solucionari bio 2n batxillerat santillana

Biologia. 2n Batxillerat
Solucionari del llibre de l'alumne
Índex
1. El metabolisme cel·lular i els enzims ..................................................................................
3
2. El catabolisme ...................................................................................................................
13
3. L’anabolisme autòtrof ......................................................................................................
24
4. L’anabolisme heteròtrof ...................................................................................................
39
5. La genètica mendeliana ....................................................................................................
49
6. Genètica i evolució ...........................................................................................................
59
7. L’estructura dels ecosistemes .........................................................................................
72
8. La dinàmica dels ecosistemes ..........................................................................................
93
9. Els microorganismes ......................................................................................................... 110
10. Les malalties i els procés immunitari ............................................................................. 120
11. Anomalies del sistema immunitari ................................................................................ 131
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 1
PER COMENÇAR
• Es tracta d’àcids nucleics que, en lloc de ribosa o desoxiribosa, contenen un altre
tipus de molècula de 4 a 7 àtoms de carboni.
• Es va escollir la paraula grega xénos, que significa ‘estranger’, perquè contenen una
molècula que no és pròpia dels àcids nucleics.
• Els enzims sintetitzats a partir de l’XNA són més estables i això es pot aprofitar per
tractar malalties que fan servir processos naturals, com ara les infeccions virals. En
aquest cas, els enzims no podrien ser degradats pels virus infectants amb la intenció
d’agafar el control cel·lular.
• Els enzims sintetitzats el 2014 van mostrar activitat RNA endonucleasa i RNA ligasa.
• Controlant la disponibilitat dels nucleòtids sintètics per part de la cèl·lula que conté
DNA amb aquest tipus de nucleòtids, se’n podria controlar la replicació. Aquest control
pot ser important en el cas de virus i microbis patògens.
• Es podrien crear més fàcilment tot tipus de xenoenzims en funció de les nostres
necessitats. Per exemple, per destruir substàncies tòxiques que es troben en el medi
natural, per produir més ràpidament substàncies beneficioses, etc.
• Fins ara es pensava que el DNA i l’RNA eren les úniques molècules que podien
emmagatzemar informació genètica i les úniques biomolècules capaces de formar
enzims.
ACTIVITATS
1. Augmentaria bruscament la temperatura del medi intern cel·lular, amb la
consegüent destrucció de l’estructura secundària i terciària de les proteïnes, i
de l’estructura en doble hèlix del DNA.
2. Tot i que les dues vies tenen com a objecte la síntesi de compostos rics en
energia, generalment ATP, que després s’inverteixen a mantenir les funcions
vitals, en el cas de la fotosíntesi l’energia que s’aprofita per fer-ho és l’energia
lluminosa, i en el cas de la quimiosíntesi és l’energia química, la que es desprèn
en determinades reaccions d’oxidació.
3
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
3. Els processos catabòlics tenen com a objectiu principal obtenir energia,
generalment en forma d’ATP, i com a objectiu secundari obtenir molècules
petites amb les quals poder produir molècules diferents de les que s’han
consumit.
4. La diferència és que la font dels bioelements primaris, carboni (C), nitrogen
(N), sofre (S), etc., que els organismes necessiten per construir-se la matèria,
2en els litòtrofs és la matèria inorgànica (CO2 , NO3-, S04 , etc.), i en els
organòtrofs procedeix de la matèria orgànica (glúcids, lípids, proteïnes, etc.).
5. Sense llum no hi ha possibilitat de fer la fotosíntesi, i sense matèria orgànica no hi
ha possibilitat de fer la respiració ni la fermentació. Per tant, només amb coure i
amb oxigen atmosfèric l’única via possible és la quimiosíntesi.
6. a. va al 3. b. va a l’1 c. va al 4. d. va al 5. e. va al 2.
SABER FER
7. En el tub A, sense enzim, no es produirà piruvat o es produirà en molt poca
quantitat. En canvi, en el tub B, que conté enzim, es formarà piruvat.
8.
10
Piruvat (umol)
8
6
4
2
0
0
10
20
30
40
Fosfoenolpiruvat (mmol)
S’observa que la quantitat de piruvat produït va augmentant a mesura que
augmenta la quantitat d’enzim fins al tub 4. A partir d’aquest tub, el piruvat
produït es manté constant ja que la quantitat de substrat és sempre la mateixa i ja
4
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
es troba tota unida a enzims. Així, per molta quantitat d’enzim que hi afegim, no hi
ha més substrat per formar més producte.
ACTIVITATS
9. A una determinada concentració d’enzim, la velocitat de reacció augmenta a
mesura que augmenta la concentració del substrat, fins a arribar a un grau en
què, per més que s’augmenti la concentració del substrat, ja no augmenta la
velocitat de reacció. Això és perquè totes les molècules d’enzim ja estan
ocupades contínuament pel substrat. Si la concentració d’enzim es duplica,
s’observa que la velocitat de reacció també es duplica, és a dir, en el mateix
temps s’obté el doble del producte. Això és degut al fet que hi ha moltes més
molècules d’enzim treballant.
10. Si la concentració de l’enzim és la mateixa, la quantitat de producte format en
un mateix temps (expressada en mols/litre) és més gran si la concentració del
substrat és més alta. Això es dóna perquè, com més concentració de substrat,
més freqüents són les trobades de molècules de substrat amb molècules
d’enzim, la qual cosa indueix que el substrat es transformi en el producte.
11. Com més afinitat hi ha entre l’enzim i el substrat, lògicament més velocitat de
reacció hi ha. En qualsevol concentració que es consideri, s’observa que
l’enzim 1 aconsegueix més velocitat de reacció, per tant l’enzim 1 té més
afinitat pel substrat que l’enzim 2.
12. a. A mesura que passa el temps, lògicament, hi ha més molècules de producte
(augment de P) i queden menys molècules de substrat (descens de S).
b. Com que la reacció és E + S → ES → E + P, com més temps passi, més E i
més P hi haurà, i igualment menys ES quedarà.
c. Perquè la quantitat d’enzim és molt inferior a la del substrat. N’hi ha
prou amb una quantitat molt petita d’enzim per transformar una gran
quantitat de substrat (S) en producte (P). Això és degut al fet que l’enzim
actua com a catalitzador, és a dir, com a afavoridor del procés sense
consumir-s’hi. Un cop ha transformat una molècula de substrat en producte,
torna a quedar lliure per actuar sobre una altra nova molècula de substrat.
13.
5
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
14. a. La pepsina i la tripsina tenen la mateixa velocitat de reacció a pH = 4. La pepsina i
la fosfatasa alcalina tenen la mateixa velocitat de reacció a pH = 6,
aproximadament. La tripsina i la fosfatasa alcalina tenen la mateixa velocitat de
reacció a pH = 7, aproximadament.
b. Des de pH = 5 fins a pH = 7.
c. La pepsina.
d. Tindran activitat enzimàtica la tripsina i la fosfatasa alcalina.
15. a. A 40 °C es formarà el producte Y en més quantitat. A 70 °C es formarà el
producte Z en més quantitat.
b. Altres factors que poden influir en l’activitat enzimàtica són el pH, la quantitat
de substrat i la presència d’inhibidors.
16. La gràfica superior (a), la que amb igual concentració de substrat assoleix més
velocitat de reacció, correspon a absència d’inhibidor. La intermèdia (b), la que
a mesura que s’augmenta la concentració de substrat es disminueix la
diferència respecte de la corba sense inhibidor, correspon a presència
d’inhibidor competitiu, ja que, com més concentració de substrat, menys
efecte produeix l’inhibidor. Finalment, la inferior (c) correspon a la presència
d’inhibidor no competitiu, ja que per més que s’augmenti la concentració del
substrat, com que l’inhibidor s’ha fixat en un lloc diferent del que ocupa el
substrat, la molècula d’enzim queda inactiva.
6
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
17. Perquè l’especificitat enzimàtica arriba a discernir l’una i l’altra, i així afavoreix
una reacció de la primera i queda inactiva (neutral) respecte de la reaccionabilitat
de la segona.
18. Si els enllaços fossin covalents forts, els productes no es podrien separar dels
centres actius, per la qual cosa els enzims quedarien permanentment ocupats
i la reacció no progressaria.
19. Que se n’haurien de produir grans quantitats. Energèticament això pot
significar que moltes vies metabòliques ja no serien rendibles.
20. Les anabòliques són endergòniques i les catabòliques són exergòniques.
21. Si l’energia es desprengués en forma de calor, augmentaria la temperatura
interna cel·lular, o la del tracte digestiu si són enzims de la digestió, fet que
pot ser perillós per a l’organisme. D’altra banda, aquesta energia es desprendria a l’exterior sense poder-se emmagatzemar per poder-la aprofitar
més endavant. Normalment s’emmagatzema en forma d’ATP (ADP + Pi +
energia → ATP). L’energia emmagatzemada es pot invertir a produir llum, com
fan les cuques de llum per atraure els mascles o els peixos abissals per atraure
les preses.
22. Que es pot autoregular l’activitat, per exemple, si el producte final actua com a
inhibidor o si el substrat actua com a activador.
23. Que es necessiti menys enzim per assolir la velocitat màxima i que aquesta tan
sols actuï significativament només a partir d’una determinada concentració de
substrat.
24. L’acció d’un enzim es pot impedir amb la presència de substàncies inhibidores,
amb una temperatura excessivament baixa i amb un pH inadequat.
25. Perquè com que el centre actiu queda ocupat, o alterat, l’enzim ja no actuarà
mai més.
26. Les corbes 1 i 3 corresponen a l’absència d’inhibidor, i les corbes 2 i 4, a la
presència d’un inhibidor.
27. Les frases b i c pertanyen a la corba 2 del gràfic A, i les frases a i d pertanyen a
la corba 4 del gràfic B.
7
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
28. Perquè a l’interior de les cèl·lules poden emmagatzemar una gran quantitat
de les vitamines que han ingerit.
29. Al teixit adipós, atès que, com que els adipòcits contenen una gran quantitat de
lípids, s’hi troben disperses les vitamines liposolubles.
30. Els aliments que s’ingereixen sense coure, ja que la calor destrueix les vitamines;
és a dir, la fruita, els tomàquets, els enciams i les pastanagues de les amanides,
els fruits secs, la llet i els ous frescos. En segon lloc, hi ha la carn, el fetge i el peix
blau, crus o poc fets, i el formatge.
31. Les vitamines B3 i D3, a més de la B8, la B12 i la K, produïdes per la flora
bacteriana intestinal simbiòtica.
32. La vitamina D.
33. Perquè els antibiòtics també eliminen la microbiota intestinal, que és l’encarregada
d’aportar-nos vitamines com ara la K i algunes B.
34. Que són hidrosolubles, que són del grup B i que són necessàries per dur a terme la
formació de glòbuls vermells.
35. L’excés de vitamina D produeix calcificació d’òrgans com ara el ronyó, el fetge i el
cor. També l’excés de vitamina B6 provoca convulsions i l’excés de vitamina A
produeix la caiguda de cabells, debilitat, cefalees i vòmits.
36. Reacció A: la lipasa pertany a la classe hidrolases. Reacció B: la ureasa pertany
a la classe hidrolases. Reacció C: l’aspartasa és una liasa.
TEST DE LA UNITAT
37. Resposta c.
38. Resposta d.
39. Resposta d.
40. Resposta d.
41. Resposta d.
8
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
42. Resposta b.
43. Resposta c.
44. Resposta d.
45. Resposta b.
46. Resposta d.
47. Resposta d.
48. Resposta d.
49. Resposta c.
50. Resposta d.
51. Resposta d.
ACTIVITATS FINALS
52. a.
L’ATP no és un bon magatzem d’energia, ja que quan es transforma a ADP + Pi
només allibera 7,3 kcal per cada 507 g (= 0,014 cal/g) (14,6 kcal fins a AMP =
0,029 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
a lípids, 4 kcal/g per a glúcids i proteïnes).
9
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. •
• Teixit adipós (triacilglicèrids).
Múscul (glicogen) (més quantitat total que al fetge).
Fetge (glicogen) (més concentració que al múscul, però menys quantitat total).
53. a.
b. L’àcid clavulànic, tal com s’observa en el gràfic, és un inhibidor de l’activitat
enzimàtica de la penicil·linasa, ja que la fa disminuir.
En alguns fàrmacs amb penicil·lina s’inclou l’àcid clavulànic per tal que l’agent
causant de la infecció vegi disminuïda l’activitat de la seva penicil·linasa, si és que es
tracta d’un bacteri que té actiu aquest enzim i que, per tant, seria resistent a l’acció
de l’antibiòtic.
54. a.
10
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. La gràfica indica que l’enzim té un pH òptim àcid (al voltant de 4), per la qual cosa
és probable que actuï als lisosomes (únic lloc de la cèl·lula on el pH és àcid).
c. La variable independent d’aquest experiment és l’acidesa (ja que és el factor
que es modifica deliberadament). La variable dependent és l’activitat enzimàtica
(que resulta afectada a causa de les modificacions de l’acidesa).
d. Per tal d’assegurar que els resultats obtinguts depenguin únicament de les
modificacions que fa la persona que experimenta.
55. a. La desnaturalització d’un enzim consisteix en la pèrdua de la seva estructura
terciària i, fins i tot, de la secundària per acció de diferents factors.
Els factors que afecten la velocitat de reacció d’un enzim, a part de la temperatura, són
el pH, la concentració de substrat i la presència d’inhibidors.
b. L’inhibidor 1 realitza una inhibició no competitiva, i l’inhibidor 2, una inhibició
competitiva.
c. Un coenzim és un cofactor orgànic, és a dir, una fracció no polipeptídica que s’uneix
a un apoenzim, o part proteica, per constituir un holoenzim. Com a exemples trobem
l’ATP, el NAD+, el NADP+, el coenzim A i les vitamines.
56. a. El trencament del midó es produeix més ràpidament a 35 °C i 40 °C.
El resultat negatiu apareix després de 10 minuts de la mescla de les dissolucions de midó i -amilasa.
b. En les condicions en què es realitza l’experiment, les temperatures de 35 °C i 40
°C permeten que una fracció més gran de molècules de l’enzim hagin adquirit la
seva estructura nativa, aquella que comporta la seva activitat. Si hi ha un nombre
més gran de molècules actives, és previsible que la reacció química augmenti de
velocitat i, per tant, el midó desaparegui més ràpidament.
c. En aquest experiment podem considerar com a variable independent la
temperatura (factor sobre el qual s’actua modificant-ne el valor en els diferents
tractaments). Com a variable dependent, la velocitat de la reacció (tot i que
s’acceptarà igualment que l’alumnat es refereixi al temps que triga a
desaparèixer el midó). No obstant això, convindrà anar diferenciant les variables
del mètode que es fa servir per mesurar-les.
Es va vigilar que la concentració de midó i d’-amilasa i el pH fossin els mateixos
en totes les dissolucions per assegurar-se que els resultats obtinguts depenien
únicament de les variacions introduïdes en la temperatura.
d. La gràfica informa que la màxima activitat s’obté a un pH de 7. Això és degut
al fet que, a altres valors d’acidesa, les molècules d’enzim (proteïnes) es van
desnaturalitzant, van perdent l’estructura tridimensional activa (estructura
nativa).
11
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
57. a. Al tub A, que no té enzim, pràcticament no es produirà cap reacció.
En canvi al tub B, en presència d’enzim, es formarà fumarat. La presència d’enzims,
que són biocatalitzadors, rebaixen l’energia d’activació de la reacció i d’aquesta
manera augmenten la velocitat d’obtenció de producte.
b. La variable independent és el pH, i la dependent és l’activitat de l’enzim (o
producció de fumarat).
c. En primer lloc s’han de fer diversos grups de tubs d’assaig. Cada grup ha de tenir
diverses rèpliques. S’ha de dur a terme un control de variables que consisteix que tots
els tubs han de contenir la mateixa quantitat de succinat, de FAD i de succinatdeshidrogenasa i tots han d’estar també a la mateixa temperatura (37 °C). Incubem
cada grup de tubs a un pH diferent, per exemple a 5, 6, 7, 8 i 9. Desprès mesurem, a
cada tub, la producció de fumarat i, a partir dels resultats, n’extraiem conclusions.
58. a. L’activitat enzimàtica augmenta amb la temperatura, perquè amb la
temperatura s’incrementa l’energia cinètica de les molècules.
A temperatures elevades, però, les proteïnes es desnaturalitzen (perden les
estructures quaternària, terciària i secundària), per la qual cosa perden l’activitat
biològica. Així, l’amilasa, que és una proteïna, a 50 °C o més ja no és capaç
d’hidrolitzar el midó. Això fa que s’arribi a una temperatura òptima, que és al
voltant de la fisiològica (37 °C).
b. A temperatures tan baixes (especialment sota zero), els enzims presenten
molt poca o quasi nul·la activitat. Per això els aliments es mantenen
congelats, per tal d’evitar tant l’activitat enzimàtica dels bacteris que els
degraden com per disminuir-ne al màxim la taxa de reproducció.
12
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 2
PER COMENÇAR
• A partir del suc del raïm obtingut per premsatge, anomenat most.
• La principal diferència és que el vi conté alcohol, i el most, no.
• La fermentació alcohòlica.
• Està produït pel llevat Saccharomyces ellypsoideus.
• Les reaccions catabòliques trenquen els enllaços de les molècules per obtenir
energia.
• Que, malgrat l’absència d’oxigen a l’atmosfera primitiva fa uns 3.500 milions d’anys,
és possible que hi hagués vida. Devia ser imprescindible, però, la presència de molta
matèria orgànica, originada de forma abiòtica, a l’aigua.
• Aquest procés pot permetre la vida d’aquests organismes en planetes amb una
atmosfera sense oxigen, si el planeta presenta aigua líquida i molta matèria orgànica
dins d’aquesta aigua. Per tant, es podria enviar aquests organismes per iniciar la vida
en aquests planetes.
ACTIVITATS
1. El NAD+ és un transportador d’hidrògens. Capta els hidrògens que allibera un
substrat orgànic i els duu fins a una altra substància orgànica que els capta. El NAD +
és l’anomenada forma oxidada, i el NADH + H+ és l’anomenada forma reduïda.
2. La substància inicial és la glucosa i el producte final són dos piruvats, dos ATP i
2NADH + 2H+.
3. En la primera fase de la glicòlisi es gasten dos ATP. En la segona fase es produeixen
4 ATP. El balanç final net són 2 ATP.
4. Procedeixen dels dos carbonis de l’acetilcoenzim A (CH3–CO–S–CoA) que entren en
el cicle de Krebs, és a dir, que els seus dos carbonis s’han transformat en matèria
orgànica (CO2), que torna al medi extern.
5. El cicle de Krebs requereix NAD i FADH2 per dur-se a terme, i aquestes substàncies
es produeixen a la cadena respiratòria, que sí que necessita oxigen. Per tant, en
absència d’oxigen, no es poden produir el NAD ni el FAH2 i el cicle de Krebs queda
aturat.
6. Al cicle de Krebs es produeix, per cada piruvat, 4NADH + H+, 1 GTP i 1 FADH2.
13
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
7. Perquè és el conjunt d’enzims capaç de cedir l’energia d’un flux intern de protons
(H+) a l’ADP per tal d’unir-hi Pi i formar ATP. S’activa quan la quantitat de protons
(H+) és tan elevada a l’espai intermembranós que la membrana interna és incapaç
d’actuar com a aïllant d’aquesta diferència de potencial, i s’estableix un flux de
protons cap a la matriu mitocondrial que travessa el complex enzimàtic ATPsintetasa, situat en aquesta membrana, sobretot a les crestes mitocondrials, i així
provoca la síntesi d’ATP.
8. La glicòlisi es duu a terme al citosol i allibera àcid pirúvic. Aquest entra als
mitocondris de les cèl·lules eucariotes, on hi ha el sistema piruvat-deshidrogenasa,
i és transformat per aquest sistema en acetilcoenzim A. En les cèl·lules procariotes,
el sistema piruvat-deshidrogenasa es troba en el citosol. L’acetilcoenzim A
s’incorpora al cicle de Krebs, que té lloc a la matriu mitocondrial (en les cèl·lules
procariotes, té lloc en el citosol) i que allibera NADH+ + H+ i FADH2. Aquests
transportadors de protons produïts a la matriu mitocondrial s’aproximen als
enzims de la cadena respiratòria, que estan englobats a la membrana interna
mitocondrial, i cedeixen els protons, que són bombats cap a l’espai
intermembranós. Després, aquests surten cap a la matriu mitocondrial tot
travessant els complexos enzimàtics ATP-sintetases.
9. En el pas dels electrons entre un transportador i un altre, s’allibera prou energia
per bombar protons cap a l’espai intermembranós del mitocondri, i així s’origina la
diferència de potencial necessària perquè s’iniciï, per osmosi, un flux de protons
que generarà ATP a les ATP-sintetases.
10. L’energia alliberada és deguda al fet que els electrons, quan passen d’un
transportador a un altre, cada vegada ocupen un orbital més petit, és a dir, un
orbital més proper al nucli atòmic i, per tant, d’un grau energètic inferior, per la
qual cosa hi ha sobrants d’energia.
11. Els electrons van a parar a l’oxigen, que es transforma en aigua:
2H+ + 1/2O2  H2O
12. La membrana interna del mitocondri és molt impermeable als ions, inclosos els
ions H+; això obliga els protons (H+) a passar per les ATP-sintetases i produir ATP.
13. Tenen molta importància perquè una massa de lípids rendeix aproximadament el
doble d’energia que una massa igual de glúcids o de proteïnes. La causa d’això és
que, en els lípids, els carbonis presenten un estat d’oxidació molt baix, gairebé tan
14
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
sols estan enllaçats amb hidrògens o amb altres carbonis; en canvi, en els glúcids i
les proteïnes, molts carbonis ja estan enllaçats amb oxígens. Després de la
respiració, tots els carbonis queden en forma de CO2, totalment oxidats; per això,
on hi ha una transformació més gran és en els lípids i, per tant, és on s’ha de
desprendre més energia.
14. Àcid esteàric:
Rendiment energètic:
Un mol d’àcid esteàric rendeix 1.379 kcal (197 · 7 = 1.379).
15. Fa falta que l’àcid gras s’uneixi al coenzim A (CoA) i formin l’acilcoenzim A, el qual,
gràcies a un transportador orgànic especial anomenat carnitina, ja pot entrar al
mitocondri.
16. Els dos processos competeixen pel NAD+ i pel FAD que procedeixen de la cadena
respiratòria.
17. La transaminació és la transferència de grups amino (–NH2) des d’un aminoàcid fins
a un cetoàcid. En canvi, la desaminació oxidativa és l’alliberació que fan els
aminoàcids al medi extern dels seus grups amino en forma d’amoníac (NH3).
L’amoníac, quan contacta amb l’aigua a un pH = 7,4, que és el de la sang, forma
hidròxid amònic NH4OH, que s’ionitza i dóna ió amoni (NH4+) i ió hidroxil (OH-), per
això, en molts textos s’indica que el grup amino (–NH2) se’n va en forma d’ió amoni
(NH4+). En la sang només l’1 % del total és en forma de NH3; malgrat això, és la
forma que pot travessar la membrana plasmàtica i mitocondrial; els ions amoni
rarament la travessen. Si per alguna causa aquest nivell augmenta, el NH3 pot
entrar a les neurones i afectar el cicle de Krebs. Això explica la gran sensibilitat del
cervell al NH3.
18. L’única fase de la degradació dels àcids nucleics que rendeix energia és el
metabolisme de la ribosa-5-fosfat (o de la desoxiribosa-5-fosfat). Encara que, en
general, s’utilitza per fer la biosíntesi de nous nucleòtids; en els casos en què es
necessita energia es pot catabolitzar. El procés que se segueix és la conversió en
15
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
glucosa-6-fosfat, seguint la fase regenerativa de la via de les pentoses fosfat;
després aquesta segueix el procés de la glicòlisi.
Els altres productes que s’obtenen són l’àcid úric a partir de les bases púriques,
l’amoníac (comú en peixos i animals aquàtics) i la urea (comuna en animals
terrestres) a partir de les bases pirimidíniques. Tots són tòxics, per la qual cosa
simplement són excretats. L’altra substància que es forma és l’ió fosfat (PO43-), que,
encara que en part es pot excretar, principalment s’utilitza per a la síntesi d’ATP,
de fosfolípids, de nous nucleòtids, i per a la formació de teixit ossi en forma de
fosfat tricàlcic Ca3(PO4)2.
19. L’alcohol (CH3–CH2OH) és oxidat a les cèl·lules hepàtiques fins a CO2, que és
expirat, i hidrògens, que queden en forma de NADH. Si aquest és molt abundant,
es redueix l’activitat del cicle de Krebs (els seus productes també són CO 2 i NADH).
A causa d’això, els glúcids i els lípids, en lloc de ser catabolitzats per respiració,
donen lloc a greixos que s’acumulen a les cèl·lules del fetge, per la qual cosa, al cap
d’uns quants anys, un gran nombre d’aquestes cèl·lules moren. Això origina
cicatrius que impedeixen l’arribada de sang a determinats sectors del fetge, per la
qual cosa es necrosen; és l’anomenada cirrosi hepàtica, que generalment condueix
a la mort del pacient.
20. Els anaerobis estrictes són els que segueixen la via fermentativa o la respiració
anaeròbica, i que, en presència d’oxigen, moren perquè per a ells aquest gas
resulta tòxic i no el poden transformar en una altra substància que no ho sigui. Els
anaerobis facultatius són els que poden viure en ambients sense oxigen i també en
ambients amb oxigen; això els representa un gran avantatge. Hi ha dos tipus de
microorganismes anaerobis facultatius: uns, com els bacteris de l’àcid làctic, que
són capaços de viure tant en ambients amb oxigen com en ambients sense oxigen,
però sempre fent la via fermentativa (no hi intervé l’oxigen), i d’altres, com molts
bacteris intestinals i molts llevats, que poden seguir la via fermentativa si no hi ha
oxigen, o la respiració aeròbica si sí que n’hi ha.
21. La fermentació és un procés catabòlic en el qual no intervé la cadena respiratòria.
A causa d’això, presenta les diferències següents respecte de la respiració: 1.
l’acceptor final d’hidrògens no és ni l’oxigen de l’aire, tal com passa en la respiració
aeròbica, ni els nitrits ni els sulfats, tal com succeeix en la respiració anaeròbica; 2.
no hi ha síntesi d’ATP a les ATP-sintetases, sinó tan sols al substrat; 3. com que
l’acceptor final d’hidrògens és un compost orgànic, aquest es redueix més, i això
equival que al final d’una fermentació sempre hi ha un producte orgànic, i no tan
sols substàncies inorgàniques (CO2, H2O, NO2-, SH2, etc.), tal com succeeix en la
16
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
respiració si es fa completament; 4. el rendiment energètic de la fermentació és
molt baix; per exemple, en la fermentació de glúcids es limita als 2 ATP que es
produeixen durant la glicòlisi, davant dels 38 ATP que rendeix per respiració; 5.
respecte de la respiració aeròbica, la fermentació es diferencia en el fet que és una
via anaeròbica.
22. Les fermentacions, com les respiracions, són processos d’oxidació de compostos
orgànics que alliberen energia. Com més diferència hi ha entre l’estat d’oxidació
dels carbonis del substrat inicial i els carbonis dels productes, més energia
s’allibera. Per això, en la respiració, com que els carbonis acaben en forma de CO 2,
que és el màxim estat d’oxidació d’un carboni, hi ha més energia alliberada que si
el producte final és un compost orgànic, com passa en la fermentació.
23. Preferentment es fermenten glúcids i proteïnes.
24. Només hi ha síntesi d’ATP al substrat perquè no hi intervenen les ATP-sintetases.
SABER FER
25. El procés s’anomena fermentació alcohòlica. En condicions d’anaerobiosi, la
glucosa és transformada fins a 2 molècules de piruvat, les quals són transformades
fins a etanol i CO2. En la reacció s’obté energia en forma d’ATP:
Glucosa (C6H12O6) + 2 Pi + 2 ADP ----> 2 etanol (CH3CH2OH) + 2 CO2 + 2 ATP
26.
17
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
27. S’observa que, tal com passa en la majoria de reaccions químiques, la velocitat de
les reaccions catalitzades per enzims s’incrementa amb la temperatura. Aquesta
situació es manté fins que s’arriba a una temperatura a la qual es desnaturalitzen
els enzims que catalitzen la reacció.
ACTIVITATS
28. Aquests bacteris fan la fermentació de la matèria orgànica morta, que sobretot són
fulles i tiges petites, i així contribueixen a descompondre-la i, per tant, a formar els
cicles biogeoquímics dels elements.
29. Les cèl·lules musculars, en situacions extremes, com ara en els darrers metres
d’una cursa de potència muscular o davant de la manca d’oxigen, poden seguir la
via de la fermentació per aconseguir energia, encara que sigui en molt poca
quantitat. A partir d’una glucosa es produeixen 2 molècules d’àcid làctic i 2 ATP.
L’àcid làctic s’acumula en unes concentracions tan elevades que forma solucions
sobresaturades, amb la formació consegüent de cristalls d’àcid làctic, que es claven
a les terminacions nervioses. Això dóna lloc al fet que, al cap d’unes quantes hores,
aparegui el típic dolor denominat cruiximent. Aquest dolor desapareix sol, al cap
d’unes quantes hores o d’uns quants dies, quan els cristalls d’àcid làctic es dissolen.
30. El resultat són 2 molècules d’etanol, 2 molècules de CO2 i 2 ATP.
31. En la respiració aeròbica l’acceptor final dels electrons és l’oxigen, en canvi en la
respiració anaeròbica l’acceptor final són molècules inorgàniques com ara SO22-,
NO3-, CO2, CO32-.
TEST DE LA UNITAT
32. Resposta d.
33. Resposta b.
34. Resposta c.
35. Resposta d.
36. Resposta d.
37. Resposta c.
18
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
38. Resposta a.
39. Resposta d.
40. Resposta d.
41. Resposta b.
42. Resposta a.
43. Resposta c.
44. Resposta c.
45. Resposta a.
46. Resposta b.
ACTIVITATS FINALS
47. a. 1 Acetil-CoA + 3 NAD+ + 1 FAD + 1 GDP + 1 Pi + 2 H2O
1 CoA-SH + 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP
• Aquesta via metabòlica es realitza en la matriu mitocondrial.
b.
48. a. • Molècula A: Triacilglicèrid. Molècula B: Glicerol
• La inhibició de la lipasa per part de l’orlistat provoca que els triacilglicèrids
ingerits no es puguin digerir en el tub digestiu, de manera que els àcids grassos i
el glicerol no es puguin absorbir. Això provoca que la major part dels greixos que
hem ingerit no s’absorbeixin i, per tant, no s’acumulin en el teixit adipós. Quan
les cèl·lules del cos necessitin àcids grassos, per exemple en esforços aeròbics
llargs, mobilitzaran les reserves de greix del teixit adipós, de manera que perdrà
més greix del que guanya i, per tant, disminuiran les seves reserves.
19
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. La baixa disponibilitat d’àcids grassos fa que les cèl·lules demanin més glucosa
per obtenir energia, i així es retira de la sang cap a les cèl·lules. La via metabòlica
incrementada serà la glicòlisi i la via metabòlica disminuïda serà la ß-oxidació.
49. a. • El glicogen és un polisacàrid (glúcid) amb funció de reserva d’energia.
• Un gos llebrer farà servir principalment la glicòlisi i la fermentació làctica. A
part de l’ATP, es produeix lactat.
b. • Els àcids grassos són lípids. Algunes de les propietats d’aquestes molècules són
el seu caràcter amfipàtic, que poden fer la reacció d’esterificació i de saponificació,
etc.
• Les vies que es fan servir, per ordre, són:
1- ß-oxidació
2- Cicle de Krebs
3- Cadena respiratòria
c. El balanç energètic dels llebrers és de 2 ATP i el dels gossos de tir, de 36 ATP.
Aquesta diferència és deguda al fet que els gossos de tir fan l’oxidació completa de
la glucosa i obtenen CO2 i 36 ATP per cada molècula de glucosa. En canvi, els
llebrers han de fer la fermentació làctica i només obtenen 2 ATP.
50. a. Podem acceptar respostes com les següents:
- Influeix la temperatura en la fermentació del llevat? (o, com ho fa?).
- Hi ha relació entre la temperatura i la fermentació?
La variable independent és la temperatura. La variable dependent és la
fermentació del llevat.
b. Les línies bàsiques del disseny que ha d’elaborar l’alumne són les següents:
- En muntatges diferents sotmesos a les mateixes condicions, es varia la
temperatura (30 °C, 35 °C, 40 °C).
- Es vigilen altres condicions que puguin afectar l’experiment (la durada de cada
experiment, la quantitat de llevat que s’usa en l’experiment, etc.). Cal que siguin
les mateixes en tots els muntatges.
- Es determina la quantitat de gas que s’ha desprès passat un temps determinat.
L’alumnat podria optar per incloure rèpliques de l’experiment, la qual cosa es
valorarà positivament. També pot proposar dissenys més complexos. En cada cas
es valorarà la validesa de la proposta.
20
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. • La respiració cel·lular té un rendiment energètic molt superior al de la
fermentació (38 i 2 ATP, respectivament). Les diferències són degudes
fonamentalment al fet que en la respiració cel·lular es produeix l’oxidació total dels
substrats, cosa que no s’esdevé al llarg de la fermentació.
• La taula emplenada:
51. a.• A l’interior del mitocondri (o a la matriu mitocondrial).
• La destinació serà la respiració cel·lular, la cadena respiratòria, la cadena de
transport d’electrons, etc.
• Una de les vies següents: glicòlisi, cicle de Krebs, ß-oxidació o oxidació
d’àcids grassos, desaminació d’alguns aminoàcids, etc.
b. Com que les cèl·lules del sistema nerviós no obtenen gairebé energia de
l’oxidació d’altres substàncies, resultaran greument afectades pel que fa a
l’obtenció d’ATP per realitzar tots els processos cel·lulars que en requereixen.
c.
21
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
52. a.
b.
22
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
L’única via possible en absència d’oxigen és la fermentació. Per tant, totes les altres
vies («aeròbiques») tenen un rendiment molt més baix en el cas d’una cursa d’esprint
que en el cas d’una marató.
La fermentació làctica té un rendiment energètic molt menor que la glicòlisi, de
manera que, per obtenir la mateixa quantitat d’ATP, el múscul haurà de consumir
molta més quantitat de glucosa si té molt poc oxigen disponible (com és el cas d’una
cursa d’esprint) que si en té molt (com és el cas d’una cursa de marató). (Aquest
increment del consum de glucosa en baixar l’assequibilitat d’oxigen s’anomena efecte
Pasteur.)
3. 2.600 kcal/marató x 60 % = 1.560 kcal de glúcids i, per tant, 2.600 − 1.560 = 1.040
kcal de lípids
Glúcids: 1.560 kcal gastades x 1 g / 4,3 kcal = 363 g de glúcids consumits
Lípids: 1.040 kcal x 1 g / 9,1 kcal = 114 g de lípids consumits
23
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 3
PER COMENÇAR
• Pertanyen al regne dels protoctists. Pertanyen a l’ordre de les laminarials.
• Un organisme autòtrof és capaç de sintetitzar matèria orgànica a partir de matèria
inorgànica fent servir la llum solar o una altra forma d’energia. Un organisme
heteròtrof s’alimenta de matèria orgànica, és a dir, no pot fabricar la seva matèria
orgànica.
• Del CO2 dissolt a l’aigua.
• Produeixen matèria orgànica en forma de glucosa. Alliberen O2.
• 6 CO2 + 12 H2O + Energia lluminosa  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
• Temperatures inferiors a 20 °C.
• Actuen com a barreres naturals contra la força de les onades, afavoreixen la fixació
del substrat marí gràcies a les seves arrels, ofereixen refugi a les formes juvenils de
moltes espècies i col·laboren en la fixació del carboni atmosfèric.
ACTIVITATS
1. L’anabolisme autòtrof és el pas de molècules inorgàniques a molècules orgàniques
senzilles, com ara glucosa, glicerina i aminoàcids, i l’anabolisme heteròtrof és el pas
de molècules orgàniques senzilles a molècules orgàniques complexes, com ara
midó, greixos o proteïnes.
2. La fotosíntesi la duen a terme les plantes, les algues, els cianobacteris i els bacteris
fotosintètics. La quimiosíntesi només la fan alguns tipus de bacteris, els anomenats
bacteris quimiosintètics.
3. No, els bacteris que fan la quimiosíntesi, com ara els que obtenen l’energia a
partir d’oxidar el H2S a S, són autòtrofs i no són fotosintètics.
24
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
4. La fotosíntesi oxigènica allibera oxigen i és pròpia de les plantes, les algues i els
cianobacteris. La fotosíntesi anoxigènica no allibera oxigen, sinó que dóna lloc a
precipitat de sofre, i és pròpia dels bacteris porprats i verds del sofre.
5. Hi ha dos tipus de molècules que serveixen per fer la fotosíntesi: els
pigments fotosintètics diana, que són molècules que, quan són il·luminades,
els fotons que han rebut fan ascendir tant els electrons dels seus àtoms que
surten a fora de l’àtom i passen a altres molècules, amb la qual cosa s’inicia
una reacció química i, per tant, la conversió de l’energia lluminosa en energia
química; i els pigments fotosintètics d’antena, que són els que, quan reben
fotons, els seus electrons ascendeixen a graus energètics superiors, però
sense arribar a abandonar l’àtom, i són capaços de transmetre aquest estat
d’excitació als pigments fotosintètics diana.
6. Un
fotosistema
està
constituït
per
proteïnes
transmembrana
que
constitueixen dues subunitats, anomenades complex captador de llum o
antena i centre de reacció. Aquestes molècules capten l’energia lluminosa i la
cedeixen a les molècules veïnes presents en cada fotosistema fins a una
molècula diana que és capaç d’iniciar una reacció de transferència
d’electrons (redox). Hi ha dos tipus de fotosistemes: el PSI (es localitza als
tilacoides d’estroma o no amuntegats) i el PSII (als grànuls o tilacoides
amuntegats).
7. Un pigment diana és aquell que, quan rep energia lluminosa (fotons), allibera
electrons cap a altres molècules, és a dir, inicia una reacció química; en canvi,
un pigment d’antena és aquell que, quan rep energia lluminosa, simplement
transmet aquesta energia d’excitació a altres molècules sense perdre cap
electró.
25
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
8. Perquè, per tal que el pigment diana no es degradi en perdre electrons, cal
que alguna molècula li aporti aquests electrons.
9. El fotosistema I té un pigment diana que capta la llum de longitud d’ona menor o
igual a 700 nm, és incapaç de trencar la molècula d’aigua per aconseguir electrons i
és més abundant als tilacoides d’estroma. El fotosistema I té un pigment diana que
capta la llum de longitud d’ona menor o igual a 680 nm, és capaç de trencar les
molècules d’aigua per obtenir els electrons necessaris per reposar els que ha
perdut el pigment diana i és més abundant als tilacoides amuntegats que formen
els grànuls.
10. La fotosíntesi presenta dues fases: la fase lluminosa, en la qual té lloc la captació de
l’energia lluminosa i la producció d’ATP i NADPH, i la fase fosca, en la qual se
sintetitza matèria orgànica a partir de matèria inorgànica utilitzant les substàncies
de la fase lluminosa.
11. Fase lluminosa: t é l l o c e n e l s tilacoides del cloroplast. Fase fosca: es duu
a terme en l’estroma del cloroplast.
12. A 12 electrons (6 H2O → 12 H+ + 12 e- + 3 O2 ).
13. Perquè el fotosistema II té una gran eficàcia en l’aprofitament de la llum. Amb
aquesta energia és capaç de trencar la molècula d’aigua per obtenir els
electrons de l’hidrogen (malgrat que l’oxigen els atreia fortament) i reposar els
electrons que ha transferit a la cadena transportadora d’electrons que el
separen del fotosistema I.
14. ATP i NADPH, amb despreniment de O2.
15. Com que el PSII produeix la fotòlisi de l’aigua, constantment produeix protons
(H+) i electrons (e-), i encara que es pogués establir un cicle de protons (amb
26
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
l’acció de les ATP-sintetases) i d’electrons (amb l’acció del citocrom b6-f i de la
plastocianina), com passa en la fase lluminosa cíclica, la producció constant de
H+ sense un NADP+-reductasa capaç de transferir-los al NADP+ acidificaria tant
el medi que els enzims s’alterarien.
16. El PSII serveix per poder aprofitar el H2O com a font d’electrons per al pigment
diana i de protons per reduir el NADP+. Els bacteris que estan mancats de PSII
tan sols tenen el PSI, que és energèticament menys eficaç, i no poden utilitzar
l’aigua (per això, la seva fotosíntesi no produeix oxigen), sinó que han d’utilitzar
H2S com a font d’electrons i de protons. Com que el sofre no té atrets els
electrons de l’hidrogen amb tanta força com ho fa l’oxigen, és més fàcil de
trencar (per això, aquesta fotosíntesi produeix sofre col·loïdal en lloc d’oxigen). Els
bacteris fotosintètics del sofre estan limitats a la presència de H2S a l’aigua per
poder viure.
17. Els dos electrons procedeixen del trencament o fotòlisi de la molècula d’aigua.
18. Una longitud d’ona menor o igual a 700 nm.
19. Els electrons perduts pel fotosistema I són reposats per la plastocianina.
20. La finalitat de la fase cíclica és solucionar el dèficit d’ATP obtingut en la fase acíclica
per poder dur a terme la fase fosca posterior. Només es produeix ATP.
SABER FER
21. Estaven formades per 18O, ja que en la fotosíntesi es trenquen molècules d’aigua, i
s’allibera oxigen.
22. a. Del CO2.
b. El NADPH, que aporta el poder reductor necessari per a la síntesi de matèria
27
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
orgànica a patir del CO2, i l’ATP, que és la molècula encarregada d’aportar l’energia
necessària per a la síntesi de matèria orgànica a partir del CO2.
ACTIVITATS
23. Sí, els bacteris fotosintètics del sofre utilitzen H2 S en lloc de H2O.
24. Quan hi ha escassetat d’aigua, els estomes d e l e s p l a n t e s C 3 es tanquen
per evitar la deshidratació de la planta. Com que estan tancats, l’oxigen produït
a la fotosíntesi s’acumula als teixits, i en concentracions altes d’oxigen, l’enzim
ribulosa-difosfat-carboxilasa-oxidasa actua amb funció oxidasa i així oxida la
ribulosa-1,5-difosfat a àcid 3-fosfoglicèric i àcid glicocòlic, en lloc de facilitar que
s’uneixi amb un CO2 per formar un compost de sis carbonis (pas de matèria
inorgànica a matèria orgànica), que és la finalitat del cicle de Calvin.
25. Perquè a les plantes del C4, l’enzim que catalitza la unió del CO2 amb una
molècula orgànica és el fosfoenol-piruvat-carboxilasa, que no queda afectat
per les altes concentracions d’oxigen.
26. En el cicle de Calvin es forma gliceraldehid-3-fosfat, a partir del qual es poden
formar glucosa i aminoàcids; els dos processos es donen a l’estroma. També a
l’estroma la glucosa pot donar lloc a midó, i així s’evita que una elevada
concentració de glucoses origini problemes osmòtics. La glucosa també pot
sortir del cloroplast i donar lloc, al citosol, a fructosa. Aquesta, si s’uneix a
una glucosa, forma la sacarosa, que és el glúcid més abundant a la saba
elaborada. El gliceraldehid-3-fosfat pot sortir del cloroplast i finalment donar
acetilcoenzim A en el mitocondri, i sortint del mitocondri, donar lloc a àcids
grassos.
28
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
27. El cicle de Calvin parteix del CO2 atmosfèric que entra en l’estroma, on s’unirà a la
ribulosa-1,5-difosfat, gràcies a l’enzim Rubisco. També necessita l’aportació de
l’ATP i del NADPH que s’han obtingut en la fase lluminosa.
28. Com que la molècula de glucosa conté 6 àtoms de carboni, caldran sis voltes,
perquè en cada volta s’afegeix una molècula de CO2.
29. La Rubisco és un enzim que té funció carboxilasa, pot unir una molècula de CO 2, i
també té funció oxidasa quan la concentració de diòxid de carboni és baixa, fet que
provoca la destrucció de la ribulosa-1,5-difosfat que es necessita per captar el CO2.
30. La fotorespiració es produeix quan l’oxigen assoleix grans concentracions.
31. A les plantes C3 el CO2 s’uneix a la ribulosa-1,5-difosfat. A les plantes C4, en canvi,
s’uneix a l’àcid fosfoenolpirúvic (PEP).
32. La fotòlisi de l’aigua, la fosforilació
de l’ADP i la fotoreducció del NADP+ es duen a
2
terme a les membranes dels tilacoides. El cicle de Calvin (reducció del CO2) i la
reducció dels nitrats i dels sulfats que aporten nitrogen i sofre reduïts per a la
síntesi d’aminoàcids tenen lloc a l’estroma.
33. Per cada CO2 fan falta 3 ATP i 2 NADPH.
34. No, perquè s’acabaria el NADPH procedent de la fase lluminosa acíclica.
35. No seria possible perquè, com que no es generaria NADPH, no hi hauria
hidrògens per reduir el CO2 a matèria orgànica i, per tant, no es podria
construir el cos dels éssers vius.
29
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
36. Procedeix del H2O.
37. Durant la nit no hi ha síntesi d’ATP gràcies a la llum ni síntesi de NADPH deguda a
la llum. Si ha quedat alguna cosa del que s’ha sintetitzat durant el dia, es pot
utilitzar per fer la fase fosca, com també s’utilitzava durant el dia. Durant la nit,
la cèl·lula vegetal pot obtenir ATP a partir de la glicòlisi i de la respiració
mitocondrial, que farà servir per mantenir totes les funcions vitals. El poder
reductor que es genera en la glicòlisi, que es troba en forma de NADH i no de
NADPH com passa en els cloroplasts, es gasta en la cadena respiratòria per
produir l’ATP.
38. Els organismes quimioautòtrofs fan servir compostos inorgànics reduïts com ara
NH3 i el H2S, que, en oxidar-los, transformen en substàncies minerals que poden
ser absorbides per les plantes.
39. • Nitrobacter transforma els nitrits en nitrats.
• Leptospirrillum ferrooxidans oxida compostos ferrosos.
• Thiomargarita namibiensis oxida sofre o compostos de sofre.
• Pseudomonas carboxydovorans fa servir hidrogen molecular (H2).
• Nitrosomonas fa servir amoníac.
40. Els organismes fotolitòtrofs (plantes, algues, bacteris fotosintètics sulfuris i
cianobacteris) en general utilitzen nitrats (NO-3 ); alguns bacteris, com ara el
Rhodospirillum, i alguns cianobacteris poden aprofitar, a més, el nitrogen
atmosfèric (N2).
Els organismes fotoorganòtrofs (bacteris fotosintètics no sulfuris) utilitzen els
grups amino (–NH2) dels aminoàcids procedents de la digestió externa de les
proteïnes que hi ha al medi extern.
30
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Els organismes quimiolitòtrofs (bacteris nitrificants, bacteris nitrosificants,
bacteris del ferro, bacteris del sofre, etc.) en general utilitzen els nitrats(NO-3);
alguns bacteris poden aprofitar, a més, el nitrogen atmosfèric (N2 ).
Els organismes quimioorganòtrofs (animals, fongs, protozous i molts bacteris)
utilitzen els grups amino (–NH2) dels aminoàcids procedents de la digestió de les
proteïnes. Alguns bacteris com ara Azotobacter, Clostridium o Rhizobium poden
aprofitar, a més, el nitrogen atmosfèric (N2 ).
41. Poden dur a terme aquest cicle les cèl·lules dels organismes fotolitòtrofs i les
dels organismes quimiolitòtrofs. En les plantes (organismes fotolitòtrofs
pluricel·lulars tissulars), com que per dur a terme el cicle de Calvin es necessita
captar CO2 atmosfèric i es necessiten l’ATP i el NADPH obtinguts en la fase
lluminosa, tan sols el poden dur a terme les cèl·lules de les fulles i altres
estructures verdes de la planta.
42. L’enzim nitrit-sintetasa és l’enzim que catalitza la reacció de síntesi de nitrits
(NO-2 ). Aquesta reacció es duu a terme a partir de l’amoníac (NH3 ) i la fan els
bacteris nitrosificants. El pas de NH3 a NO-2 necessita oxigen i, per tant, és una
reacció d’oxidació.
43. Del CO2 de l’aire, perquè són organismes autòtrofs.
44. Hi podrien viure els bacteris quimiosintètics del sofre i els bacteris
quimiosintètics del ferro perquè, com que hi ha aire, disposarien d’oxigen per
2-
oxidar els ions S i els ions Fe
2+
per obtenir energia, i de CO2 per sintetitzar
matèria orgànica. Els bacteris fotosintètics no hi podrien viure perquè no hi ha
llum, i no ho podria fer cap altre organisme, perquè la quimiosíntesi és un
procés exclusiu dels bacteris.
31
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
TEST DE LA UNITAT
45. Resposta d.
46. Resposta d.
47. Resposta b.
48. Resposta b.
49. Resposta c.
50. Resposta a.
51. Resposta b.
52. Resposta a.
53. Resposta c.
54. Resposta d.
55. Resposta b.
56. Resposta a.
57. Resposta b.
58. Resposta c.
59. Resposta c.
32
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
60. Resposta d.
61. Resposta d.
62. Resposta b.
ACTIVITATS FINALS
63. Activitat en web.
64. a. • La variable dependent és l’eficiència fotosintètica i la variable independent és
la concentració d’herbicida o diuron. Algunes variables que caldria controlar serien:
la temperatura, la composició de l’aigua, les sals de l’aigua, el tipus de llum, la
intensitat de la llum, la mateixa espècie d’alga, el pH, el tipus de recipient, el volum
dels aquaris, etc.
• La conclusió que es pot treure és que l’eficiència fotosintètica disminueix en el
cultiu d’algues a mesura que augmenta la concentració d’herbicida.
b. • El fotosistema II se situa en els cloroplasts, concretament en la membrana dels
tilacoides.
• Com que l’herbicida inhibeix la cadena de transport d’electrons del fotosistema
II, els electrons tampoc passaran al fotosistema I. Això vol dir que no es podrà
generar el NADPH ni l’ATP necessari per a la fixació del CO2 en el cicle de Calvin. En
conseqüència, no hi haurà síntesi de compostos orgànics com ara la glucosa, i per
tant les plantes no podran sobreviure i moriran.
65. a. L’opció 2. • S’observa en el gràfic que a les 12:00 hi ha una màxima activitat
de la fotosíntesi. Considerant que els glúcids són un dels productes finals de la
fotosíntesi, a aquesta hora hi haurà una màxima producció de glúcids.
b. • L’opció 4a. En el període comprès entre les 5 i les 21 hores s’observa
activitat conjunta de fotosíntesi i respiració. Més enllà d’aquests límits no
funciona la fotosíntesi, tot i que es manté l’activitat respiratòria.
33
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. L’alumnat hauria de fer referència a l’equació general de la fotosíntesi, a
partir de la qual hauria de:
- Destacar la participació del diòxid de carboni com a substrat general del
procés.
- Justificar que l’activitat fotosintètica depèn dels substrats (a més a més de la
llum) i, per tant, de la presència del diòxid de carboni.
- Argumentar que un consum superior dels substrats, i per tant de diòxid de
carboni, implica una intensitat superior de la fotosíntesi.
- Situar la intervenció del diòxid de carboni en la fase fosca de la fotosíntesi
(poden esmentar el cicle de Calvin) i destacar la importància de la fixació del
carboni «inorgànic».
d. L’alumnat pot argumentar en dues línies que es consideraran correctes:
- La crítica està evidentment fonamentada. L’experiment, tal com s’ha realitzat,
no permet conèixer quin seria el resultat del creixement en un medi on faltés
exclusivament el fòsfor.
• La crítica és correcta perquè, si el que l’alumne argumenta és cert, els
resultats són compatibles amb la seva hipòtesi.
• El disseny que faci l’alumne haurà de contenir els elements següents:
-
Preparar diferents grups de plantes i fer-les créixer en dos substrats
diferents: requeriments normals de nitrogen i fòsfor, i requeriments
normals de nitrogen amb dèficit de fòsfor.
-
Vigilar que, en tots els grups de plantes utilitzats, la resta de condicions
que puguin influir en el creixement i en la forma i el color de les fulles
siguin les mateixes.
-
Analitzar en els diferents grups si el creixement de les plantes és normal,
així com la presència d’alteracions a les fulles, i determinar en quins dels
substrats hi ha més incidència d’alteracions en el creixement i el
desenvolupament de les fulles.
34
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
66. a. • Períodes de llum: fotosíntesi + respiració. La fotosíntesi en les seves dues
fases, la lluminosa i la fosca, es produeix quan a la planta li arriba energia de la
llum. A més, la planta respira per obtenir energia metabòlica.
• Períodes de foscor: respiració. Als períodes de foscor la planta no fa
fotosíntesi, però continua respirant.
b. La major part del pes que guanyen les plantes de menta prové del carboni
del CO2, que les plantes organifiquen mitjançant la fotosíntesi. L’oxigen
procedeix de la hidròlisi de l’aigua segons l’esquema.
L’equació general de la fotosíntesi haurà de correspondre, amb poques
variacions, a la que es mostra a continuació.
67. a. Si la planta aquàtica ha estat sotmesa a l’acció de la llum i no li manquen els
substrats necessaris per fer la fotosíntesi (diòxid de carboni i aigua), haurà
sintetitzat matèria orgànica i oxigen. Donat el muntatge, aquest gas s’ha anat
acumulant i ha format una petita cambra gasosa a la part superior del tub d’assaig.
El gas acumulat, l’oxigen, prové de la fotòlisi de l’aigua que s’esdevé en la fase
lluminosa de la fotosíntesi.
b. • L’alumne confon el gas acumulat en el muntatge que ha estat a les fosques
amb el que s’acumula en el muntatge il·luminat. Pensa que el gas que s’observa en
el muntatge B procedeix de la fotosíntesi.
35
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
• La planta a les fosques no fa la fotosíntesi, però sí que executa la respiració
cel·lular (que funciona tant amb llum com sense). El gas acumulat en aquest
muntatge que s’ha mantingut a les fosques és diòxid de carboni i procedeix de la
respiració cel·lular. No hi ha hagut fotosíntesi a les fosques.
c. • Variable independent: La il·luminació, la presència/absència de llum. Variable
dependent: L’activitat fotosintètica (mesurada a través del gas acumulat al tub
d’assaig).
• Es tracta d’un experiment amb/sense (amb llum / sense llum), per tant podem
entendre que el muntatge sense llum actua com a control de l’experiment. També
cal considerar que aquesta és l’única diferència entre les condicions a les quals
s’han sotmès els muntatges.
El control de l’experiment serveix per assegurar que els canvis experimentats per la
variable dependent procedeixen dels canvis induïts en la variable dependent i no
d’altres factors.
68. a. La major part del pes que ha guanyat el salze en créixer prové del carboni del
CO2, que l’arbre ha organificat mitjançant la fotosíntesi. Les plantes verdes utilitzen
les sals minerals del sòl, per la qual cosa el sòl ha disminuït de pes, tot i que poc.
b. Aquests autors posaren de manifest que les plantes verdes, en presència de la
llum, capten CO2 («l’aire dolent», viciat pels animals o per la combustió) i alliberen
O2, segons l’esquema següent:
36
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
69. a. Les variables independents són la intensitat de la llum i les sals minerals afegides
al sòl. La variable dependent és l’energia continguda en les plantes.
Al disseny hi ha hagut un problema de control. Tot i que, com s’explica a l’enunciat,
alguns factors s’han mantingut en els mateixos valors en tots els grups de plantes,
s’hauria d’haver fixat una de les variables independents i tractar l’altre, i a l’inrevés.
b. Els resultats són consistents amb la conclusió, ja que mostren que l’energia
acumulada per les plantes augmenta quan també ho fan tant la intensitat de la
llum com les sals minerals afegides al sòl. Per això aquests resultats poden ser
explicats per la conclusió de l’estudiant.
La conclusió és falsa perquè les plantes obtenen l’energia només de la llum del Sol.
Aquesta energia, captada durant la fase lumínica de la fotosíntesi, s’aprofita per
fabricar ATP i NADPH, molècules que durant el cicle de Calvin s’utilitzen per
fabricar matèria orgànica fixant diòxid de carboni.
Les sals minerals no proporcionen energia a les plantes, només aporten
bioelements (com ara fòsfor, sofre, sodi, clor, ferro, etc.) necessaris per fabricar
algunes de les biomolècules de la planta. Aquesta conclusió falsa és conseqüència
indirecta que l’experiment ha estat mal plantejat, tal com veurem a l’apartat
següent.
c. L’experiment és clarament millorable, perquè en el disseny esmentat es fan
variar les dues possibles variables independents al mateix temps, i així és
impossible separar-ne els efectes. Un disseny experimental millorat podria ser
seguir els tres mateixos punts esmentats en l’experiment inicial, però fent variar
les variables independents d’aquesta manera:
37
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
38
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 4
PER COMENÇAR
• El glicogen és un glúcid. És un polisacàrid constituït per llargues cadenes de glucoses.
• És una molècula amb funció de reserva d’energia. És molt abundant al fetge i, en
menys quantitat, als músculs i altres teixits.
• Fan servir glucosa com a combustible principal.
• La malaltia de Lafora, en què les neurones moren per l’acumulació de glicogen.
• Les neurones necessiten petites quantitats de glicogen que van renovant
constantment per evitar problemes.
• Les neurones emmagatzemen glicogen constantment, però ho fan acumulant-ne
poca quantitat i el desfan immediatament, amb una gran velocitat de renovació.
• El doble paper del glicogen consisteix en el fet que un excés pot causar la mort de les
neurones, però la seva absència fa que aquestes quedin desprotegides davant la
manca d’oxigen i també puguin morir.
ACTIVITATS
1. No, l’anabolisme heterotròfic es duu a terme tant en les cèl·lules autòtrofes
com en les heteròtrofes.
2. • Síntesi d’àcids nucleics: es dóna al nucli, els cloroplasts i els mitocondris
• Síntesi de proteïnes: es dóna als ribosomes.
• Síntesi de fosfolípids: es dóna al reticle endoplasmàtic, sobretot el llis.
• Síntesi de glicogen: es dóna al citosol.
• Glicosilació dels lípids: s’inicia al reticle endoplasmàtic i continua a l’aparell de
Golgi.
3. En l’anabolisme heteròtrof es poden distingir dues fases: la primera fase o fase
de la biosíntesi de monòmers per mitjà dels precursors, i la segona fase o fase
de la biosíntesi de polímers per mitjà dels monòmers.
39
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
SABER FER
4. Les molècules precursores poden procedir:
- Del catabolisme de les substàncies de reserva, tant en cèl·lules autòtrofes com
heteròtrofes.
- De la digestió dels aliments orgànics, tan sols en cèl·lules heteròtrofes.
- De la fotosíntesi o de la quimiosíntesi, tan sols en cèl·lules autòtrofes.
5.
6.
7.
ACTIVITATS
8. Molècula precursora: molècula imprescindible per a la síntesi de les biomolècules,
com ara monosacàrids, àcids grassos, aminoàcids, etc.
Gliconeogènesi: ruta anabòlica constituïda per una seqüència de reaccions que
condueixen a la formació de glucosa a partir de piruvat. També pot tenir lloc a
partir d’altres compostos precursors, com ara l’àcid làctic o la majoria
d’aminoàcids.
9. En els glioxisomes.
40
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
10. No, perquè tot i que totes dues vies coincideixen en sis passos que són reversibles,
difereixen en tres que són irreversibles.
11. L’ATP procedent del catabolisme.
12. A partir del gliceraldehid-3-fosfat.
13. Perquè no hi ha cap enzim al citosol capaç de transformar l’àcid pirúvic en àcid 2fosfoenolpirúvic, que és el metabòlit que després, al citosol, dóna lloc a la glucosa.
14. Perquè el primer àcid oxalacètic es produeix al mitocondri (a partir de l’àcid pirúvic
que hi ha entrat) i, com que no és capaç de travessar-ne la membrana interna, no
pot sortir del mitocondri; per això es transforma en àcid màlic, que sí que és capaç
de fer-ho. Un cop fora, es transforma en àcid oxalacètic i la gliconeogènesi
prossegueix.
15. L’activa la uridinatrifosfat. En l’amilogènesi, la molècula activadora és
l’adenosinatrifosfat (ATP).
16. La glucosa procedent de la digestió dels aliments s’acumula al fetge en forma de
glicogen. Quan la concentració de glucosa a la sang disminueix d’1 g/l, el glicogen
hepàtic allibera glucoses a la sang, fins que se’n restableixen els nivells normals.
L’adrenalina i el glucagó afavoreixen el pas de glicogen hepàtic a glucosa, que passa
a la sang, i la insulina provoca l’entrada de la glucosa sanguínia a l’interior de les
cèl·lules.
SABER-NE MÉS
• Hi ha dues raons bàsiques:
- La hidròlisi d’un gram de triacilglicèrids proporciona 9,1 kcal. En canvi, la hidròlisi d’un
gram de polisacàrid només proporciona 4,3 kcal. Per tant, per aconseguir la mateixa
reserva energètica en forma de polisacàrids, un animal hauria de duplicar la massa dels
teixits dedicats a acumular reserves, la qual cosa és un desavantatge evident.
- D’altra banda, els triacilglicèrids es poden emmagatzemar en menys espai que una
quantitat equivalent de glicogen. Es necessita molta menys aigua per emmagatzemar
un gram de greix que un de glicogen.
41
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
ACTIVITATS
17. L’acetil-CoA.
18. Es necessiten 11 molècules de malonil-CoA.
19. A les cèl·lules dels animals no es poden formar glúcids a partir dels carbonis dels
àcids grassos, ja que no tenen els enzims que poden passar l’acetil-CoA, procedent
del catabolisme dels àcids grassos, a àcid oxalacètic, a partir del qual es pot
sintetitzar la glucosa. A les cèl·lules vegetals sí que es pot formar glucosa a partir
dels carbonis dels àcids grassos, ja que tenen aquests enzims, els enzims del cicle
de l’àcid glioxílic, a l’interior dels glioxisomes. També ho poden fer nombroses
cèl·lules procariotes.
20. Es fa al citosol.
21. Perquè els animals no poden convertir els greixos en glúcids, i algunes cèl·lules,
com ara les nervioses, necessiten glucosa per nodrir-se. A més, l’excés de lípids
produeix dipòsits de colesterol als vasos sanguinis, fet que augmenta el perill
d’infarts; el catabolisme dels lípids produeix molts compostos cetònics, que són
substàncies molt tòxiques si el seu nivell a la sang és alt, i finalment perquè el preu
dels greixos és més elevat que el dels glúcids.
22. En realitat no necessiten glicerina, sinó glicerol-3-fosfat i aquest s’obté de la
dihidroxiacetona, que és un metabòlit intermedi de la glicòlisi. Els àcids grassos es
formen a partir de l’acetil-CoA, i aquest es forma a partir de l’àcid cítric, que és un
dels metabòlits intermedis del cicle de Krebs.
23. Caldria recomanar-li que disminuís la ingesta de greixos, sobretot de greixos
d’origen animal, perquè té alt el nivell de colesterol, i aquest procedeix dels greixos
animals.
24. Els vegetals són autòtrofs, per tant, no poden aprofita els greixos, que són matèria
orgànica, però sí que en poden produir. Gairebé totes les llavors acostumen a
contenir alts nivells de greixos, que els humans aprofitem per alimentar-nos; per
exemple, l’oli d’oliva, l’oli de gira-sol, l’oli de cacauet, etc. Les llavors tenen greixos
perquè aquests acumulen molta energia en molt poc espai, són insolubles en aigua
(les llavors necessiten terra molt humida per germinar) i són estables davant dels
processos de fermentació bacteriana.
42
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
25. No hi ha cap relació, ja que en els animals, a partir de l’acetil-CoA, que és la base de
la síntesi dels àcids grassos, no es pot obtenir àcid oxalacètic, que és la base de la
síntesi de noves glucoses.
26. No poden sintetitzar glucosa a partir dels lípids de la dieta. Això és degut al fet que
les cèl·lules animals no tenen els enzims que transformen l’acetil-CoA, que és el
producte final del catabolisme dels àcids grassos, en àcid oxalacètic, que és un
metabòlit de la gliconeogènesi i que, per tant, intercomunica totes dues vies
metabòliques.
27. A. Digestió o hidròlisi
B. Glicòlisi
C. Cicle de Krebs
D. Síntesi de lípids o d’àcids grassos.
28. L’àcid glutàmic.
29. És un aminoàcid que no pot faltar a la dieta, ja que l’organisme, malgrat que el
necessita, no és capaç de sintetitzar-lo. Per als humans són essencials la leucina, la
isoleucina, la lisina, la metionina, la fenilalanina, la treonina, el triptòfan, la valina,
l’arginina i la histidina.
30. La síntesi dels aminoàcids necessita un grup amino. Aquest pot procedir d’un altre
aminoàcid, procés que s’anomena transaminació, o bé procedir d’un grup amoni
lliure, que normalment s’ha format a partir de la pèrdua del grup amino d’un
aminoàcid per un procés anomenat desaminació.
31. L’àcid glutàmic origina directament els aminoàcids glutamina i prolina. Es forma a
partir de l’àcid -cetoglutàric.
32. A partir de l’àcid inosínic, que, al seu torn, es forma a partir de l’àcid aspàrtic més
una glicina, una glutamina i una molècula de CO2.
33. En sentit ampli, la quimiosíntesi consisteix a sintetitzar ATP a partir de l’energia
despresa en una reacció química. Aquesta podria ser una reacció en la qual el
substrat inicial fos una molècula orgànica, com els passa als organismes
quimioorganòtrofs, o que fos una molècula inorgànica, com els passa als
quimiolitòtrofs. A la pràctica, el terme quimiosíntesi es reserva per a aquests
darrers exclusivament.
43
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
34. Vol dir sintetitzar ATP a partir de l’energia despresa en una reacció química
d’oxidació d’un compost inorgànic extern.
35. a - 3, b - 2, c - 1.
36. No. Hi ha organismes que, malgrat que són heteròtrofs, és a dir, obtenen el C, el N,
el S, etc. de la matèria orgànica (glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics), obtenen
l’energia de la llum. Són els organismes fotoheteròtrofs, com ara els bacteris
fotosintètics no sulfuris.
TEST DE LA UNITAT
37. Resposta c.
38. Resposta c.
39. Resposta d.
40. Resposta a.
41. Resposta d.
42. Resposta d.
43. Resposta d.
44. Resposta d.
45. Resposta d.
46. Resposta d.
47. Resposta d.
48. Resposta b.
49. Resposta c.
50. Resposta d.
51. Resposta b.
44
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
52. Resposta d.
53. Resposta b.
ACTIVITATS FINALS
54. a.
b. Sense oxigen, el cicle de Krebs no funciona, i per tant no es poden oxidar ni glúcids
ni greixos fins a CO2. Per tant, només queda la possibilitat d’oxidar parcialment la
glucosa (el glicogen) fins a lactat.
45
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
55. a. A: Glicogen. B: Àcids grassos. C: Aminoàcids. D: Acetil-CoA. E: Oxigen.
b. 1: Glicòlisi. 2: Cadena respiratòria - fosforilació oxidativa. 3: Oxidació dels àcids
grassos (ß-oxidació). 4: Cicle de Krebs. 5: Fermentació de la glucosa (làctica).
c. Una via catabòlica és aquella que degrada un compost i produeix energia
metabòlica.
Una via anabòlica és aquella mitjançant la qual es construeixen molècules més
complexes a partir de molècules més senzilles. Cal aportar-hi energia metabòlica.
Vies catabòliques: glicogenòlisi, lipòlisi, degradació de proteïnes, glicòlisi, ßoxidació, degradació d’aminoàcids, cicle de la urea, cicle de Krebs.
Vies anabòliques: lipogènesi, esterificació, síntesi de proteïnes, gliconeogènesi,
lipogènesi, síntesi d’aminoàcids, cicle de Krebs.
56. a. 1. Glucosa. 2. Àcid gras (o àcids grassos). 3. O2 (oxigen). 4. ATP. 5. Cicle de Krebs.
b. En el procés de la respiració cel·lular, es produeix l’oxidació completa de les
molècules orgàniques utilitzades com a substrat energètic (glucosa, àcids
grassos...), i s’obté el màxim d’ATP possible. La respiració cel·lular requereix la
intervenció dels processos mitocondrials, com ara el cicle de Krebs, la cadena de
transport d’electrons respiratòria, en què l’oxigen és l’últim acceptor d’electrons
procedents de les oxidacions del cicle de Krebs, i la fosforilació oxidativa, que
comporta la síntesi d’ATP per part de l’ATP-sintetasa. Les vies anabòliques de la
cèl·lula, que requereixen ATP, resultaran molt disminuïdes si els processos
oxidatius només són anaeròbics (fermentació), ja que s’obtindrà molt menys ATP;
un exemple de procés anabòlic que resultaria disminuït seria la síntesi de
proteïnes.
46
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c.
•
• Glicogen i triacilglicèrids.
57. a. •
•
1l
200 ml · 1000 ml ·
800 kcal
1l
= 160 kcal de la llet
300 kcal – 160 kcal = 140 kcal en cereals
140 kcal ·
100 g
= 36,93 g de cereals
379 kcal
b. • És un enzim. No hi pot intervenir perquè els enzims són específics per al substrat
sobre el qual actuen.
• La via serà la glicogènesi, que és la via metabòlica que té per substrat la glucosa i
obté glicogen, la molècula de reserva energètica en els animals. Quan mengem, l’excés
de glucosa passa a la reserva de l’organisme.
47
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
58.
48
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 5
PER COMENÇAR
• Amb el factor genètic.
• L’any de naixement.
• S’han identificat unes setanta-cinc seqüències de DNA relacionades amb l’obesitat, de
les quals la que té més consens és l’anomenat gen FTO. Més recentment s’ha trobat un
altre gen responsable del sobrepès, el gen iroquois 3 (IRX3).
• La situació va canviar pel que fa als productes alimentaris i al tipus d’activitat laboral.
Va millorar la disponibilitat d’aliments i l’activitat laboral es va tornar més sedentària.
• Entre els homes obesos i els homes prims.
• L’herència genètica és el procés pel qual les característiques dels progenitors es
transmeten a la seva descendència sota la influència de l’ambient.
• És l’herència de característiques biològiques que no estan causades per canvis en la
seqüència del DNA, sinó per influència de l’ambient.
ACTIVITATS
1. a. Els dos progenitors (P) són races pures perquè són homozigòtics (LL i ll) per al
caràcter «forma de la llavor». Tota la primera generació filial (𝐹1 ) és híbrida (Ll).
I en la segona generació filial (F2) trobem individus purs (25 % LL i 25 % ll) i
individus híbrids (50 % Ll).
b. Una planta amb les llavors rugoses només pot tenir un genotip (ll), ja que
aquest caràcter és recessiu. En canvi, una planta amb llavors llises podrà
presentar dos genotips diferents (LL i Ll), ja que l’al·lel L és dominant.
2. a. Vol dir que hi ha cromosomes que tenen informació per a uns caràcters i
d’altres que tenen informació per a uns altres caràcters. Es considera que els
cromosomes que tenen informació per als mateixos caràcters són del mateix
49
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
tipus i s’anomenen homòlegs. Generalment, els cromosomes de diferent tipus
són fàcils de reconèixer perquè són de mida o de forma diferents (braços iguals,
braços diferents o un sol braç).
b. n es defineix com el nombre dels diferents tipus de cromosomes que hi ha en
una cèl·lula. A les cèl·lules somàtiques dels humans, 2n = 46, és a dir, sempre hi
ha 46 cromosomes.
c. Les cèl·lules de les dones sempre tenen, tant les somàtiques com les
reproductores (òvuls), 23 tipus de cromosomes (els 22 tipus de cromosomes
autosòmics i el cromosoma X). Els homes presenten un nombre diferent de tipus
de cromosomes, segons si es consideren les cèl·lules somàtiques o les
reproductores.
Les cèl·lules somàtiques dels homes tenen 24 tipus de cromosomes (els 22 tipus
de cromosomes autosòmics, el cromosoma X i el cromosoma Y). Les cèl·lules
reproductores dels homes (espermatozoides) tan sols en tenen 23 tipus (els 22
tipus de cromosomes autosòmics i el cromosoma X o el cromosoma Y).
3. a. Són els cromosomes els gens dels quals informen (amb una informació igual o
diferent) sobre uns mateixos caràcters. Per exemple, els dos contenen el gen que
informa per al color dels ulls, encara que un pot dur la informació (gen) «color
blau», i l’altre, el gen «color negre».
b. Les dones tenen 23 parelles de cromosomes homòlegs. Els homes tan sols
presenten 22 parelles de cromosomes homòlegs (les 22 parelles de cromosomes
autosòmics, ja que el cromosoma X no és homòleg del cromosoma Y).
c. A les cèl·lules diploides humanes hi ha 44 autosomes i 2 heterocromosomes.
d. Els heterocromosomes de la dona són els dos cromosomes X. Els
heterocromosomes de l’home són el cromosoma X i el cromosoma Y.
e. La meitat són nenes, i l’altra meitat, nens.
f. En el sexe masculí, perquè, com que els homes només tenen un cromosoma X,
gairebé tots els seus gens es manifesten, encara que siguin recessius. En canvi,
les dones, com que tenen dos exemplars del cromosoma X, si els gens anòmals
són recessius (que és la situació habitual), perquè es manifestin han de ser
presents en els dos cromosomes X, la qual cosa fa disminuir la probabilitat
d’aparició d’aquest tipus de malalties.
50
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
4. a. Si el gen «color de la llavor» i el gen «forma de la llavor» es trobessin en el
mateix cromosoma i molt propers, s’heretarien junts. Els pèsols grocs sempre
serien llisos, i els verds sempre serien rugosos. Així doncs, en la F2 n’haurien sortit
3/4 de grocs llisos i 1/4 de verds rugosos.
b. Són més a prop els gens B i C, ja que, com més a prop, menys probabilitat hi
ha que la fibra de DNA es trenqui just per l’espai que els separa. La distància
relativa és similar; per exemple, si entre A i B hi hagués deu centímetres, entre B
i C tan sols hi hauria set centímetres.
5. a. Dominant.
b. Aa × Aa.
c. 0,25 normal i 0,75 acondroplàstic.
6. a. Masculí.
b. 22.
c. 11.
d. Sí.
7. a. Sí, perquè l’home rep el cromosoma X de la mare, i aquest pot no haver
experimentat la recombinació.
b. Sí, perquè el cromosoma Y passa del pare al fill mascle.
51
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. No, perquè les dones no tenen cromosoma Y.
8. a. 0,25.
b. 0.
9. Perquè fins fa pocs anys era molt freqüent que els nens hemofílics no arribessin
a l’edat adulta i, en canvi, el daltonisme no provoca la mort de l’individu.
El gen de l’hemofília no desapareix perquè, com que és un caràcter recessiu, les
dones que només presenten una còpia del gen no el manifesten i el poden passar a
la seva descendència.
SABER-NE MÉS
a. Té una probabilitat de 0,25.
b. La probabilitat serà 0. La raó és que, encara que la probabilitat de tenir el primer
fill del grup B és de 0,25, no podran tenir fills del grup 0, ja que la mare és AB.
c. La probabilitat serà 0. Que un fill sigui del grup AB té una probabilitat de 0,25,
però que el segon sigui del grup 0 no és possible, ja que la mare és AB.
SABER FER
10. L’home s’equivoca: la dona pot ser daltònica sempre que la seva mare fos
portadora i el seu pare fos daltònic. La seva àvia per força havia de ser portadora
del gen del daltonisme. Com que no tenim informació dels avis paterns, no els
inclourem al pedigrí.
11. El genotip de la mare serà XdXd i el del pare serà XDY, per tant, els fills seran: si
és noi: XdY i si és noia: XdXD. D’aquesta manera la probabilitat que un fill de la parella
sigui daltònic és del 100% i la probabilitat que una filla de la parella sigui daltònica
és del 0%.
52
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
TEST DE LA UNITAT
12. Resposta c.
13. Resposta b.
14. Resposta c.
15. Resposta c.
16. Resposta c.
17. Resposta a.
18. Resposta d.
19. Resposta d.
20. Resposta c.
21. Resposta d.
22. Resposta b.
23. Resposta b.
24. Resposta d.
25. Resposta d.
53
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
ACTIVITATS FINALS
26.
b. • Del color dels ulls.
• Lligat al sexe, dominant.
Lligat al sexe: s’observa que el cromosoma Y no és portador del locus per als
al·lels d’aquest gen. Del primer encreuament, amb un pare amb ulls negres
(vermells) el 100% de les filles mostren els ulls negres, però cap fill mascle té
els ulls negres. Aquest fet respon clarament a una herència lligada al sexe i és
compatible amb els resultats obtinguts a la F2.
Dominant: les femelles obtingudes a la F1 només disposen d’un al·lel amb
informació per als ulls negres (vermells); tot i això tenen els ulls negres
(vermells). Aquest fet és propi del caràcter dominant d’aquest al·lel.
c. Tots els mascles amb ulls negres (vermells): 100% ulls negres (vermells),
100% (X + Y).
Totes les femelles amb ulls negres (vermells): 100% ulls negres (vermells), 100%
(X + X).
27. a. Presenta una herència autosòmica dominant. Autosòmica perquè es troba al
cromosoma 12, i per tant no està lligada al sexe. També es pot justificar basant-se
en l’arbre genealògic. Per exemple, si fos lligat al sexe, III-5 hauria de tenir la malaltia
i III-1 no l’hauria de tenir. És dominant perquè la Glòria és heterozigòtica, i presenta
braquidactília.
54
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. Nomenclatura:
b – al·lel normal
B – braquidactília
c. Si és un nen, la probabilitat que tingui braquidactília és de 0,5, perquè d’en
Joan segur que hereta un al·lel normal, i de la Glòria pot heretar el normal o bé
el de la braquidactília, amb una probabilitat de 0,5. Si és una nena la
probabilitat també serà de 0,5, atès que no està lligat al sexe.
28. a. L’al·lel responsable de la miopia és recessiu perquè la femella III-2 és miop, i
els seus progenitors respectius no mostren aquest caràcter.
El gen responsable de la miopia no pot ser lligat al sexe perquè la femella III-2
és miop i el seu pare (mascle) no ho és. Si fos lligat al sexe, i considerant que és
recessiu, el pare de les persona afectada seria hemizigòtic (XY), i per tant hauria
de manifestar miopia. Es tracta, per tant, d’un caràcter autosòmic.
b.
55
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. • Si tenen familiars amb miopia, i la germana del progenitor masculí en
presenta, és molt probable que tingui una base genètica. A més, si els dos
progenitors són parents i tenen un cert grau de consanguinitat, és molt
probable que tots dos siguin portadors de l’al·lel responsable de la miopia, la
qual cosa justifica el fenotip de la seva filla.
• 1/2 · 1/2 = 1/4 (o 25%)
29. a. Si la síndrome és causada per un gen defectuós autosòmic i els progenitors són
individus sans, necessàriament el patró d’herència de la síndrome és recessiu. Els
genotips són els següents (assignem la lletra h a l’al·lel causant de la malaltia; en
podria ser una altra, però sempre en minúscula):
Fill: hh
Pare: Hh
Mare: Hh
• Probabilitat d’un altre descendent afectat: 1/4 hh: 0,25.
b. La consanguinitat afavoreix les homozigosis recessives en gens poc freqüents
(ja que aquests poden haver-se heretat entre familiars comuns), que en cas
d’encreuaments a l’atzar rarament es donarien. És per això que davant la sospita
d’una síndrome poc freqüent que es determina genèticament els metges van fer
aquesta pregunta.
c. Els neutròfils són els leucòcits (glòbuls blancs) més abundants a la sang. Són
fagòcits i el seu paper és fonamental per combatre les infeccions bacterianes. Els
lisosomes són molt abundants en aquestes cèl·lules, ja que digereixen
constantment els bacteris que fagociten.
56
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
30. a. beines grans: P– , beines petites: pp P > p
forma encorbada: R–, forma recta: rr R > r
A la F1 totes les mongeteres surten amb les beines grans i encorbades ja que
aquests són els al·lels dominants. Així, si fem l’encreuament:
Es compleix la llei d’uniformitat de la F1, que s’obté en encreuar uns progenitors
homozigòtics (races pures) per a aquests al·lels.
b. En encreuar dos individus de la F1 s’obtenen els resultats següents:
4.670 / 520 → aproximadament 9
1.570 / 520 → aproximadament 3
1.530 / 520 → aproximadament 3
520 / 520 → 1
També fóra correcte dividir cada total per 518 (el total d’observacions
dividides per 16). S’obtindria: 9,02; 3,03; 2,95 i 1,00
A la taula es poden comprovar aquestes proporcions dels fenotips.
c. La hipòtesi d’aquest estudiant no és coherent amb els resultats, ja que aquests
s’ajusten molt bé a les proporcions esperades en cas que els gens fossin
independents. Si els gens estiguessin lligats, esperaríem que els gàmetes
57
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
recombinants es produïssin en proporcions diferents als no recombinants i, per
tant, que ens apartéssim d’aquestes proporcions. No obstant això, si els gens
estiguessin al mateix cromosoma però molt allunyats entre ells, es podrien obtenir
uns resultats semblants als trobats.
31. Pregunta web.
32. Pregunta web.
58
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 6
PER COMENÇAR
• Al llarg de la història s’han donat dues línies de respostes possibles a aquestes
preguntes: les teories fixistes i les teories evolucionistes.
• Les idees fixistes suggereixen que les espècies van ser creades per intervenció divina
i no canvien.
• Les teories evolucionistes proposen que els organismes actuals provenen d’uns altres
mitjançant canvis graduals i successius.
• Charles Darwin. L’any 1859.
• La selecció natural.
• Malgrat que s’han anat afegint noves dades que han confirmat la teoria de l’evolució
de Darwin, les crítiques segueixen i encara podem trobar llocs on aquesta teoria és
donada com a vàlida, com a l’estat de Tennessee, que el 2011 es va dictaminar que
s’estudiï el creacionisme a les escoles públiques.
ACTIVITATS
1. a. No, si no comporten un canvi en la seqüència de nucleòtids del seu DNA.
b. Els individus no evolucionen biològicament, sinó que moren amb la mateixa
informació genètica amb què van néixer. El que evolucionen són les poblacions.
c. Tan sols existiria la primera espècie, o més probablement hauria mort, perquè
no hauria pogut viure en les condicions ambientals posteriors a les de la Terra
primitiva.
d. L’evolució biològica es refereix a les modificacions de les característiques
genètiques dels organismes al llarg del temps. Els canvis que tan sols afecten
l’anatomia no s’hereten i, per tant, no influeixen en les característiques dels
descendents.
2. En organismes amb reproducció sexual, es comprovaria observant si en encreuar-se
generen descendents fèrtils. En organismes amb reproducció asexual o en organismes
amb reproducció sexual però que són del mateix sexe, no es pot comprovar si són o no
de la mateixa espècie.
3. a. No. Un ús intens d’un òrgan o d’una habilitat pot proporcionar un avantatge per a
l’individu, però com que això no modifica el DNA que transmetrà als seus descendents,
59
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
aquesta funció no implica transmetre una informació diferent.
b. Perquè els caràcters adquirits durant la vida no signifiquen un canvi en la informació
continguda a l’àcid nucleic de les cèl·lules, que és el que es transmet als descendents.
4. a. El lamarckisme diria que a determinats ocells, que vivien en unes terres àrides i que
per alimentar-se havien de caminar durant tot el dia, cada vegada se’ls van anar
enfortint més les potes i, a causa del desús, els músculs de les ales els van quedar més
febles. Els seus fills ja devien néixer, per això, amb les potes una mica més gruixudes i
els músculs de les ales una mica més febles. Així, generació rere generació, aquesta
transformació va donar lloc als estruços actuals. En el cas de les àligues, el procés seria
semblant, però sobre la base de l’avantatge que té per veure les preses el fet de poder
volar alt, ja que, per aconseguir-ho, és necessari tenir unes ales molt grosses. El
darwinisme proposaria, per al cas de l’estruç, que el fet de tenir ales grosses significa
un inconvenient per al tipus de vida que fa l’estruç, per la qual cosa, en el cas d’una
dura competència entre els individus, els que per atzar haguessin nascut amb les ales
una mica més petites serien els que sobreviurien; per tant, tan sols aquests es
reproduirien, i tan sols les seves característiques es transmetrien als descendents. Així,
generació rere generació, la suma d’aquestes petites variacions va originar l’estruç. En
el cas de les àligues, el raonament seria semblant, però basat en la poca eficàcia que
resultaria per a les àligues tenir unes ales petites.
b. El lamarckisme proposaria un mecanisme semblant al que s’ha explicat en la
resposta anterior, però basat en el fet que, com que no utilitzen els ulls perquè en una
galeria fosca no tenen cap funció, les estructures es devien debilitar fins a arribar a
desaparèixer en generacions molt posteriors. El darwinisme proposaria un mecanisme
semblant al que s’ha explicat en la resposta anterior, però basat en el fet que la
selecció natural devia eliminar preferentment els que tenien punts més febles, perquè
tenien ulls, per a la supervivència sota terra.
c. El lamarckisme no explica aquest cas, ja que el color del pelatge no depèn de l’esforç
de l’individu, sinó que es té en néixer o no es té. El darwinisme proposaria un
mecanisme semblant al que s’ha explicat en la pregunta anterior, però basat en el fet
que el pelatge blanc permet a l’ós camuflar-se i poder acostar-se a les preses sense ser
vist, mentre que, per a la mateixa finalitat, als boscos centreeuropeus és millor el color
marró.
d. El lamarckisme no explica aquest cas, ja que el fet de ser resistent a un antibiòtic no
depèn de l’esforç de l’individu, sinó que es té quan es neix o no es té. El darwinisme
proposaria un mecanisme semblant al que s’ha explicat en la resposta anterior, però
basat en el fet que, per algun factor desconegut, devien aparèixer bacteris una mica
més resistents a un antibiòtic. El neodarwinisme sí que aportaria que aquesta
resistència pot ser deguda a les mutacions o a la recombinació d’àcids nucleics (per
conjugació, transformació o transducció).
60
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
5. a. 12 hores / (0,5 hores/reproducció) = 24 reproduccions. Per tant, 224 = 16.777.216
bacteris.
b. Vegeu la taula.
c. No és així perquè la falta d’aliment (per exemple, en el cas anterior, on hi havia
aliment per a dos ocells rapinyaires, al cap de quinze anys n’hi intentarien viure
64) provoca una lluita per aconseguir-ne (lluita per la supervivència) que elimina
els individus menys aptes (selecció natural). De vegades no és així perquè la
velocitat reproductiva és tan alta que, si s’aprofiten els curts períodes de bonança
d’aliments, es creix per sobre de les capacitats de població de l’ecosistema, i això
desencadena migracions cap a regions que no estan exhaurides. Aquestes
poblacions presenten reduccions dràstiques amb grans mortaldats, i després
tornen a iniciar un creixement exponencial i una nova gran mortaldat, i així
successivament; és l’anomenada estratègia ecològica de la reproducció o
estratègia de la r.
61
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
6. Els dos autors que el van influir van ser Charles Lyell i Thomas Malthus.
Lyell, en el seu llibre Principis de Geologia, va aportar la teoria del gradualisme, és a
dir, la importància dels petits canvis que actuen durant molt de temps. Malthus, en
l’assaig sobre el principi de la població, destacava el fet que es produeixen molts més
descendents dels que arriben a l’edat adulta, i tan sols en sobreviuen una part.
7. Va aportar l’explicació del canvi evolutiu com a conseqüència dels canvis genètics,
tant per l’aparició de les mutacions com pels canvis que es produeixen al patrimoni
genètic d’una població.
8. Que la major part de les mutacions no representen cap avantatge o desavantatge,
és a dir, que són neutres des del punt de vista de la selecció. Consegüentment,
l’evolució de les proteïnes i del DNA dependria més de l’atzar que no pas de la selecció
natural, i per tant la major part dels canvis evolutius moleculars no serien adaptatius.
No contradiu la teoria clàssica. Només diu que la majoria de les mutacions són neutres.
No diu que no hi hagi mutacions amb caràcter adaptatiu.
9. a. La similitud entre les espècies no queda explicada ni pel creacionisme ni pel
lamarckisme; precisament això va ser una de les causes que van fer pensar a Darwin i a
Wallace que hi havia d’haver un altre mecanisme per explicar l’origen de les espècies.
El darwinisme i la teoria sintètica l’expliquen per l’existència d’avantpassats comuns,
és a dir, perquè una espècie, en evolucionar, proporciona una nova espècie en uns
llocs, i una altra en uns altres.
b. L’origen de les diferències entre els individus d’una mateixa espècie i, per tant,
descendents d’una mateixa parella fundacional, no queda explicat pel creacionisme. El
lamarckisme tan sols explica les diferències a causa dels diversos graus d’ús i desús
dels òrgans que presenten els individus; en canvi, no explica les diferències entre
germans acabats de néixer. El darwinisme ho anomenava variabilitat de la
descendència, però tampoc no explica les causes d’aquesta variabilitat. La teoria
sintètica sí que les explica: en els éssers amb reproducció sexual, en funció de les
mutacions, de la recombinació genètica durant la meiosi gamètica, de l’atzar en la
formació dels jocs haploides dels gàmetes i de l’atzar en la fecundació; en els éssers
amb reproducció asexual, tan sols en funció de les mutacions.
c. Segons el creacionisme, els òrgans especialitzats són una mostra de la precisió de
l’acte creador. Segons el lamarckisme, són una mostra de la manera com l’ús va
modelant la matèria viva fins a aconseguir fer un òrgan de gran precisió a partir d’un
òrgan rude. Segons el darwinisme, els òrgans especialitzats són el resultat d’una
selecció molt forta que elimina els innombrables intents en totes les direccions que fan
les espècies per tenir una gran variabilitat de descendents (equilibri entre atzar i
necessitat). La teoria sintètica simplement hi afegeix les causes d’aquesta variabilitat.
62
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
d. Segons el creacionisme, les espècies són diferents perquè han estat creades
diferents. Segons el lamarckisme, les espècies són diferents perquè parteixen d’orígens
diferents i perquè han seguit camins evolutius diferents; són les diferents
transformacions que han donat diferents adaptacions. Segons el darwinisme, les
espècies són diferents perquè, malgrat que descendeixen d’avantpassats comuns, com
que hi ha una gran variabilitat de descendents i com que viuen en situacions diferents,
les diverses direccions en què ha actuat la selecció natural han produït espècies
diferents. La teoria sintètica simplement ha afegit al darwinisme les causes d’aquesta
variabilitat, el concepte que no són les espècies en la seva totalitat les que evolucionen
sinó les poblacions, i la necessitat que hi hagi aïllament poblacional perquè es doni la
diversificació específica.
10. a. Si no hi hagués mutacions, o tan sols existirien individus d’una sola espècie viva (la
primera) o ja no hi hauria vida sobre el planeta, perquè segurament res no hauria
pogut sobreviure als canvis mediambientals que possiblement també s’han
esdevingut. No hi hauria hagut trànsit d’una atmosfera reductora a una d’oxidant, ja
que els primers organismes eren fermentadors, i com que no haurien aparegut els
cianobacteris, no hi hauria hagut generació d’oxigen per fotosíntesi.
b. Un exemple de mutació neutra és el canvi d’un nucleòtid al DNA, que provoca que,
quan és transcrit, en lloc del triplet d’RNAm CUU, dóna lloc al triplet CUC, ja que tots
dos informen sobre el mateix aminoàcid, la leucina. Un altre exemple de mutació
neutra és el canvi en un enzim d’un aminoàcid per un altre, que, com que no n’afecta
l’estructura, ni pertany al centre actiu ni n’altera la funció.
c. Si les mutacions sempre fossin perjudicials, els individus que presentessin mutacions
es trobarien en desavantatge i acabarien desapareixent per selecció natural. Això
comportaria que els individus millor adaptats serien els que mantenen sempre la
mateixa informació genètica, és a dir, sense canvis. El risc que comporta aquesta
situació és que, si les condicions ambientals varien, com que no hi ha diversitat, els
organismes podrien desaparèixer. Segurament, no hi hauria vida a la Terra.
11. Perquè totes aquestes espècies, anomenades fòssils vivents, viuen en un medi, el
marí, que amb prou feines ha experimentat canvis al llarg dels últims 500 milions
d’anys i, per tant, no s’han hagut d’adaptar a noves condicions.
12.
63
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Freqüències gèniques:
f(Rh-Rh-) = q2 →q2 = 0,1→q = √0,1 = 0,316→ f(Rh-) = 0,316
p = 1 – q = 1 – 0,316 = 0,684 → f(Rh+) = 0,684
Freqüències genotípiques:
f(Rh-Rh-) = 0,1; f(Rh-Rh+) = (p2) = 0,6842 = 0,468; f(Rh+Rh-) = 2pq = 2 x 0,316 x 0,684 =
0,432
13.
Simbologia:
Color negre (B)
Color blanc (b)
Freqüències gèniques:
f(bb) = q2 → q2 = 800 / 1200 = 0,6666 → q = √0,6666 = 0,8165 → f(b) = 0,8165
p = 1 - q = 1 - 0,8165 = 0,1835 → f(B) = 0,1835
Freqüències genotípiques:
f(bb) = 0,6666; f(BB) = (p2) = 0,18352 = 0,0337; f(Bb) = 2pq = 2 x 0,1835 x 0,8165 =
0,2997
14.
a. 497 cèl·lules x 2 al·lels per cèl·lula = 994 al·lels (del tipus B o del tipus b).
b. Freqüències genotípiques:
𝑓(𝐵𝐵) =
452
43
2
= 0,909; 𝑓(𝐵𝑏) =
= 0,0865; i 𝑓(𝑏𝑏) =
= 0,004
497
497
497
c. Freqüències gèniques:
64
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
1
𝑓(𝐵) = 0,909 + · 0,0865 = 0,952
2
1
𝑓(𝑏) = 0,004 + · 0,0865 = 0,047
2
15.
Hi ha tres tipus principals de selecció natural:
- La selecció direccional: S’afavoreix un fenotip extrem.
- La selecció estabilitzadora: S’afavoreix un fenotip intermedi.
- La selecció disruptiva: S’afavoreixen els dos fenotips extrems.
16.
La selecció direccional.
17.
a. En els éssers amb reproducció sexual, la variabilitat augmenta amb les
mutacions, amb la recombinació genètica i amb les immigracions en què els
individus que arriben són genèticament diferents dels autòctons.
b. Disminueixen la variabilitat, la selecció natural, la deriva genètica i les
emigracions. En els éssers amb reproducció asexual, o no hi ha processos de
recombinació genètica o aquests són mínims (per exemple, la conjugació, la
transformació o la transducció en bacteris).
c. En el cas de la variabilitat que no està basada en la informació genètica, si bé
permet una acció diferencial de la selecció natural, com que els individus no
tenen una característica genètica comuna, en realitat la selecció no segueix cap
direcció. Per tant, allò que importa en l’evolució és la variabilitat genètica.
18.
A la deriva genètica. Per atzar, els individus de la primera població de la nostra
espècie que van emigrar cap a un lloc llunyà, on van fundar una nova població,
com que eren uns quants, no presentaven una proporció de grups sanguinis
igual que la de la població inicial. D’això provenen les diferències.
19.
La selecció direccional cap a més capacitat craniana.
20.
La selecció estabilitzadora.
21.
El concepte de població tan sols es refereix als individus de la mateixa espècie
que viuen en un mateix lloc. El concepte d’espècie, en canvi, inclou els individus
que, a causa de les barreres geogràfiques, no tenen cap possibilitat de
reproduir-se entre si.
22.
L’especiació simpàtrica és aquella que té lloc dins de la mateixa àrea. Les
barreres que impedeixen l’encreuament són barreres biològiques, anomenades
mecanismes d’aïllament reproductiu.
23.
L’aïllament al·lopàtric. És una de les formes d’especiació per aïllament.
65
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
24.
a) Postzigòtic. b) Prezigòtic. c) Prezigòtic. d) Postzigòtic.
25.
La selecció disruptiva.
26.
a. En total s’han trobat 1.423 closques (863 + 560 = 1.423), 750 de les quals són
amb franges (486 + 264 = 750) i 673 són llises (377 + 296 = 673). Si els dos tipus
de closques estiguessin igualment adaptades, les proporcions que s’haurien de
trobar tant entre les closques trencades com en les closques de cargols vius és
el 52,71% de closques amb franges (750 / 1.423 = 0,5271) i el 47,29% de
closques llises (673 / 1.423 = 0,4729). Per tant, com que en les mostres de
closques trencades el percentatge de closques amb franges és més alt del que
s’esperava, és del 56,32 % (486 / 863 = 0,5632), i el percentatge de closques
llises és més baix del que s’esperava, és del 43,68% (377 / 863 = 0,4368), es
dedueix que el fet de tenir franges és un desavantatge. Això es confirma amb
les mostres de closques amb el cargol viu: el percentatge de closques amb
franges és més baix del que s’esperava, és del 47,14% (264 / 560 = 0,4714), i el
percentatge de closques llises és més alt del que s’esperava, és del 52,86% (296
/ 560 = 0,5286). La conclusió és que la varietat més ben adaptada és la de les
closques llises.
b. Les proporcions varien augmentant el percentatge de cargols amb closques
llises i disminuint el percentatge de cargols amb closques amb franges.
SABER FER
27.
Artròpodes.
28.
Ordre dels urodels.
ACTIVITATS
29.
a. És certa, atès que competeix per l’aliment amb altres espècies autòctones
fent que desapareguin del Delta, la qual cosa disminuirà la biodiversitat
d’aquest ecosistema. Aquest és un dels principals problemes de les espècies
invasores.
b. Correspon a la definició 3.
30.
L’origen de les espècies de gavines és una especiació al·lopàtrica, és a dir,
especiació per aïllament geogràfic. L’aïllament que a les illes Britàniques manté
separades l’espècie britànica i l’espècie nord-americana és l’etològic, és a dir,
un aïllament simpàtric prezigòtic.
SABER-NE MÉS
•
Per minimitzar la pèrdua de biodiversitat s’han proposat dues formes
d’actuació:
- El principi del desenvolupament sostenible, que consisteix a considerar el cost
66
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
de mantenir el medi ambient com un element imprescindible per decidir si dur
a terme qualsevol acció és rendible o no.
- El principi de precaució, que consisteix a no dur a terme una acció
determinada o bé només fer-la a una escala més reduïda quan no es tingui la
certesa de quin pot ser el seu impacte ambiental real.
Les mesures que s’estan aplicant actualment entrarien majoritàriament en el
principi del desenvolupament sostenible.
TEST DE LA UNITAT
31. Resposta b.
32. Resposta a.
33. Resposta d.
34. Resposta c.
35. Resposta b.
36. Resposta a.
37. Resposta b.
38. Resposta c.
39. Resposta d.
40. Resposta c.
41. Resposta d.
42. Resposta a.
43. Resposta b.
44. Resposta d.
45. Resposta a.
46. Resposta d.
67
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
47. Resposta b.
48. Resposta c.
49. Resposta a.
50. Resposta b.
ACTIVITATS FINALS
51.
a. • Fa uns 3,75 milions d’anys. També és correcte dir entre 3,5 i 3,9 milions
d’anys, perquè és quan es van separar els dos llinatges.
• L’espècie evolutivament més propera al tigre és la pantera de les neus
(Panthera uncia), perquè és amb qui comparteix un avantpassat comú més
recent.
b. El tipus de dentició és una característica hereditària. Entre els avantpassats
dels felins hi havia diversitat de denticions. En alimentar-se preferentment de
carn, els animals que, a causa de les mutacions i de la recombinació genètica,
dues causes que es produeixen a l’atzar, havien nascut amb una dentició millor
per aprofitar aquest aliment, van tenir més probabilitats de sobreviure i van
deixar més descendents que els altres. Aquests, lògicament, heretaven el seu
mateix tipus de dentició. Aquest procés de selecció natural (amb la possible
participació de noves mutacions aleatòries en el decurs de les generacions) ha
acabat produint la dentició actual dels felins.
52. a. Es podria demostrar encreuant toros zebús amb vaques europees o viceversa
i veient que els descendents continuen sent fèrtils.
b.
Freqüència de l’al·lel A: (6 + (12/2))/20 = 0,6
Freqüència de l’al·lel B: (2 + (12/2))/20 = 0,4
Freqüència del genotip AA: 6/20 = 0,3
Freqüència del genotip AB: 12/20 = 0,6
Freqüència del genotip BB: 2/20 = 0,1
c. Si els dos tipus d’hemoglobina tenen la mateixa eficàcia biològica, la selecció
natural no en modificarà la freqüència. Com que es tracta d’una població
68
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
petita, la deriva genètica pot modificar aquestes freqüències de manera
aleatòria.
53.
a. El primer text és de Charles Darwin. Parla de dos conceptes clarament
associats a la seva teoria evolutiva: la selecció natural, i la variabilitat que, de
manera natural, trobem a les poblacions de les diverses espècies. El segon text
és de Lamarck. Es fa referència a un possible origen del bipedisme en els
avantpassats de la nostra espècie, i la idea principal que hi apareix és que l’ús
habitual, en aquest cas no només d’un òrgan sinó d’un seguit d’òrgans, per tal
de mantenir la postura erecta s’hauria transmès de generació en generació.
b. El segon text postula que un esforç per tal d’aconseguir una postura erecta
es podria haver convertit en quelcom innat, o sigui heretable. Si fos així, els
canvis genètics que hi estiguessin relacionats haurien estat posteriors a la
necessitat d’adaptació, és a dir, les mutacions serien postadaptatives. Aquest
concepte és erroni clarament, ja que coneixem que les mutacions, els canvis en
el DNA dels organismes, es produeixen a l’atzar, i per tant, abans que l’efecte
que produeix aquesta mutació pugui ser o no seleccionat. S’incorporarà si
proporciona avantatges adaptatius, com ara una major capacitat de
supervivència i de reproducció. És a dir, les mutacions són preadaptatives.
54.
a. Per l'augment de la complexitat estructural.
b. El fet que les seves extremitats representen una forma intermèdia entre les
dels peixos i les dels tetràpodes.
c. La mutació i la recombinació genètica provoquen canvis en una espècie. La
selecció natural fa que sobrevisquin els individus que millor s’adapten al medi.
55.
a. Fa uns 22,5 milions d’anys. Fa deu milions d’anys es va produir la separació
de les dues espècies d’elefants que viuen en l’actualitat.
b. L’elefanta i el mascle de Mammut pertanyen a espècies diferents. En el cas
de poder encreuar els espermatozous del mamut i els òvuls de l'elefanta no
s’obtindria descendència. El concepte biològic d’espècie afirma que els
individus de la mateixa espècie constitueixen un grup reproductor amb
descendència fèrtil.
c. El procés d’especiació inclouria els passos següents:
- En una població precursora dels elefants actuals, els individus, tot i
mostrar diferències individuals, poden reproduir-se entre ells.
- El primer pas en el procés d’especiació és l’aparició d’una barrera
reproductora que origini dos grups d’individus.
- Aquests dos grups, sotmesos a accions selectives diferents, anirien
divergint des d’un punt de vista genètic, ja que combinacions genètiques
afavoridores en un dels ambients podrien resultar perjudicials en l’altre i
viceversa. Fins i tot podria aparèixer alguna nova mutació que
s’incorporés a algun dels grups d’individus.
69
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
- Tot plegat, després de força generacions, la diferenciació genètica
hauria conduït a la impossibilitat de reproduir-se entre els individus dels
dos grups. Els dos grups d’individus correspondrien a dues espècies
diferents.
d.
56.
a. En els gràfics es pot observar una clara correlació entre l’abundància de
llavors i el nombre d’individus de la població. A mesura que la disponibilitat de
llavors es redueix també ho fa la població de pinsans, i un cop la sequera acaba
i comença a augmentar la quantitat de llavors també ho fa el nombre de
pinsans.
b. La població de pinsans de l’illot Daphne era diversa com a resultat de les
mutacions preadaptatives i del procés de recombinació genètica. El procés de
selecció natural afavoreix els individus amb caràcters més adequats a les
condicions regnants. En aquest cas, la manca de llavors petites a causa de la
sequera afavoria els pinsans amb becs més grossos, ja que els permetien
alimentar-se de les llavors més grosses. D’aquesta manera, la majoria
d’individus de bec petit morien abans de reproduir-se i, en canvi, els pinsans
amb un bec més gros es reproduïen amb més facilitat perquè estaven més ben
nodrits, i transmetien a la seva descendència aquest caràcter. Així, els pinsans
de la generació següent tenien el bec una mica més gros que els de les
generacions anteriors, tal com van poder constatar els Grant.
70
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. Aquest procés s’anomena especiació. Es produeix quan un conjunt
d’individus d’una determinada espècie colonitzen un territori divers i formen
poblacions aïllades en diferents zones. Amb el pas del temps, i fruit de l’acció
de la deriva genètica, si la població inicial és petita i, especialment, de la
selecció natural que actua de forma diferent en cada cas, les dues poblacions
acaben sent tan diferents que ja no es poden encreuar entre elles. En aquell
moment, s’originen espècies diferents.
57. Pregunta web.
58. Pregunta web.
71
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 7
PER COMENÇAR
• Perquè, el 1989, la UNESCO havia declarat el parc nacional Yasuni reserva de la
biosfera ja que conté la biodiversitat més gran de tot l’Amazònia.
• Absorbeix per fotosíntesi els milions de tones de CO2 que s’emeten cada any.
• Com que la selva s’inunda cada any, els contaminants que es produiran com a
conseqüència de l’extracció de petroli es poden expandir per tota la selva i afectar tots
els organismes.
• La biodiversitat és la varietat d’éssers vius que existeix en un lloc.
Per explicar la necessitat de conservar-la i protegir-la, cal recordar que hi ha tres nivells
de biodiversitat, que són:
-La biodiversitat genètica, com més gran és, més diversitat d’individus hi ha i, per
tant, més probabilitats de supervivència té una població. A més, com més
poblacions genèticament diferents existeixin, l’espècie té més possibilitat de
supervivència.
- La biodiversitat específica és la diversitat d’espècies que hi ha en un ecosistema.
Com més gran sigui la biodiversitat d’un ecosistema, més estable és aquest
ecosistema.
- La biodiversitat d’ecosistemes és la varietat d’ecosistemes que hi ha a la
biosfera. Com més gran sigui, més probabilitats hi ha que la vida perduri en el
planeta.
• Les reserves de la biosfera són zones d’ecosistemes terrestres, costaners o marins, o
una combinació d’aquests, que formen part del Programa l’Home i la Biosfera (MAB),
amb l’objectiu de conciliar la conservació i la protecció de la biodiversitat amb l’ús dels
recursos naturals.
• Les selves tropicals tenen una gran biodiversitat, que és una font de molts recursos
(aliments, medicines, substàncies amb interès industrial, etc.) i a més ajuden a
estabilitzar el clima de la Terra gràcies a la gran quantitat de CO2 atmosfèric que
absorbeixen.
• Sí que hi influeix. Els organismes que viuen en el medi aeri necessiten estructures de
sustentació que impedeixin que s’esclafin contra la superfície per l’efecte de la gravetat.
Per exemple, els esquelets dels animals i el teixit llenyós dels vegetals.
72
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
ACTIVITATS
1. El medi és l’aigua. Per a la major part dels peixos el substrat també és l’aigua;
però per a d’altres, com ara el llenguado, que viu mig enterrat al fons, és la
sorra i el fang del fons marí.
2. Es poden esmentar tots els insectes que presenten larves aquàtiques
bentòniques; per exemple, els efemeròpters, els plecòpters i els tricòpters, els
quironòmids i les libèl·lules. També els capgrossos de les granotes, els gripaus i
alguns urodels.
3. Són a l’horitzó B. Si està molt rentat, és molt pobre en sals.
4. La llum.
5. La llum i l’hidrodinamisme, ja que hi ha algues especialitzades a suportar bé
l’onatge, mentre que d’altres, que necessiten la mateixa quantitat de llum, no
el suporten, per la qual cosa tan sols es troben en zones molt arrecerades.
També influeix en l’existència o no d’horitzons que el fons rocós no sigui pla,
sinó que presenti pendent, perquè no es noti l’efecte de la llum.
6. Al supralitoral, que és la zona que sempre queda emergida, i que
constantment o periòdicament rep esquitxades de gotes de mar (esprai marí),
les condicions són d’una salinitat molt alta, radiació solar directa i medi
ambient aeri.
Al mesolitoral, que és la zona que queda descoberta durant la marea baixa i
coberta durant la plenamar (hi ha dues plenamars cada dia), i que ocupa molt
pocs centímetres al Mediterrani (entre la marea baixa i la plenamar tan sols hi
ha uns centímetres de diferència) i molts metres a l’Atlàntic (hi ha uns tres
metres de diferència entre el nivell del mar en la plenamar i la marea baixa), les
condicions són d’un gran estrès, ja que les espècies han de suportar una
emersió i una immersió contínues. Així, les adaptacions per suportar l’envestida
de les onades (òrgans de fixació) i les emersions (esquelets externs que els
permetin tancar-se) són les més significatives.
A l’infralitoral, que és la zona que sempre queda sota el nivell del mar, les
condicions mediambientals més destacables són la progressiva extinció de la
llum, el canvi de tipus de llum (les radiacions roges són les primeres que
s’extingeixen, i les blaves, les darreres; d’això prové el nom «món blau») i
l’hidrodinamisme, ja que l’infralitoral és el que suporta tota l’envestida de
l’onatge.
7. La llum i l’arribada de nutrients (fosfats i nitrats) des del fons, arrossegats per
corrents ascendents, ja que, encara que hi hagi llum, si no hi ha nutrients, no es
pot desenvolupar cap estrat de fitoplàncton.
73
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
8. L’única espècie que en surt beneficiada és la mosca, no pas la vespa.
El benefici no és independent del nombre d’individus, ja que si, per exemple, hi
ha moltes mosques i poques vespes, alguns depredadors poden comprovar que
els animals que presenten ratlles grogues i negres són molt agradables de
menjar, i fins i tot poden arribar a eliminar les poques vespes existents.
Abans va aparèixer la vespa, perquè no es pot imitar el que no existeix.
9. Un exemple és el de les abelles, les vespes i les vespes xanes, que presenten
coloracions grogues i negres, i un fibló que fan servir amb molta agressivitat
contra els depredadors. Totes en surten beneficiades, i totes hi contribueixen
amb un nombre de baixes proporcional a la seva abundància. Una d’aquestes
devia ser la primera que va presentar aquesta combinació de colors i un fibló
eficaç.
10. La vespa: coloració aposemàtica; el pop: coloració críptica; la salamandra:
coloració aposemàtica; el camaleó: coloració críptica; els sírfids: coloració
mimètica, i l’insecte bastó: coloració críptica.
11. a. Les plantes epífites creixen sobre una altre vegetal, fent-lo servir de suport
físic per tal d’arribar a la llum en ecosistemes ombrívols i humits. A més a més,
d’aquesta manera es mantenen lluny dels herbívors.
b. Les epífites són típiques de boscos humits com poden ser els boscos tropicals.
Entre les més conegudes podem destacar les molses, els líquens, les orquídies,
les falgueres i les bromèlies.
12. R. M. (Resposta Model) Un exemple pot ser el fototropisme negatiu de l’arrel
d’una planta, que creix en contra de la llum; o bé el fototropisme positiu de la
tija d’una planta, que creix buscant la llum.
13. Les adaptacions que tan sols es donen en els animals i, per tant, presenten
diferències respecte de les plantes són:
1) Alguns animals (per exemple, els caragols terrestres) són capaços de secretar
mucositat per evitar la deshidratació.
2) Presenten l’aparell respiratori intern (pulmonar o traqueal) perquè no
s’assequi.
3) Tenen hàbits especials per evitar les hores de més insolació (hàbits
crepusculars o nocturns, fer migracions o enterrar-se al fang).
Les adaptacions que tan sols es donen en les plantes són:
1) Presenten arrels molt profundes i llargues.
74
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
2) Presenten fulles molt petites o no en tenen.
3) Acumulen molta aigua a les tiges.
Les adaptacions que són comunes als animals i a les plantes són: 1) Presenten
teguments impermeables. 2) Presenten una pilositat externa que crea un
microclima superficial que dificulta la pèrdua d’aigua. 3) Tenen fecundació
interna. 4) Presenten el desenvolupament dels embrions dins d’unes
estructures impermeables (ous o llavors). 5) Adapten el cicle biològic a l’època
humida.
14. La quitina.
15. La queratina que secreta la membrana plasmàtica de les cèl·lules
epidèrmiques. També hi contribueixen els greixos i les ceres que secreten les
glàndules cutànies corresponents.
16. No és correcta, ja que els amfibis no han pogut colonitzar els ambients
terrestres molt àrids, atès que necessiten aigua perquè els capgrossos que
surten dels ous puguin sobreviure.
17. Totes, excepte les ales de papallona, que són de quitina, i les dents de tauró i
els ullals d’elefant, que són de dentina (72% de col·lagen i 28% d’apatita).
18. a. Les variables ambientals que causen les diferències entre la vegetació dels
dos pendents són:
1) Un pendent està orientat al nord, i l’altre, al sud; per tant, com que
durant l’hivern el sol no arriba al zenit, il·lumina moltes més hores la
cara sud (solana) que la cara nord (obaga). Més insolació comporta més
calor; per tant, més sequedat del terreny i una atmosfera molt més
seca. Això explica que el vessant nord sigui més fred i humit, la qual cosa
afavoreix la formació de boscos mediterranis humits (rouredes) a les
muntanyes d’uns 2.000 metres i a les nostres latituds, i de pinedes de pi
roig, avetoses i pinedes de pi negre a més altitud. El vessant sud és el
més càlid i sec, la qual cosa afavoreix la formació de boscos mediterranis
secs (alzinars) a les nostres latituds, i també de pinedes de pi roig,
avetoses i pinedes de pi negre més amunt.
2) A més, un dels vessants presenta una roca mare silícica, i l’altre, una
roca mare calcària. El sòl que genera la silícica és argilós; per tant,
s’amara d’aigua i la resta de l’aigua baixa pel pendent. Així doncs,
tendeix a ser un vessant humit. En canvi, el sòl que genera la calcària és
més prim, ja que la calcària es dissol en comptes de disgregar-se com
fan les roques silíciques (granítiques i afins), i més porós; per això,
l’aigua, en lloc de baixar pel vessant, desapareix per les esquerdes de la
roca mare cap a l’interior de la muntanya (segurament la dissol i forma
coves i avencs). Tendeix a ser un vessant sec. L’acidesa del sòl també és
diferent: el silici és una mica àcid, i el calcari, una mica bàsic. Com que
75
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
moltes espècies tan sols poden viure en un determinat tipus d’acidesa,
lògicament també la vegetació serà diferent en els dos vessants per
aquest motiu.
Tot això explica per què el gruix del sòl és superior a la cara nord que a
la cara sud, fins al punt que arriba a faltar a la comunitat 5 (per això hi
falta vegetació, mentre que a la mateixa altitud a l’altre vessant sí que
n’hi ha), i perquè la vegetació de les comunitats 2 i 6 és diferent.
b. En la distribució altitudinal de la vegetació els dos factors que influeixen més
són la temperatura (com més altitud, menys temperatura) i el vent, tret que es
tracti d’una muntanya totalment envoltada de muntanyes més altes (com més
altitud, vent més fort).
El fet que la temperatura sigui inferior a les zones més altes és perquè la
temperatura de l’atmosfera no ascendeix gaire quan rep els rajos procedents
del sol, ja que es tracta de radiacions ultraviolades i lluminoses que escalfen
poc, mentre que quan aquestes incideixen sobre la superfície de la litosfera i de
la hidrosfera, aquesta s’escalfa i emet radiacions infraroges, les quals sí que
escalfen l’atmosfera. Per tant, com més a prop del sòl i de la superfície del mar,
més temperatura presenta l’atmosfera.
El vent, com que afavoreix l’evaporació de l’aigua, té un efecte deshidratant.
c. Les comunitats 1 i 4 presenten una vegetació diferent perquè: 1) una es troba
al vessant nord, que és més fred i humit, i l’altra es troba al vessant sud, que és
més càlid i sec. 2) Una és sobre un terreny silícic, i l’altra, sobre un terreny
calcari.
d. L’absència d’arbres de les comunitats 7 i 8 pot estar relacionada amb la típica
acumulació de glaç a les zones deprimides (glaceres) durant l’hivern, que, com
que estan orientades cap al nord, el glaç s’hi pot mantenir fins i tot durant la
primavera. Això vol dir que hi ha massa mesos de fred extrem perquè hi puguin
sobreviure els arbres (tan sols ho fan les plantes anuals i algunes espècies
d’arbusts ben adaptats a aquestes condicions).
19.
a. Els dos factors que hi influeixen més són el contingut de sal que arrossega el
vent i el pendent de la zona, que permet acumular o no un sòl apte per a la
vegetació.
b. En la separació de les comunitats 1 i 2, el factor que hi influeix més és la
concentració salina del vent. Entre les comunitats 2 i 3, el que hi influeix més és
l’existència de sòl en la comunitat 3, però no pas en la 2.
c. No hi ha arbres perquè els arbres necessiten un sòl més o menys tou on
enfonsar les llargues arrels per fixar-s’hi i trobar-hi l’aigua que necessiten. El fet
que a penes hi hagi sòl provoca que hi pugui haver herba però no pas arbres.
76
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
20.
a. Els dos factors que influeixen més en la distribució en horitzons o estrats dels
organismes són la llum (que s’extingeix gradualment tant en quantitat com en
qualitat, ja que primer s’extingeixen les radiacions roges i, finalment, les blaves,
a mesura que augmenta la profunditat) i l’hidrodinamisme o onatge (que és
molt fort a la superfície i que disminueix ràpidament a mesura que augmenta la
profunditat).
b. A la superfície hi predomina l’hidrodinamisme (varien molt les comunitats en
un lloc arrecerat respecte d’una zona exposada al mar obert, malgrat que totes
dues es trobin a la línia de superfície o cota 0).
c. Les comunitats d’animals bentònics no depenen de la llum per alimentar-se,
com sí que els passa a les algues bentòniques; però com que competeixen amb
aquestes per l’espai on adherir-se, i les algues creixen més ràpidament que ells
quan hi ha llum, a la pràctica la manera com es distribueixen està indirectament
influïda per la llum, almenys per la seva exclusió als primers metres. Després,
els factors que influeixen més en la distribució són el substrat i
l’hidrodinamisme. El substrat pot ser tou (sorra), tal com necessita l’Alcyonium,
o dur (roca fixa), com necessiten la gorgònia Paramuricea i el Parazoanthus. Si
el grau d’hidrodinamisme és molt alt, hi predominen els organismes poc fràgils,
com ara bivalves, ascidis i esponges; si no és tan alt, hi predominen les
gorgònies, que se situen amb la seva forma arborescent perpendicular al sentit
general dels corrents, i així poden filtrar millor les partícules alimentàries que
porta l’aigua (per mitjà dels pòlips, que les capturen amb els tentacles).
d. Els animals filtradors predominen a les zones profundes, ja que, com que no
hi arriba prou llum, les algues bentòniques no poden competir amb aquests per
l’espai.
21.
a. Gos-paparra: parasitisme.
b. Ostres-musclos-percebes sobre una mateixa roca: competència
interespecífica.
c. Lleó-zebra: depredador-presa.
d. Alevins que s’arreceren sota una medusa perquè no se’ls mengin altres
peixos: inquilinisme.
e. Algues i fongs en un liquen: simbiosi.
f. Plantes i insectes que les pol·linitzen: mutualisme.
22.
a. Xiprers (−) i pins (−): competència interespecífica.
b. Guineus (−) i àligues daurades (−): competència interespecífica.
c. Esplugabous (+) i bous (+): mutualisme.
77
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
d. Bacteris intestinals (+) i herbívors (+): simbiosi.
e. Cnidaris (+) i zooxanteles (+): simbiosi.
f. Llebres (−) i linxs (+): depredació.
23.
(1): mutualisme; (2): simbiosi; (3): comensalisme; (4): inquilinisme; (5): consort
d’un mutualisme; (6): parasitisme; (7): pot ser una explotació o una foresi.
24.
L’avantatge és evident si s’observa que el contingut de cada rèplica és idèntic,
així es té la seguretat de si n’hi ha prou d’estudiar una sola rèplica per conèixer
la fauna i la flora d’aquest punt. Seguretat que no s’aconsegueix amb una sola
mostra, per gran que sigui, ja que no es pot comparar amb una altra. Si
s’observa que la informació que aporta cada rèplica és diferent, això també és
un avantatge, perquè permet confirmar que la mida de la mostra és insuficient i
s’ha de repetir el mostreig. L’anàlisi no es pot dur a terme si no se’n tenen
rèpliques.
25.
Llocs apropiats per fer transsectes són el vessant d’una muntanya, el pendent
en una costa que s’enfonsa al mar (en què canvia gradualment la fauna i la
flora), el camp de conreu en un pendent lleuger al cim del qual s’ha produït un
abocament tòxic, etc. Llocs on no seria apropiat fer transsectes són una zona de
conreu plana homogèniament poblada, un fons submarí pla, arenós i
homogeni, etc.
26.
Uns 3.000 cm2 són prou perquè la mostra sigui representativa de la zona.
78
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
SABER FER
27.
28.
a. De densitat: el nombre d’individus que hi ha en 400 cm2 de Corallina
elongata.
b. L’abundància mitjana anual de cada espècie es calcula dividint el nombre
total d’individus recol·lectats en un any entre el nombre de mostres preses en
un any, que, en aquest cas, en són sis. La freqüència és el percentatge de
mostres en què apareix una espècie.
c. La dominància de cada espècie s’obté dividint el nombre d’individus
d’aquesta espècie en la mostra entre el nombre total d’individus capturats en la
mostra. Els resultats figuren en la taula. Com que moltes espècies no figuren en
totes les mostres, tan sols s’hi han representat les dominàncies de les sis
espècies més dominants.
d. El nombre d’individus i el nombre d’espècies de cada mostra s’ha inclòs en la
taula, i el gràfic de la variació al llarg de l’any figura en els gràfics de l’apartat
següent.
e. L’índex de Shannon-Weaver s’expressa de la manera següent:
𝐻 = − ∑ 𝑝𝑖 𝑙𝑜𝑔2 𝑝𝑖 que equival a 𝐻 = − ∑ 𝑝𝑖
𝑁
1
𝑙𝑛2
𝑙𝑛𝑝𝑖
; 𝑝𝑖 =
𝑁𝑖
𝑁
𝑁
de manera que ∑ 𝑝𝑖 = ∑ 𝑁𝑖 = 𝑁 = 1
79
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
H = diversitat
Ni = nombre d’individus de l’espècie i
N = nombre total d’individus de la comunitat
pi = dominància de cada espècie
Per exemple, per a la primera mostra, l’índex de Shannon es calcula de la
manera següent:
H = (-1/ln2) x [ (40/194 x ln(40/194) + (8/194) x ln(8/194) + (8/194) x ln(8/194) +
(28/194) x ln(28/194) + (98/194) x ln(98/194) + (12/194) x ln(12/194)] = 1,998
f. Vegeu el gràfic de com varia l’índex de diversitat al llarg de l’any.
Les variacions que s’observen al llarg de l’any es relacionen amb el fet que
l’increment d’hores de llum durant la primavera provoca un gran creixement de
les algues, cosa que afavoreix el creixement de les poblacions d’amfípodes
herbívors. Al final de l’estiu hi ha una gran quantitat de matèria orgànica morta
disponible per als amfípodes detritívors, que substitueixen els primers com a
80
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
espècies dominants. Observeu que, quan hi ha pocs individus i un nombre
similar d’espècies, la diversitat és alta, i que quan hi ha una espècie molt
dominant, la diversitat és baixa.
ACTIVITATS
29.
a. Una corba de supervivència és un gràfic que relaciona el nombre de
supervivents amb l’edat relativa.
b. A l’eix vertical s’indica el nombre de supervivents i a l’eix horitzontal, l’edat
relativa.
c. N’hi ha de tres tipus:
Tipus I: té una taxa de mortalitat molt baixa en les primeres etapes de
vida. La mortalitat més elevada té lloc en els individus madurs, que tenen
una esperança de vida baixa.
Tipus II: té una taxa de mortalitat constant en totes les edats, per la qual
cosa la probabilitat de morir és gairebé la mateixa en qualsevol moment.
Tipus III: té una taxa de mortalitat infantil molt alta, però els individus que
superen aquesta fase són longeus.
d. Els principals exemples de cada tipus de corba de supervivència serien:
Tipus I: aquest tipus de corba es dóna en els humans, els rotífers i
les abelles.
Tipus II: trobem espècies com ara l’hidra, la gavina o el pit-roig.
Tipus III: aquest és el cas de les ostres, els peixos i les tortugues
marines.
81
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
30.
a. Ni en la gràfica de 1931-1940 ni en la de 1959 ha passat prou temps per
poder acabar de dibuixar-les. Amb aquestes dades, la conclusió és que no s’ha
observat que ara els individus arribin a edats a les quals abans no arribava
ningú. Així doncs, l’edat màxima no ha augmentat.
b. La vida mitjana dels individus sí que ha augmentat. En el període de 17571763 hi havia una gran mortalitat infantil (tan sols el 50 % arribava a la meitat
de l’edat màxima), mentre que gairebé tots els individus nascuts el 1959
superen la meitat de l’edat màxima.
c. La probabilitat de viure fins a edats avançades (esperança de vida) ha anat
augmentant en la població humana.
31.
La corba superior pertany al sorell, ja que hi ha una gran mortalitat infantil i es
poden reproduir des de molt joves fins a molt grans. La corba inferior és la dels
humans, justament pels motius contraris. Curiosament, el sorell presenta
inversió sexual: molts joves que s’han reproduït com a mascles, quan són grans,
esdevenen femelles fèrtils.
32.
En les piràmides d’edats en les quals es diferencien els sexes, s’ha de calcular el
percentatge que representa cada interval d’edats de cada sexe per separat. Per
tant, la taula que s’ha de fer servir per fer la piràmide és la següent:
Per tant, la piràmide d’edats d’aquesta població tindrà la forma següent:
82
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
33. Les taxes són:
(És a dir, un creixement de l’11,6 %.)
34.
Al cap de dues hores i mitja (150 minuts), se n’hauran produït 5 generacions
(150/30 = 5). Si tan sols hi hagués un bacteri ( N0 = nre. inicial d’individus = 1), al
cap d’una reproducció (una generació) hi hauria 2 bacteris; al cap de dues
generacions, n’hi hauria 4; al cap de tres generacions, 8; és a dir, el nombre de
bacteris al cap de n generacions es calcula seguint la fórmula N0 x 2n. Per tant,
se n’hauran generat:
1.000 individus x 25 = 32.000 individus.
La gràfica del creixement d’aquesta població resulta dels càlculs
següents:
1a generació: 1.000 x 2 = 2.000 individus → log 2.000 = 3,301
2a generació: 2.000 x 2 = 4.000 individus → log 4.000 = 3,602
3a generació: 4.000 x 2 = 8.000 individus → log 8.000 = 3,903
4a generació: 8.000 x 2 = 16.000 individus → log 16.000 = 4,204
5a generació: 16.000 x 2 = 32.000 individus → log 32.000 = 4,505
L’avantatge que proporciona l’ús de logaritmes és que, en lloc de sortir
una corba, es dibuixa una línia recta, la qual cosa permet esbrinar amb
molta més precisió el nombre d’individus que hi haurà al cap d’unes
quantes generacions.
83
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
35.
La millor manera de resoldre aquest problema és aplicar-hi la fórmula següent:
Nt = 1.000 x e0,03 x 10 = 1.349,859 = 1.350 individus
Una altra manera és calcular quants individus hi haurà al cap d’un any; després,
a partir d’aquesta població, calcular quants se’n generen al cap d’un altre any i
així successivament fins a arribar als deu anys. Observeu que la fórmula dN/dt =
r x N permet calcular l’increment del nombre d’individus en una generació,
però que no serveix per calcular-lo en unes quantes generacions, ja que en les
següents el nombre d’individus totals (per tant, reproductors) ja ha augmentat.
(Vegeu-ne el càlcul en la taula.)
84
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
36.
En els ecosistemes amb fluctuacions pronunciades predominen les espècies
que segueixen l’estratègia de la r, perquè, si en l’ecosistema les condicions
fisicoquímiques adequades duren poc temps, les espècies que es reprodueixen
ràpidament tenen més possibilitats de generar ous (o llavors, si és una planta)
resistents a les condicions adverses que les espècies que tarden molt a
reproduir-se. A més, si es generen molts descendents, hi ha més possibilitats
que neixin individus capaços de sobreviure en les següents condicions
mediambientals que no pas si se’n generen pocs. En els ecosistemes molt
estables predominen les espècies que segueixen l’estratègia de la K, ja que són
més eficients a l’hora d’aconseguir l’aliment; per exemple, els arbres joves,
quan han crescut, acaparen tota la llum per la qual al principi havien de
competir amb les herbes i els arbusts.
Hi ha més competència per l’aliment en els ecosistemes estables que en els
ecosistemes fluctuants. En els primers hi ha un nombre elevat d’espècies
diferents que es disputen l’aliment. Cadascuna ha invertit gran part de l’energia
obtinguda a produir una estructura diferent especialitzada a aconseguir-ho. Són
els estrategs de la K. En els ecosistemes molt fluctuants, com que les espècies
han d’utilitzar la major part de l’energia obtinguda per a la reproducció, no
queda energia per produir estructures diferents que millorin l’eficiència a
aconseguir aliment. Com que hi ha poques espècies diferents, no hi ha un alt
grau de competència per aconseguir aliment: són els estrategs de la r.
85
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
37.
Aquestes dues gràfiques mostren una gran similitud pel que fa a la seqüència
de pujades i baixades, com la que presenten les corbes poblacionals d’una
espècie depredadora i la seva espècie presa. La conclusió és que entre aquesta
població de guineus i aquesta població de conills hi ha, molt probablement, una
relació de depredador-presa.
El desfasament entre les dues corbes s’evidencia en el fet que el màxim
poblacional en una espècie es doni un temps després (aproximadament un any)
en l’altra espècie. Per tant, això implica que, mentre una població comença a
disminuir, l’altra continua augmentant. Per entendre la causa d’aquests
desfasaments, cal considerar que les trobades entre les guineus i els conills són
beneficioses per a les primeres i perjudicials per als segons; és a dir,
afavoreixen l’augment de guineus i la disminució de conills. Per tant, com més
trobades hi hagi, més gran serà l’increment de guineus i més petit el de conills.
Com que la probabilitat d’una trobada depèn del nombre d’individus de
cadascuna de les dues espècies, pot ser que encara que quedin molt pocs
conills, com que hi ha moltes guineus, els conills siguin capturats molt
fàcilment. La inflexió d’aquesta tendència es dóna quan les guineus ja no tan
sols consumeixen l’increment de la població de conills, sinó la població base de
conills, per la qual cosa aquesta no arriba a restituir el nombre de baixes. Fins
aquest moment, la població de guineus no haurà notat que el seu creixement
s’ha produït depassant les possibilitats que li oferia la població de conills. El que
explica els desfasaments és el fet que s’hagi d’arribar a aquest extrem perquè
s’inverteixi el sentit de creixement de la població de guineus.
Les fluctuacions van ser més importants al principi perquè els conills acabaven
d’arribar a un ecosistema per explotar, on no hi havia depredadors. Per això va
arribar a tenir un màxim molt alt. Això va comportar un màxim molt alt de
guineus, fet que va produir una disminució dràstica dels conills, que no s’ha
repetit mai més. En canvi, després, les dues poblacions ja parteixen del nombre
que permet l’ecosistema i la seva interrelació mútua i, per tant, si l’ambient és
estable tot l’any, totes dues es podrien mantenir sense sofrir a penes
fluctuacions. Si hi ha èpoques favorables i desfavorables per a la presa, les
fluctuacions continuaran.
TEST DE LA UNITAT
38. Resposta d.
39. Resposta d.
40. Resposta c.
41. Resposta c.
42. Resposta d.
86
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
43. Resposta d.
44. Resposta c.
45. Resposta c.
46. Resposta d.
47. Resposta d.
48. Resposta b.
49. Resposta b.
50. Resposta a.
51. Resposta c.
52. Resposta b.
53. Resposta d.
ACTIVITATS FINALS
54.
a. «Hi ha relació entre les condicions de llum i l’activitat dels llangardaixos?» o
també, «Com influeix la llum sobre l’activitat dels llangardaixos?».
b: La variable independent són les condicions de llum, i la variable dependent,
l’activitat o moviment dels llangardaixos.
c. Es poden fer diferents dissenys, però haurien de respondre a l’esquema bàsic
següent:
-Triar com a mínim 3 terraris que se sotmetran a condicions de llum diferents
(intensa, atenuada, foscor). També serà correcte un nombre de terraris
múltiple de 3.
-Fixar la temperatura i la humitat ambiental dels terraris en uns valors per
determinar, que hauran de ser els mateixos en tots els casos i mentre duri
l’experiment.
-Introduir diversos llangardaixos a cada terrari.
-En uns intervals de temps per determinar (cada dia, dos cops al dia, etc.),
mesurar l’activitat dels animals a través del recompte dels moviments.
87
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Anotar les observacions.
-Finalitzat el període d’una setmana, donar per acabat l’experiment.
Estudiar les dades per tal de veure en quines condicions de llum (intensa,
atenuada, foscor) és produeix una major o menor activitat.
- Elaborar les conclusions de l’experiment.
d. Els organismes poiquiloterms són aquells que la temperatura interna del seu
cos experimenta variacions segons la temperatura del medi on es troben.
e. Els organismes homeoterms tenen una temperatura interna més o menys
constant, independent de les variacions que pugui experimentar la temperatura
del medi exterior. Els ocells i els mamífers són animals homeoterms.
55.
a. Cal elaborar el gràfic amb l’escala adequada als valors i el nom de les
variables i les unitats.
El mol·lusc prolifera durant els primers dies, de manera que la població creix a
un ritme considerable a causa de la reproducció i la disponibilitat d’aliment.
Probablement la introducció del peix carnívor es fa entre el 6è i el 7è dia, per la
davallada en el nombre de cargols.
b. Cal considerar la temperatura i el pH com a variables que poden influir en la
mort dels peixos. Dues hipòtesis plausibles podrien ser:
– Potser els peixos han mort perquè es troben a una temperatura massa
baixa que no és compatible amb la seva vida.
– Potser els peixos han mort perquè es troben a un pH massa baix que
no és compatible amb la seva vida.
S’acceptaran altres hipòtesis indirectes, com ara: potser el pH i/o la
temperatura més baixos han fet que els caragols morin, la qual cosa ha fet que
els peixos Botia es quedin sense aliment i també morin.
88
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. Considerarem, per exemple, la hipòtesi de la temperatura. La planificació
d’un possible experiment seria:
Disposem de diversos aquaris a temperatures diferents. Per exemple,
10℃, 20℃, i 30℃, mesurada convenientment amb termòmetres.
Cal fixar les altres variables: l’aigua ha de tenir el mateix origen, el
mateix pH, la mateixa exposició a la llum, etc.
1) Introduïm diversos peixos als diferents aquaris.
2) Observem els canvis.
3) Si els peixos modifiquen la seva activitat d’una manera important en
alguns dels aquaris, probablement deu ser perquè la temperatura és la
variable que afecta la seva supervivència.
4) Es valorarà positivament que s’indiqui la necessitat de realitzar cada
experiment sobre diversos peixos simultàniament (a cada aquari).
5) Convé, a més, fer tot l’experiment en diverses ocasions.
56.
a. Els primers 100 dies: Inicialment, com que la població comença de 0, és lògic
que el ritme inicial de creixement, tot i ser molt ràpid, no quedi reflectit tan
ràpidament en el nombre d’individus. Aquest ritme inicial serà tan ràpid com ho
permeti el potencial reproductor de la població, ja que disposen d’espai i
abundant menjar.
Més enllà del dia 200: El medi, en aquest cas la farina del molí, representa un
recurs tròfic limitat i pot donar-se competència intraespecífica per l’aliment, o
fins i tot per l’espai. També poden considerar-se altres respostes, com ara la
variació de factors ambientals –per exemple, la temperatura– que facin alentir
el ritme de creixement ja que es produeixen tants naixements com morts.
La corba de creixement té la forma (sigmoïdal) típica d’una població que creix
en un medi amb recursos limitats. Després de la fase inicial, l’increment és
exponencial, perquè el nombre de naixements supera el de morts i, per tant,
s’incrementa la població reproductora fins que la disponibilitat de recursos
sigui limitant.
b. S’observa que la corba de la presa (escarabat de la farina) i del depredador
(l’altre insecte) agafen formes semblants, però la del depredador té un cert
endarreriment. La interpretació que es pot donar d’aquest fet és que, quan la
població de la presa augmenta, això ve seguit d’un augment de la població del
depredador, que podrà alimentar-se més fàcilment i es reproduirà més. Aquest
augment, però, incrementa la pressió sobre la població de la presa, que
disminuirà.
89
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. L’alumnat podrà respondre dues de les relacions següents:
– Competència: demanda d’un mateix recurs. Per exemple, les plantes
per la llum solar.
– Parasitisme/explotació: un individu (paràsit) viu a expenses d’un altre
(hoste), al qual perjudica. Exemples: puces i gossos, el cucut i altres
ocells.
–Comensalisme: un organisme (comensal) s’alimenta de l’aliment
sobrant o de secrecions, descamacions, etc. d’un altre (hoste) sense
perjudicar-lo ni afavorir-lo. Exemple: insectes que viuen als nius d’ocells.
– Mutualisme: associació entre dos individus per beneficiar-se
mútuament, però que podrien viure independentment. Exemple:
l’esplugabous s’alimenta dels paràsits dels bòvids.
– Simbiosi: associació molt estreta entre dos individus per beneficiar-se
mútuament, però que no podrien viure independentment. Exemple:
alga i fong dels líquens.
57.
a. Probablement la localitat IV és la que contindrà més animals, ja que és la que
té relativament més recobriment de vegetació (97%) i conté més espècies de
plantes (22). La diversitat i l’abundància dels productors primaris farà possible
que s’estableixin més poblacions d’animals que s’alimentin de les plantes amb
més possibilitats de relacions alimentàries.
b. Les localitats més properes a la línia de costa representen els primers estadis
de la successió, amb poques espècies (probablement oportunistes o pioneres),
amb una escassa cobertura vegetal i amb un sòl poc madur (amb poca matèria
orgànica). A mesura que ens allunyem de la costa, ens trobem amb comunitats
més madures i amb estadis més avançats de la successió amb més diversitat
90
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
d’espècies, més percentatge de cobertura vegetal i sòls més madurs i rics amb
matèria orgànica.
c. El contingut salí del sòl provoca que l’aigua disponible per a les plantes tingui
una alta concentració de sals, de manera que fàcilment arriba a ser més
elevada (hipertònica) que la concentració salina de l’interior de les cèl·lules
(aquest fet provoca que la planta, per osmosi, tendeixi a perdre aigua per
exosmosi en lloc d’absorbir-la). Per això una adaptació comuna de les plantes
que viuen en sòls molt salins és acumular sals als teixits, per així tornar el seu
medi intracel·lular hipertònic o, si més no, isotònic, i poder absorbir més
fàcilment l’aigua mitjançant l’osmosi.
58.
a. Una comunitat és el conjunt d’organismes que viuen en un ecosistema
determinat. N’hi hauria prou que l’alumne justifiqués les diferències segons els
elements abiòtics propis de cada bassa (això determina la composició de la
comunitat en cada cas): es troben sobre roques diferents, la composició de
l’aigua pot ser diferent, una bassa és més fonda que l’altra, hi ha diferències en
la temperatura, etc.
b. El gràfic 1 correspon a la bassa B; el 2, a la A. Tal com es pot observar en el
gràfic, l’espècie només pot correspondre a la bassa B, ja que només a partir
d’una determinada fondària s’arriba al rang de temperatura compatible amb la
vida d’aquesta espècie.
c. Cal que la resposta apunti alguns dels possibles canvis derivats del fet de
tallar els arbres: variacions en la incidència del vent, en la insolació (per les
ombres) i, per tant, en la quantitat de llum i temperatura, en les aportacions
per fulles caigudes (que ja no hi seran), en l’aportació dels materials, que ara
seran més erosionables, etc.
59.
a. Les dues variables ambientals que condicionen la distribució i la disposició de
les comunitats són les precipitacions i el tipus de substrat (calcari o bàsic i silícic
o àcid).
b. L’arbust gran (3) no apareix a la comunitat B perquè només pot viure al sòl
calcari (bàsic), tot i que per les seves necessitats d’aigua podria viure a la
comunitat B. L’arbre 1, tal com diu la llegenda, té grans necessitats hídriques, per
tant, tot i ser indiferent al substrat, difícilment podrà habitar a la comunitat C, on
l’ambient és molt eixut.
c. Les guineus depreden les llebres, per tant, una disminució de les guineus
podria suposar un augment del nombre de llebres. La planta 5 llavors podria ser
més menjada per la població de llebres. Si tal com diu l’enunciat aquest fet
afavoriria la planta 6, això vol dir que entre les dues plantes hi ha competència.
91
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
60.
a. A partir del gràfic s’observa que durant les 4 primeres setmanes hi ha un
creixement exponencial de la població. Aquest creixement sobtat és degut al fet
que els recursos són abundants, i la taxa de reproducció, alta. Arribats a la 4a
setmana, amb prop de 400 individus, el creixement de la població s’atura, i pateix
lleus davallades i augments entre la 5a i 9a setmana, en què s’estabilitza al
voltant dels 400 individus.
b. La introducció de la població B, a la 9a setmana comporta una davallada
progressiva en la població A, simultània a un augment de la població B. A partir
de les dades s’aprecia aquesta dinàmica cíclica, pròpia de la relació presadepredador amb un cert desfasament entre els màxims i els mínims de les dues
poblacions.
92
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 8
PER COMENÇAR
• La petjada ecològica és un indicador ambiental que calcula l’impacte de l’activitat
humana sobre el medi ambient mitjançant un valor de superfície.
La capacitat de càrrega d’un ambient és la quantitat màxima de població que pot
suportar indefinidament un territori.
El dèficit ecològic és la diferència entre la capacitat de càrrega d’un territori
determinat i la seva petjada ecològica.
• Es va estimar en 1,5 ha/any.
• R. M. A nivell individual:
 No utilitzar el cotxe per a distàncies curtes i limitar-lo tan sols als casos en què
sigui estrictament necessari.
 Optar pel transport públic en distàncies llargues i sempre que sigui possible.
 Utilitzar la bicicleta per a distàncies curtes i mitjanes.
 Caminar en distàncies curtes.
 A casa, encendre els llums només quan sigui necessari.
 No deixar ordinadors o altres aparells engegats mentre no els utilitzem.
 Utilitzar la calefacció i els aires condicionats de manera racional i discriminada.
 No deixar aixetes obertes (quan ens dutxem, quan ens rentem les dents, quan
rentem els plats, etc.).
 Separar els residus i donar-hi el destí que més escaigui en cada cas.
 Utilitzar piles recarregables en comptes de piles d’un sol ús, que contaminen
molt l’entorn.
 Evitar els productes d’«usar i llençar».
R. M. A l’escola:
 No deixar els llums oberts quan no hi hagi ningú a l’aula ni sigui estrictament
necessari.
 Organitzar o habilitar espais i contenidors per a la recollida selectiva de paper i
cartró, plàstics, llaunes, piles, etc.
 Quan es vagi al lavabo, no deixar aixetes obertes.
 Reduir l’ús de paper, reutilitzar-lo i reciclar-lo.
 Utilitzar paper reciclat.
 Només imprimir i fotocopiar allò que sigui estrictament necessari.
 Imprimir i/o fotocopiar a dues cares sempre que sigui possible.
 Habilitar caixes al costat de les fotocopiadores o impressores per tal de
reaprofitar el paper escrit per una cara.
93
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
 Comprar i utilitzar productes amb certificació ecològica. Així ens assegurem que
les repercussions ambientals són mínimes.
 Disminuir el consum de productes i materials innecessaris.
 Reutilitzar carpetes o arxivadors que hagin quedat buits per tal d’allargar la seva
vida útil.
 Utilitzar bolígrafs, llapis, etc., recarregables i amb la carcassa fabricada amb
material reciclat o biodegradable.
 Utilitzar retoladors o marcadors de base aquosa.
 Optar per llapis fluorescents (en sec) en comptes de marcadors líquids que
contenen dissolvents.
 Utilitzar llapis de grafit fabricats amb fusta certificada, sense que estiguin lacats
ni envernissats per fora.
• El dèficit ecològic d’una persona que viu a Catalunya és:
Dèficit ecològic: 6 – 1,5 = 4,5 ha/any
•Per saber la petjada ecològica dels habitants de Catalunya caldrà multiplicar la
petjada ecològica pel nombre d’habitants.
Petjada ecològica dels habitants de Catalunya = 7.508.106 x 6 = 45.048.636 ha/any.
Per tant, caldria una superfície de 45.048.636 ha en comptes de les 3.200.000 ha que
tenim.
• La regla de les tres R, “Reduir, Reutilitzar i Reciclar”, és una proposta sobre hàbits de
consum per popularitzar el hàbits de consum responsable. Aquest concepte fa
referència a estratègies per al maneig de residus que busquen ser més sostenibles amb
el medi ambient i específicament donar prioritat a la reducció en el volum de residus
generats.
ACTIVITATS
1.
El nínxol ecològic es pot definir com l’ofici d’una espècie, és a dir, l’estratègia
per sobreviure que fa servir. Aquestes estratègies inclouen la manera
d’alimentar-se, de reproduir-se i de relacionar-se amb altres organismes i els
seus límits de tolerància ambiental.
En trobem un parell d’exemples entre les zebres i les girafes. Els dos
organismes són herbívors africans que consumeixen vegetals, però la zebra s’ha
especialitzat a menjar herbes del terra i la girafa s’alimenta de les fulles que
creixen més altes, per tant el seu nínxol és diferent.
2.
L’hàbitat és el conjunt de llocs on, a causa de les condicions fisicoquímiques
ambientals, viu o pot viure una espècie. Un exemple pot ser el bosc
mediterrani.
3.
S’anomenen espècies vicariants les que pertanyen a un mateix grup taxonòmic,
viuen en hàbitats semblants i pertanyen al mateix nínxol ecològic, però ocupen
àrees biogeogràfiques diferents.
94
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
4.
Els fongs són organismes heteròtrofs que presenten digestió externa, és a dir,
secreten els enzims digestius sobre l’aliment i després absorbeixen els
productes de la digestió.
5.
Dent de lleó → Saltamartí → Musaranya → Serp blanca → Àguila marcenca
6.
Planta: Productors.
Papallona: Consumidors primaris.
Abellerol: Consumidors secundaris.
Falcó: Consumidors terciaris.
7.
A cada nivell tròfic trobaríem els organismes següents:
a) Productors: fulles de roure i plantes herbàcies.
b) Consumidors primaris: eruga, llimac i papallona.
c) Consumidors secundaris: escarabat, gripau i ocell insectívor.
d) Consumidors terciaris: musaranya, mussol i falcó.
8.
95
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
SABER FER
9.
a. La superfície del rectangle A i la del rectangle B corresponen a l’energia de
l’aliment que han ingerit les dues espècies. La superfície del rectangle
«respiració» més la superfície del rectangle «producció» correspon a l’energia
aprofitada (assimilada), que després s’ha invertit a respirar i augmentar la
biomassa (en els mascles, a augmentar la biomassa pròpia, i en les femelles,
repartida entre augmentar la biomassa pròpia i generar la biomassa de les
cries). Així doncs, l’espècie B presenta més eficiència expressada com a aliment
assimilat / aliment ingerit. La causa és que l’aliment ingerit és més nutritiu, és a
dir, rendeix més energia per gram d’aliment. Per exemple, l’aliment A podria
ser herba (la cel·lulosa de la qual és molt difícil de digerir) i l’aliment B podria
ser carn. El rectangle B ha de correspondre, per tant, al llop.
b. El rectangle A (el be) presenta més eficiència pel que fa a PN/aliment
assimilat, ja que hi ha una pèrdua en respiració relativament petita, si es
compara amb B (el llop). Aquesta espècie inverteix molta més energia a córrer
(respirar) per localitzar i aconseguir l’aliment.
c. Els dos rectangles A i B són iguals, i els dos rectangles en els quals posa
«producció» també són iguals entre si, per la qual cosa el quocient PN/aliment
dóna el mateix resultat. A més, ja indica que dóna 0,1, és a dir, el 10 %. Així
doncs, els dos organismes són igualment eficients pel que fa al coeficient
d’eficiència.
d. Per tot el que s’ha exposat, es dedueix que el rectangle A correspon al be, i el
rectangle B, al llop.
ACTIVITATS
10.
Les xifres corresponen als conceptes següents: (1): fotosíntesi; (2): sals
minerals; (3): producció primària; (4): producció secundària; (5): calor; (6):
energia lluminosa; (7): descomponedors; (8):CO2;(9):O2;(10): respiració;(11):
fulles i branques mortes; (12): defecacions i cadàvers.
11.
El percentatge de pèrdues per respiració es calcula de la manera següent:
96
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
12.
Els resultats són els següents:
El temps de renovació dels productors és el temps necessari perquè es renovi
tota la biomassa d’aquests productors.
13.
a.Energia gastada en respiració en les plantes:
b. Energia de l’aliment ingerit pels herbívors:
12 kcal/m2 x any
c. Producció que queda disponible per als carnívors:
12 − 7 − 3 = 2 kcal/m2 x any
d. Eficiència neta de les plantes:
e. Abans de calcular l’eficiència neta dels herbívors, cal destacar que Pbh no és
la producció bruta dels herbívors, sinó la producció del bosc que ingereixen els
herbívors, ja que s’hi han de restar les 7 kcal/m2 x any corresponents a les
defecacions de la part de les plantes ingerides que no és assimilada
(bàsicament correspon a la cel·lulosa, que és una substància poc assimilable).
Per tant, la producció bruta dels herbívors és 12 −7 = 5 kcal/m2 x any. Com que,
d’aquestes, se’n perden per respiració 3 kcal/m2 x any, la producció neta dels
herbívors és 5 − 3 = 2 kcal/m2 x any.
97
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Per tant, l’eficàcia neta dels herbívors és:
L’esquema quedaria de la manera següent:
14.
Les lletres corresponen als conceptes següents: (a): llum incident; (b): llum
reflectida; (c): llum absorbida; (d): llum invertida per escalfar les fulles; (e):
producció bruta; (f): energia invertida en respiració; (g): producció neta.
L’eficiència neta de les plantes és la següent:
15.
Temps de renovació (selva):
98
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Temps de renovació (desert):
La taxa de renovació correspon a l’anomenada productivitat:
Taxa de renovació (selva):
Taxa de renovació (desert):
La conclusió és que els deserts es comporten com a ecosistemes joves, que es
regeneren ràpidament; n’hi ha prou amb cinc anys per renovar-ne tota la
biomassa. En canvi, les selves són ecosistemes molt madurs que necessiten
molt de temps, uns vint anys, per renovar la biomassa; així doncs, són
ecosistemes més delicats, ja que les alteracions que s’hi produeixen tarden
molt a arreglar-se.
16.
a. La població de falcons disminuirà per manca d’ocells insectívors, que són el
seu únic aliment.
• La població de mussols pot disminuir per manca d’ocells insectívors, però com
que també s’alimenten de musaranyes i gripaus no resultarà tan afectada com
la població de falcons.
• La població de papallones augmentarà perquè desapareixeran els ocells
insectívors.
b. • Explicar una disminució dels llimacs és difícil, i s’ha de recórrer a la
sobreexplotació. L’explicació més apropiada seria que els llimacs poden
disminuir perquè, com que en la temporada anterior van créixer en excés per
falta d’ocells insectívors, van permetre un creixement excessiu de la població
de gripaus. Ara, n’hi ha tants que es comporten com una plaga que extermina
els llimacs.
• Explicar un possible augment de la població de llimacs és molt més fàcil. Per
exemple, com que falten els ocells insectívors, els mussols han exterminat els
99
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
gripaus, i com que falten els seus dos depredadors naturals, la població de
llimacs ha experimentat un gran augment.
17.
a. Els individus joves inverteixen l’energia assimilada a augmentar el pes
(creixement); els individus adults, a generar nous individus (reproducció), i els
individus vells gasten més energia a mantenir el seu organisme (manteniment)
que la que aconsegueixen assimilar, és a dir, tenen una producció negativa.
b. La producció d’una espècie és igual a l’augment de biomassa per unitat de
temps. Aquest augment resulta de sumar l’increment de biomassa que
experimenten els individus joves en edat de creixement a la biomassa que
sumen tots els nous individus acabats de néixer i que abans no existien, i de
restar-hi la biomassa que perden els individus vells (en els animals, això és
degut principalment a la pèrdua de massa muscular).
Producció d’una espècie = creixement (joves) + reproducció (adults) − dèficit de
manteniment (vells)
18.
100 m x 100 m = 10.000 m2
Producció de fulles:
300 g/m2 x any x 10.000 m2 = 3.000.000 g/any
Producció d’insectes fitòfags:
10 % (3.000.000 g/any) = 300.000 g/any
Producció d’ocells insectívors:
10 % (300.000 g/any) = 30.000 g/any
Producció de rapinyaires:
10 % (30.000 g/any) = 3.000 g/any
19.
Al principi hi ha 400 kg d’ocells. Al cap d’un any, l’increment de pes dels ocells
és de 100 kg en forma d’augment de pes i 100 kg en forma de pollets, és a dir,
en total hi ha 200 kg més d’ocells. Si s’han de mantenir els mateixos 400 kg
d’ocells que hi havia l’any anterior, és que els depredadors han consumit 200 kg
d’ocells, que és la dada que se’ns demana en l’enunciat del problema.
Una altra cosa és si volguéssim saber com serà la població d’ocells al cap d’un
any. Al principi, hi havia 1.000 ocells que pesaven 400 kg, és a dir, hi havia 1.000
ocells d’uns 0,4 kg de pes cadascun (400 kg / 1.000 individus = 0,4 kg/ind.). Al
cap d’un any, suposant que no hi hagués baixes, hi hauria 1.000 ocells de 0,5 kg
cadascun [(400 + 100) kg / 1.000 ind. = 0,5 kg/ind.], i 1.000 pollets de 0,1 kg
cadascun (100 kg / 1.000 ind. = 0,1 kg/ind.). Suposant que els depredadors
consumeixin tants individus adults com pollets (suposició certament gratuïta)
consumiran n adults i n pollets i, per tant, quedaran (1.000 - n) adults i (1.000 100
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
n) pollets. Per esbrinar n, s’aplica la fórmula següent:
(n x 0,5 kg) x (n x 0,1 kg) = 200 kg
0,6n = 200, d’on n = 333,33 individus
És a dir, la població al cap d’un any serà:
1.000 - 333,33 = 666,67 adults a 0,5kg són 333,3kg
66,7 𝑘𝑔
1.000 - 333,33 = 666,67 pollets a 0,1 kg són 400,0 𝑘𝑔
20.
La piràmide que té uns herbívors (consumidors primaris) més eficients és la A,
ja que amb la mateixa producció de plantes (productors) que la de la piràmide
B aconsegueix produir més carn, que queda disponible per als carnívors
(consumidors secundaris).
21.
Els càlculs són els següents:
Producció dels oceans = superfície dels oceans (370 x 106 km2) x
producció mitjana dels oceans (100 gC/m2 x any = 108 gC/km2 x any) =
370 x 1014 gC/any
Producció dels continents = superfície dels continents (139 x 10 6 km2) x
producció mitjana dels continents (300 gC/m2 x any = 3 x108 gC/km2 x
any) = 417 x 1014 gC/any
La conclusió és que els continents aporten més producció primària que
els oceans.
22.
Producció bruta:
30 mm x 19,5 mm x
1 𝑘𝑔/𝑚2 ×𝑎𝑛𝑦
1 𝑚𝑚2
= 585 kg/m2 x any
Producció neta global:
18 mm x 19,5 mm x
1 𝑘𝑔/𝑚2 ×𝑎𝑛𝑦
1 𝑚𝑚2
= 351 kg/m2 x any
Part de la producció neta global, que es renova, cau o es gasta, és a dir,
producció neta renovable:
18 mm x (19,5 mm − 9 mm) x
23.
1 𝑘𝑔/𝑚2 ×𝑎𝑛𝑦
1 𝑚𝑚2
= 189 kg/m2 x any
L’energia respirada (7.648,625 kcal/m2 x any) més l’energia emmagatzemada a
les restes (2.351,375 kcal/ m2 x any), que després respiraran o fermentaran els
descomponedors, torna a l’espai exterior de l’ecosistema les 10.000 kcal/m2 x
any que hi van entrar procedents del Sol.
101
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
24.
Els factors principals que determinen els diferents biomes terrestres són el
clima, el més important, i el tipus de sòl, que determina les comunitats vegetals
que hi podran viure.
25.
Els biomes terrestres que es troben entre el tròpic de Càncer i el cercle polar
àrtic són el desert càlid, la sabana, el bosc tropical, el bosc caducifoli, el desert
fred, l’estepa, el bosc mediterrani, la taigà, la tundra i l’alta muntanya. És a dir,
hi ha representats tots els biomes terrestres excepte el bosc equatorial.
26.
Catalunya es troba dins el bosc mediterrani.
27.
Els productors capten el carboni en forma de CO2 i l’incorporen a la seva
biomassa com a matèria orgànica, generalment com a glúcid, per mitjà de la
fotosíntesi.
28.
El fòsfor es troba a l’escorça terrestre, principalment en forma del mineral
apatita, que, juntament amb altres minerals, constitueix la roca fosforita.
29.
Les trampes de fòsfor són acumulacions de grans quantitats de fòsfor, en forma
de roca fosforita, al fons del mar.
30.
El nitrogen es troba en les proteïnes i en els àcids nucleics.
31.
R. M. Entre els microorganismes que poden aprofitar el nitrogen atmosfèric
trobem bacteris com Clostridium, Rhizobium i Azotobacter, i algues cianofícies
del gènere Anabaena i Nostoc.
32.
L’amonificació consisteix a transformar els grups amino de les proteïnes en
amoníac.
33.
En un ambient anaeròbic l’àcid sulfhídric s’acumula a les aigües i precipita en
forma de sulfurs de ferro (pirites).
34.
Les plantes absorbeixen el sofre en forma d’ió sulfat.
35.
a. Han augmentat la biomassa, la producció bruta i la quantitat de clorofil·la per
metre quadrat. Han disminuït les pèrdues per respiració i la producció neta.
102
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. Esbrinar quina és la producció neta en un prat és una tasca difícil, i encara ho
és més calcular-la en un bosc. En general, es combinen uns quants mètodes i
s’utilitzen els índexs de creixement de les diverses espècies en diferents
condicions que hi ha en la bibliografia. En un prat, un sistema és escollir unes
quantes parcel·les d’1 m2 i separar-ne totes les plantes, incloent-hi la part
subterrània, i pesar-les. Cal repetir l’operació al cap d’uns dies o unes quantes
setmanes per poder deduir l’increment que experimenta per unitat de temps.
En un bosc això és molt més difícil. Una manera és delimitar parcel·les i recollir i
pesar totes les fulles que hi han caigut en un temps determinat; a més, mesurar
tots els diàmetres i les alçàries dels arbres i arbusts que hi ha, i comparar
aquestes mides amb els mateixos mesuraments un cop passat el temps indicat
per a les fulles. També es poden fer cales cilíndriques al sòl i retirar tots els
segments d’arrels presents a la cala; un cop passat el temps indicat abans, es
repeteix l’operació per quantificar la biomassa de les noves arrels que han
ocupat els espais buits a les cales. Una altra tècnica complementària consisteix
a embolicar amb plàstic per a hivernacles determinats punts del bosc, i
mesurar-ne a l’interior la disminució de CO2 per unitat de temps a causa de la
fotosíntesi, havent-n’hi restat l’augment a causa de la respiració de les plantes.
En els boscos, la producció neta és més baixa perquè, com que contenen tanta
biomassa, gairebé tota la producció s’inverteix a respirar i així poder mantenir
viva aquesta biomassa.
c. Productivitat del prat:
2 𝑔𝐶/𝑚2 × 𝑑𝑖𝑎
1.000𝑔𝐶/ 𝑚2
= 0,002/dia → 0,2 % per dia
Productivitat del bosc:
0 𝑔𝐶/𝑚2 × 𝑑𝑖𝑎
15.000𝑔𝐶/ 𝑚2
= 0/dia → 0 % per dia
d. Es passa del prat al bosc perquè el prat produeix més biomassa que la que
consumeix en la respiració, és a dir, perquè té una producció neta positiva.
Gràcies a això, cada vegada tindrà més biomassa i s’assemblarà més a un bosc.
En canvi, el bosc presenta una producció neta molt petita o nul·la (en aquest
cas no creixerà més), però no presentarà mai, si es mantenen les espècies que
l’han generat, una producció neta negativa. Per tant, no començarà a minvar
mai per arribar a convertir-se en un prat. Tan sols l’arribada d’una espècie
destructora, una plaga, que abans no existia al bosc, pot produir una regressió
com aquesta.
e. Increment de biomassa necessari = biomassa del bosc − biomassa del prat
Increment de biomassa = 15 kgC/𝑚2 − 1 kgC/𝑚2 = 14 kgC/m2
Producció neta = producció bruta − respiració = 3 gC/m2 x dia − 1 gC/m2 x dia =
2 gC/m2 x dia
103
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Producció =
𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠
; 2 gC/𝑚2 x dia =
14.000 𝑔𝐶/𝑚2
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠
1𝑎𝑛𝑦
Temps = 7.000 dies; 7.000 dies x 365 𝑑𝑖𝑒𝑠 = 19,18 anys
36.
L’efecte d’hivernacle és causat per l’excés de CO2. Aquest és el principal gas que
impedeix la sortida a l’espai interplanetari de les radiacions calorífiques. Si no hi
hagués aquest gas, les radiacions sí que podrien sortir; si no n’hi hagués gens,
d’aquest gas, les radiacions sortirien tan ràpidament que la temperatura del
planeta variaria molt entre el dia i la nit (gairebé tant com passa a la superfície
de la Lluna, que està mancada d’atmosfera), i així quedaria impossibilitada la
vida a la Terra.
37.
L’augment de CO2 és beneficiós per a les plantes, ja que n’és un bon nutrient.
Com més CO2 hi ha, més bé creixen. Actualment, les plantes i les algues creixen
molt més ràpidament que en els segles anteriors. L’efecte d’hivernacle, pel que
fa a l’augment de la temperatura mitjana del planeta, atès que cada espècie
vegetal està adaptada a un determinat interval de temperatura dels nombrosos
que presenta el planeta a la superfície, les perjudica a totes. Totes tenen el
problema que ja no estan tan ben adaptades al seu medi ambient com ho
estaven abans. Tot i que ara poden colonitzar zones que abans no podien
perquè eren excessivament fredes, també és veritat que han d’abandonar
altres zones perquè ara ja són excessivament càlides.
38.
Perquè amb la pèrdua de plantes disminueix el nombre d’organismes que
absorbeixen el CO2, l’excés del qual és el causant d’aquest efecte d’hivernacle.
A més, en la combustió dels incendis, el carboni de les plantes es transforma en
CO2.
39.
a. Perquè, mentre que sí que s’han trobat gasos alternatius als CFC, no se sap
com evitar la producció dels òxids de nitrogen que es generen als motors dièsel
i als motors dels avions.
b. No adquirir aerosols (esprais) que portin CFC, sinó substituir-los per
productes que portin un mecanisme manual de bombament o un gas que no
sigui perillós per a la capa d’ozó; evitar l’ús innecessari d’aparells d’aire
condicionat i portar-los a arreglar així que s’observi que presenten pèrdues de
gas.
40.
a.
b.
104
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
c. Disminuint la combustió de carbó, que és un combustible molt ric en sofre, a
les centrals termoelèctriques. Per aconseguir-ho, l’electricitat s’hauria de
generar mitjançant altres recursos. Els menys contaminants són els salts
d’aigua, i sense aquesta possibilitat, a partir de reactors nuclears de baix risc.
41.
a. En els consumidors terciaris, és a dir, les gavines (concretament, als seus
greixos).
b. Perquè moltes espècies de peixos fan importants migracions al llarg de la
vida. És relativament freqüent que neixin en un lloc i que la vida d’adults es
desenvolupi en zones molt allunyades d’on han nascut.
TEST DE LA UNITAT
42. Resposta d.
43. Resposta a.
44. Resposta b.
45. Resposta b.
46. Resposta b.
47. Resposta d.
48. Resposta b.
49. Resposta b.
50. Resposta d.
51. Resposta c.
52. Resposta a.
53. Resposta b.
54. Resposta b.
55. Resposta b.
105
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
56. Resposta c.
57. Resposta d.
58. Resposta d.
59. Resposta a.
60. Resposta b.
ACTIVITATS FINALS
61.
a. Com que un any té 365 dies, es veu que en un any es renova la biomassa: 365
dies any / 5 dies = 73 vegades. Aleshores la producció neta anual és:
73 x 0,2 g /m2 = 14,6 g/m2/any.
b. La successió primària consisteix en el procés natural de repoblament i
colonització d’una zona on inicialment no hi havia vida (una illa originada per un
volcà, per exemple). Primer l’espai és colonitzat per espècies oportunistes; en el
cas de la bassa poden ser algues unicel·lulars (fitoplàncton). La comunitat
inicialment és poc diversa, amb només unes quantes poblacions. Després hi
arriben altres espècies; en el cas de la bassa, petits animals i protozous
(zooplàncton). D’aquesta manera unes poblacions «preparen el terreny» i
faciliten que n’hi arribin d’altres. La comunitat que s’hi estableix és prou diversa
perquè s’hi estableixen altres organismes: plantes aquàtiques, larves d’insectes,
amfibis, etc.
c. • La pregunta podria ser: «Quina és la concentració salina a la qual l’alga es
reprodueix millor?» O també: «Com la salinitat afecta la reproducció de l’alga?»
• Qualsevol hipòtesi seria acceptable, però cal que estigui formulada amb
coherència amb la pregunta que s’ha fet. Per exemple: «les algues es
reprodueixen millor quan la salinitat és baixa» o «la salinitat elevada afecta
negativament la reproducció de l’alga».
Proposta d’experiment: disposaríem de tres aquaris amb aigües de diferent
salinitat, que és la variable independent (1 g clorur sòdic/l; 5 g clorur sòdic/l; 25
g clorur sòdic/l). Per controlar l’experiment fixaríem les altres condicions
(temperatura, llum, etc.). Posaríem a cada aquari la mateixa quantitat d’algues
(per exemple, un volum determinat d’aigua de la bassa). Després d’un temps
observaríem si hi ha canvis en l’abundància de la població d’algues a cada
aquari (variable dependent).
106
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
62.
a.
p: productors
cp: consumidor primari o herbívor
cs: consumidor secundari o carnívor
b. En desaparèixer la llúdria, la població de mol·luscs i la de garotes augmenta, i
això fa disminuir la d’algues. Com que aquestes són l’aliment dels peixos
(també d’alguns crustacis) la població d’àguiles pot resultar-ne afectada
negativament.
c. L’afirmació és correcta. Cada nivell tròfic només pot aprofitar
aproximadament el 10 % de la producció del nivell tròfic inferior (és a dir, la
producció neta), ja que la resta són el conjunt de despeses energètiques que es
fan servir per a les activitats vitals. En el cas d’aquest ecosistema, la població de
foques ocupa dos nivells tròfics per sobre de les algues, per tant els herbívors
(peixos i crustacis) podrien produir un 10% de 1.000 kg d’algues (per un període
de temps i una superfície determinats), és a dir 100 kg, i la població de foques,
un 10% de 100 kg, és a dir 10 kg (per al mateix període de temps i superfície).
63.
a. La relació ecològica entre els musclos i els ctenòfors és de competència
perquè consumeixen el mateix aliment. La relació ecològica entre els ctenòfors
i les larves de peixos és de depredació ja que els ctenòfors mengen larves de
peixos.
b. • La producció de peixos és: (6,3 − 5,4) / 30 = 0,03 g·m−2·dia−1. Es tracta de
producció secundària, atès que aquesta és la producció dels consumidors i els
descomponedors. Els peixos pertanyen al nivell dels consumidors.
• La producció primària correspon a la producció del nivell tròfic que sustenta
l’ecosistema, és a dir, els productors (el fitoplàncton). De tota la producció
d’aquest nivell, una bona part és utilitzada per realitzar les activitats vitals, la
107
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
resta està disponible per al següent nivell (zooplàncton), per la qual cosa tindrà
una producció inferior al nivell anterior, i així successivament (regla del 10%).
64.
a. Les poblacions d’insectes representades a la xarxa són els escarabats i les
larves de mosquit. Segons la xarxa, les larves de mosquit són consumidors
primaris (herbívors) i els escarabats són consumidors secundaris (carnívors). Les
colobres aquàtiques s’alimenten de gambúsies i de granotes (adults i larves), i
ambdues poblacions s’alimenten, en part, d’insectes. Per tant, és d’esperar que
es redueixin les poblacions de gambúsies i granotes, ja que disposen de menys
aliment, i que també es redueixi la població de colobres. També es podria
respondre que l’insecticida es va acumulant successivament a cada nivell tròfic,
i per tant en els nivells tròfics superiors (consumidors terciaris i quaternaris) la
concentració d’insecticida a l’organisme podria arribar a ser important.
b. La matèria orgànica en petites partícules resulta de la descomposició dels
excrements dels organismes. La major part dels bacteris són organismes
descomponedors. Per tant, el paper de les larves de mosquit és prou important
en el reciclatge de la matèria, ja que s’alimenten de bacteris i ingereixen
matèria orgànica fragmentada, i les larves, segons el diagrama, són menjades
per les granotes i les gambúsies, que són preses alhora d’altres organismes de
l’ecosistema.
c. De cada nivell tròfic, només la producció neta podrà ser aprofitada per al
nivell tròfic següent (només, aproximadament, el 10 % de cada nivell podrà ser
aprofitat per al nivell tròfic següent). Els lluços ocupen els graons més alts de
les cadenes d’alimentació de la xarxa, dos o tres nivells tròfics per damunt de
les algues, per tant només una fracció molt petita de la producció (energia) de
les algues serà incorporada als seus teixits.
65.
a. La producció neta s’obté restant la respiració de la producció bruta, per tant:
Prat alpí: PN = 4 g C m−2 dia−1 − 2 g C m−2 dia−1 = 2 g C m−2 dia−1
Bosc tropical: PN = 6,5 g C m−2 dia−1 − 6 g C m−2 dia−1 = 0,5 g C m−2 dia−1
En ambdós casos la producció primària neta és la fracció potencialment
disponible per al nivell tròfic següent (els herbívors).
b. • Les despeses de respiració tendeixen a igualar-se a producció bruta, de
manera que la producció neta és relativament baixa.
•La biomassa es manté més o menys constant.
•La comunitat augmenta la diversitat (augmenta el nombre d’espècies).
•S’adquireix un grau d’organització i de complexitat més alt, apareixen nous
nínxols ecològics.
108
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
66.
a. Al llarg dels diferents nivells tròfics d’un ecosistema es produeixen pèrdues
d’energia per respiració i també pèrdues en forma de biomassa no assimilada o
no utilitzada. Aquestes pèrdues es produeixen sempre en qualsevol ecosistema
i determinen que hi hagi una diferència important entre els valors de producció
neta primària i els de secundària. Aquesta diferència entre un i altre nivell és
d’un 10 %. Segons la regla del 10%, l’energia que passa d’un nivell tròfic a un
altre és aproximadament un 10 % de l’energia que s’hi acumula. La producció
secundaria neta és 4, és el 10% de 40 (producció primària neta).
b. Hi ha importants pèrdues que es produeixen en el trànsit d’energia d’un
nivell a un altre en forma de processos respiratoris, matèria no utilitzada i
matèria no assimilada, que impedeixen que hi hagi un nombre il·limitat de
nivells tròfics, ja que s’arriba a una situació en què l’energia emmagatzemada
en forma de producció neta no és suficient per mantenir individus de nivells
tròfics superiors.
c. La matèria orgànica serà transformada en diversos compostos inorgànics per
l’acció dels organismes descomponedors (principalment, bacteris i fongs) de
manera que els podran aprofitar els productors i retornar a les xarxes tròfiques.
Hi ha organismes copròfags, necròfags, detritívors. Aquests organismes
desenvolupen una important funció a l’ecosistema.
67.
a.
Variable dependent: Biomassa mitjana de plantes. Variable independent:
Quantitat de nitrogen al sòl.
b. Un factor limitant és un element que, tot i ser fonamental per a la vida, es
presenta en una concentració variable en el medi, on fins i tot pot escassejar.
Aquest fet impedeix el creixement il·limitat dels organismes que en depenen, i
per tant en limita la producció. Per al cas dels productors primaris, són
exemples de factors limitants el fòsfor i el nitrogen. El nitrogen és un dels
factors limitants més importants dels ecosistemes perquè és un dels
bioelements essencials de la matèria viva, un dels quatre macrocomponents (C,
H, O i N) que representen aproximadament el 99 % de la massa de la majoria de
les cèl·lules, però que en la natura es troba generalment en menys proporció
que en els ésser vius, i de vegades en formes difícils d’utilitzar.
68.
Pregunta web.
109
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 9
PER COMENÇAR
• Va durar més de 900 dies. Va implicar 126 científics de 35 països diferents.
• Obtenir un bon coneixement dels organismes del plàncton marí, perquè són
fonamentals per a la vida a la Terra.
• Els dos organismes són procariotes, però les seves diferències genètiques són tan
grans que formen dos dominis diferents. Les principals diferències entre bacteris i
arqueobacteris són que els arqueus no tenen peptidoglicans a la paret cel·lular, la seva
membrana presenta isoprenoides ramificats en lloc d’àcids grassos, el seu DNA està
associat a histones com el dels organismes eucariotes i presenten diverses classes
d’RNA polimerases.
Un gen és un segment, continu o discontinu, generalment de DNA −malgrat que en
alguns virus pot ser d’RNA−, que conté informació per sintetitzar una proteïna o un
àcid nucleic.
• Els genomes microbians que tenen aplicacions en els sectors farmacològic,
alimentari, cosmètic i energètic.
• Per exemple, un gen procedent d’un bacteri marí guarda instruccions per crear una
proteïna que ja s’utilitza per fabricar biocarburants a partir de panotxes de blat de
moro, o bé els productes lactis sense lactosa també es produeixen gràcies al gen d’un
bacteri que viu a les aigües polars.
• L’objectiu de la fundació Tara Expeditions és finançar les investigacions científiques
que estudiïn l’impacte del canvi climàtic sobre els ecosistemes, sensibilitzar el públic
sobre el problemes del medi ambient i difondre els coneixements científics al públic en
general, i especialment als nens.
R. M. L’alumne pot enumerar diferents organitzacions com ara: el CSIC (Centre
Superior d’Investigacions Científiques), la fundació Iberdrola España, la fundació
GlobalNature, la fundació BBVA, Greenpeace, Consell Europeu d’Investigació (ERC),
etc., que són entitats públiques o privades que ajuden econòmicament la investigació
científica.
ACTIVITATS
1. La mida, més petita en els procariotes; l’absència de nucli en els procariotes,
l’absència d’orgànuls citoplasmàtics com ara mitocondris, reticles
endoplasmàtics, aparells de Golgi i vacúols en els procariotes, i la presència en
els procariotes d’una paret cel·lular de secreció de mureïna.
110
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
2. Archaea, Bacteria i Eukarya. Els dos primers són els que contenen
microorganismes procariotes.
3. Els microorganismes eucariotes són les algues microscòpiques, els protozous i
els fongs microscòpics; els dos primers pertanyen als protoctists i el tercer, al
regne dels fongs.
4. El bacteri mesura 45.000 Å i el protozou té 125 micres.
5. Els bacteris Gram+ tenen una sola capa gruixuda a la paret, constituïda de
mureïna, mentre que els Gram− tenen una capa basal fina de mureïna i una
membrana externa constituïda per una doble capa lipídica amb proteïnes.
6. És un peptidoglicà constituït per N-acetilglicosamina (NAG) i N-acetilmuràmic
(NAM) units alternadament i que formen llargues cadenes que es mantenen
unides a través de pèptids entre les molècules de NAM.
7. Els ribosomes són estructures globulars disperses al citoplasma bacterià o que
formen cadenes. Tenen una velocitat de sedimentació de 70 S, es componen
d’RNA i proteïnes i consten de dues subunitats, la més gran, de 50 S, i la més
petita, de 30 S.
8. Les inclusions citoplasmàtiques dels bacteris poden ser de midó, de glicogen,
de lípids i de volutina. Tenen la missió de servir de molècules de reserva per a
les funcions de nutrició.
9. Els flagels són estructures llargues i mòbils que serveixen als bacteris per
desplaçar-se, mentre que els pèls són rígids, buits i estàtics. Hi ha dos tipus de
pèls: els pèls de conjugació, que serveixen per unir dos bacteris perquè es
transmetin material genètic (conjugació), i les fímbries, que són pèls d’adhesió
a diferents superfícies, com ara a la superfície de les cèl·lules.
10.
Les endòspores són estructures de resistència que es formen a l’interior
d’alguns bacteris com a resposta a un medi advers. Les endòspores es
componen de DNA dispers en un petit citoplasma delimitat per una membrana
plasmàtica i diverses cobertes al voltant. Per mitjà de les endòspores
(exòspores quan queden lliures en el medi en esguerrar-se el bacteri), els
bacteris poden estar en vida latent durant llargs períodes de temps, fins que les
condicions del medi siguin les favorables. En aquest moment, les exòspores
germinen i donen lloc a un bacteri nou.
11.
Es converteix en un bacteri F+, ja que ha rebut un plasmidi F i ara podrà
transferir una còpia íntegra del seu plasmidi F.
12.
Tots dos necessiten energia lluminosa per al seu metabolisme, però mentre que
els fotoautòtrofs només es valen de CO2 per sintetitzar molècules orgàniques,
els fotoheteròtrofs requereixen matèria orgànica simple com a font de carboni.
111
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
13.
Els virus poden contenir en la seva estructura macromolecular trossos de DNA
procedents de bacteris que hagin parasitat anteriorment. Quan un virus infecta
un bacteri pot introduir-li no només el material genètic sinó també aquests
trossos de DNA bacterià exogen.
14.
Tots dos són tipus de bacteris donadors, és a dir, capaços de transmetre
porcions de DNA a altres bacteris. Els bacteris F+ transmeten, per mitjà dels pèls
sexuals, còpies de plasmidis F que estaven lliures al seu citoplasma, mentre que
els Hfr transmeten part dels plasmidis F que estaven integrats al seu DNA.
15.
Són petites molècules de DNA circular bicatenari que es troben en el citoplasma
bacterià i es dupliquen independentment del cromosoma.
16.
Els bacteris porprats i els verds són bacteris fotosintètics anaerobis que, per
captar l’energia lluminosa, utilitzen pigments com ara la bacterioclorofil·la i els
carotenoides, que són a les membranes internes fotosintètiques dels bacteris
porprats i als clorosomes dels bacteris verds.
17.
Els bacteris porprats presenten un sol fotosistema, el fotosistema I, per la qual
cosa no poden utilitzar l’aigua com a font d’hidrògens i, per tant, no generen
oxigen.
18.
Són cèl·lules especials que es troben als filaments dels cianobacteris i que tenen
la missió de captar el nitrogen atmosfèric.
19.
Són bacteris molt petits sense paret bacteriana i que tenen esterols a la
membrana plasmàtica. La majoria de micoplasmes són patògens.
20.
Són arqueobacteris anaeròbics freqüents als pantans amb molta matèria
orgànica en descomposició i que tenen un metabolisme que allibera gas metà
(CH4).
21.
Són els bacteris de l’anomenada microbiota intestinal, que es troben com a
comensals a l’intestí gros dels animals; per exemple Escherichia coli i
Salmonella. Contribueixen a la formació dels excrements dels animals. En determinades condicions poden arribar a ser patògens.
22.
El gas dels pantans és el metà que produeixen els arqueobacteris metanògens
als pantans i les zones embassades que contenen grans quantitats de matèria
orgànica en descomposició.
23.
Les hifes són els filaments microscòpics dels fongs pluricel·lulars. Estan
formades per files de cèl·lules unides. Les seves cèl·lules poden estar
completament separades (hifes septades) o incompletament separades (hifes
sifonades).
112
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
24.
A més de ser importants integrants del fitoplàncton marí, moltes espècies
produeixen toxines que, quan s’acumulen en organismes consumidors
secundaris, els poden produir greus disfuncions orgàniques per enverinament i,
fins i tot, la mort. Són també les causants de les anomenades marees vermelles.
25.
Són les dues peces silícies que conformen la coberta de les algues diatomees.
26.
La conjugació es duu a terme als protozous del grup dels ciliats. Consisteix en la
fusió temporal de dos ciliats que procedeixen a intercanviar una part del seu
material genètic. Després de la conjugació, els dos ciliats són una mica diferents
genèticament, per tant són nous individus.
27.
Perquè desenvolupen processos fermentatius a partir dels quals es poden
produir productes útils per a la indústria o l’alimentació, com ara l’alcohol etílic
o el pa.
28.
El fitoplàncton està format per les algues microscòpiques, com ara les
diatomees, les dinoflagel·lades i els euglenòfits, que viuen a les capes
superficials dels mars i els llacs.
29.
Les dues formes de reproducció asexual són la divisió binària i l’esporulació.
Es diferencien en el fet que, en la divisió binària, a partir d’un progenitor es
produeixen dos individus i, en l’esporulació, que és una divisió múltiple,
s’originen nombrosos individus.
30.
Els sarcodins o amebes.
31.
Les càpsides, per si soles, no tenen capacitat infectant, ja que només el genoma
víric té capacitat de replicar-se quan és dins d’una cèl·lula hoste. Una càpsida
buida de genoma només es podria adherir a la membrana de la cèl·lula hoste,
però li es podria transmetre cap genoma.
32.
Els hexàmers i els pentàmers són complexos de proteïnes globulars que es
troben en els virus de càpsida icosaèdrica.
33.
Un virus amb coberta membranosa és, per exemple, el virus de l’hepatitis, el de
la grip, el de la verola i el de la sida. La coberta membranosa d’aquests virus té
forma d’una doble capa lipídica procedent de les cèl·lules que parasiten, i
presenta glicoproteïnes, que serveixen per reconèixer la futura cèl·lula hoste.
34.
El cicle lític condueix a la lisi immediata de la cèl·lula hoste després dels
processos de duplicació del DNA víric, de la síntesi dels capsòmers i de
l’acoblament dels virions fills, mentre que en el cicle lisogènic la cèl·lula hoste
es pot reproduir diverses vegades, juntament amb el DNA pròfag, abans de
desenvolupar un procés lític.
35.
Durant la fase d’eclipsi es produeix la replicació múltiples vegades del DNA del
virus, la síntesi de proteïnes del virus, com els capsòmers que conformaran les
113
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
càpsides, i, finalment, l’acoblament de tots els components per formar els virus
fills.
36.
Existeixen tres tipus de càpsides: la icosaèdrica, la helicoïdal i la complexa.
37.
Són virus especialitzats que parasiten exclusivament bacteris. Presenten una
càpsida complexa formada per un cap de tipus icosaèdric i una cua.
38.
Els bacteriòfags es fixen a través de les puntes de les seves fibres caudals per
mitjà d’enllaços químics amb diferents molècules del bacteri (proteïnes,
polisacàrids o complexos lipoproteïnes-polisacàrids) que actuen com a
receptors, i després claven les espines basals a la paret del bacteri.
SABER FER
39.
És una substància produïda per certs bacteris i fongs filamentosos que inhibeix
la presència d’altres microorganismes o els mata.
40.
Un antibiòtic bactericida mata els bacteris, en canvi, un antibiòtic bacteriostàtic
inhibeix el creixement bacterià però no els mata.
41.
a. La cefalosporina, seguit a molt poca distància pel cloramfenicol.
b. A l’estreptomicina, ja que no s’observa halo d’inhibició al voltant del disc.
c. Cefalosporina, cloramfenicol, tetraciclina, penicil·lina i estreptomicina.
d. El bacteri deu ser molt sensible als danys que es produeixen en la seva paret
cel·lular. Aquest fet es pot deduir sabent que les cefalosporines actuen
interferint la síntesi de peptidoglicans de la paret bacteriana.
ACTIVITATS
42.
Són les normes establertes per organitzacions internacionals en l’àmbit
alimentari que han de complir els aliments en relació amb el seu contingut
microbiològic perquè es puguin consumir sense perill per a la salut.
43.
Són microbis capaços d’infectar i matar insectes considerats plagues. S’utilitzen
per controlar-ne les poblacions.
44.
Etanol, àcid làctic, vinagre, antibiòtics, vitamines, aminoàcids, enzims.
45.
La DBO és la capacitat de consumir oxigen que té una massa d’aigua, a causa
principalment de la quantitat de matèria orgànica que conté. Com més matèria
orgànica tingui l’aigua en qüestió, més microorganismes contindrà i, per tant, la
DBO serà més alta, ja que la majoria dels microorganismes són de metabolisme
aerobi.
114
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
46.
Els fermentadors industrials són dipòsits de diferent capacitat que contenen un
medi de cultiu de microorganismes. S’hi afegeixen microorganismes, que es
reprodueixen ràpidament i, per mitjà de processos fermentatius, alliberen al
medi de cultiu diverses substàncies que després són concentrades. Són els
productes obtinguts, com ara l’etanol i l’àcid làctic.
47.
Per mitjà de l’enginyeria genètica, s’aïlla el gen humà que indueix la formació
de la insulina, s’introdueix en el material genètic del bacteri a través d’un
plasmidi i així es facilita que els bacteris amb aquest plasmidi es divideixin i
produeixin la molècula d’insulina en grans quantitats, que després es recupera
del medi de cultiu.
48.
La biotecnologia és la utilització de diferents aparells o tècniques de laboratori
sobre microorganismes o altres éssers vius per obtenir certs productes
beneficiosos per a l’espècie humana. Entre els exemples podem citar: les
fermentacions alcohòlica o làctica per produir vi o iogurt, respectivament; l’ús
de microorganismes per depurar les aigües residuals o per produir antibiòtics,
etc.
49.
La pasteurització és un procés industrial que s’utilitza per conservar aliments,
aplicant-hi calor, sense que perdin les seves qualitats organolèptiques (olor i
sabor). Bàsicament consisteix a sotmetre a altes temperatures l’aliment, però
durant un temps molt curt. El seu nom és degut al microbiòleg francès Louis
Pasteur, que va ser qui va descobrir el sistema el 1864.
50.
Actualment s’estan emprant microorganismes per al tractament i l’eliminació
de residus d’origen biològic o resultants de processos agrícoles. L’aplicació dels
microorganismes en aquest camp es coneix amb el nom de bioremediació. En
trobem aplicacions en el tractament de les aigües residuals, en l’eliminació dels
abocaments de cru al mar, en l’eliminació dels plàstics, etc.
TEST DE LA UNITAT
51. Resposta d.
52. Resposta c.
53. Resposta d.
54. Resposta c.
55. Resposta b.
56. Resposta b.
57. Resposta c.
115
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
58. Resposta b.
59. Resposta d.
60. Resposta a.
61. Resposta c.
62. Resposta d.
63. Resposta d.
64. Resposta b.
65. Resposta d.
66. Resposta b.
67. Resposta a.
68. Resposta b.
69. Resposta d.
70. Resposta a.
71. Resposta b.
116
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
ACTIVITATS FINALS
72.
a.
b. • Es tracta d’un àcid ribonucleic, ja que presenta uracil.
• És monocatenari, ja que 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).
c. La lletra A assenyala el material genètic, portador de la informació per a la
multiplicació del virus a l’interior de les cèl·lules infectades. La lletra B
assenyala la coberta o càpsida. Aquesta estructura té com a funció principal
protegir el material genètic.
• En funció de la seva estructura, es classifica dins dels virus de càpsida
helicoïdal. El seu nom és virus del mosaic del tabac i infecta cèl·lules eucariotes
vegetals, concretament de la planta del tabac.
73.
a. A l’intestí prim, perquè el contingut d’oxigen és prou alt. Els bacteris aerobis
depenen de l’oxigen per dur a terme el seu metabolisme energètic, què és la
respiració aeròbica.
b. Són quimioheteròtrofs. La procedència del carboni és la matèria orgànica,
concretament els glúcids procedents dels aliments. La procedència de l’energia
117
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
prové de l’oxidació incompleta de la matèria orgànica. Els glúcids procedents
dels aliments també proporcionen l’energia necessària per satisfer el
requeriment energètic d’aquests bacteris.
c. Les mutacions i els mecanismes de parasexualitat bacteriana (conjugació,
transformació i transducció) poden donar lloc a individus amb noves
característiques que constitueixen noves soques.
d. El control de la proliferació dels bacteris patògens pot ser mitjançant un
mecanisme de competència dels bacteris de la microbiota intestinal per l’espai
que ocupen i els nutrients que consumeixen, o bé també pot ser mitjançant la
síntesi de substàncies amb acció antibiòtica, que provoquen la mort d’algunes
espècies bacterianes o bé n’impedeixen el creixement.
74.
a. La raó es troba en el fet que els bacteris grampositius tenen peptidoglicans a
la paret cel·lular, i en canvi les cèl·lules humanes no tenen paret o no tenen
peptidoglicans. Per tant, l’antibiòtic no té cap efecte en les cèl·lules humanes.
b. No, perquè els virus són acel·lulars; no tenen paret cel·lular i per tant no
tenen la diana de l’antibiòtic.
c. Es pot aconseguir per dos mecanismes de parasexualitat: la conjugació i la
transformació. La conjugació bacteriana consisteix en el fet que un bacteri
donant introdueix, a través d’un pèl sexual, una còpia del plasmidi a un bacteri
receptor. La transformació bacteriana és la incorporació de material genètic
(DNA) present en el medi.
75.
L’objectiu de la pregunta és que l’alumne identifiqui el cicle lític d’un virus i en
descrigui les fases:
A: El virió s’absorbeix a la membrana cel·lular, penetra a l’interior
de la cèl·lula i es desprèn de la càpsida. (Fase de fixació)
B: Un cop a dins del nucli cel·lular, l’àcid nucleic víric es replica i
forma rèpliques idèntiques a l’original. Aquestes rèpliques
sintetitzen moltes còpies d’RNAm. L’RNAm interacciona amb els
ribosomes, i es produeix la síntesi de proteïnes de la càpsida.
(Fase de penetració i d’eclipsi)
C: Els nous àcids nucleics vírics s’uneixen a les proteïnes nuclears
i s’envolten de les seves cobertes. (Fase d’acoblament)
D: Els nous virions surten de la cèl·lula hoste i s’alliberen a
l’exterior. (Fase d’alliberament)
a. La fase asimptomàtica de la malaltia de la sida es relaciona amb el cicle
lisogènic que pot presentar el virus, i la fase simptomàtica o de
118
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
desenvolupament de la malaltia, amb el cicle lític del virus. El cicle lisogènic es
produeix quan el genoma del virus queda integrat en el genoma de la cèl·lula
infectada, de manera que no expressa els seus gens i es replica amb la cèl·lula;
el virus queda atenuat fins que hi hagi algun tipus d’alteració al medi que
condicioni que el genoma víric se separi del genoma de la cèl·lula infectada i
que comenci el cicle lític.
76.
a. • La diferent composició de la paret bacteriana fa que, amb una tinció
específica anomenada de Gram, uns bacteris quedin tenyits de color blau
(Gram+ ) i que uns altres quedin tenyits de vermell (Gram-).
• Els bacteris Gram+ tenen la paret monoestratificada formada per una capa
gruixuda de peptidoglicans i àcids teïcoics, mentre que la paret dels Gram- és
biestratificada: té una capa fina de peptidoglicans i, a sobre, hi té una
membrana externa de composició fosfolipídica.
c. Com que al voltant del disc 1, que conté estreptomicina, hi ha creixement
bacterià, vol dir que aquest antibiòtic no té cap efecte sobre els bacteris, per
tant es podria deduir que aquests són resistents al tractament i per això l’estat
de salut de la pacient no millora.
d. L’antibiòtic més efectiu per tractar aquesta infecció és el que correspon
al número 4, perquè és el que té un halo d’inhibició més gran, amb un diàmetre
de 2,5 cm.
77.
Pregunta web.
119
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 10
PER COMENÇAR
• No. La gran majoria dels microorganismes són innocus per als altres éssers vius.
En trobem exemples en aquells microorganismes que s’han adaptat a les condicions
especials que tenen els teixits dels animals, i viuen a la seva pell, als conductes
respiratoris o als digestius. Aquests microorganismes s’anomenen microbiota normal. A
més a més, alguns altres són capaços de produir substàncies útils, com ara el pa,
l’alcohol etílic, vitamines, antibiòtics, etc.
• El nostre cos presenta mecanismes de defensa inespecífics, com ara una pell gruixuda
amb secrecions sebàcies o cèl·lules sanguínies fagocítiques, i mecanismes de defensa
específics, que reconeixen els microorganismes patògens i els eliminen. Aquests
mecanismes constitueixen el sistema immunitari.
• Les principals vies de contagi de microorganismes són per contacte directe, per l’aire,
per via sexual, per via digestiva (aigua i aliments) o a través de vectors animals.
• És un mecanisme de defensa molt específic que reconeix certes molècules dels
patògens i les elimina.
• Les malalties infeccioses són malalties causades per microorganismes patògens.
• R. M. Cal que l’alumne esmenti qualsevol malaltia infecciosa com les que es troben
en la taula següent:
• El nostre sistema immunitari es pot debilitar quan modifiquem l’horari dels àpats i les
hores de descans a causa de la feina o les vacances, o també per la contaminació de
l’aire i els productes químics d’alguns llocs de treball.
120
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
• Practicar uns hàbits de vida saludables, com ara seguir una alimentació equilibrada,
fer exercici físic moderat i dormir el temps necessari.
ACTIVITATS
1.
Pandèmia.
2.
Els microorganismes patògens són sempre nocius, independentment de les
característiques del medi ambient o de l’estat de l’hoste, mentre que els
oportunistes només són patògens en determinades circumstàncies, com ara
quan disminueixen les defenses de l’hoste.
3.
Les anatoxines o toxoides són toxines bacterianes atenuades, però que encara
conserven la capacitat d’induir la producció d’antitoxines en el cos de l’hoste.
4.
El vector d’una malaltia és l’ésser viu que transporta el microbi fins a l’hoste
definitiu, mentre que el portador és l’ésser viu que ja té el microbi però que
encara no ha desenvolupat els símptomes de la malaltia.
5.
Enzims extracel·lulars com ara la coagulasa, la hialuronidasa, la leucocidina,
l’hemolisina, les fímbries d’adherència bacterianes, els flagels i les molècules
d’hemoaglutinines.
6.
Els Paraximovirus poden produir el xarampió i les galteres. Es tracta d’un virus
d’RNA amb embolcall.
7.
Els símptomes són febre, calfreds i mal al pit. Es tracta amb antibiòtics com la
penicil·lina.
8.
La gonorrea, produïda pel bacteri Neisseria gonorrhoeae, i transmesa a través
de les relacions sexuals.
9.
Els aerosols són gotes microscòpiques d’humitat que poden portar una gran
quantitat de microorganismes si són produïdes per la tos o els esternuts de
persones malaltes. El refredat comú, el xarampió, la grip, la faringitis, la
tuberculosi i la diftèria són malalties que es poden transmetre per mitjà
d’aerosols.
10.
L’hepatitis A la produeix un virus d’RNA amb càpsida icosaèdrica adquirit per
mitjà de l’aigua o aliments contaminats, mentre que l’hepatitis B es produeix
per un virus de DNA de doble cadena i cobertura transmès per via sexual o a
través de xeringues contaminades.
11.
La pesta, produïda pel bacteri Yersinia pestis, té com a reservoris animals com
ara rates i altres rosegadors salvatges. Es transmet a través de les puces de les
rates.
12.
Els desinfectants són agents antimicrobians químics que maten els microbis i es
fan servir en superfícies inanimades; en canvi, els antisèptics s’utilitzen per
121
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
eliminar microbis de ferides de la pell. Exemples de desinfectants són els
compostos fenòlics i el sulfat de coure, i d’antisèptics, l’etanol, el iode, l’aigua
oxigenada i els detergents.
13.
És un aparell que s’utilitza per esterilitzar instruments o aliments amb calor
humida.
14.
Els antibiòtics interfereixen en la síntesi de proteïnes, indueixen la síntesi de
proteïnes anormals o bé inhibeixen la formació de la paret bacteriana.
15.
Les sulfamides són agents quimioterapèutics sintètics, mentre que els
antibiòtics són produïts per microorganismes com ara bacteris i fongs,
independentment que alguns ja s’obtinguin per síntesi química pel fet que és
més barat.
16.
Els agents antimicrobians bactericides maten els microorganismes, mentre que
els bacteriostàtics només n’inhibeixen el creixement però no els maten.
17.
Les radiacions electromagnètiques ionitzants són agents antimicrobians físics, i
estan constituïdes per electrons d’alta energia (rajos X i rajos gamma) que
ionitzen molècules orgàniques, com ara les proteïnes i el DNA, fet que provoca
que morin els microorganismes. S’utilitzen en medicina per esterilitzar
instrumental mèdic.
18.
Les defenses inespecífiques són la pell, les secrecions i els fagòcits de la sang,
que s’encarreguen d’aturar o eliminar els microbis sense tenir en compte el
tipus d’agent patogen. Les defenses específiques són mecanismes defensius de
tipus cel·lular o químic dirigits a cada tipus concret de microbis o de molècules.
19.
La diapedesi és la capacitat d’algunes cèl·lules sanguínies, com els leucòcits
neutròfils, de sortir dels vasos sanguinis. L’avantatge que té aquest fenomen és
que els permet arribar fins als microorganismes que han envaït els teixits i
fagocitar-los.
20.
És un enzim que es troba a la saliva, les llàgrimes i les secrecions nasals i que té
la capacitat de destruir la capa de mureïna dels bacteris.
21.
La immunitat és específica i té memòria.
22.
La vacunació consisteix a introduir microorganismes atenuats o morts en el cos
de la persona per prevenir la malaltia. Amb la vacunació s’aconsegueix
immunitat artificial activa. La seroteràpia consisteix a introduir en el cos de la
persona malalta els anticossos específics de la malaltia. Amb la seroteràpia
s’aconsegueix immunitat artificial passiva.
23.
Els receptors dels limfòcits B són anticossos de superfície que tenen dos llocs de
reconeixement d’antígens, mentre que els receptors de superfície dels limfòcits
T són proteïnes que només tenen un lloc de reconeixement d’antígens. D’altra
banda, els receptors de membrana dels limfòcits B reconeixen antígens
122
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
intactes, mentre que els dels limfòcits T reconeixen petits fragments d’antigen
que estan units a proteïnes de membrana anomenades MHC.
24.
Són molècules produïdes pels limfòcits T col·laboradors que indueixen el
creixement i la maduració de limfòcits B i T.
25.
Les cèl·lules NK o cèl·lules assassines són cèl·lules sanguínies de tipus limfòcit
que s’encarreguen de matar cèl·lules estranyes, com ara les cancerígenes, i
cèl·lules infectades amb virus, però ho fan de manera no específica. No tenen
receptors de membrana antigènics.
26.
Al tim té lloc la maduració de les cèl·lules mare hematopoètiques que arriben
de la medul·la òssia i es transformen en limfòcits T.
27.
Els determinants antigènics són zones de la molècula de l’antigen que s’uneixen
específicament als receptors de membrana dels limfòcits B i T.
28.
Les gammaglobulines o IgG són els únics anticossos que travessen la placenta i,
per tant, poden arribar al fetus pel flux sanguini i proporcionar-li una immunitat
natural passiva.
29.
La porció variable de les molècules dels anticossos està constituïda per una part
de les dues cadenes pesades (H) i de les dues cadenes lleugeres, que es troben
unides entre si per ponts disulfur. És en aquesta porció variable on es produeix
la unió amb l’antigen. Aquesta variabilitat s’aconsegueix gràcies a una
reorganització gènica, que origina una seqüència diferent d’aminoàcids, la qual
cosa determina que només es puguin unir a un sol tipus d’antigen.
30.
Indica que hi ha una proliferació de macròfags en el gangli com a conseqüència
d’una infecció microbiana.
31.
Aquesta teoria manté que els receptors d’antígens ja es troben preformats en
l’aparell immunitari abans de la presència dels antígens. Davant de l’entrada dels
antígens, les cèl·lules amb receptors específics per a aquests antígens són
seleccionades i se n’estimula la proliferació i la maduració.
32.
Segons la teoria de la selecció clonal, són els limfòcits B de memòria.
33.
Limfòcits B: a, c i d. Limfòcits T: b i e.
34.
Un haptè és una molècula que pot unir-se a anticossos però que per si sola no
té capacitat immunogènica, és a dir, no indueix la formació d’anticossos
específics.
35.
Són un tipus de limfòcits T. Actuen en la resposta humoral, activant els limfòcits
B, i també en la resposta cel·lular, activant els limfòcits T citotòxics, mitjançant
l’alliberament d’interleucines.
123
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
36.
L’activació dels limfòcits B depèn de la seva exposició als antígens que reconeixen
els anticossos que porten a la seva superfície, i de la seva interacció amb els
limfòcits T col·laboradors.
Quan un limfòcit B inactiu s’uneix amb l’antigen, alguns d’aquests antígens són
processats i transferits a les molècules MHC de classe II que hi ha a la superfície
d’aquestes i s’exposen. Quan un limfòcit T col·laborador actiu, que també ha
estat activat per aquest antigen, es troba amb una cèl·lula B que porta exposada
a la superfície aquest antigen, s’hi uneix mitjançant receptors específics. Aquesta
unió provoca que els limfòcits T col·laboradors alliberin interleucines. Aquestes
proteïnes actuen estimulant l’activació, la proliferació i la diferenciació dels
limfòcits B. Aquests es divideixen successivament i donen lloc a cèl·lules
plasmàtiques i a limfòcits B de memòria. Les cèl·lules plasmàtiques són cèl·lules
de vida curta que sintetitzen i alliberen a l’exterior una gran quantitat
d’anticossos que actuen contra aquest antigen, i les cèl·lules de memòria són
cèl·lules que viuen molt de temps, de vegades tota la vida de l’organisme al qual
pertanyen, i guarden un record molecular de l’antigen.
37.
Les cèl·lules plasmàtiques, que deriven de l’activació dels limfòcits B. Presenten
un reticle endoplasmàtic molt desenvolupat, i també un gran nombre de
ribosomes, perquè han de sintetitzar grans quantitats d’anticossos, que són
proteïnes.
38.
Ataquen les cèl·lules de l’organisme infectades per virus o altres patògens
intracel·lulars, les cèl·lules canceroses i les cèl·lules empeltades. Secreten
perforines, que produeixen la lisi de les cèl·lules atacades.
SABER FER
39.
• La variable dependent és l’aparició o no de la pesta porcina clàssica en els
diferents animals.
• La variable independent seria l’administració de les vacunes A, B o C, o bé la
no-administració o l’administració d’un placebo.
• En el disseny experimental, la hipòtesi de treball seria que els grups d’animals
que han estat vacunats amb almenys una de les tres vacunes possiblement no
presentaran un quadre de pesta porcina, i, en canvi, sí que ho faran aquells
animals no vacunats.
L’estudi estarà dissenyat amb rèpliques, ja que faríem 4 grups, cadascun dels
quals amb 7 animals. A tres dels quatre grups d’animals els administraríem les
vacunes (respectivament A, B o C) i al quart grup no, o bé li administraríem un
placebo: aquest seria el grup de control. A més a més, tots els animals són de 50
dies i amb un pes molt similar, i tots es troben sota condicions nutritives similars,
és a dir, es controlen les altres variables.
124
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
El dia 0 s’administraria la vacuna (A, B o C) als tres grups d’animals, i el placebo
al grup de control. A continuació, el dia 30, comprovaríem la presència o
l’absència d’anticossos antipesta porcina i administraríem una soca patògena del
virus a tots els animals.
Per acabar, al cap de 60 dies comprovaríem si han aparegut símptomes de la
pesta porcina en els animals vacunats o en els animals de control.
40.
41.
L’experiment ha de comprovar la immunització dels animals tractats amb
vacuna, prèvia infecció amb el virus patogen. Així, s’ha d’obtenir que a temps 0
la presència d’anticossos antivirus és nul·la, ja que el sistema immunitari dels
porcs no ha tingut contacte previ amb l’antigen o antígens associats a la pesta
porcina. En canvi, en el dia 30 hi hauria la presència d’anticossos antivirus en sang
en aquells animals producte de la immunització activa que ha tingut lloc per acció
de la vacunació.
Els porcs vacunats entren en contacte per primer cop amb el virus i desenvolupen
una resposta immunitària primària. Al cap d’uns dies d’aquest contacte,
comencen a aparèixer anticossos antivirus a la sang dels animals i es formen
cèl·lules de memòria.
Quan administrem la soca patògena del virus, el sistema immunitari detecta per
segona vegada la presència del mateix antigen i origina una resposta molt ràpida,
intensa i de més durada que evita que l’animal desenvolupi la pesta porcina. Per
tant, diem que l’animal està immunitzat.
125
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
ACTIVITATS
42.
La resposta immunitària secundària és molt més ràpida, més intensa i de més
durada que la resposta immunitària primària, i això és degut al fet que, després
del primer contacte amb un antigen, els limfòcits de memòria perduren durant
gran part de la vida de l’animal i d’aquesta manera poden respondre molt més
ràpidament quan hi ha una segona infecció.
43.
Un antigen es diu que és polivalent quan té diversos determinants antigènics.
44.
L’opsonització és un tipus de reacció antigen-anticòs que consisteix en la unió
d’anticossos específics a antígens de superfície dels microorganismes;
d’aquesta manera resulta més fàcil l’adhesió d’aquests microorganismes
«opsonitzats» als macròfags perquè puguin ser fagocitats.
45.
El sistema del complement és un grup de proteïnes plasmàtiques que té la
capacitat d’unir-se als complexos antigen-anticòs i d’aquesta manera indueixen
la formació de proteases que actuen degradant la membrana dels
microorganismes, hi originen porus i provoquen la lisi del microorganisme.
46.
La reacció de precipitació es dóna quan l’antigen que s’uneix a l’anticòs
específic és una macromolècula soluble amb diversos determinants antigènics,
fet que condueix a la formació de complexos insolubles que precipiten. En
canvi, l’aglutinació es dóna quan els antígens són molècules de la superfície de
bacteris o altres microorganismes.
47.
Els interferons alfa i beta s’encarreguen d’activar les cèl·lules immunològiques
perquè produeixin proteïnes antivirals que impedeixen la replicació dels virus
que puguin infectar-les.
TEST DE LA UNITAT
48. Resposta d.
49. Resposta d.
50. Resposta d.
51. Resposta b.
52. Resposta a.
53. Resposta d.
54. Resposta a.
55. Resposta d.
126
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
56. Resposta a.
57. Resposta a.
58. Resposta d.
59. Resposta d.
60. Resposta b.
61. Resposta b.
62. Resposta d.
63. Resposta c.
64. Resposta d.
65. Resposta a.
ACTIVITATS FINALS
66.
a.
b. Són letals perquè la síntesi de proteïnes és un procés essencial per a la vida ja
que, entre altres coses, aquestes controlen tot el metabolisme cel·lular i els
processos vitals.
c. El consum d’antibiòtics és eficaç per tal d’eliminar els bacteris sensibles al
fàrmac en qüestió. No obstant això, no tenen efecte sobre els bacteris
resistents, que poden gaudir de més recursos (els que no usen els bacteris
sensibles morts) i, per tant, se’n pot afavorir la proliferació.
d. Si alguna de les mutacions de caràcter aleatori que produeix la proteïna LexA
modifica o altera l’estructura i la funció d’una altra proteïna capaç d’interferir
en l’acció eficaç dels antibiòtics, entendrem que la proteïna LexA ha estat
causant –ha induït– de l’aparició de resistència. Es pot esmentar que l’acció
127
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
d’aquest gen afavoreix la diversitat i, per tant, l’acció de la selecció natural.
67.
a. R. M. Les persones vacunades són immunes davant del virus del xarampió. En
el moment de la vacunació, el contingut de la vacuna és reconegut com una
substància aliena pel sistema immunitari de les persones que s’han vacunat, de
manera que alguns limfòcits B es converteixen en cèl·lules plasmàtiques i
comencen a fabricar anticossos contra el virus del xarampió. Alguns limfòcits B
queden com cèl·lules de memòria immunitària. En el moment que hi ha un
contacte posterior amb el virus del xarampió, aquestes cèl·lules de memòria
immunitària s’activen amb rapidesa i fabriquen anticossos que neutralitzaran
ràpidament el virus del xarampió, de manera que la persona no emmalaltirà.
b. • Els anticossos provenen de la mare. Es tracta d’un tipus d’immunitat
natural passiva.
• La vacunació és un tipus de tractament preventiu i que per la seva naturalesa
requereix un cert temps per poder actuar contra els microorganismes. Quan la
persona ja està malalta es podria aplicar la seroteràpia, que consisteix en
l’administració d’anticossos contra el xarampió.
68.
a.
• Els anticossos tenen una zona de reconeixement molt específica per a cada
antigen. Hi ha, per tant, un anticòs diferent per a cada antigen, que s’unirà
només a la regió de l’antigen per a la qual ha estat sintetitzat.
b. • A: Anticòs. B: Antigen.
• Hi té lloc l’hemoaglutinació –o aglutinació, simplement–, que es dóna quan
els anticossos anti-B reconeixen i s’uneixen als antígens B. Aquests anticossos
han estat fabricats pels limfòcits B de la persona del grup sanguini A que ha
128
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
rebut la sang del tipus B, ja que el seu sistema immunitari ha reconegut
l’antigen B com a estrany (no propi). Els limfòcits T han intervingut en el
reconeixement inicial de l’antigen i en l’estimulació de la resposta dels limfòcits
B.
Aquest fet provoca la immobilització de les cèl·lules sanguínies (glòbuls
vermells) transferides.
A la xarxa de glòbuls vermells immobilitzats poden adherir-s’hi plaquetes, de
manera que es produeixin trombes i es dificulti la circulació sanguínia.
69.
a.
b. La infecció per VIH està causada per un retrovirus lisogènic, que afecta els
limfòcits T-CD4, molt importants en la regulació de les respostes immunitàries
específiques. Com a resultat d’aquesta infecció, i d’una manera progressiva a
mesura que el virus passa a fase lítica, el sistema immunitari es troba «sota
mínims» per poder respondre contra diferents infeccions víriques o
bacterianes, ja que disminueix la producció d’anticossos i cèl·lules específics.
Per tant, el subministrament d’una «bateria» d’immunoglobulines contra molts
antígens diferents pot representar una defensa, almenys parcial, contra
aquestes infeccions potencials, anomenades oportunistes.
c. El fàrmac A conté un còctel d’immunoglobulines que probablement
proporcionen una immunitat davant de molts antígens diferents. Les
immunoglobulines són anticossos, alguns dels quals podrien ser específics
contra alguns antígens de les cobertes de Salmonella que, justament, és el que
conté el fàrmac B (vacuna). Per tant, és ben possible que l’efecte del fàrmac B
resulti molt disminuït i possiblement per això el metge no vol receptar-l’hi. Una
altra possibilitat és que el metge suposa que si el pacient es pren el fàrmac A
deu ser perquè el seu sistema immunitari no funciona correctament, amb la
qual cosa no podria fabricar anticossos contra aquests bacteris i fins i tot els
pocs bacteris vius presents podrien resultar molt perillosos per a ell.
70.
Pregunta web.
71.
Pregunta web.
129
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
72.
Pregunta web.
73.
a: IgD; b: IgA; c: IgE; d: IgG ; e: IgM
74.
a. Després de la primera infecció, alguns limfòcits B es converteixen en cèl·lules
de memòria, que es transformaran en cèl·lules plasmàtiques de manera ràpida
quan hi hagi un segon contacte amb el mateix antigen, és l’anomenada resposta
secundària. Aquestes cèl·lules de memòria confereixen immunitat enfront a
aquest antigen, però és específica només per a ell. Per això, si es produeix una
segona infecció amb un altre tipus de virus, que presenta un antigen diferent, la
persona no es troba protegida i torna a emmalaltir.
b. R. M: Es pot parlar d’un dels tres mecanismes següents:
- La capacitat fagocítica dels monòcits en el torrent sanguini, anomenats
macròfags quan entren en els teixits, dels neutròfils, dels eosinòfils i de
les cèl·lules NK.
- El sistema del complement, que activa el procés inflamatori, potencia la
fagocitosi i lisa les cèl·lules infectades.
- El procés inflamatori que té lloc com a conseqüència de l’alliberament
d’histamina per part dels mastòcits o els basòfils quan aquests són
activats a l’inici d’una infecció. L’increment del flux sanguini, de
temperatura i l’atracció de cèl·lules fagocítiques que es produeix a la zona
inflamada afavoreixen la resposta inespecífica contra els agents
infecciosos.
130
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
UNITAT 11
PER COMENÇAR
• El terme al·lèrgia s’utilitza per referir-se a determinades reaccions d’hipersensibilitat,
que és una reacció excessiva del sistema immunitari davant l’exposició d’un antigen
innocu o poc perillós.
• R. M. L’alumne hauria de comentar alguns símptomes típics de l’al·lèrgia, com ara
dificultat respiratòria, congestió de les vies respiratòries, envermelliment de zones
locals, baixada de pressió sanguínia, inflor local, dolor i picor a la pell.
• Trastorns amb episodis d’esternuts i congestió al nas o als ulls, ofec i xiulets al pit,
erupcions a la pell, asma i rinitis al·lèrgica.
• A les grans ciutats.
• Els agents que més freqüentment causen al·lèrgia són els àcars de la pols, el pol·len de
les plantes, i cada cop són més habituals les reaccions al·lèrgiques a determinats
aliments i a alguns medicaments.
• No hi ha dades concloents que expliquin aquest augment, però el fet que aquest
increment es produeixi a les grans ciutats fa pensar que la contaminació sigui un factor
important. A més a més, s’està estudiant si el canvi climàtic també hi té a veure.
• R. M. Es podria parlar de malalties relacionades amb l’autoimmunitat, amb la
immunodeficiència i fins i tot del càncer.
ACTIVITATS
1. Els autoantígens són molècules del nostre organisme que provoquen una
resposta immunitària i, per tant, són capaces de provocar fenòmens
d’autoimmunitat, mentre que els heteroantígens són molècules dels
microorganismes que indueixen la posada en marxa del sistema immunològic.
2. Els limfòcits autoreactius són limfòcits anormals que no saben diferenciar els
heteroantígens de les pròpies molècules, cosa que sí que poden fer els limfòcits
normals.
3. Les molècules HLA són proteïnes de membrana dels leucòcits que determinen
quines molècules dels microorganismes infecciosos han de ser presentades als
limfòcits T perquè aquests s’activin. Les molècules HLA anòmales fan que els
limfòcits siguin incapaços de discriminar entre molècules pròpies i les
antigèniques foranes, fet que produeix un fenomen d’autoimmunitat.
131
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
4. Són molècules sintetitzades per microorganismes que s’assemblen a altres
molècules de l’hoste que parasiten. En el camp de la immunologia trobem virus
(adenovirus tipus 2), amb antígens mimètics a molècules del nostre organisme,
que poden «enganyar» el sistema immunitari i provocar que aquest ataqui
cèl·lules pròpies.
5. La sensibilització és el conjunt de tots aquells fenòmens bioquímics i cel·lulars
que es donen en una primera exposició davant d’un al·lergen i que comporten
la formació d’IgG unides als mastòcits i els basòfils sanguinis.
6. La histamina, que pot produir contracció dels bronquis, vasodilatació, augment
de mucositat en vies respiratòries i estimulació de les terminacions nervioses.
Tot això pot conduir al xoc anafilàctic.
7. Es parla d’hipersensibilitat retardada quan els fenòmens d’al·lèrgia o
hipersensibilitat apareixen al cap d’unes quantes hores o dies de la segona
exposició a l’al·lergen.
8. El xoc anafilàctic és un cas d’hipersensibilitat immediata en el qual, davant una
segona exposició a l’al·lergen, es produeixen una sèrie d’efectes greus com ara
constricció dels bronquis, obstrucció dels capil·lars pulmonars per trombes,
urticària, hemorràgies intestinals i insuficiència cardíaca.
SABER FER
9. a.
Aquest pacient és al·lèrgic a l’àcar A, ja que l’índex d’histamina és de
0,6, superior a 0,5 i, per tant, indicador d’al·lèrgia segons aquest test.
b. La inflamació (la resposta inflamatòria aguda) –sense entrar-hi en
detalls– comporta una dilatació dels vasos sanguinis (capil·lars) de la
132
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
zona infectada, la qual cosa afavoreix l’arribada de cèl·lules fagocítiques
com ara els neutròfils, així com diverses molècules del sistema
immunitari, com ara anticossos. Tots dos components ajuden a eliminar
l’agent infecciós.
10.
Certes substàncies actuen en algunes persones (en un estat
d’hipersensibilitat respecte a aquesta substància) com a antígens que
desencadenen una resposta immunitària exagerada, quan normalment
no és així. És el cas d’alguns pòl·lens o àcars. El contacte de l’antigen
(l’al·lergogen) amb immunoglobulines E (IgE) unides a mastòcits provoca
la secreció d’histamina i d’altres substàncies que desencadenen una
resposta inflamatòria aguda contundent, la reacció anafilàctica.
ACTIVITATS
11.
La immunodeficiència és una malaltia del sistema immunitari en la qual
aquest no és capaç de defensar-se dels atacs de microorganismes.
12.
Els agents antiretrovirals són fàrmacs que inhibeixen els enzims dels
virus i d’aquesta manera impedeixen que es multipliquin de manera
normal.
13.
Són encefalopaties (pèrdua de força muscular, paràlisi, disminució de les
facultats mentals, disminució de l’agudesa visual i descoordinació),
càncers malignes oportunistes (limfomes, sarcoma de Kaposi), caquèxia
i infeccions oportunistes (pneumònia, herpes cutani, esofagitis,
tuberculosi).
14.
Per mitjà de relacions sexuals no segures, compartint utensilis que
poden haver estat en contacte amb la sang d’altres persones (xeringues,
fulles d’afaitar, material per fer tatuatges, per posar arracades, per fer
intervencions quirúrgiques, etc.) i per contagi maternofetal.
15.
En la fase asimptomàtica, que pot durar més de deu anys, els efectes
greus produïts pel virus de la sida no apareixen, tot i que sí que es
perceben símptomes semblants als gripals, amb estats febrils, dolors
articulars i musculars, nàusees, vòmits, diarrees, etc., que remeten al
cap d’unes dues setmanes, però que són recurrents al cap d’un temps
determinat. Durant la fase asimptomàtica, el nombre de rèpliques del
virus va augmentant lentament en la sang de la persona i el nombre de
limfòcits T va disminuint.
16.
La immunodeficiència congènita pot originar-se per defectes en els
limfòcits B, que no poden produir anticossos; per anomalies en els
limfòcits T; per errades en les proteïnes dels complements o per un
desenvolupament anormal dels òrgans limfoides.
133
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
17.
Els enzims presents són la transcriptasa inversa, la proteasa, la integrasa
i la ribonucleasa.
18.
Les proteïnes GP120 del virus de la sida s’uneixen específicament als
receptors CD4 dels limfòcits T.
19.
El virus de la sida provoca immunodeficiència perquè ataca les cèl·lules
del sistema immunitari, com ara els limfòcits, de manera que els redueix
la capacitat immunitària i finalment els provocant la mort.
No es pot transmetre a través de la roba o dels objectes, perquè és un
virus molt fràgil a fora de les cèl·lules i es destrueix amb molta facilitat.
20.
Són infeccions de microorganismes que aprofiten la immunodeficiència
que presenten les persones malaltes de la sida, a causa de la disminució
dels limfòcits a la sang i els teixits, per desenvolupar-se.
21.
És el rebuig que té lloc al cap de pocs minuts o hores d’un
trasplantament i que es produeix per la preexistència a la sang de la
persona receptora d’anticossos contra algun antigen de les cèl·lules de
l’òrgan trasplantat.
22.
Un càncer és benigne quan les seves cèl·lules no es multipliquen
indefinidament i sempre es mantenen en un lloc definit de l’organisme.
En canvi, un tumor maligne té cèl·lules que es multipliquen
indefinidament i, a més a més, migren (metàstasi) a altres teixits o llocs
del cos.
23.
Els fàrmacs immunosupressors són medicaments que disminueixen la
capacitat del sistema immunològic, especialment en el reconeixement
de molècules estranyes. Solen ser utilitzats en les operacions de
trasplantament per evitar el risc de rebuig de l’òrgan trasplantat.
24.
La llum ultraviolada, les radiacions ionitzants i les radiacions nuclears.
25.
Els efectes secundaris de la quimioteràpia són, entre d’altres, nàusees i
vòmits, anèmia, alopècia o caiguda dels cabells, diarrea o restrenyiment,
hemorràgies i immunosupressió.
26.
Un isoempelt és un trasplantament d’algun òrgan o teixit efectuat entre
dues persones genèticament iguals, com passa entre els bessons
univitel·lins; mentre que un al·loempelt és un trasplantament entre
dues persones diferents genèticament.
27.
Substàncies com ara els quitrans del tabac, algunes anilines, les radiacions
ionitzants i determinades hormones.
134
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
28.
La radioteràpia consisteix en l’aplicació local de radiacions ionitzants, com
ara els raigs X, directament sobre la zona on es troba el càncer i, en canvi,
la quimioteràpia és el tractament amb substàncies químiques que maten
o impedeixen el creixement de cèl·lules tumorals, però que també
afecten les cèl·lules no canceroses que es divideixen.
29.
L’interferó augmenta l’efecte de presentació dels antígens tumorals als
limfòcits T units a les molècules MHC.
30.
El tractament amb fàrmacs immunosupressors, l’extirpació de la tiroide i
la centrifugació del plasma sanguini de la persona.
31.
Els anticossos monoclonals són anticossos produïts a partir de cèl·lules
híbrides d’un animal de laboratori, generalment una rata. Aquestes
cèl·lules híbrides, que es formen a partir de la fusió d’un limfòcit B i d’una
cèl·lula cancerosa, tenen la capacitat de produir anticossos d’un sol tipus
i de reproduir-se constantment. S’utilitzen molt en investigació
biomèdica, en la detecció i el diagnòstic de malalties, en microbiologia,
en detecció d’al·lèrgens, etc.
32.
Els anticossos monoclonals estan produïts a partir de cèl·lules híbrides
d’un animal de laboratori, generalment una rata, i poden originar rebuig
en les persones; en canvi, els anticossos monoclonals quimèrics estan
manipulats genèticament perquè el sistema immunitari humà no els
reconegui com a estranys. A més a més, els anticossos monoclonals es
fan servir més en investigació biomèdica, i els quimèrics, en el tractament
de malalties.
33.
Per a la diftèria, el botulisme, les hepatitis A i B, el tètanus, la ràbia i el
xarampió.
34.
Les vacunes són preparats constituïts per microorganismes atenuats o
morts, però que encara tenen capacitat antigènica, o d’algunes de les
seves macromolècules, que s’administren per generar una immunitat
activa davant d’aquests microorganismes.
35.
La vacuna triple és una vacuna contra la diftèria, la tos ferina i el
tètanus. La primera dosi s’administra quan el nen té dos mesos; la
segona dosi, quan té quatre mesos; la tercera dosi, quan té sis mesos; el
primer recordatori, als 15-24 mesos, i el segon recordatori, entre els
quatre i els sis anys.
36.
A través de la introducció del DNA víric associat a un plasmidi bacterià
en el nucli de cèl·lules de llevat, que sintetitzen proteïnes antigèniques
del virus.
135
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
37.
El tractament amb sèrums és un mètode d’immunització passiva perquè
s’injecten al pacient els anticossos ja formats contra la malaltia, en canvi,
el tractament amb vacunes és un mètode preventiu que fa que el mateix
sistema immunitari fabriqui els seus anticossos contra la malaltia abans
que aquesta ens afecti.
38.
• A partir dels dos mesos. Per tal de reduir la incidència de malalties
infeccioses a les poblacions humanes, especialment en els nens.
• La vacuna hexavalent s’administra contra la diftèria, el tètanus, la tos
ferina, la poliomielitis, la malaltia per Haemophilus influenzae i l’hepatitis
B. La vacuna triple vírica, contra el xarampió, la rubèola i la parotiditis.
• Algunes vacunes, amb el temps, disminueixen l’efectivitat, o bé en calen
diverses dosis per tenir una immunitat adequada.
• Perquè en persones grans la grip pot originar complicacions que poden
fer que s’hagi d’hospitalitzar el malalt o fins i tot que mori.
TEST DE LA UNITAT
39. Resposta d.
40. Resposta c.
41. Resposta c.
42. Resposta c.
43. Resposta b.
44. Resposta c.
45. Resposta a.
46. Resposta d.
47. Resposta d.
48. Resposta d.
49. Resposta d. fàrmacs que impedeixen la reproducció del VIH.
50. Resposta d.
51. Resposta d.
136
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
52. Resposta b.
53. Resposta a.
ACTIVITATS FINALS
54.
1. a.
b. S’observa clarament que el tractament inicial amb ciclosporina, o
sigui el tractament B, és força millor que el tractament A, ja que l’òrgan
trasplantat continua intacte (sobreviu) en un percentatge de casos força
superior. Aquesta millor supervivència ja es manté a partir dels tres
mesos d’haver subministrat la ciclosporina, i és de l’ordre d’un 15-20 %
superior en el tractament amb ciclosporina.
La conclusió, doncs, és el clar efecte positiu de la ciclosporina sobre la
supervivència de l’òrgan trasplantat.
2.
a. La interleucina-2 està produïda pels limfòcits T, i aquests actuen de
manera específica, ja que només s’activen aquells capaços de reconèixer
un antigen concret. Com que la ciclosporina afecta la producció
d’aquella substància, és clar que afecta –disminuint-les– les respostes
específiques.
b. El sistema immunitari dels pacients trasplantats pot reaccionar contra
els antígens presents a les cèl·lules de l’òrgan empeltat, ja que no són
reconeguts com a propis. Si s’administra un tractament
immunosupressor que disminueixi la intensitat de la resposta
immunitària, és més probable que l’empelt sobrevisqui.
55.
Com més tipus d’autoanticossos contra les cèl·lules beta del pàncrees hi hagi,
més gran és la probabilitat de desenvolupar la diabetis de tipus 1.
137
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
56.
1. El problema que s’ha d’investigar és: Quin és l’anticòs monoclonal més
efectiu per combatre aquest tipus de càncer, l’anticòs A o el B?
La hipòtesi dels investigadors seria: Potser l’anticòs B és més eficaç que l’anticòs
A per combatre aquest tipus de càncer.
2.
a. La variable independent és el tipus d’anticòs i la variable dependent és la
resposta, creixement o eliminació, de les cèl·lules tumorals en ser administrat
l’anticòs.
b. Com que disposem de 60 ratolins, podem fer 3 grups, cadascun de 20 ratolins.
Un grup serà sotmès a la teràpia amb l’anticòs A i un altre grup serà sotmès a la
teràpia amb l’anticòs B. El tercer grup no serà sotmès a cap de les dues teràpies
i ens servirà de grup de control. Mantindrem tots els ratolins en les mateixes
condicions (aliment, llum, temperatura, humitat, etc.) i observarem com
evolucionen els tumors malignes de cada ratolí al llarg del temps.
3.
a. En aquest cas l’antigen és alguna substància pròpia de les cèl·lules
cancerígenes, ja que l’anticòs és capaç d’identificar-lo i neutralitzar-lo.
b. L’administració de l’anticòs no comporta una immunització activa, perquè no
s’administren antígens que provoquin la producció d’anticossos i la memòria
immunològica; per tant, s’ha de considerar un tractament passiu amb anticossos
produïts fora de l’organisme.
57.
a. Com que la ciclosporina A és un immunosupressor que actua inhibint el
funcionament dels limfòcits T col·laboradors, aquests no reaccionaran enfront
del teixit trasplantat, però també perdran la seva eficàcia per reaccionar
enfront dels antígens de microorganismes patògens. Per tant, és molt probable
que aquesta persona tingui més infeccions del compte.
b. No hauria estat necessari l’ús d’immunosupressors perquè els antígens són
idèntics en el cas de bessons univitel·lins, ja que són clons amb la mateixa
informació genètica.
58.
a. Els diferents tipus de glòbuls blancs o leucòcits participen activament en els
processos de reconeixement i eliminació d’antígens, reconeixen les cèl·lules
pròpies i, al llarg de la vida de la persona, han adquirit «memòria immunològica».
Per tant, rebre glòbuls blancs d’una altra persona per transfusió representaria un
greu daltabaix immunològic, ja que els limfòcits no reconeixerien com a pròpies
les cèl·lules de la persona que els rebria i serien atacades.
138
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
b. Els neutròfils són els glòbuls blancs més abundants, entre un 40% i un 70%,
tenen activitat fagocitària i un paper molt important a l’hora de combatre les
infeccions causades per bacteris. La disminució dràstica de neutròfils comporta
un alt risc d’infeccions bacterianes, per la qual cosa l’aïllament preventiu
disminueix les possibilitats d’infeccions i, davant la febre causada molt
probablement per infeccions bacterianes, resulta molt indicat l’administració
d’antibiòtics.
59.
1.
a. La variable independent és l’administració de la vacuna triple vírica, i la
variable dependent, l’aparició dels símptomes d’autisme.
b. Perquè una bona recerca ha de tenir un grup de control per assegurar-nos que
els resultats són deguts a la variable independent. En aquest cas, el grup de nens
no immunitzats actuaria com a grup de control. Seria la referència per comparar
dos grups que comparteixen totes les característiques menys la variable
independent, l’administració de la vacuna. D’aquesta manera podríem garantir
que l’única causa de l’aparició de símptomes fos la vacunació. Però si no hi ha
grup de control, l’aparició de símptomes pot ser deguda a qualsevol altre factor
que no controlem i no hi podem establir una relació causa-efecte.
2.
a. El fet d’entrar en contacte amb l’antigen de la malaltia gràcies a la vacunació
desencadena un seguit de reaccions específiques contra aquest antigen, que és
presentat per les cèl·lules presentadores d’antígens als limfòcits T
col·laboradors, que al seu torn activen els limfòcits B, alguns dels quals es
transformen en cèl·lules plasmàtiques productores d’anticossos i en cèl·lules
de memòria. Aquestes cèl·lules de memòria reaccionaran d’una manera més
ràpida i específica si es produeix un nou contacte amb l’antigen del virus,
produint anticossos específics contra aquest, que eviten patir la malaltia.
b. Si tota la població està immunitzada contra un microorganisme concret,
aquest no es pot reproduir perquè no té hostes on fer-ho, la qual cosa pot
permetre l’eradicació de la malaltia.
3. En el cas del virus de la grip, la seva alta taxa de mutació fa que d’un any a
l’altre canviïn els antígens que presenta, per la qual cosa les cèl·lules de memòria
que es generen després d’una infecció o d’una vacunació no permetran
reconèixer el nou virus de la grip. Per aquest motiu no podem tenir una vacuna
sistemàtica per a aquesta malaltia.
139
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
60.
a.
b.
140
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
X – Moment en què s’ha subministrat la vacuna, corresponent a una
resposta immunitària primària.
Y – Moment d’infecció per part del paràsit, corresponent a una resposta
immunitària secundària.
• Es tracta d’una vacuna d’immunització activa, que ha provocat
l’activació de la resposta immunitària cel·lular amb la participació dels
limfòcits T, que han estimulat la proliferació dels limfòcits B productors
d’anticossos específics contra la proteïna híbrida. Amb la infecció del
paràsit, les cèl·lules B han proliferat, i han esdevingut cèl·lules
plasmàtiques productores d’anticossos que immobilitzen les cèl·lules de
Plasmodium falciparum i afavoreixen la fagocitosi.
61.
Pregunta web.
62.
Pregunta web.
141
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
NOTES
142
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
NOTES
143
Solucionari Biologia 2 Batxillerat
Autoria: Santi Rodríguez
Edició: Ivan Barrueto
Coordinació editorial: Magda Belsa
Direcció d’art: José Crespo
Cap de projecte gràfic: Rosa Marín
Direcció tècnica: Jorge Mira Fernández
Coordinació tècnica: Jesús Muela
Confecció i muntatge: Conchi Garzón
Correcció: Anna Rius
© 2016 by Grup Promotor/Santillana Educación, S. L.
Frederic Mompou, 11 (Vila Olímpica)
08005 Barcelona
Printed in Spain
CP: 790244
Qualsevol forma de reproducció, distribució, comunicació pública o transformació d’aquesta obra només es pot fer amb
l’autorització dels seus titulars, llevat d’excepció prevista per la llei. Dirigiu-vos a CEDRO (Centro Español de Derechos
Reprográficos, www.cedro.org) si necessiteu fotocopiar o escanejar algun fragment d’aquesta obra.
144