La Fotosíntesis

En la fase luminosa, dependiente de la luz, la energía solar es capturada por pigmentos fotosintéticos (principalmente clorofila) en las membranas tilacoidales. Esta energía se utiliza para la fotólisis del agua, liberando oxígeno molecular (O₂) como subproducto, electrones y protones (H⁺). Los electrones energizados y los protones contribuyen a la síntesis de ATP (adenosín trifosfato) y NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido), moléculas portadoras de energía.

La fase oscura, que no requiere luz directamente pero sí los productos de la fase luminosa, tiene lugar en el estroma del cloroplasto. Aquí, el CO₂ atmosférico es fijado y reducido utilizando el ATP y NADPH generados previamente para sintetizar glucosa (C₆H₁₂O₆) y otros compuestos orgánicos. Este ciclo de reacciones es crucial para la producción de biomasa y sustenta la mayoría de las cadenas tróficas en la Tierra.

Preguntas Fotosíntesis

Cuestionario sobre Fotosíntesis

1. Un investigador cultiva plantas en un ambiente herméticamente cerrado con una atmósfera enriquecida en ¹⁸O (isótopo pesado del oxígeno) presente únicamente en el CO₂. Después de un tiempo suficiente para que ocurra la fotosíntesis, ¿en qué molécula se esperaría encontrar predominantemente el ¹⁸O?

A) En el O₂ liberado por la planta. B) En la glucosa (C₆H₁₂O₆) sintetizada. C) En el agua (H₂O) producida metabólicamente por la planta. D) Distribuido equitativamente entre el O₂ liberado y la glucosa.

Explicación de la respuesta correcta (B): El CO₂ se utiliza en el ciclo de Calvin para la síntesis de glucosa. Por lo tanto, el oxígeno del CO₂ (marcado como ¹⁸O) se incorporará a la estructura de la glucosa. El O₂ liberado durante la fotosíntesis proviene de la fotólisis del agua (H₂O), no del CO₂.

2. Si se inhibe experimentalmente la actividad de la enzima ATP sintasa en los cloroplastos, ¿cuál sería la consecuencia más inmediata y directa sobre el proceso fotosintético?

A) Se detendría la fotólisis del agua. B) Aumentaría la producción de NADPH. C) Se acumularían protones (H⁺) en el lumen tilacoidal y disminuiría la fijación de CO₂. D) La planta comenzaría a liberar CO₂ en lugar de O₂.

Explicación de la respuesta correcta (C): La ATP sintasa utiliza el gradiente de protones (H⁺) acumulados en el lumen tilacoidal (producto de la fotólisis del agua y el bombeo por el citocromo b6f) para sintetizar ATP. Si se inhibe, los protones se acumularían, y la falta de ATP impediría que el ciclo de Calvin fije CO₂, ya que este ciclo depende tanto de ATP como de NADPH.

3. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión el papel del NADPH en la fotosíntesis?

A) Actúa como el aceptor final de electrones en la cadena de transporte electrónico de la fase luminosa. B) Proporciona la energía de activación necesaria para la fotólisis del agua. C) Transporta protones desde el estroma hacia el lumen tilacoidal para generar un gradiente. D) Provee poder reductor para la conversión del CO₂ en carbohidratos durante el ciclo de Calvin.

Explicación de la respuesta correcta (D): El NADPH es una coenzima que se reduce durante la fase luminosa (acepta electrones y un protón) y luego se oxida en el ciclo de Calvin, cediendo estos electrones (poder reductor) para la reducción del CO₂ fijado y su conversión en azúcares.

4. En un escenario donde la intensidad lumínica es óptima pero la concentración de CO₂ es muy baja, ¿qué fase de la fotosíntesis se vería limitada primordialmente y por qué?

A) La fase luminosa, porque la baja concentración de CO₂ impide la regeneración de aceptores de electrones. B) El ciclo de Calvin (fase oscura), porque el CO₂ es el sustrato inicial para la fijación de carbono. C) Ambas fases se verían igualmente afectadas, ya que son interdependientes. D) La fotólisis del agua, ya que la planta intentaría conservar agua ante la escasez de CO₂.

Explicación de la respuesta correcta (B): El CO₂ es el sustrato que la enzima RuBisCO fija al RuBP en el primer paso del ciclo de Calvin. Si el CO₂ es escaso, esta reacción se ralentiza o detiene, limitando toda la fase oscura, aunque la fase luminosa pueda seguir produciendo ATP y NADPH por un tiempo (hasta que estos se acumulen y por retroalimentación inhiban la fase lumínica).

5. Los herbicidas como el DCMU (Diurón) bloquean el flujo de electrones entre el fotosistema II y el fotosistema I. ¿Cuál sería el efecto más probable de este herbicida sobre la planta?

A) Incremento en la producción de O₂ y ATP. B) Disminución en la producción de O₂, ATP y NADPH, y consecuentemente, inhibición de la fijación de CO₂. C) Aumento de la fijación de CO₂ para compensar la falta de electrones. D) Solo se afectaría la producción de NADPH, mientras que la producción de O₂ y ATP continuaría normalmente.

Explicación de la respuesta correcta (B): Al bloquear el flujo de electrones después del PSII, se impide la reducción del NADP⁺ a NADPH y la generación del gradiente de protones necesario para la síntesis de ATP. La fotólisis del agua (que produce O₂) también se vería afectada porque los electrones del PSII no pueden ser transferidos eficientemente. Sin ATP y NADPH, el ciclo de Calvin no puede fijar CO₂.

6. Si se considera el espectro de absorción de la clorofila y el espectro de acción de la fotosíntesis, se observa una alta eficiencia en las regiones azul-violeta y roja del espectro visible. ¿Qué implicación tiene esto para las plantas que crecen bajo una luz predominantemente verde?

A) Su tasa fotosintética sería máxima, ya que el color verde es característico de las hojas. B) Su tasa fotosintética sería significativamente menor en comparación con luz azul o roja, debido a la reflexión de la luz verde. C) Desarrollarían una mayor cantidad de pigmentos carotenoides para absorber eficientemente la luz verde. D) No habría ningún efecto, ya que la intensidad lumínica es más importante que el color.

Explicación de la respuesta correcta (B): Las clorofilas absorben principalmente luz en las longitudes de onda azul-violeta y roja, y reflejan la luz verde (por eso vemos las hojas de ese color). Por lo tanto, bajo luz predominantemente verde, la absorción de energía lumínica es ineficiente, resultando en una tasa fotosintética menor. Los carotenoides ayudan, pero no compensan totalmente la falta de absorción de la clorofila en el verde.

7. La fotorespiración es un proceso que ocurre en plantas C3 cuando la enzima RuBisCO fija O₂ en lugar de CO₂ a la RuBP. ¿En qué condiciones ambientales es más probable que la tasa de fotorespiración aumente significativamente?

A) Temperaturas bajas y alta concentración de CO₂. B) Alta intensidad lumínica, altas temperaturas y baja concentración de CO₂ (estomas cerrados). C) Baja intensidad lumínica y alta humedad relativa. D) Temperaturas moderadas y concentraciones equimolares de O₂ y CO₂.

Explicación de la respuesta correcta (B): La RuBisCO tiene afinidad tanto por el CO₂ como por el O₂. A altas temperaturas, la solubilidad del CO₂ disminuye más que la del O₂, y las plantas tienden a cerrar sus estomas para conservar agua, lo que reduce la entrada de CO₂ y aumenta la concentración interna de O₂ (producido en la fase lumínica). Estas condiciones favorecen la actividad oxigenasa de RuBisCO, incrementando la fotorespiración.

8. ¿Cuál es la función principal del ciclo de las xantofilas (por ejemplo, violaxantina, anteraxantina, zeaxantina) en el aparato fotosintético de las plantas?

A) Actuar como principal pigmento antena para la captura de luz en condiciones de baja iluminación. B) Disipar el exceso de energía lumínica en forma de calor para proteger los fotosistemas del daño fotooxidativo (fotoprotección). C) Facilitar la transferencia de electrones desde el fotosistema II al fotosistema I. D) Participar directamente en la fijación de CO₂ durante el ciclo de Calvin.

Explicación de la respuesta correcta (B): El ciclo de las xantofilas es un mecanismo de fotoprotección. En condiciones de alta intensidad lumínica, la violaxantina se convierte en zeaxantina, la cual ayuda a disipar el exceso de energía absorbida por las clorofilas en forma de calor, previniendo la formación de especies reactivas de oxígeno y el daño a los fotosistemas.

9. Si se compara una planta C3 con una planta C4 bajo condiciones de alta irradiancia y temperatura elevada, ¿qué diferencia fundamental se observaría en su eficiencia fotosintética y por qué?

A) La planta C3 sería más eficiente debido a un menor costo energético en la fijación inicial de CO₂. B) La planta C4 sería más eficiente porque su mecanismo de concentración de CO₂ minimiza la fotorespiración. C) Ambas plantas tendrían eficiencias similares, ya que los factores limitantes serían otros diferentes al CO₂. D) La planta C3 mostraría una mayor producción de O₂ debido a una fase lumínica más activa.

Explicación de la respuesta correcta (B): Las plantas C4 poseen un mecanismo de concentración de CO₂ que involucra la fijación inicial de CO₂ por la PEP carboxilasa en las células del mesófilo, formando un compuesto de 4 carbonos. Este compuesto se transporta a las células de la vaina del haz, donde libera CO₂ manteniendo una alta concentración alrededor de la RuBisCO. Esto minimiza la fotorespiración, que es un problema para las plantas C3 en condiciones de alta temperatura y luz, haciéndolas menos eficientes.

10. El transporte cíclico de electrones alrededor del Fotosistema I (PSI) ocurre en ciertas condiciones. ¿Cuál es el principal propósito fisiológico de este proceso?

A) Producir O₂ adicional cuando la fotólisis del agua es insuficiente. B) Generar únicamente NADPH para el ciclo de Calvin, sin producir ATP. C) Aumentar la producción de ATP en relación con la de NADPH, para satisfacer las demandas energéticas del ciclo de Calvin y otros procesos celulares, sin producir O₂ ni reducir NADP⁺. D) Desviar electrones para reducir directamente el CO₂, sin pasar por el ciclo de Calvin.

Explicación de la respuesta correcta (C): El transporte cíclico de electrones implica que los electrones energizados del PSI, en lugar de reducir NADP⁺, regresan al complejo citocromo b6f y luego de nuevo al PSI. Este flujo bombea protones al lumen tilacoidal, contribuyendo a la síntesis de ATP a través de la ATP sintasa, pero no produce NADPH ni O₂. Esto es útil cuando la célula necesita más ATP que NADPH (por ejemplo, el ciclo de Calvin consume más ATP que NADPH en una proporción de 3:2).

Reproducción Celular

La reproducción celular es un proceso biológico fundamental que permite la perpetuación de la vida, el crecimiento de organismos pluricelulares y la reparación de tejidos. Existen dos tipos principales: mitosis y meiosis. La mitosis produce dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre, esencial para el crecimiento somático y la reproducción asexual. Este proceso se divide en profase, metafase, anafase y telofase, precedido por una interfase donde el ADN se replica. La regulación del ciclo celular, mediante puntos de control y proteínas como ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas (CDKs), es crucial para prevenir errores que podrían llevar a enfermedades como el cáncer.

La meiosis, en cambio, es un tipo de división celular especializado que ocurre en las células germinales para producir gametos (óvulos y espermatozoides) con la mitad del número de cromosomas de la célula original (haploides). Consta de dos divisiones consecutivas (Meiosis I y Meiosis II). Durante la Meiosis I, ocurre el apareamiento de cromosomas homólogos y el entrecruzamiento (recombinación genética), generando variabilidad. La Meiosis II es similar a una mitosis, separando las cromátidas hermanas. Este proceso asegura la constancia del número cromosómico de la especie tras la fecundación y promueve la diversidad genética.

Preguntas Reproducción Celular

Cuestionario sobre Reproducción Celular

1. Las ciclinas son proteínas cuya concentración fluctúa cíclicamente durante el ciclo celular, regulando la actividad de las quinasas dependientes de ciclinas (CDKs). Si una mutación específica impide la degradación de la ciclina M (mitótica) al final de la mitosis, ¿cuál sería la consecuencia más probable para la célula?

A) La célula permanecería indefinidamente en la fase G1, sin iniciar la replicación del ADN. B) La célula completaría la citocinesis rápidamente y entraría prematuramente en una nueva fase S. C) La célula quedaría arrestada en metafase, incapaz de separar las cromátidas hermanas. D) La célula intentaría repetidamente entrar en mitosis sin haber completado la interfase, o quedaría detenida en un estado similar a la mitosis tardía sin poder salir de ella.

Explicación de la respuesta correcta (D): La ciclina M, al unirse a su CDK, activa el complejo CDK-M que promueve la entrada en mitosis y es esencial para eventos como la condensación cromosómica y la formación del huso. La degradación de la ciclina M es crucial para salir de la mitosis y completar la citocinesis. Si no se degrada, la actividad del complejo CDK-M se mantendría alta, impidiendo la descondensación de los cromosomas, la reforma de la envoltura nuclear y la salida efectiva de la mitosis, pudiendo llevar a intentos anómalos de reingresar o a un arresto en un estado post-anafase.

2. El entrecruzamiento o recombinación homóloga es un evento característico de la Meiosis I. ¿Cuál es la principal importancia biológica de este proceso para las especies con reproducción sexual?

A) Asegurar la correcta segregación de los cromosomas homólogos durante la Anafase I. B) Generar nuevas combinaciones de alelos en los cromosomas, aumentando la variabilidad genética de la descendencia. C) Reparar posibles daños en el ADN antes de la división celular, garantizando la integridad del genoma. D) Reducir a la mitad el número de cromosomas para formar gametos haploides.

Explicación de la respuesta correcta (B): El entrecruzamiento implica el intercambio de segmentos de ADN entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. Esto resulta en cromosomas que son un mosaico de los alelos parentales, creando nuevas combinaciones genéticas que no existían en los progenitores. Esta variabilidad es fundamental para la adaptación y evolución de las especies. Si bien el quiasma formado por el entrecruzamiento ayuda a mantener unidos los homólogos para su correcta segregación (A), la generación de variabilidad es su consecuencia evolutiva más significativa. (D) es el resultado de la meiosis en general, no específicamente del entrecruzamiento.

3. La no disyunción cromosómica durante la Meiosis I en la gametogénesis femenina humana puede llevar a aneuploidías como el Síndrome de Down (trisomía 21). Si la no disyunción del par 21 ocurre en Meiosis I, ¿qué composición cromosómica respecto al cromosoma 21 tendrán los gametos resultantes (óvulos)?

A) Dos óvulos con un cromosoma 21 extra (n+1) y dos óvulos sin cromosoma 21 (n-1). B) Un óvulo con un cromosoma 21 extra (n+1), un óvulo sin cromosoma 21 (n-1), y dos óvulos normales (n). C) Todos los óvulos tendrán un cromosoma 21 extra (n+1). D) Dos óvulos normales (n), un óvulo con dos cromosomas 21 y el primer cuerpo polar sin cromosoma 21.

Explicación de la respuesta correcta (A): Si los cromosomas homólogos del par 21 no se separan en Meiosis I, una célula hija secundaria recibirá ambos homólogos (cada uno con sus dos cromátidas) y la otra no recibirá ninguno. Luego, en Meiosis II, las cromátidas hermanas se separan normalmente. Por lo tanto, la célula que recibió ambos homólogos producirá dos gametos con una copia extra del cromosoma 21 (n+1). La célula que no recibió ningún homólogo del par 21 producirá dos gametos a los que les falta el cromosoma 21 (n-1).

4. La proteína p53, conocida como "el guardián del genoma", juega un papel crucial en la prevención del cáncer. ¿Cuál es uno de sus mecanismos de acción fundamentales cuando detecta daño extenso en el ADN?

A) Estimular la proliferación celular para reemplazar rápidamente las células dañadas. B) Inducir la detención del ciclo celular para permitir la reparación del ADN o, si el daño es irreparable, activar la apoptosis. C) Promover la metástasis para que las células dañadas se dispersen y no afecten un solo tejido. D) Acelerar la transición de G1 a S para saltarse la fase de reparación.

Explicación de la respuesta correcta (B): p53 es un factor de transcripción que se activa en respuesta a estrés celular, como el daño al ADN. Una vez activada, puede detener el ciclo celular (principalmente en G1/S o G2/M) para dar tiempo a los mecanismos de reparación. Si el daño es demasiado severo para ser reparado, p53 puede inducir la apoptosis (muerte celular programada) para eliminar la célula potencialmente cancerosa y prevenir la propagación de mutaciones.

5. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión una diferencia fundamental entre la anafase de la mitosis y la anafase I de la meiosis?

A) En la anafase mitótica se separan cromosomas homólogos, mientras que en la anafase I meiótica se separan cromátidas hermanas. B) En la anafase mitótica se separan cromátidas hermanas, mientras que en la anafase I meiótica se separan cromosomas homólogos. C) Ambas anafases implican la separación de cromátidas hermanas, pero la anafase I ocurre en células haploides. D) Ambas anafases implican la separación de cromosomas homólogos, pero la anafase mitótica ocurre en células diploides.

Explicación de la respuesta correcta (B): En la anafase de la mitosis, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y migran a polos opuestos. En la anafase I de la meiosis, lo que se separa son los cromosomas homólogos (cada uno aún compuesto por dos cromátidas hermanas), que migran a polos opuestos. La separación de cromátidas hermanas en la meiosis ocurre en la anafase II.

6. Los telómeros son secuencias repetitivas de ADN en los extremos de los cromosomas eucariotas que se acortan con cada división celular en la mayoría de las células somáticas. ¿Cuál es la principal implicación funcional de este acortamiento progresivo?

A) Activa la recombinación homóloga para generar diversidad genética. B) Funciona como un "reloj mitótico" que limita el número de divisiones celulares, contribuyendo a la senescencia celular. C) Incrementa la tasa de mutación en los genes cercanos a los extremos cromosómicos. D) Facilita la unión de los cromosomas al huso mitótico durante la metafase.

Explicación de la respuesta correcta (B): El acortamiento de los telómeros en cada ciclo de replicación del ADN (debido al problema de la replicación terminal) actúa como un mecanismo que cuenta las divisiones celulares. Cuando los telómeros alcanzan una longitud críticamente corta, la célula entra en un estado de senescencia (detención irreversible del crecimiento) o apoptosis, lo que previene la proliferación indefinida de células viejas o dañadas y se considera un mecanismo supresor de tumores.

7. En la espermatogénesis humana, a partir de una espermatogonia diploide que entra en meiosis, ¿cuál es el resultado final en términos de número y ploidía de las células producidas?

A) Dos espermátidas haploides (n) y dos cuerpos polares. B) Cuatro espermatozoides haploides (n). C) Un espermatozoide haploide (n) y tres cuerpos polares. D) Dos espermatocitos secundarios diploides (2n).

Explicación de la respuesta correcta (B): Una espermatogonia (2n) se diferencia en un espermatocito primario (2n). Este sufre Meiosis I para dar dos espermatocitos secundarios (n). Cada espermatocito secundario sufre Meiosis II para dar dos espermátidas (n). Por lo tanto, de un espermatocito primario se forman cuatro espermátidas, que luego maduran (espermiogénesis) para convertirse en cuatro espermatozoides funcionales, todos haploides. Los cuerpos polares son característicos de la ovogénesis.

8. El punto de control G2/M del ciclo celular verifica primariamente que el ADN se haya replicado completamente y sin errores antes de permitir la entrada en mitosis. Si este punto de control falla y una célula entra en mitosis con el ADN parcialmente replicado o dañado, ¿cuál podría ser una consecuencia grave?

A) La célula producirá gametos con el doble del número de cromosomas. B) Se activará inmediatamente la apoptosis, previniendo cualquier división. C) Se pueden generar células hijas con aneuploidías, deleciones o translocaciones cromosómicas, aumentando el riesgo de cáncer. D) La célula se detendrá permanentemente en la fase S del siguiente ciclo celular.

Explicación de la respuesta correcta (C): Si una célula entra en mitosis con ADN dañado o incompletamente replicado, los cromosomas pueden no segregarse correctamente durante la anafase. Esto puede llevar a que las células hijas reciban un número incorrecto de cromosomas (aneuploidía) o cromosomas estructuralmente anormales (con deleciones, duplicaciones, translocaciones). Estas aberraciones genómicas son características de las células cancerosas y pueden promover la transformación maligna.

9. Las células cancerosas a menudo muestran una actividad aumentada de la enzima telomerasa. ¿Cuál es la ventaja que esta actividad confiere a las células tumorales para su proliferación indefinida?

A) Acelera la replicación del ADN, permitiendo ciclos celulares más cortos. B) Repara directamente las mutaciones en los genes supresores de tumores. C) Mantiene la longitud de los telómeros, evitando la senescencia replicativa y permitiendo la inmortalización celular. D) Incrementa la resistencia de la célula a los fármacos quimioterapéuticos.

Explicación de la respuesta correcta (C): La telomerasa es una enzima que añade repeticiones teloméricas a los extremos de los cromosomas, contrarrestando el acortamiento que ocurre normalmente en las células somáticas. Al mantener la longitud de los telómeros, las células cancerosas evitan la señal de senescencia o apoptosis que se activaría por telómeros críticamente cortos. Esto les permite superar el límite de Hayflick y dividirse indefinidamente, una característica clave de la inmortalización tumoral.

10. La colchicina es un fármaco que interfiere con la polimerización de los microtúbulos. Si se trata una célula en división con colchicina, ¿en qué etapa del ciclo celular se esperaría que la célula se detenga predominantemente y por qué?

A) En la fase S, porque los microtúbulos son necesarios para la replicación del ADN. B) En la profase, porque los microtúbulos son esenciales para la condensación cromosómica. C) En la metafase, porque la correcta formación del huso mitótico y la alineación de los cromosomas dependen de los microtúbulos. D) En la telofase, porque los microtúbulos son necesarios para la citocinesis.

Explicación de la respuesta correcta (C): Los microtúbulos son los componentes principales del huso mitótico, estructura responsable de la alineación de los cromosomas en la placa metafásica y de su posterior segregación durante la anafase. La colchicina, al impedir la polimerización de los microtúbulos, previene la formación de un huso funcional. Esto activa el punto de control del huso mitótico (o punto de control de la metafase), que detiene la célula en metafase hasta que todos los cromosomas estén correctamente unidos al huso y alineados. Si el huso no se forma, la célula queda arrestada en esta etapa.

Niveles de Organización de los Seres Vivos

Los seres vivos exhiben una compleja organización jerárquica que va desde lo simple a lo complejo, donde cada nivel se construye sobre el anterior y presenta propiedades emergentes únicas. La base es el nivel químico, que incluye átomos (como carbono, hidrógeno, oxígeno) que se combinan para formar moléculas (agua, glucosa) y macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos). Estas se organizan en el nivel celular, siendo la célula la unidad fundamental de la vida, capaz de realizar todas las funciones vitales.

En organismos pluricelulares, células similares se agrupan en tejidos (epitelial, conectivo, muscular, nervioso), cada uno con una función especializada. Los tejidos se combinan para formar órganos (corazón, pulmón, hoja), que son estructuras con funciones específicas. Varios órganos que trabajan coordinadamente constituyen un sistema de órganos o aparato (sistema circulatorio, sistema respiratorio). El conjunto de todos los sistemas forma un organismo multicelular completo.

Más allá del individuo, existen niveles ecológicos: una población agrupa organismos de la misma especie en un área; varias poblaciones interactuando forman una comunidad; la comunidad junto con su entorno abiótico constituye un ecosistema. Finalmente, la biosfera engloba todos los ecosistemas de la Tierra, representando el nivel más alto de organización biológica. Esta jerarquía refleja una creciente complejidad e interdependencia.

Preguntas Niveles de Organización

Cuestionario sobre Niveles de Organización de los Seres Vivos

1. El páncreas es un órgano que produce enzimas digestivas (función exocrina) y hormonas como la insulina (función endocrina). Si una enfermedad autoinmune destruye selectivamente las células beta de los islotes de Langerhans en el páncreas, ¿cuál de los siguientes niveles de organización se verá afectado más directamente, y cuál será la consecuencia principal a nivel de organismo?

A) Nivel molecular; incapacidad para digerir carbohidratos. B) Nivel tisular (tejido endocrino); desregulación del metabolismo de la glucosa (diabetes). C) Nivel de sistema (sistema digestivo); falla en la absorción de nutrientes. D) Nivel celular (todas las células pancreáticas); cese completo de la función pancreática.

Explicación de la respuesta correcta (B): Las células beta productoras de insulina forman parte del tejido endocrino de los islotes de Langerhans dentro del órgano páncreas. Su destrucción afecta este tejido específico. La insulina es crucial para regular los niveles de glucosa en sangre; su ausencia o deficiencia conduce a la diabetes mellitus, una alteración a nivel de organismo que afecta el metabolismo energético.

2. Las propiedades emergentes son características nuevas que aparecen en un nivel de organización superior y que no están presentes en los niveles inferiores que lo componen. ¿Cuál de las siguientes opciones ejemplifica MEJOR una propiedad emergente?

A) La capacidad de una molécula de agua de formar puentes de hidrógeno, basada en la polaridad de sus átomos de O y H. B) La conciencia y la capacidad de pensamiento complejo en el cerebro humano, resultante de la interacción de miles de millones de neuronas interconectadas. C) La estructura de doble hélice del ADN, determinada por el apareamiento específico de sus bases nitrogenadas. D) La contracción de una fibra muscular individual debido al deslizamiento de filamentos de actina y miosina.

Explicación de la respuesta correcta (B): Aunque las neuronas individuales tienen propiedades electroquímicas, la conciencia y el pensamiento complejo no son propiedades de una neurona aislada, sino que emergen de la intrincada red y la actividad coordinada de grandes conjuntos de neuronas en el cerebro (nivel de órgano y sistema). Las opciones A, C y D describen propiedades de componentes en su propio nivel o interacciones moleculares que explican una función a ese mismo nivel, no una propiedad cualitativamente nueva en un nivel superior.

3. Un ecosistema se define como la interacción entre una comunidad biológica y su entorno abiótico. Si en un bosque templado se produce una sequía prolongada (alteración del factor abiótico agua), ¿cuál sería una consecuencia esperable a nivel de comunidad y, posteriormente, a nivel de población para una especie de herbívoro específica?

A) Comunidad: Aumento de la biomasa vegetal. Población de herbívoros: Incremento en su tasa reproductiva. B) Comunidad: Reducción de la productividad primaria y biomasa vegetal. Población de herbívoros: Disminución por escasez de alimento y posible aumento de competencia. C) Comunidad: No se vería afectada significativamente. Población de herbívoros: Migración masiva a otros ecosistemas. D) Comunidad: Incremento en la diversidad de especies vegetales adaptadas a la sequía. Población de herbívoros: Adaptación inmediata a nuevas fuentes de alimento.

Explicación de la respuesta correcta (B): Una sequía prolongada reduce la disponibilidad de agua, afectando negativamente el crecimiento de las plantas (productores primarios). Esto lleva a una disminución de la biomasa vegetal disponible en la comunidad. Como consecuencia, la población de herbívoros que depende de estas plantas para alimentarse se verá afectada por la escasez de alimento, lo que probablemente resultará en una disminución de su tamaño poblacional debido a menor reproducción, mayor mortalidad y/o aumento de la competencia intraespecífica e interespecífica.

4. Considere la siguiente descripción: "Conjunto de individuos de diferentes especies (plantas, animales, hongos, microorganismos) que coexisten e interactúan en un mismo hábitat o área geográfica definida". ¿A qué nivel de organización biológica corresponde esta descripción?

A) Ecosistema. B) Población. C) Comunidad (o biocenosis). D) Biosfera.

Explicación de la respuesta correcta (C): Una comunidad biológica (o biocenosis) se define precisamente como el conjunto de todas las poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan en un área particular. Una población (B) se refiere a individuos de la misma especie. Un ecosistema (A) incluye la comunidad más los factores abióticos. La biosfera (D) es el conjunto de todos los ecosistemas.

5. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre el nivel de "órgano" y el nivel de "sistema de órganos" en organismos multicelulares complejos?

A) Un órgano está compuesto por un solo tipo de tejido, mientras que un sistema de órganos está compuesto por múltiples tipos de tejidos. B) Un órgano es una estructura con una función específica compuesta por varios tejidos, mientras que un sistema de órganos es un conjunto de órganos que trabajan coordinadamente para realizar una función vital más amplia. C) Los órganos solo se encuentran en animales, mientras que los sistemas de órganos se encuentran tanto en animales como en plantas. D) Un órgano es microscópico y un sistema de órganos es macroscópico.

Explicación de la respuesta correcta (B): Un órgano (ej. el corazón) está formado por diferentes tipos de tejidos (muscular, conectivo, nervioso, epitelial) que colaboran para una función específica (bombear sangre). Un sistema de órganos (ej. el sistema circulatorio) incluye varios órganos (corazón, arterias, venas, capilares) que trabajan juntos para una función fisiológica general (transporte de sustancias por todo el cuerpo). (A) es incorrecto porque los órganos tienen múltiples tejidos. (C) es incorrecto ya que las plantas también tienen órganos (raíz, tallo, hoja) y sistemas (sistema vascular, sistema radical). (D) no es una diferencia definitoria.

6. La fibrosis quística es una enfermedad genética causada por mutaciones en el gen CFTR, que codifica una proteína canal de cloro. La disfunción de esta proteína a nivel molecular y celular tiene consecuencias devastadoras a nivel de organismo. ¿Cómo se manifiesta esta jerarquía de afectación?

A) Nivel molecular (proteína CFTR defectuosa) → Nivel de organismo (solo afecta el sistema respiratorio). B) Nivel celular (transporte de iones alterado en células epiteliales) → Nivel tisular (moco espeso en epitelios) → Nivel orgánico (pulmones, páncreas afectados) → Nivel sistémico (sistemas respiratorio y digestivo comprometidos) → Nivel de organismo (enfermedad multisistémica). C) Nivel de tejido (todos los tejidos conectivos se vuelven fibrosos) → Nivel de organismo (problemas de movilidad). D) Nivel de sistema (falla del sistema inmunológico) → Nivel celular (incapacidad de las células para producir cloro).

Explicación de la respuesta correcta (B): La mutación en el gen CFTR (nivel molecular) lleva a una proteína CFTR no funcional o menos funcional. Esto afecta el transporte de iones de cloro a través de las membranas de células epiteliales (nivel celular). Como resultado, el moco producido por estas células, especialmente en los sistemas respiratorio y digestivo, se vuelve anormalmente espeso y pegajoso (afectación a nivel tisular). Esto obstruye conductos en órganos como los pulmones y el páncreas (nivel orgánico), llevando a infecciones respiratorias crónicas y malabsorción de nutrientes (afectación de sistemas), resultando en una enfermedad compleja que afecta múltiples partes del organismo.

7. Considerando la jerarquía de los niveles de organización, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es la más precisa?

A) Un tejido es una colección de diferentes sistemas de órganos con funciones similares. B) Una célula individual contiene múltiples órganos que realizan sus funciones vitales. C) Un ecosistema incluye múltiples comunidades, pero no necesariamente los factores abióticos. D) Un organismo multicelular está compuesto por sistemas de órganos, los cuales están formados por órganos, que a su vez están constituidos por tejidos, y estos por células.

Explicación de la respuesta correcta (D): Esta opción describe correctamente la jerarquía ascendente desde la célula hasta el organismo en seres pluricelulares. (A) es incorrecta; los tejidos forman órganos, no al revés, y los sistemas son más complejos que los tejidos. (B) es incorrecta; las células contienen orgánulos (u organelas), no órganos. (C) es incorrecta; un ecosistema se define por UNA comunidad (conjunto de poblaciones) y sus factores abióticos; además, los factores abióticos son esenciales en la definición de ecosistema.

8. En un estudio ecológico se observa un grupo de capibaras (Hydrochoerus hydrochaeris) que habitan en las orillas de un río específico, y también se analizan las interacciones de estos capibaras con los jaguares (sus depredadores) y los pastos (su alimento) en la misma área. ¿Cómo se clasificarían correctamente el grupo de capibaras y el conjunto de capibaras, jaguares y pastos, respectivamente?

A) Capibaras: comunidad; Capibaras, jaguares y pastos: ecosistema. B) Capibaras: población; Capibaras, jaguares y pastos: comunidad. C) Capibaras: ecosistema; Capibaras, jaguares y pastos: biosfera. D) Capibaras: población; Capibaras, jaguares y pastos: ecosistema (si se incluyen factores abióticos, no mencionados explícitamente aquí como conjunto).

Explicación de la respuesta correcta (B): El grupo de capibaras, al ser individuos de la misma especie que coexisten en un área, constituye una población. El conjunto de capibaras (población), jaguares (otra población) y pastos (múltiples poblaciones de plantas) interactuando en la misma área forma una comunidad. Si se incluyeran los factores abióticos (agua del río, suelo, clima), entonces se hablaría de un ecosistema. La opción D es parcialmente correcta pero la B es más precisa con la información dada, ya que solo se mencionan componentes bióticos para el segundo conjunto.

9. ¿Cuál es el nivel de organización más simple que posee todas las características fundamentales de la vida, incluyendo metabolismo, reproducción, respuesta a estímulos y capacidad de evolución?

A) Molécula (ej. ADN). B) Orgánulo (ej. mitocondria). C) Célula. D) Tejido.

Explicación de la respuesta correcta (C): La célula es considerada la unidad básica de la vida. Una célula individual (como una bacteria o un protozoo) puede realizar todas las funciones vitales: tiene metabolismo (reacciones químicas), puede reproducirse, responde a estímulos del ambiente y, como parte de una población, está sujeta a la evolución. Las moléculas y los orgánulos son componentes celulares, pero por sí solos no están vivos ni cumplen todas estas funciones. Un tejido es un conjunto de células especializadas y depende de la organización multicelular.

10. La biosfera, como el nivel más inclusivo de organización biológica, se caracteriza fundamentalmente por:

A) Ser la suma de todos los organismos individuales de una misma especie en el planeta. B) Representar la interacción exclusiva entre los factores abióticos (clima, geología) de la Tierra. C) Englobar todas las regiones de la Tierra (litosfera, hidrosfera, atmósfera) donde existe vida, incluyendo la totalidad de sus ecosistemas interconectados. D) Ser el conjunto de todas las comunidades biológicas del planeta, excluyendo sus entornos físicos.

Explicación de la respuesta correcta (C): La biosfera es la "esfera de la vida" y comprende todas las partes del planeta (tierra, agua y aire) habitadas por seres vivos. Incluye la totalidad de los ecosistemas y, por lo tanto, todas las comunidades biológicas y sus interacciones con los componentes abióticos a escala global. (A) define una metapoblación o la especie a nivel global, no la biosfera. (B) describe el entorno físico, pero la biosfera incluye la vida. (D) omite los componentes abióticos, que son parte integral de los ecosistemas que componen la biosfera.

Homeostasis y Sistemas del Cuerpo

La homeostasis es la capacidad fundamental de los organismos vivos para mantener un ambiente interno estable y constante, a pesar de las fluctuaciones en el entorno externo. Este equilibrio dinámico es esencial para la supervivencia celular y el funcionamiento óptimo del organismo. Variables como la temperatura corporal, el pH sanguíneo, la concentración de glucosa, los niveles de oxígeno y dióxido de carbono, y la presión osmótica son rigurosamente reguladas.

Este control se logra principalmente a través de mecanismos de retroalimentación negativa, donde un cambio en una variable desencadena una respuesta que contrarresta ese cambio, devolviéndola a su punto de ajuste. Los componentes clave de estos bucles son: un sensor (receptor) que detecta el cambio, un centro de control (generalmente en el cerebro o sistema endocrino) que procesa la información y un efector (órgano o tejido) que ejecuta la respuesta.

Todos los sistemas del cuerpo trabajan de manera coordinada para mantener la homeostasis. El sistema nervioso y el endocrino son los principales reguladores, enviando señales rápidas (nerviosas) o más lentas y sostenidas (hormonales). El sistema circulatorio transporta sustancias, el respiratorio intercambia gases, el excretor elimina desechos y regula fluidos, y el digestivo provee nutrientes, entre otros. La falla en los mecanismos homeostáticos conduce a enfermedades.

Preguntas Homeostasis y Sistemas

Cuestionario sobre Homeostasis y Sistemas del Cuerpo

1. Tras una comida rica en carbohidratos, los niveles de glucosa en sangre aumentan. El páncreas libera insulina, que promueve la captación de glucosa por las células y su almacenamiento como glucógeno en el hígado, disminuyendo así los niveles de glucosa sanguínea. Este es un ejemplo clásico de:

A) Retroalimentación positiva, ya que la respuesta amplifica el estímulo inicial. B) Retroalimentación negativa, donde la respuesta (disminución de glucosa) contrarresta el estímulo inicial (aumento de glucosa). C) Un reflejo condicionado, dependiente del aprendizaje previo sobre los alimentos. D) Un mecanismo de regulación independiente de los sistemas nervioso y endocrino.

Explicación de la respuesta correcta (B): El aumento de glucosa (estímulo) provoca una respuesta (liberación de insulina y captación de glucosa) que reduce los niveles de glucosa, oponiéndose al cambio inicial. Esto es característico de la retroalimentación negativa, fundamental para mantener la homeostasis. La retroalimentación positiva amplifica el estímulo.

2. Durante el ejercicio intenso en un día caluroso, un individuo comienza a sudar profusamente y su piel se enrojece. ¿Qué sistemas del cuerpo están interactuando principalmente para generar estas respuestas y cuál es el objetivo homeostático?

A) Sistema muscular y esquelético; para aumentar la producción de calor. B) Sistema nervioso (hipotálamo), sistema integumentario (glándulas sudoríparas) y sistema circulatorio (vasodilatación cutánea); para disipar el exceso de calor y mantener la temperatura corporal. C) Sistema respiratorio y digestivo; para incrementar la ingesta de oxígeno y nutrientes necesarios para la termorregulación. D) Sistema endocrino (tiroides) y sistema linfático; para acelerar el metabolismo basal y eliminar toxinas.

Explicación de la respuesta correcta (B): El hipotálamo (parte del sistema nervioso) detecta el aumento de temperatura y envía señales. Las glándulas sudoríparas (sistema integumentario) producen sudor, cuya evaporación enfría el cuerpo. Los vasos sanguíneos de la piel (sistema circulatorio) se dilatan (enrojecimiento) para irradiar calor al exterior. El objetivo es la termorregulación, es decir, mantener la temperatura corporal estable.

3. Si una persona experimenta una disminución del pH sanguíneo (acidosis) debido a una acumulación de CO₂, ¿cuál sería la respuesta homeostática compensatoria más inmediata y significativa mediada por el sistema respiratorio?

A) Disminución de la frecuencia y profundidad de la respiración para conservar CO₂. B) Aumento de la frecuencia y profundidad de la respiración (hiperventilación) para eliminar más CO₂ y así elevar el pH. C) Aumento de la producción de bicarbonato por los pulmones para neutralizar el ácido. D) Vasoconstricción pulmonar para reducir el intercambio gaseoso y la pérdida de CO₂.

Explicación de la respuesta correcta (B): El CO₂ en sangre reacciona con agua para formar ácido carbónico, que disminuye el pH. El centro respiratorio en el tronco encefálico detecta el aumento de H⁺ (o CO₂) y estimula un aumento en la ventilación. Al respirar más rápido y profundo, se elimina más CO₂ de la sangre, lo que reduce la formación de ácido carbónico y ayuda a normalizar el pH. Los pulmones no producen bicarbonato (eso es renal y más lento).

4. La hormona antidiurética (ADH) o vasopresina, liberada por la neurohipófisis, juega un papel crucial en la osmorregulación. ¿En qué situación se esperaría un aumento en la secreción de ADH y cuál sería su efecto principal en los riñones?

A) Tras ingerir grandes cantidades de agua; disminuiría la reabsorción de agua en los riñones. B) Durante la deshidratación o aumento de la osmolaridad plasmática; aumentaría la reabsorción de agua en los túbulos colectores renales. C) Cuando la presión arterial es muy alta; promovería la excreción de sodio y agua. D) En respuesta a niveles bajos de glucosa en sangre; facilitaría la reabsorción de glucosa en los riñones.

Explicación de la respuesta correcta (B): La ADH se libera cuando el cuerpo está deshidratado o la concentración de solutos en la sangre (osmolaridad) es alta. Actúa sobre los riñones, específicamente en los túbulos colectores, aumentando su permeabilidad al agua. Esto permite que más agua sea reabsorbida desde el filtrado tubular de nuevo hacia la sangre, conservando agua y produciendo una orina más concentrada.

5. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la diferencia fundamental en el modo de acción del sistema nervioso y el sistema endocrino en la regulación homeostática?

A) El sistema nervioso utiliza mensajeros químicos (neurotransmisores) para respuestas lentas y generalizadas, mientras que el sistema endocrino utiliza impulsos eléctricos para respuestas rápidas y localizadas. B) El sistema nervioso produce respuestas rápidas, de corta duración y dirigidas a efectores específicos mediante impulsos electroquímicos, mientras que el sistema endocrino produce respuestas más lentas, de mayor duración y a menudo más generalizadas mediante hormonas transportadas por la sangre. C) Ambos sistemas utilizan exclusivamente hormonas, pero el sistema nervioso las libera directamente en las células diana y el endocrino a través del torrente sanguíneo. D) El sistema endocrino es el único responsable de la retroalimentación negativa, mientras que el sistema nervioso opera principalmente por retroalimentación positiva.

Explicación de la respuesta correcta (B): El sistema nervioso se caracteriza por su velocidad (milisegundos) y especificidad, usando neurotransmisores en sinapsis directas. Sus efectos suelen ser de corta duración. El sistema endocrino utiliza hormonas que viajan por la sangre, lo que resulta en un inicio de acción más lento (segundos a horas), efectos más duraderos y una distribución más amplia, afectando a células diana con receptores específicos en diversos tejidos u órganos.

6. Aunque la mayoría de los mecanismos homeostáticos operan por retroalimentación negativa, existen algunos procesos fisiológicos regulados por retroalimentación positiva. ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de retroalimentación positiva?

A) La regulación de la temperatura corporal mediante la sudoración y el temblor. B) La liberación de oxitocina durante el parto, que intensifica las contracciones uterinas. C) El control de los niveles de calcio en sangre por la parathormona y la calcitonina. D) La disminución de la presión arterial cuando una persona se levanta bruscamente, seguida de una respuesta vasoconstrictora.

Explicación de la respuesta correcta (B): Durante el parto, la presión de la cabeza del bebé sobre el cérvix (estímulo) provoca la liberación de oxitocina. La oxitocina (respuesta) causa contracciones uterinas más fuertes, lo que aumenta la presión sobre el cérvix, llevando a más liberación de oxitocina. El ciclo se amplifica hasta que el bebé nace (se elimina el estímulo). Los otros ejemplos (A, C, D) son de retroalimentación negativa.

7. El sistema inmunológico juega un papel crucial en el mantenimiento de la homeostasis al:

A) Regular directamente la concentración de glucosa y oxígeno en la sangre. B) Defender al organismo contra patógenos (bacterias, virus, hongos) y eliminar células anormales o dañadas que podrían alterar el equilibrio interno. C) Controlar la presión arterial y la frecuencia cardíaca mediante la liberación de anticuerpos. D) Facilitar la digestión de nutrientes y la absorción de vitaminas esenciales.

Explicación de la respuesta correcta (B): La principal función del sistema inmunológico es proteger al cuerpo de agentes extraños o dañinos. Las infecciones y el crecimiento de células cancerosas son perturbaciones graves de la homeostasis. Al combatir estos elementos, el sistema inmune ayuda a mantener la integridad y el funcionamiento normal del organismo. Las opciones A, C y D describen funciones de otros sistemas (endocrino/circulatorio, nervioso/circulatorio, digestivo).

8. La diabetes mellitus tipo 1 es una enfermedad autoinmune que destruye las células beta del páncreas. ¿Cuál es la consecuencia directa a nivel de homeostasis de la glucosa y qué sistema falla primordialmente en su función reguladora?

A) Hipoglucemia crónica; falla del sistema nervioso en detectar los niveles de glucosa. B) Hiperglucemia crónica (niveles elevados de glucosa en sangre); falla del sistema endocrino (producción de insulina). C) Incapacidad para digerir carbohidratos; falla del sistema digestivo (producción de amilasa). D) Excreción excesiva de glucagón; falla del sistema excretor en retener glucosa.

Explicación de la respuesta correcta (B): Las células beta del páncreas son responsables de producir insulina, una hormona esencial para que la glucosa entre a las células y se reduzcan sus niveles en sangre. La destrucción de estas células (por un fallo del sistema inmune que ataca al propio sistema endocrino) lleva a una deficiencia de insulina. Sin insulina, la glucosa no puede ser utilizada eficientemente por las células y se acumula en la sangre, causando hiperglucemia crónica, característica de la diabetes.

9. La regulación de los niveles de calcio en sangre implica una compleja interacción hormonal. Si los niveles de calcio sanguíneo disminuyen, la glándula paratiroides libera parathormona (PTH). ¿Cuál es el efecto principal de la PTH para restaurar la homeostasis del calcio?

A) Estimula la deposición de calcio en los huesos y aumenta su excreción renal. B) Inhibe la absorción de calcio en el intestino y promueve su almacenamiento en el hígado. C) Estimula la liberación de calcio desde los huesos (resorción ósea), aumenta la reabsorción de calcio en los riñones y promueve la activación de la vitamina D para aumentar la absorción intestinal de calcio. D) Disminuye la actividad de los osteoclastos y estimula la secreción de calcitonina.

Explicación de la respuesta correcta (C): La PTH actúa para elevar los niveles de calcio en sangre cuando estos son bajos. Lo hace a través de tres mecanismos principales: 1) Estimulando a los osteoclastos para que degraden matriz ósea y liberen calcio a la sangre. 2) Aumentando la reabsorción de calcio en los túbulos renales, evitando su pérdida por la orina. 3) Estimulando la conversión de vitamina D a su forma activa (calcitriol) en los riñones, lo cual incrementa la absorción de calcio desde los alimentos en el intestino.

10. La regulación de la presión arterial es un proceso homeostático complejo que involucra la coordinación de múltiples sistemas. ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor esta coordinación en respuesta a una caída de la presión arterial?

A) El sistema digestivo aumenta la absorción de agua, y el sistema muscular promueve la vasodilatación periférica. B) El sistema nervioso (barorreceptores, sistema simpático) provoca vasoconstricción y aumento de la frecuencia cardíaca; el sistema endocrino (renina-angiotensina-aldosterona) promueve la retención de sodio y agua por los riñones (sistema excretor) y vasoconstricción. C) El sistema respiratorio disminuye la frecuencia para retener CO₂ y el sistema integumentario aumenta la sudoración. D) El sistema inmunológico libera citoquinas que aumentan el volumen sanguíneo y el sistema esquelético libera calcio para contraer los vasos.

Explicación de la respuesta correcta (B): Ante una caída de la presión arterial: 1) Barorreceptores (sensores del sistema nervioso) detectan la caída y activan el sistema nervioso simpático, que aumenta la frecuencia cardíaca, la fuerza de contracción del corazón y causa vasoconstricción periférica. 2) Los riñones (sistema excretor/endocrino) liberan renina, activando el sistema renina-angiotensina-aldosterona. La angiotensina II es un potente vasoconstrictor y estimula la liberación de aldosterona, que promueve la reabsorción de sodio (y agua por ósmosis) en los riñones, aumentando el volumen sanguíneo. Todo esto tiende a elevar la presión arterial.

Genética Básica y Herencia

La genética es la ciencia que estudia la herencia biológica, es decir, la transmisión de caracteres de progenitores a su descendencia. Las unidades fundamentales de la herencia son los genes, segmentos de ADN que codifican para proteínas o ARN funcionales. Cada gen puede existir en diferentes versiones llamadas alelos. El conjunto de alelos de un individuo constituye su genotipo, mientras que las características observables resultantes son su fenotipo.

Gregor Mendel, a través de sus experimentos con guisantes, estableció las leyes fundamentales de la herencia: la Ley de la Segregación, que postula que los alelos de un gen se separan durante la formación de gametos, y la Ley de la Distribución Independiente, que indica que los alelos de genes diferentes se distribuyen independientemente (si están en cromosomas distintos). Las interacciones alélicas incluyen dominancia completa, donde un alelo enmascara al otro (recesivo); dominancia incompleta, con un fenotipo intermedio; y codominancia, donde ambos alelos se expresan plenamente.

La herencia también incluye patrones más complejos como la herencia ligada al sexo, donde los genes se localizan en los cromosomas sexuales, y la herencia poligénica. Las mutaciones, cambios en la secuencia del ADN, son la fuente primaria de nueva variabilidad genética.

Preguntas Genética y Herencia

Cuestionario sobre Genética Básica y Herencia

1. Un cruce entre dos plantas de guisantes heterocigotas para el color de la semilla (Amarillo 'A' dominante sobre verde 'a') produce una descendencia. ¿Qué proporción fenotípica se espera teóricamente en la F1?

A) 3 Amarillos : 1 Verde B) 1 Amarillo : 1 Verde C) Todos Amarillos D) 1 Amarillo : 2 Amarillos-verdosos : 1 Verde

Explicación de la respuesta correcta (A): En un cruce monohíbrido entre dos heterocigotos (Aa x Aa), los genotipos esperados son 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Dado que 'A' (Amarillo) es dominante sobre 'a' (verde), tanto AA como Aa presentarán el fenotipo amarillo. Por lo tanto, la proporción fenotípica es 3 Amarillos (AA y Aa) : 1 Verde (aa).

2. En cierta especie de flores, el alelo para el color rojo (R) y el alelo para el color blanco (B) son codominantes. Si se cruza una flor roja (RR) con una flor blanca (BB), ¿qué fenotipo presentarán las flores de la descendencia F1?

A) Todas las flores serán rosadas. B) Todas las flores tendrán pétalos rojos y blancos simultáneamente. C) Todas las flores serán rojas, ya que el rojo es más fuerte. D) La mitad de las flores serán rojas y la otra mitad blancas.

Explicación de la respuesta correcta (B): La codominancia ocurre cuando ambos alelos se expresan completamente en el fenotipo del heterocigoto. En este caso, un cruce RR x BB producirá una descendencia F1 con genotipo RB. Si R y B son codominantes, las flores RB mostrarán ambos colores, por ejemplo, pétalos con manchas rojas y blancas, o secciones de cada color. La opción A (rosado) describiría una dominancia incompleta.

3. La hemofilia es una enfermedad recesiva ligada al cromosoma X. Si un hombre sano (X^HY) tiene hijos con una mujer portadora (X^HX^h), ¿cuál es la probabilidad de que tengan un hijo varón hemofílico?

A) 0% B) 50% C) 25% D) 100%

Explicación de la respuesta correcta (C): El cruce es X^HY (padre) x X^HX^h (madre). Los posibles genotipos de los hijos son: X^HX^H (hija sana), X^HX^h (hija portadora), X^HY (hijo sano), X^hY (hijo hemofílico). Cada uno tiene una probabilidad de 1/4. Por lo tanto, la probabilidad de tener un hijo varón hemofílico (X^hY) es del 25%.

4. En un cruce dihíbrido entre dos individuos doble heterocigotos (AaBb x AaBb), donde los genes A y B se encuentran en cromosomas diferentes y segregan independientemente, y existe dominancia completa para ambos, ¿qué proporción de la descendencia se espera que sea homocigota recesiva para ambos genes (aabb)?

A) 9/16 B) 3/16 C) 1/4 D) 1/16

Explicación de la respuesta correcta (D): Para el gen A, el cruce Aa x Aa produce 1/4 de probabilidad de genotipo aa. Para el gen B, el cruce Bb x Bb produce 1/4 de probabilidad de genotipo bb. Dado que los genes segregan independientemente, la probabilidad de obtener la combinación aabb es el producto de las probabilidades individuales: (1/4) * (1/4) = 1/16.

5. Dos gemelos idénticos (monocigóticos) son separados al nacer y criados en ambientes muy diferentes. Uno desarrolla una complexión atlética debido a una dieta equilibrada y ejercicio regular, mientras que el otro, con una dieta pobre y vida sedentaria, presenta sobrepeso. Este escenario ilustra principalmente:

A) La influencia del ambiente en la expresión del fenotipo, a pesar de un genotipo idéntico. B) Que los genes para la complexión física no son importantes. C) Una alta tasa de mutación espontánea en uno de los gemelos. D) Que los gemelos idénticos en realidad no comparten el mismo genotipo.

Explicación de la respuesta correcta (A): Los gemelos monocigóticos comparten virtualmente el mismo genotipo. Las diferencias fenotípicas observadas entre ellos cuando son criados en ambientes distintos demuestran que el ambiente (dieta, ejercicio, etc.) juega un papel crucial en cómo se expresan los genes y, por lo tanto, en la determinación del fenotipo final. Esto no niega la importancia de los genes, sino que destaca la interacción genotipo-ambiente.

6. Una pareja, ambos sanos, tienen un hijo afectado por una enfermedad genética autosómica recesiva. ¿Cuál es el genotipo más probable de los padres respecto al alelo de esta enfermedad (siendo 'E' el alelo dominante normal y 'e' el alelo recesivo causante de la enfermedad)?

A) Padre EE, Madre Ee B) Padre Ee, Madre Ee C) Padre EE, Madre ee D) Padre ee, Madre ee

Explicación de la respuesta correcta (B): Para que un hijo manifieste una enfermedad autosómica recesiva, debe heredar el alelo recesivo 'e' de ambos progenitores, teniendo un genotipo 'ee'. Si los padres son sanos (fenotipo dominante), pero tienen un hijo 'ee', ambos deben ser portadores del alelo recesivo, es decir, heterocigotos (Ee). Un padre EE no podría tener un hijo ee. Si alguno fuera ee, estaría afectado.

7. La Ley de la Distribución Independiente de Mendel establece que los alelos de dos (o más) genes diferentes se distribuyen en los gametos de forma independiente uno del otro. ¿Bajo qué condición fundamental se cumple esta ley con mayor precisión?

A) Cuando los genes están muy juntos en el mismo cromosoma (ligamiento fuerte). B) Solo si ambos genes presentan dominancia completa. C) Cuando los genes se encuentran en cromosomas diferentes o están muy separados en el mismo cromosoma. D) Únicamente en organismos diploides con reproducción asexual.

Explicación de la respuesta correcta (C): La distribución independiente de los alelos de diferentes genes ocurre cuando estos genes están localizados en cromosomas distintos (no homólogos) o cuando están lo suficientemente separados en el mismo cromosoma como para que el entrecruzamiento durante la meiosis ocurra frecuentemente entre ellos, haciendo que se comporten como si fueran independientes. El ligamiento genético fuerte (A) es una excepción a esta ley.

8. Las mutaciones son cambios permanentes en la secuencia del ADN. ¿Cuál es la principal importancia evolutiva de las mutaciones a nivel poblacional?

A) Siempre resultan en enfermedades genéticas perjudiciales para el individuo. B) Permiten que los organismos se adapten conscientemente a nuevos ambientes. C) Aseguran que la descendencia sea genéticamente idéntica a los progenitores. D) Son la fuente primaria de nueva variabilidad genética sobre la cual puede actuar la selección natural.

Explicación de la respuesta correcta (D): Las mutaciones introducen nuevos alelos y variaciones en el acervo genético de una población. Esta variabilidad es la materia prima esencial para la evolución, ya que proporciona las diferencias sobre las cuales la selección natural y otros mecanismos evolutivos pueden actuar. No todas las mutaciones son perjudiciales (A), la adaptación no es consciente (B), y las mutaciones contribuyen a la diferencia genética, no a la identidad (C).

9. Características como la altura, el color de la piel o la inteligencia en humanos no siguen patrones de herencia mendeliana simple, sino que muestran una variación continua en la población. Este tipo de herencia se describe mejor como:

A) Herencia poligénica, donde múltiples genes contribuyen al fenotipo. B) Pleiotropía, donde un solo gen afecta múltiples características fenotípicas. C) Epistasia, donde un gen enmascara el efecto de otro gen en un locus diferente. D) Herencia ligada al sexo, determinada por genes en los cromosomas sexuales.

Explicación de la respuesta correcta (A): La herencia poligénica (o cuantitativa) se refiere a rasgos complejos que están influenciados por la acción aditiva de muchos genes, cada uno con un pequeño efecto sobre el fenotipo. Esto da como resultado una distribución continua de fenotipos en la población (ej., una gama de alturas en lugar de solo "alto" o "bajo"). La pleiotropía (B) es lo opuesto. La epistasia (C) es una interacción entre genes, pero no explica la variación continua por sí sola.

10. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones define correctamente la relación entre gen, alelo y locus?

A) Un alelo es un cromosoma que contiene muchos genes, cada uno en un locus específico. B) Un gen es una variante de un locus, y un alelo es la posición de ese gen en el cromosoma. C) Un locus es la posición específica de un gen en un cromosoma, y un alelo es una de las variantes de ese gen. D) Un locus es una variante de un alelo, y un gen es la expresión fenotípica de ese locus.

Explicación de la respuesta correcta (C): Un locus es la ubicación física de un gen en un cromosoma (como una dirección). Un gen es la secuencia de ADN en ese locus que codifica para un rasgo particular. Los alelos son las diferentes versiones o formas alternativas que puede tener ese gen (por ejemplo, el alelo para ojos azules y el alelo para ojos marrones del mismo gen del color de ojos).

Evolución y Biodiversidad

La evolución biológica es el proceso de cambio en las características heredables de las poblaciones a lo largo de generaciones. Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propusieron la selección natural como el principal mecanismo evolutivo: los individuos con rasgos que les confieren una ventaja adaptativa en un ambiente particular tienen mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse, transmitiendo esos rasgos a su descendencia. Con el tiempo, esto puede llevar a la adaptación de las poblaciones y, eventualmente, a la especiación, el origen de nuevas especies.

Otros mecanismos evolutivos incluyen la deriva génica (cambios aleatorios en las frecuencias alélicas, especialmente significativos en poblaciones pequeñas), el flujo génico (transferencia de genes entre poblaciones) y la mutación (fuente primaria de nueva variación). La evidencia de la evolución proviene de diversas fuentes, como el registro fósil, la anatomía comparada (estructuras homólogas y análogas), la embriología comparada, la biogeografía y la biología molecular (comparación de secuencias de ADN y proteínas).

La evolución ha generado la inmensa biodiversidad que observamos hoy: la variedad de vida en todas sus formas, niveles y combinaciones. Esto incluye la diversidad genética (dentro de las especies), la diversidad de especies y la diversidad de ecosistemas. La biodiversidad es crucial para el funcionamiento de los ecosistemas y el bienestar humano, pero está amenazada por actividades humanas como la destrucción de hábitats y el cambio climático.

Preguntas Evolución y Biodiversidad

Cuestionario sobre Evolución y Biodiversidad

1. Las alas de una mariposa y las alas de un murciélago cumplen la misma función (volar) pero tienen orígenes evolutivos y estructuras anatómicas fundamentalmente diferentes. Este es un ejemplo de:

A) Estructuras homólogas, que indican un ancestro común reciente con alas. B) Estructuras vestigiales, que han perdido su función original. C) Estructuras análogas, resultado de la evolución convergente debido a presiones selectivas similares. D) Deriva génica, que produce similitudes funcionales por azar.

Explicación de la respuesta correcta (C): Las estructuras análogas son aquellas que tienen una función similar pero no comparten un origen evolutivo común reciente. Se desarrollan de forma independiente en linajes distintos como respuesta a presiones selectivas similares (en este caso, la necesidad de volar). Las alas de insectos y mamíferos voladores son un ejemplo clásico de evolución convergente. Las estructuras homólogas (A) comparten un origen común pero pueden tener funciones diferentes (ej. el brazo humano y el ala de un murciélago).

2. En una población de insectos, algunos individuos poseen una mutación que les confiere resistencia a un pesticida. Tras la aplicación repetida de este pesticida, la frecuencia de los insectos resistentes aumenta significativamente en la población. Este proceso se describe mejor como:

A) Flujo génico, debido a la migración de insectos resistentes desde otras poblaciones. B) Selección natural, donde el pesticida actúa como agente selectivo favoreciendo la supervivencia y reproducción de los individuos resistentes. C) Deriva génica, ya que el aumento de la resistencia es un evento puramente aleatorio. D) Especiación simpátrica, resultando en una nueva especie de insecto resistente.

Explicación de la respuesta correcta (B): La mutación que confiere resistencia ya existe en la población (o surge espontáneamente). El pesticida elimina a los individuos susceptibles, mientras que los resistentes sobreviven y se reproducen, pasando el alelo de resistencia a su descendencia. Con el tiempo, la frecuencia de este alelo y, por ende, de individuos resistentes, aumenta en la población. Esto es un claro ejemplo de selección natural.

3. El efecto fundador es un caso especial de deriva génica que ocurre cuando:

A) Una población grande experimenta una reducción drástica de su tamaño debido a un desastre natural. B) Hay una alta tasa de mutación en los individuos fundadores de una nueva población. C) Una nueva población es establecida por un número muy pequeño de individuos provenientes de una población más grande. D) Ocurre un flujo génico masivo desde una población pequeña hacia una grande.

Explicación de la respuesta correcta (C): El efecto fundador ocurre cuando unos pocos individuos se separan de una población mayor para colonizar un nuevo hábitat. La composición genética de esta nueva población puede ser muy diferente de la población original, no porque los fundadores sean inherentemente diferentes, sino simplemente por azar (error de muestreo). Los alelos raros en la población original pueden volverse comunes en la nueva, o algunos alelos pueden perderse por completo. (A) describe un cuello de botella.

4. ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el concepto de "especiación alopátrica"?

A) La formación de nuevas especies dentro de la misma área geográfica debido a la aparición de barreras reproductivas. B) La evolución de una especie en otra a lo largo del tiempo sin ramificación del linaje. C) La rápida diversificación de un linaje en múltiples especies que ocupan diferentes nichos ecológicos. D) La formación de nuevas especies debido al aislamiento geográfico de poblaciones, lo que interrumpe el flujo génico y permite la divergencia.

Explicación de la respuesta correcta (D): La especiación alopátrica ("en otra patria") ocurre cuando una población se divide por una barrera geográfica (río, montaña, océano). Esta separación impide el flujo génico entre las subpoblaciones. Con el tiempo, la selección natural, la deriva génica y las mutaciones pueden llevar a que estas poblaciones aisladas diverjan genéticamente hasta el punto de convertirse en especies distintas, incapaces de entrecruzarse si volvieran a encontrarse. (A) describe la especiación simpátrica. (C) describe la radiación adaptativa.

5. La biodiversidad puede medirse en diferentes niveles. La variación en los alelos y genotipos dentro de los individuos de una misma especie en una localidad particular se refiere a:

A) Diversidad genética. B) Diversidad de especies. C) Diversidad de ecosistemas. D) Riqueza filogenética.

Explicación de la respuesta correcta (A): La diversidad genética es la variedad de genes y alelos presentes dentro de una especie. Esta variación es fundamental para la capacidad de una especie de adaptarse a cambios ambientales. La diversidad de especies (B) se refiere al número y abundancia relativa de diferentes especies en un área. La diversidad de ecosistemas (C) se refiere a la variedad de hábitats y comunidades biológicas.

6. ¿Cuál de los siguientes factores es considerado el motor principal de la pérdida de biodiversidad a nivel global en la actualidad?

A) Las erupciones volcánicas y los terremotos. B) La destrucción y fragmentación de hábitats debido a actividades humanas (agricultura, urbanización, deforestación). C) Las fluctuaciones naturales en los ciclos de depredador-presa. D) La competencia interespecífica por recursos limitados en ecosistemas estables.

Explicación de la respuesta correcta (B): Aunque todos los factores pueden influir en la dinámica de poblaciones, la causa principal y más extendida de la crisis actual de biodiversidad es la alteración y pérdida de hábitats naturales debido a la expansión de actividades humanas. Esto reduce el espacio disponible para las especies, aísla poblaciones y degrada los ecosistemas. Otros factores importantes inducidos por el ser humano incluyen la sobreexplotación, las especies invasoras y el cambio climático.

7. El registro fósil proporciona evidencia crucial para la evolución. La presencia de fósiles de transición, como Archaeopteryx (que presenta características tanto de reptiles como de aves), es significativa porque:

A) Demuestra que todas las especies actuales existieron sin cambios desde el inicio de la vida. B) Indica que la evolución ocurre en saltos discontinuos, sin formas intermedias. C) Sugiere que los reptiles y las aves no tienen ninguna relación evolutiva. D) Apoya la idea de descendencia con modificación, mostrando formas intermedias que vinculan grupos taxonómicos mayores.

Explicación de la respuesta correcta (D): Los fósiles de transición son cruciales porque muestran características intermedias entre diferentes grupos de organismos, ilustrando cómo un grupo pudo haber evolucionado a partir de otro. Archaeopteryx, con sus dientes y cola de reptil, pero plumas y estructura ósea de ave, es un ejemplo clásico que apoya la evolución de las aves a partir de dinosaurios terópodos.

8. El concepto de "aptitud" o "eficacia biológica" (fitness) en el contexto de la selección natural se refiere a:

A) La fuerza física y la longevidad de un individuo. B) La capacidad de un individuo para sobrevivir y reproducirse exitosamente en un ambiente particular, contribuyendo con sus genes a la siguiente generación. C) La complejidad estructural o el nivel de inteligencia de una especie. D) La capacidad de un organismo para mutar rápidamente y adaptarse a cualquier cambio ambiental.

Explicación de la respuesta correcta (B): La aptitud evolutiva no se mide solo por la supervivencia, sino fundamentalmente por el éxito reproductivo. Un individuo "apto" es aquel que sobrevive lo suficiente para reproducirse y deja una mayor proporción de descendencia viable y fértil en la siguiente generación, en comparación con otros individuos de la misma población. Por lo tanto, sus alelos tienden a aumentar en frecuencia.

9. La biogeografía, el estudio de la distribución geográfica de las especies, ofrece una fuerte evidencia de la evolución. La presencia de grupos de especies estrechamente relacionadas pero distintas en islas oceánicas aisladas (como los pinzones de Darwin en las Galápagos) se explica mejor por:

A) Creación separada de cada especie en cada isla. B) Migración constante de todas las especies entre el continente y las islas. C) Colonización por una o pocas especies ancestrales seguida de especiación y radiación adaptativa en los diferentes ambientes insulares. D) Convergencia evolutiva de especies no relacionadas que llegaron a las islas de forma independiente.

Explicación de la respuesta correcta (C): Las islas oceánicas suelen ser colonizadas por un número limitado de especies del continente. Una vez aisladas, estas poblaciones fundadoras pueden divergir de la especie ancestral y entre sí, adaptándose a los nichos ecológicos disponibles en cada isla o en diferentes partes de una misma isla. Este proceso de especiación a partir de un ancestro común, llenando diversos roles ecológicos, se conoce como radiación adaptativa.

10. ¿Cuál de los siguientes NO es un mecanismo que contribuya directamente a la evolución (cambio en las frecuencias alélicas) de una población?

A) Selección natural. B) Apareamiento aleatorio (panmixia) en una población grande sin otros factores evolutivos. C) Deriva génica. D) Flujo génico (migración).

Explicación de la respuesta correcta (B): El apareamiento aleatorio es una de las condiciones del equilibrio de Hardy-Weinberg, que describe una población que NO está evolucionando. Si el apareamiento es aleatorio y no actúan otros factores como selección natural (A), deriva génica (C), flujo génico (D) o mutación, las frecuencias alélicas y genotípicas permanecerán constantes de una generación a otra. Por lo tanto, el apareamiento aleatorio por sí mismo no causa evolución.

Ecosistemas y Relaciones Ecológicas

Un ecosistema es un sistema biológico complejo que comprende una comunidad de organismos vivos (biocenosis) y su medio físico inerte (biotopo), interactuando como una unidad funcional. Los componentes abióticos, como la luz solar, la temperatura, el agua, el suelo y los nutrientes, determinan en gran medida qué tipos de organismos pueden sobrevivir y prosperar. Los componentes bióticos incluyen productores (organismos autótrofos como plantas y algas que convierten energía en materia orgánica), consumidores (heterótrofos que obtienen energía alimentándose de otros organismos) y descomponedores (hongos y bacterias que reciclan la materia orgánica).

Dentro de los ecosistemas, los organismos establecen diversas relaciones ecológicas. Estas interacciones pueden ser intraespecíficas (entre individuos de la misma especie) o interespecíficas (entre individuos de especies diferentes). Las interacciones interespecíficas clave incluyen la competencia (por recursos limitados), la depredación (un organismo caza y mata a otro), el parasitismo (un organismo se beneficia a expensas de otro, el hospedador), el mutualismo (ambas especies se benefician) y el comensalismo (una especie se beneficia y la otra no se ve afectada ni beneficiada). Estas relaciones estructuran las comunidades, influyen en la dinámica poblacional y son fundamentales para el flujo de energía y el ciclo de nutrientes en el ecosistema.

Preguntas Ecosistemas y Relaciones Ecológicas

Cuestionario sobre Ecosistemas y Relaciones Ecológicas

1. En un ecosistema de pradera, la introducción de una nueva especie de herbívoro muy eficiente podría llevar a una disminución significativa de la biomasa vegetal. A largo plazo, ¿cuál sería una consecuencia probable para la población de este nuevo herbívoro y para los herbívoros nativos, asumiendo que no hay otros cambios importantes?

A) Un aumento indefinido en la población del nuevo herbívoro y la extinción de los herbívoros nativos debido a la superioridad competitiva. B) Una disminución en la población del nuevo herbívoro debido a la escasez de alimento que él mismo provocó, y una intensificación de la competencia con los herbívoros nativos. C) La adaptación de los herbívoros nativos para consumir al nuevo herbívoro, convirtiéndose en carnívoros. D) Un aumento en la diversidad de plantas, ya que el pastoreo selectivo del nuevo herbívoro crearía nuevos nichos.

Explicación de la respuesta correcta (B): La sobreexplotación del recurso (biomasa vegetal) por el nuevo herbívoro llevaría a una reducción del alimento disponible. Esto, a su vez, limitaría el crecimiento de su propia población (capacidad de carga del ambiente disminuida) e intensificaría la competencia por el recurso escaso con las especies de herbívoros nativos. Un aumento indefinido (A) no es sostenible. La opción C es un cambio evolutivo muy improbable a corto plazo. La D podría ocurrir en ciertos escenarios de pastoreo moderado, pero la descripción apunta a una "disminución significativa de biomasa".

2. Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre hongos y las raíces de la mayoría de las plantas. El hongo ayuda a la planta a absorber agua y nutrientes minerales del suelo, mientras que la planta proporciona al hongo carbohidratos producidos por la fotosíntesis. Este tipo de relación ecológica se clasifica como:

A) Parasitismo, donde el hongo explota a la planta. B) Comensalismo, donde solo el hongo se beneficia y la planta no se ve afectada. C) Competencia, ya que ambos compiten por los carbohidratos. D) Mutualismo, ya que ambas especies obtienen un beneficio neto de la interacción.

Explicación de la respuesta correcta (D): En el mutualismo, ambas especies involucradas en la interacción se benefician. El hongo mejora la nutrición de la planta y la planta provee energía al hongo. Es una relación (+/+). El parasitismo es (+/-), el comensalismo es (+/0) y la competencia es (-/-).

3. ¿Cuál de los siguientes enunciados describe mejor el concepto de "nicho ecológico" de una especie?

A) El lugar físico o hábitat donde vive una especie. B) El papel funcional de una especie en su ecosistema, incluyendo sus interacciones con los factores bióticos y abióticos y el rango de condiciones que puede tolerar. C) El conjunto de todas las poblaciones de diferentes especies que coexisten en un área determinada. D) La capacidad de una especie para adaptarse a cualquier cambio en su entorno.

Explicación de la respuesta correcta (B): El nicho ecológico es un concepto multidimensional que abarca no solo dónde vive una especie (hábitat, opción A), sino también qué hace (su "profesión" o rol), qué come, por quién es comida, sus requerimientos de temperatura, humedad, etc., y cómo interactúa con otras especies. (C) define una comunidad. (D) se refiere a la adaptabilidad, que puede influir en el nicho, pero no es su definición.

4. En una cadena trófica simple, un productor es consumido por un consumidor primario, que a su vez es consumido por un consumidor secundario. Si la energía disponible en el nivel de los productores es de 10,000 Kcal, ¿aproximadamente cuánta energía estaría disponible para el consumidor secundario, asumiendo una eficiencia de transferencia de energía del 10% entre niveles tróficos?

A) 100 Kcal B) 10 Kcal C) 1,000 Kcal D) 10,000 Kcal

Explicación de la respuesta correcta (A): Con una eficiencia del 10%, solo el 10% de la energía de un nivel trófico pasa al siguiente. Productor: 10,000 Kcal Consumidor primario: 10% de 10,000 Kcal = 1,000 Kcal Consumidor secundario: 10% de 1,000 Kcal = 100 Kcal.

5. El principio de exclusión competitiva de Gause establece que dos especies con nichos ecológicos idénticos o muy similares no pueden coexistir indefinidamente en el mismo hábitat si los recursos son limitados. ¿Cuál es una posible consecuencia a largo plazo de esta interacción?

A) La fusión de ambas especies en una nueva especie híbrida. B) Ambas especies evolucionarán para volverse mutualistas y compartir los recursos. C) La extinción local de una de las especies o la diferenciación de nichos (desplazamiento de caracteres) para reducir la competencia. D) Un aumento en la abundancia de ambas especies debido a la estimulación competitiva.

Explicación de la respuesta correcta (C): Si dos especies compiten intensamente por los mismos recursos limitados, una de ellas, la competidora superior, eventualmente desplazará a la otra, llevando a su extinción local. Alternativamente, la selección natural puede favorecer a individuos de una o ambas especies que utilicen los recursos de manera ligeramente diferente, lo que lleva a una diferenciación de nichos (por ejemplo, especializándose en diferentes tamaños de semillas o hábitats ligeramente distintos) y permitiendo la coexistencia.

6. Los organismos descomponedores, como bacterias y hongos, son cruciales para el funcionamiento de los ecosistemas porque:

A) Son la principal fuente de energía para los productores primarios. B) Controlan las poblaciones de herbívoros a través de la depredación. C) Convierten la energía solar en energía química utilizable por otros organismos. D) Reciclan la materia orgánica muerta, liberando nutrientes esenciales que pueden ser reutilizados por los productores.

Explicación de la respuesta correcta (D): Los descomponedores degradan la materia orgánica de organismos muertos y desechos, transformándola en compuestos inorgánicos simples (nutrientes) que son devueltos al suelo o al agua. Estos nutrientes son luego absorbidos por los productores (plantas, algas) para iniciar nuevamente el ciclo de la materia. Sin descomponedores, los nutrientes quedarían atrapados en la materia muerta. (A) es incorrecto, la energía solar es la fuente para los productores. (C) describe a los productores.

7. ¿Cuál de los siguientes factores abióticos es MENOS probable que sea un factor limitante primario para la vida en un ecosistema de aguas profundas oceánicas (zona afótica)?

A) La disponibilidad de luz solar. B) La presión hidrostática. C) La temperatura del agua. D) La concentración de oxígeno disuelto.

Explicación de la respuesta correcta (A): La zona afótica de los océanos se define precisamente por la ausencia de luz solar suficiente para la fotosíntesis. Por lo tanto, la luz solar no es un factor limitante porque simplemente no está presente como fuente de energía primaria para la producción autótrofa (que en estas zonas depende de la quimiosíntesis o de la materia orgánica que cae de arriba). La alta presión (B), las bajas temperaturas (C) y la disponibilidad de oxígeno (D, que puede variar) son factores abióticos que sí ejercen una fuerte influencia y pueden ser limitantes para los organismos que viven allí.

8. Una especie clave (keystone species) es aquella que:

A) Es la más abundante en el ecosistema y constituye la mayor parte de la biomasa. B) Se encuentra en la cima de la cadena trófica y no tiene depredadores naturales. C) Tiene un impacto desproporcionadamente grande en la estructura y función de su ecosistema en relación con su abundancia. D) Es introducida por el ser humano y causa graves desequilibrios ecológicos.

Explicación de la respuesta correcta (C): Una especie clave ejerce una influencia fundamental en la organización de la comunidad, a menudo manteniendo la diversidad de otras especies o modificando el hábitat de manera significativa, a pesar de no ser necesariamente la más numerosa. Su eliminación puede causar un efecto cascada y cambios drásticos en el ecosistema. (A) describe una especie dominante. (B) describe un depredador tope, que puede ser o no una especie clave. (D) describe una especie invasora.

9. El comensalismo es una relación interespecífica donde una especie se beneficia y la otra no se ve afectada ni positiva ni negativamente (+/0). ¿Cuál de los siguientes es el MEJOR ejemplo de comensalismo?

A) Un mosquito alimentándose de la sangre de un mamífero. B) Las abejas polinizando flores mientras obtienen néctar. C) Las rémoras que se adhieren a los tiburones para transportarse y alimentarse de los restos de sus presas, sin afectar al tiburón. D) Dos leones compitiendo por una cebra recién cazada.

Explicación de la respuesta correcta (C): En esta relación, la rémora obtiene transporte y alimento (beneficio), mientras que el tiburón, en la mayoría de los casos, no se ve significativamente afectado ni beneficiado por la presencia de la rémora. (A) es parasitismo (+/-). (B) es mutualismo (+/+). (D) es competencia (-/-).

10. La sucesión ecológica es el proceso gradual de cambio en la composición y estructura de una comunidad a lo largo del tiempo. La sucesión primaria se diferencia de la sucesión secundaria en que:

A) La sucesión primaria ocurre más rápidamente que la secundaria debido a la presencia de semillas preexistentes. B) La sucesión primaria comienza en un área donde previamente existía una comunidad pero fue eliminada (ej. tras un incendio), mientras que la secundaria comienza en un área sin vida preexistente (ej. roca desnuda). C) La sucesión primaria culmina en una comunidad clímax menos diversa que la de la sucesión secundaria. D) La sucesión primaria comienza en un área desprovista de suelo y vida (ej. tras una erupción volcánica que crea nueva tierra), mientras que la secundaria ocurre en un área donde el suelo ya está presente tras una perturbación que eliminó la comunidad anterior.

Explicación de la respuesta correcta (D): La diferencia clave es la condición inicial del sustrato. La sucesión primaria se inicia en un ambiente estéril, sin suelo formado (como roca volcánica nueva o dunas de arena). La formación del suelo es un proceso lento y es el primer paso. La sucesión secundaria ocurre cuando una comunidad existente es perturbada (por incendio, tala, inundación), pero el suelo y, a menudo, algunas semillas o propágulos, permanecen. Por lo tanto, la secundaria suele ser más rápida que la primaria. La opción B invierte las definiciones.

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