Preguntas del metabolismo
¡Buenas, aquí os dejo las preguntas del metabolismo!
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
En la fase luminosa o dependiente de la luz. La luz incide en el fotosistema II y excita el pigmento clorofila P680 que cede dos electrones al primer aceptor de electrones, para reponer esos electrones perdidos por la clorofila se rompe una molécula de agua.
Como consecuencia esos dos electrones perdidos llegan hasta el fotosistema I, a su vez entran dos protones del estroma al interior del tilacoide, que los cede al primer aceptor de electrones hasta que finalmente se forme NADPH + H+. Gracias a esto se crea una diferencia de potencial electroquímico que provoca que salgan H+ por la ATP-sintetasa y se forme ATP cada tres protones.
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.
En la fase luminosa hay dos modalidades.
Con transporte acíclico de electrones donde intervienen los fotosistemas I y II. Al finalizar el proceso se obtiene NADPH y ATP a partir de la fotólisis del H2O producida en el fotosistema II y del gradiente electroquímico que genera el fotosistema II.
Con transporte cíclico de electrones donde solo interviene el fotosistema I. Hace que se intruzcan protones en el interior del tilacoide, el gradiente electroquímico se emplea para la síntesis de ATP.
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?
Algunos organismos no poseen cloroplastos pero sí tilacoides con los pigmentos fotosintéticos necesarios para realizar la fotosintésis.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
Metabolismo: obtener energía o materia mediante reacciones para llevar a cabo diferentes funciones.
Respiración celular: obtener materia inorgánica a partir de orgánica y energía.
Anabolismo: obtener materia orgánica a partir de materia inorgánica u orgánica más sencilla.
Fotosíntesis: obtener glucosa a partir de agua, dióxido de carbono y luz solar. Imprescindible para obtener el alimento de las plantas y otros organismos.
Catabolismo: obtener materia simple/inorgánica a partir de materia orgánica más compleja y energía.
4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
Fotosíntesis. Proceso anabólico por el cual se forma glucosa a partir de CO2, H2O y luz solar. Se divide en dos fases, la fase luminosa donde se rompe la molécula del agua y se produce energía que se necesitará en la fase oscura para mediante el CO2 y el ciclo de Calvin obtener la glucosa.
Fotofosforilación. Este proceso se lleva a cabo en la fase luminosa de la fotosíntesis y se trata de añadir un fosfato al ADP para obtener ATP y agua.
Fosforilación oxidativa. Es el proceso por el cual los electrones bombean protones a un lado de la membrana tilacoidal, en el caso de las mitocondrias sería la membrana mitocondrial, y donde más tarde pasarán por la ATP-sintetasa para formar ATP.
Quimiosíntesis. Es el proceso por el cual se sintetiza ATP a partir de la energía química obtenida de reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas. Este proceso lo realizan las bacterias.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen
La fotosíntesis es un ejemplo de proceso anabólico que tiene lugar el los tilacoides de los cloroplastos.
La respiración celular de la glucosa es un ejemplo de proceso catabólico que tiene lugar 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 del proceso de la fotosíntesis en la fase luminosa. La energía obtenida en esta primera fase se emplea en la fase oscura para reducir el ácido 3-fosfoglicérico en gliceraldehído 3- fosfato, en el ciclo de Calvin. Este proceso se lleva a cabo en el estroma de los cloroplastos.
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 o adenosín trifosfato es un nucleótido que actúa como molécula energética ya que almacena la energía en dos enlaces ester fosfóricos. Cada uno de ellos es capaz de almacenar 7,3kcal/mol. Se parece a los nucleótidos puesto que esta formado por una base nitrogenada, la adenina, una pentosa, la ribosa y tres grupos fosfatos unidos entre sí, esta es la diferencia con respecto a los nucleótidos. Se sintetiza mediante la fosforilación a nivel de sustrato, añadiendo un grupo fosfato al ADP o mediante la fosforilación oxidativa gracias a la ATP-sintetasa.
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.
La fotosíntesis es llevada a cabo por: cianobacterias, algas eucariotas, helechos y angiospermas. En cambio, la respiración celular es llevada a cabo por todos ellos.
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 en el que se sintetiza glucosa a partir del dióxido de carbono, agua y luz solar. Esto se lleva a cabo en los cloroplastos en dos fases, la fase luminosa donde se rompe la molécula de agua y se obtiene energía que se utilizará en la siguiente fase, la fase oscura donde se utiliza el CO2 en el cilco de Calvin y se obtendrá la glucosa.. La primera fase tiene lugar en la membrana tilacoidal y la segunda fase en el estroma.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa está compuesta por dos fases: acíclica y cíclica.
En la fase luminosa acíclica intervienen los fotosistemas l y ll. El fotosistema ll recibe luz y la clorofila P680 se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. Para reponer los dos electrones perdidos por la clorofila P680 se produce la hidrólisis del agua conocida como fotólisis. El primer aceptor cede los electrones a una cadena de transporte electrónico, que los cede finalmente a la clorofila P700 del fotosistema l. Cuando el fotosistema I recibe luz, su clorofila P700, cede dos electrones al primer aceptor de electrones. La clorofila repone estos dos electrones perdidos gracias a la cadena de transporte de electrónico, que los toma el fotosistema II. El primer aceptor de electrones del fotosistema II transfiere los electrones a otra 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 un ATP, por tanto, al tener 48 protones, obtenemos 16 ATP, al romper 12 moléculas de agua.
En la fase luminosa cíclica sólo interviene el fotosistema l. Al incidir la luz sobre el fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al primer aceptor, y través de la cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde el estroma 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, cede los dos electrones al citocromo F, que introduce los dos protones en el interior del tilacoide. Estos, al salir de los ATP-sintetasa provocan la síntesis de ATP. La plastocianina devuelve los electrones a la clorofila P700. En esta fase se produce ATP que se necesitará en la fase oscura.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Es un organismo que sintetiza sustancias orgánicas a partir de materia inorgánica gracias a la energía que se desprende de otras reacciones químicas de oxidación de compuestos inorgánicos. Esto solo lo pueden llevar a cabo las bacterias.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
El metabolismo es un conjunto de reacciones que se llevan a cabo gracias a las enzimas en el interior de las células y cuyo objetivo es producir materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción. La reacciones se agrupan y forman distintas rutas metabólicas que tienen un mismo objetivo. Serán catabólicas si degradan sustancias, o anabólicas si las sintetizan.
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, si la célula es eucariota tendrá mitoondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. Verdadero, no tienen cloroplastos porque no realiza la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. Verdadero, puesto que se trata de una bacteria.
d)Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. Falso, porque los organismos quimiautótrofos son bacterias.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización
Son complejos formados por proteínas transmembranosas que contienen pigmentos fotosintéticos y se dividen en dos subunidades funcionales, una captadora de la luz llamada antena y la otra centro de reacción que contiene el primer aceptor de electrones. Encontramos dos fotosistemas cuya función es captar la luz solar y en el caso del fotosistema II romper las moléculas de agua. Se encuentran en la membrana tilacoidal.
15.- Compara:
a) quimiosíntesis y fotosíntesis
Ambos son procesos anabólicos divididos en dos fases. En la quimiosíntesis se emplea la energía desprendida de reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas y en la fotosíntesis emplea la energía de la luz solar.
b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación
En ambas se obtiene ATP. En la fosforilación oxidativa se crea una diferencia de potencial en la membrana de las mitocondrial al haber más protones fuera que dentro, y al pasar por la ATP-sintetasa se forma ATP. En la fotofosforilación del ADP se introducen dos protones al interior de la membrana de los tilacoides que al pasar por la ATP- sintetasa se crea ATP, además se obtiene agua a diferencia de en la fosforilación oxidativa.
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.
Este proceso será anabólico debido a que los aminoácidos son estructuras simples y con la unión de estos, con un gasto de energía propio del anabolismo se creará la proteína que en este caso 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.
Es verdadera porque el ATP almacena la energía en los enlaces que se crean entre los grupos fosfato y cuando desprende energía, se elimina un enlace y por tanto desprende un grupo fosfato. Pero también podría captar la energía y los grupos fosfatos.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
Mediante la fosforilación a nivel de sustrato, añadiendo un grupo fosfato al ADP en el citosol y en la matriz mitocondrial, o mediante las ATP-sintetasas en las crestas mitocondriales y en la membrana de los tilacoides.
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.
Catabolismo:
El acetil-CoA se produce en el catabolismo de los glúcidos al transformar el ácido pirúvico en acetil-CoA para que así pueda entrar en el ciclo de Krebs. En la oxidación de los ácidos grasos se producen moléculas de acetil-CoA que pasarán al ciclo de Krebs de la respiración de los glúcidos.
Anabolismo:
En la síntesis de ácidos grasos se necesita acetil-CoA para transformarla en malonil-CoA que al juntarse con acetil-SAG van formando pares de carbonos del ácido graso. Además también se emplea en la gluconeogénesis.
20.- Esquematiza la glucólisis:
a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.
Al principio tenemos una molécula de glucosa que tras fosforilaciones se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias.
En condiciones aerobias el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transforma en acetil-CoA. En condiciones anaerobias el ácido pirúvico se transforma en un compuesto orgánico como el etanol o el lactato.
c)Localización del proceso en la célula. Se realiza en el citosol.
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?.
Se trata de la respiracón celular donde la glucosa se oxida y da lugar a CO2 y H2O. La respiración se produce para conseguir energía para beneficio de la célula. En el proceso de la respiración hay varias fases. La primera es la glucólisis que ocurre en el citosol, depués el ciclo de Krebs que tiene lugar en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora de electrones que se encuentra en las crestas mitocondriales.
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?.
El ciclo de Krebs. El acetil-CoA es el producto de la transformación del ácido pirúvico proveniente de la glucólisis y el ácido oxalacético que es producto de la continua regeneración del ciclo de Krebs. Este proceso 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 junta con la ribulosa- 1,5 – difosfato gracias a la enzima ribulosa-difosfato-carboxilasa-oxidasa o también llamada rubisco y producen una molécula inestable de seis carbonos que se disocia en dos moléculas de tres átomos de carbono llamadas ácido 3-fosfoglicérico.
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
Estas coenzimas se encargan de desprender o aceptar protones e intervienen en la glucólisis, en el ciclo de Krebs y en la fosforilación oxidativa entre otros.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
El esquema representa el ciclo de Calvin, más concretamente a la fase oscura. El CO2 es fijado por la ribulosa 1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico. Empleando la energía obtenida en la fase luminosa, esta molécula se reduce a gliceraldehído-3-fosfato que puede continuar por tres vías, volver a formar ribulosa 1,5-difosfato, sintetizar almidón, ácidos grasos y aminoácidos o sintetizar glucosa y fructosa.
26.- Bioenergética:
a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, fotofosforilación y fosforilación oxidativa.
La fosforilación a nivel de sustrato es la síntesis de ATP gracias a la energía obtenida de los enlaces ricos en energía de una biomolécula. Se le añade un grupo fosfato a un ADP. Ocurre en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
La fosforilación oxidativa es la formación de ATP cuando los protones pasan por las ATP-sintentasas a la matriz mitocondrial. Para generar esa diferencia de potencial y poder generar energía, previamente han pasado electrones por unos complejos proteicos que se encuentran en las crestas mitocondriales que bombeaban protones fuera de la matriz mitocondrial.
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 luminosa acíclica y cíclica
b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
La fosforilación a nivel de sustrato se produce en el citosol de las células en el proceso de la glucólisis o en la matriz mitocondrial en el ciclo de Krebs. La fotofosforilación se da en los tilacoides de los cloroplastos debido a que en su interior se encuentra un pigmento de la clorofila que capta la luz solar. La fosforilación oxidativa se produce en las crestas mitocondriales de las células eucariotas y en la membrana plasmática de las procariotas.
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?.
El transporte de electrones en la cadena respiratoria es el último paso de la respiración y es en la etapa en la que más energía se produce debido a que se oxidan todas las coenzimas que se habían reducido a lo largo de las reacciones anteriores. Debido a los altos niveles de energía que produce es vital para la célula. Se encuentra en las crestas mitocondriales y está compuesto por cuatro complejos proteicos por donde pasaran los electrones donados por las coenzimas que bombearán protones del interior de la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso. Una vez que se ha producido esa diferencia de potencial, los protones pasan por las ATP-sintetasas y generan ATP.
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 una de las vueltas de la hélice de Lynen se obtiene un FADH2 y un NADH que pasa a la cadena transportadora de electrones y dará lugar a ATP, también un Acetil-coA que se incorpora al ciclo de Krebs y por cada vuelta hay una molécula de acetil-CoA más para el ciclo de Krebs. Se consumen dos fosfatos de la molécula de ATP y un CoA-SH.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mito-condrial interna?
Por los cuatro complejos proteicos de la cadena transportadora pasarán los electrones donados por las coenzimas reducidas NADH y FADH2 que bombearán protones del interior de la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso. Una vez que se ha producido esa diferencia de potencial, los protones pasan por las ATP-sintetasas de vuelta a la matriz mitocondrial y generan ATP.
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?
Ambos coinciden en la molécula de acetil-CoA. En la glucólisis procedente de la descaboxilación del ácido pirúvico y en el catabolismo de los lípidos procedente de la oxidación del acil-CoA. La molécula en ambos casos pasará al ciclo de Krebs donde se obtendrá energía que se almacenará en las coenzimas y pasarán a la cadena transportadora de electrones donde se obtendrá mucha más energía.
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo de Calvin es un proceso que consiste en la síntesis de compuestos de carbono. En él se distinguen dos procesos principales. Primero comienza con la fijación del dióxido de carbono, este entra en el estroma del cloroplasto y allí se une a la enzima rubisco. Comienza el proceso de reducción del CO2 fijado, mediante el consumo de ATP y NADPH obtenidos en la fase luminosa el ácido 3-fosfoglicérico queda reducido. Finalmente se reduce en G3P y se pueden seguir a su vez tres vías: el ciclo de las pentosas fosfato, la síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o la síntesis de glucosa y fructosa.
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?.
Son coenzimas son enzimas compuestas por proteínas y porciones no proteicas pero orgánicas. El ATP es un nucleótido llamado adenosín trifosfato pero no forma ADN ni ARN sino que se encarga de almacenar energía en sus enlaces entre los grupos fosfato.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
Estas coenzimas se encargan del transporte de energía mediante electrones y protones o en sus enlaces. Pueden ceder energía o almacenarla.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
En la glucólisis se obtienen 2 ATP y en el ciclo de Krebs otros 2 ATP. La coenzimas reducidas obtenidas a lo largo de toda la degradación al pasar por la cadena transportadora de electrones se obtienen 34 ATP, si se lo sumamos a los cuatro anteriores, se obtienen 38 moléculas de ATP.
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 origina en la respiración de los glúcidos al trasnformar el ácido pirúvico en acetil-CoA y se emplea en el ciclo de Krebs para obtener energía. Además también se origina en la degradación de ácidos grasos y acaba en el ciclo de Krebs. Y también en la gluconeogénesis, así como en la síntesis de ácidos grasos.
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B-oxidación, indica:
Los productos finales e iniciales.
En la fosforilación oxidativa a partir del flujo de protones obtenemos ATP.
En la β-oxidación de los ácidos grasos, partimos de un ácido graso y obtenemos acetil-CoA por cada vuelta a la hélice.
En la gluconeogénesis a partir de ácido pirúvico se obtiene una molécula de glucosa.
Su ubicación intracelular.
La fosforilación oxidativa tiene lugar en las crestas mitocondriales.
La β-oxidación se producen en las mitocondrias.
La gluconeogénesis tiene lugar en la mitocondria y en el citosol.
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 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? ¿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).
El metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen como objetivo conseguir energía o materia. Están reguladas por enzimas y se agrupan en rutas catabólicas y anabólicas.
El anabolismo es el proceso por el cual se forma materia orgánica compleja a partir de materia más simple o inorgánica.
El catabolismo es el proceso por el cual se degrada una molécula orgánica dando lugar a moléculas más sencillas y energía.
Son procesos complementarios ya que gracias a la energía y las moléculas simples que se obtienen en el catabolismo, se podrá llevar a cabo el anabolismo para crear moléculas más complejas que podrán ser después degradadas por el catabolismo.
Dentro del catabolismo destaca la respiración de los glúcidos donde a partir de una glucosa se obtiene energía, CO2 y H2O.
Dentro del anabolismo destaca la fotosíntesis de las plantas por la cual a partir de moléculas inorgánicas como H2O y CO2 y a la energía luminosa del Sol se obtendrá una molécula de glucosa.
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).
En la respiración y fermentaciones interviene las mitocondrias. En el caso de la respiración de los glúcidos, la glucólisis se realiza en el citosol, el ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora de electrones en las crestas mitocondriales.
En la fotosíntesis intervienen los cloroplastos. La fase luminosa tiene lugar en la membrana tilacoidal y la fase oscura en el estroma.
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 oxidación de la glucosa se obtienen 38 ATP al final de todo el proceso, sin embargo en las fermentaciones apenas se consiguen 2 ATP debido a que las fermentaciones no realizan la fosforilación oxidativa en las crestas mitocondriales.
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 ca-dena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
La cadena de transporte de electrones tiene lugar en las crestas mitocondriales de las mitocondrias. Está compuesto por cuatro complejos proteicos y otros como citocromos cuya función es crear una diferencia de potencial entre el interior de la matriz mitocondrial y el espacio intermembranoso para así crear ATP. 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?.
Ocurren reacciones de oxidación de la sustancia y reducción de las monedas energéticas, NADH y FADH2. Se desprende CO2 Y GTP.
¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
Las monedas energéticas pasan a la cadena transportadora donde se oxidarán para volver a reducirse en otras reacciones.
El CO2 se libera a la célula.
El GTP es una molécula energética que se empleará en las reacciones en las que se precise energía.
40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.
El metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen como objetivo conseguir energía o materia. Están reguladas por enzimas y se agrupan en rutas catabólicas y anabólicas.
El anabolismo es el proceso por el cual se forma materia orgánica compleja a partir de materia más simple o inorgánica.
El catabolismo es el proceso por el cual se degrada una molécula orgánica dando lugar a moléculas más sencillas y energía.
-¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
Sí son reversibles debido a que las moléculas implicadas en la degradación de una molécula pueden emplearse de la misma manera en sentido contrario para su síntesis, como es el caso de los glúcidos. En algunos casos no se siguen exactamente las mismas rutas en sentidos contrarios sino que se llega al mismo producto por vías distintas.
-El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por qué?
El ciclo de Krebs puede utilizarse tanto para degradar moléculas o para sintetizar otras mediante alguna de las moléculas que intervienen en el proceso. Por ejemplo, se encarga de degradar la acetil-CoA proveniente de la glucólisis, pero también es capaz de sintetizar proteínas a partir del ácido α-cetoglutárico.
41.Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es un proceso anabólico por el cual se forma ATP a partir de la energía que desprenden las reacciones de oxidación de las moléculas inorgánicas que realizan las bacterias.
La importancia de este proceso está en que son las encargadas de transformar compuestos provenientes de la descomposición de sustancias orgánicas para que los productos puedan ser absorbidos por las plantas y cerrar así los ciclos biogeoquímicos.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
En la fermentación láctica de la glucosa obtenemos ácido láctico. Los microorganismos que realizan esta fermentación son las bacterias lactobacillus casei y se obtienen productos derivados de la leche como el queso, yogur o requesón.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
Las principales diferencias entre la respiración celular y la fermentación son:
La energía obtenida, en la respiración se obtienen 36 o 38 ATP dependiendo del tipo de célula mientras que en la fermentación se obtienen 2 moléculas de ATP.
El lugar en el que ocurren, la repiración se da en la matriz mitocondrial y la fermentación en el citosol.
La fermentación origina como producto final un compuesto orgánico como el etanol o el lactato mientras que la respiración da lugar a un compuesto inorgánico.
En la fermentación no interviene la cadena transportadora de electrones mientras que en la respiración celular sí, por ello se obtiene una mayor cantidad de energía en la respiración.
La fermentación es un proceso anaeróbico mientras que la respiración puede ser aerobia o anaerobia.
En la fermentación la síntesis de ATP se produce por fosforilación a nivel de sustrato o sin la intervención de ATP-sintetasas mientras que en la respiración tienen lugar ambos procesos.
Ambas sirven para la obtención de ATP, la moneda energética del organismo.
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.
CO2
Ribulosa-1,5-difosfato
ADP
ATP
NADP+
NADPH
H2O
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 lugar en el que se transforman los elementos 4 y 6 es en el estroma, comienza en el estroma en el ciclo de Calvin y acaba en la membrana de los tilacoides, en forma de ciclo sucesivamente.
El ciclo de Calvin también tiene lugar en el estroma.
C) ) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El Ciclo de Calvin, que es producido en la fase oscura de la fotosíntesis. En primer lugar, el CO2 se fija a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco. Luego tras producirse algunas reacciones se crean un compuesto de 6 carbonos que se separa en 2 compuestos de ácido-3-fosfoglicérico. Mediante el consumo del ATP y del NADH el ácido 3-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehido-3-fosfato. Este se puede seguir tres vías: regeneración de la ribulola-1-5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos y síntesis de glucosa y fructosa.
45. A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
Ácido pirúvico
Acetil-CoA
ADP
ATP
NADH
Oxígeno
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 del ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y 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 el compuesto 2?
A partir de la degradación de ácidos grasos junto con una molécula CoA-SH.
46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
Espacio intermembranoso
Membrana interna
Membrana externa
Tilacoides de estroma
ADN plastidial
Estroma
Tilacoides de grana
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso
Se obtiene la energía necesaria en la fase luminosa, se forman 16 ATP en la fase luminosa acíclica y 2 ATP en la fase luminosa cíclica.
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 la teoría endosimbiótica explica que las mitocondrias y los cloroplastos tienen su origen en la fagocitosis de una bacteria por una célula eucariota, y esto explica que estos orgánulos tengan ADN, sin embargo no habla de tamaños.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
Espacio intermembranoso
Membrana interna
Membrana externa
Tilacoides de estroma
ADN plastidial
Estroma
Tilacoides de grana
a) En el interior de este cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la glucosa que lo constituye.
La glucosa se forma por gluconeogénesis.
b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
Ambos contienen ADN, realizan procesos de anabolismo o catabolismo y son orgánulos transductores de energía.
48.
a) El esquema representa una mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
Matriz mitocondrial
Cresta mitocondrial
Ribosoma
Membrana interna
Membrana externa
Espacio intermembranoso
ATP -sintetasa
Cadena transportadora de electrones (complejos proteicos)
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 tiene lugar en la matriz mitocondrial y la fosforilación oxidativa que tiene lugar en las crestas mitocondriales en los complejos proteicos.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
El ARN mensajero y las proteínas.
