípids i proteïnes.

1. Nuclèol. 2. Embolcall nuclear. 3. Cloroplast. 4. Paret cel·lular. També es pot acceptar membrana plasmàtica. 5.Citoplasma.

47

Eucariota. Per la presència d’embolcall nuclear.

48

Vegetal. Per la presència de cloroplasts.

49

La fotosíntesi.

• Síntesi de polisacàrids. 72

a. 

Pseudopodi

TEST DE LA UNITAT 50

Resposta b.

51

Resposta d.

52

Resposta a.

53

Resposta c.

54

Resposta c.

55

Resposta b.

56

Resposta d.



57

Resposta c.

73

58

Resposta a.

59

Resposta d.

1. Aparell de Golgi. 2. Membrana nuclear. 3. Nuclèol. Es tracta d’una cèl·lula eucariota animal. En les cèl·lules animals se sol situar pròxim al nucli, envoltant els centríols.

60

Resposta a.

74

61

Resposta b.

A és un RNAm, B són ribosomes, C és el lumen del reticle endoplasmàtic rugós, D és una vesícula de secreció i E és la proteïna secretada.

62

Resposta d.

63

Resposta c.

36

Lisosoma Nucli Reticle endoplasmàtic rugós



b. El procés que s’observa és la fagocitosi.

El procés 1 és la síntesi de proteïnes i la seva introducció al reticle endoplasmàtic rugós. El procés 2 és la modificació

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

8

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

inicial de les proteïnes introduïdes al reticle endoplasmàtic rugós, el seu transport, la seva modificació final a l’aparell de Golgi i la seva secreció (exocitosi). 75

1. amb c., 2. amb a., 3. amb g., 4. amb e., 5. amb d., 6. amb b., 7. amb h., 8. amb f., 9. amb j., i 10. amb i.

76

a. és F, b. és F, c. és C, d. és F, e. és C, f. és F, g. és F, h. és C, i. és F, j. és F.

77

a. amb 4 ,b. amb 3, c. amb 5, d. amb 2, e. amb 1.



78



79

Es tracta d’un mascle, ja que un dels parells (E-I) té els cromosomes diferents; es tracta, per tant, del parell XY o YX. a. L a presència de nucli diferenciat, també la presència d’un sistema endomembranós, la presència de mitocondris.



b. E  l número 3 representa un mitocondri. La seva funció principal és la respiració cel·lular.

Com més gran sigui el requeriment energètic d’un òrgan o teixit, més quantitat de mitocondris haurà de tenir a les seves cèl·lules. Per tant, les cèl·lules dels músculs de les cames d’un corredor de marató, que fan un exercici aeròbic, tindran molta més quantitat de mitocondris que les de qualsevol teixit vegetal.



c. L a cèl·lula conté dos orgànuls de doble membrana, el nucli (número 2) i el mitocondri (número 3).



b. É  s una estructura formada per sàculs aplanats associats a ribosomes.

Les parelles de cromosomes homòlegs són: A-H; B-D; C-G; F-J; E-I.



c. E  ls grànuls que s’observen són ribosomes i la seva funció és intervenir en la síntesi de proteïnes.

80

a. Es tracta del reticle endoplasmàtic rugós.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37

9

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

10

Un cromosoma profàsic o metafàsic té dues cromàtides. En canvi, un cromosoma anafàsic o telofàsic tan sols està constituït per una cromàtide; per tant, en aquests últims, cromosoma i cromàtide és el mateix. Centrosoma és el conjunt de material pericentriolar i diplosoma. Centròmer és la constricció primària d’un cromosoma.

• Les cèl·lules HeLa es divideixen per mitosi.

11

1. Membrana plasmàtica.

• Es van obtenir a partir d’un tumor de la senyora Henrietta Lacks i, en honor seu, s’anomenen fent servir les dues primeres lletres del seu nom i cognom.



2. Centrosoma



3. Microtúbuls del fus mitòtic.



4. Cromosoma format per una cromàtide.

• Quan les cèl·lules es divideixen de forma contínua i sense control, evitant ser destruïdes pel nostre sistema immunitari, originen un tumor. Si aquest conjunt de cèl·lules es manté en el seu lloc inicial, s’anomena tumor benigne. Però si el tumor envaeix altres teixits i n’altera la funció rep el nom de tumor maligne.

• En un cicle cel·lular es diferencien dues etapes: la interfase i la fase de divisió. • La mitosi és una divisió nuclear que produeix cèl·lules amb el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare. La meiosi és un procés que genera cèl·lules, anomenades gàmetes, amb la meitat de cromosomes.

12

Durant la profase mitòtica hi ha 46 cromosomes, i durant el temps que dura l’anafase mitòtica n’hi ha 92.

13



• La funció de relació cel·lular consisteix a captar estímuls de l’exterior i elaborar-hi una resposta adequada per facilitar la seva supervivència. Cromàtides germanes

ACTIVITATS 1

Diferenciació cel·lular.

14

En la profase. El valor de n és 4.

2

Els lisosomes.

15

Aquest procés es produeix gràcies a l’escurçament dels microtúbuls cinetocònics i, d’altra banda, per l’allargament del fus mitòtic, gràcies al creixement dels microtúbuls polars i al lliscament dels d’un pol respecte als de l’altre pol.

16

A. Profase tardana. B. Metafase. C. Profase. D. Telofase. E. Anafase.

Vn 3 La fórmula és: RNP 5 Vc 2 Vn 4/3 π 13 μm3 0,02 5 4/3 π r3 μm3 2 4/3 π 13 μm3 r 5 3,708 μm

4

5



3

V 5 4/3 πr

3

V 5 213,63 μm

Cariocinesi i mitosi són termes sinònims que es refereixen a la divisió del nucli. La citocinesi és la divisió del citoplasma. La fase M és sinònim de divisió cel·lular i comprèn una cariocinesi i una citocinesi. a. La interfase inclou les fases G1, S i G2. b. La citocinesi té lloc a la fase M.



c. En aquestes cèl·lules, la fase G0 se situa abans de la fase G1.



d. En aquesta fase es produeix la duplicació del DNA. 6

És el procés comprès entre el naixement d’una cèl·lula, el seu creixement i, al final, la seva divisió en dues cèl·lules filles. Comprèn una etapa denominada interfase, en què presenta un nucli, i una etapa denominada divisió cel·lular o període M, en què no presenta nucli, sinó cromosomes.

7

Es poden observar cromosomes amb dues cromàtides a la profase i a la metafase. Es poden observar cromosomes amb només una cromàtide a l’anafase i a la telofase. No s’observen cromosomes a la interfase.

8

9

34

Pel que fa als animals, poden anar bé les cèl·lules dels embrions, els epitelis de les cavitats digestives i pulmonars, i els teixits de les ferides que cicatritzen, ja que les cèl·lules de tots aquests teixits presenten un alt grau de divisió. Pel que fa als vegetals, per la mateixa raó, són apropiats els meristemes que hi ha al final de les arrels i les tiges joves. Sí, totes en tenen el mateix nombre i el mateix tipus.



L’ordre és C, A, B, E, D. Cèl·lula somàtica  •

•  Cèl·lula haploide



Cromosoma anafàsic  •

•  Cèl·lula diploide





•  Una cromàtide



Cromosoma metafàsic  •

•  Material pericentriolar





•  Dues cromàtides

17



Gàmeta  • Microtúbuls  •

18

La mitosi és una divisió cel·lular que produeix una distribució del material genètic de la cèl·lula mare en conjunts idèntics per cadascuna de les cèl·lules filles. En canvi, la meiosi produeix la formació de cèl·lules o gàmetes amb la meitat del material genètic del que té la cèl·lula mare. A més, origina un augment de la variabilitat genètica de l’espècie a causa de la distribució aleatòria dels cromosomes homòlegs entre les cèl·lules filles i també a causa de l’intercanvi genètic entre cromosomes homòlegs.

19

Les cromàtides germanes són les dues cromàtides d’un cromosoma profàsic o metafàsic. Les cromàtides homòlogues són les cromàtides de dos cromosomes homòlegs.

20

Sí. Els gàmetes són cèl·lules humanes i tenen 23 cromosomes. Les cèl·lules somàtiques humanes tenen 24 tipus de cromosomes (22 tipus d’autosomes, 1 cromosoma de tipus X i 1 cromosoma de tipus Y). Amb 22 tipus de cromosomes no hi ha cap cèl·lula humana normal (sí que n’hi pot haver si es produeix una mutació cromosòmica en un gàmeta).

21

Es troba en la telofase II de la meiosi.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

9

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

SABER FER 22



1. La mitosi és una cariocinesi. 2. La mitosi dóna lloc a dues cèl·lules amb el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare. 3. Durant la profase no hi ha sinapsi ni encreuament i, per tant, després no hi ha recombinació genètica. 4. Durant l’anafase se separen les cromàtides germanes. 5. Si no hi ha mutació, els cromosomes de les cèl·lules filles són idèntics als de la cèl·lula mare. 6. La mitosi es dóna generalment en les cèl·lules mare de les cèl·lules somàtiques.

1. La meiosi inclou dues cariocinesis i dues citocinesis. 2. La meiosi dóna lloc a quatre cèl·lules amb la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare. 3. Durant la profase hi ha encreuament de cromàtides i, per això, després hi ha recombinació genètica. 4. Durant l’anafase I no se separen les cromàtides germanes, sinó que migren juntes cap a un dels dos pols. 5. Aproximadament la meitat dels cromosomes de les cèl·lules filles són el producte de la recombinació genètica entre cromàtides de cromosomes homòlegs. 6. La meiosi tan sols es dóna en les cèl·lules mare dels gàmetes i de les meiòspores.

ACTIVITATS 23

• En un cicle diploide els individus sempre són diploides, i la fase haploide comprèn només els gàmetes, generats per un procés de meiosi. És propi dels animals, molts protozous i algunes algues i fongs.



• El procés 1 s’anomena meiosi.



• El procés 4 és una mitosi.

24

25



P  erquè, com que són organismes immòbils i distanciats els uns dels altres, la fecundació encreuada en el medi terrestre és més difícil que en el cas dels animals, i necessita la intervenció del vent o dels insectes. La reproducció asexual genera una població d’organismes idèntics que, en condicions favorables, poden sobreviure sense dificultats i multiplicar-se ràpidament, amb la qual cosa es produeix una dispersió ràpida de l’espècie. En condicions desfavorables, la reproducció sexual és més beneficiosa perquè incrementa la variabilitat genètica de l’espècie. Aquest increment de variabilitat pot fer possible que alguna nova combinació, la més favorable, afavoreixi la supervivència de l’espècie en les noves condicions adverses.

34

Resposta a.

35

Resposta c.

36

Resposta d.

37

Resposta c.

38

Resposta a.

39

Resposta b.

40

Resposta d.

41

Resposta b.

42

Resposta c.

43

Resposta a.

44

Resposta d.

45

Resposta a.

46

Resposta c.

47

Resposta a.

48

Resposta c.

49

Resposta c.

50

Resposta b.

26

U  n estímul cel·lular és una variació del medi ambient, extern o intern, que provoca una resposta de la cèl·lula.

ACTIVITATS FINALS

27

Un tactisme és una resposta que implica un moviment de la cèl·lula, mentre que un tropisme només implica una orientació de la cèl·lula.



Telofase - Microtúbuls interzonals.



Procentríol - Fase S.



Metafase - Placa equatorial.



Punt R - Fase G1.



Profase tardana - Cinetocor.

28

29

30

E  ls moviments de ciclosi i els ameboides són corrents d’endoplasma que estan en estat de sol. Es diferencien en el fet que en els de ciclosi no hi ha conversió d’ectoplasma en estat de gel a ectoplasma en estat de sol i, en canvi, en els moviments ameboides sí. S  ón substàncies químiques que es formen com a resultat de l’arribada a la cèl·lula d’un estímul, i que després arriben a altres llocs de la cèl·lula i provoquen una resposta cel·lular. Un exemple de segon missatger és l’AMP cíclic. S  egons la hipòtesi del lliscament, el cili es corba en lliscar un doblet sobre un altre. L’energia per fer aquest lliscament la subministra l’ATP en presència de Ca21 i Mg21.

TEST DE LA UNITAT 31

Resposta d.

32

Resposta b.

33

Resposta c.

51

Disponibilitat d’espai - Estímul de reproducció.



Fibra de 300 Å - Fase G2.



Profase primerenca - El nuclèol desapareix.

52

53



A. Metafase. B. Final de la profase. C. Telofase. D. Anafase. E. Principi de la profase. L’ordre és E, B, A, D, C. a. E  s troben en metafase perquè els cromosomes estan ubicats al pla equatorial de la cèl·lula. b. L a cèl·lula C ha experimentat una cariocinesi (repartiment dels cromosomes en dos nuclis) sense que encara s’hagi produït la citocinesi (divisió del citoplasma), per tant és una cèl·lula 4n encara que cadascun del nuclis sigui 2n. En canvi, la cèl·lula D és una cèl·lula 2n i el seu nucli també és 2n.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

9

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

54

Després de dues divisions mitòtiques es formen 4 cèl·lules, després de cinc divisions mitòtiques es formen 32 cèl·lules, i després de deu divisions se’n formen 1.024. La fórmula és: 2n, sent n el nombre de divisions. Després de vint divisions mitòtiques es formen 1.048.576 cèl·lules.

55

En la fase G1 hi haurà 0,8 pg d’ADN, en la metafase n’hi haurà el doble, és a dir, 1,6 pg, i en l’anafase n’hi haurà 1,6 pg.

56

Les cèl·lules dels animals presenten mitosi astral, és a dir, amb intervenció d’àsters, i la citocinesi és per estrangulació o per fissuració. Les cèl·lules dels vegetals, en canvi, presenten mitosi anastral, és a dir, sense intervenció d’àsters, en el lloc dels quals intervenen els casquets polars, i la citocinesi és per septació.

57

Un cromosoma profàsic te dues cromàtides, mentre que l’anafàsic només presenta una cromàtide.

58

Se situen a la placa equatorial perquè les seves fibres cinetocòriques d’un costat creixen tant com les de l’altre costat, i totes dues arriben gairebé als pols de la cèl·lula. Això passa en la metafase.

59

Si la cèl·lula inicial només tingués un nucli es formaria una cèl·lula amb dos nuclis.

60

Si la cèl·lula inicial només tingués un nucli es formaria un citoplasma sense nucli, que es degradaria en poc temps, i en quedaria la mateixa cèl·lula inicial però amb un citoplasma més petit.

61

El càncer consisteix en una pèrdua del control de la divisió cel·lular. Els microtúbuls són estructures que formen part del fus acromàtic, el qual es constitueix durant els processos de divisió cel·lular. Quan no es forma, a causa de l’acció del fàrmac, les cèl·lules perden la seva capacitat de divisió.

62

PROFASE I MEIÒTICA

ANAFASE I MEIÒTICA 63



64

36

ANAFASE MITÒTICA

b. L a A i la B són cromàtides germanes i tenen la mateixa informació genètica, ja que una és una còpia de l’altra. Passa el mateix entre les cromàtides germanes C i D. • És falsa. Les cèl·lules sexuals són les que es poden unir per formar un nou individu, és a dir, són els espermatozoides i els òvuls, i aquestes cèl·lules no experimenten mai la meiosi. Les que sí que ho fan són les cèl·lules mare de les cèl·lules sexuals.



• És certa si, com la pregunta anterior, es refereix a l’espècie humana. En canvi, si la frase inclou tots els organismes, aleshores és falsa, perquè les cèl·lules mare de les meiòspores també experimenten meiosi.



• És falsa. Els anterozoides i les oosferes de molses i falgueres es formen per mitosi, ja que el gametòfit és haploide.



• És falsa. Si bé les espores sorgides per mitjà de la mitosi (mitòspores) són una forma de reproducció asexual, hi ha un altre tipus d’espores, les sorgides per meiosi (meiòspores), que són una forma de reproducció sexual, perquè els descendents als quals dóna lloc són genèticament molt diferents del seu progenitor (les seves cèl·lules tenen la meitat de cromosomes que les del progenitor).

PROFASE MITÒTICA



a. E  s troben a la metafase de la mitosi, ja que és en aquesta fase quan es poden observar els dos cromosomes homòlegs i, a cada cromosoma, les dues cromàtides germanes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

9

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

• Si és un cromosoma metafàsic d’una mitosi, les seves dues cromàtides porten el mateix missatge genètic, excepte si hi ha hagut mutacions. Si és un cromosoma metafàsic d’una meiosi, les seves cromàtides, independentment de si hi ha hagut mutacions o no, porten missatges genètics diferents a causa de la recombinació genètica a l’atzar.

65

En l’anafase II, com que encara no s’ha dividit el citoplasma, hi ha 46 cromosomes. En la metafase I també hi ha 46 cromosomes.

66

Diplohaploides – sexual – diploide – haploide.

68

a. E  ls nombres 1 i 2 corresponen a una mitosi perquè té lloc una duplicació de la quantitat de DNA i una recuperació de la quantitat inicial en el moment de la divisió, mantenint el nombre de cromosomes en 46. El nombre 3 correspon a una meiosi perquè hi ha una duplicació de la quantitat de DNA abans de la primera divisió, i després hi ha una segona divisió sense duplicació de DNA que condueix a una reducció del nombre de cromosomes per cèl·lula a 23.



b. L a lletra A correspon a l’anafase o telofase de la mitosi. La lletra B correspon a l’anafase o telofase de la segona divisió meiòtica.

69

• Presenta un cicle diploide. Els adults i la totalitat de fase del cicle són diploides. Només els gàmetes són haploides.



• En el 8, atès que els adults (2n) formen gàmetes (n). Aquest procés només es pot produir per meiosi.



• En els passos 4, 5 i 6 hi ha reproducció asexual. En el pas 1 hi ha reproducció sexual.



• L’existència d’una fase de reproducció asexual permet que els pòlips originin moltes meduses d’una manera més ràpida i menys costosa que la fase de reproducció sexual. Aquest fet afavoreix l’augment ràpid de la població de meduses.

70



Cicle A

Cicle B

Cicle C

Tipus de cicle

Diploide

Haploide

Diplohaploide

Fecundació

2

5

9

Mitosi

3

4

7, 8 i 10

Meiosi

1

6

11

Exemple d’organisme

Animals, Plantes, protozous, Algunes algunes algunes algues i fongs algues i fongs algues i fongs

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37

10

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

és un enllaç 3’ → 5’. Això explica que el filament creixi en direcció 5’ → 3’.



• És un programa científic internacional que ha aconseguit identificar els gens de l’ésser humà i situar-los als cromosomes corresponents.

6

El DNA complementari és 3’... TGAGTCCAT ...5’.

7

Hi ha el 18 % de A, i com que A i T sumen el 36 %, G i C sumen el 64 % (100 2 36 5 64), i com que hi ha d’haver la mateixa quantitat de G que de C, hi ha el 32 % de G i el 32 % de C.

8

Els fragments d’Okazaki són segments constituïts per una petita quantitat de nucleòtids d’RNA a l’extrem 5’, seguits d’una gran quantitat de nucleòtids de DNA.

• Permet relacionar malalties genètiques amb els gens que les produeixen. • En el cromosoma X. Perquè l’home només presenta un cromosoma X i, per tant, si presenta el gen amb la malaltia el manifestarà. En canvi en la dona, que té dos cromosomes X, només manifestarà la malaltia si presenta el gen de l’ALD en els dos cromosomes X. • La proteïna-ALD. Es troba en els peroxisomes. La seva funció és introduir l’enzim CoA-ligasa peroxisòmic, que degrada els àcids grassos de cadena llarga.



Als bacteris hi ha uns 50 nucleòtids d’RNA i de 1.000 a 2.000 nucleòtids de DNA.



A les cèl·lules eucariotes, els fragments d’Okazaki tan sols poden contenir de 100 a 200 nucleòtids en total.

• Es caracteritza per un mal funcionament de la via metabòlica de degradació dels àcids grassos de cadena llarga. • Una barreja d’olis formada per quatre parts de trioleat de gliceril amb una part de trierucat de gliceril. S’anomena així perquè aquesta teràpia va ser desenvolupada per la família Odone per tractar el seu fill Lorenzo.

9

Trencar els ponts d’hidrogen que uneixen les dues cadenes de DNA perquè serveixen de patrons.

10

Se sintetitza de manera discontínua perquè no hi ha cap enzim DNA-polimerasa capaç d’unir nucleòtids a l’extrem 5’ del DNA. Perquè aquest pugui créixer més enllà de l’extrem 5’, es necessita que sobre un punt del DNA patró, situat a uns 1.000 nucleòtids més enllà d’aquest extrem 5’, s’iniciï la síntesi d’un fragment en direcció 5’ 3’, fins que arribi a contactar amb l’extrem 5’ del DNA que es vol fer créixer, i després que un DNA-ligasa empalmi els dos extrems.

11

El filament discontinu tarda més a sintetitzar-se (per això s’anomena filament retardat) que el filament continu perquè la síntesi s’atura constantment, esperant que l’enzim helicasa arribi a trencar els ponts d’hidrogen de 1.000 parells de nucleòtids, i que es torni a iniciar la síntesi d’un nou fragment d’Okazaki.

12

S’està duent a terme el procés de la replicació en eucariotes. Es dedueix perquè el cromosoma és lineal i presenta diferents bombolles de replicació.

13

Procariotes

• Hi ha dues formes de la malaltia: la forma cerebral infantil, més freqüent i coneguda com ALD, i la forma adulta, anomenada adrenomieloneuropatia (AMN). • L’acumulació dels àcids grassos de cadena llarga provoca una desmielinització de les neurones. ACTIVITATS 1

2

3

4

5

34

Una s’anomena conservadora perquè la doble hèlix inicial es conserva. L’altra hipòtesi s’anomena semiconservadora perquè, en cadascuna de les dobles hèlixs resultants, un dels filaments és antic i l’altre és un filament acabat de sintetitzar. En la hipòtesi dispersiva els filaments estan constituïts per una mescla de fragments de DNA antic i de DNA acabat de sintetitzar. Si la hipòtesi correcta fos la conservadora, el nou DNA tindria els dos filaments constituïts per bases nitrogenades amb N14; per tant, ocuparia la posició superior, la del N14, i hi hauria DNA15 i DNA14, però no DNA14-15. Aquesta hipòtesi es va descartar perquè no s’hi va trobar ni DNA15 ni DNA14, sinó tan sols DNA14-15. Si la hipòtesi correcta fos la dispersiva, en la segona replicació i la tercera el nou DNA tindria els dos filaments constituïts per bases nitrogenades amb N15 i N14; per tant, ocuparien la posició intermèdia (tan sols hi hauria DNA14-15). Aquesta hipòtesi es va descartar perquè no tan sols s’hi va trobar DNA14-15, sinó també DNA14. L’explicació és la següent: per unir els nous nucleòtids fa falta energia, i aquesta s’obté dels enllaços entre el primer i el segon fosfat dels nucleòtids trifosfat. És un enllaç entre el carboni 3’ del darrer nucleòtid del DNA en creixement (l’anomenat extrem 3’) i el carboni 5’ del nucleòtid que s’hi afegeix; per tant,



1. E  l DNA no està enrotllat sobre histones formant nucleosomes; per tant, no necessita desenrotllar-se per poder ser llegit.



2. Tan sols hi ha una bombolla de replicació.



3. E  ls fragments d’Okazaki presenten de 1.000 a 2.000 nucleòtids del DNA.



Eucariotes



1. E  l DNA està enrotllat sobre histones formant nucleosomes, per la qual cosa s’ha de desenrotllar per ser llegit.



2. H  i ha moltes bombolles de replicació o replicons (3.500 al genoma de Drosophila).



3. E  ls fragments d’Okazaki tan sols presenten de 100 a 200 nucleòtids del DNA.

14

Són regions del DNA dels eucariotes que presenten moltes bombolles de replicació, és a dir, molts punts d’inici de la replicació.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

10 15



Mutant 1 Mutant 2 Mutant 3 Mutant 4 Mutant 5

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE A 2 2 2 2 1

B 2 1 2 1 1

Mut 5 Mut 4 | | E → A → 16

17

C 2 2 2 1 1 Mut 2 | C →

D 1 1 2 1 1

E 2 2 2 2 2

G 1 1 1 1 1

Mut 1 Mut 3 | | B → D→G

Probablement la irradiació ha provocat una mutació que ha modificat el DNA a la regió on es troba el gen que codifica l’enzim de la via de síntesi de l’arginina. Aquest fet està d’acord, doncs, amb la idea que un gen correspon a un enzim.

5’... A U G U U C A U G A A C A A A G A A ... 3’



b. RNAm:





3’... A U G U U C A U G A A C A A A G A A ... 5’





 quest RNAm és totalment diferent del de l’apartat A anterior, ja que si es posa en el mateix sentit de lectura és:





RNAm:





5’... A A G A A A C A A G U A C U U G U A ... 3’

19

20



21

La seva funció és servir de regió de reconeixement de l’RNA-transcriptasa i orientar-la correctament perquè transcrigui la cadena correcta. a. E  l procés de maduració del preRNAm inclou totes les modificacions que pateix la molècula un cop ha estat sintetitzada i fins que es converteix en funcional. Té lloc en el nucli.

24

1. DNA. 2. RNA missatger o RNAm. 3. RNA de transferència o RNAt. 4. Aminoàcid. 5. Pèptid o proteïna.

25



26

22

El poli-A és una seqüència d’unes 200 adenines que s’afegeix a tots els RNAm dels eucariotes quan s’acaba la transcripció. La seva funció és orientar la molècula per ajudar-la a sortir del nucli cap al citoplasma a través dels porus de la membrana nuclear.

23

a. CUU CUA GUU GUC AUA GUC ACC



b. Transcripció.



c. D  NA, ribonucleòtids, enzims com l’RNA-polimerasa i d’altres.

Nom del procés

Molècula llegida

Molècula produïda

A

Transcripció

DNA

RNAm

B

Traducció

RNAm

Pèptid o proteïna

E  n primer lloc, hem de buscar la seqüència de l’RNAm. Sabent que A-U, T-A, G-C, C-G, la complementària de 3’- T A C A A A T T C G T C A A C - 5’ és: Després hem de buscar a la taula del codi genètic la correspondència entre triplets en direcció 5’-3’ i els aminoàcids: AUG: Met. UUU: Phe . AAG: Lys. CAG: Gln. UUG: Leu

27

Per tant, el pèptid és: Met-Phe-Asn-Gln-Leu • Són possibles els triplets CCC, CCU, CUC, UCC, CUU, UCU, UUC, UUU.



• De triplets CCC, n’hi haurà 0,7 3 0,7 3 0,7 5 0,343, és a dir, el 34,3 %.



• De triplets amb dues U i una C, n’hi haurà P(CUU) 1 1 P(UCU) 1 P(UUC) 5 0,7 3 0,3 3 0,3 1 0,3 3 0,7 3 0,3 1 1 0,3 3 0,3 3 0,7 5 0,189, és a dir, el 18,9 %.

28

Els introns també són seqüències dels RNAm, però no porten informació per sintetitzar proteïnes; per tant, són eliminats durant el procés de maduració dels RNAm. No, perquè els gens de les cèl·lules eucariotes presenten introns intercalats en el gen, mentre que els gens de les cèl·lules procariotes no presenten introns. Com que els introns també es transcriuen, els transcrits primaris de les cèl·lules eucariotes són molt més llargs que els de les cèl·lules procariotes. Després de la maduració (extracció dels introns), sí que tindran la mateixa longitud.

Procés

5’- A U G U U U A A G C A G U U G - 3’

b. Ribonucleoproteïna petita nuclear. Els exons són les seqüències dels RNAm que porten informació per sintetitzar les proteïnes.

d. L ’RNA-polimerasa reconeix la seqüència promotor de la cadena de DNA. Aquesta seqüència indica quina és la cadena que es transcriu, la cadena «amb sentit». A partir d’aquí, l’RNA-polimerasa va afegint ribonucleòtids complementaris als d’aquella cadena en direcció 5’-3’ fins que arriba a la seqüència terminador i se separa del DNA. Posteriorment caldrà una maduració d’aquest RNAm.

SABER FER

a. RNAm:



18



Si conté nucleòtids de U i de A, s’han format els triplets AAA, AAU, AUA, UAA, AUU, UAU, UUA i UUU. Com que el triplet UAA indica final de la síntesi, cada vegada que per atzar es troba format, en traduir-lo finalitzarà la síntesi de la cadena polipeptídica; per això n’han resultat cadenes molt curtes.

ACTIVITATS 29

Que el codi genètic presenti degeneració indica que hi ha un excés de combinacions, és a dir, que hi ha diversos triplets (codons) que corresponen a un mateix aminoàcid. Aquest fet no es compleix per als aminoàcids metionina (Met) i triptòfan (trp).

30

La unitat de transcripció és la regió de DNA que es transcriu. En canvi, el promotor és una regió del DNA que es troba abans de la unitat de transcripció i que no es transcriu. La seva funció és indicar a l’RNA-polimerasa quina cadena s’ha de transcriure.

31

1 amb c; 2 amb f; 3 amb d; 4 amb g; 5 amb a; 6 amb h; 7 amb b; 8 amb e.

32

És l’encarregat d’unir els aminoàcids al seu RNA de transferència corresponent.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

10 33

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

U  n codó és un triplet de nucleòtids dels RNAm i que en la taula del codi genètic són els que es corresponen La traducció o biosíntesi dede lesnucleòtids proteïnes als7 aminoàcids. Un anticodó és un triplet que es troba a la nansa anticodó dels RNAt, i que s’uneixen als corresponents de forma complementària 7.1.codons Activació dels aminoàcids iElsantiparal·lela durant la traducció. aminoàcids, en presència de l’enzim aminoacil-RNAt-sintetasa i d’ATP, tenen

59

d’associar-se a un aminoacil-RNAt, que s’alli34 la Lacapacitat unió es produeixi donar entrelloc l’extrem 3’ dels RNAtdei manera el carboxílic

35



beren AMP, PPi i queda lliure l’enzim, que després torna a actuar. La unió de l’amidels aminoàcids. noàcid al seu RNAt específic es duu a terme entre el seu grup carboxil (2COOH) i el radical 2OH de l’extrem 3’ de l’RNAt. L’enzim és l’aminoacil-RNAt-sintetasa. La reacció seria:

P Adenosina P P P Adenosina Aminoàcid ATP

36

Fosfats P i

Pi

RNAt

P Adenosina AMP

Aminoacil-RNAt (un aa activat)

La regió E o centre de sortida és el lloc on se situa l’RNAt 7.2. Traducció sense aminoàcid. La regió P o centre peptidil és on se situa El de traducció es divideixi en fases: de acceptor la síntesi, elongació o elprocés primer aminoacil-RNAt la tres regió A iniciació o centre allargament de la cadena polipeptídica i finalització de la síntesi. és on se situen els aminoacils-RNAt següents.





c. S  í. L’aparició de noves informacions és l’única possibilitat que sorgeixin millores heretables.



d. S’anomenen mutacions.

60

1. Replicació o duplicació. 2. Transcripció. 3. Traducció. 4. Transcripció inversa.

61

a. A un DNA, ja que té T.



b. A un DNA, ja que té T.



c. A un RNA, ja que té U.



d. N  o es pot dir si és un DNA o un RNA, ja que no hi ha ni U ni T.

62

RNAm:

5’... G A A G C A G U U U A C ...3’



RNAm:

5’... G A A - G C A - G U U - U A C ...3’



Aminoàcids: Glu - Ala - Val - Tyr →



RNAm:

5’... UGU - GGU - AUG - GCU

i que porta l’aminoàcid metionina en les cèl·lules eucariotes, i l’aminoàcid formilEl final de produeix quan un codó sense sentit metionina, en la lestraducció procariotes. es Aleshores s’estableixen enllaços d’hidrogen entre el codó 5’...AUG...3’ i l’anticodó 3’...UAC...5’. A aquest grup de molècules se situa sota el centre A. Com que no correspon cap s’uneix la subunitat ribosòmica gran, i així es forma el complex ribosòmic o complex aminoàcid, no es pot formar un nou enllaç peptídic actiu. Aquest procés necessita energia, que és aportada per un GTP i unes proteïi laanomenades cadena polipeptídica se separa del seu RNAtesi queda nes factors d’iniciació. En el complex ribosòmic diferencien tres llocs d’unió centres: que es desorganitza el complex ribosòmic. lliure, de omanera









UGC

GGC

GCC











GGA

GCA











GGG

GCG

63

La iniciació de la síntesi presenta algunes diferències entre procariotes i eucari-

otes. Resposta c. En les cèl·lules procariotes l’RNAm no experimenta maduració. Fins i tot



∙ G C

















47

Resposta d.

48

Resposta d.

49

Resposta b.

50

U

C

C

C

G A C A

G

G

C

C

G

U

G

ACG

U

A

A A

U U U

A ∙

C

U C

A

G

∙

CCG

CGG



CCT

CGT



CCC

CGC

∙

partir de la U que apareix a l’RNAm i de la T que apareix al DNA, es dedueix que la columna de DNA que es transcriu Ponts d’hidrogen és la primera. Com que l’RNAm és sintetitzat llegint la cadena de DNA a partir de l’extrem 3’, aquest es troba a dalt. Per tant: G U

U ∙ G

∙ C

A

C

∙

G G

C

U ∙

A

G A G

G

A

G

G

C

G

A

∙

A

C

U

∙

A

A

G

DNA Anticodó Estructura d’un RNAt. de doble cadena

l’altre. Si s’examinen amb el microscopi electrònic, s’observa una mena de rosari

Resposta d.

C

A

G U 64 ∙ A ∙

44 de Resposta ribosomesd. que s’anomena poliribosoma.

Resposta b.

C

DNA possibles: 3’... ACA - CCA - TAC - CGA ...5’ 5’

43 L’RNAm, si ésc.prou llarg, pot ser traduït per uns quants ribosomes alhora, un rere Resposta

46

A



se sintetitza al nucli i abans de sortir experimenta un procés de maduració. A l’extrem 5’ porta Resposta b. una caputxa constituïda per una metil-guanosina-trifosfat, que permet que els ribosomes la identifiquin, i a continuació es troba l’anomenada Resposta a. no es tradueix. regió líder, que

45

3’

3’ - C G

764274Unitat10.indd 217

5’ - G217

RNAm

RNAt

5’ - G

3’ - C

C

G

A

U - 5’

C 06/09/16 13:50

T

A

A

T

U

3’ - A

Resposta c.

C

G

G

C

51

Resposta b.

C

G

G

C - 5’

52

Resposta c.

A

T

U

3’ - A

53

Resposta d.

C

G

G

C

54

Resposta c.

T

A

A

U - 5’

55

Resposta a.

56

Resposta b.

G

C

C

3’ - G

57

Resposta a.

C

G

G

C

58

Resposta b.

A - 5’

T - 3’

U - 3’

A - 5’

36

...3’



d’acabar-se 40 abans Resposta a. la síntesi, ja es comença a traduir. En les eucariotes, l’RNAm

42

Aminoàcids: H2N - Cys - Gly - Met - Ala - COOH

Lloc de fixació de l’aminoàcid

centre de sortida o centre E on se situa l’RNAt sense aminoàcid. TEST El DE LA UNITAT



5’... C T T C G T C A A A T G ...5’



El centre acceptor o centre A, on se situen els aminoacils-RNAt següents;

41

DNA:

de gens que es transcriuen junts. Consten d’una regió que ribosòmica codifica el repressor (regió i), inicial L’RNAm s’uneix a una subunitat petita gràcies a una seqüència anomenada regió líder,p), queuna no es tradueix, qual hi haeluns deu nucleòtids el promotor (regió regió on en potla unir-se repressor complementaris amb l’RNA ribosòmic. Després, la subunitat petita es mou respecte i els diverses proteïnes a(regió l’RNAmo)fins que gens troba elque codócodifiquen d’iniciació que és 5’...AUG...3’. A aquests s’hi associa un aminoacil-RNAt iniciador específic, que presenta l’anticodó 3’...UAC...5’ implicades en un mateix procés metabòlic.

El centre peptidil o centrepels P, onfactors se situa eld’alliberament. primer aminoacil-RNAt; Tot això està catalitzat

39

b. S  ón complementaris, antiparal·lels i enrotllats de manera plectonímica, és a dir, que per separar-los cal desenrotllar-ne l’un respecte de l’altre.

Activació dels aminoàcids. Formació d’un aminoacil-RNAt.

37 Iniciació deés la un síntesi Un operó grup

38



ACTIVITATS FINALS

Aminoacil-RNAt-sintetasa

P Pi Pirofosfat

10 a. A uns 1.000 nucleòtids per minut.

La duplicació del DNA i la biosíntesi de les proteïnes



Aminoàcids

Ala

Trp

Interrupció

Arg

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

10 65

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

a. S  i tan sols es coneguessin els dos primers nucleòtids del codó, es podria conèixer l’aminoàcid incorporat en els casos següents: Ala, Arg, Gly, Leu, Pro, Ser, Thr i Val.



b. S  i es coneix l’aminoàcid incorporat, es podria conèixer el codó en dos casos: Met i Trp.



c. E  ls aminoàcids que se substitueixen més fàcilment són els mateixos que en els dos casos anteriors: Met i Trp.

66



T

A

C

A

A

C

T

A

G

DNA

A

T

G

T

T G

A

T

C

DNA

A

U

G

U

U

G

A

U

C

RNAm

U

A

C

A

A

C

U

A

G

anticodó RNAt

Met



Ile

aminoàcid





 al dir, això no obstant, que si el gen és d’una cèl·lula C eucariota el nombre d’aminoàcids serà més petit, ja que en aquests hi ha exons (seqüències codificants) i introns (seqüències no codificants); aquests últims són eliminats de l’RNA transcrit primari i ja no apareixen a l’RNAm madur.

b. L a mutació de què es parla es transcriuria a l’RNAm com a UAG, que és un codó d’aturada, amb la qual cosa es deixaria de fer el procés de traducció posterior en aquest punt. La cadena polipeptídica seria interrompuda en aquest lloc, i produiria una proteïna defectuosa, molt probablement sense cap funcionalitat. Aquesta mutació conduiria a la pèrdua d’alguna funció cel·lular que podria repercutir negativament en l’individu.

c. L a lletra X correspon a la citosina i la lletra Y correspon a l’adenina.

71

5’...A UC CU C AU G ...3’



DNA (transcrita):

3’... T A G G A G T A C ...5’



DNA (complementària): 5’... A T C C T C A T G ...3’ Com que cada RNAm dóna lloc a vuit proteïnes, n’hi haurà prou que el gen sigui transcrit 750 vegades (6.000 / 8 5 750).

d. Enllaç peptídic. a. E  s tracta d’una de les dues cadenes de DNA, i ho sabem per la presència de timina (T), que no es troba en l’RNA.



b. T enint en compte que un codó està format per un triplet de bases i codifica un aminoàcid, tindrem 810 : 3 5 270 aminoàcids, però com que l’últim codó seria el d’aturada, serien 269 aminoàcids com a màxim.



c. L es seqüències de DNA dels gens d’eucariotes contenen introns, seqüències no codificants, que s’eliminaran durant la maduració de la molècula i faran que el nombre d’aminoàcids sigui més petit.

74

a. S  ’han trencat els enllaços fosfoestèrics que unien els nucleòtids dels dos extrems del fragment separat en un filament, i els enllaços d’hidrogen que mantenien unides les seves bases nitrogenades amb les bases nitrogenades de l’altre filament.



b. A  partir de l’extrem 3’ s’hi afegiria un nucleòtid de A, un altre de G, un altre de G i un altre de T, successivament.



c. L’ordre ha de ser adenina, guanina, guanina i timina.



d. S  ’afegeixen nucleòtids per l’extrem que presenta lliure el carboni 3’ del nucleòtid.



e. Ho faria el DNA-polimerasa I.

77

a. Es tracta del procés de traducció.



b. S’està sintetitzant una proteïna.



c. 1  és RNAt, 2 és RNAm, 3 és la subunitat ribosòmica gran i 4 és la subunitat ribosòmica petita. e. El centre M és el lloc P o centre peptidil i el centre N és el lloc A o centre acceptor d’aminoacils-RNAt.



RNAm:

69



d. G’ és 5’, H’ és 5’ i I’ és 3’.

Si és d’una cèl·lula procariota, la seqüència serà:



68

a. Pont d’hidrogen. b. L’uracil.

a. A  cada gen hi haurà un triplet que codificarà un codó d’aturada al final. Aquests no codifiquen cap aminoàcid. Així, en un organisme procariota, dels 1.000 parells, 997 com a màxim codificaran un aminoàcid. Com que un codó està compost per 3 aminoàcids, la cadena polipeptídica podria estar-ne formada per 332.



67

Leu

70



Cèl·lules procariotes

Cèl·lules eucariotes

a. L’RNA transcrit primari ja és l’RNAm?

Sí

No

b. La transcripció i la traducció es fan en compartiments diferents?

No

Sí

c. La transcripció i la traducció són simultànies?

Sí

No



f. Aa5 és Lys, aa6 és Ser i aa7 és Val.



g. E  ls triplets assenyalats amb un 5 s’anomenen codó i els assenyalats amb un 6 s’anomenen anticodó.



h. Es troba a l’aminoàcid aa1.



i. E  s formaria el triplet UAG, que és un triplet d’aturada, i la síntesi de proteïna quedaria interrompuda.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37

11

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR • És un organisme en el qual s’ha introduït material genètic d’una altra espècie.

c. abcdeghij: hi ha hagut una mutació cromosòmica, concretament la deleció del segment f.

• Per dotar-los de característiques avantatjoses per a la humanitat. • És un blat de moro que té un gen que codifica la proteïna Cry que el fa resistent a les larves dels insectes banyarriquers.

12

Perquè presenten fulles i fruits més grans, i aquests sovint estan mancats de llavors, per això són més fàcils de menjar. Els triploides són estèrils perquè, com que hi ha tres exemplars de cada tipus de cromosoma, durant la meiosi, el cromosoma senar no troba un cromosoma homòleg per fer la sinapsi, per la qual cosa la meiosi s’interromp i no es formen les cèl·lules reproductores. Els tetraploides generalment són fèrtils perquè, com que hi ha quatre exemplars de cada tipus de cromosoma, sí que es poden aparellar de dos en dos per fer la sinapsi.

13

a. 15 cromosomes. b. 17 cromosomes. c. 32 cromosomes. d. 8 cromosomes. e. 18 cromosomes. f. 48 cromosomes. g. 18 cromosomes. h. 14 cromosomes.

14

A. Monoploïdia o haploïdia, perquè presenta n cromosomes.

• La soia, el cotó i el blat de moro. • Perquè hi ha perill que les varietats naturals es perdin i augmenta la dependència dels països respecte de les empreses productores de transgènics. • La proteïna és molt tòxica per les larves dels insectes banyarriquers, ja que els provoca porus a les parets de l’intestí. ACTIVITATS 1

Són alteracions totalment a l’atzar, és a dir, no van dirigides cap a una finalitat concreta.

2

Les mutacions somàtiques, excepte les que originen cèl·lules cancerígenes, no tenen gaire importància. El motiu és que aquestes cèl·lules, si no són viables, són substituïdes per unes altres, i, si són viables, donen lloc a un clon de cèl·lules sense cap altra complicació.

3

Les mutacions generalment empitjoren la informació inicial, ja que una alteració sense sentit normalment dóna lloc a una informació defectuosa. Malgrat tot, són la base de l’evolució, perquè sense les mutacions només existiria la informació dels primers tipus d’organismes vius.

4

Perquè són alteracions en la seqüència de nucleòtids d’un gen.

5

Si en lloc d’una A hi ha una G, és una transició; si hi ha una T en lloc d’una C, és una transició; si en lloc d’una G hi ha una C, és una transversió, i si falta un nucleòtid de C, és una deleció. Aquesta última és la més important, ja que implica que a partir d’ella tindrà lloc un corriment en l’ordre de lectura.

6

En el triplet CGG.

7

En els triplets de DNA 5’ - GGG - 3’ i 5’ - AGG - 3’. Aquests codifiquen els triplets d’RNAm 5’ - CCC - 3’ i 5’ - CCU - 3’, que es tradueixen per prolina. Tan sols que canviï el nucleòtid intermedi de G per un nucleòtid de A, sortiran els nucleòtids d’RNAm 5’ - CAC - 3’ i 5’ - CAU - 3’, que es tradueixen per histidina.

8

Es veu una duplicació.

9

Perquè l’individu en té prou amb el gen al·lel contingut en el cromosoma homòleg.

d.  abcfghdeij: hi ha hagut una mutació cromosòmica, concretament una transposició (5 translocació no recíproca) del segment de entre el segment h i el segment i.



B. D  iploide. Individu amb una dotació cromosòmica normal (2n).



C. Trisomia del parell A.



D. Triploïdia. Individu amb una dotació cromosòmica 3n.

SABER FER 15

Seria una euploïdia del tipus triploïdia.

16

Perquè els rajos X (RX) són un important agent mutagen, mentre que els ultrasons que s’utilitzen en les ecografies no ho són. L’aparició de mutacions en cèl·lules òssies, musculars o epidèrmiques, tret que aquestes cèl·lules quedin transformades en cèl·lules cancerígenes, no són perilloses, ja que si moren són substituïdes ràpidament per les descendents de les cèl·lules acompanyants. En canvi, una cèl·lula afectada en un embrió, com que pot ser l’origen de tot un òrgan, pot comportar tot un òrgan anormal. Per la mateixa raó, les substàncies que afavoreixen les mutacions, com ara el tabac i l’alcohol, estan desaconsellades a les dones gestants.

17

Es pot evitar no fumant, si no consumim aliments fumats o massa cremats.

18

Recó és la part més petita d’una informació genètica capaç de recombinar-se. Mutó és la part més petita d’una informació genètica capaç de mutar. Cistró és la part més petita d’una informació genètica capaç de codificar una funció.

10

Perquè per contenir informació sobre estructures i funcionaments més complexos cal tenir més DNA.

19

El recó i el mutó corresponen a un nucleòtid i, per tant, són més petits que el cistró, que equival a un gen.

11

a.  abcdedefghij: hi ha hagut una mutació cromosòmica, concretament una duplicació del segment de.

20

Els que codifiquen RNA diferents de l’RNA missatger, és a dir, els que codifiquen RNA nucleolar, RNA de transferència, etc.

21

Són gens continguts en una mateixa seqüència de nucleòtids. Les informacions que duen són diferents perquè un gen comença en un nucleòtid, i l’altre, al nucleòtid següent.



34

b.  abcfedghij: hi ha hagut una mutació cromosòmica, concretament una transposició (5 translocació no recíproca) del segment fe entre el segment c i el segment d. També podria tractar-se d’una inversió del fragment def.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

11

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE en un gàmeta o un zigot i, d’aquesta manera totes les cèl·lules de l’individu presentaran la modificació.

22

Presenten en el carboni 3’ un radical –H en lloc d’un radical –OH i aquest canvi provoca que ja no s’hi pugui afegir cap altre nucleòtid.

37

23

Un programa informàtic pot comparar seqüències de DNA i detectar seqüències repetides i, per tant, deduir que un fragment va a continuació de l’altre.

La insulina d’origen porcí, com que no és idèntica a la humana i conté algunes impureses, podia provocar rebuig i en alguns casos al·lèrgies.

38

24

Perquè la cèl·lula necessita constantment una gran quantitat d’aquestes molècules per tenir un funcionament normal.

Perquè, a més, s’ha d’aconseguir que el gen introduït s’expressi i que no provoqui altres alteracions en els pacients.

39

25

Permeten generar més productes (proteïnes, RNAt, RNAr, etc.).

És un organisme en les cèl·lules del qual hi ha inserit un o més gens d’una altra espècie.

40

26

La possible explicació és que al DNA de les cèl·lules hi ha les informacions pròpies de les espècies antecessores en el procés evolutiu, que ara ja no són funcionals. D’altra banda, la selecció natural no elimina les duplicacions que no comporten deficiències, i això és un avantatge, perquè augmenten la quantitat de DNA susceptible de mutar i aportar nous gens beneficiosos.

Perquè els bacteris normalment ja incorporen material genètic a través dels fenòmens de parasexualitat (transformació, conjugació i transducció), mentre que les cèl·lules de les plantes i els animals no. Aquest material s’incorpora fàcilment al genòfor (DNA) bacterià, i el seu cultiu és més fàcil i econòmic que el de les plantes o el dels animals.

41

27

Es considera que poden ser essencials en l’aparellament mecànic i en la segregació dels cromosomes durant la mitosi i la meiosi.

Perquè, com que la fecundació de la major part dels peixos és externa, és molt més fàcil la introducció de nous gens abans que s’uneixin el nucli de l’espermatozoide i el nucli de l’òvul.

28

Com que els gens duplicats són una mica diferents entre si, generen una pluralitat de proteïnes similars però no idèntiques, que, en el cas d’un canvi en les condicions ambientals, augmenten la probabilitat que n’hi hagi alguna de prou apta per a les noves condicions.

42

El fet de ser animals molt coneguts genèticament i molt propers a nosaltres fa que els podem utilitzar com a model per estudiar les malalties genètiques.

43

1) amb g, 2) amb h, 3) amb j, 4) amb b, 5) amb i, 6) amb f, 7) amb e, 8) amb c, 9) amb a i 10) amb d.

44

Els protooncogens són gens normals que es poden alterar per l’acció d’agents cancerígens i es transformen en oncogens. Els oncogens són gens que provoquen la transformació d’una cèl·lula normal en cèl·lula cancerosa.

45

Per protegir-nos de l’acció de les radiacions UV, que són agents cancerígens.

46

Com que es tracta d’una cèl·lula diploide hi ha 46 cromosomes, per tant, hi ha 2 3 25 · 103 5 5 · 104 gens. Per calcular el nombre de nucleòtids total: 2 3 3 · 109 5 5 6 · 109 nucleòtids.

47

Perquè així es pot disposar d’un referent de DNA normal amb el qual poder comparar el DNA de persones afectades de malalties genètiques i poder deduir on hi ha la diferència. Això és el primer pas per arribar a la curació per mitjà de teràpia gènica.

48

Escherichia coli i Drosophila melanogaster són les dues espècies més utilitzades en tots els laboratoris del món per fer estudis de genètica. Saccharomyces cerevisiae també és molt utilitzat en aquests experiments i, a més, també és molt utilitzat en la indústria. També s’utilitza molt Arabidopsis thaliana. Caenorhabditis elegans es va escollir perquè tenia només 859 cèl·lules i Homo sapiens per l’interès en el món de la medicina.

49

Que sorgeixin plagues, que desapareguin espècies naturals (salvatges i agrícoles) perquè són menys competitives, que neixin nous bacteris i virus patògens per a l’espècie humana i per a altres espècies, i que es contaminin les aigües amb substàncies tòxiques noves produïdes pels organismes transgènics.

29

Codifiquen substàncies que eren necessàries en les formes antecessores però que ara ja no es necessiten.

ACTIVITATS 30

L’enginyeria genètica és la tècnica que permet la modificació del genoma d’un organisme. Quan s’aplica a la curació de malalties i a la millora de plantes i animals d’interès alimentari rep el nom de biotecnologia.

31

Un vector és un mecanisme per introduir gens d’un organisme en una altra cèl·lula. El vector pot ser un plasmidi bacterià o un virus.

32

Perquè amb aquests antibiòtics es pot constatar si els nous gens s’han incorporat o no al genoma del bacteri. Si els bacteris ja no moren, és que han incorporat aquests gens.

33

Perquè, com que els gens de les cèl·lules eucariotes presenten introns i com que als bacteris no hi ha processos de maduració de l’RNA missatger, també es traduiran els introns. Com que l’RNA missatger madur està mancat d’introns, el DNA complementari sintetitzat per la transcriptasa inversa sí que es pot incorporar al genoma bacterià i així donar lloc al polipèptid volgut.

34

La conjugació i la transducció.

35

Perquè, a diferència del que passa en les plantes, no es coneix cap organisme que introdueixi plasmidis a les cèl·lules humanes.

36

En la teràpia de cèl·lules somàtiques s’introdueix el gen correcte tan sols en determinades cèl·lules, en canvi en la teràpia de cèl·lules germinals el gen s’introdueix

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

11

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

50

Respecte de l’alimentació, l’avantatge que se n’obté és la fabricació d’espècies més rendibles (més producció neta) i més resistent a les malalties, a les inclemències del temps, a l’emmagatzematge i al transport. Respecte de la salut, cal esperar la curació dels individus afectats de malalties genètiques per mitjà de la inserció dels gens correctes, tant en ells com als seus descendents quan encara són embrions.

51

Tota actuació humana ha de tenir límits ètics, en tant que pot influir directament o indirectament en altres éssers humans. Per tant, per motius científics no és lícit experimentar amb éssers humans contra la seva voluntat o sense haver-los informat completament, o posar greument en perill la seva vida innecessàriament, etc. Tampoc no és lícit fer experiments que puguin posar en perill l’equilibri ecològic del planeta.

52

53

54

55

36

Els especialistes en ètica són els qui han d’establir les normes ètiques. En primer lloc, els juristes, que han d’estar molt ben informats pels científics. Després, la societat ha d’aprovar aquestes normes, primer als parlaments de cada país i, finalment, als parlaments internacionals, ja que aquests temes afecten tota la humanitat. Els científics tan sols són responsables que allò que afirmen correspongui amb la realitat, i que durant la seva investigació no s’hagi atemptat contra la dignitat humana ni s’hagi posat en perill la humanitat. Els científics no són els responsables del mal ús que altres facin dels seus descobriments. Mai no es pot tenir una seguretat absoluta del que pot passar. Atès que els efectes negatius dels organismes transgènics poden ser molt greus, ja que tan sols tenim una vida i tan sols un planeta per poder viure-hi, s’han d’extremar les precaucions. Abans d’introduir un gen a un ésser humà, calen anys d’experimentació del comportament d’aquest gen en animals de laboratori. Abans de la introducció d’una espècie transgènica al medi natural, calen anys d’experimentació de cultius en laboratoris aïllats del medi natural, i també és recomanable la inserció de gens que facilitin l’eliminació de l’espècie transgènica en cas de necessitat, etc. La finalitat de la ciència és únicament conèixer millor la realitat. L’ús que es faci dels descobriments no és ni congruent ni incongruent amb la finalitat de la ciència. El fet que els pares, gràcies a la ciència, puguin decidir que el futur fill tingui la pell d’un color determinat, no té res a veure amb la finalitat de la ciència. Es pot comentar que tota tècnica implica riscos i, per tant, tan sols s’ha d’aplicar quan el benefici sigui molt gran, com ara la curació d’una malaltia, i aquest no és el cas. Un principi bàsic de l’ètica és que no pel fet que una cosa sigui tècnicament possible, necessàriament ha de ser èticament acceptable. La dignitat humana fa que no sigui lícit aplicar als humans algunes tècniques que s’utilitzen en animals. Qualsevol persona té dret a créixer en una família, en lloc de néixer i créixer en un laboratori. Les tendències més generals en bioètica són les següents: no considerar correcte la utilització de tècniques encaminades a la millora de la raça (l’anomenat «fill a la carta»), tan sols acceptar l’enginyeria genètica en cas de perill de transmissió d’una malaltia al fill, i no admetre la clonació ni la partenogènesi

encaminades a produir individus genèticament idèntics al seu progenitor, ni el desenvolupament d’embrions fora de l’úter matern, ni la hibridació d’humans amb altres espècies. En la legislació espanyola es prohibeix la congelació i l’experimentació amb embrions de més de catorze dies, atès que, a partir d’aquesta data, ja no es donen casos de divisió de l’embrió en dos embrions (que donaria germans univitel·lins), ni la unió de dos en un, per la qual cosa ja és segur que es té un sol individu. TEST DE LA UNITAT 56

Resposta c.

57

Resposta b.

58

Resposta a.

59

Resposta a.

60

Resposta c.

61

Resposta d.

62

Resposta a.

63

Resposta a.

64

Resposta b.

65

Resposta d.

66

Resposta a.

67

Resposta d.

68

Resposta b.

69

Resposta d.

70

Resposta c.

71

Resposta a.

72

Resposta d.

73

Resposta b.

74

Resposta c.

75

Resposta a.

ACTIVITATS FINALS 76

a. F  igura A. Parells de cromosomes homòlegs: 1-9, 2-10, 3-7, 4-5. Parell de cromosomes sexuals: 6(Y)-8 (X).







b. E  l cromosoma 22, que és homòleg del 23, presenta una mutació, concretament una duplicació. Té repetit un segment del seu cromosoma.

77

 igura B. Parells de cromosomes homòlegs: 11-15, 12-14, F 13-20, 16-18. Parell de cromosomes sexuals: 17(X)-19(X).

1. E  l problema a investigar és: Sobreviuen els líquens a les condicions de l’espai exterior, en radiació i temperatura extremes? o bé: Influeixen la radiació solar i la temperatura extremes en la supervivència dels líquens?





L a hipòtesi és: potser l’exposició del liquen a radiació solar i temperatura extremes disminueix la capacitat de supervivència.



2. E  s fan 3 grups de líquens i de cada grup fem diverses rèpliques:





• Grup A: s’exposa a temperatura extrema (240 °C) i radiació moderada.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

11

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE





• Grup B: s’exposa a radiació extrema (raig UV) i temperatura moderada.





– Tallar mitjançant enzims de restricció el genoma del VPH fins a obtenir el gen de la proteïna L1.





• Grup C: s’exposa a temperatura moderada i radiació moderada. És el grup control.









Cada grup tindrà exemplars de líquens similars (edat, mida, forma...), el mateix substrat i es fixen els mateixos valors per a la resta de variables que puguin afectar la supervivència del liquen (humitat, concentració de CO2 etc.).

– Fer moltes còpies d’aquest gen (mitjançant la tècnica de la PCR o clonant-lo en bacteris o altres microorganismes, fins i tot en cèl·lules del llevat de la cervesa mateix).





– Preparar un cultiu del llevat Saccharomyces cerevisiae.





 ra cal observar els canvis de color dels líquens A i la fixació al substrat per determinar-ne la supervivència i extreure’n conclusions.

– Transferir el gen de la proteïna L1 a les cèl·lules del llevat (mitjançant electroporació, pistola de gens, etc.).





– Seleccionar les cèl·lules del llevat que han incorporat el gen i establir-ne un nou cultiu.







3. a. Representen nucleòtids.





78



79

b. S  ’observa una mutació gènica o puntual, concretament una substitució de bases. Aquesta substitució pot estar provocada possiblement pels raigs UV, que és una radiació molt absorbida pel DNA.

Perquè D. pseudobscura i D. willistoni comparteixen una mateixa fusió entre el cromosoma blau i el cromosoma negre de D. virilis. Això indica avantpassats comuns. • Perquè les espècies diferents no poden tenir descendència entre si i, per tant, és impossible que tres espècies diferents hagin evolucionat fins a generar una mateixa nova espècie. a. L a base nitrogenada que adopta una forma tautomèrica és la guanina de la cadena superior.



b. Es passa del parell de bases G-C al parell de bases A-T.



c. El descendent mutant és el tercer.



d. E  s tracta d’una mutació puntual de substitució de bases tipus transició. Pot no tenir importància o pot tenir-ne molta si aquest canvi indica un aminoàcid diferent que conforma el centre catalític d’un enzim o si implica un triplet d’aturada de la síntesi de la proteïna.

80

• Presenten menys DNA sense informació els bacteris, seguits dels llevats.



• Presenten més DNA sense informació (no gens) els vertebrats.



• El valor que està més estretament relacionat amb la complexitat és la relació entre el nombre de nucleòtids (Mb) i el nombre de gens.

81



a. E  fectivament, es tracta d’un organisme transgènic perquè expressa una proteïna que no li és pròpia, ja que se li ha inserit el fragment de DNA que porta la informació corresponent, el qual procedeix del genoma del VPH. b. – Aïllar el genoma del VPH.

82

Descripció del pas

Núm. d’ordre en el procés

Obtenció de les plantes de blat de moro Bt a partir de les cèl·lules cultivades in vitro.

9

Obtenció de moltes còpies del gen Cry.

3

Aïllament del gen Cry.

1 o bé 2

Introducció del bacteri (Agrobacterium tumefaciens) que conté el plasmidi (vector) amb el gen Cry a un cultiu in vitro de cèl·lules de blat de moro normal.

6

Introducció del plasmidi (vector) que conté el gen Cry al bacteri (Agrobacterium tumefaciens).

5

Extracció del DNA de Bacillus thuringiensis.

1 o bé 2

Introducció del gen Cry a un plasmidi que servirà de vector.

4

Selecció de les cèl·lules de blat de moro del cultiu in vitro que han incorporat el gen Cry.

7

Multiplicació de les plantes de blat de moro Bt i establiment dels cultius al camp.

10

Multiplicació de les cèl·lules de blat de moro que han incorporat el gen Cry.

8

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37

12

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

PER COMENÇAR

7

En l’anisogàmia la diferència entre el gàmeta femení i el masculí simplement és de mida, en canvi, en l’oogàmia, és de mida i de forma, concretament el gàmeta femení és immòbil i el masculí té capacitat de mobilitat.

8

En l’alga Spyrogira hi ha una cèl·lula que, per mitjà de moviments ameboides, es desplaça fins a arribar on hi ha la cèl·lula immòbil amb la qual es fusionarà, és a dir, es comporta com un gàmeta masculí mòbil. En canvi, en els fongs basidiomicets la somatogàmia es dóna per contacte entre dues cèl·lules sense cap desplaçament d’una cap a l’altra.

9

Es tracta d’una partenogènesi zigofàsica o somàtica. Concretament, l’òvul és diploide perquè apareix després d’una sola divisió de la cèl·lula mare.

10

La gametangiogàmia consisteix en la fusió de gametangis plurinucleats. Es dóna en els fongs zigomicets i en fongs ascomicets.

11

A partir d’un espermatòcit de primer ordre es formen quatre espermatozoides; en canvi, a partir d’un oòcit de primer ordre tan sols es forma un òvul.

12

En l’espermatogènesi, durant la diferenciació cel·lular, l’anomenada fase d’espermiogènesi, una part del citoplasma de l’espermàtida degenera i, per això, l’espermatozoide resultant és una cèl·lula molt més petita. Durant l’anomenada fase de creixement es produeix un augment de mida de la cèl·lula en passar del darrer espermatogoni a la cèl·lula filla o espermatòcit I (creixement petit).

• La reproducció asexual genera individus genèticament iguals als seus progenitors, mentre que la sexual genera individus genèticament diferents. La variabilitat dels descendents és un avantatge per a l’espècie, ja que permet que, davant d’un canvi imprevisible de les condicions ambientals, puguin existir alguns individus amb probabilitats de sobreviure. • La reproducció asexual és la més convenient si l’ambient és invariable, ja que permet generar individus idèntics als progenitors, els quals estan perfectament adaptats. A més a més, en el cas del mar, el fet de no utilitzar gàmetes evita les dificultats de la trobada. • La partenogènesi implica la generació d’un nou individu a partir d’un òvul sense fecundar. S’ha de considerar com a reproducció sexual, ja que el nou individu tan sols tindrà la meitat de la informació genètica del seu progenitor. En un sentit ampli, també inclou determinats casos de reproducció asexual. • Els mascles procedeixen de cèl·lules haploides (òvuls sense fecundar). Les abelles reines i les obreres s’originen a partir de cèl·lules diploides (òvuls fecundats). • La dotació dels mascles és n i la de les abelles reines i obreres és 2n. • Es diferencien en l’alimentació que reben durant l’estadi larvari. Si les larves són alimentades amb mel, donen lloc a abelles obreres, i si són alimentades amb gelea reial, donen lloc a abelles reines.

ACTIVITATS 1

La reproducció és la generació de nous individus, mentre que la sexualitat és la donació i la recepció de material genètic. Exemples de reproducció sense sexualitat són tots els casos de reproducció asexual, és a dir, la gemmació en cnidaris, l’escissió dels pòlips, la fragmentació dels tubercles, etc. Un cas de sexualitat sense reproducció és la generació de cèl·lules sexuals (gàmetes i meiòspores) que després no donen lloc a cap nou individu.

2

L’escissió és una forma de reproducció asexual en els animals que consisteix a generar nous individus a partir d’una part de l’individu progenitor. La fragmentació és la forma de reproducció asexual similar que té lloc en els vegetals.

3

Sí, és el cas de la poliembrionia. A partir d’un sol embrió, que en principi només hauria de donar lloc a un sol nou individu, per separar-se en dues meitats apareixen dos individus, els anomenats bessons univitel·lins.

4

Sí. És el cas de la partenogènesi sexual. A partir d’un òvul, cèl·lula que té la meitat d’informació genètica que la mare, es forma tot un nou individu, també amb la meitat d’informació genètica en les seves cèl·lules que la seva mare.

5

La reproducció sexual.

6

1. va amb d., 2. va amb i., 3. va amb a., 4. va amb h., 5. va amb c., 6. va amb b., 7. va amb e., 8. va amb j., 9. va amb f., 10. va amb g.

34

En l’oogènesi no hi ha cap reducció de la mida del citoplasma en la línia que al final dóna lloc a l’òvul. Durant l’anomenada fase de creixement es produeix un augment de mida de la cèl·lula (per acumulació de vitel) en passar del darrer oogoni a la cèl·lula filla o oòcit I (creixement gran). Posteriorment, a causa de l’acumulació de vitel i a una distribució desigual del citoplasma entre el primer corpuscle polar i l’oòcit II, i després entre el segon corpuscle polar i l’ovòtida, la mida de la cèl·lula que donarà lloc a l’òvul va creixent.

13

L’espermatogènesi, ja que l’espermatozoide és una cèl·lula molt diferent (té un flagel molt llarg) de l’espermàtida (està mancada de flagel).

14

L’efecte de la meiosi és reduir a la meitat el nombre de cromosomes d’una cèl·lula, separant els parells de cromosomes homòlegs. Aquesta reducció cromosòmica és el complement necessari de la duplicació de cromosomes que implica la fecundació, la unió de la dotació cromosòmica de dues cèl·lules en una de sola. Si no hi hagués una reducció, a cada fecundació successiva es duplicaria el nombre cromosòmic.

15

L’acrosoma conté els enzims que permeten a l’espermatozoide foradar els embolcalls externs de l’òvul i arribar a la membrana.

SABER FER 16

En la zona germinativa.

17

La segmentació parcial (meroblàstica).

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

12

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

ACTIVITATS 18

1. Cap. 2. Coll. 3. Flagel. 4. Nucli.

19

L’espermatozoide només aporta al zigot els seus cromosomes. La resta, mitocondris, inclosos, no passa al zigot. Tot el citoplasma del zigot, mitocondris inclosos, és el citoplasma de l’òvul, és a dir, de la mare.

20

Es diferencien en el nombre de cèl·lules i en la seva disposició. A la blàstula hi ha un nombre més gran de cèl·lules. A la mòrula, les cèl·lules formen una massa massissa, en canvi, a la blàstula hi ha una cavitat interior.

21

La gàstrula dels animals diblàstics només presenta dos fulls embrionaris, ectoderma i endoderma. En canvi, en els animals triblàstics hi ha un tercer full embrionari, mesoderma.

22

El sistema nerviós central i perifèric es forma a partir de l’ectoderma. El tub digestiu i les glàndules annexes es formen a partir de l’endoderma.

23

A les trompes de Fal·lopi.

24

L’amfimixi és la unió dels dos nuclis en un de sol.

25

Oogoni: 2n. Oòcit I: 2n. Oòcit II: n. Ovòtida: n. Òvul: n.

26

Es tracta d’un desenvolupament indirecte amb metamorfosi complexa o holometàbola.

27

Desenvolupament directe.

28

Metamorfosi senzilla o hemimetàbola.

29

La metamorfosi senzilla és la que té lloc quan la larva es desenvolupa sense interrompre la seva alimentació i sense passar per períodes d’inactivitat. Aquesta és molt semblant a l’adult.

La metamorfosi complexa té lloc quan entre la fase de larva i la d’imago l’individu passa per la fase de pupa, durant la qual pateix una certa immobilitat, no s’alimenta, perd alguns teixits larvaris i se’n formen de nous. 30

És la que té lloc quan la larva és més complexa que l’adult. Sol donar-se en paràsits on la larva és de vida lliure.

31

Presenten una metamorfosi regressiva.

32

En la inseminació artificial la fecundació es duu a terme a l’interior del cos de la dona, a les trompes de Fal·lopi. En la fecundació in vitro, es fa fora del cos, en una placa de vidre.

33 34 35

36

37

38

Les cèl·lules mare embrionàries presenten el problema ètic que comporten la destrucció d’un embrió humà i que propicien l’aparició de tumors. Les cèl·lules mare adultes presenten el problema de no ser pluripotents i que algunes requereixen mantenir congelat el cordó umbilical tota la vida.

39

La diferenciació cel·lular és la transformació de les successives cèl·lules filles d’una cèl·lula mare a cèl·lules especialitzades d’un tipus determinat.

40

És degut al fet que en algunes cèl·lules s’expressen uns gens, i en unes altres, uns altres gens.

41

Són els gens que codifiquen els cofactors de transcripció d’altres gens.

42

Són els agents que estimulen el gen inicial que regula la diferenciació cel·lular. Són els determinants citoplasmàtics i les hormones que actuen com a senyals inductors.

43

Són els gens que determinen el tipus d’òrgan que cal generar i controlen els gens responsables de produir-los.

44

L’apoptosi és l’activació controlada d’una sèrie de gens per part de la cèl·lula amb l’objectiu d’aconseguir-ne la destrucció. És necessària perquè l’embrió es desenvolupi correctament.

45

Com que ser d’un sexe o d’un altre o tenir una alçada o una altra no és cap malaltia, no seria ètic introduir factors de risc i recursos per aconseguir-ho. Respecte a l’alçada, en cap moment es diu que els pares tinguin alguna malaltia. En el cas d’evitar que el nen o nena tingui una malaltia determinada, sí que caldria fer tot l’esforç possible.

46

Tots els ciutadans, incloent-hi els científics, estem obligats a complir les lleis del país on vivim, per tant, aquest comportament s’hauria de considerar incorrecte, fins i tot encara que pensem que les lleis no són les adequades.

TEST DE LA UNITAT 47

Resposta c.

48

Resposta a.

49

Resposta d.

Perquè els individus adults han de renovar els seus teixits danyats i reemplaçar les cèl·lules mortes.

50

Resposta c.

51

Resposta a.

Consisteix a generar, a partir de les cèl·lules mare del pacient, cèl·lules especialitzades correctes i trasplantar-les-hi.

52

Resposta a.

53

Resposta b.

54

Resposta d.

55

Resposta b.

56

Resposta a.

Un embrió clònic és un embrió obtingut a partir del nucli d’una cèl·lula del pacient que s’ha posat en un oòcit al qual prèviament s’ha extret el nucli. La finalitat és obtenir cèl·lules especialitzades correctes per trasplantar-les al pacient sense problemes d’histocompatibilitat.

57

Resposta d.

58

Resposta c.

59

Resposta b.

60

Resposta a.

Són cèl·lules pluripotents induïdes per reprogramació genètica.

61

Resposta b.

62

Resposta b.

Les cèl·lules mare adultes es troben en molts òrgans de l’adult i també als cordons umbilicals, en canvi, les cèl·lules mare embrionàries només es troben a l’interior dels embrions.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

35

12 63

Resposta d.

64

Resposta b.

65

Resposta d.

66

Resposta c.

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE 69

1.

ACTIVITATS FINALS



b. P  erquè les cèl·lules mare d’un embrió sobrant provocarien una resposta immunològica.



c. L a substitució del nucli d’un òvul per un nucli d’una altra cèl·lula es diu transferència nuclear somàtica.



d. L’embrió obtingut es diu embrió clònic.



e. E  l nucli d’una cèl·lula muscular pot generar una cèl·lula pancreàtica perquè té la mateixa informació que aquesta, simplement s’ha de desdiferenciar (rejovenir fins que sigui una cèl·lula mare) perquè així es pugui transcriure.





h. Es diu clonatge terapèutic. i. L ’ús de cèl·lules mare embrionàries pot propiciar tumors, per tant, s’han de fer anàlisis freqüents.



j. H  i ha governs i entitats que s’oposen a aquestes tècniques perquè impliquen la destrucció d’embrions.



Sexual

Asexual

Com seran els descendents? diploides / haploides

Diploides

Diploides

Diploides

No requereix estructures reproductores especialitzades: els nous individus s'originen a partir de cèl·lules somàtiques.

e. N  o es podria obtenir una femella albina a partir de les cèl·lules somàtiques del Floquet de Neu, perquè totes tenen els cromosomes que determinen el sexe masculí.



f. A  quest experiment sí que és possible perquè es conserven congelades mostres de diferents teixits i òrgans del Floquet de Neu.



g. E  l nou goril·la obtingut seria genèticament i morfològicament idèntic al Floquet de Neu.



h. E  s diuen divisió cel·lular, diferenciació cel·lular i morfogènesi.



i. Es diuen determinants citoplasmàtics.

Manteniment de les combinacions genètiques avantatjoses.

Requereix estructures especialitzades: els nous individus s'originen a partir de cèl·lules sexuals especialitzades, els gàmetes.

c. P  erquè el nucli d’un espermatozoide només conté la meitat de material genètic que tenen les cèl·lules somàtiques.



Cada individu passa tots els gens als seus descendents.

Estratègia òptima en ambients estables.

b. P  erquè com que el citoplasma del zigot només l’aporta l’òvul és convenient que aquest citoplasma sigui el més semblant possible al de les cèl·lules de l’individu receptor.

d. N  o és necessari, ja que el citoplasma no aporta informació sobre les característiques de la pell.

Tots els individus poden originar descendents. No cal trobar parella: enorme capacitat dispersiva.

No genera diversitat genètica. Tots els descendents són clons.

a. O  btenir un clon del Floquet de Neu, és a dir, un goril·la genèticament idèntic a ell.



36

Sexual

g. L es cèl·lules pancreàtiques trasplantades tindran un DNA en els mitocondris que serà diferent del DNA dels mitocondris de les cèl·lules pancreàtiques pròpies, ja que estan en el citoplasma d’un oòcit donat.





Tipus de reproducció: sexual / asexual

2. Q  ualsevol avantatge o inconvenient d’aquesta llista pot servir.

f. N  o hi ha possibilitats que el sistema immunològic rebutgi les cèl·lules pancreàtiques trasplantades perquè les proteïnes d’una cèl·lula depenen del DNA nuclear i el nucli procedeix d’una cèl·lula del pacient.



68



C

Reproducció asexual

a. P  erquè les cèl·lules musculars són cèl·lules diferenciades i els gens per produir insulina estan desactivats.

B

Reproducció sexual

67

A

74

Només la meitat de la població (en espècies dioiques) produeix descendents. La necessitat de trobar parella implica una baixa capacitat dispersiva. Cada individu només passa la meitat dels gens als seus descendents. Generació contínua de noves combinacions genètiques. Genera una enorme diversitat genètica, per recombinació en la meiosi i en la fecundació. Tots els individus són genèticament diferents. Estratègia òptima en ambients inestables o amb forta competència, també enfront de canvis ambientals.

a. E  n el punt 1. Sí, perquè en aquest cas el gen humà anticancerigen s’incorpora al nucli que després s’introduirà a l’òvul del qual s’obtindrà la gallina. Així el gen serà en totes les cèl·lules de la gallina Britney.





 n el punt 2. No, en aquest cas no obtindríem la proteïna E anticancerígena, donat que el seu gen ha estat introduït en un nucli que després s’ha eliminat de l’òvul i no s’ha incorporat a la informació genètica de les cèl·lules de la gallina.





En el punt 3. Sí, perquè en aquest cas el gen humà anticancerigen s’incorpora directament al nucli de l’òvul del qual s’obtindrà la gallina. Així el gen serà en totes les cèl·lules de la gallina Britney.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

12

75

b. É  s millor clonar la gallina ja que es garanteix la presència del gen a totes les gallines obtingudes per aquest procediment, ja que seran idèntiques a la Britney. En canvi, si encreuem la gallina Britney amb un gall normal (sense el gen anticancerigen), hi haurà la possibilitat que no s’expressi el gen o no formi part dels gàmetes. a.

76



2. ...divisions cel·lulars meiòtiques: a partir del zigot. Són divisions mitòtiques



3. ...genèticament diferents. Les cèl·lules que s’obtenen per divisions mitòtiques són genèticament idèntiques.



4. ...ve determinat per l’òvul. Ve determinat per l’espermatozoide, que és el que pot portar el cromosoma Y, i l’embrió serà mascle, o bé el cromosoma X, i l’embrió serà femella. En canvi, l’òvul sempre serà portador d’un cromosoma X.

1r lloc

A

Es fa una fecundació in vitro per tal de poder buscar mutacions en les cèl·lules dels embrions generats.

2n lloc

B

Es deixen desenvolupar els embrions fins a l’estadi de 8 cèl·lules (3 dies).

77

3r lloc

C

S’extreuen dues cèl·lules de cada embrió per analitzar-les.



D

Se n'analitza el DNA per buscar-hi mutacions responsables de determinats tipus de càncer. Si no tenen mutacions, s’implanta l’embrió. En cas contrari, es rebutja.

b. L a meiosi. El seu significat biològic és la reducció del nombre de cromosomes a la meitat, d’aquesta manera, tot i la fusió de dues cèl·lules, permet mantenir constant el nombre de cromosomes de l’espècie; i l’increment de variabilitat genètica per recombinació.



c. L a reproducció sexual incrementa la variabilitat genètica entre els individus de la mateixa espècie. Aquesta variabilitat proporciona una major flexibilitat evolutiva, ja que la selecció natural té una base més àmplia sobre la qual pot actuar. Per tant, en el cas d’organismes com ara els fongs, la reproducció sexual proporciona més possibilitats per a l’evolució de l’espècie.

4t lloc



SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

b. P  erquè totes procedeixen del zigot per divisions mitòtiques successives, i per tant totes tenen el mateix contingut genètic. L es errades que apareixen en el text són quatre: 1. ...cèl·lules haploides obtingudes per mitosi. Són cèl·lules haploides obtingudes per meiosi.

a. P  erquè les noves cèl·lules tenen informació genètica procedent de dues cèl·lules d’individus diferents.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA 1r BATXILLERAT Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S.L.

37