PREGUNTAS 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 un tipo de fotosíntesis denominada fotosíntesis oxigénica, en ella los electrones se obtienen en una molécula de agua que se descompone según la siguiente relación:
H2O 2H+ + 2E- + ½ 02
En esta reacción se produce oxígeno que se libera al medio ambiente. Se suele realizar en plantas, algas y en las cianobacterias. Gracias a ella, nuestra atmósfera pasó de ser reductora a ser oxidante.
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.
Ambos pertenecen a la fase luminosa de la fotosíntesis y su principal función es obtener 18 ATP por fotofosforilación del ADP y los electrones que pasarán a la cadena transportadora de electrones.
En la fase acíclica se van a dar tres fases: la fotólisis del agua, la fotofosforilación del ADP y la fotorreducción del NADP. Al incidir la luz en el fotosistema II se cede dos electrones al primer aceptor, para así poder ponerlos en la clorofila P680, así se produce la hidrólisis del agua. Más tarde el primer aceptor cede los electrones a una cadena de transporte electrónico que los cede a la clorofila P700, otros dos electrones pasan del estroma al tilacoide y cuando el fotosistema 1 le inciden luz la clorofila P700 cede los dos electrones al primer aceptor de electrones y así la clorofila repone los electrones perdidos. Los componentes principales de esta fase son el fotosistema I y II, la cadena de electrones, los protones, los fotones, los complejos citocromos, la plastoquinona, la plastocianina y la ferredoxina.
En la fase cíclica se genera un flujo de electrones que hace que se introduzcan protones en el interior del tilacoide. Cuando inciden los fotones sobre el fotosistema I, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor primario y se inicia la cadena de transporte de electrones. Finalmente la cadena de transporte cede los dos electrones a la clorofila P700 para reponer los electrones que ha perdido. Sus componentes son el fotosistema I, la cadena de electrones, el complejo citocromos, la plastoquinona, la pastocianina, la ferredoxina y los fotones y protones.
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, gracias a los pigmentos fotosintéticos que son capaces de captar la energía luminosa y activar algunos de sus electrones y transferirlos a otros átomos, pueden realizar el proceso fotosintético.
3. Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
- Metabolismo: obtener materia y energía para llevar a cabo las tres funciones vitales.
- Anabolismo: obtener moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas o inorgánicas más sencillas mediante reacciones de reducción.
- Catabolismo: transformar moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando así energía en forma de ATP.
- Fotosíntesis: obtener materia orgánica y oxígeno a partir de inorgánica.
- Respiración celular: obtener energía en forma de ATP, CO2 y H2O a partir de la oxidación de moléculas orgánicas.
4. Defina:
- Fotosíntesis: proceso de conversión de la energía luminosa procedente del sol en energía química que queda almacenada en moléculas orgánicas.
- Fotofosforilación: proceso que ocurre en las ATP-sintetasas de la fase luminosa de la fotosíntesis. En ella se obtiene una molécula de agua y ATP mediante la adición de un fósforo inorgánico a un ADP.
- Fosforilación oxidativa: proceso que tiene lugar en las ATP-sintetasas de la cadena transportadora de electrones de la respiración celular. Los protones atraviesan la
ATP-sintetasa y se obtiene ATP y agua gracias a la adición de un grupo fosfato a un ADP.
- Quimiosíntesis: síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.
5. Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en
qué orgánulos celulares se producen.
La fotosíntesis es un proceso anabólico que tiene lugar en los cloroplastos de las células vegetales. El anabolismo de los glúcidos tiene lugar en el citosol y en las mitocondrias El catabolismo de los gúcidos y de los lípidos se lleva a cabo en el citosol y en 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 adenosín-trifosfato conocido como ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética. Almacena y cede energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos que pueden llegar a almacenar 7,3kcal/mol. Actúan como moneda energética para las células.
Químicamente se asemejan en que su composición está formada por una pentosa, una base nitrogenada que es la adenina y el ATP por tres ácidos fosfórico.
La síntesis de ATP se realiza de dos formas diferentes:
- Fosforilación a nivel de sustrato: gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse alguno de los enlaces ricos en energía.
- 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 electrones.
8. De los siguientes grupos de organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celular? ¿Cuáles realizan la fotosíntesis oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, ciano- bacterias (cianofíceas), helechos y hongos.
- Respiración celular: todos. - Fotosíntesis oxigénica: todos menos los hongos.
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 el proceso de conversión de la energía luminosa procedente de la energía química, que queda almacenada en moléculas orgánicas. Este proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos.
Los sustratos necesarios son los pigmentos fotosintéticos para activar una serie de reacciones que vana constituir la fotosíntesis. Depende del tipo de fotosíntesis necesitaremos como sustratos agua o ácido sulfhídrico y como productos resultantes oxígeno y azufre.
Intervienen dos elementos, las cadenas de transporte electrónico y las ATP-sintetasas.
10. Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosinté- tico global.
La fase luminosa de la fotosíntesis consta de dos fases: acíclica y cíclica.
En la fase luminosa acíclica el fotosistema II recibe la luz excitando la clorofila P680 y cediendo dos electrones al primer aceptor de electrones. Este da dos electrones a la cadena de transporte electrónico y finalmente los cede a la clorofila P700 del fotosistema I. Además, este recibe la luz y su clorofila P700 cede dos electrones al primer aceptor y los transfiere a otra cadena de transporte electrónico. Luego, los cede al NADP+ que toma protones del estroma y se reduce para formar NADPH+H. Cada dos protones formará un ATP por lo que al tener 48 protones, obtendremos 16 ATP al romper 12 moléculas de agua.
Durante la fase luminosa cíclica inciden dos fotones en el fotosistema I, la clorofila P700 libera dos electrones al prmer aceptor y se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde el estroma al interior del tilaciode. La cadena de transporte electrónico transfiere los dos electrones a la clorofila P700 para reponer los electrones que ha perdido. Los electrones pasan por la ferredoxina y citocromo b hasta la plastoquinona la cual capta dos protones y se reduce. Después cede dos electrones al citocromo f que introduce dos protones en el interior del tilacoide. Estos dan lugar a ATP al pasar por la ATP-sinteteasa. Este proceso es necesario para obtener suficiente energía para llevar a cabo la fase oscura.
11. ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autrótofo quimiosintético es el que realiza la quimiosíntesis que es un proceso en el que se sintetiza ATP con la energía desprendida en reacciones de oxidación de sustancias orgánicas.
12. Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su fun-
ción biológica.
Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas con el fin de obtener energía y materia para llevar acabo la nutrición, reproducción y relación.
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta: a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondria.
Falso porque este tipo de células son las células vegetales y realizan tanto la fotosíntesis como la respiración celular.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero porque estas células son las animales y no realizan la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero porque una célula procariota no tiene ni mitocondrias ni cloroplastos.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Falso porque las células de las raíces de los vegetales son quimioheterótrofas.
14. Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización
El complejo antena es una estructura que contiene pigmentos fotosintéticos que captan energía luminosa, se excitan y transmiten la energía de unas moléculas a otras hasta que la ceden finalmente al centro de reacción.
El centro de reacción contiene un pigmento diana que al recibir la energía captada por los anteriores pigmentos transfiere sus electrones a otra molécula denominada primer aceptor de electrones. Este los cederá a otra molécula externa. El pigmento diana puede iniciar una reacción redox y reponer los electrones perdidos a partir del primer dador de electrones.
15. Compara:
a) quimisíntesis y fotosíntesis
La fotosíntesis es un conjunto de reacciones anabólicas para la obtención de CO2 y materia orgánica utilizando H2O, O2 y la luz como fuente de energía. Dependiendo de qué moléculas se descompongan para la recuperación de los electrones puede ser oxigénica (se descompone el agua) o anoxigénica (H2S). Mientras que la quimiosíntesis es el conjunto de reacciones anabólicas para la obtención materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones de oxidación de compuestos orgánicos.
b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación
La 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. Mientras que la 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.
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 ya que a partir de moléculas sencillas (aminoácidos) se obtiene otras más complejas (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.
Es verdadera porque cuando el ATP se hidroliza se rompe un enlace éster-fosfórico y se produce ADP, energía y una molécula de ácido fosfórico o un fósforo inorgánico.
18. ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
El ATP se puede generar por fosforilación a nivel de sustrato que es la formación de ATP gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía y ocurre, por ejemplo, en la glucólisis y en el ciclo de Krebs. O también se puede generar por reacción enzimática con ATP-sintetasas en las crestas mitocondriales y en los tilacoides. Estas enzimas sintetizan ATP cuando un flujo de protones atraviesa el interior de ATP-sintetasas.
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.
El producto o reactivo inicial es la glucosa y el resultado final son dos moléculas de ácido pirúvico.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias.
En condiciones anaerobias el ácido pirúvico se queda en el citosol y en condiciones aeróbicas, entra por transporte activo a la mitocondria donde se transforma en Acetil-CoA.
c) Localización del proceso en la célula.
La glucólisis tiene lugar en el citosol.
21. Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n molécu- las de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la
matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?
La célula sí está respirando para obtener energía de la combustión de la glucosa. La matriz mitocondrial sí participa ya que en ella tiene lugar el ciclo de Krebs y las crestas mitocondriales también porque en ellas se produce la cadena transportadora.
22. ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxala- cético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?
El ciclo de Krebs. Su condensación origina ácido cítrico que sumando los carbonos del ácido oxalacético y el ácetil-CoA se forma el ácido cítrico con 6 carbonos. Cada uno de los elementos procede fundamentalmente del ácido cítrico. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
23. ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?
El CO2 se une a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la enzima rubisco, en el ciclo de Calvin. Esta reacción está catabolizada por la coenzima NADPH y da lugar a ácido-3-fofoglicérico.
24. Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
Son coenzimas de oxidación reducción que permiten obtener energía para realizar el metabolismo. Participa en el ciclo de Krebs, en la hélice de Lynen y en la fotosíntesis.
25. Explique brevemente el esquema siguiente:
El esquema muestra el ciclo de Calvin, primero se produce la fijación de una molécula de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos). Tras una serie de reacciones en las que se gasta ATP y NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría continuar en distintas vías: efeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.
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: formación de ATP gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Ocurre, por ejemplo, en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
- Fotofosforilación: tiene lugar en los tilacoides de los cloroplastos. Estas enzimas sintetizan ATP cuando un flujo de protones atraviesa el interior de las ATP-sintetasas durante la fase luminosa cíclica.
- 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. En las eucariotas se produce en la membrana de las crestas mitocondriales en las procariotas en el citosol.
27. Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos proce- sos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respi- ratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?
En el transporte electrónico mitocondrial los complejos proteicos I, II, III, IV, la ubiquinona y la citocromo c aceptan electrones y los transfieren a la siguiente molécula. Los electrones proceden de los NADH y FADH2.
En la fosforilación oxidativa, un flujo de protones atraviesa las ATP-sintetasa lo que da lugar a la unión de un ADP y un grupo fosfato generando un ATP.
La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de ATP mediante la oxidación de las coenzimas reducidas NADH y FADH2.
La cadena respiratoria existe para poder obtener mayor energía al transformar las coenzimas NADH y FADH2 (obtenidas en la glucólisis y ciclo de Krebs) en ATP.
Se localiza en las crestas mitocondriales.
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 cada vuelta en la Hélice de Lynen se obtiene una molécula de FADH2 y de NADH + H+ que darán lugar a ATP en la cadena transportadora de electrones. Además, la Hélice de Lynen se repite hasta que el ácido graso se divide completamente de manera que en cada vuelta se produce un acetil-CoA.
29. ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mito- condrial interna?
Por el constante bombeo de protones que se produce en el espacio intermembranoso, se acumulan y se produce cuando la concentración es muy elevada.
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 es la dihidroxiacetona-3-fosfato cuyo destino final es la síntesis de ATP en el ciclo de Krebs.
31. Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo es una serie de reacciones bioquímicas que se producen durante la fase oscura se la fotosíntesis.
Se pueden distinguir dos fases:
- Fijación del CO2: el dióxido de carbono se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de seis carbonos que se disociará en dos ácido-3-fosfoglicérico. - Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH el ácido-2-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.
Por tanto, para que se lleve a cabo el ciclo de Calvin se necesitarán 2 moléculas de NADH y 3 ATP por cada molécula de CO2.
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 es una coenzima de transferencia y el NAD y NADP son coenzimas de oxidación y reducción. No forman parte del ADN ni del ARN.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP es una molécula energética que acumula energía en sus enlaces y es capaz de cederla en la síntesis de moléculas.
El NAD y NADP son transportadoras de protones y electrones que participan en procesos muy importantes como en la respiración celular.
34. Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
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?
El acetil-CoA inicia el ciclo de Krebs asociándose con el ácido oxalacético con el fin de producir ATP, también interviene en la síntesis de ácidos grasos y en procesos anabólicos como la glucogenogénesis. Puede provenir de la transformación del ácido pirúvico por la acción de la enzima CoA-SH o de la B-oxidación de ácidos grasos.
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B- oxidación, indica:
- Los productos finales e iniciales.
- Su ubicación intracelular.
- Gluconeogénesis: El producto inicial es el ácido pirúvico y el final la glucosa. Se ubica en las mitocondrias y la matriz.
- Fosforilación oxidativa: Los productos iniciales son ADP + Pi y los finales ATP. Sucede en las crestas mitocondriales.
- B-oxidación: Los productos iniciales son ácidos grasos, NAD+, FAD+ y los finales Acetil-Co-A, NADH + H+ y FADH2 y se produce en la matriz mitocondrial.
c) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden
los animales realizar el proceso inverso?
El acetil-Co-A en los mamíferos no puede convertirse en piruvato y como consecuencia los mamíferos son incapaces de transformar lípidos en azúcares porque carecen de las enzimas necesarias.
36. En el siguiente diagrama se esquematiza el interior celular y algunas transforma- ciones de moléculas que se producen en diferentes rutas metabólicas:
a) ¿Qué es el metabolismo? ¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo? ¿Cómo se relacio- nan el anabolismo y el catabo- lismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distin- gues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).
Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas y otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales.
El anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP y el catabolismo es la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando ATP.
Ambos son procesos metabólicos. La energía liberada en el catabolismo es utilizada en el anabolismo para sintetizar moléculas orgánicas que serán degradadas en en catabolismo.
- Glucólisis: El producto inicial es un polisacárido y el final el ácido pirúvico.
- Fermentación: El producto inicial es la glucosa y el producto final es el lactato, etanol, indol, hidrógeno, CO2...
- Ciclo de krebs: El producto inicial es el ácido oxalacético y los productos finales son tres NADH, un FADH2 y un GTP.
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).
La mitocondria donde se produce el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa, y el citosol donde se produce la glucólisis.
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.
El rendimiento energético de la oxidación de la glucosa en una célula procariota es de 36 ATP y el de célula eurcariota es de 36 ATP ya que pierde 2 ATP cuando el ácido pirúvico entra a la mitocondria. Sin embargo, en la fermentación solo se obtienen 2 ATP ya que en ella no interviene 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 se produce en las células eucariotas crestas mitocondriales de las mitocondrias, mientras que en las procariotas se lleva a cabo en el membrana plasmática. Se realiza en todos los seres vivos para realizar la respiración y obtener energía.El oxígeno es el último aceptor de electrones y se utiliza para formar agua.
39. En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?
Las principales reacciones son de oxidación, concretamente en el ciclo de Krebs, tras la producción del acido pirúvico este se transforma en Acetil-CO-A, formado por 2 carbonos para así poder entrar en el ciclo de Krebs. El ácido oxalacetico de 4 carbonos y el Acetil-CO-A, se unen y forman el ácido cítrico con 6 carbonos, que durante todo el ciclo irán perdiendo carbonos.
¿Qué rutas siguen los productos liberados?
En el ciclo de Krebs se libera 1 GTP que tendrá la misma función que el ATP por lo que se utilizará en procesos biológicos y 3 NADH y 1 FADH2 que, en la cadena transportadora, se transformarán en ATP.
40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.
- Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas y otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales. - Catabolismo: transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando ATP. - Anabolismo: síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP.
-¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
Sí porque el anabolismo y el catabolismo se relacionan. Los reactivos de una reacción anabólica pueden ser los productos de una catabólica y al revés. Aunque algunas veces las vías para revertir la reacción no son las mismas y se necesitan diferentes enzimas.
-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.
Es el conjunto de reacciones anabólicas para la obtención materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones de oxidación de compuestos orgánicos. Tiene gran importancia biológica en las raíces de las plantas ya que estas no pueden obtener la energía mediante la luz.
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.
Tanto las fermentaciones como las respiración celular son procesos biológicos catabólicos muy importantes ya que gracias a ellos podemos degradar moléculas para obtener energía y, de esta manera, poder realizar el resto de funciones del organismo. Por otro lado, estos procesos se diferencian en que el rendimiento energético de las fermentaciones (2ATP) es menor que el de la respiración celular (36 o 38 ATP). Además, en la respiración celular el último aceptor de electrones es el oxígeno y, en la fermentación, el aceptor final es un compuesto orgánico. La fermentación es un proceso anaeróbico, y la respiración celular es un proceso aeróbico. En la fermentación la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato, es decir, no intervienen las ATP-sintetasas y en la respiración celular sí intervienen la ATP-sintetasas, ya que en esta última tiene lugar la cadena transportadora de electrones al contrario de lo que ocurre en la fermentación.
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. NDP+
7. H2O
8. O2
B) Indique mediante un esquema, qué nombre reciben las distintas estructuras del clo- roplasto. ¿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 proceso por el que se forman los elementos 4 y 6 tiene lugar en el estroma, lugar donde también se produce el ciclo de Calvin.
C) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El Ciclo de Calvin es un proceso de la fase oscura de la fotosíntesis mediante el cual se sintetiza compuestos de carbono. Consta de dos fases: - Fijación del CO2: el dióxido de carbono se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de seis carbonos que se disociará en dos ácido-3-fosfoglicérico. - Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH el ácido-2-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa. Por cada CO2 que se incorpora al ciclo de Calvin se requieren dos moéculas de NADPH y tres de ATP y se obtiene dos moléculas de ADP, un fósforo inorgánico y dos moléculas de NADP.
45. A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
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 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 el compuesto 2?
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. Tilacoide del estroma 5. ADN plastidial 6. Ribosoma 7. Tilacoide de grana
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.
c) Las moléculas de ADN de los cloroplastos y las mitocondrias son mucho más pequeñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?
No, porque al producirse la fusión del ADN de las mitocondrias y los cloroplasto con el ADN inicial el tamaño aumenta.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto.
a) En el interior de este cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la glucosa que lo constituye.
b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
En su interior hay ADN circular, tienen doble membrana y se encuentran en 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 interna.
5.Membrana externa.
6. Espacio intermembranoso.
7. ATP-sintetasa.
8. Complejo proteico.
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 en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora en las crestas mitocondriales.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Proteínas y ARNm.