Actividades del metabolismo
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
La descomposición del agua tiene lugar en el tilacoide al inicio de la fase luminosa acíclica. La luz incide dos fotones al fotosistema II, debido a ello la clorofila se excita y se vuelve inestable desprendiendo así dos electrones que pasan al primer aceptor de electrones, plasto quinona. Para reponer estos dos electrones se produce la rotura de la molécula de H2O. Como consecuencia se vuelven a desprender dos electrones que pasan al complejo citocromo B-F, para finalmente generar poder reductor, NADPH. Y ATP sintetizado anteriormente por ATP sintetasa. 2.- Cloroplastos y fotosíntesis. A) Durante el proceso fotosintético, coexisten un flujo cíclico y un flujo no cíclico de electrones. Exponga brevemente el sentido fisiológico de cada uno de ellos y cuáles son sus componentes principales.
La fase luminosa no cíclica tiene como finalidad la generación de poder reductor, concretamente el NADPH y la generación de ATP sintetizado anteriormente por ATP sintetasa.
La fase luminosa cíclica tiene como objetivo generar ATP, ya que la que se genera en la fase acíclica es insuficiente, por eso se debe entrar en este ciclo. Cuenta con el fotosistema I y un complejo citocromos b-f.
B) Existen algas procarióticas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embargo realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas superiores. ¿Cómo es posible?
A pesar de que carecen de cloroplastos lo realizan gracias los tilacoides que se encuentran en el citoplasma y que contienen los pigmentos fotosintéticos.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos: -Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas complejas que tienen lugar en el organismo de los seres vivos, transformando un tipo de biomoleculas en otras con el fin de obtener materia y energía para poder realizar las tres funciones vitales
-Respiración celular : Proceso catabolico en el cual participa la cadena transportadora de electrones, encargada de transformar NADH y FADH (monedas energéticas) en ATP. Este proceso a su vez se divide en respiración aerobica, cuando el agente oxidante es el oxigeno molecular, y respiración anaerobica, donde el agente oxidante es un ion como el ion nitrato.
-Anabolismo: Vía metabólica donde se producen reacciones de síntesis y reducción que precisan de energía para transformar pocos sustratos en muchos sustratos diferentes, siendo así un conjunto de vías divergentes.
-Catabolismo Vía metabólica donde se producen reacciones de degradación y oxidación, desprendiendo energía, donde a partir de sustratos diferentes se forman los mismos productos, siendo así un conjunto de vías convergentes.
-Fotosíntesis: Proceso anabolico donde se emplea la luz como fuente energética para construir moléculas complejas. La realizan las plantas, las algas y algunas bacterias (cianobacterias)
4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
-Fotosíntesis: Conjunto de reacciones anabólicas para la obtención de CO2 y materia orgánica utilizando H2O, O2 y como fuente de energía la luz. Se produce en organismos autótrofos en sus pigmentos fotosintéticos. Está dividida en dos fase la luminosa (acíclica y cíclica) dependiente de la luz y la fase oscura independiente de la luz. Dependiendo de qué moléculas se descompongan para la recuperación de los electrones puede ser oxigénica (se descompone el agua) o anoxigénica (H2S)
-Fotofosforilación: Es la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones y electrones gracias a la ATP-sintetasa, se produce en la fase luminosa de la fotosíntesis.
-Fosforilación oxidativa: Es la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones y electrones gracias a la ATP-sintetasa, se lleva a cabo en la cadena respiratoria.
-Quimiosíntesis: Conjunto de reacciones anabólicas para la obtención materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones de oxidación de compuestos orgánicos.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen
-Anabolismo: En las plantas la fotosíntesis transforma la energía luminosa en energía química, se lleva a cabo en los cloroplastos, más concretamente, en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides.
-Catablismo: La glucosa se degrada formando ácido pirúvico, que posteriormente se convierte en acetil-CoA, entra al ciclo de Krebs y finalmente se produce la cadena trasportadora de electrones. Este proceso tiene lugar en el citosol y las mitocondrias.
6.- Un proceso celular en eucariota genera ATP y NADPH (H) con producción de oxígeno por acción de la luz sobre los pigmentos. ¿De qué proceso se trata? ¿Para qué se utiliza el ATP y el NADPH formados? ¿Participan los cloroplastos (indicar brevemente cómo).
Se trata de la fase luminosa acíclica de la fotosíntesis, el ATP y el NADPH se utiliza en la fase oscura en el ciclo de Calvin con el objetivo de dar lugar a materia orgánica (glucosa) y otros compuestos como el CO2. Los cloroplastos si participan ya que esta serie de reacciones se lleva a cabo en su interior en en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides.
7.- ¿Qué es el ATP? ¿Qué misión fundamental cumple en los organismos? ¿En qué se parece (químicamente a los ácidos nucleicos? ¿Cómo lo sintetizan las células (indicar dos procesos).
El ATP, adenosín trifosfato, es un nucleótido fundamental para la obtención de energía celular.
Se parece a los ácidos nucleicos, ya que se compone de adenosina (adenina y ribosa) y tres grupos fosfato.
El ATP es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares, esto incluye la síntesis de macromoléculas como el ADN, el ARN y las proteínas. También desempeña un papel fundamental en el transporte de macromoléculas a través de las membranas celulares, es decir, en la exocitosis y endocitosis.
Las células sintetizan ATP por medio de la respiración celular (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena trasportacora de electrones) y la fotorrespiración.
8.- De los siguientes grupos de organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celular?¿Cuáles realizan la fotosíntesis oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, cianobacterias (cianofíceas), helechos y hongos.
Algas eucariotas, angiospermas y cianobacterias: Fotosíntesis
Helechos y hongos: Respiración celular
9.- Del orden de un 50 % de la fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la actividad de microorganismos. Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis. ¿Cuáles son los sustratos necesarios y los productos finales resultantes?
La fotosíntesis es un proceso anabólico cuya función es captar la energía lumínica del sol y transformarla ( gracias a los pigmentos fotosintéticos, concretamente en sus fotosistemas ) en energía química, la cual será el precursor de una serie de reacciones utilizando agua o ácido sulfhídrico distinguiéndose así la fotosíntesis oxigénica ( agua ) y la fotosíntesis anoxigénica (Ác. Sulfhídrico). La fotosíntesis se divide en dos fases, la fase luminosa la cual ocurre en los tilacoides, se capta la energía luminosa y se genera ATP y nucleótidos reducidos mientras que la fase oscura se da en el estroma de los cloroplastos y se emplean las coenzimas obtenidas anteriormente.
En la fase luminosa de la fotosíntesis diferenciamos dos fases, la fase acíclica con su fotólisis del agua, su fosforilación del ATP y su fotorreducción del NADP donde entra luz y agua al fotosistema II obteniendo dos electrones que van a pasar por esa cadena transportadora hasta el NADP reductasa que va a generar coenzimas, mientras que el agua también da dos protones que al añadirse a otros dos que entran en el proceso va al ATP-sintetasa y genera por cada 3 protones un ATP.
En la fase luminosa acíclica se produce la fosforilación del ATP generando un flujo de electrones que hacen que los protones vayan al ATP-sintetasa y obtengamos ATP.
Finalmente en la fase oscura de la fotosíntesis se produce el ciclo de Calvin donde el CO2 se una a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar al ácido-3-fosfoglicérico. Luego reducimos el CO2 fijado mediante el consumo de las coenzimas utilizándose como reserva energética o como regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato.
Los materiales que utilizamos en la fotosíntesis es dióxido de carbono y agua.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa de la fotosíntesis consta de dos fases, la fase luminosa acíclica que comienza cuando incide la luz sobre el fotosistema II lo cual produce la excitación de la clorofila cediendo dos electrones al primer aceptor. como consecuencia de esto se produce la fotólisis que divide el agua, los protones pasan al tilacoide y el oxigeno es liberado al medio. Cuando la luz incide de nuevo aunque esta vez sobre el fotosistema II este vuelve a perder dos electrones que pasaran al siguiente complejo, donde serán reducidos. Durante ese ciclo se añaden dos protones más que después, como consecuencia de una variación de potencial electroquímico pasaran a las ATP-sintetasas y formarán moléculas de ATP.
Mientras que la fase luminosa cíclica es aquella que realiza la fotofosforilación del ADP donde se produce un flujo cíclico que hace que entren los protones al interior del tilacoide y pasen por las ATP-sintetasas mientras que el fotosistema I realiza un proceso cíclico donde no se gasta energía. Repone sus electrones gracias a la cadena de transporte electrónico que se los cede.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autrótofo quimiosintético es aquel que realiza la quimiosíntesis, proceso en el que se sintetiza ATP con la energía desprendida en reacciones de oxidaciñon de sustancias orgánicas.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas producidas en las células de los seres vivos con el fin de obtener materia y energía para realizar las funciones vitales de la célula. Está compuesto por dos procesos (catabolismo y anabolismo) que se llevan a cabo cíclicamente. El catabolismo es un proceso de oxidación que produce energía, mientras que el anabolismo es un proceso de reducción y se gasta energía.
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondrias.
Falso, en todas las células eucariotas hay mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero, en las células eucariotas animales no hay cloroplastos ya que no se produce la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero, ya que las células procariotas los orgánulos que poseen son los ribosomas y la respiración celular se lleva a cabo en el citoplasma.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Verdadero, ya que las raíces obtienen la energía gracias a agua las sales minerales y no receben luz.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización.
Una antena es una estructura formada por una proteína transmembranosa. Se encuentra situada en la membrana de los tilacoides que contiene pigmentos fotosintéticos que captan la luz solar y transfieren la energía hasta a los pigmentos diana situados en el centro de reacción.
El centro de reacción es una estructura situada en el interior del complejo antena en la cual se sitúan los pigmentos diana. Estos reciben energía para transmitir los electrones a una molécula aceptora de electrones que los transfiere a otra molécula externa.
15.- Compara: a) quimisíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación
La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación mientras que la fotosíntesis es el proceso de conversión de energía luminosa en energía química , que se almacena en las moléculas orgánicas.La fosforilación oxidativa es un proceso de oxidación de las sustancias inorgánicas que constituye la fuente de energía para la fosforilación de ADP en la quimiosíntesis , y por otro lado la fotofosforilación es un proceso de síntesis de ATP a partir de ADP , llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales.
16.- La vaca utiliza los aminoácidos de la hierba para sintetizar otras cosas, por ejemplo la albúmina de la leche (lactoalbúmina). Indica si este proceso será anabólico o catabólico. Razona la respuesta.
Es un proceso anabólico porque a partir de una molécula, en este caso los aminoácidos de la hierba, se obtiene otra más compleja como es la lactoalbúmina.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa.
El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
Verdadera, debido a la presencia de enlaces ricos en energía entre los grupos fosfato son los enlaces anhídrido del ácido, cuando se rompen los enlaces y se libera fosforo inorgánico y también energía.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
Se puede generar de dos maneras y se genera en ambos casos en la mitocondria.
-Por fosforilación a nivel de sustrato. Gracias a la energía liberada de una biomolécula, al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Tiene lugar en la mitocondria.
–Reacción enzimática con ATP-sintetasas. En las crestas mitocondriales y en los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones.
19.- Papel del acetil-CoA en el metabolismo. Posibles orígenes del acetil-CoA celular y posibles destinos metabólicos (anabolismo y catabolismo). Principales rutas metabólicas que conecta.
El acetil-CoA se utiliza en el catabolismo y anabolismo de los lípidos y ciclo de Krebs. Este se origina cuando el acetato se une a una coenzima A. Además, puede conectar con el ciclo de Krebs, B-oxidación de los ácidos grasos, gluconeogénesis, biosíntesis de los ácidos grasos y síntesis de aminoácidos.
20.- Esquematiza la glucólisis: a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales. b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. c) Localización del proceso en la célula.
Como podemos observar, la glucólisis consta de una degradación de la glucosa, de la cual obtendremos 2 ácido piruvico, este ácido resultante sufre una transformación en acetil-CoA y entra al ciclo de krebs en caso aeróbico, en caso anaeróbico ira destinado a fermentaciones como la alcohólica, láctica o acética.
Este proceso se realiza en el citosol, y se da una fosforilación a nivel de sustrato de la glucosa.
21.- Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n moléculas de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?.
Sí, se está produciendo la respiración celular con la finalidad de obtener energía y así poder realizar sus funciones básicas.
En la matriz mitocondrial se realiza el ciclo de Krebs y en las crestas mitocondriales se produce la cadena transportadora de electrones, ambos procesos forman parte de la respiración celular y se obtiene energía.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?.
Se inicia el ciclo de Krebs con el paso de ácido pirúvico a acetil-CoA, el cual se une a el ácido oxalacético para comenzar el ciclo, la unión de el ácido con el acetil produce ácido cítrico, más tarde se produce el isocitrato, después el ALFA-cetoglutarato, y para terminar el fumato y el malato.Este ciclo se da en la matriz mitocondrial.como balnce final de ciclo de Krebs obtenemos 3 NADH, 1 FADH y 1 GTP por cada vuelta.
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?.
El dióxido de carbono atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y allí se una a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto inestable de seis átomos de carbono.
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
El NAD y el NADH + H son coenzimas que aparecen en procesos como el Ciclo de Krebs, La Glucólisis, el transporte de electrones y la descarboxilación oxidativa.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
En esta imagen se observa la fase oscura de la fotosíntesis. Proceso anabólico que se divide en dos etapas, la fase luminosa y la fase oscura. En la imagen observamos el ciclo de Calvin donde comienza en la fijación del CO2 a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco dando lugar a un compuesto inestable llamado ácido-3-fosfoglicérico. Posteriormente se reduce este ácido gracias a la acción de coenzimas como el ATP y el NADPH que dará lugar al gliceraldehído-3-fosfato. A partir de este producto puede sintetizar monosacáridos, glicerina, ácidos grasos o aminoácidos.
26.- Bioenergética: a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, fotofosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
-Fosforilación a nivel de sustrato: síntesis de ATP a partir de la energía liberada de una biomolécula al romper sus enlaces. Se produce en las mitocondrias porque este proceso se da en la respiración de glúcidos, concretamente, en el ciclo de Krebs que ocurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que también se da en el proceso de glucólisis.
-Fotofosforilación: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales. Se produce en las mitocondrias porque forma parte del transporte de electrones en la cadena respiratoria que tiene lugar en las mitocondrias como consecuencia de la respiración de glúcidos.
-Fosforilación oxidativa: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato, llevada a cabo por la ATP sintetasa en la cadena transportadora de electrones en las crestas mitocondriales durante la respiración celular. Se produce en los cloroplastos ya que en su interior tienen el pimiento de la clorofila que capta la luz solar.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?.
El proceso de transporte electrónico mitocondrial es la última etapa de la respiración , en este se oxidan las coenzimas reducidas y de esta forma son utilizadas para sintetizar ATP a partir de la energía que contienen.
La cadena transportadora está formada por una serie de moléculas , cada una de estas moléculas aceptan electrones y luego los transfiere a la molécula siguiente mientras que el proceso de fosforilación oxidativa es una fase del proceso de transporte electrónico en el que se produce la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP.
La función de la cadena respiratoria es transportar los electrones. Está formada por grandes complejos proteicos , ubiquinona y citocromo. Se localiza en la matriz mitocondrial.
28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas se consumen y se liberan en cada una de las vueltas de la espiral de Lynen en la B-oxidación de los ácidos grasos?.
En la hélice de Lynen de los ácidos grasos se produce un FADH2 y un NADH que pasa a la cadena transportadora de electrones y un Acetil-coA que pasa al ciclo de krebs. Además se consume 2 ATP y un FAD.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquimico se origina debido a la diferencia de potencial entre membranas mitocondriales, lo cual provoca que se produzca energía
30.- ¿Cuál es la primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los lípidos? ¿Cuál es el destino final de dicha molécula en el metabolismo?
La primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y lípidos es la dihidroxiacetona-3-fosfato. El destino final es la síntesis de ATP en el ciclo de Krebs.
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
Proceso anabólico de la fotosíntesis. Producido concretamente en la fase oscura sintetizando compuestos de carbono, y se divide en dos fases: la fijación del dióxido de carbono y la reducción del CO2 fijado. El rendimiento es de un ADP.
(Foto sacada de Google)
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:a) ¿Qué tipo de moléculas son? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?
El ATP, NAD y NADP son cofactores orgánicos (coenzimas) que forman la parte no proteica de las enzimas. El ATP es de transferencia y el NAD y NADP son de oxidación reducción.No forman parte del ADN ya que son nucleótidos no nucleicos.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP es el producto final más importante del catabolismo por respiración, el cual es un proceso metabólico.El NAD y NADP se encargan del transporte de electrones y protones en la cadena respiratoria, con el fin de obtener energía.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
(Foto sacada de Google)
35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA.a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?
Se forma en el catabolismo y en el anabolismo, en el catabolismo la obtenemos en el paso previo al ciclo de Krebs en la respiración, en la activación de los ácidos grasos en el catabolismo de los lípidos y en el catabolismo de las proteínas. En el anabolismo la encontramos en la síntesis de ácidos grasos en el catabolismo y en la síntesis de triacilglicéridos.
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Biooxidación.
Indica:
– Los productos finales e iniciales.
– Su ubicación intracelular.
Glucogénesis: Comienza con una molécula de glucosa y obtiene como resultado dos moléculas de ácido pirúvico. Está situado en el citosol.
Fosforilación oxidativa: A partir de protones se obtiene ATP y se da en las crestas mitocondriales y el espacio intermembranoso.
B-oxidación: Es la llamada hélice de lynen y forma a partir de una larga cadena hidrocarbonada y la CoA-SH acetil-coA por vuelta. Esta hélice tiene lugar en la matriz mitocondrial.
36.- En el siguiente diagrama se esquematiza el interior celular y algunas transformaciones de moléculas que se producen en diferentes rutas metabólicas:
a) ¿Qué es el metabolismo?¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?¿Cómo se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).
– Metabolismo: Se encarga de la transformación de biomoléculas, con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.
– Anabolismo: Proceso metabólico que se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.
– Catabolismo: Proceso anabólico en el que se sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía.
El anabolismo y el catabolismo están relacionados ya que los productos de una reacción anabólica o catabólica pueden ser los reactivos de la otra. Se distingue la Glucólisis ya que a partir de la glucosa se obtiene Ácido Pirúvico. La descarboxilación oxidativa ya que del piruvato obtenemos Acetil-_CoA. Fermentaciones ya que a partir del piruvato se obtiene lactato. El ciclo de Krebs ya que aparece el ácido oxalacético y el Acetil–CoA. Finalmente la cadena respiratoria.
b) ¿Qué compartimentos celulares intervienen en el conjunto de las reacciones? (Indica el nombre de los compartimentos y la reacción que se produce en cada uno de ellos).
-Interviene mayoritariamente la mitocondria, el citosol y los cloroplastos.
-En el citosol se realiza la glucólisis, en la mitocondria el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin, en las crestas mitocondriales la cadena transportadora de electrones y en los estomas de los cloroplastos la fotosíntesis
37.- Indique el rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa y compárelo con el obtenido en su fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.
En la fermentación no se produce la cadena transportadora de electrones por lo cual solo se obtiene la energía procedente de la glucólisis (2 ATP). Mientras que en la oxidación completa de la glucosa se obtiene una gran cantidad de energía (36 en las eucariotas y 38 en las procariotas) gracias a la cadena transportadora de electrones.
38.- ¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena?¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
La cadena de transporte de electrones tiene lugar en las mitocondrias. En dicha cadena el oxígeno actúa como oxidante. La llevan a cabo los organismos aerobios para obtener energía.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. - ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
En el ciclo de Krebs las reacciones que se realizan son catabólicas y de oxidación reducción. Las coenzimas NADH y FADH2 se utilizan en la cadena transportadora de electrones para la obtención de energía, también se produce CO2 como producto de desecho.
40.-Metabolismo celular:-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.
– Metabolismo: Se encarga de la transformación de biomoléculas, con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.
– Anabolismo: Proceso metabólico que se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.
– Catabolismo: Proceso anabólico en el que se sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía.
¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
Si que son reversibles, ya que las moléculas orgánicas pueden ser formadas o destruidas, como por ejemplo, los ácidos grasos, en donde la beta oxidación de estos, puede darse en un sentido o en otro. Pero algunos pasos no son exactamente iguales, porque no están catalizados por las mismas enzimas, y se siguen vías diferentes para llegar al mismo compuesto. Un ejemplo de esto es la destrucción de la glucosa y la formación de la glucosa, gluogenogénesis y gluconeogénesis.
El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por qué?
Porque el acetil-CoA puede entrar al ciclo de Krebs y participar en la degradación de moléculas. Sin embargo, a partir de una molécula del ciclo de Krebs, como el ácido cítrico, se puede obtener acetil CoA y construir así otras moléculas.
41.- Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
Consiste en la sintesis de ATP a partir de energía que se desprende de reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas. Esta está dividida en dos fases, la primera consiste en una fosforilación oxidativa, y la segunda consiste en el ciclo de Calvin.
42.- Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los microorganismos son muy importantes para los procesos catabólicos de fermentación produciendo productos orgánicos. Además, las fermentaciones son importantes ya que puede producir nutrientes importantes y con ellas podemos obtener productos para la fabricación de medicamentos y de alimentos como la leche (láctica), el vino (alcohólica), y distintos sabores de queso (pútrida).
43.- Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
-Significado biológico: son procesos catabólicos de los cuales se obtienen ATP por la degradación de un compuesto complejo a otro complejo simple.
-Diferencias: la fermentación se obtienen solo 2 ATP y solamente se produce en las procariotas, por otro lado en la respiración producida en las procariotas se obtienen 38 ATP y en las eucariotas 36 ATP gracias a la cadena de electrones. Otra diferencia es el aceptor final, en la respiración es el oxígeno, pero en la fermentación es un aceptor orgánico.
(Creación propia)
44.-
A) En la figura se indican esquemáticamente las actividades más importantes de un cloroplasto. Indique los elementos de la figura representados por los números 1 a 8.
1- CO2
2- Ribulosa-1,5-difosfato
3- ADP+P
4- ATP
5- NADPH
6- NADP+
7- H2O
8- O2
¿En cuál de esas estructuras tiene lugar el proceso por el que se forman los elementos 4 y 6 de la figura? ¿Dónde se produce el ciclo de Calvin?
El 4 y el 6 están en estroma, que es donde se produce también el ciclo de Calvin, en el proceso de la fotosíntesis, en la fase oscura de esta.
C) ) Explique brevemente (no es necesario que utilice fórmulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin consiste en producir moléculas complejas a partir de CO2 y H2O, y con el aporte energético de la fase luminosa.
45.- A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
1- Ácido pirúvico
2- Acetil CoA
3- ADP
4- ATP
5- NADH
6- O2
B) La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización
La glucólisis, la entrada de ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y en la fotosíntesis. C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar elcompuesto 2?
El acetil-CoA se puede originar también a partir de otra sustancia como como un ácido graso en la betaoxidación de los ácidos grasos.
46.-
a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1- Espacio intermembranoso.
2- Membrana interna.
3- Membrana externa.
4-Tilacoides del estroma.
5- ADN.
6- Estroma.
7- Tilacoides de grana.
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.
En la fase luminosa se obtiene ATP y NADH (16 ATP y 12 NADPH en la acíclica y 2ATP en la cíclica). Dependiendo de la molécula que se desee construir obtenemos una cantidad u otra. Para ello se hidrolizan un número determinado de moléculas de agua y en el ciclo de Calvin de la fase oscura se dan tantas vueltas como átomos de carbono tenga la molécula deseada.
47.- El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1- Espacio intermembranoso.
2- Membrana interna.
3- Membrana externa.
4-Tilacoides del estroma.
5- ADN.
6- Estroma.
7- Tilacoides de grana. a) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
-Ambos son orgánulos transductores de energía
-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero sin colesterol
-Comparten ciertas estructuras: como la membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….
-Ambos se encuentran en las células eucariotas.
48.-
a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
1- Matriz mitocondrial
2- Cresta mitocondrial
3- Ribosoma
4- Membrana mitocondrial interna
5- Membrana mitocondrial externa
6- Espacio intermembranoso
7- Complejo I
8- Complejos activos de la cadena transportadora de electrones.
b) Indique dos procesos de las células eucariotas que tengan lugar exclusivamente en las mitocondrias y para cada uno de ellos establezca una relación con una de las estructuras indicadas en el esquema.
Ciclo de Krebs que se produce en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora de electrones en la membrana mitocondrial interna (las crestas mitocondriales).
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Proteínas (formadas por aminoácidos) y ARNm.