L'hepatitis D és una inflamació del fetge causada pel virus de l'hepatitis D, que s'encomana a través de la sang. El virus de l'hepatitis D requereix la presència d'un altre virus, el de l'hepatitis B, per a poder infectar les cèl·lules hoste. Per tant, no hi ha malalts que només tinguin hepatitis D. Un 5 % dels afectats d'hepatitis B també pateixen hepatitis D. La coinfecció per tots dos virus es considera la forma més greu d'hepatitis vírica crònica, atesa la seva ràpida progressió cap a la cirrosi i el càncer de fetge. [2,5 punts en total]
Figura 1: esquema i imatges de microscòpia electrònica (TEM) dels virus de l'hepatitis B (esquerra, barra d'escala de 200 nm) i de l'hepatitis D (dreta, barra d'escala de 50 nm). Figura 2: fragment del material genètic de cada virus. Figura 3: els quatre passos d'un test ELISA indirecte fet a una persona infectada d'hepatitis D. Figura 4: les cinc molècules representades als passos de la figura 3, de dalt a baix.
4.1. A partir de la figura 1, responeu: Quina és la composició química de l'embolcall de tots dos virus? D'on prové aquest embolcall? Quin tipus de càpsida té el virus de l'hepatitis B pel que fa a la forma? Quina peculiaritat presenta l'embolcall del virus de l'hepatitis D pel que fa als antígens? [0,5 punts]
4.2. Calculeu la mida de tots dos virus a partir de la figura 1 i les seves barres d'escala (mesureu sobre la imatge i indiqueu els càlculs): el diàmetre (en nm) del virus de l'hepatitis B i la llargària (en nm) del virus de l'hepatitis D. Raoneu quin dels dos és més gran. [0,5 punts]
4.3. El genoma del virus de l'hepatitis B conté els gens de totes les proteïnes de la seva càpsida, els antígens de l'embolcall i un complex enzimàtic que copia el seu material genètic. El genoma del virus de l'hepatitis D, molt més petit, només conté un gen llarg que codifica la proteïna de la seva càpsida (juntament amb l'antigen del virus de l'hepatitis D) i per a copiar el seu material genètic utilitza les polimerases de la cèl·lula hoste. Quin dels dos virus no requereix enzims de la cèl·lula hoste per a replicar-se? Justifiqueu-ho. Tots dos virus requereixen un orgànul de la cèl·lula hoste per a fabricar les proteïnes codificades pels seus gens: quin és i per què? Per què els virus de l'hepatitis D necessiten la presència dels virus de l'hepatitis B per a infectar cèl·lules? [0,5 punts]
4.4. La figura 2 mostra un fragment del material genètic de cada virus. Per a cadascun dels dos virus (hepatitis B i hepatitis D): el material genètic és DNA o RNA? Justifiqueu la resposta i indiqueu quina molècula de la imatge permet deduir-ho. [0,5 punts]
4.5. Per a detectar si una persona està infectada d'hepatitis D es fa un test ELISA indirecte, que busca la presència d'anticossos anti-antigen del virus de l'hepatitis D en una mostra de sèrum. (1) Es prepara una cubeta amb antígens del virus de l'hepatitis D ancorats al fons. (2) S'hi aboca el sèrum de la persona i es renta la cubeta. (3) S'hi aboca una solució amb un anticòs que s'uneix a qualsevol altre anticòs i porta unit un enzim que converteix un substrat incolor en un producte acolorit; es renta la cubeta. (4) S'hi aboca el substrat incolor i s'observa si apareix color. A les figures 3 i 4 hi ha els passos d'una persona infectada i les cinc molècules (de dalt a baix). Indiqueu què és cadascuna de les cinc molècules de la figura 4. Descriviu com quedaria la imatge 4 si el test s'hagués fet a una persona NO infectada d'hepatitis D. [0,5 punts]
El juny de 2024 hi va haver un brot de llengua blava a diverses comarques de Catalunya. Es tracta d'una infecció que afecta animals remugants com les cabres, les ovelles i les vaques. La malaltia de la llengua blava és una malaltia causada pel virus BTV, un patogen amb RNA bicatenari i de forma icosaèdrica. [2,5 punts en total]
Figura 1: dues imatges de microscòpia: l'esquerra mostra estructures allargades en forma de bastó (barra d'escala d'1 µm) i la dreta una partícula esfèrica amb superfície granulada (barra d'escala de 50 nm). Figura 2: esquema del procés d'infecció del virus BTV en una cèl·lula d'un animal remugant, amb cinc fases numerades (1 a 5).
a. Quina de les imatges de la figura 1 (l'esquerra, amb barra d'1 µm, o la dreta, amb barra de 50 nm) correspon al virus BTV? Justifiqueu les respostes a partir de les imatges. [0,5 punts]
b. L'esquema (figura 2) representa les fases del procés d'infecció del virus BTV. Expliqueu breument en què consisteix cadascuna de les fases marcades amb els números 1 a 5. [0,5 punts]
c. Un dels primers símptomes de la llengua blava és la inflamació d'aquest òrgan. Trieu dues biomolècules o cèl·lules d'aquestes (anticossos, histamina, cèl·lules plasmàtiques, mastòcits, eosinòfils) que intervinguin en el procés inflamatori, anoteu-les i expliqueu la funció principal que tenen en aquest procés. [0,5 punts]
d. Una manera de lluitar contra la llengua blava és la vacunació preventiva dels animals. Quin tipus d'immunitat (natural o artificial) confereixen les vacunes als animals remugants? Justifiqueu-ho. I de quin tipus (activa o passiva)? Justifiqueu-ho. [0,5 punts]
e. Es coneixen 24 serotipus diferents del virus BTV, definits segons les variants de la proteïna VP2 de la càpsida. L'any 2009 hi va haver un brot del serotipus 1 i es van vacunar molts remugants contra aquest serotipus. El brot del juny de 2024 va ser del serotipus 8. Per què la vacuna que es va administrar el 2024 havia de ser diferent de la del 2009? Justifiqueu la resposta. [0,5 punts]
La Nàdia i la Lydia han fet el treball de recerca de batxillerat sobre la pandèmia de la COVID-19. A la part teòrica del treball expliquen com el virus SARS-CoV-2 infecta les cèl·lules humanes. Per fer-ho, han adaptat un esquema d'un article científic i han resumit les fases d'aquest procés en una taula, que cal completar. [2,5 punts en total]
Figura 1: esquema del cicle del virus SARS-CoV-2 en una cèl·lula humana, amb sis fases numerades de l'1 al 6.
Figura 2: esquema de la resposta immunitària davant la infecció per SARS-CoV-2: cèl·lules dendrítiques, limfòcits NK, limfòcits T CD4⁺ (Th1) i CD8⁺ (Tc) amb perforines, limfòcits B, cèl·lules plasmàtiques que produeixen anticossos (IgM, IgG, IgA), cèl·lules de memòria i apoptosi de cèl·lules infectades.
Taula de dades de l'apartat d: grup sanguini A: 22 persones, 2 infectades; grup B: 26 persones, 3 infectades; grup O: 30 persones, 3 infectades; grup AB: 11 persones, 1 infectada.
a. Completeu la taula de l'apartat b anomenant les fases 1, 2 i 3 del cicle del virus (figura 1) i explicant en què consisteixen (de la fase 3 ja es dona l'explicació: «es fan còpies de l'RNA del virus»; només cal anomenar-la). [0,5 punts]
b. Completeu la taula anomenant les fases 4, 5 i 6 i explicant en què consisteixen (de la fase 4 ja es dona el nom, «expressió del genoma viral»; cal explicar-la). [0,5 punts]
c. Observeu l'esquema de la resposta immunitària (figura 2). Les autores han escrit el text següent amb TRES errades conceptuals: «El virus SARS-CoV-2 segueix un cicle lític quan infecta les cèl·lules humanes. Les cèl·lules dendrítiques presenten els antígens virals als limfòcits CD4⁺ (o Th) i CD8⁺ (o Tc). Aquests últims segreguen perforines, que són uns enzims que produeixen l'apoptosi de les cèl·lules infectades, és a dir, la seva recuperació. Els limfòcits B, inhibits pels limfòcits T col·laboradors (T-helpers), esdevenen cèl·lules plasmàtiques productores d'anticossos contra el SARS-CoV-2. Aquestes biomolècules lipídiques són específiques contra aquest virus.» Identifiqueu (copieu el fragment del text) i justifiqueu aquestes tres errades. [0,5 punts]
d. Hipòtesi de l'equip: «El grup sanguini podria influir en la probabilitat de contraure la infecció per SARS-CoV-2.» Van preguntar a familiars i amics (taula de dades). Quina pregunta de recerca es van plantejar? A quina conclusió poden arribar? Justifiqueu la resposta aportant dades i indiqueu els càlculs que heu fet. [0,5 punts]
e. Proposeu i justifiqueu dues millores per a la recerca de la Nàdia i la Lydia. [0,5 punts]
L'estiu de 2024, el gelat d'espirulina va experimentar un augment considerable en el nombre de vendes a diversos països. L'ingredient principal d'aquest tipus de gelat són filaments de cianobacteris de l'espècie Arthrospira platensis. [2,5 punts en total]
Figura 1: micrografia de filaments d'aquest cianobacteri colonial, amb una escala gràfica de 10 µm. A la prova en paper, la barra d'escala mesura uns 0,7 cm (com que a la pantalla la mida varia, feu servir aquest valor). Figura 2: fórmules de la valina i de l'àcid glutàmic, aminoàcids abundants a l'espirulina.
a. La imatge (figura 1) correspon a filaments d'aquest cianobacteri colonial. A partir de l'escala gràfica que s'hi indica, calculeu a quants augments s'ha aconseguit aquesta micrografia. Indiqueu els càlculs que heu fet per a obtenir el resultat. [0,5 punts]
b. L'Arthrospira platensis és un cianobacteri fotoautòtrof no fixador de nitrogen. Expliqueu què vol dir que un organisme és fotoautòtrof i què vol dir que és quimioheteròtrof. [0,4 punts]
c. Indiqueu quines de les vies metabòliques següents d'Arthrospira platensis permeten que el seu metabolisme sigui fotoautòtrof i expliqueu-ne la funció biològica: cicle de Calvin, fosforilació oxidativa, fotòlisi de l'aigua i cicle de Krebs. [0,6 punts]
d. Observeu les fórmules de la valina i de l'àcid glutàmic (figura 2). Escriviu o descriviu la fórmula del dipèptid resultant de la unió d'aquests dos aminoàcids i indiqueu el nom de l'enllaç que els uneix. [0,5 punts]
e. L'any 2020 es va fer un estudi sobre els efectes de l'espirulina com a aliment per a tractar la hipertensió arterial. Es van seleccionar 40 pacients hipertensos: a la meitat se'ls van subministrar 2 g d'espirulina diàriament i a l'altra meitat 2 g de placebo. A tots dos grups se'ls va mesurar la tensió arterial en acabar el tractament. Quina és la variable dependent? Justifiqueu-ho. Quina és la variable independent? Justifiqueu-ho. En l'estudi es van utilitzar com a rèpliques 20 pacients que prenien espirulina i 20 que prenien placebo: justifiqueu aquesta composició. [0,5 punts]
Un grup d'alumnes de batxillerat prepara una exposició sobre malalties i personatges històrics. Mentre fan la recerca, s'assabenten de l'existència de la sífilis, una malaltia que va afectar milions d'europeus fins a principis del segle XX. El famós pintor i cartellista francès Henri de Toulouse-Lautrec va ser un d'ells.
Un estudi liderat per un equip d'investigació de l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), publicat a la revista Environmental Science & Technology, va concloure que els gens mer, presents en algunes espècies bacterianes, permeten a aquests microorganismes actuar sobre el mercuri atrapat en els sediments marins.
A finals de l'època preindustrial, Barcelona era una ciutat emmurallada i densament poblada. Un dels problemes dels seus habitants era disposar d'aigua potable. L'aigua que arribava a la ciutat a través del rec Comtal es feia servir principalment en producció tèxtil i adoberia de pells. Molts pous estaven contaminats i les fonts amb aigua procedent de Collserola eren insuficients.
Les soques bacterianes prototròfiques poden créixer en un medi de cultiu mínim, ja que a partir dels components d'aquest medi sintetitzen totes les molècules necessàries per a viure.
En canvi, les soques auxotròfiques no poden créixer en un medi mínim; necessiten que el medi tingui algun component que ja no poden sintetitzar perquè han patit una determinada mutació.
La diarrea del viatger és una malaltia normalment lleu que algunes persones pateixen quan fan viatges per motius de feina o de lleure. Els tractaments amb probiòtics es fan servir per a combatre la diarrea del viatger i també com a mesura preventiva.
El 1943, Albert Schatz, un estudiant universitari, va aïllar per primer cop l'estreptomicina. Un dels usos que es va donar a aquest antibiòtic va ser combatre la tuberculosi, una malaltia causada pel bacteri Mycobacterium tuberculosis. [Fotografia d'Albert Schatz poc després d'aïllar l'estreptomicina.]
La pesta bubònica ha produït la mort de milions de persones arreu del món en el decurs de molts segles. El 1894, Alexandre Yersin va aconseguir identificar, a l'antiga Indoxina francesa, el microorganisme responsable d'aquesta temible malaltia.
La microbiota intestinal pot patir desequilibris a causa de dietes pobres en fibra o de l'ús d'antibiòtics. Aquest estat de desequilibri rep el nom de disbiosi, i estudis recents demostren que està relacionat amb trastorns digestius (com ara la diarrea), immunitaris, metabòlics i fins i tot del sistema nerviós. Una de les maneres de restablir l'equilibri de les colònies de bacteris beneficiosos al nostre intestí és prendre probiòtics. En la taula següent es mostra la composició d'un probiòtic (milions per càpsula): Lactobacillus rhamnosus, 3 000; Lactobacillus paracasei, 1 880; Lactobacillus acidophilus, 750; Bifidobacterium bifidum, 370. [Imatge de la microbiota intestinal.]
La pesta porcina africana (PPA) és provocada per un virus que afecta senglars (Sus scrofa) i una subespècie del senglar, el porc domèstic (Sus scrofa domestica). La mortalitat i la gravetat de la malaltia varien segons la soca del virus que ha provocat la infecció. Les soques molt virulentes poden causar una mortalitat del 100 % dels porcs. En canvi, la mortalitat per soques de poca virulència és inferior al 10 %. [Fotografia d'un senglar.]
Les cèl·lules epitelials de l'intestí estan recobertes per una capa gruixuda de mucositat, sobre la qual se situa la comunitat de microorganismes coneguda com a microbiota intestinal. Quan aquesta capa és danyada per algun motiu, les unions estretes (tight junctions, unions hermètiques o zònules oclusives) entre les cèl·lules es tornen més febles i es produeix el que es coneix com a permeabilitat intestinal. Aquest és un dels factors causants de moltes malalties inflamatòries intestinals com ara la malaltia de Crohn o la colitis ulcerosa. [Esquema de la mucosa intestinal.]
Uns alumnes del batxillerat van buscar informació sobre el pintor italià Caravaggio. Una alumna va trobar que havia mort per sífilis, però una altra va trobar que havia estat per una infecció causada pel bacteri Staphylococcus aureus. Per tal d'esbrinar si les dues informacions eren coherents, van buscar més informació i van trobar el següent. Treponema pallidum: la sífilis és una infecció causada per Treponema pallidum, un bacteri espiroquet, aerobi i gramnegatiu, que mesura de 5 a 20 micròmetres (μm) de llargada i 0,5 μm de diàmetre. És quimioheteròtrof, ja que utilitza una gran varietat de glícids i aminoàcids com a font d'energia i carboni. La sífilis es tracta amb penicil·lina perquè Treponema pallidum no sol ser resistent a aquest antibiòtic. Staphylococcus aureus: és un bacteri grampositiu i anaerobi facultatiu. Té forma de coc i un diàmetre de 500 a 1 500 nanòmetres (nm). Quan es divideix origina una agrupació de cèl·lules. Pot fer fermentació làctica o respiració aeròbica. És un patogen que provoca moltes infeccions i que és perillós degut a la resistència que presenta a diversos antibiòtics. Més del 80 % de les soques actuals són resistents a la penicil·lina. [Retrat de Caravaggio.]
El març del 2020, un equip d'investigadors xinesos va publicar al Journal of Medical Virology una recerca que avaluava la utilitat de tres tipus de mascareta (N95, quirúrgica i de tela amb filtre) a l'hora de prevenir la transmissió del virus de la grip. Per motius de seguretat, van fer l'experiment amb una varietat poc patògena del virus. Les dades obtingudes van ser les següents (virus filtrats per la mascareta): N95, 99,98 %; quirúrgica, 97,14 %; de tela amb filtre, 95,15 %.
