Ejercicios Resueltos Biología y Geología 1 de Bachillerato 2026 / 2027

La teoría y 48 ejercicios resueltos de Biología y Geología de 1º de Bachillerato, repartidos en 19 temas, con la solución explicada paso a paso y, al final de cada una, una forma de revisarla sin ayuda. Las soluciones no dan solo el resultado: dicen por qué es ese, que es lo que hace falta cuando algo no sale.

Todo lo que hace falta está escrito en el enunciado. Hay cruces genéticos contados enteros en prosa para que construyas tú el cuadro de cruce, cuentas de cromosomas y cromátidas en cada fase de la mitosis y de la meiosis, ecuaciones que hay que ajustar, minerales que se identifican por sus ensayos y series de estratos que se ordenan leyéndolas.

Qué trae esta página y qué no. Trae la teoría de 19 temas y 48 ejercicios resueltos de Biología y de Geología. Se resuelve entero razonando sobre los datos que trae cada enunciado, sin material gráfico de ninguna clase: basta un cuaderno. Los cruces genéticos vienen contados por completo en el texto, y el cuadro de cruce lo construyes tú. Dieciséis temas traen ejercicios: la composición química de los seres vivos, los glúcidos y los lípidos, las proteínas y las enzimas, los ácidos nucleicos, la célula y sus orgánulos, la membrana y el transporte, el ciclo celular y la mitosis, la meiosis, el catabolismo, la fotosíntesis, la genética de Mendel, la herencia ligada al sexo y los grupos sanguíneos, la biodiversidad y la evolución, los minerales y las rocas, la tectónica de placas y el tiempo geológico. Los otros tres traen su teoría y ningún ejercicio, y el motivo está dicho: son Los tejidos animales y vegetales, El modelado del relieve y Los cortes y los mapas geológicos. En esos tres, practicar de verdad pasa por tener delante una preparación al microscopio, la fotografía de un paisaje o un corte dibujado, y aquí no caben imágenes. Antes que fabricar un ejercicio que no se parezca al que te van a poner, te damos la explicación completa y te decimos con qué material tienes que practicarla. Y una advertencia sobre el temario: el reparto de estos 19 temas es una decisión nuestra, tomada a partir de lo que esta asignatura suele cubrir en 1º de Bachillerato y de lo que ocupan los cursos de al lado; no es la lista oficial de ningún currículo, así que compárala con el índice de tu libro antes de darla por completa. Sirve para localizar por dónde flojeas, y no ocupa el sitio de tu libro, de tus prácticas ni de tu profesor.

Temas que puedes practicar en esta página

Son 48 ejercicios repartidos entre los 19 temas, en este orden a propósito: primero las biomoléculas, después la célula, después cómo se divide y cómo funciona por dentro, después la herencia y la evolución, y al final la geología. Cada término (haploide, retrocruzamiento, astenosfera, fósil guía…) queda explicado en el recuadro de su tema antes de aparecer en un ejercicio. Los tres que vienen solo con su teoría van marcados como tales. Pincha en el número para ir directo:

TemaQué se practicaEjercicios
La base química de la vida: bioelementos, agua y salesRazonar sobre abundancias, deducir propiedades del agua y repartir bioelementos1, 2, 3
Glúcidos y lípidosCalcular fórmulas y enlaces, y razonar por qué dos polisacáridos de la misma pieza hacen cosas distintas4, 5
Proteínas y enzimasContar enlaces y agua, interpretar dos pruebas con una enzima y razonar la desnaturalización6, 7, 8
Ácidos nucleicos y el flujo de la información genéticaCalcular porcentajes de bases y escribir cadenas complementarias y ARN mensajero9, 10
La célula: la teoría celular y quién hace cada trabajo dentroCorregir definiciones que se quedan cortas, ordenar el camino de una proteína y clasificar células por sus rasgos11, 12, 13, 14, 15
La membrana y el transporte a través de ellaRazonar la ósmosis con casos descritos y clasificar cinco transportes16, 17
Los tejidos animales y vegetalesReconocer un tejido es mirar una preparación al microscopio, y aquí no cabenSolo teoría
El ciclo celular y la mitosisContar cromosomas y cromátidas en cada fase, e identificar la etapa de una célula por lo que se cuenta en ella18, 19, 20
La meiosis y de dónde sale la variabilidadContar la meiosis por divisiones, calcular combinaciones de gametos y comparar con la mitosis21, 22, 23
Catabolismo: la respiración celular y las fermentacionesAjustar la ecuación de la respiración y comparar el rendimiento con y sin oxígeno24, 25
Anabolismo: la fotosíntesisDesmontar dos frases muy repetidas, ajustar la ecuación y razonar con datos de laboratorio26, 27, 28, 29
La herencia: las leyes de MendelResolver cruces enteros escritos en prosa: monohíbrido, retrocruzamiento, dihíbrido, ligamiento y probabilidades30, 31, 32, 33, 34
Más allá de Mendel: alelos múltiples, codominancia y herencia ligada al sexoResolver cruces con tres alelos y con genes del cromosoma X, y separar codominancia de dominancia incompleta35, 36, 37
La biodiversidad y la evoluciónDistinguir homología de analogía y reescribir una explicación evolutiva mal montada38, 39
Los minerales y las rocas: identificarlos por sus propiedadesIdentificar minerales por ensayos descritos y clasificar rocas por su origen40, 41, 42
La tectónica de placasCalcular con velocidades de placa, desmontar la idea del océano de magma y clasificar bordes43, 44, 45
El modelado del relieveIdentificar una forma del relieve es reconocerla en una fotografía, y aquí no cabenSolo teoría
El tiempo geológico: datación relativa y fósilesReconstruir la historia de una serie contada en prosa, calcular periodos de semidesintegración y elegir un fósil guía46, 47, 48
Los cortes y los mapas geológicosAquí el ejercicio es leer el dibujo, y el dibujo no cabeSolo teoría

Otros tres temas —Los tejidos animales y vegetales, El modelado del relieve y Los cortes y los mapas geológicos— vienen solo con su teoría, porque practicarlos de verdad exige tener delante una preparación al microscopio, la fotografía de un paisaje o un corte dibujado, y esta página no puede llevar imágenes.

Ejercicios de Biología y Geología de 1º de Bachillerato con soluciones

La base química de la vida: bioelementos, agua y sales

Lo que hay que saber

Los bioelementos son los elementos químicos que forman la materia viva. Los primarios son seis: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Esos seis suman más del 95 % de esa materia, medida en masa. Los oligoelementos están en cantidades diminutas y aun así hacen falta. ▲ Entre unos y otros, muchos libros colocan un grupo intermedio, los bioelementos secundarios —sodio, potasio, calcio, cloro, magnesio—, así que repartir todos los elementos en solo dos montones deja casos reales sin sitio.

▲ Lo que hace especial al carbono no es la cantidad que hay de él, sino su química: forma cuatro enlaces covalentes y se une a otros carbonos en cadenas largas y estables. Por eso sirve de esqueleto a las biomoléculas orgánicas. ▪ El agua y las sales minerales también son biomoléculas y no llevan carbono.

El agua es una molécula polar: el oxígeno atrae los electrones más que los hidrógenos, así que una parte queda con carga negativa y otra con carga positiva. Eso permite los puentes de hidrógeno entre unas moléculas y otras, y de ahí salen casi todas sus propiedades.

Esas propiedades son cuatro y conviene saber para qué sirve cada una. Es disolvente de sustancias polares y iónicas, y por eso las reacciones de la célula ocurren en disolución. Tiene un calor específico muy alto: absorbe mucho calor cambiando poco de temperatura. Tiene mucha cohesión, que explica la tensión superficial y que el agua suba por un tallo. Y al congelarse ocupa más, así que el hielo flota y el fondo de un lago no se hiela.

▪ «Disolvente universal» está mal dicho: el agua no disuelve los lípidos ni las ceras. Disuelve lo que es polar o iónico, y eso ya es muchísimo.

Las sales minerales aparecen de dos formas. Precipitadas, formando estructuras duras: el caparazón de un molusco, el esqueleto. Y disueltas, en forma de iones. Esos iones regulan la concentración del medio interno, mantienen el pH estable y hacen falta para el impulso nervioso.

1Un apunte de clase dice: «el carbono es el bioelemento más abundante de un ser vivo, y por eso a la vida se la llama química del carbono». Una parte de esa frase es falsa y la otra está bien pero mal explicada. Corrige las dos.

Ver solución

La primera parte es falsa. Por masa, el elemento más abundante de un ser humano es el oxígeno, en torno a dos tercios del total. El motivo principal es que somos en gran medida agua, y el agua es H2O.

El carbono viene detrás, alrededor de una quinta parte de la masa. Sigue siendo muchísimo, pero no es el primero.

La segunda parte, la del nombre, sí es verdad, aunque no por la cantidad. El carbono forma cuatro enlaces covalentes a la vez. Y se une a otros carbonos en cadenas largas, ramificadas o cerradas en anillo, y además estables. Esa combinación de propiedades es rarísima entre los elementos, y es la que explica el nombre.

Corregido queda así: el carbono no es el más abundante, es el que arma el esqueleto de las biomoléculas orgánicas.

Una pista que avisa: desconfía de una respuesta sobre abundancias que no mencione el agua. Probablemente está contando la parte seca y no el organismo entero. Es una pista para revisar, no una regla: contando átomos en vez de masa, el primero sería el hidrógeno.

2Dos pueblos están a la misma latitud y a la misma altura. Uno está en la orilla de un lago muy grande; el otro, a 80 km, en mitad de una llanura seca. En el pueblo del lago los inviernos son menos fríos y los veranos menos calurosos. Explica a qué propiedad del agua se debe y de dónde sale esa propiedad.

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Se debe al calor específico del agua, que es muy alto: hace falta mucha energía para subirle un grado la temperatura, y suelta mucha energía cuando se la baja.

En verano el lago absorbe calor del aire sin calentarse casi, y eso frena la subida de temperatura del aire de la orilla. En invierno se enfría despacio y va devolviendo ese calor, y eso frena la bajada.

El pueblo de la llanura no tiene esa masa de agua al lado. Su aire sube y baja de temperatura mucho más deprisa.

De dónde sale la propiedad: la molécula de agua es polar, así que unas moléculas se atraen a otras por puentes de hidrógeno. Calentar el agua obliga a romper parte de esos puentes antes de que las moléculas se muevan más deprisa. Eso es energía que se gasta sin que suba el termómetro.

Comprueba este paso: tu respuesta tiene que explicar las dos estaciones, no solo una. Si lo que has escrito sirve para el verano y no para el invierno, te falta la mitad: el mecanismo funciona en los dos sentidos.

3Tienes seis elementos: carbono · oxígeno · nitrógeno · hierro · yodo · magnesio. (a) Repártelos en dos grupos según entren en un ser vivo en cantidad grande o pequeña. (b) Di qué papel concreto tienen el hierro, el yodo y el magnesio. (c) Explica por qué estar en cantidad diminuta no significa poder prescindir de ello.

Ver solución

a) En cantidad grande, los bioelementos primarios: carbono, oxígeno y nitrógeno. En cantidad pequeña, hierro, yodo y magnesio. ▲ Los dos primeros son oligoelementos de libro; el magnesio no lo es: en la clasificación de tres grupos se cuenta entre los secundarios, y aquí cae en este montón solo porque el enunciado obliga a repartir en dos.

b) El hierro forma parte de la hemoglobina, que es la que transporta el oxígeno por la sangre. El yodo hace falta para fabricar las hormonas del tiroides. El magnesio ocupa el centro de la molécula de clorofila, así que sin él una planta no aprovecha la luz.

c) Porque la cantidad no mide la importancia. Esos elementos no están para dar volumen: ocupan un sitio muy concreto dentro de una molécula que hace un trabajo concreto. Si falta la pieza, ese trabajo no se hace. Con poco hierro aparece anemia aunque el resto del organismo esté completo.

Una pista que avisa: comprueba que cada montón dice algo del papel del elemento y no solo de su cantidad. Los tres primeros arman moléculas enteras; los tres últimos se encajan dentro de una molécula ya construida. Eso describe dos maneras de estar en un ser vivo y no mide la abundancia: el calcio de un hueso está en cantidad enorme y no arma ninguna cadena.

Glúcidos y lípidos

Lo que hay que saber

Los glúcidos son biomoléculas de C, H y O. Los monosacáridos son los más sencillos y no se pueden romper en otros menores: glucosa, fructosa y galactosa (de seis carbonos) y ribosa y desoxirribosa (de cinco). La glucosa es C6H12O6.

Dos monosacáridos se unen por un enlace glucosídico y en esa unión se pierde una molécula de agua. Así salen los disacáridos: maltosa (glucosa + glucosa), sacarosa (glucosa + fructosa) y lactosa (galactosa + glucosa).

Muchos monosacáridos unidos forman un polisacárido. Los de reserva son el almidón en los vegetales y el glucógeno en los animales. Los estructurales son la celulosa, que forma la pared de la célula vegetal, y la quitina. La quitina está en el exoesqueleto de los artrópodos y en la pared de los hongos.

▲ Ni todos los glúcidos son dulces ni todos se disuelven: el almidón y la celulosa no hacen ninguna de las dos cosas. Y los glúcidos son el combustible rápido: el almidón y el glucógeno son reservas de verdad, pero la que más energía guarda por gramo, y sin arrastrar agua, es la de los lípidos.

Los lípidos no se definen por su estructura, porque son muy distintos entre sí, sino por una propiedad: son insolubles en agua y se disuelven en disolventes orgánicos. Los hay de cuatro clases útiles aquí. Los triglicéridos (grasas y aceites) son reserva de energía. Los fosfolípidos forman las membranas. Los esteroides, como el colesterol y las hormonas sexuales, regulan. Y las ceras impermeabilizan.

Un ácido graso es saturado si no tiene dobles enlaces entre sus carbonos, e insaturado si tiene uno o más. Los insaturados que abundan en los seres vivos llevan sus dobles enlaces en la disposición cis, que dobla la cadena en un codo, y por eso se empaquetan peor. Por eso los aceites son líquidos a temperatura ambiente y las grasas animales, sólidas.

4La sacarosa se forma al unirse una glucosa y una fructosa, y las dos tienen la fórmula C6H12O6. (a) Deduce la fórmula de la sacarosa razonando el cálculo. (b) Se unen 250 moléculas de glucosa en una sola cadena de almidón. Di cuántos enlaces glucosídicos hay y cuánta agua se ha soltado al formarla.

Ver solución

a) Al unirse dos monosacáridos se forma un enlace glucosídico y se suelta una molécula de agua. Así que hay que sumar las dos fórmulas y restar un H2O.

Sumando: C6H12O6 + C6H12O6 da C12H24O12. Restando H2O queda C12H22O11, que es la fórmula de la sacarosa.

b) En una sola cadena de 250 piezas hay 250 − 1 = 249 enlaces glucosídicos, y en cada enlace se ha soltado una molécula de agua: 249 moléculas de agua.

Comprobación: cuenta los átomos de cada elemento a los dos lados. A la izquierda hay 12 C, 24 H y 12 O. A la derecha, la sacarosa aporta 12 C, 22 H y 11 O, y el agua que se marcha aporta 2 H y 1 O: en total 12 C, 24 H y 12 O. Los tres elementos cuadran, así que la fórmula es correcta.

5El almidón y la celulosa están hechos de glucosa y los dos son cadenas largas. Una persona digiere el almidón sin problema y la celulosa no. (a) Explica por qué una sí y la otra no. (b) Di cómo se las arregla una vaca para aprovecharla. (c) Razona por qué la celulosa sirve para construir una pared y el almidón no.

Ver solución

a) Porque la forma del enlace glucosídico no es la misma en los dos. Una persona fabrica la herramienta que rompe el enlace del almidón y no fabrica la que rompe el de la celulosa. La materia prima es la misma glucosa; lo que cambia es cómo está unida.

b) Una vaca tampoco fabrica esa herramienta. Lo que tiene es un tubo digestivo enorme con microorganismos dentro que sí rompen la celulosa. La vaca aprovecha lo que ellos liberan y, más abajo, también los aprovecha a ellos.

c) Porque la celulosa forma cadenas rectas que se empaquetan pegadas unas a otras y aguantan tirón, como las fibras de una cuerda. El almidón se enrolla en hélice y se apelmaza: sirve para guardar mucha glucosa en poco sitio, que es justo lo contrario de lo que pide una pared.

Una pista que avisa: si tu respuesta dice que la celulosa no se digiere por ser más grande, revísala. El tamaño no decide: el almidón también es enorme y se digiere sin problema. Lo que decide es el tipo de enlace.

Proteínas y enzimas

Lo que hay que saber

Las proteínas son cadenas de aminoácidos. En los seres vivos se usan 20 aminoácidos estándar para fabricarlas; hay además un par de aminoácidos raros que solo aparecen en unos pocos seres vivos y en unas pocas proteínas. Se unen por el enlace peptídico, y en cada enlace se pierde una molécula de agua: con n aminoácidos hay n − 1 enlaces y se sueltan n − 1 moléculas de agua.

Una proteína tiene hasta cuatro niveles de organización. La estructura primaria es el orden de los aminoácidos. La secundaria es cómo se enrolla la cadena localmente (hélice α o lámina β). La terciaria es la forma tridimensional completa de una cadena. Y la cuaternaria solo existe si la proteína tiene más de una cadena, como la hemoglobina.

▲ La forma es la función. Si el calor, un ácido o una sal alteran esa forma, la proteína se desnaturaliza y deja de servir. Unas desnaturalizaciones se pueden revertir y otras no, según hasta dónde haya llegado el daño.

Las enzimas son catalizadores biológicos: hacen que una reacción vaya mucho más deprisa bajando su energía de activación. Son específicas: cada una reconoce su sustrato en una zona llamada centro activo. Hoy el modelo que se usa no es el de la llave y la cerradura, sino el de ajuste inducido: el centro activo cambia de forma al unirse al sustrato. ▲ Es un modelo y describe bien lo que se observa en muchas enzimas; no pretende valer para cada unión enzimática que exista.

▪ De las enzimas se dice que «no se gastan», y esa frase, tal cual, se queda corta: hay que precisar en qué no se gastan y en qué sí. Los ejercicios de este tema la desmontan.

Cada enzima tiene un pH óptimo y una temperatura óptima. Muy por debajo va lenta; bastante por encima de la óptima se desnaturaliza y la actividad se hunde. Y aunque casi todas las enzimas conocidas son proteínas, hay ribozimas, que son moléculas de ARN con actividad catalítica.

6Una proteína pequeña está formada por una sola cadena de 124 aminoácidos. (a) Calcula cuántos enlaces peptídicos tiene. (b) Calcula cuántas moléculas de agua se soltaron al fabricarla. (c) Imagina que estuviera formada por dos cadenas iguales de 124 aminoácidos unidas entre sí. Di qué nivel de organización tendría y cuántos enlaces peptídicos habría.

Ver solución

a) En una cadena, cada enlace peptídico une dos aminoácidos seguidos, así que hay uno menos que aminoácidos: 124 − 1 = 123 enlaces peptídicos.

b) En cada enlace peptídico se suelta una molécula de agua, así que se soltaron 123 moléculas de agua.

c) Con dos cadenas, la proteína tendría estructura cuaternaria, que es la que solo existe cuando hay más de una cadena. Los enlaces peptídicos serían 123 en cada cadena, o sea 246 en total: lo que sujeta una cadena a la otra no es un enlace peptídico.

Comprobación: prueba tu fórmula con un caso diminuto que puedas contar con los dedos. Con 2 aminoácidos hay 1 enlace; con 3, hay 2. Si tu fórmula diera 124 enlaces para 124 aminoácidos, con 2 aminoácidos daría 2 enlaces, que es imposible: sobraría un extremo suelto.

7Se hacen dos pruebas con una enzima purificada, siempre a su pH y su temperatura óptimos. En la primera se le añade sustrato y se la deja trabajar: el sustrato se consume hasta agotarse, y al medir la enzima al final hay prácticamente la misma cantidad que al principio. En la segunda se deja el tubo cinco días y luego se añade sustrato nuevo: ahora apenas hay actividad. (a) Explica el resultado de la primera prueba. (b) Explica el de la segunda. (c) Di cuál de estas dos frases resume bien las dos: «las enzimas no se consumen» o «las enzimas no se consumen en la reacción que catalizan, pero sí se estropean».

Ver solución

a) Porque una enzima es un catalizador: se une al sustrato, lo transforma, lo suelta y queda libre para el siguiente. No se incorpora al producto, así que al terminar sigue estando ahí. Por eso una cantidad pequeña de enzima transforma una cantidad enorme de sustrato.

b) Porque la enzima de la prueba es, como casi todas, una proteína, y con el tiempo se desnaturaliza aunque no esté trabajando: pierde su forma, y con la forma pierde la función. Un cambio de pH o de temperatura acelera lo mismo. ▲ Con este montaje no se puede descartar otra causa —que la cadena se haya roto, o que algo del tubo esté bloqueando el centro activo—. Lo que demuestra la prueba es que la actividad se pierde con el tiempo, no por cuál de esos caminos.

c) La segunda. La primera solo es cierta dentro de la reacción. Tomada al pie de la letra lleva a pensar que una célula fabrica sus enzimas una vez y ya no necesita más. Dentro de una célula pasa lo de la segunda prueba todo el rato, así que está fabricando enzimas continuamente.

Una pista que avisa: si una respuesta lleva a que algo dure indefinidamente dentro de una célula, conviene desconfiar. En una célula casi todo se fabrica y se destruye sin parar. La pista no dice cuál es la respuesta buena: dice dónde mirar.

8Al cocer un huevo, la clara pasa de ser transparente y líquida a ser blanca y sólida, y ya no vuelve atrás. (a) Di qué les ha pasado a sus proteínas y qué niveles de organización se han perdido. (b) Explica por qué el enlace peptídico sigue intacto. (c) Razona qué tiene que ver esto con que una fiebre muy alta sea peligrosa.

Ver solución

a) Las proteínas de la clara se han desnaturalizado. El calor ha deshecho su forma tridimensional: se pierden la estructura terciaria y, si la había, la estructura cuaternaria, y buena parte de la secundaria. Las cadenas, ya sin forma, se enredan entre sí, y eso es lo que se ve blanco y sólido.

b) Porque el calor rompe uniones débiles, que son las que mantienen plegada la cadena. No rompe el enlace peptídico, que es covalente y mucho más fuerte. La estructura primaria —el orden de los aminoácidos— sigue siendo exactamente la misma.

c) Las enzimas del organismo también son proteínas y también se desnaturalizan. Bastante por encima de su temperatura óptima empiezan a perder la forma, y una enzima sin forma no cataliza nada. Por eso una fiebre muy alta y sostenida es un problema de verdad y no solo una molestia.

Comprueba este paso: si en tu respuesta la clara vuelve a ser transparente al enfriarse, algo falla. Hay desnaturalizaciones reversibles, pero esta no lo es, porque las cadenas ya se han enredado unas con otras. Que sea irreversible es una propiedad de este caso, no de la desnaturalización en general.

Ácidos nucleicos y el flujo de la información genética

Lo que hay que saber

Un nucleótido tiene tres piezas: un azúcar de cinco carbonos, una base nitrogenada y un grupo fosfato. Los nucleótidos se encadenan y forman los ácidos nucleicos.

En el ADN el azúcar es la desoxirribosa y las bases son adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Va en doble cadena, y las dos cadenas son antiparalelas: recorren la molécula en sentidos contrarios. A se empareja con T por dos puentes de hidrógeno y G con C por tres.

De ahí sale una consecuencia que se puede calcular: en un ADN de doble cadena la cantidad de A es igual a la de T. Y la de G es igual a la de C. Esa igualdad es la que permite calcular las cuatro proporciones a partir de una sola.

En el ARN el azúcar es la ribosa y en lugar de timina hay uracilo (U). Casi siempre va en una sola cadena, aunque se pliega sobre sí misma. Hay tres que conviene distinguir: el ARN mensajero lleva la copia del mensaje, el ARN transferente trae los aminoácidos y el ARN ribosómico forma parte del ribosoma.

El camino normal de la información es: el ADN se copia a ARN mensajero (transcripción) y el ARN mensajero se lee en el ribosoma para montar la proteína (traducción). El mensaje se lee de tres en tres: cada triplete de bases o codón significa un aminoácido. De los 64 tripletes posibles, 3 son señales de parada y los otros 61 significan aminoácidos; AUG es a la vez señal de inicio y el aminoácido metionina.

Un gen es el trozo de ADN que contiene la información de un producto. ▲ Conviene fijarse en la palabra «producto», que no es lo mismo que «proteína», y la diferencia se trabaja más adelante. Y el ADN de una célula está organizado en cromosomas: una molécula de ADN muy larga asociada a proteínas.

9De una muestra de ADN de doble cadena se sabe que el 22 % de sus bases son adenina. (a) Calcula el porcentaje de las otras tres bases. (b) Explica en qué propiedad de la molécula te has apoyado. (c) Di por qué la misma cuenta no valdría si la muestra fuera de ADN de una sola cadena.

Ver solución

a) Si hay un 22 % de adenina, hay un 22 % de timina. Entre las dos suman 44 %, así que a guanina y citosina les quedan 100 − 44 = 56 %, repartido a partes iguales: 28 % de guanina y 28 % de citosina.

b) En el ADN de doble cadena, A se empareja con T y G se empareja con C, una a una. Por cada A de una cadena hay una T enfrente, en la otra. Eso obliga a que las cantidades sean iguales dos a dos.

c) Porque en una sola cadena no hay nadie enfrente que obligue a nada, y las cuatro bases pueden estar en cualquier proporción. La igualdad no es una propiedad del ADN en sí: es una consecuencia del emparejamiento entre las dos cadenas.

Comprobación: los cuatro porcentajes tienen que sumar 100, y 22 + 22 + 28 + 28 = 100. Y además tiene que cumplirse que A sea igual a T y G igual a C. Con esas dos condiciones y el dato de partida, el reparto que sale es el único posible.

10Una de las dos cadenas de un fragmento de ADN tiene esta secuencia, escrita de su extremo 5′ al 3′: A T G C C G T A A. (a) Escribe la cadena complementaria, base por base. (b) Escribe el ARN mensajero que saldría de copiar esa cadena complementaria. (c) Di en qué se diferencia ese ARN de la cadena del enunciado.

Ver solución

a) Cambiando cada base por su pareja (A con T, G con C), la cadena complementaria es T A C G G C A T T, escrita base debajo de base. Como las dos cadenas son antiparalelas, esta va en sentido contrario: su extremo 3′ queda a la izquierda y el 5′ a la derecha.

b) Ahora se copia esa complementaria poniendo uracilo donde el ADN pondría timina, leyéndola desde su extremo 3′. El ARN mensajero queda A U G C C G U A A, escrito como se escribe siempre, de 5′ a 3′.

c) Se diferencia en dos cosas: donde el ADN tiene timina, el ARN tiene uracilo, y el azúcar es ribosa en vez de desoxirribosa. La secuencia de letras, en cambio, coincide con la del enunciado, y eso no es casualidad: el ARN mensajero se copia de la otra cadena, así que sale igual que esta.

▲ Sin decir los extremos, «de izquierda a derecha» no significa nada en una molécula: la misma tira de letras leída por el otro lado es otra secuencia. Por eso los extremos van en las tres cadenas.

Comprobación: las tres secuencias tienen que tener nueve bases. Y comprueba pareja a pareja que enfrente de cada A hay una T, o una U en el ARN. Enfrente de cada G tiene que haber una C. Cumplidas las dos cosas, no hay otra respuesta posible.

La célula: la teoría celular y quién hace cada trabajo dentro

Lo que hay que saber

La teoría celular dice tres cosas: la célula es la unidad de estructura de los seres vivos, es la unidad de función, y toda célula procede de otra célula. Se le atribuye a Schleiden y Schwann, y la tercera parte a Virchow, que fue quien la difundió. ▲ Esa atribución es la de los libros de clase y se queda corta: la idea de que toda célula procede de otra la había publicado antes Robert Remak.

▲ Ese enunciado, leído con cuidado, deja fuera a los virus. Merece la pena averiguar por qué, y es uno de los ejercicios de este tema.

Una célula procariota (las bacterias) no tiene núcleo: su ADN, un único cromosoma circular, está suelto en el citoplasma. Tampoco tiene orgánulos rodeados de membrana. ▪ Sí tiene ribosomas —del tipo 70S—, que son orgánulos sin membrana, así que «no tienen orgánulos» está mal dicho.

Una célula eucariota tiene núcleo con envoltura y orgánulos con membrana, y sus ribosomas son del tipo 80S. La vegetal añade pared celular de celulosa, cloroplastos y una vacuola grande; la animal no tiene ninguna de las tres. Las células de las plantas con flores tampoco tienen centriolos. ▲ Dicho de las plantas en general sería falso: los musgos, los helechos y algunas gimnospermas fabrican células reproductoras masculinas con flagelo, y en las que las forman sí aparecen. No en todas sus células.

Quién hace cada trabajo: el núcleo guarda el ADN y manda; el nucléolo fabrica piezas de ribosoma; el retículo endoplasmático rugoso lleva ribosomas pegados y monta proteínas para exportar; el retículo endoplasmático liso fabrica lípidos y desintoxica; el aparato de Golgi retoca, empaqueta en vesículas y reparte; los lisosomas digieren; las mitocondrias sacan de los nutrientes casi toda la energía aprovechable; los cloroplastos hacen la fotosíntesis; el citoesqueleto da forma y mueve cosas de sitio.

La teoría endosimbiótica explica de dónde salieron mitocondrias y cloroplastos: de bacterias que acabaron viviendo dentro de otra célula. No es una ocurrencia: lo que la sostiene son varios rasgos que esos dos orgánulos conservan y que ningún otro tiene.

11Un resumen dice dos cosas: «el ADN de una célula está en el núcleo» y «un gen es un trozo de ADN que lleva la información de una proteína». Las dos se quedan cortas. Explica qué le falta a cada una y reescríbelas.

Ver solución

La primera deja fuera tres sitios. Hay ADN en las mitocondrias y en los cloroplastos, que tienen el suyo propio y circular. Y una célula procariota no tiene núcleo, así que todo su ADN está en el citoplasma. La frase solo vale para el ADN principal de una célula eucariota.

La segunda confunde «producto» con «proteína». Es verdad que muchísimos genes acaban dando una proteína, y son los que se estudian primero. Pero hay genes cuyo producto final es un ARN que ya hace su trabajo tal cual: el ARN transferente y el ARN ribosómico se quedan en ARN, y sin ellos no se podría traducir nada.

Reescritas: el ADN está repartido entre el núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos, y en una procariota está suelto en el citoplasma. Y un gen es el trozo de ADN que lleva la información de un producto. Ese producto unas veces es una proteína y otras un ARN.

Una pista que avisa: cuando una definición de biología empieza por «es» y sigue con un solo caso, conviene preguntarse qué deja fuera. Casi todas las definiciones de este tema valen para el caso principal y tienen excepciones reales. La pista no dice cuáles son: dice que hay que ir a buscarlas.

12Una célula del páncreas fabrica una enzima digestiva y la echa fuera. Ordena el camino que sigue esa enzima desde que se monta hasta que sale, con estos seis pasos desordenados: vesícula que se funde con la membrana de la célula · aparato de Golgi · ribosoma pegado al retículo endoplasmático rugoso · interior del retículo endoplasmático rugoso · vesícula de transporte · membrana de la célula. Y di qué orgánulos tendrá muy desarrollados esta célula.

Ver solución

El orden es: ribosoma pegado al retículo endoplasmático rugoso → interior del retículo endoplasmático rugoso → vesícula de transporte → aparato de Golgi → vesícula que se funde con la membrana de la célula → membrana de la célula.

El ribosoma va montando la cadena y metiéndola dentro del retículo endoplasmático rugoso. Allí la proteína se pliega y recibe sus primeros retoques.

Una vesícula la lleva al aparato de Golgi, que es la sala de acabado y de reparto: allí se termina de retocar, se clasifica y se empaqueta en otra vesícula con la etiqueta de su destino. Esa vesícula viaja hasta la membrana, se funde con ella y suelta el contenido fuera.

Esta célula tendrá muy desarrollados el retículo endoplasmático rugoso y el aparato de Golgi. Tendrá además muchas mitocondrias, porque esa cadena de montaje cuesta energía.

Comprueba este paso: tu lista tiene que contener los seis nombres del enunciado, cada uno una sola vez. Eso garantiza que no falta ninguno y del orden no dice nada. Del orden se encarga otra observación: la cadena de montaje avanza en un único sentido, del retículo hacia el Golgi, y no en el contrario.

13Cuatro células se describen por lo que se ha encontrado en ellas. Las cuatro salen de una lista cerrada y sabida de antemano: una bacteria, una planta con flores, un animal y un hongo. Di de qué tipo es cada una y en qué rasgo te has apoyado. (a) Tiene el ADN suelto en el citoplasma, en una sola molécula circular, y tiene ribosomas. Por dentro carece de estructuras rodeadas de membrana. (b) Tiene núcleo, pared, cloroplastos y una vacuola que ocupa casi todo el interior. (c) Tiene núcleo, mitocondrias, aparato de Golgi y centriolos, y no tiene pared. (d) Tiene núcleo y pared, pero la pared es de quitina y no hay cloroplastos.

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a) Es procariota, y dentro de la lista del enunciado, la bacteria. Lo decide que carezca de estructuras rodeadas de membrana, empezando por el núcleo. Ojo: no tener núcleo dice «procariota», no dice «bacteria»: las arqueas tampoco lo tienen y son un grupo aparte. Aquí se llega a la bacteria porque la lista del enunciado no ofrece otra procariota. Los ribosomas no estorban en esa conclusión: son orgánulos sin membrana y los procariotas también los tienen.

b) Es una célula eucariota vegetal. Lo decide la combinación de cloroplastos, pared y una vacuola grande, que es la propia de una célula vegetal. ▲ «Vegetal» aquí es en sentido amplio: las algas también tienen las tres cosas y no son plantas.

c) Es una célula eucariota animal. Lo decide, dentro de la lista del enunciado, que no tenga pared ni cloroplastos. Los centriolos encajan con esa conclusión, aunque por sí solos no bastarían para decidir. Y fuera de esa lista el rasgo tampoco bastaría: hay seres unicelulares sin pared y sin cloroplastos que no son animales.

d) Es una célula de hongo. Lo decide la pared de quitina, que no tiene ninguno de los otros tres: la de una planta es de celulosa y un animal no tiene pared. Lo que no vale aquí es el atajo de «no tiene cloroplastos, luego no es vegetal»: una célula de la raíz de una planta tampoco los tiene y es vegetal. Quien decide es la quitina.

Una pista que avisa: si una célula te ha caído en dos tipos a la vez, repasa los rasgos. Unos son exclusivos y otros solo frecuentes. Tener pared no significa «vegetal» por sí solo, y tener centriolos no significa «animal»: las plantas con flores no los tienen, y los musgos y los helechos solo en la parte de su ciclo que fabrica células reproductoras con flagelo.

14Las mitocondrias y los cloroplastos se parecen mucho a bacterias que viven dentro de otra célula. (a) Da tres pruebas concretas de ese parecido. (b) Explica qué gana la célula grande y qué gana la que está dentro. (c) Di por qué esa idea explica que estos dos orgánulos tengan dos membranas y no una.

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a) Primera: tienen ADN propio, y además circular y sin envoltura de núcleo, como el de una procariota, en lugar de ir repartido en varios cromosomas lineales dentro del núcleo. ▲ «Circular» y «cromosoma» no se oponen: al ADN circular de una procariota también se le llama cromosoma; lo que distingue es la forma y el número, no la palabra. Segunda: tienen ribosomas propios, más parecidos a los de una procariota que a los de la célula que los aloja. Tercera: se dividen por su cuenta partiéndose en dos, y no se fabrican desde cero en cada ciclo.

b) La célula grande gana un proveedor de energía a domicilio, o de materia orgánica en el caso del cloroplasto. La que está dentro gana protección y un suministro constante de materia prima, y se ahorra buscarse la vida fuera. Ese trato es lo que describe la teoría endosimbiótica.

c) Porque si una célula engloba a otra rodeándola con su propia membrana, la que entra conserva la suya. Y se lleva puesta, por fuera, una segunda membrana que era de la que se la ha tragado. Dos membranas es exactamente lo que predice esa historia, y es lo que se encuentra.

Comprueba este paso: una prueba vale si distingue. Aplica cada una de tus tres pruebas al aparato de Golgi: si también encajara ahí, no diría nada sobre un origen bacteriano. Las tres de arriba no encajan en el Golgi, y por eso sirven.

15Un texto divulgativo llama a los virus «las células más pequeñas que existen». (a) Da dos motivos por los que un virus no es una célula. (b) Explica qué parte de la teoría celular los deja fuera. (c) Di por qué, aun así, un virus necesita células.

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a) Primero, un virus no tiene ribosomas, así que no puede fabricarse sus propias proteínas. Segundo, no obtiene ni gasta energía por su cuenta: fuera de una célula es una partícula inerte, no un organismo que funcione despacio.

b) La teoría celular dice tres cosas. Que la célula es la unidad de estructura de los seres vivos. Que es la unidad de función. Y que toda célula procede de otra célula. Un virus falla en las tres: no está formado por células, no funciona por sí mismo y no se divide.

c) Porque lo único que sabe hacer es meter su material genético en una célula. A partir de ahí aprovecha la maquinaria de esa célula —sus ribosomas, sus enzimas, sus materias primas— para fabricar copias de sí mismo. Sin una célula que le haga el trabajo, un virus se queda quieto.

Una pista que avisa: antes de llamar célula a algo, pregúntate si podría fabricar una proteína estando solo. Es una pista, no una definición completa: un glóbulo rojo humano maduro tampoco podría, y sí es una célula.

La membrana y el transporte a través de ella

Lo que hay que saber

La membrana plasmática se describe con el modelo de mosaico fluido de Singer y Nicolson: una bicapa de fosfolípidos con proteínas encajadas que se desplazan por ella. En las células animales hay además colesterol, que regula lo fluida que es.

Un fosfolípido tiene una cabeza que se lleva bien con el agua y dos colas que la rechazan. En agua se colocan solos con las colas hacia dentro y las cabezas hacia fuera: por eso la bicapa se forma y se repara sola. Hacia el exterior hay glúcidos unidos a lípidos y proteínas, que sirven de carné de identidad de la célula.

La membrana es de permeabilidad selectiva. ▲ «Deja pasar lo pequeño» es una pista, no la regla: lo que de verdad manda es la polaridad y la carga. El oxígeno y el CO2, que son pequeños y apolares, atraviesan la bicapa sin ayuda; un ion sodio es aún más pequeño, está cargado, y necesita una proteína que lo pase.

El transporte pasivo va a favor del gradiente y no gasta energía. Tiene tres formas: difusión simple a través de la bicapa, difusión facilitada por una proteína y ósmosis. La ósmosis es el paso del agua hacia donde hay más concentración de solutos.

El transporte activo va en contra del gradiente y gasta ATP. El ATP es la molécula con la que la célula paga la energía de todo lo que hace. El ejemplo clásico es la bomba de sodio y potasio: por cada ATP saca 3 Na+ y mete 2 K+. Para lo que no cabe por una proteína están la endocitosis y la exocitosis, que mueven material metido en vesículas.

El medio de fuera se compara con el interior de la célula. Se llama hipotónico si está menos concentrado, isotónico si está igual e hipertónico si está más concentrado. En hipotónico la célula gana agua y se hincha; en hipertónico la pierde y se arruga. A una célula hinchada de agua y tensa se la llama turgente.

16Se preparan tres tubos. En el primero, glóbulos rojos humanos en agua destilada. En el segundo, los mismos glóbulos en una disolución de sal mucho más concentrada que su interior. En el tercero, un trozo de hoja de una planta en agua destilada. (a) Di qué le pasa al contenido de cada tubo y por qué. (b) Explica por qué la célula vegetal no acaba como el glóbulo rojo del primer tubo.

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a) En el primer tubo, el agua destilada es un medio hipotónico respecto al interior del glóbulo rojo: hay más solutos dentro que fuera, así que entra agua por ósmosis, la célula se hincha y acaba rompiéndose.

En el segundo, la disolución es hipertónica: ahora hay más solutos fuera, el agua sale y el glóbulo rojo se arruga y queda encogido.

En el tercero entra agua igual que en el primero, porque el agua destilada también es hipotónica para la célula vegetal. Pero la célula no se rompe: se queda turgente, hinchada y tensa, que es su estado normal de buena salud.

b) Porque la célula vegetal tiene pared celular por fuera de la membrana, y la pared es rígida. Al entrar agua, la célula empuja contra la pared, la pared empuja de vuelta, y esa presión acaba frenando la entrada de más agua. El glóbulo rojo no tiene pared y nada frena la entrada.

Comprueba este paso: el agua se mueve hacia donde hay más solutos, no hacia donde hay más agua. Son la misma frase dicha al revés y por eso se confunden. Si en tu respuesta el agua sale de una célula metida en agua destilada, la has aplicado del revés.

17Clasifica estos cinco casos en difusión simple, difusión facilitada, ósmosis, transporte activo o endocitosis, y di en cuáles se gasta ATP. (a) El oxígeno entra en una célula atravesando la bicapa, sin ayuda de nada. (b) La glucosa pasa de la sangre al interior de la célula a favor de gradiente, pero solo a través de unas proteínas concretas. (c) Una célula saca 3 Na+ y mete 2 K+, los dos en contra de gradiente. (d) Entra agua en una célula rodeada de un medio poco concentrado. (e) Una célula rodea una partícula grande con su membrana y la mete dentro metida en una vesícula.

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a) Difusión simple, sin gasto de ATP. El oxígeno es pequeño y apolar, así que atraviesa la bicapa por su cuenta.

b) Difusión facilitada, sin gasto de ATP. Va a favor de gradiente, así que la proteína solo le abre el paso: no empuja.

c) Transporte activo, con gasto de ATP. Es la bomba de sodio y potasio, y los dos iones van en contra de gradiente, que es lo que obliga a pagar.

d) Ósmosis, sin gasto de ATP. Es el paso de agua a favor de su propio gradiente, hacia donde hay más solutos.

e) Endocitosis, con gasto de ATP. Deformar y cerrar la membrana cuesta energía, aunque lo que entra no llegue a atravesar la bicapa.

Una pista que avisa: la pregunta que más ayuda es si el transporte va a favor o en contra del gradiente: a favor no hay que pagar y en contra sí. La pista no lo resuelve todo, y el apartado (e) lo demuestra: la endocitosis no va ni a favor ni en contra y aun así gasta ATP. Lo que cuesta ahí es mover la membrana.

Los tejidos animales y vegetales

Lo que hay que saber

Un tejido es un conjunto de células parecidas, con el mismo origen, que trabajan juntas en la misma función. Varios tejidos forman un órgano, varios órganos un sistema o aparato, y de ahí sale el organismo completo. Es el siguiente escalón después de la célula.

Los tejidos animales se agrupan en cuatro familias. El epitelial recubre y protege, y también forma las glándulas: células muy juntas, casi sin nada entre ellas. El conectivo une y sostiene. Ahí caben cosas tan distintas como el tejido adiposo, el cartílago, el hueso y la sangre, porque todos tienen mucha matriz entre las células. El muscular se contrae, y lo hay liso, estriado esquelético y cardíaco. Y el nervioso recibe, conduce y procesa señales.

Los tejidos vegetales se agrupan en dos familias. Los meristemos son los que se dividen y hacen crecer la planta: están en el extremo de la raíz y del tallo, y en los anillos que engrosan el tronco. Los adultos ya están especializados: la epidermis recubre, el parénquima rellena y hace la fotosíntesis, los de sostén endurecen, y los conductores —xilema y floema— transportan.

El xilema sube agua y sales minerales desde la raíz, por tubos de células muertas y huecas. El floema reparte el alimento fabricado en las hojas, en las dos direcciones, por células vivas. ▲ No son «las venas de la planta»: son dos sistemas distintos, con células distintas y sentidos distintos.

▪ Este tema entra con su teoría y sin ejercicios, y conviene saber por qué. Reconocer un tejido es mirar una preparación al microscopio. Se decide por la forma de las células, por el grosor de sus paredes y por cuánta matriz hay entre ellas. Este material no puede llevar imágenes. Un ejercicio de palabras solo podría pedir que repitieras una lista de memoria, que no es lo mismo ni sirve para lo mismo.

Lo que sí se puede llevar de aquí para un examen son cuatro cosas. La jerarquía: célula → tejido → órgano → sistema → organismo. Las cuatro familias animales con su función. La diferencia entre meristemo y tejido adulto. Y que xilema y floema llevan cosas distintas en sentidos distintos. Eso se pregunta con palabras y se responde con palabras.

El ciclo celular y la mitosis

Lo que hay que saber

El ciclo celular tiene dos partes. La interfase se divide en G1 (la célula crece y trabaja), S (se duplica el ADN) y G2 (prepara la división). Después viene la fase M: la mitosis, que reparte el núcleo, y la citocinesis, que parte el citoplasma.

▲ Lo que hay que tener clarísimo: en la fase S no se duplica el número de cromosomas, se duplica la cantidad de ADN. Antes de S cada cromosoma tiene una cromátida; después de S tiene dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero, y sigue siendo un solo cromosoma.

Las fases de la mitosis son cuatro. En la profase los cromosomas se condensan y se hacen visibles y se monta el huso; ya al final de la fase desaparece la envoltura del núcleo. En la metafase los cromosomas se alinean en el centro. En la anafase se separan las dos cromátidas de cada cromosoma y cada una viaja a un polo. En la telofase se rehacen los dos núcleos y los cromosomas se descondensan.

▲ En la anafase hay un convenio que conviene tener claro: en cuanto las dos cromátidas se separan, cada una cuenta como un cromosoma. Así que, durante un rato, la célula tiene el doble de cromosomas que al empezar. No es un error: es la forma de contar.

Una célula diploide (2n) tiene los cromosomas por parejas de homólogos, uno de cada progenitor; una haploide (n) tiene uno de cada pareja. En la especie humana 2n = 46. La mitosis no cambia ese número: de una célula 2n salen dos células 2n.

▪ Copiar el ADN no es infalible: en cada duplicación se cuelan errores. Casi todos se reparan y alguno se queda, y a eso se le llama mutación. Es una de las razones para tener cuidado con la palabra «idénticas». De eso va uno de los ejercicios de este tema.

18Una célula humana (2n = 46) recorre un ciclo celular completo. Di cuántos cromosomas y cuántas cromátidas hay en cada momento, contando siempre la célula entera: (a) en G1; (b) al final de G2; (c) en metafase; (d) en anafase, con las cromátidas ya separadas; (e) en cada una de las dos células hijas.

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a) En G1: 46 cromosomas y 46 cromátidas. Cada cromosoma tiene una sola cromátida.

b) Al final de G2, después de la fase S: 46 cromosomas y 92 cromátidas. Lo que se ha duplicado es el ADN. Cada cromosoma tiene ahora dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero, y el número de cromosomas no ha cambiado.

c) En metafase: 46 cromosomas y 92 cromátidas, lo mismo que en G2. Los cromosomas solo se han condensado y colocado en el centro.

d) En anafase, en cuanto las cromátidas se separan, cada una pasa a contar como un cromosoma: 92 cromosomas y 92 cromátidas en la célula entera, 46 y 46 en cada polo.

e) En cada célula hija: 46 cromosomas y 46 cromátidas, exactamente como en G1. Por eso el ciclo puede volver a empezar.

Comprobación: la cantidad de ADN solo cambia en dos momentos, cuando se duplica en la fase S y cuando se reparte en la citocinesis. Así que las cromátidas valen 46 antes de S y 92 desde S hasta el reparto. Y los cromosomas valen 46 en las etapas de esta lista salvo en la anafase, donde valen 92. ▲ Ese 92 no se deshace al acabar la anafase: la célula sigue teniéndolos en la telofase, hasta que la citocinesis la parte en dos. Si en tu respuesta las cromátidas cambian en algún otro momento, hay un error.

19Un libro dice que «la mitosis produce dos células hijas idénticas a la célula de partida». Explica qué parte de esa frase es exacta, qué parte no lo es y cómo la escribirías tú.

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Lo exacto es la dotación de cromosomas. De una célula con 46 cromosomas salen dos células con 46 cromosomas cada una y con la misma información genética. Esa es la idea importante de la mitosis y es cierta.

Lo que no es exacto es la palabra «idénticas». El citoplasma y los orgánulos no se reparten al milímetro: una célula hija puede quedarse con más mitocondrias que la otra, y eso ya las hace distintas en algo.

Y hay una segunda razón, de más fondo: al duplicar el ADN se cuelan errores. Casi todos se reparan, pero alguno se queda, y eso es una mutación. Así que las dos hijas pueden no tener exactamente el mismo texto.

Como lo escribiría yo: la mitosis produce dos células hijas con la misma dotación cromosómica que la de partida. Eso se sostiene entero.

Una pista que avisa: cuando en biología aparezca «idéntico», «igual» o «exacto», pregúntate en qué respecto. Casi todas esas afirmaciones son ciertas para una cosa concreta y falsas para el resto. La pista no dice cuál es la cosa concreta: eso hay que buscarlo cada vez.

20Se observan cuatro células de un mismo tejido, cada una en un momento distinto. Di en qué fase o etapa está cada una y en qué dato te apoyas. (a) Tiene 46 cromosomas y 92 cromátidas, el núcleo conserva su envoltura y los cromosomas todavía no han empezado a condensarse. (b) Se cuentan 92 cromosomas repartidos en dos grupos que se alejan uno de otro. (c) Tiene 46 cromosomas y 46 cromátidas, y la célula está creciendo y fabricando proteínas. (d) Los cromosomas están condensados y alineados en un plano por el centro, sujetos por el huso.

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a) Está en G2, el final de la interfase. Las 92 cromátidas dicen que la fase S ya ha pasado. Y que los cromosomas no estén condensados descarta la profase, cuyo primer efecto visible es justamente esa condensación. ▲ La envoltura sola no habría bastado: no desaparece nada más empezar la profase, sino al final de ella, así que una profase temprana también tiene 46 cromosomas, 92 cromátidas y la envoltura puesta.

b) Está en anafase. Contar 92 cromosomas solo es posible cuando las cromátidas ya se han separado, y que vayan en dos grupos hacia lados opuestos lo confirma.

c) Está en G1. Es la única etapa de la lista con 46 cromátidas para 46 cromosomas, así que el ADN todavía no se ha duplicado. Encaja además con que la célula esté creciendo y trabajando.

d) Está en metafase. Alineados por el centro y sujetos por el huso es la descripción de esa fase, y sigue teniendo 46 cromosomas y 92 cromátidas.

Puestas en el tiempo, el orden sería c, a, d y b. Detrás vendrían la telofase y la citocinesis, que parte el citoplasma: en una célula animal la membrana se estrangula por el centro. En una vegetal, que tiene pared celular, se construye un tabique nuevo de dentro hacia fuera.

Comprueba este paso: la única etapa de la lista en la que el número de cromosomas no es 46 es la anafase. Si en tu respuesta hay dos etapas con 92 cromosomas, o la anafase con 46, repasa la cuenta de cromosomas y cromátidas por etapas. Esto comprueba ese dato y no las otras tres identificaciones.

La meiosis y de dónde sale la variabilidad

Lo que hay que saber

La meiosis son dos divisiones seguidas con una sola duplicación del ADN. Sirve para fabricar gametos (o esporas) y para que la fecundación no duplique el número de cromosomas en cada generación.

La meiosis I es la reduccional: en su anafase se separan los cromosomas homólogos enteros, cada uno con sus dos cromátidas. De una célula 2n salen dos células n, pero con los cromosomas todavía de dos cromátidas. ▲ La reducción a la mitad ocurre aquí, no al final.

La meiosis II se parece a una mitosis: en su anafase se separan las cromátidas. De las dos células salen cuatro células n con los cromosomas de una sola cromátida.

En la profase I pasa lo más importante de todo: los homólogos se aparean y se produce el sobrecruzamiento, es decir, intercambian trozos. El resultado es la recombinación: cromosomas que ya no son ni el del padre ni el de la madre, sino un mosaico de los dos.

De ahí salen las tres fuentes de variabilidad de la reproducción sexual. Una, el sobrecruzamiento. Dos, el reparto al azar de cada pareja de homólogos, que se reparte con independencia de las demás. Y tres, la fecundación al azar, que junta uno cualquiera de los gametos de uno con uno cualquiera de los del otro.

▪ Las mutaciones también aportan variedad, y son la única fuente de alelos nuevos. Pero en una especie con reproducción sexual casi toda la variedad sale de barajar lo que ya había. No de estrenar nada.

21Una célula humana (2n = 46) entra en meiosis. Di cuántos cromosomas y cuántas cromátidas hay, contando una sola célula en cada momento: (a) justo antes de empezar, con el ADN ya duplicado; (b) en cada una de las dos células al acabar la meiosis I; (c) en cada una de las cuatro células al acabar la meiosis II. (d) Explica en qué división se reduce el número a la mitad y por qué en la otra no.

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a) 46 cromosomas y 92 cromátidas. Es la misma situación que antes de una mitosis: el ADN se ha duplicado una vez y cada cromosoma tiene dos cromátidas.

b) Al acabar la meiosis I, cada célula tiene 23 cromosomas y 46 cromátidas. Se han repartido los cromosomas homólogos enteros, cada uno con sus dos cromátidas todavía unidas.

c) Al acabar la meiosis II, cada una de las cuatro células tiene 23 cromosomas y 23 cromátidas. Ahora sí se han separado las cromátidas.

d) En la meiosis I, y por eso se la llama reduccional. Lo que baja el número de cromosomas es separar los homólogos. Separar cromátidas no lo baja, porque cada cromátida suelta pasa a contar como un cromosoma: la meiosis II no reduce, reparte.

Comprueba este paso: haz el balance del material. Se parte de una célula con 92 cromátidas y se acaba con cuatro células de 23 cromátidas cada una. Y 23 + 23 + 23 + 23 = 92. No falta ni sobra material, que es justo lo que tiene que pasar con una sola duplicación y dos repartos.

22En la especie humana hay 23 parejas de cromosomas homólogos. (a) Calcula cuántos gametos distintos puede producir una persona solo por el reparto al azar de los homólogos, sin contar el sobrecruzamiento. (b) Calcula cuántas combinaciones distintas puede dar la fecundación entre dos personas con ese mismo supuesto. (c) Explica por qué dos hermanos se parecen y aun así no son iguales.

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a) Cada pareja se reparte con independencia de las demás, y cada gameto se lleva uno de los dos cromosomas de cada pareja. Con 23 parejas y 2 posibilidades en cada una salen 223 = 8.388.608 gametos distintos.

b) Cada gameto de una persona puede juntarse con cualquiera de la otra. El número de combinaciones es entonces 8.388.608 por 8.388.608, es decir 246 = 70.368.744.177.664: más de setenta billones.

c) Se parecen porque las dos mitades vienen del mismo par de personas. Comparten, por tanto, muchas versiones de los mismos genes. Y no son iguales porque cada uno ha salido de una de esas setenta billones de combinaciones. Además el sobrecruzamiento baraja los cromosomas antes de repartirlos: ni siquiera el cromosoma que se hereda es idéntico al que tenía el progenitor.

▲ Los gemelos idénticos son la excepción, y no contradicen nada: vienen de un solo cigoto que se ha partido, no de dos fecundaciones distintas.

Comprobación: prueba la fórmula con un caso pequeño que se pueda escribir entero. Con 2 parejas de homólogos salen 22 = 4 gametos distintos, y se pueden listar uno a uno: A1B1, A1B2, A2B1 y A2B2. Si tu fórmula no da 4 en ese caso, no es la fórmula buena.

23En un ratón (2n = 40) se observan dos células distintas, cada una en plena anafase, y solo se anota lo que se ve. En la célula P se separan estructuras de una sola cromátida y hay 80 repartiéndose. En la célula Q se separan estructuras de dos cromátidas y hay 40 repartiéndose. (a) Di qué división está haciendo cada una y en qué dato te apoyas. (b) Di cuántas células saldrán al final de cada proceso y con cuántos cromosomas. (c) Di cuál de las dos puede dar productos genéticamente distintos entre sí y por qué la otra no.

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a) La célula P está en la anafase de una mitosis. Lo que se separa ahí son cromátidas, y en cuanto se separan cada una cuenta como un cromosoma: de una célula 2n = 40 con el ADN ya duplicado salen 80 estructuras de una sola cromátida. La célula Q está en la anafase de la meiosis I: lo que se separa son los cromosomas homólogos enteros, con sus dos cromátidas todavía unidas, y por eso solo hay 40 repartiéndose.

b) De la mitosis de P salen dos células con 40 cromosomas cada una, el mismo número que la de partida. De la meiosis de Q salen cuatro células con 20 cromosomas cada una, porque detrás de la meiosis I viene todavía la meiosis II.

c) La de Q. En su profase I los homólogos han intercambiado trozos por sobrecruzamiento, y además cada pareja de homólogos se reparte con independencia de las demás: las cuatro células finales pueden llevar combinaciones distintas. La de P copia en lugar de barajar, así que sus dos productos salen con la misma variabilidad que tenía la madre; lo que aparezca de distinto son errores de copia, no un mecanismo.

Comprueba este paso: haz el balance de cromátidas en las dos. En P hay 80 cromátidas antes y 80 después, 40 en cada polo. En Q hay 80 antes y 80 después, 40 en cada célula, agrupadas en 20 cromosomas de dos cromátidas. Esto comprueba el reparto y no dice nada del apartado (c).

Catabolismo: la respiración celular y las fermentaciones

Lo que hay que saber

El metabolismo tiene dos mitades. El catabolismo rompe moléculas complejas en sencillas y libera energía, que se guarda en forma de ATP. El anabolismo hace lo contrario: construye moléculas complejas y gasta energía.

La respiración celular aerobia degrada la glucosa hasta CO2 y agua en cuatro bloques. La glucólisis ocurre en el citosol y parte la glucosa en dos moléculas de piruvato, con una ganancia neta de 2 ATP. El piruvato entra en la mitocondria y se transforma. El ciclo de Krebs funciona en la matriz mitocondrial y acaba de soltar el carbono como CO2. Y la cadena transportadora de electrones, en la membrana interna de la mitocondria, es donde se fabrica la mayor parte del ATP.

Al final de la cadena, el que recoge los electrones es el oxígeno, y al hacerlo se forma agua. Por eso sin oxígeno la cadena se atasca. En conjunto, una molécula de glucosa y seis de oxígeno acaban dando dióxido de carbono, agua y energía.

▲ Cuánto ATP sale de una glucosa depende del libro. Las cuentas actuales dan entre 30 y 32; los libros más antiguos dicen 36-38, porque suponían un rendimiento redondo que no se cumple. Lo que no cambia es que con oxígeno se saca un orden de magnitud más: alrededor de quince veces el ATP que se obtiene sin él, que son solo dos por glucosa.

Sin oxígeno queda la fermentación, que ocurre en el citosol y no usa cadena transportadora. Las dos más conocidas son la láctica y la alcohólica. La láctica la hace el músculo cuando le falta oxígeno; la alcohólica, las levaduras, y es la que hincha el pan.

▪ Fermentación y respiración anaerobia no son lo mismo, aunque las dos se hagan sin oxígeno. La respiración anaerobia sí usa una cadena transportadora. Lo que pasa es que el que recoge los electrones al final no es el oxígeno, sino otra sustancia, casi siempre inorgánica, como el nitrato. ▲ No tiene por qué serlo: hay bacterias que usan de aceptor final una molécula orgánica, el fumarato. Lo que define a la respiración anaerobia es que el aceptor sea distinto del oxígeno, no que sea inorgánico. La fermentación no tiene cadena ninguna.

24Un examen trae esta ecuación de la respiración celular de la glucosa: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 5 H2O. (a) Comprueba si está ajustada contando los átomos de los tres elementos. (b) Corrígela si hace falta. (c) Di qué elementos delatan el fallo, cuál no lo delata, y explica qué se aprende de eso.

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a) Carbono: a la izquierda 6, los de la glucosa; a la derecha 6, uno por cada CO2. Cuadra.

Hidrógeno: a la izquierda 12, los de la glucosa; a la derecha, 5 moléculas de agua con 2 hidrógenos cada una, o sea 10. No cuadra.

Oxígeno: a la izquierda, 6 de la glucosa más 12 de las seis moléculas de O2, en total 18. A la derecha, 12 de los seis CO2 más 5 de las cinco moléculas de agua, en total 17. No cuadra.

b) Con 6 moléculas de agua sí cuadra: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O. Ahora hay 6 C, 12 H y 18 O a los dos lados.

c) Lo delatan dos elementos, y con la misma fuerza: el hidrógeno, con 12 frente a 10, y el oxígeno, con 18 frente a 17. El que no delata nada es el carbono, que cuadra 6 y 6 también con la ecuación mal escrita. ▲ La moraleja, entonces, no es «mira el oxígeno»: es que comprobar un solo elemento nunca basta, y que aquí el que casi todo el mundo cuenta primero es justo el único que no avisa.

Comprobación: una ecuación está ajustada si cuadran los tres elementos, no si cuadra uno. Cuéntalos los tres sin saltarte ninguno: en esta ecuación intervienen cuatro sustancias distintas, y que un elemento cuadre no dice nada de los otros dos.

25Un cultivo de levadura dispone de 90 moléculas de glucosa. Toma 30 ATP por glucosa como rendimiento con oxígeno. (a) Calcula el ATP neto que obtiene con oxígeno de sobra. (b) Calcula el que obtiene sin oxígeno, fermentando. (c) Calcula cuántas moléculas de glucosa necesitaría fermentando para obtener el mismo ATP que en el apartado (a). (d) Di qué productos suelta en cada caso.

Ver solución

a) Con oxígeno: 90 moléculas de glucosa a 30 ATP cada una dan 2.700 ATP.

b) Fermentando solo se aprovechan los 2 ATP netos de la glucólisis: 90 moléculas a 2 ATP cada una dan 180 ATP.

c) Para llegar a 2.700 ATP a razón de 2 ATP por molécula hacen falta 2.700 ÷ 2 moléculas. Son 1.350 moléculas de glucosa, quince veces más que las 90 del apartado (a).

d) Con oxígeno suelta CO2 y agua, porque la glucosa se oxida del todo. Sin oxígeno hace la fermentación alcohólica y suelta etanol y CO2. Buena parte de la energía de la glucosa se queda dentro del etanol, sin aprovechar.

▲ El 30 del enunciado es un valor de trabajo y no un dato fijo: según el libro y el tejido se dan entre 30 y 32 ATP por glucosa, y los libros antiguos daban 36 o 38. Lo que no cambia con esas cifras es la conclusión, porque la diferencia con la fermentación es de un orden de magnitud.

Comprobación: las tres cuentas tienen que ser coherentes entre sí. Si el rendimiento es de 30 frente a 2, la proporción es de 15 a 1, y en efecto 1.350 ÷ 90 = 15. Y 1.350 moléculas a 2 ATP cada una dan los mismos 2.700 ATP del apartado (a).

Anabolismo: la fotosíntesis

Lo que hay que saber

La fotosíntesis fabrica materia orgánica a partir de materia inorgánica usando la energía de la luz. Ocurre en los cloroplastos y tiene dos fases que pasan en sitios distintos del orgánulo.

La fase luminosa ocurre en las membranas de los tilacoides. La luz excita la clorofila, se rompe el agua (fotólisis) y de ahí salen tres cosas: oxígeno, que se libera; ATP; y poder reductor en forma de NADPH.

▲ Sobre esa fotólisis hay dos preguntas que casi todo el mundo falla, y no son cuál es la molécula que se rompe: son cómo se demostró y por qué la ecuación global de la fotosíntesis lo esconde. Es uno de los ejercicios de este tema.

La fase de fijación del carbono, que muchos libros llaman «fase oscura», ocurre en el estroma. Ahí el CO2 se incorpora a una molécula orgánica. Gastando el ATP y el NADPH de la fase luminosa, se acaba formando glucosa.

▲ El nombre «fase oscura» engaña, y engaña a mucha gente: no dice cuándo ocurre. Desmontarlo es otro de los ejercicios de este tema.

En conjunto, el balance es el de la respiración del revés: entran dióxido de carbono y agua, y salen glucosa y oxígeno. Y tres factores la limitan: la intensidad de la luz, la concentración de CO2 y la temperatura. Subir uno solo deja de servir en cuanto otro se queda corto.

26En un foro se lee esto: «de noche las plantas respiran, y de día dejan de respirar y se ponen a hacer la fotosíntesis». (a) Señala qué parte es falsa y por qué. (b) Di qué gases intercambia con el aire una planta iluminada y cuáles intercambia a oscuras. (c) Razona por qué a oscuras consume oxígeno.

Ver solución

a) Es falso que de día deje de respirar. Una planta respira a todas horas, con luz y sin ella: sus células necesitan ATP en todo momento y lo obtienen igual que las nuestras. Lo único que exige luz es la fotosíntesis.

b) Con luz ocurren los dos procesos al mismo tiempo. Con luz suficiente la fotosíntesis va mucho más deprisa que la respiración, y el balance con el aire queda entonces en tomar CO2 y soltar O2. ▲ «Iluminada» no basta por sí solo: con muy poca luz gana la respiración y la planta sigue soltando CO2. Cuánta luz hace falta para que el balance cambie de signo es uno de los ejercicios de este tema. A oscuras solo respira, y entonces toma O2 y suelta CO2, como un animal.

c) Porque respirar es obtener energía oxidando materia orgánica, y para esa oxidación hace falta oxígeno. Una planta fabrica su propio alimento, pero fabricarlo no es gastarlo: para gastarlo tiene que respirar como cualquier otro ser vivo.

Una pista que avisa: revisa cualquier respuesta en la que la planta deje de respirar en algún momento. Ayuda preguntarse qué partes de la planta carecen de clorofila, como la raíz: esas no hacen fotosíntesis ni con luz, y están perfectamente vivas.

27(a) Escribe la ecuación global ajustada de la fotosíntesis que produce una molécula de glucosa, y comprueba los tres elementos. (b) Di de dónde sale el oxígeno que se libera, cómo se demostró y qué problema tiene la ecuación del apartado (a) para enseñarlo. (c) Compara esa ecuación con la de la respiración celular del tema anterior y di si son la misma reacción al revés.

Ver solución

a) La versión que traen casi todos los libros es esta, con la luz aportando la energía: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2. Carbono: 6 y 6. Hidrógeno: 12 a la izquierda (seis aguas con dos cada una) y 12 en la glucosa. Oxígeno: 12 de los CO2 más 6 de las aguas, 18; y 6 de la glucosa más 12 de las seis O2, 18. Está ajustada.

b) El oxígeno sale del agua, no del CO2. Se demostró marcando el oxígeno del agua con una variedad más pesada del propio oxígeno: la marca aparecía en el O2 liberado. Marcando en cambio el CO2, la marca no aparecía en el O2.

El problema de la ecuación del apartado (a) es que las 6 moléculas de agua solo aportan 6 átomos de oxígeno. Y los 6 O2 que salen necesitan 12. Por eso, cuando se quiere que la ecuación refleje el origen del oxígeno, se escribe así: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O. También está ajustada, y en ella los 12 oxígenos del O2 salen justo de las 12 aguas.

c) Las fórmulas son la misma ecuación del derecho y del revés, y eso ayuda a memorizarla. Pero las reacciones no lo son: ocurren en orgánulos distintos, por caminos distintos y con moléculas intermedias distintas, y una consume energía mientras la otra la libera. Escribir una como la inversa de la otra es un resumen contable, no una descripción del proceso.

Comprobación: las dos versiones tienen que estar ajustadas. En la de 12 aguas: a la izquierda 6 C, 24 H y 24 O (12 de los CO2 y 12 de las aguas); a la derecha, 6 C y 24 H (12 en la glucosa y 12 en las seis aguas). Y 24 O (6 de la glucosa, 12 del O2 y 6 de las aguas). Cuadra.

28Se mide el intercambio de gases de una planta a distintas intensidades de luz. La temperatura y el CO2 están fijos, y su respiración se mantiene constante. A oscuras suelta 4 unidades de CO2 por hora. Al subir la luz, lo que suelta baja, y a cierta intensidad no suelta ni absorbe nada. Con más luz empieza a absorber. A partir de cierto punto, la absorción se queda clavada en 20 unidades por hora aunque se suba más la luz. (a) Explica qué ocurre a oscuras. (b) Explica qué significa el punto en el que no suelta ni absorbe. (c) Calcula cuánto CO2 está fijando por fotosíntesis cuando la absorción medida es de 20. (d) Di qué limita el proceso cuando la curva se queda clavada.

Ver solución

a) A oscuras la planta solo respira: consume O2 y suelta CO2. Esas 4 unidades por hora son, por tanto, la medida de su respiración.

b) Es el punto de compensación: la fotosíntesis está fijando exactamente el mismo CO2 que la respiración suelta, así que el intercambio con el exterior da cero. ▲ La planta no ha dejado de hacer ninguna de las dos cosas: las dos funcionan y se anulan en la cuenta.

c) Lo que se mide desde fuera es la diferencia entre las dos. Si absorbe 20 unidades netas mientras sigue soltando 4 por respiración, la fotosíntesis está fijando 20 + 4 = 24 unidades por hora.

d) Que subir la luz ya no cambie nada significa que la luz ha dejado de ser el factor limitante. Lo que limita entonces es otro de los factores: el CO2 disponible o la temperatura. Subir un factor solo sirve mientras sea ese el que va corto.

Comprobación: la misma regla tiene que funcionar en el otro punto conocido. En el punto de compensación la absorción medida es 0. La fotosíntesis debería estar fijando entonces 0 + 4 = 4 unidades por hora, justo lo que la respiración suelta. La regla da lo correcto en los dos puntos.

29Un compañero dice que la fase oscura de la fotosíntesis ocurre por la noche, cuando la planta no tiene luz. (a) Explica por qué el nombre induce a ese error. (b) Di de qué depende esa fase y por qué eso decide cuándo puede ocurrir. (c) Un cultivo de algas se deja toda la noche a oscuras y con CO2 de sobra. Razona si fija carbono durante esa noche.

Ver solución

a) Porque «oscura» suena a «de noche», y no es eso lo que quiere decir. Quiere decir que en esa fase la luz no participa directamente: sus reacciones no necesitan que les llegue luz para producirse.

b) Depende por completo del ATP y del NADPH que la fase luminosa acaba de fabricar: sin ellos no hay con qué pagar la fijación del CO2. Y eso es lo que decide cuándo puede ocurrir, porque la que necesita luz es la otra. Por eso las dos funcionan a la vez y de día, cada una en su parte del cloroplasto.

c) Solo durante un rato corto, y después no. El ATP y el NADPH no se almacenan en cantidad para pasar una noche entera, así que en cuanto se agotan la fijación se para aunque sobre CO2. Ese es justo el error que el nombre provoca: quien lo toma al pie de la letra espera lo contrario de lo que ocurre.

Una pista que avisa: cuando el nombre de una fase sugiera un horario, desconfía del nombre y pregúntate de qué depende esa fase. Aquí basta con preguntar de dónde saca el ATP: si lo saca de la otra fase, tiene que ocurrir mientras la otra funciona.

La herencia: las leyes de Mendel

Lo que hay que saber

Vocabulario, y hay que usarlo con precisión. Un gen ocupa un sitio fijo en el cromosoma, el locus. Sus versiones son los alelos. El genotipo son los alelos que tiene el individuo; el fenotipo, lo que se ve. Si los dos alelos son iguales es homocigoto; si son distintos, heterocigoto. El alelo que se manifiesta en el heterocigoto es el dominante y el que se esconde, el recesivo.

Primera ley (uniformidad de la F1): si se cruzan dos líneas puras que se diferencian en un carácter, toda la primera generación filial es igual entre sí. Y sale con el fenotipo del alelo dominante.

Segunda ley (segregación): los dos alelos de un individuo se separan al formar los gametos, y cada gameto lleva uno solo. Por eso al cruzar dos heterocigotos la F2 sale 3:1 en fenotipos y 1:2:1 en genotipos.

Tercera ley (transmisión independiente): dos caracteres se reparten sin depender uno del otro, y por eso el cruce de dos dihíbridos da 9:3:3:1. ▲ Solo se cumple si los dos genes están en cromosomas distintos, o muy separados dentro del mismo. Si van juntos en el mismo cromosoma están ligados y viajan casi siempre juntos.

Para averiguar el genotipo de un individuo que muestra el carácter dominante se hace un cruzamiento de prueba: se cruza con un homocigoto recesivo. ▲ Muchos libros lo llaman también retrocruzamiento, pero las dos palabras no significan lo mismo: un retrocruzamiento es cruzar con cualquiera de los parentales, y solo sirve de cruzamiento de prueba cuando ese parental es el homocigoto recesivo. Leer bien su resultado tiene más miga de la que parece, y de eso va uno de los ejercicios de este tema.

▪ Las proporciones de Mendel son esperadas, no garantizadas. Son el resultado de un reparto al azar, así que solo se parecen al número real cuando hay muchos descendientes. En una camada de cuatro de un cruce Aa × Aa, ver exactamente tres dominantes y un recesivo es el resultado más probable de todos y aun así solo sale el 42 % de las veces: lo raro no es fallar el 3:1, es acertarlo justo.

30En el guisante, el color amarillo de la semilla domina sobre el verde. Se cruza una planta de línea pura de semilla amarilla con una de línea pura de semilla verde. (a) Escribe los genotipos de los padres y di cómo sale la primera generación, en genotipo y en fenotipo. (b) Autofecundando esa primera generación, di las proporciones genotípicas y fenotípicas de la segunda. (c) Si de la segunda generación se recogen 320 semillas, calcula cuántas se esperan de cada color.

Ver solución

a) Llamando A al alelo del amarillo, que es el dominante, y a al del verde, que es el recesivo: los padres son AA y aa, los dos homocigotos. Cada uno solo puede dar un tipo de gameto, A y a. Así que toda la primera generación es Aa, heterocigota, y toda de semilla amarilla. Eso es la primera ley.

b) Al cruzar Aa × Aa, cada progenitor da la mitad de gametos A y la mitad a. Las cuatro combinaciones son AA, Aa, aA y aa. El genotipo sale en proporción 1 AA, 2 Aa y 1 aa. El fenotipo sale 3:1, tres amarillas por cada verde, porque AA y Aa se ven igual.

c) De 320 semillas, tres cuartas partes amarillas y una cuarta parte verdes: 320 ÷ 4 = 80, así que se esperan 240 amarillas y 80 verdes.

▲ Esas 240 y esas 80 son las cantidades esperadas. En una cosecha real saldrá algo parecido y rara vez exacto: es un reparto al azar, y solo se ajusta bien cuando hay muchas semillas.

Comprobación: las dos proporciones tienen que encajar entre sí. Suma las clases genotípicas que se ven amarillas: 1 de AA más 2 de Aa son 3, frente a 1 de aa verde, que es el mismo 3:1 del fenotipo. Y las cantidades suman el total: 240 + 80 = 320.

31Tienes una planta de guisante de semilla amarilla y no sabes si es AA o Aa. (a) Di con qué planta la cruzarías para averiguarlo y por qué esa y no otra. (b) Di qué verías en la descendencia en cada uno de los dos casos. (c) Explica por qué el resultado te da certeza en un caso y solo probabilidad en el otro.

Ver solución

a) Con una planta de semilla verde, que por fuerza es aa, es decir, con el homocigoto recesivo. Eso es un cruzamiento de prueba. ▲ Se le llama muchas veces retrocruzamiento, aunque en rigor no son lo mismo: lo que hace falta aquí no es que el otro sea un parental, sino que sea el homocigoto recesivo. Sirve porque el aa solo puede aportar el alelo a. El aspecto de cada descendiente delata entonces qué alelo puso el otro progenitor.

b) Si la planta era AA, toda la descendencia sale Aa y toda amarilla. Si era Aa, la mitad sale Aa amarilla y la mitad aa verde, o sea una proporción 1:1.

c) Hay certeza en un solo sentido. En cuanto aparece una semilla verde, la planta era Aa, porque un AA no puede aportar el alelo a por ninguna vía. En el otro sentido no hay certeza: que no aparezca ninguna verde es lo esperable si era AA, pero un Aa también puede no dar ninguna verde por azar. Con 4 descendientes eso ocurre con facilidad; con 40 es muy improbable. Por eso «era AA» es una conclusión probable, no segura, y tanto más fiable cuantos más descendientes haya.

Comprueba este paso: el cruce solo sirve si el otro progenitor aporta un único tipo de alelo. Comprueba que el que has elegido es homocigoto recesivo: cruzando con otro amarillo Aa, una descendencia toda amarilla podría venir igual de un AA que de un Aa, y no habrías distinguido nada.

32En una planta, el tallo alto (A) domina sobre el enano (a), y la flor morada (B) domina sobre la blanca (b). Los dos genes están en cromosomas distintos. Se cruzan dos plantas AaBb. (a) Di cuántos tipos de gameto da cada progenitor y cuáles son. (b) Di las cuatro clases de aspecto de la descendencia y su proporción. (c) Con 640 descendientes, calcula cuántos se esperan de cada clase.

Ver solución

a) Cada progenitor dihíbrido da cuatro tipos de gameto a partes iguales: AB, Ab, aB y ab. Sale de que cada gen se reparte por su lado, que es la tercera ley.

b) Combinando los cuatro gametos de uno con los cuatro del otro salen 16 casillas, y los aspectos quedan en proporción 9:3:3:1: 9 altas de flor morada, 3 altas de flor blanca, 3 enanas de flor morada y 1 enana de flor blanca.

c) Cada parte de dieciséis es 640 ÷ 16 = 40. Se esperan 360 altas moradas, que son nueve partes. 120 altas blancas y 120 enanas moradas, tres partes cada una. Y 40 enanas blancas, una parte.

Comprueba este paso: las cuatro cantidades tienen que sumar el total, y 360 + 120 + 120 + 40 = 640. Y mirando cada carácter por separado tiene que salir el 3:1 de la segunda ley: altas son 360 + 120 = 480 y enanas 120 + 40 = 160; moradas 480 y blancas 160. ▲ Eso comprueba los dos caracteres uno a uno y no comprueba que se repartan con independencia. Dos genes completamente ligados darían también 3:1 en cada carácter por separado y, en cambio, 3:0:0:1 en las cuatro clases juntas. Lo que delata la independencia es el 9:3:3:1 de las cuatro clases, no la suma de los márgenes.

33En otra especie se cruza un individuo AaBb con uno aabb. Si los dos genes fueran independientes, la descendencia tendría que salir 1:1:1:1. De 100 descendientes salen 45 AaBb, 5 Aabb, 5 aaBb y 45 aabb. (a) Di qué está pasando. (b) Calcula el porcentaje de recombinantes y la distancia entre los dos genes en unidades de mapa. (c) Explica por qué el simple hecho de no salir 1:1:1:1 no bastaría para afirmarlo.

Ver solución

a) Los dos genes están ligados: van en el mismo cromosoma, así que tienden a heredarse juntos. Las dos clases abundantes, AaBb y aabb, son las combinaciones que ya traía el progenitor dihíbrido. Las dos raras solo pueden haber salido de un sobrecruzamiento que separó lo que venía junto.

b) Los recombinantes son las dos clases raras: 5 + 5 = 10 de 100, o sea el 10 %. La distancia entre los dos genes es de 10 unidades de mapa, porque una unidad de mapa equivale a un 1 % de recombinantes. ▲ Esa equivalencia se sostiene bien en distancias cortas como esta; entre genes muy separados se queda corta, porque pueden darse dos sobrecruzamientos que se anulan y no se ven.

c) Porque 1:1:1:1 es una proporción esperada y el azar la desdibuja cuando hay pocos descendientes. Con dos genes de verdad independientes y solo 40 descendientes es normal obtener algo como 13, 7, 11 y 9. Tampoco es 1:1:1:1, y no significa nada. Lo que delata el ligamiento no es que la proporción no salga exacta: es que dos clases sean muchísimo más frecuentes que las otras dos y que esas dos coincidan con las combinaciones que traían los progenitores.

Comprobación: las cuatro cantidades suman 100, y las dos abundantes tienen que sumar 100 menos los recombinantes: 45 + 45 = 90 y 100 − 10 = 90. Además el porcentaje de recombinantes tiene que quedar por debajo del 50 %: si saliera 50 %, los genes se estarían comportando como independientes y no habría ligamiento que medir.

34La fibrosis quística está causada por un alelo recesivo. Una pareja en la que ninguno de los dos tiene la enfermedad ha tenido un hijo con fibrosis quística. (a) Deduce el genotipo de los dos progenitores. (b) Calcula la probabilidad de que el siguiente hijo tenga la enfermedad. (c) Calcula la probabilidad de que un hijo sano de esa pareja sea portador. (d) Explica por qué el resultado del apartado (c) no es ½.

Ver solución

a) El hijo enfermo es aa, así que ha recibido un alelo a de cada progenitor. Como ninguno de los dos tiene la enfermedad, ninguno puede ser aa: los dos son Aa, heterocigotos sanos.

b) De un cruce Aa × Aa salen 1 AA, 2 Aa y 1 aa, así que la probabilidad de aa es ¼. Y es ¼ en cada embarazo: que ya haya un hijo enfermo no cambia el reparto del siguiente.

c) Entre los hijos sanos solo caben dos genotipos, AA y Aa, y salen en proporción 1 a 2. Así que la probabilidad de que un hijo sano sea portador es 2/3.

d) Porque la pregunta ya descarta una de las cuatro casillas. De las cuatro (AA, Aa, aA y aa), saber que el hijo está sano elimina la aa y deja tres. Y de esas tres, dos son portadoras. Si la pregunta fuera «de todos los hijos, qué proporción es portadora», entonces sí sería ½, es decir 2 de 4.

Comprobación: las probabilidades de las clases que quedan tienen que sumar 1. Entre los sanos: 1/3 de AA más 2/3 de Aa da 1. Y sobre el total de hijos: ¼ de AA más ½ de Aa más ¼ de aa también da 1. Si al restringirte a los sanos tus probabilidades no suman 1, es que no has repartido la parte de la casilla eliminada.

Más allá de Mendel: alelos múltiples, codominancia y herencia ligada al sexo

Lo que hay que saber

No todos los pares de alelos se comportan como los de Mendel. En la dominancia incompleta el heterocigoto tiene un fenotipo intermedio entre los dos homocigotos, así que hay tres aspectos distinguibles en vez de dos.

En la codominancia el heterocigoto muestra los dos caracteres a la vez y por separado, sin mezclarlos. ▲ Distinguirla de la dominancia incompleta es cuestión de mirar de cerca al heterocigoto, y es lo que piden los ejercicios de este tema.

Un gen puede tener más de dos alelos en la población, aunque cada individuo solo lleve dos. El caso clásico es el grupo sanguíneo ABO, con tres alelos: IA, IB e i. IA e IB son codominantes entre sí y los dos dominan sobre i. Así, el grupo A es IAIA o IAi. El grupo B es IBIB o IBi. El AB es IAIB. Y el O solo puede ser ii.

En la especie humana el sexo lo marcan los cromosomas sexuales: XX en la mujer y XY en el varón. El cromosoma X lleva muchos genes ajenos por completo al sexo, y que el Y no lleva. Un varón, con un solo X, tiene un solo alelo de esos genes: se dice que es hemicigoto.

De ahí salen las enfermedades recesivas ligadas al X, como la hemofilia o el daltonismo —el de confundir el rojo con el verde, que es el corriente; hay otras alteraciones de la visión del color que no se heredan así—. No aparecen igual de a menudo en los dos sexos. ▲ Y que no sean igual de frecuentes no significa que sean exclusivas de uno. Los alelos ligados al X se escriben sobre la letra del cromosoma: XD, Xd, y el varón se escribe XDY o XdY.

▪ «El sexo lo decide el cromosoma Y» vale para los mamíferos y no para todo el mundo. En las aves es al revés: el sexo con dos cromosomas sexuales distintos es la hembra. Y en muchos reptiles no lo decide ningún cromosoma, sino la temperatura a la que se incuban los huevos.

35Una mujer de grupo sanguíneo O tiene hijos con un hombre de grupo AB. (a) Escribe los genotipos de los dos y di por qué están obligados. (b) Di qué grupos pueden tener los hijos y en qué proporción. (c) Di qué dos grupos son imposibles en esta pareja y por qué.

Ver solución

a) El grupo O solo puede ser ii. El alelo i es recesivo frente a los otros dos y solo se manifiesta en homocigosis. El grupo AB solo puede ser IAIB. IA e IB son codominantes, y hacen falta los dos para que se vean los dos. Ninguno de los dos genotipos admite alternativa.

b) La madre solo puede dar el alelo i. El padre da IA la mitad de las veces e IB la otra mitad. Así que los hijos salen IAi, de grupo A, o IBi, de grupo B, al 50 % cada uno.

c) Son imposibles el O y el AB. Para ser O haría falta el genotipo ii, y el padre no tiene ningún alelo i que aportar. Para ser AB haría falta IAIB, y la madre no tiene ni IA ni IB.

Comprobación: comprueba que cada genotipo de hijo lleva un alelo de cada progenitor. Los dos resultados, IAi e IBi, tienen una letra del padre y la i de la madre. Si en alguna de tus casillas los dos alelos vienen del mismo progenitor, ese cruce está mal montado.

36El daltonismo está causado por un alelo recesivo situado en el cromosoma X. Una mujer portadora, que distingue los colores con normalidad, tiene hijos con un hombre que tampoco es daltónico. (a) Escribe los genotipos de los dos. (b) Di qué proporción de las hijas y qué proporción de los hijos varones serán daltónicos. (c) Calcula qué proporción del total de hijos será daltónica. (d) Explica por qué el daltonismo es más frecuente en varones.

Ver solución

a) La mujer portadora es XDXd y el hombre, que distingue los colores, es XDY.

b) Las hijas reciben el XD del padre, porque es la única X que él tiene, así que ninguna hija será daltónica: la mitad serán XDXD y la otra mitad XDXd, portadoras. Los hijos varones reciben la Y del padre y una X de la madre. La mitad serán XDY y la otra mitad XdY, daltónicos.

c) La mitad de los hijos son varones, y la mitad de ellos son daltónicos. La mitad de la mitad es una cuarta parte del total de hijos.

d) Porque un varón es hemicigoto para los genes del cromosoma X: tiene una sola X, así que un único alelo recesivo ya se manifiesta. Una mujer necesita el alelo recesivo en las dos X, y eso es mucho más raro. ▲ Raro no es imposible: una mujer XdXd es daltónica, y aparece cuando el padre es daltónico y la madre es al menos portadora.

Comprobación: las cuatro casillas del cruce tienen que repartirse en dos hijas y dos hijos. Son XDXD, XDXd, XDY y XdY: dos y dos, y una sola casilla daltónica de las cuatro, lo que confirma la cuarta parte del apartado (c).

37En dos especies distintas se cruzan líneas puras y se obtiene esto. Caso 1: una flor roja pura con una blanca pura da toda la descendencia rosa. Al cruzar esa descendencia entre sí salen 1 roja, 2 rosas y 1 blanca. Caso 2: un animal de pelaje rojo puro con otro de pelaje blanco puro da crías con pelos rojos y pelos blancos mezclados. De cerca se distinguen uno a uno. (a) Di qué tipo de herencia hay en cada caso. (b) Explica en qué se diferencian. (c) Di por qué en el caso 1 la proporción de aspectos coincide con la de genotipos.

Ver solución

a) El caso 1 es dominancia incompleta. El caso 2 es codominancia.

b) En la dominancia incompleta el heterocigoto muestra algo intermedio, y los caracteres de los padres no aparecen como tales: en la flor rosa no hay zonas rojas ni zonas blancas, hay rosa. En la codominancia el heterocigoto muestra los dos caracteres a la vez y por separado: en el pelaje hay pelos rojos y pelos blancos, cada uno de su color.

c) Porque cada genotipo tiene su propio aspecto y ninguno tapa a otro. Con tres genotipos posibles hay tres fenotipos distinguibles. La proporción 1, 2 y 1 de genotipos se ve entonces tal cual en los aspectos. Con dominancia completa, en cambio, dos genotipos se ven iguales y esa misma proporción se convierte en 3:1.

Una pista que avisa: fíjate en cómo es el heterocigoto de cerca. Una mezcla uniforme apunta a dominancia incompleta, y distinguir las dos cosas por separado apunta a codominancia. Es una pista y depende de la escala a la que se observe: a cierta distancia, un pelaje con pelos rojos y blancos también parece rosado.

La biodiversidad y la evolución

Lo que hay que saber

Una especie es el conjunto de individuos capaces de cruzarse entre sí y dar descendencia fértil. ▲ Es una definición muy útil y con agujeros conocidos: no sirve para los que se reproducen sin sexo ni para los fósiles. Y hay parejas de especies distintas que sí dan híbridos fértiles.

Los seres vivos se ordenan en categorías encajadas unas dentro de otras: dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género y especie. El nombre científico es binomial, como propuso Linneo: género con inicial mayúscula y especie en minúscula, los dos en cursiva — Homo sapiens, Quercus ilex.

Los tres dominios son Bacteria, Archaea y Eukarya. Los dos primeros son procariotas, y aun así están tan separados entre sí como cualquiera de ellos lo está de nosotros: parecerse por fuera no es estar emparentado.

La selección natural de Darwin necesita cuatro cosas, y con las cuatro funciona sola. Hay variabilidad entre los individuos de una población; esa variabilidad es heredable; nacen más descendientes de los que pueden sobrevivir; y los que llevan las variantes que funcionan mejor en ese ambiente dejan más descendencia fértil. Generación tras generación, esas variantes se hacen frecuentes.

▲ Fíjate en que las cuatro cosas hablan de la población y ninguna del individuo. Ahí es donde fallan las explicaciones evolutivas mal montadas, y es lo que desmonta el último ejercicio de este tema.

Las pruebas de la evolución vienen de cuatro sitios: los fósiles, la anatomía comparada, la embriología y la biología molecular. ▪ En anatomía hay que distinguir dos palabras: son homólogos los órganos con el mismo origen aunque hagan cosas distintas, y análogos los que hacen lo mismo y no comparten origen.

38Tres estructuras que sirven para volar: el ala de un murciélago, el ala de un águila y el ala de una mosca. (a) Di cuáles son homólogas entre sí y cuáles análogas, y explica el criterio. (b) Di si dos estructuras pueden ser homólogas y análogas a la vez, razonándolo con este caso. (c) Explica qué aporta cada una de las dos relaciones como prueba de la evolución.

Ver solución

a) El ala del murciélago y la del águila son homólogas: las dos son la extremidad anterior de un vertebrado. Tienen los mismos huesos heredados de un antepasado común, aunque estén construidas de forma distinta. El ala de la mosca no comparte ese origen: es análoga a las otras dos, porque hace lo mismo sin venir de la misma estructura.

b) Sí, y este caso lo enseña bien. El ala del murciélago y la del águila son homólogas como extremidad anterior, porque ese es el origen común. Y son a la vez análogas como ala: el vuelo apareció por separado en las aves y en los murciélagos. Preguntar «homólogo o análogo» sin decir respecto a qué es una pregunta mal planteada.

c) La homología es la que prueba parentesco: compartir una estructura heredada solo se explica bien si hubo un antepasado común que ya la tenía. La analogía prueba otra cosa distinta y también útil: que ambientes parecidos empujan a soluciones parecidas, y que parecerse por fuera no basta para clasificar.

Una pista que avisa: antes de decidir, pregúntate por las piezas de dentro y no por la forma de fuera. Es una pista buena y no infalible: hay estructuras tan cambiadas que su origen común solo se descubre estudiando cómo se desarrollan o comparando sus genes.

39Un libro antiguo explica así el cuello de la jirafa: «los antepasados de la jirafa estiraban el cuello para alcanzar las hojas altas. El cuello se les alargaba con el esfuerzo, y ese cuello más largo se lo pasaban a sus hijos». (a) Di qué tiene de erróneo esa explicación. (b) Reescríbela por selección natural. (c) Explica por qué decir que la evolución mejora las especies también está mal.

Ver solución

a) Tiene dos errores. Uno, dar por hecho que un carácter adquirido durante la vida de un individuo se hereda: lo que se hereda es la información que va en los gametos, y estirar el cuello no la cambia. Dos, y es el de fondo, suponer que el individuo evoluciona. Un individuo no evoluciona: lo que cambia a lo largo de las generaciones es la población.

b) En la población de partida ya había variedad en la longitud del cuello, y esa variedad era heredable. En un ambiente en el que el alimento que quedaba estaba alto, los de cuello algo más largo se alimentaban mejor. Y dejaban más descendencia fértil. Generación tras generación, los cuellos largos se fueron haciendo frecuentes. Nadie estiró nada: cambió el reparto de lo que ya existía. Eso es la selección natural.

c) Porque «mejorar» supone una meta, y aquí no la hay. La selección natural ajusta a un ambiente concreto, y el ambiente cambia: un carácter que hoy da ventaja puede ser un estorbo dentro de cien mil años. Y tampoco mejora al individuo, que sigue siendo el que era: lo que cambia son las proporciones dentro de la población.

Comprueba este paso: una explicación evolutiva está bien montada si dice de dónde sale la variedad antes de que actúe el ambiente. Si en tu texto el ambiente es el que crea el carácter, está montada al revés. Esto comprueba el orden del razonamiento, no que la historia concreta de la jirafa fuera exactamente esa.

Los minerales y las rocas: identificarlos por sus propiedades

Lo que hay que saber

Un mineral es un sólido natural, inorgánico, con una composición química definida y una estructura cristalina ordenada. Una roca es un material natural y sólido de los que forman la corteza: casi siempre un agregado de uno o varios minerales, y a veces materia mineral sin cristalizar o restos de seres vivos. ▲ «Mezcla de minerales» se queda corto por los dos lados: la caliza es prácticamente solo calcita, un mineral y no una mezcla; y ni el carbón, que viene de restos de plantas, ni el vidrio volcánico son agregados de minerales.

▪ Por esa definición, el vidrio volcánico no es un mineral: se enfrió tan deprisa que no llegó a ordenarse en cristales. Y el hielo de un glaciar sí lo es, aunque no lo parezca.

Los minerales se identifican por propiedades que se pueden medir sin aparatos. La dureza se mide con la escala de Mohs, del 1 (talco) al 10 (diamante): un mineral raya a los de número menor y es rayado por los de número mayor.

Otras cuatro que sirven mucho: la raya es el color del polvo del mineral al frotarlo, y suele ser más constante que su color a la vista; la exfoliación es la tendencia a partirse por planos; el brillo puede ser metálico o no metálico; y la efervescencia con ácido clorhídrico diluido avisa de que hay un carbonato, porque burbujea soltando CO2.

Las rocas se reparten en tres grupos según su origen. Las magmáticas salen de un magma que se enfría. Las que se enfrían en profundidad son las plutónicas, como el granito. Las que lo hacen en la superficie son las volcánicas, como el basalto.

Las sedimentarias se forman por acumulación y compactación de materiales: son detríticas si son trozos de otras rocas. De precipitación, si la sustancia venía disuelta. Y organógenas, si vienen de restos de seres vivos. Las metamórficas son rocas que han cambiado en estado sólido por presión y temperatura, como el mármol y la pizarra.

40Cuatro minerales sin etiquetar se ensayan y dan esto. · Mineral 1: raya a la fluorita, que tiene dureza 4, y es rayado por el cuarzo, de dureza 7; no reacciona con ácido. · Mineral 2: se raya con la uña, deja polvo blanco y se parte en láminas finísimas. · Mineral 3: burbujea en cuanto se le echa una gota de ácido clorhídrico diluido, en frío y sin machacarlo; la uña no lo raya, y una moneda de cobre sí. · Mineral 4: raya al cuarzo y no lo raya nada de lo que hay en el laboratorio. (a) Ordena los cuatro por dureza creciente, razonándolo. (b) Di cuál es calcita y en qué prueba te apoyas. (c) Razona si tiene sentido afirmar que el mineral 4 es siete veces más duro que el mineral 2.

Ver solución

a) El mineral 2 se raya con la uña, así que su dureza está por debajo de 2,5 y es el más blando. Al mineral 3 la uña no lo raya y el cobre sí, así que su dureza pasa de 2,5 y no llega a la de la moneda; eso lo deja en la zona del 3. El mineral 1 está entre 4 y 7, porque raya a la fluorita y no llega a rayar al cuarzo. El mineral 4 raya al cuarzo, así que pasa de 7 y es el más duro. Orden creciente: 2, 3, 1, 4.

b) El mineral 3 es calcita. Lo dicen dos ensayos juntos: la efervescencia viva con ácido clorhídrico diluido, en frío y sin machacarlo, que es lo propio de la calcita entre los carbonatos corrientes, y una dureza en torno a 3. ▲ Aun así, «calcita» es aquí la respuesta razonable de un laboratorio de clase y no una certeza: cualquier carbonato efervece en alguna condición, y separarlos de verdad pide más ensayos de los que da el enunciado.

c) Porque la escala de Mohs es una escala de orden y no de medida: solo dice quién raya a quién. El salto de dureza real entre el 9 y el 10 es enorme comparado con el que hay entre el 1 y el 2. Por eso sus números no se pueden restar ni dividir.

Comprueba este paso: tu orden tiene que ser coherente con todos los ensayos a la vez y no con uno solo. Comprueba que el 1 va por detrás del 3: el 3 se raya con cobre y el 1 raya a la fluorita, así que el 1 es más duro. Esto comprueba ese par, no los cuatro de golpe.

41Dos rocas tienen prácticamente la misma composición química. En una se ven a simple vista cristales de varios milímetros, bien formados y encajados unos con otros. En la otra, la pasta es tan fina que no se distingue ningún cristal sin aparatos. (a) Di de qué tipo son las dos y cuál se enfrió más deprisa. (b) Explica por qué la velocidad de enfriamiento decide el tamaño del cristal. (c) Di dónde se formó cada una.

Ver solución

a) Las dos son rocas magmáticas. La de cristales grandes es plutónica, como el granito, y se enfrió despacio. La de pasta fina es volcánica, como el basalto, y se enfrió deprisa.

b) Porque un cristal necesita tiempo para crecer: los átomos tienen que ir colocándose en el orden de la estructura cristalina. Con enfriamiento lento hay tiempo para que unos pocos cristales crezcan mucho. Con enfriamiento rápido aparecen muchísimos puntos de partida a la vez y ninguno llega a crecer, así que quedan diminutos. Y si el enfriamiento es instantáneo, no da tiempo ni a ordenarse, y lo que queda es vidrio.

c) La plutónica se formó en profundidad, donde el magma está rodeado de roca caliente que lo aísla y lo deja enfriarse despacio. La volcánica se formó en la superficie o muy cerca. El magma salió y quedó en contacto con el aire o con el agua.

Una pista que avisa: el tamaño del cristal habla del tiempo de enfriamiento, no de la composición. Si en tu respuesta las dos rocas acaban teniendo composiciones distintas, has cambiado el enunciado, que dice que la tienen igual. La pista no sirve para decidir de qué roca concreta se trata, solo dónde se enfrió.

42Clasifica estas seis rocas en magmáticas, sedimentarias o metamórficas según el origen que se describe. En los dos últimos casos, di además de qué roca proceden. (a) Granos de arena cementados unos con otros. (b) Cristales grandes y encajados, formados al enfriarse un magma en profundidad. (c) Carbonato depositado a partir del agua en la que estaba disuelto. (d) Restos de plantas acumulados y comprimidos durante millones de años. (e) Roca que se parte en lajas planas, formada al comprimirse arcillas sin llegar a fundirse. (f) Roca de cristales de carbonato apretados, formada al someter una caliza a presión y temperatura altas.

Ver solución

a) Sedimentaria detrítica: está hecha de trozos de otras rocas pegados por un cemento. Es una arenisca.

b) Magmática plutónica, por el enfriamiento lento en profundidad.

c) Sedimentaria de precipitación: la sustancia venía disuelta y se depositó al salir de la disolución. Es una caliza.

d) Sedimentaria organógena: procede de restos de seres vivos acumulados. Es carbón.

e) Metamórfica: es pizarra, y procede de arcillas o lutitas. Lo decisivo es que el cambio ocurre en estado sólido, sin fundirse; si se hubiera fundido, al enfriarse daría una roca magmática.

f) Metamórfica: es mármol, y procede de la caliza. La composición apenas cambia; lo que cambia es el tamaño y la disposición de los cristales.

Una pista que avisa: la pregunta que mejor separa los tres grupos es qué le pasó al material justo antes de quedar así. Si se fundió, magmática; si se depositó, sedimentaria; si cambió estando sólido, metamórfica. La pista falla en los casos de frontera, como una roca sedimentaria que ha empezado a transformarse y todavía conserva sus capas.

La tectónica de placas

Lo que hay que saber

En 1912 Wegener propuso la deriva continental con cuatro pruebas. Encajan las costas a los dos lados del Atlántico. Hay fósiles de las mismas especies en continentes hoy separados por océanos. Hay cordilleras que continúan de un continente a otro. Y hay señales de climas antiguos que no encajan donde están. ▲ Le faltaba lo decisivo: un mecanismo, y por eso no se le hizo caso.

El mecanismo llegó con la expansión del fondo oceánico. En las dorsales sale material del manto y se crea suelo oceánico nuevo, que se va apartando a los dos lados. Las pruebas son tres. Las rocas del fondo son más jóvenes cerca de la dorsal y más viejas cuanto más lejos. El sedimento que las cubre es más fino cerca. Y las inversiones del campo magnético quedan grabadas en bandas simétricas respecto a la dorsal.

La litosfera —la corteza más la parte superior y rígida del manto— está partida en placas que se mueven sobre la astenosfera. ▲ Y conviene saber en qué estado está esa astenosfera. Casi todo el mundo se la imagina mal, y de eso va uno de los ejercicios de este tema.

Hay tres tipos de borde. En el divergente las placas se separan y se crea litosfera: es la dorsal, y en tierra firme, el rift. En el convergente se acercan: si una es oceánica, se hunde bajo la otra (subducción) y aparecen fosas, volcanes y terremotos profundos; si chocan dos continentales, ninguna se hunde y se levanta una cordillera, como el Himalaya. En el transformante se deslizan una junto a otra, como en la falla de San Andrés.

Las placas se mueven del orden de 2 a 10 centímetros al año, que es el intervalo típico y no un tope: lo que crece una uña. Parece nada, y en tiempo geológico es enorme, porque hay millones de años para acumularlo.

▪ La Tierra se divide de dos maneras distintas que no coinciden: una por composición química y otra por comportamiento mecánico. Confundirlas es un error muy repetido, y se trabaja en los ejercicios de este tema.

43Dos placas se separan en una dorsal a 4 cm al año, contando el movimiento de las dos juntas. (a) Calcula cuántos kilómetros de suelo oceánico nuevo se habrán creado en 10 millones de años. (b) Un océano tiene hoy 5.000 km de anchura en cierta latitud. Si se hubiera abierto siempre a ese ritmo, estima cuánto tiempo lleva abriéndose. (c) Di por qué la segunda estimación es mucho más floja que la primera.

Ver solución

a) Diez millones de años son 10.000.000 de años. A 4 cm por año se crean 40.000.000 cm. Como 100.000 cm son 1 km, eso son 40.000.000 ÷ 100.000 = 400 km.

b) Los 5.000 km son 500.000.000 cm. A 4 cm por año hacen falta 500.000.000 ÷ 4 = 125.000.000 años, es decir unos 125 millones de años.

c) Porque el apartado (a) solo aplica un ritmo conocido durante un tiempo dado. El (b) supone además que ese ritmo ha sido el mismo durante todo el proceso, y no tiene por qué: la velocidad de las placas cambia a lo largo de la historia geológica. La estimación sirve para el orden de magnitud —cientos de millones de años, no miles ni decenas— y no para dar una fecha.

Comprobación: las dos cuentas tienen que ser coherentes entre sí, porque usan el mismo ritmo. Si en 10 millones de años se abren 400 km, en 125 millones se abrirán 400 multiplicado por 12,5. Eso da 5.000 km, la anchura del enunciado. Cuadra.

44Un documental dice que «los continentes flotan sobre un océano de magma». (a) Di qué hay de verdad y qué de falso en esa frase. (b) Explica cómo puede moverse una placa sobre algo sólido. (c) Aclara la diferencia entre corteza y litosfera, que esa frase también confunde.

Ver solución

a) De verdad hay que las placas se mueven sobre una capa que se deforma. De falso, que esa capa sea líquida. La astenosfera, que es sobre la que se mueven, está sólida: si fuera líquida no transmitiría las ondas sísmicas S, que ningún líquido transmite y que de hecho la atraviesan. ▲ Decir «las ondas sísmicas» a secas no valdría como prueba: las ondas P sí atraviesan los líquidos.

b) Porque un sólido sometido a mucha presión y temperatura durante mucho tiempo se deforma sin romperse. Es lo que hace la plastilina: cede si se la aprieta despacio y se rompe si se la golpea. La astenosfera se comporta así, solo que a escala de millones de años.

c) La corteza es la capa más externa según la composición química. La litosfera es la capa rígida según el comportamiento mecánico, e incluye la corteza y la parte de arriba del manto. Lo que forma una placa es la litosfera entera, no solo la corteza. Por eso hablar solo de continentes también se queda corto: se mueve igualmente el fondo oceánico.

Una pista que avisa: si una explicación de la tectónica necesita que haya roca fundida bajo los continentes, conviene revisarla. El magma existe, pero en bolsas y en sitios concretos, no en una capa continua bajo todo. La pista señala el error y no da por sí sola la explicación correcta, que está en el apartado (b).

45Clasifica estos cinco casos en borde divergente, convergente o transformante, y di qué relieve o qué fenómeno se espera en cada uno. (a) Dos placas oceánicas se separan y asciende material del manto por la grieta. (b) Una placa oceánica se hunde por debajo de una continental. (c) Dos placas continentales chocan de frente y ninguna se hunde. (d) Dos placas se deslizan una junto a otra sin crear ni destruir litosfera. (e) Un continente empieza a partirse por una fractura larga por la que asciende material caliente.

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a) Divergente. Es una dorsal oceánica: se crea litosfera nueva, con volcanes submarinos y terremotos poco profundos.

b) Convergente con subducción. Se espera una fosa oceánica profunda, una cordillera con volcanes en el borde del continente y terremotos que llegan a ser muy profundos.

c) Convergente por colisión. Se levanta una gran cordillera, como el Himalaya, con terremotos pero sin la cadena de volcanes de la subducción. El motivo es que no hay una placa hundiéndose. ▲ Y conviene decir bien qué aporta la que se hunde: no material ya fundido, sino agua y otros fluidos que arrastra hacia abajo; al soltarlos, el manto de encima funde a menor temperatura, y de ahí salen los volcanes.

d) Transformante. No se crea ni se destruye litosfera: lo que hay son terremotos superficiales y frecuentes, como en la falla de San Andrés.

e) Divergente también, pero en su fase inicial y sobre un continente: es un rift, y si sigue abriéndose acabará convirtiéndose en un océano nuevo con su propia dorsal.

Una pista que avisa: pregúntate si en ese borde se crea litosfera, se destruye o ninguna de las dos cosas. Es lo que mejor separa los casos. Crear es divergente, destruir es convergente, y ninguna de las dos es transformante. La pista no distingue los dos tipos de convergente: para eso hay que ver si hay una placa oceánica que pueda hundirse.

El modelado del relieve

Lo que hay que saber

El relieve es el resultado de una pelea entre dos fuerzas. Los procesos internos —el movimiento de las placas, los volcanes, los pliegues y las fallas— levantan y arrugan. Los procesos externos desgastan y rellenan, y funcionan con la energía del Sol y la gravedad.

Los procesos externos suelen encadenarse en cuatro pasos. La meteorización rompe la roca donde está: por cambios de temperatura y hielo (física) o por reacciones con el agua, el oxígeno y los ácidos (química). La erosión arranca y se lleva el material. El transporte lo mueve. Y la sedimentación lo deposita cuando el agente pierde fuerza. ▲ No siempre están los cuatro: un viento fuerte puede arrastrar arena suelta sin que nadie haya roto antes ninguna roca.

Cada agente deja formas reconocibles. Un río excava valles en V en su curso alto, forma meandros en el medio y construye deltas y llanuras en el bajo. Un glaciar deja valles en U, circos, morrenas y bloques transportados. El viento pule las rocas y construye dunas. El mar talla acantilados y plataformas y construye playas y flechas de arena.

El modelado kárstico es un caso aparte: ocurre donde hay rocas solubles, sobre todo caliza. El agua de lluvia, ligeramente ácida, disuelve la roca y va abriendo grietas, simas, cuevas y dolinas. No rompe ni arrastra: disuelve, y por eso el paisaje que deja es tan distinto.

▪ Este tema entra con su teoría y sin ejercicios, y conviene saber por qué. Un ejercicio de verdad sobre modelado es «aquí tienes una fotografía de un paisaje: di qué agente lo ha hecho y en qué se nota». Eso es mirar una forma, y este material no puede llevar imágenes. Lo que se puede preguntar con palabras —definiciones— no es lo que se pregunta en un examen de este tema.

Lo que sí se lleva de aquí son tres cosas. Los cuatro pasos en su orden habitual: meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Qué agente hace qué. Y que el karst funciona por disolución y no por desgaste. Con eso, delante de una fotografía cualquiera, ya se puede razonar.

El tiempo geológico: datación relativa y fósiles

Lo que hay que saber

Datar es averiguar la edad. La datación relativa solo ordena los acontecimientos: dice qué pasó antes y qué después, sin poner años. La datación absoluta pone una cifra en años.

La datación relativa se hace con unos pocos principios. Superposición: en una serie de estratos que no se ha alterado, cada estrato es más moderno que el de debajo. Horizontalidad original: los sedimentos se depositan en capas horizontales, así que si hoy están inclinados es que algo los movió después. Intersección: una falla o un filón es más joven que todo lo que corta. Inclusión: un fragmento de roca metido dentro de otra es más antiguo que la roca que lo envuelve.

▲ El primero de esos principios lleva una condición escondida dentro, y es justo donde se falla. Encontrarla es uno de los apartados de los ejercicios de este tema.

Un fósil guía es el que sirve para datar la capa en la que aparece, y no vale cualquier especie: hacen falta tres condiciones a la vez, y averiguarlas es uno de los ejercicios de este tema. El principio de sucesión faunística es el que permite usarlo: cada tramo de la historia tiene su conjunto de fósiles y no se repite.

La datación absoluta usa la radiactividad. Cada isótopo radiactivo se desintegra a un ritmo fijo, que se mide por su periodo de semidesintegración: el tiempo en el que se desintegra la mitad de lo que había. De ahí sale una escalera de mitades que permite datar contando periodos.

▪ El carbono-14 tiene un periodo de unos 5.730 años, así que se agota enseguida: sirve hasta unos 50.000 años y solo en restos que tengan carbono. Para rocas y fósiles antiguos se usan isótopos de periodo larguísimo. La Tierra tiene unos 4.540 millones de años. El Precámbrico es todo lo anterior a la explosión de vida del Cámbrico, hace unos 540 millones, y es con mucha diferencia el tramo más largo.

46En un talud de carretera se ve lo siguiente, de abajo arriba: una capa de arenisca, encima una de lutita y encima una de caliza. Una falla corta la arenisca y la lutita, y la caliza pasa por encima entera, sin romperse ni desplazarse: la sella. Por último, un filón atraviesa las tres capas y también la falla. (a) Ordena los acontecimientos del más antiguo al más moderno. (b) Di qué principio has usado en cada paso. (c) Explica qué condición tiene que cumplirse para que el orden de las capas sea el que has dicho.

Ver solución

a) De más antiguo a más moderno: se deposita la arenisca → se deposita la lutita → se produce la falla → se deposita la caliza → se inyecta el filón.

b) Para ordenar las tres capas entre sí, el principio de superposición: cada estrato es más moderno que el de debajo. Para colocar la falla, el principio de intersección: corta a la arenisca y a la lutita, así que es más joven que las dos. Y la caliza pasa por encima sellándola sin romperse, así que se depositó después y la falla es más antigua que ella. ▲ Quedarse en «la falla no llega hasta arriba» no bastaría: una fractura puede detenerse dentro de una serie ya depositada. Lo que la fecha es que la capa de encima esté entera y sin desplazar. Para el filón, otra vez intersección: corta a todo, incluida la falla, así que es lo más moderno de la serie.

c) Que la serie no se haya volteado. La superposición vale si los estratos siguen en la posición en la que se depositaron. Un pliegue tumbado puede dejar los antiguos encima de los modernos, y entonces leer de abajo arriba daría el orden al revés.

Comprobación: cada acontecimiento de tu lista tiene que estar sujeto por delante y por detrás. La falla lo está por los dos lados: por debajo, por lo que corta; por arriba, por la capa que la sella sin romperse. Si en tu orden hay algo que no está sujeto ni por delante ni por detrás, lo has colocado por intuición. No por un principio.

47Un isótopo radiactivo tiene un periodo de semidesintegración de 5.730 años. (a) Calcula qué fracción del isótopo original queda después de 1, de 2 y de 3 periodos. (b) Calcula cuántos años han pasado en una muestra en la que queda 1/8 del original. (c) Explica por qué con este isótopo no se puede datar un fósil de dinosaurio.

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a) Después de 1 periodo queda ½. Después de 2, la mitad de la mitad, o sea ¼. Después de 3, la mitad de eso: 1/8.

b) Que quede 1/8 significa que han pasado 3 periodos de semidesintegración. Cada periodo son 5.730 años, así que 3 periodos de 5.730 años son 17.190 años.

c) Porque este isótopo es el carbono-14 y se agota demasiado deprisa. Tras nueve o diez periodos queda tan poco que ya no se puede medir con fiabilidad. El método llega hasta unos 50.000 años. Los últimos dinosaurios no avianos desaparecieron hace unos 66 millones de años, más de mil veces más atrás. Y hay un segundo motivo: el carbono-14 solo sirve en restos que conserven carbono de origen orgánico. Y en un fósil la materia original suele estar sustituida por minerales.

Comprobación: haz la cuenta al revés. Si han pasado 17.190 años y cada periodo son 5.730, entonces 17.190 ÷ 5.730 = 3 periodos. Y tras 3 periodos queda 1/8, que es el dato de partida. Y una segunda comprobación, de orden de magnitud: 50.000 años frente a 66.000.000 no es una diferencia de matiz, es de más de mil veces.

48(a) Di las tres condiciones que debe cumplir una especie para que sus restos sirvan de fósil guía. Explica por qué hace falta cada una. (b) De estas cuatro, elige el mejor fósil guía y di qué le falla a cada una de las otras: una especie que vivió 200 millones de años en todo el planeta · una especie que vivió 2 millones de años en un solo valle · una especie que vivió 2 millones de años en todos los mares, abundante y fácil de reconocer · una especie muy abundante que vivió 150 millones de años en todos los mares. (c) La Tierra tiene unos 4.540 millones de años y el Precámbrico termina hace unos 540 millones. Calcula qué porcentaje del tiempo geológico ocupa el Precámbrico.

Ver solución

a) Que la especie viviera poco tiempo en términos geológicos, porque solo así encontrarla acota bien la edad de la capa. Que se extendiera por mucho territorio, porque solo así sirve para comparar capas de sitios lejanos. Y que sea abundante y fácil de reconocer, porque un fósil rarísimo o difícil de identificar no aparece cuando se busca.

b) La tercera es el mejor fósil guía: 2 millones de años acotan bien, estaba en todos los mares y es abundante y reconocible. La primera falla en la duración, porque 200 millones de años no acotan nada. La segunda falla en la extensión, porque solo sirve en ese valle. Y la cuarta falla también en la duración, 150 millones de años, por muy abundante que sea.

c) El Precámbrico va desde el principio hasta hace 540 millones de años, así que dura 4.540 − 540 = 4.000 millones de años. Sobre el total: 4.000 ÷ 4.540 = 0,881, es decir un 88,1 %. Casi nueve décimas partes de la historia de la Tierra son Precámbrico.

Comprueba este paso: calcula el porcentaje por el otro lado, que es lo único de los tres apartados que se puede comprobar solo. Desde el final del Precámbrico hasta hoy son 540 millones de años, y 540 ÷ 4.540 = 0,119, o sea un 11,9 %. Los dos porcentajes suman 88,1 + 11,9 = 100, así que el reparto está bien hecho.

Los cortes y los mapas geológicos

Lo que hay que saber

Un mapa geológico es un mapa en el que cada color marca qué roca aparece en la superficie de esa zona. Lleva además símbolos para las fallas, los pliegues y la inclinación de las capas. Un corte geológico es lo que se vería si se cortara el terreno con un cuchillo y se mirara de lado: es la versión en vertical del mismo terreno.

Leer un corte es aplicar en orden los principios del tema anterior. Primero se identifican los estratos y se ordenan por superposición. Después se buscan las estructuras que los cortan —fallas y filones—, que por intersección son más jóvenes que todo lo que atraviesan. Después se buscan las discordancias: una superficie que separa unas capas inclinadas de otras horizontales encima cuenta una historia entera de levantamiento, desgaste y nuevo depósito.

Una discordancia es el rasgo más informativo de un corte, y el que más se pasa por alto. Debajo hay capas que se depositaron, se plegaron o se inclinaron y luego se erosionaron; encima hay capas nuevas depositadas sobre esa superficie gastada. Entre unas y otras falta tiempo: el que se llevó la erosión, y que no está registrado en ninguna roca.

Con eso, la historia de un terreno se reconstruye como una lista ordenada de acontecimientos: sedimentación, plegamiento, fractura, intrusión, erosión y nueva sedimentación, cada uno en su sitio.

▪ Este tema entra con su teoría y sin ejercicios, y el motivo es el más claro de los tres. Aquí el ejercicio es el dibujo: se le da al alumno un corte con sus capas, sus fallas y su discordancia, y se le pide la historia. Sin el dibujo no queda ejercicio, queda una definición.

⚠ Ojo a la diferencia con el tema anterior, que sí trae ejercicios: allí los principios se aplican a una serie de capas contada con palabras, y eso funciona perfectamente. Lo que no se puede es poner delante el corte dibujado. Así que quien quiera practicar de verdad este tema tiene que hacerlo con los cortes de su libro, aplicando esta lista de pasos.

Ejercicios de Biología y Geología de 1º Bachillerato en PDF con soluciones

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