L'any 1909, W. Johannsen proposà el terme gen ("el que dóna origen a") per designar els factors de l'herència descoberts per Mendel. Posteriorment, diverses investigacions conduiren a la idea que els gens controlen l'estructura de les proteïnes.

a) A la taula següent hi apareix un fragment de gen. Completeu-la, utilitzant la taula del codi genètic que s'adjunta. (1 punt)    

Cadena de DNA que es transcriu   C -  -  -  -  -   A C T

mRNA  - C A  -  -  -   U  -  -

tRNA  -  -  -   -  -  -   -   -  - 

Aminoàcid incorporat a la proteïna - trp -

 b) Si sotmetem un DNA bicatenari a temperatures properes a 100ºC, es desnaturalitza. Què vol dir això? Esmenta altres biomolècules que també es desnaturalitzin. (1 punt)

c) El 15% de les bases nitrogenades de l'àcid nucleic d'un virus determinat, és adenina. Fes una taula on s'indiqui quina serà la composició de les altres bases nitrogenades si es tracta d'un fragment de DNA bicatenari o d'un fragment de RNA bicatenari. Es podria determinar el percentatge de cadascuna de les bases en el cas d'un RNA monocatenari? Justifiqueu-ho breument en cada cas. (1 punt)  

RESPOSTA

Cadena de DNA que es transcriu  C  G  T   A  C  C  A  C  T

mRNA  G  C  A  U  G  G  U  G  A

tRNA  C  G  U  A  C  C  A  C  U

Aminoàcid incorporat a la proteïna Ala Trp Parada

b)  Que el DNA es desnaturalitza significa que els enllaços d'hidrogen entre les bases nitrogenades que uneixen les seves dues cadenes, queden trencats. No es trenca, cal dir-

ho, cap enllaç covalent, per exemple entre els nucleòtids de cada cadena. Així es separen les dues cadenes d'un DNA dúplex. Les proteïnes també es poden desnaturalitzar si perden la seva estructura tridimensional però sense que hi hagi trencament tampoc d'enllaços covalents. Per tant, l'estructura primària queda intacta. La desnaturalització pot produir-se per un augment de temperatura (en el cas de les proteïnes comencen a desnaturalitzar-se a partir d'uns 40?C), a canvis de pH o de concentració de ions en el medi. Cal que l'alumne indiqui que hi ha una pèrdua de l'estructura espaial d'aquestes molècules però no un trencament d'enllaços covalents.

c) La pregunta fa referència al principi de complementarietat de bases, i a la diferent composició dels RNA respecte dels DNA: als primers hi haurà uracil (U) en lloc de timina (T).  

- DNA bicatenari: 15% de timina (T),  35% de guanina (G) i 35% de citosina (C), per ser complementàries A-T i G-C. - RNA bicatenari: Si el virus és de RNA bicatenari, s'acomplirà igualment el principi de la complementarietat de bases, però no hi haurà T i sí U. Així, tindrem un 15% d'U, i un 35%  també de C i de G.

En un RNA monocatenari no s'acompleix el principi de la complementarietat de bases, ja que la seqüència de bases a la cadena és lliure. Per tant, el màxim que podem precisar és que hi haurà un 85% entre U, G i C.  

  Tipus d'àcid nucleic   Adenina   Timina   Guanina   Citosina     Uracil 

a) DNA bicatenari 15% 15% 35% 35% 0%

b) RNA bicatenari 15% 0% 35% 35% 15%

L'aspartama és un edulcorant sintètic que es fa servir com a substitut de la sacarosa. No és un glúcid, sino que és un dipèptid format per àcid aspàrtic i fenilalanina.

a) Quines podrien ser les dues fórmules estructurals de l'aspartama? Representeu-les. Cóm s'anomena l'enllaç que uneix ambdós aminoàcids ? (1 punt)

b) La sacarosa està formada per 1 glucosa i 1 fructosa. Cóm s'anomena l'enllaç que les uneix?  Quin tipus de molècula és la sacarosa? Doneu el nom d'una altra molècula d'aques tipus, tot indicant la seva composició. (1 punt)

c) A partir dels aminoàcids que ingerim, les cèl·lules sintetitzen proteïnes, les quals tenen funcions molt importants en l'organisme. Anomeneu 4 d'aquestes funcions, explicant-les breument (1-2 línies) i indicant un exemple d'una proteïna per a cada una de les funcions que anomeneu . (1 punt)

RESPOSTA

El dipèptid pot ser una d’aquestes dues molècules:

 L’enllaç que uneix ambdós aminoàcids és un enllaç peptídic

b) L’enllaç que uneix la glucosa amb la fructosa és un enllaç glucosídic La sacarosa és un disacàrid Altres disacàrids, per exemple, són:     la maltosa (glucosa-glucosa)                                                               la lactosa (glucosa-galactosa)

 c) Quatre d’aquestes (0.25 per cada funció + exemple correctes)  

FUNCIÓ EXEMPLE

Catàlisi qualsevol enzim

Regulació qualsevol hormona proteica (insulina, glucagó...)

Estructural col·làgena, elastina, queratina

Transport per sang

hemoglobina, albúmina, transport a través de les membranes bomba de Na+/K+, proteïnes de canal, etc.,

Receptor de senyal

receptor d’hormones

Defensa anticossos

Reserva caseïna, gliadina, ovoalbúmina

Contracció actina, miosina

Coagulació trombina, fibrinogen

Tòxica Toxines

   

1) (1 punt)                 - De les molècules de la figura, quines son monosacàrids?                 - Escriviu la fòrmula resultant de la seva unió.                 - Com s’anomena aquest enllaç?                 - Quin tipus de biomolècula en resulta?                 - Què te a veure aquest tipus de molècula amb la molècula de glúcid que utilitzen les cèl·lules                     animals per emmagatzemar energia?

2) (1 punt)                 - Quina o quines de les molècules de la figura son àcids grassos?                 - En quin tipus de molècula es troben formant part de les membranes biològiques?                 - Amb quina de les molècules de la figura es combinen els àcids grassos per magatzemar energia a la cèl·lula?

                    Anomeneu aquest compost i escriviu la seva fòrmula general                 - Què tenen en comú les molècules A i F? Expliqueu-ho.

3) (1 punt)                 - Quina o quines de les molècules de la figura son aminoàcids?                 - Escriviu la fòrmula resultant de la seva unió.                 - Com s’anomena aquest enllaç?                 - Com es diuen els compostos resultants de la unió de diversos aminoàcids?

R ESPOSTA

- B i E - fòrmula d'un dels dos dissacàrids possibles, per exemple:

- glucosídic - un dissacàrid o sacarosa - mentre que la molècula a la que es refereix la pregunta és un disacàrid, a les cèl·lules animals el glúcid amb el qual s’emmagatzema energia és un polisacàrid, el glicogen. També es considerarà correcta si l'alumnat parla de que el glicogen és un polímer de glucoses

 2) - A - Fosfolípid. També fora correce: glicoesfingolípid, esfingolípid o fosfoglicèrid. - D (el glicerol): fòrmula del triacilglicèrid corresponent, per exemple:

- Que son molècules lipídiques, bastant insolubles en aigua (hidrofòbiques) tot i que totes dues tenen una petita part soluble en aigua (hidrofílica).

3) - C i G - Fòrmula d'un dels dos dipèptids possibles, per exemple:

- Peptídic - pèptids, polipèptids o proteïnes

Algunes molècules biològiques tenen estructura de polímer, és a dir, estan formades per la unió covalent d’altres molècules més petites que són semblants entre elles.

1. (1punt) Empleneu la taula següent utilitzant en cada cas el terme que correspongui de les següents possibilitats:

Columna A: glucosa, sacarosa, pentoses, aminoàcids, nucleòtids, glicerolColumna B: estructural, reserva energètica, enzimàtica, informacióColumna C: animals, plantes, bacteris, virus

AComponents

Bfunció

Ces troba a:

MidóGlicogenDNAProteïnaCel·lulosa

RESPOSTA

A B CMidó glucosa reserva energètica Plantes, bacterisGlicogen glucosa reserva energètica Animals, bacterisDNA nucleòtids informació Animals, plantes,

bacteris, virusProteïna aminoàcids enzimàtica,

estructuralanimals, plantes, bacteris, virus

Cel·lulosa glucosa estructural Plantes

La figura següent mostra una part d’un procés que s’esdevé a la cèl·lula

1.- (1 punt)a) Indiqueu com s’anomena l’enllaç que uneix dues bases nitrogenades de cadenes polinucleòtides complementàries i assenyaleu-ne un a la figura

A) peptídicB) d’hidrogenC) fosfat ric en energiaD) glucosídic

b) Les biomolècules que formen part de l’RNA però no del DNA són:A) desoxiribosa i timinaB) guanina i citosinaC) ribosa i uracilD) ribosa i alanina

c) Les bases X i Y de la figura són:A) guanina i citosinaB) timina i citosinaC) timina i guaninaD) citosina i adenina

d) L’enllaç que uneix dos aminoàcids entre si en una proteïna s’anomena:A) peptídicB) d’hidrogenC) fosfat ric en energiaD) glucosídic

A continuació es mostra la seqüència d’aminoàcids d’una part d’una proteïna

lisina – alanina – glutamat – treonina

La taula mostra els codons de cada un d’aquests aminoàcids:

Aminoàcid Codóalanina GCCtreonina ACUlisina AAGglutamat GAA

Escriviu la seqüència de bases del fragment de DNA que codifica la seqüència d’aminoàcids d’aquesta part de la proteïna.

Per a cada un dels tres tipus de polímers biològics que s’indiquen, completeu la taula assenyalant: el nom genèric dels seus monòmers, el nom de l’enllaç que uneix els seus monòmers, exemples i una funció de cada un d'aquests exemples.

polímer monòmer enllaç  exemple funció 

polisacàrids

proteïnes

àcids

nucleics

Quines de les seguents frases són correctes i quines no ho son? Expliqueu cada una

de les vostres respostes.

A.-Les proteïnes són extraordinàriament diverses ja que cada una d’elles està formada per una barreja única d’aminoàcids que s’uneixen entre sí a l’atzar.

B.-Les membranes biològiques estan formades per subunitats de fosfolípids i de colesterol que s'uneixen entre sí per enllaços covalents.

C.-Els àcids nucleics contenen glúcids.D.-El DNA té quatre bases nitrogenades: Adenina, Guanina, Uracil i Citosina

RESPOSTA

polímer monòmer enllaç exemple funciópolisacàrids monosacàrids glucosídic glicogen reserva

energètica als animals

cel·lulosa estructual als vegetals

midó reserva energètica als vegetals

proteïnes

aminoàcids peptídic qualsevol enzim 

enzimàtica

insulina  hormonal

àcids nucleics nucleòtids fosfodièster (caldria acceptar enllaç d'hidrogen?)

DNA magatzematge de la informació genètica

RNA transmissió de la informació genètica

Notes:   a) evidentment s'acceptarà qualsevol altre exemple i funció, sempre que siguin correctes

  b) no s’acceptarà com a resposta correcta els lípids, triacilglicèrids, greixos, etc, ja que NO s’uneixen entre sí mitjançant enllaços covalents (per exemple, a les membranes biològiques, a les lipoproteïnes, etc.

2)A.- Fals. les propietats d’una proteïna depenen tant dels aminoàcids dels quals estan formades com de l’ordre en que aquests aminoàcids estan units. La diversitat de les proteïnes és deguda al quasi ilAlimitat nombre de maneres mitjançant les quals es poden combinar els 20 aminoàcids diferents en una seqüència lineal.  B.- Fals. Les membranes biològiques són bicapes de fosfolípids i colesterol, però aquests compostos s’uneixen entre ells mitjançant enllaços no-covalents. Per tant, una membrana no és una macromolècula.C.- Cert. L’esquelet dels àcids nucleics està format per grups ribosa (o desoxiribosa en el DNA) alterns amb grups fosfat. La ribosa i la desoxiribosa son glúcids.D.- Fals. L’RNA sí que te les quatre bases nomenades a la pregunta, però el DNA té T en lloc d’U. Tot i això, T i U són molt semblants, ja que només es diferencien en un sol grup metil.

La figura següent representa un procés cel·lular fonamental

1. (1 punt) Indiqueu el nom del procés representat, i escriviu en els requadres A, B, C i D el nom dels components assenyalats. Quina és la funció de la molècula B de la figura?

Nom del procés

Funció de la molècula B

G C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G AA A GA A G

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

G C A C U G U U C U G G C A G A G AA A G

ALALEU

PHE

NH2

5’ 3’

TRPTRP

A C CA C C

G C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G AA A GA A G

ALALEU

PHE

NH2

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C C

TRPTRP

A C CA C C

TRPTRP

A C CA C C

1

G C A C U G U U C U G G C A G A G A

A A G

ALALEU

PHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C CG C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G A

A A G

A A G

ALALEU

PHE

NH2

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C C

TRPTRP

A C CA C C

44

2

3

G C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G AA A GA A G

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

G C A C U G U U C U G G C A G A G AA A G

ALALEU

PHE

NH2

5’ 3’

TRPTRP

A C CA C C

G C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G AA A GA A G

ALALEU

PHE

NH2

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C C

TRPTRP

A C CA C C

TRPTRP

A C CA C C

1

G C A C U G U U C U G G C A G A G A

A A G

ALALEU

PHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C CG C A C U G U U C U G G C A G A G AG C A C U G U U C U G G C A G A G A

A A G

A A G

ALALEU

PHE

NH2

ALAALALEULEU

PHEPHE

NH2

5’ 3’

TRP

A C C

TRPTRP

A C CA C C

44

2

3

A

D

B

2. Observeu la figura següent.

a. Utilitzant la taula del codi genètic i el principi de la complementarietat de bases, empleneu els requadres de la figura

b. Raoneu les conseqüències d’un canvi de A per U en la posició subratllada de la seqüència 5’-GCACUGUUCUGGCAGAGA-3’

3. La seqüència 5’ - G C A C U G U U C U G G C A G A G A – 3’ de la molècula D (primera figura) conté informació que procedeix d’una altra molècula.

-

-

1. (1 punt)Es tracta del procés de la traducció o síntesi de proteïnes. A = Aminoàcid; B = tRNA (de tranferència); C = Ribosoma; D = mRNA (missatger)

Nom del procésTRADUCCIÓ O SÍNTESI DE PROTEÏNES

Funció de la molècula B

El tRNA és la molècula a què s’uneix l’aminoàcid corresponent, segons la seqüència del seu anticodó. (No cal esmentar que la unió de l’aminoàcid al tRNA la porta a terme l’enzim Aminoacil-tRNA sintetasa)

2. (1 punt)

De quina molècula es tracta?

Com s’anomena el procés de transferència d’informació d’una molècula a l’altra?

En quin compartiment cel·lular es produeix aquest procés?

Arg

Gln

GUC

UCUUCU

El codó AGA, que codifica l’aminoàcid Arg, canviaria a UGA, que és un codó d’aturada: el ribosoma no hi aportaria cap aminoàcid en aquesta posició i l’mRNA deixaria de ser “llegit” a partir d’aquesta posició. Per tant, s’hauria obtingut una proteïna incompleta, que només tindria els aminoàcids fins aquesta posició, amb la qual cosa el més probable és que seria defectuosa per a fer la seva funció. La causa seria una mutació en el DNA en aquesta posició

3.

-De quina molècula es tracta?

-Com s’anomena el procés detransferència d’informaciód’una a l’altra molècula?

-A quin compartiment cel·lulars’hi dóna ?

És la molècula de DNA

És el procés de transcripció

Es dóna en el nucli cel·lular