Preguntas sobre el Metabolismo

Hola!!

En este post vais a ver unas preguntas sobre el Metabolismo propuestas por nuestra profesora de Biología. Espero que si tenéis alguna duda sobre este tema, estas preguntas os sean de ayuda.

Un beso!!!

1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?

La descomposición del agua tiene lugar en el Fotosistema II de la fases luminosa acíclica. Al incidir luz sobre el Fotosistema II la clorofila P680 se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. Para reponer los des electrones perdidos por la excitación de la Clorofila P680 se produce la fotólisis del agua. Los dos protones quedan en el interior del tilacoide. Por cada dos electrones entran dos protones: dos de la fotolisis del agua y los otros dos protones entran por la cadena transportadora de electrones.

Como resultado se produce una diferencia de potencial entre ambas caras, que hacen que los protones salgan por el ATP-sintetasa y se produzca ATP. Se necesitan 3 protones para sintetizar un ATP, y como tenemos cuatro, finalmente se sintetizan 1,33 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.

La fase luminosa acíclica consiste en formar ATP y NADPH a partir de la hidrólisis del H2O por la acción del fotosistema II. Esta cuenta con los fotsistemas I y II, el complejo citocromos b-f, una NADP+ reductasa y una ATP sintetasa.

La fase luminosa cíclica se encarga de porducir ATP a raíz del movimiento de los electrones. Esta cuenta con un fotosistema I y un complejo citocromos b-f.

B) Existen algas procarióticas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embargo realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas superiores. ¿Cómo es posible?

Es posible ya que estas bacterias, aunque nos posean cloroplastos, posean tilacoides en su citoplasma con pigmentos fotosintéticos.

3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:

- Metabolismo: conjunto de reacciones químicas para obtener energía y materia y poder llevar a cabo las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción)

- Respiración celular: obtener energía (ATP), dióxido de carbono y agua.

- Anabolismo: procesos para la obtención de moléculas complejas a partir de moléculas más sencillas (construcción).

- Fotosíntesis: proceso de obtención de materia orgánica a partir de inorgánica gracias a la energía luminosa del sol.

- Catabolismo: procesos para la obtención de moléculas sencillas, a partir de moléculas orgánicas complejas (destrucción).

4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.

-Fotosíntesis: es el proceso por el que la energía calorífica del sol se convierte en energía química, que se almacena en moléculas orgánicas. Este proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, que son moléculas capaces de captar esta energía y usarla para excitar sus electrones y estos se transportaran a otros átomos. Este proceso da lugar a una serie de reacciones químicas que forman la fotosíntesis. Esta se produce en los cloroplastos. Y la realizan las plantas, algunas bacterias y las algas.

-Fotofosforilacion: es un proceso que ocurre en la fase luminosa acíclica y cíclica de la fotosíntesis que consiste en la obtención de agua y ATP, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.

-Fosforilación oxidativa: es un proceso que tiene lugar en la respiración celular, mas concretamente en la cadena transportadora de electrones, en las ATP-sintetasas. En este proceso se obtiene ATP al unirse un ADP a un grupo fosfato cuando los electrones pasan a través de la ATP-sintetasa.

-Quimiosintesis: es un proceso anabólico donde se utiliza la energía obtenida de reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos. Este proceso lo realizan las bacterias quimiosintéticas.

5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen .

Dos ejemplos de anabolismo son la fotosíntesis y la quimiosíntesis.

La fotosíntesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos, excepto algunas bacterias que, al no poseer cloroplastos en su citoplasma, tienen los tilacoides dispersos en el citoplasma. Tambien un tipo de bacterias que no poseen ni cloroplastos ni tilaciodes la realizan en los clorosomas.

La quimiosíntesis se produce en el interior de las bacterias.

Dos ejemplos de catabolismo son la fermentación y la respiración celular.

La respiración celular se produce en el citosol y en las mitocondrias. Y la fermentación se produce en el interior de algunas levaduras y bacterias, y también en el tejido muscular si no llega suficiente oxigeno 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)?.

Se trata del la fase luminosa aciclica que se da en la fotosíntesis.

Toda la enrgia obtenida en este proceso (ATP y NADPH) se utilizaran más tarde, junto al ATP obtenido en la fase cíclica, en la fase oscura de la fotosíntesis.

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 como molécula energética en el metabolismo.

El fin de este es el de almacenar y dar energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos.

Tiene semejanzas químicas con los ácidos nucleicos ya que esta formado por una pentosa, la ribosa, y una base nitrogenada, la adenina, y tres grupos fosfato.

El ATP se puede sintetizar de dos maneras:

1. Fosforilación a nivel de sustrato: la energía se obtiene gracias a la rotura de algunos enlaces ricos en energía de una biomolecula. Como el ciclo de Krebs.

2. Reacción enzimática con ATP-sintetasas: en la crestas de las mitocondrias y en los tilacoides de cloroplastos (o no) el ATP se sintetiza cuando por el interior se produce un flujo de protones (H+).

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.

9.- Del orden de un 50 % de la fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la actividad de microorganismos. Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis. ¿Cuáles son los sustratos necesarios y los productos finales resultantes?

La fotosíntesis es un proceso anabólico cuya función es captar la energía lumínica del sol y transformarla ( gracias a los pigmentos fotosintéticos, concretamente en sus fotosistemas (I y II) ) en energía química, la cual será el precursor de una serie de reacciones utilizando agua o ácido sulfhídrico distinguiéndose así la fotosíntesis oxigética ( agua ) y la fotosíntesis anoxigénica (Ác. Sulfhídrico).

La fotosíntesis se divide en dos fases, la fase luminosa la cual ocurre en los tilacoides, se capta la energía luminosa y se genera ATP y nucleótidos reducidos mientras que la fase oscura se da en el estroma de los cloroplastos y se emplean las coenzimas obtenidas anteriormente. En la fase luminosa de la fotosíntesis diferenciamos dos fases, la fase acíclica con su fotólisis del agua, su fosforilación del ATP y su fotorreducción del NADP donde entra luz y agua al fotosistema II obteniendo dos electrones que van a pasar por esa cadena transportadora hasta el NADP reductasa que va a generar coencimas, mientras que el agua también da dos protones que al añadirse a otros dos que entran en el proceso va al ATP-sintetasa y genera por cada 3 protones un ATP.En la fase luminosa acíclica se produce la fosforilación del ATP generando un flujo de electrones que hacen que los protones vayan al ATP-sintetasa y obtengamos ATP.Finalmente en la fase oscura de la fotosíntesis se produce el ciclo de Calvin donde el CO2 se una a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar al ácido-3-fosfoglicérico. Luego reducimos el CO2 fijado mediante el consumo de las coenzimas utilizándose como reserva energética o como regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato.Los materiales que utilizamos en la fotosíntesis es dióxido de carbono y agua.

10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.

La fase luminosa consta de dos fases, la acíclica y la cíclica. En la fase luminosa acíclica interviene el Fotosistema I y el II. El Fotosistema ll recibe luz y la clorofila P680 se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. 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 l recibe luz, su clorofila P700, cede dos electrones al siguiente aceptor de electrones y este 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+. Por cada 3 protones se sintetiza una molécula de ATP. Pero como se obtienen 4 protones (dos de la fotolisis del agua y dos de la cadena transportadora) finalmente obtenemos 1,33 ATP. En la fase luminosa cíclica, sólo interviene el Fotosistema l. Inciden dos fotones sobre el Fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al primer aceptor, y se inicia una 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 retorna los electrones a la clorofila P700. En la fase cíclica solo se produce ATP. Esta fase es necasaria ya que en la fase oscura se necesita más ATP del que la fase acíclica pueda aportar.

11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?

Un organismo autrótofo quimiosintético es aquel que realiza la quimiosíntesis, proceso en el que se sintetiza ATP con la energía desprendida en reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas. Un ejemplo de organismo autótrofo fotosintético son las bacteria quimiosintéticas.

12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula, con el fin de obtener energía y materia, para realizar las tres funciones vitales (nutrición, relación y reproducción), desarrollarse, o renovar la estructura propia de cada individuo.

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, ya que todas las células eucariotas realizan la respiración, que se realiza en las mitocondrias.

b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.

Verdadero, ya que no realizan la fotosíntesis.

c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.

Verdadero, ya que todos lo que son quimioautótrofos son bacterias y estas no peseen ni mitocondrias ni cloroplastos.

d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.

Falso, porque los organismos quimioautótrofos son las bacterias.

14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización.

Los Fotosistemas son proteínas transmembranosas que contiene pigmentos fotosintéticos (dependiendo de si se trata del Fotosistema I hablaremos de clorofila P700 y si es el II de clorofila P680), y dos subunidades: la antena y el centro de reacción. Ambos fotosistemas se encuentran en las membranas de los tilacoides.

La antena o complejo captador de luz poseen pigmentos fotosintéticos (clorofila a, clorofila b y carotenoides) que, tal y como dice su nombre, captan energía luminosa y la transmiten al centro de reacción a través de la excitación de sus moléculas.

Y el centro de reacción esta formada por el pigmento diana (un tipo de clorofila a) que, al recibir la energía, transfiere sus electrones a otra, que es el primer aceptor de electrones. Este, a su vez, la otra molécula externa.

15.- Compara: a) quimisíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación.

a) Tanto la fotosíntesis como la quimiosíntesis son procesos anabólicos autótrofos. En la fotosíntesis se obtiene energía luminosa del sol y la realizan plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas. En cambio en la quimiosíntesis la energía se obtiene de reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos. La realizan bacterias quimiosintéticas.

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 fotofosforilazación ocurre en la fotosíntesis y al igual que la fosforilación en las ATP-sintetasas fluyen protones provocando cambios que producen la unión de un ADP y 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 será anabólico o catabólico. Razona la respuesta.

Se trata de un proceso anabólico. Ya que de los aminoácidos de la hierva, en este caso, se obtiene una molecula mas 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. El ATP es una molécula que contiene y cede energía contenida en sus enlaces éster-fosfóricos. Cuando se hidroliza, mediante un proceso de desfosforilación, se rompe el ultimo enlace, produciéndose así ADP, P y energía.

18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?

El ATP en las células se puede producir de distintas maneras:

- En la fosforilación a nivel de sustrato: gracias a la energía de una molécula al romperse sus enlaces ricos en energía. Esto se produce en las mitocondrias.

- Reacción enzimática con ATP-sintetasas. En las crestas mitocondriales y en lostilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones.

19.- Papel del acetil-CoA en el metabolismo. Posibles orígenes del acetil-CoA celular y posibles destinos metabólicos (anabolismo y catabolismo). Principales rutas metabólicas que conecta.

El acetil-CoA se forma cuando un acetato se une con un CoA-SH. Se puede obtener acetil-CoA del catabolismo de los lípidos.

Dentro de las rutas catabólicas interviene en:

- Antes de entrar en la mitocondria, el piruvato obtenido en la glucólisis es transformadoen Acetil-CoA. El Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, transfiriendo su grupoacetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forma un ácido cítrico.

- Beta oxidación de los ácidos grasos: Los ácidos grasos por cada vuelta pierden 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.

- Síntesis de ácidos grasos: es el iniciador del proceso.

- Síntesis de aminoácidos.

20.- Esquematiza la glucólisis: a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales. b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. c) Localización del proceso en la célula.

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?

Dicha célula sí que está respirando, con el fin de obtener energía. La matriz mitocondrial participa ya que una vez realizada la glucólisis en el exterior de la mitocondria ,es decir, en el citosol, el acetil-CoA entra a la matriz mitocondrial donde se realiza el ciclo de Krebs. Y por último en las crestas mitocondriales se lleva a cabo la cadena transportadora de electrones.

22.– ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético, y qué se origina en dicha condensación?

La ruta metabólica que se inicia es el ciclo de Krebs, y se origina GTP que es igual que el ATP lo único que cambia es la base nitrogenada. Y mucho carácter reductor que luego pasa a la cadena transportadora de electrones concretamente 3NADH y 1FADH2.

¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos?

El Acetil CoA proviene del Ácido pirúvico, producto final de la glucólisis, y el ácido oxalacético ya se encuentra en el principio del propio ciclo.

¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?

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?

La ribulosa 1,5-difosfato acepta el CO2 gracias a la enzima rubisco. Esto produce un compuesto inestable de 6C. Este compuesto se disocia en dos moléculas de 3C, el ácido 3-fosfoglicérido, que será reducido a gliceraldehído 3-fosfato que: sintetizará almidón, ácidos grasos y aminoácidos, sintetizara glucosa y fructosa o se regenerará a ribulosa-5-fosfato.

24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.

Tanto el NAD y el NADH + H son coenzimas que participan en las reacciones redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. El NAD , que es un agente oxidante que acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones.

Estas coenzimas a parecen en el Ciclo de Krebs, la Glucólisis, el transporte de electrones y la beta oxidación de acido grasos.

25.- Explique brevemente el esquema siguiente:

En este esquema observamos la fase oscura de la fotosíntesis, concretamente el Ciclo de Calvin. Comienza en la fijación del CO2 a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco dando lugar a un compuesto inestable de 6C, este se disociara en dos moléculas de 3C cada una llamadas ácido-3-fosfoglicérico. Posteriormente se reduce este ácido gracias a la acción de coenzimas como el ATP y el NADPH que dará lugar al gliceraldehído-3-fosfato. A partir de este producto puede sintetizar almidón, ácidos grasos, aminoácidos y monosacáridos o se puede regenerar en la ribulosa-1,5-difosfato.

26.- Bioenergética: a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, foto-fosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?

-Fosforilación a nivel de sustrato: síntesis de ATP a partir de la energía liberada de una biomolécula al romper sus enlaces.

Se produce en las mitocondrias porque este proceso se da en la respiración de glúcidos, concretamente, en el ciclo de Krebs que ocurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que también se da en el proceso de glucólisis.

-Fotofosforilación: 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.

Se produce en los cloroplastos ya que en su interior tienen el pigmento de la clorofila que capta la luz solar.

-Fosforilación oxidativa: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato, llevada a cabo por la ATP-sintetasa en la cadena transportadora de electrones en las crestas mitocondriales durante la respiración celular. Se produce en los cloroplastos ya que en su interior tienen el pimiento de la clorofila que capta la luz solar.

27.– Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados.

El transporte electrónico en la cadena respiratoria en las mitocondrias, esta llevada a cabo por tres procesos:

–Transporte de electrones: Los electrones que entran son el NADH y FADH2 procedentes del ciclo de Krebs, cuyo carácter es reductor. Que al cederlos junto con protones (H+) pasan a oxidarse en NAD y FAD.

La cadena respiratoria está formada por complejos proteicos I, II, III, IV y una pequeña molécula lipídica llamada ubiquinona que se encuentra entre el complejo II y III. Esta molécula transporta electrones del complejo I y II al III. Y en el último se encuentra una proteína llamada cinetocromo que comunica el complejo III con IV.

–Quimiósmosis: La energía perdida por los electrones, se utiliza en tres puntos concretos para bombear protones. Que pasan al espacio intermembranoso. Una vez allí, cuando su concentración es elevada, los protones vuelven a la matriz mitocondrial por las ATP- sintetasa. Enzimas que sintetizan el ATP.

–Fosforilación oxidativa: Las partes se mueven, cuando los protones fluyen por su canal interior. Generando así ATP.

A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria?

La principal función es la obtención de energía.

¿Por qué existe la cadena respiratoria?

Porque gracias a ella, las células obtienen una gran cantidad de energía a partir de las moléculas como el NADH y FADH2 procedentes del Ciclo de Krebs.

¿Dónde se localiza?

La cadena transportadora de electrones se lleva a cabo en las crestas mitocondriales siempre y cuando la célula sea eucariota, y en la membrana plasmática si es procariota.

28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas se consumen y se liberan en cada una de las vueltas de la espiral de Lynen en la B-oxidación de los ácidos grasos?

En la hélice de Lynen de los ácidos grasos se produce un FADH2 y un NADH que pasa a la cadena transportadora de electrones y un Acetil-coA que pasa al Ciclo de Krebs. Además se consumen 2 ATP.

29.– ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?

El gradiente electroquímico se origina debido a la entrada y salida de protones en esta.

30.- ¿Cuál es la primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los lípidos? ¿Cuál es el destino final de dicha molécula en el metabolismo?

La primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y lípidos es la dihidroxiacetona-3-fosfato. El destino final es la síntesis de ATP en el ciclo de Krebs.

31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.

Es un proceso anabólico de la fotosíntesis. Producido concretamente en la fase oscura sintetizando compuestos de carbono. Se divide en dos fases: la fijación del dióxido de carbono y la reducción del CO2 fijado.

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).

El ATP es una coenzima y a su vez pertenece al grupo de los nucleótidos (adenosín trifosfato) y sirve para el almacenamiento de energía. Y NAD, NADP son cofactores orgánicos cuya función es el transporte.

¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?

No, ninguna de ellas.

b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).

En el metabolismo celular, con el ATP se obtiene energía. Y el NAD y NADP sirven para producir el movimiento en dicho proceso, generando así energía también.

34.– Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.

La degradación de la glucosa comienza en el proceso de glucólisis. Dando como producto dos moléculas de ácido pirúvico. En esta primera etapa se produce un gasto de 2 ATP aunque al final de ella se obtienen 4 por lo que se ganan 2 ATP. Además de esto en esta primera fase se obtienen también 2 moléculas de NADH lo que equivale a 6 moléculas de ATP, al pasar a la cadena transportadora de electrones. Seguidamente se obtienen otras 6 moléculas de ATP debido a la transformación de los 2 ácidos pirúvicos a 2 acetil-CoA dando lugar a 2 moléculas de NADH. Después da comienzo el ciclo de Krebs, en el cual obtenemos una molécula de FADH por vuelta. Como se dan dos vueltas obtenemos un total de 4 ATP. Además de ello obtenemos un GTP este es igual que el ATP. Al dar 2 vueltas obtenemos 2 moléculas de ATP. Y finalmente 3 moléculas de NADH por vuelta lo que da lugar a 18 moléculas de ATP.

Con todo ello obtenemos un total de 38 moléculas de ATP lo que indica que es una producción ideal de energía si no entráramos a ningún lado, suponiéndonos un gasto de energía. Por lo que deducimos que es de célula procariota, ya que se realiza toda en el citosol. Si fuera eucariota obtendríamos 36 moléculas de ATP ya que se produciría un gasto energético al entrar en la mitocondria por transporte activo.

35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA.

a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?

Se forma en el catabolismo y en el anabolismo, en el catabolismo la obtenemos en el paso previo al ciclo de Krebs en la respiración, en la activación de los ácidos grasos en el catabolismo de los lípidos y en el catabolismo de las proteínas. En el anabolismo la encontramos en la síntesis de ácidos grasos en el catabolismo y en la síntesis de triacilglicéridos.

b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Biooxidación.

Indica:

– Los productos finales e iniciales.

• Su ubicación intracelular.

Glucogénesis: comienza con una molécula de glucosa y obtiene como resultado dos moléculas de ácido pirúvico. Está situado en el citosol.

Fosforilación oxidativa: a partir de protones se obtiene ATP y se da en las crestas mitocondriales y el espacio intermembranoso.

B-oxidación: Es la llamada hélice de Lynen y forma a partir de una larga cadena hidrocarbonada y la CoA-SH, un acetil-CoA por vuelta. Esta hélice tiene lugar 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?

Cuando la molécula de acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs puede continuar su ciclo o desviarse cuando está en forma de ácido pirúvico. Podría salir de la mitocondria, entrar en la hélice de Lynen situada en el citosol como acetil-CoA y dar como resultado Acil-CoA yendo directamente a formar parte de los triglicéridos. De una grasa podemos formar glucosa, ya que a partir del acetil-CoA se podría desviar el malato (ciclo de Krebs) y formar parte del ácido 2-fosfoenolpirúvico y realizar así toda la glucólisis a la inversa.

36.- En el siguiente diagrama se esquematiza el interior celular y algunas transformaciones de moléculas que se producen en diferentes rutas metabólicas:

a)¿Qué es el metabolismo?¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?¿Cómo se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).

– Metabolismo: Se encarga de la transformación de biomoléculas, con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.

- Anabolismo: Proceso metabólico que se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.

- Catabolismo: Proceso anabólico en el que se sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía.

El anabolismo y el catabolismo están relacionados ya que los productos de una reacción anabólica o catabólica pueden ser los reactivos de la otra.

Se distingue la Glucólisis, ya que a partir de la glucosa se obtiene Ácido Pirúvico, la descarboxilación oxidativa, ya que del piruvato obtenemos Acetil-CoA, fermentaciones, ya que a partir del piruvato se obtiene lactato, el Ciclo de Krebs, ya que aparece el ácido oxalacético y el Acetil–CoA.

Finalmente la cadena respiratoria.

b) ¿Qué compartimentos celulares intervienen en el conjunto de las reacciones? (Indica el nombre de los compartimentos y la reacción que se produce en cada uno de ellos).

Interviene mayoritariamente la mitocondria, el citosol y los cloroplastos.

En el citosol se realiza la glucólisis, en la mitocondria el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin, en las crestas mitocondriales la cadena transportadora de electrones y en los estomas de los cloroplastos la fotosíntesis.

37.– Indique el rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa y compárelo con el obtenido en su fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.

En la oxidación completa de la glucosa se obtiene 36 ATP si corresponde a una célula eucariota, debido a la perdida producida al entrar a la mitocondria. Y de 38 si nos referimos a una célula procariota. Que comparado con la producción de una fermentación se obtiene una gran cantidad de energía ya que en la fermentación únicamente se obtienen 2 ATP. Esto se debe únicamente a que en la fermentación no se produce 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?

En las mitocondrias.

¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena?

En esta cadena el oxígeno únicamente actúa como oxidante.

¿Qué seres vivos y para qué la realizan?

La llevan a cabo los organismos aerobios ya que los anaerobios carecen de oxígeno y no necesitan de él para realizar el proceso. Y la realizan para obtener energía.

39.– En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:

–¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?

Las reacciones que se dan principalmente son de oxidación-reducción.

• ¿Qué rutas siguen los productos liberados?

El NADH y el FADH2 continúan hacia la cadena transportadora de electrones. El GTP ya es moneda energética ya que equivale a las moléculas de ATP y el CO2 es liberado. Las enzimas oxidadas NADH y FADH2 (poseen poder reductor) serán utilizadas en la cadena transportadora de electrones para obtener finalmente en ATP necesario para la célula.

40.-Metabolismo celular:

Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.

– Metabolismo: Se encarga de la transformación de biomoléculas, con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.

– Anabolismo: Proceso metabólico que se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.

- Catabolismo: Proceso anabólico en el que se sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía.

–¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.

Si que son reversibles, ya que las moléculas orgánicas pueden ser formadas o destruidas, como por ejemplo, los ácidos grasos, en donde la beta oxidación de estos, puede darse en un sentido o en otro. Pero algunos pasos no son exactamente iguales, porque no están catalizados por las mismas enzimas, y se siguen vías diferentes para llegar al mismo compuesto. Un ejemplo de esto es la destrucción de la glucosa y la formación de la glucosa, gluogenogénesis y gluconeogénesis.

-El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por qué?

Porque el acetil-CoA puede entrar al ciclo de Krebs y participar en la degradación de moléculas. Sin embargo, a partir de una molécula del ciclo de Krebs, como el ácido cítrico, se puede obtener acetil CoA y construir así otras moléculas.

41.-Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.

La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.

Muchos compuestos reducidos que utilizan las bacterias como el NH3 y el H2S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales, NO3- y SO4-, que pueden ser absorbidas por las plantas. Así, estas bacterias cierran los ciclos biogeoqímicos posibilitando la vida en el planeta.

42.-Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.

La fermentación láctica es la que influye en la preparación de alimentos y bebidas. Esta fermentación se forma a partir de la degradación de la glucosa. Esta fermentación la realizan unas bacterias llamadas Lactobacillus casei, y se obtiene por ejemplo en el queso y el yogur.

43.-Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.

En la respiración interviene la cadena transportadora de electrones y sirve para la combustión de biomoléculas. Sin embargo, en la fermentación no interviene cadena transportadora de electrones y se encarga de reciclar el producto reductor para poder usarse en la glucólisis.

Las diferencias que existen entre ellos son:

En la respiración existen dos tipos, anaeróbica y aeróbica y en la fermentación únicamente existe la aeróbica. El rendimiento, en la respiración se oxida todo por lo que se obtiene mayor energía sin embargo en la fermentación al carecer de cadena respiratoria únicamente se obtienen 2 ATP. El lugar en el que se produce, la fermentación se da en el citosol ya sea eucariota o procariota, y en la respiración se da en el citosol y en la mitocondria si es eucariota y si es procariota tiene lugar en el citosol y en la membrana plasmática. Se diferencian también en la manera de obtención de ATP, la respiración lo hace mediante fosforilación oxidativa, y la fermentación por fosforilación del sustrato. Y por último se diferencian en el aceptor final, ya que en la fermentación es orgánico y en la respiración es inorgánico.

44.-

A) En la figura se indican esquemáticamente las actividades más importantes de un

cloroplasto. Indique los elementos de la figura representados por los números 1 a 8.

1-CO2

2- Ribulosa-1,5-difosfato

3- ADP+P

4-ATP

5-NADPH

6-NADP+

7-H2O

8-O2

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 los elementos 4 y 6 de la figura? ¿Dónde se produce el ciclo de Calvin?

El 4 y el 6 están en estroma, que es donde se produce también el ciclo de Calvin, en el proceso de la fotosíntesis, en la fase oscura de esta.

C) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.

El ciclo de Calvin consiste en producir moléculas complejas a partir de CO2 y H2O, y con el aporte energético de la fase luminosa.

45.-

A)La figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.

1: Ácido pirúvico, 2: Acetil CoA, 3: ADP, 4: ATP, 5: NADH, 6: 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.

El proceso la glucólisis, la entrada del ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y su posterior transformación en Acetil-CoA y la fotosíntesis.

B) 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?

Se puede originar también a partir del acetato.

46.-

A) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?

1- Espacio intermembranoso

2- Membrana interna

3- Membrana externa

4-Tilacoides del estroma

5- ADN

6- Estroma

7- Tilacoides de grana

b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.

En la fase luminosa se obtiene ATP y NADH (16 ATP y 12 NADPH en la acíclica y 2ATP en la cíclica). Dependiendo de la molécula que se desee construir obtenemos una cantidad u otra. Para ello se hidrolizan un número determinado de moléculas de agua y en el ciclo de Calvin de la fase oscura se dan tantas vueltas como átomos de carbono tenga la molecula deseada.

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?

La teoría endosimbiótica defiende que las mitocondrias y los cloroplastos evolucionaron a partir de bacterias que fueron fagocitadas por una célula eucariótica ancestral.

No lo contradice porque al fusionarse el ADN de la célula inicial y el ADN de las mitocondrias y cloroplastos el tamaño aumenta.

47.-El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?

1- Espacio intermembranoso

2- Membrana interna

3- Membrana externa

4-Tilacoides del estroma

5- ADN

6- Estroma

7- Tilacoides de grana

a) 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.

-Ambos son orgánulos transductores de energía

-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero sin colesterol

-Comparten ciertas estructuras: como la membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….

-Ambos se encuentran en las células eucariotas.

48.-

A)El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.

1: Matriz mitocondrial, 2: Crestas mitocondriales, 3: Membrana interna, 4: Membrana externa, 5: Espacio intermembranoso, 6: ATP-sintetasa, 8: Complementos proteicos.

a)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, estructura 1. Y la cadena respiratoria o cadena transportadora de electrones que se da en las crestas mitocondriales, estructura 2.

b)Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.

Las proteínas y el ARNm.