1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de
fotosíntesis?
¿Cuáles son sus consecuencias?
Tiene lugar en la fase luminosa acíclica en el fotosistema ll. Cuando incide la luz sobre él, la clorofila P680 se excita, y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. Para reponerlos se produce la rotura del agua. Luego entran en los tilacoides cuatro protones por cada dos electrones, dos procedentes de la hidrólisis del agua, y otros dos provenientes de la cadena de
transporte electrónico. Se produce una diferencia de potencial electroquímico entre las dos caras de la membrana del tilacoide. Este gradiente hace
que los protones salgan por la ATP-sintetasa y se produzca ATP.
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.
Conseguir los18 ATP necesarios para la fase oscura.
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?
Porque tienen tilacoides en su citoplasma con pigmentos fotosintéticos responsables de realizar la fotosíntesis.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
METABOLISMO: Obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales.
ANABOLISMO: Obtener moléculas complejas a partir de biomoléculas sencillas.
CATABOLISMO: obtener moléculas sencillas a partir de moléculas orgánicas complejas.
RESPIRACIÓN CELULAR: Obtener energía en forma de ATP, dióxido de carbono y agua.
FOTOSÍNTESIS: Obtener materia orgánica a partir de inorgánica y oxígeno.
4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
FOTOSÍNTESIS: Proceso de transformación de la energía luminosa procedente del sol en enegía química, que es almacenada en moléculas orgánicas. Es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la energía luminosa y
utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos, para iniciar a unas reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis. Se lleva
a cabo en los cloroplastos. Es realizada por plantas algas y algunas bacterias.
FOTOFOSFORILACIÓN: Proceso que tiene lugar en la fase luminosa de la fotosíntesis. Obtención del ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: Proceso que tiene lugar en la respiración celular, en el transporte de electrones en las ATP-sintetasas, al entrar los protones por ellas. Sirve para obtener ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.
QUIMIOSÍNTESIS: proceso anabólico que consiste en la 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.
ANABOLISMO: Fotosíntesis y quimiosíntesis. La fotosíntesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales, y en el caso de las bacterias que no tienen ni cloroplastos ni tilacoides en los
clorosomas. La quimiosíntesis se producen el interior de las bacterias.
CATABOLISMO: Respiración celular y
fermentación. La respiración celular se da en mitocondrias y en el citosol, y la fermentación en ciertas levaduras y bacterias, y en animales, en el tejido muscular si no llega suficiente oxígeno a las células.
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).
Es la fase luminosa cíclica.
El ATP y el NADPH formados en la fase luminosa de la fotosíntesis, se usan para obtener energía y poder formar la materia orgánica en la fase oscura, en el ciclo de
Calvin, a partir de moléculas inorgánicas.Los cloroplastos intervienen ya que la fotosíntesis se realiza en ellos.
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 es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética. Almacena y cede energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos.
Se parece químicamente a los ácidos nucleicos en que es un nucleótido, que son las subunidades que forman los ácidos nucleicos, formados por un grupo fosfato, una pentosa y una base nitrogenada; purínica o pirimidínica.
Se sintetizan por fosforilación a nivel de sustrato, por fosforilación oxidativa o reacción enzimática con ATP-sintetasas.
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.
FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA: todos menos los hongos.
RESPIRACIÓN CELULAR: todos
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 del sol enenergía química, que es almacenada en moléculas orgánicas. Es posible
gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la energía luminosa yutilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos, que dan inicio a una serie de reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis. Constade dos fases: la fase luminosa, que tiene lugar en los tilacoides, y se caracteriza por la
captación de energía luminosa, generando ATP y nucleótidos reducidos, y la fase oscura,
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso
fotosintético global.
La fase luminosa consta de dos fases, la cíclica y la acíclica.
La fase luminosa acíclica interviene el fotosistema l y ll. El fotosistema ll recibe luz y la clorofila P680, que se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones.
El primer aceptor cede los electrones a la cadena de transporte de electrones, quelos cede finalmente a la clorofila P700 del fotosistema l. cuando el fotosistema l
recibe luz, la clorofila P700, cede dos electrones al primer aceptor de electronesy el primer aceptor de electrones del fotosistema l, transfiere los electrones aotra cadena de transporte electrónico, que los cede al NADP+, que toma protones
del estroma, y se reduce para formar NADPH + H+. Cada dos protones se forma 1ATP, por tanto, al tener 48 protones, obtenemos 16 ATP, al romper 12 moléculas deagua.
En la fase luminosa cíclica, sólo interviene el fotosistema l. Inciden dos fotones sobre el fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor primario, y se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde elestroma al interior de tilacoide. La cadena de transporte electrónico, transfiere los
dos electrones a la clorofila P700, para reponer los electrones que ha perdido. Los
electrones llegan a la ferredoxina y de ahí pasan al citocromo B,y de éste pasa a la
plastoquinona, que capta dos protones y se reduce. La plastoquinona reducida, cedelos dos electrones al citocromo F, que introduce los dos protones en el interior deltilacoide. Estos, al salir de los ATP-sintetasa provocan la síntesis de ATP. Laplastocianina retorna los electrones a la clorofila P700
El aporte al proceso fotosintético global, nucleótidos oxidados y ATP, necesarios
para realizar la siguiente fase.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Realizan la quimiosíntesis. Que es un procesoanabólico que consiste en la síntesis del ATP a partir de la energía que sedesprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.
La mayoría son bacterias.
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 la célula y que conducen la transformación de una biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales.
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, tiene tanto mitocondrias como cloroplastos ya que se refiere a una célula vegetal.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.Verdadero ya que se refiere a una célula animal.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.Verdadero ya que posee unos orgánulos diferentes.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Verdadero ya que su fuente de energía es la desprendida en reacciones químicas.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización
Fotosistema: complejo situado en la membran interna de los tilacoides formado por proteínas transmembranosas que contiene pigmentos fotosintéticos y forman dos
subunidades funcionales:
-Complejo captador de luz o complejo antena: esta estructura contiene moléculas de
pigmentos fotosintéticos (clorofila a, clorofila b y carotenoides) que captan energíaluminosa, se excitan y transmiten la energía de excitación de unas moléculas a otras hasta que la ceden finalmente al centro de reacción. Está a ambos las dos del centro de
reacción del fotosistema.
-Centro de reacción: en esta subunidad hay dos moléculas de un tipo especial de clorofila, denominada pigmento diana, que al recibir la energía captada por los anteriores
pigmentos transfiere sus electrones a otra molécula, denominada primer aceptor de
electrones, que los cederá, a su vez, a otra molécula externa. Está situado entre los complejo antena del fotosistema.
15.- Compara: a) quimiosíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y
fotofosforilación
a) En el proceso de la fotosíntesis se emplea la luz solar para transformarla en energía
química que se queda almacenada en moléculas orgánicas. En la quimiosíntesis los
organismos obtienen energía a partir de otras reacciones químicas. La fotosíntesis la
realizan las plantas, las algas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas. Ambos son procesos anabólicos.
b) La fosforilación oxidativa es un proceso que ocurre en la cadena transportadora de
electrones de la respiración celular. En las ATP-sintetasa fluyen protones provocando cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP. La
fotofosforilzación ocurre en la fotosíntesis y al igual que la fosforilación en lasATP-sintetasas fluyen protones provocando cambios que producen la unión de un ADP yun grupo fosfato generando así un ATP.
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 seráanabólico o catabólico. Razona la respuesta.
Es anabólico porque a partir de un molécula, en este caso los aminoácidos de lahierba, 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.
Verdadero ya que al hidrolizarse se produce la rotura de los enlaces éster-fosfórico y se liberan grupos fosfato y energía.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
El ATP se puede generar de dos formas:
- Por fosforilación a nivel de sustrato. Gracias a la energía liberada de una biomolécula, alromperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Tiene lugar en la mitocrondia.
- 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-CoAcelular y posibles destinos metabólicos (anabolismo y catabolismo). Principales rutasmetabólicas que conecta.
Se forma cuando una molécula de coenzima A acepta un acetil.
Para formar acetil coA interviene:
- Catabolismo aminoácidos
- Anabolismo lípidos
Dentro de las rutas catabólicas interviene en:
- Antes de entrar en la mitocondria, el piruvato obtenido en la glucólisis es transformado
en Acetil-CoA. El Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, transfiriendo su grupo
acetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forma un ácido cítrico.
- Beta oxidación de los ácidos grasos: Los ácidos grasos son escindidos en fragmentos de
dos carbonos que son aceptados por el coenzima A originando acetil-CoA que ingresa en elciclo de Krebs.
Dentro de las rutas anabólicas interviene en:
- Gluconeogénesis
- Biosíntesis de ácidos grasos: es el iniciador del proceso
- Sintesis de aminoácidos
- Krebs
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.
La glucosa de escinde en el citosol en dos moléculas de ácido pirúvico, y la energía liberada se utiliza para sintetizar dos moléculas de ATP.
En la célula eucariótica el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis entra por transporte activo en la mitocondria, en este proceso se gastan dos moléculas de ATP, y ahí se transforma en acetil-CoA.
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?.
La célula está realizando la respiración celular para obtener energía.
En él participa la matriz mitocondrial, donde se realiza el ciclo de Krebs, y las crestas mitocondriales, donde tiene lugar la cadena respiratoria.
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 y se origina ácido cítrico.
Provienen de la glucosa tras la glucólisis donde se convierten en ácido pirúvico, y para entrar a la mitocondria han de sufrir un cambio a acetil-CoA.
Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta
reac- ción? ¿A qué moléculas da lugar?
El dióxido de carbono atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y allí se una a laribulosa-1,5-difosfato por la acción de la enzimaribulosa-difosfato-carboxilasa-oxidasa (rubisco) y al lugar a un compuesto inestable deseis átomos de carbono, que se disocia en dos moléculas con tres átomos de carbono, elácido -3-fosfoglicérico y es reducido a gliceraldehído-3-fosfato.
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo
celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones redox (oxidorreducción), llevandolos electrones de una reacción a otra. Se encuentra en dos formas en las células:NAD+ yNADH. El NAD+, que es un agente oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa
a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la
principal función del NAD+
Algunas reacciones en las que intervienen son: Ciclo de Krebs, en la beta oxidación de
ácidos grasos, en las fermentaciones, en el catabolismo de proteínas.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
Se muestra el proceso del Ciclo de Calvin.
El Ciclo de Calvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis.
En esta fase señalada tenemos una molécula de ribulosa-1,5-difosfato a la que se fija CO2atmosférico gracias a la acción de la enzima rubisco, abundante en la biosfera.
Se crea un compuesto de 6 carbonos que se separa en 2 compuestos de
ácido-3-fosfoglicérico de 3 carbonos, la mitad.
Con el consumo de 2 moléculas de ATP que consigo 2 moléculas ADP más fósforo ytambién el consumo de 2 NADPH + H+
(coenzima reducida) que consigo 2 NADP+
que provienen de la fase luminosa de la fotosíntesis consigo reducir el CO2 fijado
anteriormente en el primer paso explicado formando 2 moléculas de
3-fosfogliceraldehído Una vez conseguido el 3-fosfogliceraldehído, éste puede seguir tres vías y puede darse la
síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos dentro del cloroplasto, la síntesis de
glucosa y fructosa fuera del cloroplasto que pueden formar sacarosa en el citosol y porúltimo se puede regenerar en la ribulosa-5-fosfato, inicio de la reacción, por medio de del
ciclo de las pentosas, un conjunto de reacciones complejas.
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?
a) La fosforilación a nivel de sustrato es la síntesis de ATP gracias a la energía obtenida al romperse alguno de los enlaces ricos en energía de una biomolécula. Este proceso
puede ocurrir en la glucólisis o Ciclo de Krebs.
La fosforilación oxidativa es la formación de ATP por medio de la energía utilizada
cuando los protones vuelven a la matriz mitocondrial por unos canales con enzimas llamados ATP-sintetasas cuyas partes, cuatro en concreto, se mueven entre síprovocando cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato creando ATP.
La fotofosforilación oxidativa es la captación de energía lumínica o solar para sintetizar
ATP. Este proceso se da en los cloroplastos, concretamente en las fases luminosas
acíclica y cíclica.
b) La fosforilación a nivel de sustrato se produce en las mitocondrias porque este
proceso se da en la respiración de glúcidos exactamente 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.
La fosforilación oxidativa también 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.
La fotofosforilación oxidativa 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 transporte electrónico mitocondrial en la cadena respiratoria es la última etapa de la respiración. En ella se oxidan coenzimas reducidas (NADH y FADH2), utilizadas para sintetizar ATP.
La fosforilación oxidativa consiste en añadir un grupo fosfato mediante la reacción química de oxidación de moléculas energéticas, que son transformadas en otras con menos energía. Muchos propones concentrados en un espacio de la célula pasan a otro separado por una membrana. El paso de protones produce la síntesis de ATP, que pasan a través de ATP-asas.
Su función metabólica se denomina catabolismo, que sirve para obtener energía transformando moléculas más energéticas en otras que lo son menos. Esto se da porque la energía que se libera no puede ser utilizada a no ser que sea en forma de ATP, que son los productos que derivan de este proceso.
Se localiza en las mitocondrias.
28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas se consumen y se liberan en cada una de lasvueltas 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 más tarde ATP en la cadena transportadora de electrones, un Acetil-Coa quese incorpora al ciclo de Krebs y por último la Hélice de Lynense repite hasta que setrocea completamente el ácido graso donde cada vuelta hay 2 C (Acetil-CoA) menos.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
En la cinética enzimática, para que la velocidad de la reacción se mantenga constante, es necesario que la concentración de iones no sea muy alta.
La sal en contacto con el agua se disocia en pares de iones, lo que afecta a la concentración de iones y en consecuencia a la actividad eléctrica. Esto afecta a su composición tridimensional que ha de ser óptima para que la enzima actúe.
30.¿Cuál es la primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y loslípidos? ¿Cuál es el destino final de dicha molécula en el metabolismo?
La primera molécula común es la dihidroxiacetona-3-fosfato que puede sintetizar por lavía anabólica glucosa.
La finalidad es conseguir ATP en el ciclo de Krebs.
31.Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
Ciclo de Calvin es un proceso cíclico que ocurre en el estroma de los cloroplastos y formaparte de la fotosíntesis en el que se utiliza a ATP y NADPH que provienen de la faseluminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas.
En el se diferencian dos grandes fases:
-Fijación de CO2 atmosférico que se fija a la Ribulosa 1,5-difosfato gracias a la enzimarubisco,abundante en la biosfera. Esto da lugar a un compuesto inestable de seiscarbonos que se divide en dos moléculas tres carbonos, el ácido-3-fosfoglicérido.
-La reducción del CO2 fijado por el consumo de ATP y del NADPH que provienen de lafase lumínica donde las dos moléculas de tres carbonos obtenidas anteriormente es decir
el ácido-3-fosfoglicérido se reduce y se forma el gliceraldeído-3-fosfato que puedeseguir tres días.
Uno el ciclo de las pensonas y volver a la ribulosa-5-fosfato, otra la síntesis de almidón,ácidos grasos y aminoácidos dentro del cloroplasto y la última la síntesis de glucosa y
fructosa fuera del cloroplasto.
Por cada molécula de un átomo de carbono, en concreto CO2, se necesitan dos moléculas
de NADPH y tres de ATP y si obtiene 2 ADP + fósforo y 2 de NADP+.
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?.b) ¿Qué relación mantienen
con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
a) Son moléculas oxidadas. No forman parte del ADN o ARN.
b) El ATP almacena y cede energía debido a sus enlaces éster-fosfórico. Se produce
durante la fotorrespiración y la respiración celular, procesos anabólicos y catabólicos que
forman parte del metabolismo celular.
b) En el metabolismo, actúan en reacciones de reducción-oxidación y se pueden encontrar
en dos formas: como un agente oxidante, que acepta electrones de otras moléculas o
como agente reductor para donar electrones donde las reacciones de transferencia de
electrones son la principal función del NAD (redox).
b) El NADPproporciona parte del poder reductor necesario para las reacciones de
reducción de la biosíntesis. Interviene en la fase oscura de la fotosíntesis (ciclo de
Calvin), en la que se fija el dióxido de carbono (CO2); el NADPH+H+ se genera durante lafase luminosa.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa. Imagen al final
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?.b) De los
siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B-oxidación,
indica:- Los productos finales e iniciales.- Su ubicación intracelular.b) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden los animales
realizar el proceso inverso?
Se puede originar en la oxidación de ácidos grasos. Aminoácidos cetogénicos y la descarboxilación del piruvato
Esta molécula se utiliza en el catabolismo de lípidos. Oxidarse completamente a CO2 en el
ciclo del ácido cítrico. Su salida al citosol en forma de citrato para la síntesis de ácidos grasos.
Gluconeogénesis:El producto inicial es el ácido pirúvico y el final la glucosa y su ubicación
en las mitocondrias y la matriz
Fosforilación oxidativa:Los productos iniciales son ADP + Pi y los finales ATP y sucedeen la membrana interna de la mitocondria, 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.
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 carece de las
enzimas.
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?
Todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o utilizan energía.
¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?
El catabolismo es la transformación de moléculas orgánicas complejas en sencillas donde se libera energía y en camino el anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras sencillas donde se requiere energía.
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.
Se obtienen 38 moléculas de ATP, pero debido al atravesamiento de la membrana en la célula eucariota se obtienen 36 ATP, ya que se gastan dos en ese proceso. En la célula procariota por lo tanto se mantienen los 38 ATP.
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?.
Tienen lugar en la membrana interna de las mitocondrias, en células eucariotas.
El papel del oxígeno en la respiración aeróbica, es que es el agente oxidante. Al reducirse el O2 y aceptar electrones y protones forma agua. Esto sirve para que se realice el catabolismo y obtener energía.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
-¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. Reacciones de oxidación.
- ¿Qué rutas siguen los productos liberados?
El NADH y el FADH2 van a la cadena transportadora de electrones, donde serán utilizadas para obtener ATP, el GTP es moneda energética y el CO2 se libera.
40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.
-¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
-El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y
las rutas anabólicas? ¿Por qué?
METABOLISMO: el metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen lugar en el interior de las células.
CATABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se transforman las
moléculas orgánicas en otras más sencillas, liberando así energía.
ANABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se prodúcela síntesis de de
moléculas complejas a partir de biomoléculas mas sencillas, necesitando energía.
Los procesos anabólicos y catabólicos, si que son reversibles, ya que las moléculas
orgánicas pueden ser formadas o destruídas, como por ejemplo, los ácidos grasos,
en donde la beta oxidación de estos, puede darse en un sentido o en otro. Peroalgunos pasos no son exactamente iguales, porque no están catalizados por lasmismas enzimas, y se siguen vías diferentespara llegar al mismo compuesto. Unejemplo de esto es la destrucción de la glucosa y la formación de la glucosa,glucogenogénesis y gluconeogénesis.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en
otras reacciones.
Esta posee una gran importancia, debido a que gracias a ella, se cierran los ciclos
biogeoquímicos, y muchas bacterias, que no pueden realizar la fotosíntesis, pueden sintetizar así materia orgánica, sin necesidad de realizar la fotosíntesis.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los productos resultantes de las fermentaciones sirven en ocasiones para la preparación de alimentos, como para ciertos quesos o también para la creación de medicamentos.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
Ambas sirven para obtener ATP, que es la moneda energética del organismo. La fermentación tiene un menor rendimiento(2), es un proceso anaeróbico, el aceptor final es un compuesto orgánico y la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato y no se deriva en la cadena transportadora de electrones. En la respiración celular se obtienen mucho más ATP;38, en organismos aerobios y anaerobios, la síntesis del ATP ocurre por fosforilación o por reacción enzimática con ATP-sintetasas.
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.
B) Indique mediante un esquema, qué nombre reciben las distintas estructuras
del cloroplasto.
¿En cuál de esas estructuras tiene lugar el proceso por el que se forman
loselementos 4 y 6 de la figura? ¿Dónde se produce el ciclo de Calvin?
C) Explique brevemente (no es necesario que utilice fórmulas) en qué consiste
el ciclode Calvin.
A) 1-CO2
3- ADP+P,
4-ATP
5-NDAPH
6-NDP+
7-H2O
8-O2
B) El 4 y el 6 están en estroma, que es donde se produce también el ciclo de Calvin, enel proceso de la fotosíntesis, en la fase oscura de esta.
C) El ciclo de Calvin consiste en producir moléculas complejas a partir de CO2 y H2O, ycon 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. ADP
5. NADH + H+
6. Oxígeno molecular
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.
Las reacciones metabólicas están acopladas energética mente a través de ATP. En el metabolismo celular tienen lugar reacciones que liberan energía y otras que la consumen. Estos procesos energéticos no tienen por qué ocurrir al mismo tiempo ni en el mismo lugar de la célula. Por lo que debe existir un mecanismo que almacene y transporte esa energía desde los lugares donde se libera a los lugares donde se consume. Este mecanismo se basa en la formación y posterior ruptura de enlaces químicos que almacenan y liberan gran cantidad de energía. El ATP es una molécula de gran importancia biología, no sólo como Coenzima, sino también por la energía bioquímica que es capaz de almacenar en sus enlaces ester fosfóricos. Al romperse estos enlaces liberan 7,3 kcal/mol.
La hidrólisis del ATP es un proceso espontáneo, lo que permite acoplar esta reacción endergónicas, es decir, que necesitan un aporte energético. El acoplamiento de reacciones tiene lugar a través de enzimas que hacen posible la reacción global.
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?
El acetil-coa se puede obtener del ácido pirúvico y también de la degradación de los ácidos grasos a través de la ruta metabólica oxidación de los ácidos grasos.
46.a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben loselementos indicados
por los números 1-7?
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 máspequeñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la
endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?
A)
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
B) El ATP y el NADPH se obtiene enlafase luminosa , más concretamente en 16 ATP
en la acíclica y 2ATP en la cíclica. Se obtienen también 12 moléculas de NADPH.
C) Este hecho no contradice la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas, ya que el tamaño no influye en esta teoría.
No, porque la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las mitocondriasse
formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula, y por tanto, no secorresponde al tamaño de la célula, ya que se ha producido una fusión.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto
¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
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.
A)
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
8-estroma
El proceso de formación de la glucosa que constituye el almidón es la
gluconeogénesis.
B)
-Ambos son orgánulos transductores de energía
-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero sin colesterol
-Comparten ciertas estructuras: 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 interna
5. Membrana externa
6. Espacio intermembrana
7. ATP-sintetasa
8. Proteínas de cadena respiratoria
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.
El ciclo de Krebs que se da en la matriz mitocondrial y el transporte de electrones en la cadena respiratoria que se da en las crestas mitocondriales.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
La molécula de Aun mitocondrial es circular bicentenario y diferente del Aun nuclear. Existen 37 gentes mitocondrial que codifican 13 proteínas, que son subunidades de la ATP-sintetasa y de los complejos proteicos de la cadena respiratoria.
