2º BACHILLERATO (BIOLOGÍA)
SOLUCIONARIO
Tema3

Morfología, estructura y funciones celulares


TEMA 3. FISIOLOGÍA CELULAR

 
1. Determinadas células, como las del músculo cardíaco, son metabólicamente muy activas y necesitan intercambiar sustancias con mayor rapidez que otras células.¿Cómo pueden aumentar el flujo de sustancias de unas células a otras?
 

El paso de sustancias de una célula a otra se facilita mediante una unión de comunicación (tipo gap). De esta manera se logra aumentar la velocidad de flujo de los iones entre las células.


2. La colchicina, alcaloide venenoso del azafrán de otoño, es un fármaco que despolimeriza la tubulina B. ¿Qué estructura celular se verá afectada? ¿Qué consecuencias tiene para la célula?
 

La tubulina B forma parte de los microtúbulos. Estos microtúbulos están implicados en la organización del movimiento de orgánulos y de partículas por el citoplasma, en el mantenimiento de la forma y polaridad de la célula, en la formación de los centrosomas, cilios, flagelos y, especialmente importante, del huso mitótico. Por lo tanto, se verán afectados procesos como el movimiento, el transporte y especialmente la mitosis.


3. ¿Qué función desempeña la clatrina?
 

Es una proteína fibrilar que recubre las depresiones y las vesículas endocitósicas formando una especie de cesta. Es la responsable de la invaginación y estrangulamiento para formar las vesículas. Posteriormente, la clatrina abandona la vesícula en el citoplasma y regresa a la membrana.


4. En la única fase del ciclo celular en la que podemos observar los cromosomas perfectamente visibles al microscopio electrónico es durante la mítosis. Explica este hecho.
 

Porque la cromatina, que en interfase se encuentra difusa, se va condensando progresivamente hasta formar los cromosomas. La finalidad de esta condensación es repartir, entre las dos células hijas, el material genético de la célula madre que previamente se ha duplicado.


5. Alfert y Swift (1953) encontraron las siguientes cantidades relativas de ADN por núcleo en varios tipos de células del anélido Sabellaria:

Telofase I meiótica: 127
Espermatozoide: 61
Profase mitótica: 263
Telofase mitótica: 124

Explica detalladamente estas diferencias.

 

En telofase I hay n cromosomas con dos cromatidios cada uno.
En el espermatozoide nos encontramos n cromatidios.
En la profase mitótica hay 2n cromosomas.
En telofase mitótica hay 2n cromatidios.


6. ¿Son genéticamente iguales las 4 células haploides obtenidas en la meiosis?
 

Las 4 células hijas obtenidas de la meiosis son haploides, pero no son genéticamente iguales, ya que, durante la profase I, ha tenido lugar el entrecruzamiento cromosómico y, como consecuencia, la recombinación del material hereditario (intercambio de fragmentos de cromátidas no hermanas procedente una del padre y otra de la madre).


7. El caballo tiene, en todas sus células, 64 cromosomas; es decir 2n = 64. ¿Cuántos cromosomas se sitúan en la placa metafísica de la mitosis?; ¿cuántos en la profase I? y ¿cuántos en la profase II?
 

La placa metafísica tiene 64 diadas, es decir, 64 cromosomas con dos cromátidas hermanas cada uno. En la metafase I se sitúan 32 tetradas, es decir, 32 parejas de cromosomas homólogos.
La metafase II estará formada por 32 diadas, o sea, 32 cromosomas con dos cromátidas hermanas cada uno.


8. a) ¿Qué factores limitan el paso de sustancias polares como iones y agua a través de la membrana celular?
   b) ¿De qué modo la bomba de Na+/K+ regula la presión osmótica y el volumen de las células animales? ¿Cómo controlan la presión osmótica las células vegetales?
 

a) Los principales factores son: el tamaño de las moléculas, su carga eléctrica neta y el gradiente de concentración.

b) Las células animales consumen una gran cantidad de ATP (generalmente la tercera parte de toda la energía que gastan) en mantener activa esta bomba. Entre otras funciones, contribuye a evitar los problemas que conllevan para las células los fenómenos osmóticos. En el interior de la célula hay muchas macromoléculas y metabolitos orgánicos con cierta polaridad. Estas moléculas cargadas atraen gran número de iones inorgánicos de carga opuesta, lo que contribuye a que la concentración de iones tienda a ser superior en el interior de la célula que en el exterior; este hecho produciría una presión osmótica que haría que el agua se difundiera continuamente desde el exterior hacia el interior, con lo que la célula se hincharía y podría llegar a reventar (ver unidad 1).

Para evitarlo, las células animales bombean continuamente iones de Na+ y K+ en contra de gradiente electroquímico (transporte activo). Concretamente, salen tres iones de sodio por cada dos iones de potasio que entran, de modo que, globalmente, se eliminan iones de sodio. Esto facilita también la salida de iones de cloro mediante transporte pasivo a favor de gradiente eléctrico, con lo que, en conjunto, se compensa la concentración de iones entre el interior y el exterior de la célula (medios isotónicos).

Las células vegetales solucionan este problema de modo más sencillo, ya que su pared celular resiste la presión osmótica, con lo que las células se mantienen turgentes y se evita la entrada de más agua (ver unidad 1).


9. La enfermedad de Hurler se produce por una mutación en un gen que codifica una enzima hidrolítica lisosomal. ¿Qué consecuencia puede tener para las células?
 

Las hidrolasas de los lisosomas descomponen las partículas y macromoléculas alimenticias formando moléculas menores (monosacárídos, nucleótidos, aminoácidos, etcétera), que posteriormente salen de los lisosomas y se incorporan a los procesos celulares o serán excretadas. Por lo tanto, un déficit en una hidrolasa determinada afectará en mayor o menor medida a alguna de las reacciones químicas que tienen lugar en los lisosomas.


10. La siguiente gráfica representa una reacción química

a)¿Se trata de una reacción exergónica o endergónica? Razona la respuesta.
b)¿Se trata de una reacción anabólica o catabólica? Razona la respuesta.
c) Pon un ejemplo concreto de reacción que pudiera presentar una gráfica de este tipo

 

Se trata de una reacción endergónica, puesto que se ha producido un incremento de energía libre positivo. Se ha necesitado un aporte de energía por lo que va a corresponder a una reacción anabólica, de síntesis. Un ejemplo sería:

ADP +Pi + energía ATP +agua


11. Explica porqué son necesarios los intermediarios energéticos.
 

Los intermediarios energéticos acumulan la energía desprendida en las reacciones exotérmicas, en enlaces ricos en energía. Posteriormente ceden la energía de estos enlaces en las reacciones endotérmicas. Por otra parte, un enlace rico en energía es el que requiere una gran cantidad de ella para formarse y la libera en grandes cantidades al romperse. Las reacciones están relacionadas de tal forma que las liberan energía se acoplan con las que la consumen (la energía de una sirve para impulsar a las otras, por lo que se evita la pérdida de energía en forma de calor)


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