Valencian Community PAU Biology cheat sheet

Bioelements primaris (CHON) formen el 96% de la matèria viva; oligoelements com Fe, Cu, Zn i I actuen com a cofactors o components d'hormones.

L'aigua és el dissolvent universal per la seva polaritat: enllaços d'hidrogen, elevada calor específica (1 cal/g·°C), elevada calor de vaporització i cohesió-adhesió que explica la capil·laritat.

L'aigua és termoreguladora, vehicle de transport i reactant en hidròlisi i condensació; la seva densitat màxima a 4 °C permet que el gel floti i aïlli els ecosistemes aquàtics.

Sals minerals: precipiten com a fase sòlida (fosfat de calci en ossos, carbonat de calci en closques) o es troben dissociades com a ions que regulen el pH i la pressió osmòtica.

Glúcids: monosacàrids (glucosa, fructosa), disacàrids (sacarosa, lactosa, maltosa) i polisacàrids; enllaç O-glicosídic entre carbonis anomèrics; midó i glucogen amb enllaç α(1→4) i ramificacions α(1→6), cel·lulosa amb enllaç β(1→4) no digerible per l'home.

Lípids: àcids grassos saturats (sense dobles enllaços, sòlids) i insaturats (dobles enllaços cis, líquids); triglicèrids per enllaç èster; fosfolípids amfipàtics formen bicapes; esteroides amb nucli ciclopentà-perhidrofenantrè.

Proteïnes: enllaç peptídic entre grup carboxil i grup amino amb pèrdua d'aigua; estructura primària, secundària (α-hèlix, làmina β), terciària i quaternària; la desnaturalització trenca enllaços febles però no el peptídic.

Àcids nucleics: nucleòtid = pentosa + base nitrogenada + grup fosfat; enllaç fosfodièster 5'→3'; ADN bicatenari antiparal·lel amb A-T i G-C (2 i 3 ponts d'hidrogen); ARN monocatenari amb uracil.

Fórmules clau: pH = -log[H+]; osmolalitat i pressió osmòtica π = iMRT; concentració percentual en massa i molaritat M = mols solut / litres dissolució.

Model de mosaic fluid de Singer-Nicolson: bicapa de fosfolípids amb proteïnes integrals i perifèriques, colesterol (rigidesa en animals), glucocàlix i glicolípids en la cara externa.

Transport de membrana: difusió simple (O2, CO2), difusió facilitada per canals o permeases, transport actiu contra gradient amb ATP (bomba Na+/K+), endocitosi i exocitosi.

Mitocondri: respiració aeròbia, cicles de Krebs a la matriu, cadena de transport electrònic i ATP sintasa a la membrana interna crestada; conté ADN propi i ribosomes 70S.

Cloroplast: fotosíntesi; tilacoides amb fotosistemes I i II, fase lluminosa i cicle de Calvin a l'estroma; també ADN propi i ribosomes 70S.

Reticle endoplasmàtic rugós (síntesi proteica amb ribosomes) i llis (síntesi de lípids, detoxificació); aparell de Golgi amb glicosilació, empaquetament i secreció; lisosomes amb hidrolases àcides.

Nucli: embolcall nuclear amb porus, nucleoplasma, cromatina (eucromatina laxa activa, heterocromatina condensada), nuclèol on es transcriu l'ARNr i s'acoblen subunitats ribosòmiques.

Cicle cel·lular: interfase G1-S-G2 (S duplica l'ADN) i fase M; punts de control G1/S i G2/M; mitosi amb profase, metafase, anafase i telofase, citocinesi diferent en cèl·lules animals i vegetals.

Meiosi: dues divisions successives amb una sola replicació; profase I amb entrecreuament (crossing-over) en el complex sinaptonèmic; resultat quatre cèl·lules haploides genèticament diferents.

Diferències clau mitosi/meiosi: mitosi conserva el nombre cromosòmic (2n→2n) i genera cèl·lules idèntiques; meiosi redueix (2n→n) i genera variabilitat per sobrecreuament i distribució a l'atzar dels homòlegs.

Els enzims són biocatalitzadors proteics (o ARN catalític) que disminueixen l'energia d'activació sense alterar la constant d'equilibri; especificitat per substrat i centre actiu.

Cinètica de Michaelis-Menten: v = Vmax[S]/(Km+[S]); Km és la concentració de substrat per a v = Vmax/2 i indica afinitat inversa; inhibició competitiva augmenta Km aparent, la no competitiva redueix Vmax.

Factors que afecten l'activitat: temperatura (desnaturalització per sobre de l'òptim), pH (cada enzim té un pH òptim), concentració de substrat i enzim, cofactors i coenzims (NAD+, FAD, CoA).

Catabolisme: oxidació de nutrients amb alliberament d'energia; anabolisme: síntesi amb consum d'ATP i poder reductor; acoblats per ATP/ADP i parells redox NAD+/NADH.

Glicòlisi: citosol, glucosa → 2 piruvat, guany net de 2 ATP i 2 NADH; pot seguir per fermentació làctica o alcohòlica en absència d'O2.

Respiració cel·lular: piruvat → acetil-CoA, cicle de Krebs (matriu mitocondrial, 2 CO2, 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP per piruvat) i fosforilació oxidativa amb rendiment teòric proper a 30-32 ATP per glucosa.

Fotosíntesi: fase lluminosa als tilacoides amb fotòlisi de l'aigua (allibera O2), fotosistemes i fotofosforilació; fase fosca al cicle de Calvin amb fixació de CO2 per la rubisco i consum d'ATP i NADPH.

Factors limitants de la fotosíntesi: intensitat lluminosa, concentració de CO2, temperatura i disponibilitat d'aigua; el punt de compensació és quan fotosíntesi iguala respiració.

Relació global: 6 CO2 + 6 H2O + llum → C6H12O6 + 6 O2; la respiració és el procés invers amb alliberament d'energia.

Replicació semiconservativa de l'ADN: helicasa separa les cadenes, primasa sintetitza ARN encebador, ADN polimerasa III sintetitza 5'→3'; cadena conductora contínua i retardada en fragments d'Okazaki; correcció de proves redueix errors.

Transcripció: ARN polimerasa llegeix la cadena motlle 3'→5' i sintetitza ARNm 5'→3'; en eucariotes hi ha maduració amb eliminació d'introns (splicing) i addició de caperutxa i cua poli-A.

Codi genètic: triplet, degenerat (diversos codons per un aminoàcid), no solapat i gairebé universal; codó d'inici AUG (metionina) i codons de parada UAA, UAG, UGA.

Traducció: ribosomes 80S eucariotes (70S procariotes), ARNt amb anticodó i aminoacil-ARNt sintetases; llocs A, P i E del ribosoma; enllaç peptídic per peptidil transferasa.

Mutacions: substitució (silenciosa, de sentit erroni, sense sentit), inserció o deleció amb canvi de pauta de lectura; poden ser espontànies o induïdes per agents mutàgens.

Regulació de l'expressió gènica: operó lac (inducció per lactosa, repressor actiu sense lactosa) i operó trp (repressió); en eucariotes, factors de transcripció, enhancers, metilació de l'ADN i acetilació d'histones (epigenètica).

Tècniques de biotecnologia: enzims de restricció tallen seqüències específiques, lligasa uneix fragments, plasmidis com a vectors, transformació de bacteris, PCR per amplificar ADN i electroforesi per separar fragments.

Aplicacions: insulina recombinant, organismes modificats genèticament, teràpia gènica, diagnòstic molecular, CRISPR-Cas9 com a edició dirigida del genoma; qüestions ètiques i de bioseguretat associades.

1a llei de Mendel (uniformitat): en encreuar línies pures, la F1 és uniforme heterozigota; la 2a llei (segregació) dona 3:1 fenotípic i 1:2:1 genotípic en la F2 per a un caràcter.

3a llei (transmissió independent): gens en cromosomes diferents o molt allunyats donen proporció 9:3:3:1 en la F2 d'un dihíbrid; gens lligats no compleixen aquesta proporció.

Notació: A dominant, a recessiu; genotip AA o Aa (fenotip dominant), aa (recessiu); creuament prova amb homozigot recessiu per deduir genotip desconegut.

Herència lligada al sexe: gens del cromosoma X; en homes (XY) un sol al·lel recessiu s'expressa (daltonisme, hemofília); creuaments amb dones portadores (XX) donen proporcions diferents per sexe.

Grups sanguinis AB0: al·lels IA, IB i i; IA i IB codominants, i recessiu; fenotips A (IAIA o IAi), B (IBIB o IBi), AB (IAIB) i O (ii).

Factor Rh: Rh+ dominant (DD o Dd) i Rh- recessiu (dd); risc d'isoimmunització materno-fetal si la mare és Rh- i el fetus Rh+.

Genealogies: herència autosòmica dominant apareix en totes les generacions, autosòmica recessiva pot saltar generacions i lligada a X afecta més homes; regles per descartar models.

Probabilitat genètica: producte de probabilitats d'esdeveniments independents i suma per esdeveniments mútuament excloents; arbre de Punnett per calcular proporcions.

Altres mecanismes: herència poligènica (alçada, color de pell), al·lels múltiples, codominància i dominància incompleta (fenotip intermedi), i efecte ambiental sobre el fenotip.

Bacteris: procariotes sense nucli, paret amb peptidoglicà, ribosomes 70S, ADN circular i plasmidis; reproducció per bipartició; classificació per tinció de Gram (positius, paret gruixuda) i per forma (cocs, bacils, espirils).

Virus: no són cèl·lules, material genètic (ADN o ARN) dins una càpsida proteica i de vegades embolcall lipídic; només es repliquen dins una cèl·lula hoste; cicles lític i lisogènic.

Cicle infecciós viral: adsorció o fixació a receptors, penetració, desencapsidació, replicació, muntatge i alliberament; els retrovirus fan transcriptasa inversa i integren provirus.

Barreres innates: pell i mucoses, pH àcid, lisozim, flora normal, inflamació, febre, fagocitosi per macròfags i neutròfils, sistema del complement i interferons.

Resposta adaptativa: limfòcits B produeixen anticossos (immunitat humoral), limfòcits T col·laboren (T helper, CD4) i citotòxics (CD8) destrueixen cèl·lules infectades; memòria immunològica.

Antígens i anticossos: immunoglobulines amb dues cadenes pesants i dues lleugeres, regió variable específica; reacció antigen-anticòs pot neutralitzar, aglutinar o activar el complement.

Vacunes: immunitat activa artificial amb antígens atenuats, inactivats o toxoides; generen memòria i resposta secundària més ràpida i intensa; la immunitat passiva prové de sèrum o llet materna.

Alteracions immunitàries: al·lèrgies (hipersensibilitat), malalties autoimmunitàries (atac a antígens propis), immunodeficiències i rebuig de trasplantaments.

Freqüències al·lèliques: p = freqüència de l'al·lel dominant, q = freqüència del recessiu, amb p + q = 1; freqüències genotípiques sumen 1.

Equilibri de Hardy-Weinberg: p² + 2pq + q² = 1; condicions: població gran, aparellament aleatori, absència de mutació, migració i selecció; permet calcular portadors sans (2pq).

Exemple: si la freqüència d'una malaltia recessiva és q² = 1/10.000, llavors q = 0,01, p = 0,99 i portadors 2pq ≈ 0,02 (2%).

Selecció natural: canvia les freqüències al·lèliques segons l'eficàcia biològica; pot ser direccional, estabilitzadora o disruptiva; exemples com la resistència a antibiòtics i la falcèmia en zones de malària.

Especiació: al·lopàtrica per aïllament geogràfic, simpàtrica sense barrera física; mecanismes d'aïllament reproductiu prezigòtics i postzigòtics.

Proves de l'evolució: fòssils, homologia d'òrgans, proves embriològiques, bioquímiques i moleculars (ADN, proteïnes), biogeografia i resistència a fàrmacs.

Conceptes clau: deriva genètica en poblacions petites, efecte coll d'ampolla i fundador, flux gènic per migració, mutació com a font de variabilitat.

Neodarwinisme: la variabilitat sorgeix per mutació i recombinació, i la selecció natural actua sobre el fenotip; l'adaptació és el resultat acumulat.

Ecosistema = biocenosi (comunitat d'éssers vius) + biòtop (medi físic) que interaccionen; inclou factors biòtics i abiòtics (llum, temperatura, humitat, sòl).

Cadena tròfica: productors, consumidors primaris, secundaris i terciaris, i descomponedors; xarxa tròfica integra diverses cadenes interconnectades.

Regla del 10%: només aproximadament un 10% de l'energia passa d'un nivell tròfic al següent; la resta es perd en respiració, calor i excrements; per això les piràmides ecològiques són decreixents.

Cicles biogeoquímics: cicle del carboni (fotosíntesi, respiració, combustió), del nitrogen (fixació, nitrificació, desnitrificació), del fòsfor (sedimentari) i de l'aigua.

Successió ecològica: primària en medis sense sòl previ (lava, dunes) i secundària després d'una pertorbació; tendeix a comunitats més complexes i estables (clímax).

Biodiversitat: diversitat d'espècies, genètica i d'ecosistemes; amenaçada per pèrdua d'hàbitat, sobreexplotació, contaminació, espècies invasores i canvi climàtic.

Impacte humà: efecte hivernacle per CO2 i metà, pluja àcida per SO2 i NOx, eutrofització per nitrats i fosfats, destrucció de la capa d'ozó per CFC, contaminació del sòl i de l'aigua.

Mesures de conservació: espais protegits, restauració d'hàbitats, desenvolupament sostenible, energies renovables, reciclatge i reducció de residus; convenis internacionals de biodiversitat i clima.