Biología, Química y Geografía (UNAM Área 2/3): Biología Celular, Genética, Ecología, Estequiometría, Química Orgánica y Geografía de México

Reactivos clave de Biología, Química y Geografía para UNAM ( especialmente Área 2 Ciencias Biológicas y de la Salud), IPN y EXANI-II: metabolismo celular, genética mendeliana, evolución, tabla periódica, estequiometría, grupos funcionales y geografía física/económica de México.

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Biología, Química y Geografía (UNAM Área 2/3): Biología Celular, Genética, Ecología, Estequiometría, Química Orgánica y Geografía de México (.md)

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1¿En qué consiste la herencia ligada al sexo (como la hemofilia y el daltonismo) y qué cromosomas determinan el sexo humano?El ser humano tiene 46 cromosomas (22 pares de autosomas + 1 par sexual: XX mujer, XY hombre). Los genes recesivos ligados al cromosoma X (Xʰ para hemofilia o Xᵈ para daltonismo) se expresan con mucha mayor frecuencia en varones (XʰY) porque el cromosoma Y carece del alelo homólogo protector, mientras que las mujeres heterocigotas (XᴴXʰ) son portadoras sanas.
2¿Qué propuso la teoría quimiosintética de Oparin-Haldane sobre el origen de la vida y quiénes la comprobaron experimentalmente en 1953?Aleksandr Oparin y John Haldane propusieron que en la Tierra primitiva (atmósfera reductora sin O₂ libre, con CH₄, NH₃, H₂ y vapor de H₂O), la radiación UV y descargas eléctricas sintetizaron compuestos orgánicos que formaron un 'caldo nutritivo' y coacervados precelulares. Stanley Miller y Harold Urey (1953) lo demostraron experimentalmente obteniendo aminoácidos en el laboratorio.
3En la clasificación climática de Köppen (Geografía UNAM), ¿qué significan las letras mayúsculas (A, B, C, D, E) y las minúsculas (f, w, s, x')?Letras mayúsculas (temperatura/humedad): A = Tropical húmedo, B = Seco (BS estepario, BW desértico), C = Templado, D = Frío, E = Polar (ET tundra, EF hielos perpetuos en alta montaña). Letras minúsculas (régimen de lluvias): f = lluvias todo el año (ej. Af selva en Tabasco/Chiapas), w = lluvias en verano (ej. Aw sabana en costas y Cw templado en el Altiplano central), s = lluvias en invierno (Cs mediterráneo en el noroeste de Baja California), x' = lluvias escasas todo el año.
4En Evolución (Biología UNAM), ¿cómo se comparan las teorías de Lamarck, Darwin-Wallace, la Teoría Sintética (Neodarwinismo) y la Teoría Endosimbiótica de Lynn Margulis?Lamarck (Transformismo): uso y desuso de los órganos y herencia de los caracteres adquiridos. Darwin-Wallace: selección natural y supervivencia del más apto sobre variaciones heredables. Teoría Sintética (Dobzhansky, Mayr, Simpson): integra la selección natural darwiniana con la genética mendeliana, las mutaciones, la recombinación genética y la genética de poblaciones (deriva génica, flujo génico). Lynn Margulis (Endosimbiosis seriada): mitocondrias y cloroplastos evolucionaron a partir de bacterias aerobias y cianobacterias fagocitadas simbióticamente.
5En Geografía UNAM, ¿cómo funcionan las coordenadas geográficas (latitud, longitud y altitud) y el cálculo de husos horarios?Latitud: distancia angular (0° a 90° Norte o Sur) medida desde el Ecuador. Longitud: distancia angular (0° a 180° Este u Oeste) medida desde el Meridiano de Greenwich (0°). La Tierra gira 360° en 24 horas, por lo que cada huso horario equivale a 15° de longitud (1 hora): hacia el Este se SUMAN horas y hacia el Oeste se RESTAN horas.
6En Química UNAM/IPN, ¿cómo se calculan el número atómico (Z), la masa atómica (A), los protones, electrones y neutrones de un átomo neutro, un ión y un isótopo?Número atómico (Z) = número de protones (p⁺). En un átomo neutro, electrones (e⁻) = Z. Número de masa (A) = protones (Z) + neutrones (n⁰), por lo que n⁰ = A - Z. En un catión (carga +q) se restan electrones (e⁻ = Z - q); en un anión (carga -q) se suman electrones (e⁻ = Z + q). Los isótopos son átomos del mismo elemento (igual Z) pero con diferente número de neutrones y masa (diferente A).
7¿Cuáles son las diferencias moleculares entre el ADN y el ARN, y cómo fluye la información genética (replicación, transcripción y traducción)?ADN: doble cadena helicoidal (Watson y Crick), azúcar desoxirribosa y bases nitrogenadas Adenina=Timina (2 puentes de H) y Guanina≡Citosina (3 puentes de H). ARN: cadena sencilla, azúcar ribosa y sustituye la Timina por Uracilo (A-U, G-C). La transcripción sintetiza ARNm a partir del molde de ADN en el núcleo; la traducción lee los codones (tripletes) del ARNm en los ribosomas con ayuda del ARNt (anticodón) para unir aminoácidos mediante enlaces peptídicos.
8En Química Orgánica UNAM, ¿qué hibridación, geometría, ángulo de enlace y fórmula general tienen los Alcanos, Alquenos y Alquinos?Alcanos (enlaces simples C-C, hidrocarburos saturados): hibridación sp³, geometría tetraédrica (109.5°), fórmula CₙH₂ₙ₊₂. Alquenos (doble enlace C=C,1 σ y 1 π, insaturados): hibridación sp², geometría trigonal plana (120°), fórmula CₙH₂ₙ. Alquinos (triple enlace C≡C, 1 σ y 2 π, insaturados): hibridación sp, geometría lineal (180°), fórmula CₙH₂ₙ₋₂.
9¿En qué fase del ciclo celular se duplica (replica) el ADN y qué ocurre en cada fase de la Mitosis (Profase, Metafase, Anafase y Telofase)?La replicación semiconservativa del ADN ocurre durante la Fase S (Síntesis) de la Interfase. En la Mitosis: Profase (condensación de cromatina en cromosomas, desaparece envoltura nuclear, se forma huso acromático); Metafase (los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial); Anafase (las cromátidas hermanas se separan hacia los polos opuestos); Telofase (reaparecen núcleos y ocurre la citocinesis).
10¿Cuáles son los principales ríos de México según su vertiente (Golfo de México, Océano Pacífico e Interior/Endorreica)?Vertiente del Golfo de México (ríos más caudalosos): Bravo (frontera norte), Pánuco, Papaloapan, Coatzacoalcos y el sistema Grijalva-Usumacinta (el más caudaloso del país, en Chiapas y Tabasco), además del Hondo (frontera con Belice). Vertiente del Pacífico: Colorado, Yaqui, Fuerte, Lerma-Santiago (nace en el Estado de México, pasa por Chapala y desemboca en Nayarit), Balsas (cuenca hidroeléctrica e industrial) y Suchiate (frontera con Guatemala). Vertiente interior (endorreica): ríos Nazas y Aguanaval (Comarca Lagunera).
11En reacciones de Óxido-Reducción (Redox), ¿qué ocurre en la oxidación frente a la reducción y quién es el agente oxidante vs. el agente reductor?Oxidación: pérdida de electrones, por lo que el número de oxidación AUMENTA (se vuelve más positivo); la especie que se oxida es el Agente Reductor. Reducción: ganancia de electrones, por lo que el número de oxidación DISMINUYE (se vuelve más negativo); la especie que se reduce es el Agente Oxidante.
12En Biología UNAM, ¿cuáles son los tres postulados de la Teoría Celular y quiénes los formularon?1. Unidad anatómica/estructural: todos los seres vivos están formados por una o más células (Matthias Schleiden y Theodor Schwann, 1838–1839). 2. Unidad fisiológica/funcional: en la célula ocurren todas las reacciones metabólicas vitales (Schleiden y Schwann). 3. Unidad de origen: toda célula proviene de otra célula preexistente ('Omnis cellula e cellula', Rudolf Virchow, 1855).
13¿Cómo se distribuyen las principales actividades económicas primarias y secundarias (minería, petróleo e industria) en los estados de México?Minería metálica: Sonora (líder en cobre y oro), Zacatecas (líder mundial en plata, además de plomo y zinc), Durango y Chihuahua; carbón mineral y siderurgia en Coahuila (cuenca de Sabinas y Monclova). Extracción de petróleo y gas natural: Sonda de Campeche, Tabasco y Veracruz (cuenca de Burgos en Tamaulipas). Industria pesada y manufacturera: Zona Metropolitana del Valle de México, Monterrey (Nuevo León), Guadalajara, corredor del Bajío (Querétaro, Guanajuato, Aguascalientes) y maquiladoras en la frontera norte.
14¿Cómo difieren la Mitosis y la Meiosis en cuanto al tipo de células, número de divisiones, variabilidad genética y ploidía resultante?Mitosis: ocurre en células somáticas, consta de 1 sola división (PMAT) y origina 2 células hijas diploides (2n) genéticamente idénticas a la célula madre (crecimiento y reparación tisular). Meiosis: ocurre en células germinales (gametogénesis), consta de 2 divisiones sucesivas (Meiosis I reduccional y Meiosis II ecuacional), incluye entrecruzamiento (crossing-over en Paquiteno de Profase I) y origina 4 células hijas haploides (n) genéticamente distintas.
15En Cinética Química y Equilibrio Químico (Principio de Le Chatelier), ¿qué factores modifican la velocidad de reacción y hacia dónde se desplaza el equilibrio 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) + calor al aumentar la presión o la temperatura?La velocidad de reacción aumenta al elevar la temperatura, la concentración de reactivos, el área superficial de contacto o al añadir un catalizador (que disminuye la energía de activación sin alterar el equilibrio). Según Le Chatelier: al AUMENTAR la presión, el equilibrio se desplaza hacia donde hay MENOS moles de gas (hacia los productos, 2 moles de SO₃ vs. 3 moles en reactivos). Al ser exotérmica (+ calor en productos), si se AUMENTA la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia los reactivos (izquierda).
16¿Cuáles son las definiciones de Ácido y Base según las teorías de Arrhenius, Brønsted-Lowry y Lewis, y cómo se calcula el pH?Arrhenius: ácido libera iones H⁺ en agua; base libera iones OH⁻ en agua. Brønsted-Lowry: ácido dona un protón (H⁺); base acepta un protón (H⁺). Lewis: ácido acepta un par de electrones (electrófilo); base dona un par de electrones libre (nucleófilo). El pH = -log[H⁺] y pH + pOH = 14 (a 25°C: pH < 7 es ácido, pH = 7 neutro, pH > 7 básico/alcalino).
17¿Qué placas tectónicas interactúan en el territorio mexicano y qué zonas sísmicas y volcánicas generan?México se ubica principalmente sobre la Placa Norteamericana, en interacción con la Placa de Cocos y la Placa de Rivera (cuya subducción bajo la Placa Norteamericana en la Trinchera Mesoamericana ocasiona la alta sismicidad de Chiapas, Oaxaca, Guerrero, Michoacán, Colima y Jalisco, así como el Sistema Volcánico Transversal en el paralelo 19° N), además de la Placa del Pacífico (falla transformante de San Andrés en Baja California y Golfo de California) y la Placa del Caribe.
18¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre una célula procariota y una célula eucariota?Procariota (bacterias y arqueas): carece de núcleo definido, su ADN circular se ubica libre en el nucleoide, no tiene organelos membranosos, posee ribosomas 70S y pared celular de peptidoglicano (mureína). Eucariota (protistas, hongos, plantas y animales): tiene núcleo verdadero con membrana nuclear, ADN lineal asociado a histonas, organelos membranosos (mitocondrias, RE, Golgi) y ribosomas 80S.
19¿Cuáles son los principales indicadores demográficos y flujos migratorios evaluados en Geografía de México y del Mundo?La población de México supera los 126 millones de habitantes, con transición demográfica avanzada (descenso de natalidad y mortalidad, envejecimiento progresivo). Los estados más poblados son Estado de México, Ciudad de México, Jalisco y Veracruz. La migración interna se dirige hacia polos industriales, turísticos (Quintana Roo, Baja California Sur) y ciudades fronterizas del norte, mientras que la emigración internacional se concentra hacia Estados Unidos (generando remesas como una de las principales fuentes de divisas del país).
20¿Qué significan los 4 números cuánticos (n, l, m, s) y qué establecen el Principio de Edificación Progresiva (Aufbau), el Principio de Exclusión de Pauli y la Regla de Hund?n (principal: nivel de energía y tamaño orbital, 1 a 7); l (secundario o azimutal: forma del subnivel, s=0, p=1, d=2, f=3); m (magnético: orientación espacial, de -l a +l); s (espín: giro del electrón, +½ o -½). Aufbau (regla de las diagonales n+l): los electrones llenan primero los orbitales de menor energía. Pauli: dos electrones de un mismo átomo no pueden tener sus 4 números cuánticos iguales. Hund: en orbitales de igual energía, los electrones desapareados ocupan cada orbital antes de aparearse.
21En nomenclatura química inorgánica, ¿cómo se forman y distinguen los óxidos básicos, óxidos ácidos (anhídridos), hidróxidos, hidrácidos, oxiácidos, sales binarias y oxisales?Metal + O₂ → Óxido básico (ej. CaO); Óxido básico + H₂O → Hidróxido o base (contiene OH⁻, ej. Ca(OH)₂). No Metal + O₂ → Óxido ácido o anhídrido (ej. SO₃, CO₂); Anhídrido + H₂O → Oxiácido (H + No Metal + O, ej. H₂SO₄). H₂ + No Metal (grupos VIA/VIIA) → Hidrácido (ej. HCl(ac)). Ácido + Hidróxido → Sal (haloidea como NaCl u oxisal como Na₂SO₄) + H₂O.
22¿Cuáles son las principales sierras y formas del relieve de México?Sierra Madre Occidental (paralela al Pacífico, desde Sonora hasta Nayarit/Jalisco), Sierra Madre Oriental (paralela al Golfo de México, desde Coahuila/Nuevo León hasta Veracruz/Puebla), Eje Neovolcánico o Sistema Volcánico Transversal (de Nayarit a Veracruz, donde están las mayores altitudes: Pico de Orizaba o Citlaltépetl, Popocatépetl, Iztaccíhuatl y Nevado de Toluca), Sierra Madre del Sur (de Jalisco a Oaxaca), Sierra Madre de Chiapas y Altiplanicie Mexicana.
23¿Qué establecen las Tres Leyes de Mendel y qué proporciones se obtienen en la F₁ y F₂?1ª Ley (Uniformidad de la F₁): al cruzar dos razas puras homocigotas (AA × aa), el 100% de la F₁ es heterocigota (Aa) e igual fenotípicamente al dominante. 2ª Ley (Segregación): al cruzar dos heterocigotos de la F₁ (Aa × Aa), en la F₂ reaparece el carácter recesivo en proporción fenotípica 3:1 y genotípica 1:2:1. 3ª Ley (Transmisión Independiente): al cruzar dos caracteres independientes (AaBb × AaBb), se obtiene en la F₂ la proporción fenotípica 9:3:3:1.
24¿Cuál es el balance energético de la Respiración Celular Aerobia (Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena de Transporte de Electrones) frente a la Fermentación?1. Glucólisis (en el citoplasma, anaerobia): degrada 1 glucosa en 2 piruvatos, con ganancia neta de 2 ATP y 2 NADH. 2. Ciclo de Krebs o del ácido cítrico (en matriz mitocondrial): genera 2 ATP (GTP), 6 NADH y 2 FADH₂ por glucosa. 3. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa (crestas mitocondriales, requiere O₂ como aceptor final de electrones formando H₂O): produce 32–34 ATP, sumando un total de 36 a 38 ATP por glucosa. La fermentación (láctica o alcohólica, sin O₂) solo rinde 2 ATP netos.
25En Ecología (Biología UNAM), ¿cómo fluyen la materia y la energía en las cadenas tróficas y cuáles son las relaciones interespecíficas?El flujo de energía es unidireccional y abierto (del Sol a productores autótrofos → consumidores primarios herbívoros → secundarios → terciarios, perdiéndose ~90% como calor en cada nivel según la Ley del Diezmo Ecológico del 10%), mientras que el flujo de materia es cíclico gracias a los descomponedores (hongos y bacterias) y los ciclos biogeoquímicos (C, N, P, S, H₂O). Relaciones interespecíficas: Mutualismo (+/+ obligatorio, ej. liquen), Comensalismo (+/0, ej. rémora y tiburón), Parasitismo (+/-), Depredación (+/-) y Competencia (-/-).
26¿Cómo funcionan las fases luminosa y oscura (Ciclo de Calvin-Benson) de la fotosíntesis y qué moléculas producen?Fase luminosa (en la membrana de los tilacoides): depende de la luz; ocurre la fotólisis del agua (liberando O₂ a la atmósfera) y la fotofosforilación, produciendo ATP y NADPH. Fase oscura o Ciclo de Calvin (en el estroma del cloroplasto): utiliza el ATP, el NADPH y la fijación de CO₂ (mediante la enzima RuBisCO) para sintetizar glucosa (C₆H₁₂O₆).
27¿Cómo se distingue un enlace iónico, un enlace covalente (polar, no polar y coordinado) y un enlace metálico según la diferencia de electronegatividad (ΔEN)?Enlace iónico (ΔEN ≥ 1.7): transferencia de electrones entre un metal (baja EN) y un no metal (alta EN), formando redes cristalinas solubles en agua que conducen electricidad fundidos o en disolución (ej. NaCl). Enlace covalente: compartición de pares de electrones entre no metales; es no polar si ΔEN = 0 a 0.4 (ej. O₂, CH₄), polar si 0.4 < ΔEN < 1.7 (ej. H₂O, HCl) y coordinado o dativo cuando un solo átomo aporta el par electrónico compartido.
28¿Qué biomoléculas son los carbohidratos, lípidos y proteínas, y mediante qué enlaces químicos se unen sus monómeros?Carbohidratos (fórmula empírica (CH₂O)ₙ, fuente inmediata de energía: glucosa, glucógeno, almidón, celulosa): sus monosacáridos se unen mediante enlace glucosídico. Lípidos (reserva energética a largo plazo y bicapa de membranas: triglicéridos, fosfolípidos, esteroides): ácidos grasos + glicerol unidos por enlace éster. Proteínas (estructurales, enzimáticas, inmunológicas): cadenas de L-aminoácidos unidos por enlace peptídico.
29¿Cómo se identifican los grupos funcionales orgánicos: alcohol, éter, aldehído, cetona, ácido carboxílico, éster, amina y amida?Alcohol: R-OH (-ol); Éter: R-O-R' (oxirano/alcoxialcano); Aldehído: R-CHO (carbonilo terminal, -al); Cetona: R-CO-R' (carbonilo intermedio, -ona); Ácido carboxílico: R-COOH (carboxilo, ácido -oico); Éster: R-COO-R' (-oato de alquilo, obtenido por esterificación de ácido + alcohol); Amina: R-NH₂; Amida: R-CONH₂ (enlace peptídico en proteínas).
30En Estequiometría UNAM/IPN, ¿cómo se calculan los moles (n), la Molaridad (M), la Normalidad (N) y las composiciones porcentuales?Moles: n = masa (g) / Masa Molar (g/mol). En condiciones normales (TPE: 0°C y 1 atm), 1 mol de cualquier gas ideal ocupa 22.4 litros y contiene 6.022 × 10²³ partículas (Número de Avogadro). Molaridad: M = moles de soluto / litros de disolución. Normalidad: N = equivalentes-gramo / litros de disolución = M × θ (donde θ es el número de H⁺ en ácidos o de OH⁻ en bases; ej. para H₂SO₄, N = 2M).
31¿Cómo varían el radio atómico, la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad en la Tabla Periódica?De izquierda a derecha en un periodo (y de abajo hacia arriba en un grupo/familia): AUMENTAN la electronegatividad (el Flúor es el más electronegativo, 4.0 en escala de Pauling), la energía de ionización y la afinidad electrónica. En cambio, el radio atómico y el carácter metálico AUMENTAN de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo (el Francio/Cesio tienen el mayor radio atómico).
32¿Cuál es la función específica de cada organelo celular: mitocondria, cloroplasto, ribosoma, aparato de Golgi, lisosoma y retículo endoplásmico (RER y REL)?Mitocondria: respiración celular aerobia y síntesis de ATP (ciclo de Krebs en matriz, cadena respiratoria en crestas). Cloroplasto: fotosíntesis (fase luminosa en tilacoides/grana, fase oscura o Ciclo de Calvin en el estroma). Ribosoma: síntesis de proteínas (traducción). RER: síntesis y transporte de proteínas; REL: síntesis de lípidos y detoxificación celular. Aparato de Golgi: empaquetamiento, glucosilación y secreción de proteínas. Lisosoma: digestión intracelular mediante enzimas hidrolíticas.