1. Disseny experimental

Exercici 2:

L’any 1864, l'Acadèmia de les Ciències de París va convocar un concurs per a premiar qui demostrés, de manera definitiva, si era possible o no generar vida espontàniament a partir de matèria no viva. Louis Pasteur guanya el premi amb l’experiment següent: va fer bullir un brou de carn en dos tipus de matrassos.

Els matrassos del primer tipus eren de coll de cigne; es a dir, tenien el coll llarg i en forma de S. Desprès de l'ebullició, l’aigua estèril es condensava al colze del coll i feia de filtre, de manera que deixava passar l’aire, però no els microorganismes que transportava, que hi quedaven retinguts.

Els matrassos de l’altre tipus eren de coll vertical, i per tant el brou estava en contacte directe amb l’aire.

Pasteur va introduir la mateixa quantitat de brou a cadascun dels matrassos, i el va fer bullir per destruir els possibles microorganismes que pogués contenir. Després el deixà refredar. Al cap d'uns quants dies, el brou contingut als matrassos de coll vertical es va podrir, mentre que el brou contingut als matrassos de coll de cigne es va conservar estèril.

1- Formuleu una de les possibles hipòtesis que van portar Pasteur a plantejar aquest experiment. Quines son les variables independent i dependent? [1 punt]

Hipòtesi	Possibles hipòtesis: - Potser el brou es podreix degut als microorganismes que hi ha a l’aire. [0,4 punts] Nota1: no és necessari que posin “potser” o cap altre expressió que denoti possibilitat. És igualment vàlid si ho posen de forma afirmativa. P.ex. El brou es podreix degut als microorganismes que hi ha a l’aire. Nota 2: Si ho escriuen forma de pregunta, llavors [0 punts], atès que una hipòtesi és una de les possibles respostes a la pregunta que hom es planteja. - Potser els microorganismes de l’aire tenen relació (o influeixen) que el medi es podreixi - Potser els microorganismes es poden formar espontàniament” - Potser els microorganismes NO es poden formar espontàniament” (han d’arribar de l’exterior, o han d’originar-se a partir d’altres microorganismes).
Variable independent	L’ accés dels microorganismes al brou o béel contacte del brou amb l’aire amb microorganismes o bél’aïllament del brou respecte als  microorganismes el tipus de matràs ( la forma del qual permet o no l’ entrada de microorganismes)  [0,3 punts]
Variable dependent	Que el brou es faci mal be (es podreixi) o es mantingui estèril o béLa presència de microorganismes al brou [0,3 punts]

2- Respecte al disseny de l'experiment, responeu a les qüestions següents: [1 punt]

a) En la figura de la pàgina anterior es veuen diversos matrassos de cada tipus. Quin sentit té fer rèpliques en un experiment?

Garantir que l’experiment s’ha fet correctament en comprovar que els resultats són els mateixos en totes les rèpliques sotmeses a les mateixes condicions.

o bé

es repeteixen els resultats

o bé

garantir que els resultats no són deguts a l'atzar

o bé

garantir que els resultats no són deguts a altres factors no tinguts en compte

[0,5 punts] per aquesta subpregunta a)

b) Enumereu dues variables que cal controlar perquè els resultats d’aquest experiment siguin fiables.

Justifiqueu la resposta.

Variables possibles:

Quantitat de brou, tipus de brou, temps d’ebullició, volum del matràs, intensitat del foc, tipus de foc, temperatura ambiental, lloc on estaven els matrassos, tipus d’aire amb el qual estaven en contacte, llum, humitat... (i un llarg etcètera que el corrector ha de valorar)

[0,25 punts]  per cada variable correcta amb la seva justificació.

Atenció: n'han de posar només dues de totes les possibles.

[0,5 punts] per aquesta subpregunta b)

1. Disseny experimental

Exercici 1:

Una família del Priorat, propietària d’unes vinyes, vol saber si li sortirà més a compte mantenir les vinyes en filera però separades, a la manera tradicional, o bé emparrar-les. Les vinyes emparrades recolzen sobre un suport fet de fusta i filferro, i són aptes per a la verema a màquina.

1. Una de les filles d’aquesta família, estudiant de batxillerat, decideix dedicar el seu treball de recerca a esbrinar-ho. En el seu quadern escriu: [1 punt]

Problema: De quina manera produeixen més raïm les vinyes, separades o emparrades?

a) Formuleu dues hipòtesis possibles.

En principi hi ha tres hipòtesis possibles:

-Potser produeixen més raïm les vinyes separades.

-Potser produeixen més raïm les vinyes emparrades.

-Potser les vinyes produeixen la mateixa quantitat de raïm de les dues maneres.

Hipòtesi 1	Qualsevol de les tres hipòtesis anteriors [0,25 punts]
Hipòtesi 2	Una altra qualsevol de les tres hipòtesis anteriors [0,25 punts]

b) Quines són les variables independent i dependent?

Variable independent	La disposició de les vinyes, separades o emparrades. [0,25 p]
Variable dependent	La producció de raïm. [0,25 p]

2) Dissenyeu un experiment per a resoldre el problema. Per a dur-lo a terme, disposeu de quatre finques, totes amb quaranta fileres de vinyes de la varietat garnatxa i situades al vessant solell. Podeu emparrar o mantenir separades les vinyes de les fileres que creieu convenients, així com decidir quines vinyes s’adoben i es sulfaten. [1 punt]

Resposta model:

En cadascuna de les quatre finques, agafem 20 fileres i les emparrem. En les altres 20 fileres deixem les vinyes separades. Ens hem d’assegurar que totes les fileres de vinyes siguin adobades i sulfatades de la mateixa manera (tant és de quina manera es faci, però sempre la mateixa). Un cop acabada la verema, es mesura la quantitat de raïm produïda per les vinyes emparrades i es compara amb la produïda per les vinyes separades, per tal d’extreure conclusions.

PUNTUACIÓ

-Per emparrar la meitat de les fileres i mantenir sense emparrar l’altra meitat (tractament de la variable independent): [0,25 punts].

- Per assegurar-se que totes les fileres de vinyes siguin adobades i sulfatades de la mateixa manera (amb l’anterior aspecte, això és el control de variables): [0,25 punts].

- Per fer el mateix en les quatre finques, en lloc d’emparrar-ne dues i deixar sense emparrar les altres dues (rèplica): [0,25 punts].

- Per mesurar la quantitat de raïm (mitjana o total) produïda pels dos tipus de vinyes: [0,25 punts].

2. Immunologia

Exercici 2:

La diftèria és una malaltia infecciosa causada per la toxina que fabriquen els bacteris de l'espècie Corynebacterium diphteriae. Aquesta malaltia afecta als humans i també els conillets d'Índies, i els que sobreviuen es tornen immunes a la diftèria. Cap al final del segle XIX, Emil Behring va voler esbrinar quina era la causa d'aquesta immunitat. Behring va pensar que potser hi havia alguna substància en el sèrum sanguini dels animals immunitzats que els protegia contra la toxina diftèrica. Per tal de comprovar-ho, va fer un experiment.

1.Contesteu les preguntes següents: [1 punt]

a) Quin és el problema que investigava Behring? Quina era la seva hipòtesi?

Problema: Quina és la causa de la immunitat dels animals que sobreviuen a la malaltia? O bé: Hi ha alguna substància al sèrum sanguini que protegeix contra la toxina diftèrica? (0,25 punts) Nota: Ha d'estar plantejada en forma de pregunta. Si ho escriuen com a afirmació, llavors 0 punts.

Hipòtesi de Behring: Potser alguna substància del sèrum sanguini els protegeix contra la toxina diftèrica. (0,25 punts) Nota 1: Si en lloc de substància es parla de proteïna o anticòs, encara que Behring, no ho sabés, també es donarà com a vàlida. Nota 2: No és imprescindible el "potser". Nota 3: Si està plantejat en forma de pregunta, llavors 0 punts.

b) La idea de Behring va resultar ser correcta. Com anomenem actualment les molècules presents en el sèrum sanguini que protegeixen les persones i els animals immunitzats contra la diftèria? Quines cèl·lules les produeixen?

Molècules que protegeixen les persones i els animals immunitzats: Anticossos (o immunoglobulines, o gammaglobulines) (0,25 punts)

Cèl·lules que les produeixen: Cèl·lules plasmàtiques (o limfòcits B) (0,25 punts)

2. Dissenyeu un experiment per comprovar la idea de Behring. Disposeu del material següent:

·60 conillets d'Índies (cobais), de la mateixa edat i estat de salut, que no han estat mai en contacte amb la diftèria. Els animals estan disposats en gàbies individuals. 

·Sèrum d'animals immunitzats contra la diftèria.

·Sèrum d'animals NO immunitzats contra la diftèria.

·Dissolució de toxina diftèrica.

·Xeringues per injectar sèrum o dissolució de toxina.

·Aliment i aigua en les quantitats que creieu adequades.

·Termòstats per controlar la temperatura de cadascuna de les gàbies.

[1 punt]

Resposta model:

Dividim els 60 conills d'índies en dos grups iguals, de 30 animals cadascun. Als animals del primer grup (tractament experimental) els injectem sèrum d'animals immunitzats i toxina diftèrica. Als animals del segon grup (tractament control) els injectem sèrum d'animals NO immunitzats i toxina diftèrica (també s'acceptarà com a correcte si fan un segon grup control, amb animals als quals només s'injecta toxina diftèrica). Ens hem d'assegurar que tots els grups estiguin formats per animals de la mateixa edat i estat de salut, rebin el mateix aliment i la mateixa aigua i estiguin a la mateixa temperatura. S'observa els animals i s'anota quants d'ells moren de diftèria en cada grup, per tal d'extreure conclusions.

PUNTUACIÓ:

-Per tractar un grup d'animals amb sèrum d'animals immunitzats i toxina diftèrica (tractament de la variable independent, tot i que no cal que ho diguin així):

[0,2 punts]

- Per fer un grup control, al qual se l'injecta sèrum d'animals NO immunitzats i toxina diftèrica:

[0,15 punts]

ATENCIÓ: També es considerarà correcte si fan més grups control de manera coherent, com ara un grup que només és injectat amb toxina diftèrica (sense sèrum) o un grup que no és injectat amb res.

- Per assegurar-se que tots els animals siguin del mateix tipus, rebin el mateix aliment i la mateixa aigua i estiguin a la mateixa temperatura (control de variables)

[0,15 punts].

- Per repetir l'experiment en molts animals de cada grup (rèplica):

[0,25 punts].

- Per mesurar la quantitat d'animals que moren de diftèria en cada grup:

[0,25 punts].

ATENCIÓ: Si només diuen que observen els resultats, sense concretar què observen, llavors només 0,1 punts.

1. Immunologia

Exercici 1:

Elvirus H5N1 és causant d’un tipus

de grip aviaria que ocasionalment

ha infectat persones que havien

estat en contacte amb aus malaltes

en diversos llocs del món. Durant la

tardor del 2005, l’ Organització

Mundial de la Salut ha advertit del

risc real que aquest virus muti i

pugui causar una epidèmia mundial

entre els humans, contra la qual

estem immunològicament poc

protegits.El material genètic d’aquest virus té una gran capacitat de canviar a mesura que es replica. El  virus inicial es veu reemplaçat per noves variants que presenten canvis en les proteïnes del seu embolcall.

1. (1 punt)

a) Quina relació hi ha entre “el material genètic té una gran capacitat de canviar” i els “canvis en les proteïnes del seu embolcall”?

Cal que l’alumnat relacioni els canvis en el material genètic, les mutacions, amb els canvis a les proteïnes de l’embolcall, ja que aquestes són l’expressió dels gens: canvis al material genètic donaran lloc a canvis a les proteïnes resultants del procés de traducció. 

b) Feu servir els vostres coneixements en immunologia per interpretar el fet que les persones estiguem “immunològicament poc protegides” contra el virus H5N1.

Gairebé cap persona ha estat infectada anteriorment per virus amb els antígens propis del H5N1 (originalment afecta els ocells salvatges), per tant no ha adquirit memòria immunològica que la protegeixi del virus. Algú podria argumentar que tampoc hi ha hagut probablement processos evolutius, ni pressió selectiva a l’espècie humana en aquesta direcció.

2.- (1 punt)

Algunes vacunes per prevenir malalties víriques es fabriquen a partir de virus idèntics als que causen la infecció, però modificats genèticament de manera que no poden replicar-se dins les cèl·lules. Expliqueu en què es basa l’acció d’una vacuna i justifiqueu per què en el cas del virus H5N1 és difícil obtenir una vacuna eficaç.

L’acció d’una vacuna es basa en generar una resposta primària antigen-anticós, de manera que la persona vacunada contra un determinat virus adquireix memòria immunològica necessària per respondre eficaçment a una infecció causada per aquest virus. En aquest sentit, inocular virus sense capacitat infectiva (que no es repliquen), però que posseeix els mateixos antigens és complicat en el cas del H5N1 ja que aquest virus té una gran capacitat per canviar les proteïnes (mutar) i el virus que s’utilitzés per dissenyar la vacuna podria ser diferent del que provoqui realment la infecció (i la vacuna podria no ser eficaç).

2. Ecologia

Exercici 2:

El cargol poma (Pomacea sp.) és una espècie que prové de l’Amèrica del Sud. La presència del cargol poma en alguns indrets de Catalunya, com ara al marge esquerre del delta de l’Ebre, posa en perill els cultius d’arròs, atès que s’enfila per la planta des del sòl i se’n menja les parts més tendres.

1) A final del 2010, just després de la collita, els arrossaires del marge esquerre del delta de l’Ebre van assecar els camps per desfer-se de la plaga del cargol poma. [1 punt]

a) A quin nivell tròfic pertany aquesta espècie invasora? Justifiqueu la resposta.

És un consumidor primari atès que s’alimenta d’un productor, l’arròs. [0,3 punts]

ATENCIÓ: Si diuen herbívor, llavors només [0,15 punts]

b) Llegiu la frase següent, extreta d’una informació periodística: «L’acció del cargol poma sobre les plantes silvestres del delta de l’Ebre pot afectar negativament la biodiversitat d’aquest ecosistema».

En relació amb aquesta frase, responeu a les preguntes següents:

Puntuació total d’aquest subapartat = [0,7 punts]

És certa la frase? Justifiqueu la resposta És certa, atès que competeix per l’aliment amb altres espècies autòctones fent que desapareguin del Delta, la qual cosa disminuirà la biodiversitat d’aquest ecosistema. (De fet, aquest és un dels principals problemes de les espècies invasores.) [0,3 punts]

Quina de les següents definicions correspon al concepte de biodiversitat? Justifiqueu la resposta. 1- Quantitat de matèria viva que hi ha en una comunitat, un ecosistema, una població o un nivell tròfic. Aquesta correspon al concepte de Biomassa, però no se’ls demana pas que ho diguin 2- Diferències que hi ha entre els caràcters dels individus d’una espècie o d’una població d’éssers vius. Aquesta correspon al concepte de Variabilitat, però no se’ls demana pas que ho diguin 3- Variabilitat d’organismes vius a qualsevol nivell: dins de cada espècie, entre espècies i entre ecosistemes. Biodiversitat 4- Quantitat de biomassa que es genera en un període de temps determinat. Aquesta correspon al concepte de Producció, però no se’ls demana pas que ho diguin Definició que correspon al concepte de biodiversitat: la definició3 [0,1 punt] Justificació: Es pot justificar excloent les altres 3, com per exemple dient a quins conceptes pertanyen la 1, la 2 i la 4 (esta esmentat al costat de cada definició en aquestes pautes), o bé explicant amb altres paraules el concepte de biodiversitat. [0,3 punts]

Total Subapartat b): [0,7 punts] (0,3 + 0,1 +0,3 punts per cada ítem que es demana)

2) En una altra informació periodística es pot llegir el següent: «El cargol poma viu a l’aigua dels arrossars, i es desplaça pel sòl en cerca de brots tendres per a alimentarse. Per aquest motiu és un paràsit molt perjudicial per a les plantes d’arròs».

a) Es pot considerar un paràsit el cargol poma? Justifiqueu la resposta.

Resposta model:

No pot ser considerat un paràsit atès que per considerar-se un paràsit cal que visqui dins el cos o sobre la superfície de l’hoste, o que s’alimenti de fluids produïts o ingerits per l’hoste (com el cas dels mosquits). Cap d’aquests casos és el dels cargols, que viuen sobre el sòl (ho diu explícitament l’enunciat).

[0,4 punts]

b) Enumereu dos tipus de relacions interespecífiques diferents del parasitisme. Expliqueu-les i esmenteu-ne un exemple de cadascuna.

ATENCIÓ: A continuació s’esmenten tots els tipus de relacions interespecífiques que s’especifiquen a la concreció del currículum, però només n’han de posar dues.

Puntuació:

[0,1 punts cada ítem] A cada relació demanem tres ítems (nom, explicació i exemple), i demanem que omplin dues relacions = [0,6 punts totals per aquest subapartat]

Nom de la relació interespecífica: Competència

Explicació: Relació entre organismes que viuen en una mateixa àrea i que tenen necessitats vitals semblants, la qual cosa fa que competeixin per l’accés a un determinat recurs.

Exemple:Les mallerengues carbonera i blava, dos ocells insectívors de la mateixa família, competeixen per l’aliment i pels forats dels arbres on nidifiquen, les plantes per la llum, ...

Nom de la relació interespecífica: depredació

Explicació: activitat de captura i mort que exerceixen uns individus-els depredadors- sobre uns altres –les preses-, dels quals s’alimenten.

Exemple: n’hi ha molts

Nom de la relació interespecífica: mutualisme

Explicació: relació interespecífica en què les dues espècies en surten beneficiades, però no els és imprescindible

Exemple: insectes que s’alimenten de nèctar i polinitzen plantes; ocells que s’alimentes de paràsits de mamífers

Nom de la relació interespecífica: simbiosi

Explicació: relació interespecífica en què les dues espècies en surten beneficiades i que a més els és imprescindible per a sobreviure

Exemple: líquens, compostos d’una alga i un fong; zooxantel·les, formades per algues microscòpiques i animals dels esculls coral·lins

3) Un altre efecte negatiu del cargol poma és la possibilitat que transmeti la meningitis vírica a les persones. [1 punt]

a) Si una persona contrau la meningitis vírica, un tractament amb antibiòtics li servirà per a eliminar el virus? Justifiqueu la resposta.

Resposta model:

No, atès que els virus són acel·lulars i els antibiòtics actuen sobre cèl·lules (a diversos nivells segons l’antibiòtic, però això no es demana explícitament).

[0,5 punts]

b) Si un cargol poma portador del virus entra en contacte amb una persona que ja ha patit prèviament una meningitis causada pel mateix virus, aquesta persona no contraurà la malaltia. Per què?

Resposta model:

Perquè durant la primera infecció el seu sistema immunitari haurà generat cèl·lules de memòria, les quals actuaran la segona vegada, en una resposta immunitària secundària.

[0,5 punts]