PAU Biologia 2022 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 6

Exercici 6 L’estiu del 2021 es va detectar per primer cop a Catalunya l’insecte Diabrotica virgifera, causant d’una de les plagues que ocasionen més danys als cultius de panís o blat de moro (Zea mays). Les femelles ponen els ous a prop de les arrels de les plantes. A la primavera neixen les larves, que s’alimenten de les arrels. Com a conseqüència, les plantes afectades tenen un creixement menor i produeixen menys gra. Un mètode que s’investiga per a lluitar contra aquesta plaga consisteix en l’ús de nemato­ des de l’espècie Heterorhabditis bacteriophora, uns cucs que viuen al sòl. Quan un nematode troba una larva, penetra al seu interior a través de la boca o de l’anus. Font: Imatge modificada a partir de C. J. Hartley, P. E. Lillis, R. A. Owens i C. T. Griffin. «Infective juveniles of entomopathogenic nematodes (Steinernema and Heterorhabditis secrete ascarosides and respond to interspecific dispersal signals». Journal of Invertebrate Pathology, 168 (2019). Un cop dins de la larva, el nematode regurgita els bacteris que porta a l’intestí. Aquests bacteris, de l’espècie Photorhabdus luminiscens, produeixen toxines que maten la larva. La larva morta és l’aliment dels nematodes i els bacteris, i el lloc on es reprodueixen. Quan s’acaba l’aliment, els nematodes busquen una altra larva. Els bacteris que no aconsegueixen instaŀlar-se dins d’un nematode no són capaços d’infectar altres larves, i els nematodes, sense aquests bacteris, no poden matar les larves d’insecte. 1. Quina relació ecològica s’estableix entre els insectes i el panís? I entre els nematodes i els bacteris? Justifiqueu les respostes. [1 punt] Relació ecològica entre els insectes i el panís: Justificació: Relació ecològica entre els nematodes i els bacteris: Justificació: 2. Algunes plantes, quan són infestades per larves de l’insecte Diabrotica virgifera, produei­ xen betacariofilè, una substància que atreu nematodes del sòl que eliminen les larves de l’insecte. La major part del panís cultivat actualment als Estats Units és de varietats molt productives però que no tenen la capacitat de sintetitzar el betacariofilè. Investigadors de la Universitat de Neuchâtel (Suïssa) han aconseguit modificar genèticament plantes de panís, a les quals han introduït el gen procedent de l’orenga (Origanum vulgare) que codifica l’enzim que sintetitza el betacariofilè. [1 punt] a) Expliqueu per què aquesta modificació genètica pot contribuir a controlar la plaga causada per l’insecte Diabrotica virgifera. b) Observeu la figura següent, en què es representa una part del procés que s’ha seguit per a obtenir el panís modificat genèticament, i responeu a les qüestions que hi ha a continuació. Font: Imatge elaborada a partir de https://image.freepik.com i https://st4.depositphotos.com. Expliqueu quins passos van fer els investigadors per obtenir el plasmidi recombinant de la figura anterior i quins enzims van necessitar a cada pas. En quines cèŀlules cal introduir el plasmidi recombinant per a obtenir una planta transgènica? Per què?

Exercici 6 1) 1 punt] Relació ecològica entre els insectes i el panís: Parasitisme (0,2 punts) Justificació: Resposta model: És una relació interespecífica en què una espècie (paràsit) obté l’aliment d’una altra (hoste) a la qual perjudica. En aquest cas, els insectes són el paràsit i el panís és l’hoste. (0,3 punts) Nota: Si no es contextualitza, s’ha de puntuar amb només 0,15 punts. Relació ecològica entre els nematodes i els bacteris: Simbiosi (0,2 punts) Justificació: Resposta model: És una relació interespecífica en què les dues espècies en surten beneficiades. Aquestes espècies tenen una relació tan estreta que no poden viure per separat: els nematodes (també s’accepta cucs) necessiten els bacteris per matar les larves (o bé es pot respondre que necessiten els bacteris per obtenir l’aliment de les larves) i els bacteris necessiten els nematodes per poder infectar les larves (o bé es pot respondre que els nematodes transporten els bacteris fins a les larves). (0,3 punts) Notes: - […]