Extremadura PAU Biology cheat sheet

Teoría celular: todos los seres vivos están formados por células, la célula es la unidad estructural y funcional, y toda célula procede de otra célula preexistente.

Procariota: sin núcleo ni orgánulos membranosos, ADN circular en nucleoide, ribosomas 70S, pared de peptidoglicano (bacterias); tamaño típico 1-10 µm.

Eucariota: núcleo con envoltura doble y poros, orgánulos membranosos, ribosomas 80S (70S en mitocondrias y cloroplastos), compartimentación celular.

Modelo de mosaico fluido (Singer-Nicolson): bicapa de fosfolípidos con proteínas integrales y periféricas, colesterol (animales) que modula fluidez, glucocáliz externo.

Transporte pasivo (difusión simple, difusión facilitada por canales o transportadores, osmosis) no consume ATP y va a favor de gradiente; el activo va contra gradiente y gasta ATP (bomba Na+/K+, 3 Na+ fuera por 2 K+ dentro).

Osmosis: el agua se mueve hacia la disolución más concentrada en solutos; medio hipotónico → turgencia (vegetal) o lisis (animal); hipertónico → plasmólisis o crenación; isotónico → equilibrio.

Endocitosis (fagocitosis, pinocitosis, mediada por receptor) y exocitosis: transporte en masa mediante vesículas que se fusionan o se forman a partir de la membrana; requieren ATP.

Uniones celulares: estrechas o herméticas (oclusivas, sellan el espacio), desmosomas (anclaje al citoesqueleto), uniones gap o comunicantes (canales de conexina) y plasmodesmos en vegetales.

Orgánulos clave: mitocondria (respiración, crestas), cloroplasto (fotosíntesis, tilacoides), RE rugoso (síntesis proteica) y liso (lípidos, detoxificación), Golgi (glucosilación y secreción), lisosoma (hidrolasas ácidas), peroxisoma (catalasa), ribosoma (traducción).

Anabolismo: rutas de síntesis que consumen energía y poder reductor (NADPH, ATP); catabolismo: rutas degradativas que liberan energía y producen ATP y poder reductor (NADH, FADH2).

ATP: hidrólisis del enlace fosfoanhídrido terminal libera ~30,5 kJ/mol en condiciones estándar; acopla reacciones exergónicas y endergónicas mediante energía de enlace.

Glucólisis (citosol): glucosa → 2 piruvato, con 2 ATP netos y 2 NADH; fase de inversión (2 ATP) y fase de beneficio; ocurre con o sin oxígeno.

Respiración aerobia: piruvato → acetil-CoA (descarboxilación oxidativa, produce NADH y CO2), ciclo de Krebs (2 CO2, 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP por piruvato) y cadena transportadora en la membrana mitocondrial interna con quimiosmosis y ATP sintasa.

Balance teórico de la respiración de una glucosa: ~30-32 ATP en eucariotas (rendimiento variable por el coste de transporte y la ATP sintasa); el O2 es el aceptor final de electrones y forma agua.

Fermentación: reoxidación del NADH sin cadena transportadora; láctica (piruvato → lactato, en músculo y bacterias) y alcohólica (piruvato → etanol + CO2, en levaduras); rinde solo 2 ATP por glucosa.

Fotosíntesis: fase luminosa en tilacoides (fotosistemas II y I, fotólisis del agua, producción de O2, ATP y NADPH) y fase oscura o ciclo de Calvin en el estroma (fijación de CO2 por la rubisco).

Quimiosíntesis: bacterias nitrificantes, del azufre y del hierro obtienen ATP oxidando compuestos inorgánicos y fijan CO2; no dependen de la luz.

Regulación enzimática: enzimas alostéricas, inhibición por retroalimentación (el producto final inhibe la primera enzima de la ruta), fosforilación y compartimentación como control del metabolismo.

ADN: doble hélice antiparalela (Watson-Crick, 1953), desoxirribosa, bases A-T y G-C con 2 y 3 puentes de hidrógeno; el apareamiento complementario explica la replicación semiconservativa (Meselson-Stahl).

Replicación: origen de replicación, helicasa (abre la horquilla), topoisomerasa (alivia tensión), primasa (ARN cebador), ADN polimerasa III (síntesis 5'→3'), corrección de pruebas, ligasa (une fragmentos de Okazaki); la hebra conductora es continua y la retardada discontinua.

Transcripción: ARN polimerasa lee la hebra molde 3'→5' y sintetiza ARN 5'→3'; en procariotas un solo ARN polimerasa y acoplada a traducción; en eucariotas ARN pol I (ARNr), II (ARNm) y III (ARNt y 5S), con maduración (caperuza 5', poli-A, splicing de intrones).

Código genético: tripletes, degenerado (varias codones para un aminoácido), no solapado, sin comas y universal; 64 codones, 61 codifican aminoácidos, AUG es inicio y UAA, UAG y UGA son de terminación.

Traducción: ribosoma (sitios A, P y E), ARNt con anticodón y aminoacil-ARNt sintetasa; iniciación, elongación (translocación y peptidil transferasa) y terminación por factor de liberación.

Mutaciones génicas: sustitución (transición o transversión; puede ser silenciosa, de sentido erróneo o sin sentido), inserción o deleción (puede provocar cambio de pauta); agentes mutágenos físicos, químicos y biológicos.

Diferencias procariota/eucariota: en procariotas transcripción y traducción son simultáneas y el ARNm es policistrónico; en eucariotas son secuenciales (núcleo y citoplasma) y el ARNm es monocistrónico.

Dogma central: ADN → ARN → proteína; la transcriptasa inversa (retrovirus) invierte el flujo ARN → ADN y la replicación del ADN es semiconservativa.

1ª ley de Mendel (uniformidad): el cruce de dos razas puras distintas da una F1 uniforme; los alelos se separan en la meiosis (segregación de alelos).

2ª ley (distribución independiente): los alelos de genes en cromosomas distintos se combinan al azar; proporción 9:3:3:1 en F2 de un dihíbrido AaBb × AaBb.

Cuadrado de Punnett y probabilidad: multiplicar probabilidades de sucesos independientes; usar la regla de la suma para sucesos excluyentes; retrocruzamiento con el recesivo para conocer el genotipo de un dominante.

Herencia intermedia o codominancia: el heterocigoto muestra un fenotipo intermedio (flor rosa) o ambos alelos (grupo AB); proporciones fenotípicas distintas de 3:1.

Alelismo múltiple y grupos sanguíneos AB0: alelos IA, IB e i; IA e IB codominantes, i recesivo; el factor Rh (D) es un caso de herencia dominante con riesgo de eritroblastosis fetal.

Herencia ligada al sexo: genes en el cromosoma X (daltonismo, hemofilia); el varón XY es hemicigoto y manifiesta el alelo recesivo con una sola copia; el padre transmite Y a los hijos varones.

Herencia no mendeliana: alelos letales (proporción 2:1), genes ligados (entrecruzamiento y mapas de ligamiento), herencia poligénica (carácter cuantitativo) y herencia mitocondrial (solo por vía materna).

Árboles genealógicos: identificar dominante o recesivo por la presencia de individuos afectados con progenitores sanos (recesivo) y por la transmisión; comprobar la compatibilidad de cada hipótesis con todos los individuos.

Genética del sexo: determinación XX/XY en mamíferos, ZZ/ZW en aves, haplodiploidía en himenópteros; el sexo cromosómico no impide que el ambiente module el fenotipo (determinación ambiental en algunos reptiles).

Enzimas de restricción (endonucleasas) reconocen secuencias palindrómicas y generan extremos cohesivos o romos; la ligasa une fragmentos y los vectores (plásmidos, fagos, cósmidos) transportan el gen de interés.

Clonación molecular: corte del gen y del vector, unión, transformación de la bacteria, selección por marcador (resistencia a antibiótico) y detección (gen reportero, sonda).

PCR: desnaturalización (~95 °C), hibridación de cebadores (~55 °C) y extensión por Taq polimerasa (~72 °C); amplifica exponencialmente el ADN (2^n copias) y permite detectar secuencias específicas.

Electroforesis en gel de agarosa: el ADN, cargado negativamente, migra hacia el ánodo; los fragmentos pequeños migran más rápido; sirve para separar y estimar tamaños comparando con un marcador.

Secuenciación de Sanger (didesoxinucleótidos terminadores) y secuenciación masiva; la bioinformática compara secuencias y busca genes homólogos.

Transgénicos: organismos modificados genéticamente por inserción de genes de otra especie; ejemplos: maíz Bt resistente a insectos, arroz dorado, bacterias productoras de insulina humana.

Terapia génica: introducción de un gen funcional (vectores virales o no virales) para corregir un defecto; retos de eficacia, especificidad y seguridad (mutagénesis por inserción).

CRISPR-Cas9: guía de ARN que dirige la nucleasa Cas9 a una secuencia diana y produce un corte de doble cadena; reparación por NHEJ (inactivación) o HDR (edición precisa).

Biotecnología clásica y aplicaciones: fermentaciones (pan, cerveza, queso), antibióticos, vacunas recombinantes, biorremediación y diagnóstico molecular; CRISPR y transgénicos plantean debates éticos y de bioseguridad.

Bacterias: procariotas, pared de peptidoglicano (Gram+ gruesa, Gram- fina con membrana externa), formas cocos, bacilos, espirilos y vibrios; reproducción por bipartición y parasexualidad (conjugación, transformación, transducción).

Crecimiento bacteriano: fases de latencia, exponencial, estacionaria y muerte; la curva se representa en escala logarítmica; los factores limitantes (nutrientes, pH, temperatura) detienen el crecimiento.

Virus: ácido nucleico (ADN o ARN, monocatenario o bicatenario) y cápside proteica; algunos con envoltura lipídica; son parásitos intracelulares obligados y no se consideran células; ciclos lítico y lisogénico.

Viroides (ARN desnudo), priones (proteína infecciosa PrPsc, sin ácido nucleico) y bacteriófagos (ciclo lítico con placa de lisis; ciclo lisogénico con profago).

Inmunidad innata: barreras físicas y químicas, inflamación, fagocitosis (macrófagos y neutrófilos), complemento, interferón y células NK; respuesta rápida, sin memoria y no específica.

Inmunidad adaptativa: linfocitos B (inmunidad humoral, producen anticuerpos) y linfocitos T (T CD4 cooperadores, T CD8 citotóxicos); los anticuerpos son inmunoglobulinas con dos cadenas pesadas y dos ligeras y dos sitios de unión al antígeno.

Tipos de inmunidad: activa natural (infección) o artificial (vacuna), pasiva natural (calostro, placenta) o artificial (suero con anticuerpos); la vacuna genera memoria inmunológica y la respuesta secundaria es más rápida e intensa.

Anticuerpo-antígeno: reacción específica; técnicas de detección como ELISA, inmunofluorescencia y aglutinación; el sistema del complemento forma el complejo de ataque a membrana.

Alteraciones inmunitarias: alergia (IgE), autoinmunidad (lupus, diabetes tipo 1), inmunodeficiencias (VIH ataca linfocitos T CD4) y rechazo de trasplantes (antígenos HLA).

Frecuencias alélicas: p + q = 1 para un locus con dos alelos; frecuencias genotípicas suman 1; calcular a partir del número de individuos de cada genotipo.

Equilibrio de Hardy-Weinberg: p² + 2pq + q² = 1; se alcanza en una población grande, con apareamiento aleatorio, sin mutación, sin migración y sin selección; permite estimar portadores (2pq).

Ejemplo de cálculo: si la frecuencia de una enfermedad recesiva (q²) es 1/10 000, q = 0,01, p = 0,99 y la frecuencia de portadores 2pq ≈ 0,0198 (casi 2 %).

Factores de cambio evolutivo: mutación (fuente de variabilidad), migración o flujo génico, deriva genética (efecto fundador y cuello de botella en poblaciones pequeñas), selección natural y apareamiento no aleatorio.

Selección natural: direccional, estabilizadora y disruptiva; actúa sobre el fenotipo y cambia las frecuencias alélicas; la aptitud o eficacia biológica mide el éxito reproductivo relativo.

Tipos de selección y especiación: alopatría (aislamiento geográfico), simpatría (aislamiento reproductivo sin barrera geográfica), y mecanismos de aislamiento precigótico y postcigótico.

Pruebas de la evolución: paleontológicas (fósiles y formas transicionales), anatómicas (órganos homólogos y análogos), embriológicas, biogeográficas y moleculares (comparación de secuencias de ADN y proteínas).

Teorías: lamarckismo (herencia de caracteres adquiridos, rechazado), darwinismo (selección natural y descendencia con modificación) y teoría sintética o neodarwinismo (integra genética de poblaciones y mutación como fuente de variabilidad).

Co-evolución, convergencia y divergencia: especies distintas desarrollan rasgos semejantes por presiones similares (convergencia) o rasgos distintos desde un antecesor común (divergencia adaptativa).

Salud y enfermedad: factores biológicos, ambientales y sociales; enfermedades infecciosas (transmisión directa, vectores, agua y alimentos), no infecciosas (cardiovasculares, cáncer, diabetes) y genéticas.

Prevención y tratamiento: vacunas, higiene, potabilización del agua, antibióticos (solo contra bacterias; el mal uso genera resistencias) y antivirales; la resistencia a antibióticos es un problema de salud pública.

Cáncer: proliferación descontrolada por mutaciones en oncogenes y genes supresores (p53, RB); factores de riesgo (tabaco, radiación, virus) y detección precoz; no es una enfermedad hereditaria simple.

Impacto ambiental: pérdida de biodiversidad, contaminación del agua y del suelo, lluvia ácida (SO2 y NOx), efecto invernadero (CO2, CH4) y destrucción de la capa de ozono (CFC).

Biorremediación y bioindicadores: microorganismos que degradan contaminantes (petróleo, metales pesados); los líquenes son bioindicadores de contaminación atmosférica por SO2.

Recursos y desarrollo sostenible: energías renovables, gestión de residuos, depuración de aguas residuales y conservación de espacios protegidos; la huella ecológica mide el consumo de recursos frente a la capacidad de regeneración.

Biotecnología en salud y alimentación: insulina recombinante, vacunas de ARNm, diagnóstico genético, alimentos transgénicos y fermentaciones industriales; evaluación de riesgos y principios de precaución.

Ética y legislación: consentimiento informado, privacidad de datos genéticos, patentes de genes, experimentación animal y bioseguridad; los comités de ética evalúan los protocolos.

Reproducción asistida y diagnóstico prenatal: FIV, donación de gametos, diagnóstico genético preimplantacional y cribado; implicaciones éticas de la selección de embriones.

Variables: independiente (la que se manipula), dependiente (la que se mide) y controladas (se mantienen constantes); el grupo control permite atribuir el efecto al factor estudiado.

Diseño experimental: hipótesis contrastable, tamaño de muestra suficiente, repeticiones y aleatorización; la ausencia de grupo control o de réplicas invalida la conclusión.

Gráficas: la variable independiente va en el eje X y la dependiente en el Y; línea para variables continuas, barras para categorías; indicar unidades y escala (lineal o logarítmica).

Interpretación de curvas: la pendiente indica la tasa de cambio; un máximo o meseta sugiere saturación (enzimática, transporte o crecimiento); una recta indica relación lineal.

Estadística básica: media, mediana y desviación típica; las barras de error indican variabilidad; diferencias entre grupos requieren un test (t de Student, chi-cuadrado) y un nivel de significación (p < 0,05).

Microscopía: el aumento total es el producto del ocular por el objetivo; el poder de resolución es la distancia mínima entre dos puntos distinguibles; tinción y preparaciones en fresco.

Técnicas de laboratorio: espectrofotómetro (absorbancia proporcional a la concentración), centrifugación diferencial (separa orgánulos por densidad), cromatografía (separa pigmentos) y titulación.

Errores: sistemáticos (afectan a todas las medidas en el mismo sentido, se corrigen calibrando) y aleatorios (varían al azar, se reducen repitiendo); distinguir precisión (repetibilidad) de exactitud (cercanía al valor real).

Análisis de resultados: comprobar si los datos apoyan o rechazan la hipótesis, identificar variables de confusión, discutir limitaciones y proponer experimentos de control.