Metabolismo Celular
¡Bienvenidos un día más! Hoy nos toca hablar del metabolismo celular:
El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos, para satisfacer sus necesidades de materia y energía. En el siguiente esquema podéis observar un breve esquema, el cual hace un resumen a todo lo que vamos a ver en esta entrada:
La célula realiza intercambios de materia y energía con su entorno sintetizando todas las sustancias necesarias para mantener sus estructuras celulares en buen estado y realizando sus funciones vitales. Todas las reacciones metabólicas están relacionadas en las rutas o vías metabólicas y son muy parecidas en todos los seres vivos.
En las reacciones metabólicas intervienen varias enzimas, al menos una en cada paso , constituyendo una ruta metabólica en la que el producto de cada una es el reactivo de la siguiente hasta obtener el producto final. Además , en el metabolismo celular se distinguen dos fases, o dos grupos de rutas metabólicas, el catabolismo y el anabolismo, ambas fases están relaccionadas ya que la energía que se produce durante el catabolismo, son necesarias para el desarrollo del anabolismo.
Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.
En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.
Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece solo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas presentes en una célula determina el tipo de metabolismo que tiene esa célula. A su vez, esta presencia depende de la regulación de la expresión génica correspondiente a la enzima.
Por una parte, el catabolismo es el conjunto de reacciones que tienen como objetivo la obtención de energía y moléculas precursoras a partir de otras más complejas, estos procesos son de degradación y producen energía química,por ello son reacciones exergónicas (glucólisis, respiración celular y fermentaciones). Mientras que el anabolismo, es el conjunto de reacciones que tienen por objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas precursoras sencillas y energía, estos procesos son sintéticos y consumen energía por ello son reacciones endergónicas (fotosíntesis y quimiosíntesis).
A continuación, podéis observar el esquema general del catabolismo, en el se refleja los distintos procesos que se van realizando en el interior de la mitocondria, concretamente, en la matriz mitocondrial.El catabolismo es la parte del proceso metabólico que consiste en la degradación de nutrientes orgánicos transformándolos en productos finales simples, con el fin de extraer de ellos energía química y convertirla en una forma útil para la célula. Las reacciones catabólicas son en su mayoría reacciones de reducción-oxidación, y el conjunto de reacciones metabólicas es muy similar en la mayor parte de los seres vivos,que degradan biomoléculas para así obtener energía.
En el caso de los organismos que degradan biomoléculas, también existe diversidad entre las reacciones catabólicas que se llevan a cabo en presencia de oxígeno (aeróbicas), o sin él (anaeróbicas). A grandes rasgos, en primer lugar, las grandes moléculas orgánicas nutrientes, como las proteínas, los polisacáridos , o los lípidos son degradados a sus monómeros constituyentes, aminoácidos, monosacáridos y ácidos grasos. Más tarde, estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún más simples , como grupos acetilos, que se unen covalentemente a la coenzima A, para así, poder formar el acetil-coA, cuyo grupo acetil es oxidado a agua y dióxido de carbono por los organismos aerobios mediante el ciclo de Krebs,liberando energía que se retiene al reducir la coenzima NAD+ a NADH+H y otras coenzimas son finalmente oxidadas en la cadena transportadora de electrones.
GLÚCIDOS
Tras la digestión , mediante la que los polisacáridos se transforman en glucosa,las moléculas de glucosa siguen tanto en organismos aerobios como anaeróbios la glucólisis,que tiene como resultado la producción de ATP y piruvato.En ausencia de oxígeno el piruvato podrá seguir su catabolización mediante la fermentación, mientras que en presencia de oxígeno,el piruvato será oxidado a acetil-CoA para ser degradado en el ciclo de Krebs y producir un mayor número de moléculas de ATP mediante la cadena de transporte.
La glucólisis es un proceso anaerobio, es decir, no hace falta la presencia de oxígeno. Tras la digestión en la que los polisacáridos han sido degradados a glucosa, se lleva a cabo la glucólisis que degradará, mediante una serie de diez reacciones, cada molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. La reacción global de la degradación de una molécula de glucosa es la siguiente:
-Glucosa+2 NAD+ +2 ADP+2 P------2 Piruvato +2 NADH +2 ATP +2 H+ +2 H2O.
Por tanto, el rendimiento energético total de la glucólisis es de 2NADH y 2ATP. Tanto las dos moléculas de piruvato como las dos moléculas de NADH podrán seguir otras vías metabólicas por las que podrán extraerse de ellas más energía en forma de ATP.
La fermentación se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y es una alternativa a la oxidación del piruvato y al ciclo de Krebs. Su eficiencia energética es inferior a la de las reacciones aerobias, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se producen dos moléculas de ATP. Existen diferentes tipos de fermentación como, por ejemplo, la fermentación láctica o la alcohólica.
Esta descarboxilación oxidativa se lleva a cabo en presencia de oxígeno y produce una molécula de NADH mediante la transformación de las dos moléculas de piruvato procedentes de la glucólisis en dos moléculas de acetil-CoA que podrán seguir su degradación en el ciclo de Krebs. La reacción global de la oxidación del piruvato es la siguiente:
-Ácido pirúvico + NAD+ + HSCoA → Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2
LÍPIDOS
En la activación para poder ser oxidados, los ácidos grasos deben ser activados por unión con la coenzima A en la membrana mitocondrial externa para formar acil-CoA. Este proceso tiene un gasto energético de 2 moléculas de ATP y permite que el acil-CoA proveniente del ácido graso sea degradado mediante la β-oxidación, cuyos productos serán oxidados en etapas posteriores.
La β-oxidación es un ciclo de reacciones que resultan en la oxidación de los ácidos grasos (previamente convertidos a acil-CoA) mediante la liberación sucesiva de fragmentos de dos átomos de carbono. El proceso se repite varias veces hasta la degradación total del acil-CoA, produciendo con cada repetición FADH2 y NADH que se oxidarán en la cadena respiratoria y acetil-CoA que después será degradado en el ciclo de Krebs.
PROTEÍNAS
Los aminoácidos que no se utilizan directamente para la síntesis de proteínas no pueden ser almacenados ni excretados, por lo que se usan como combustibles.
La desaminación es la primera etapa consistente en la eliminación del grupo a-amino para poder excetrar el exceso de nitrógeno y continuar degradando el esqueleto carbonado resultante.
La cadena carbonada de cada uno de los 20 aminoácidos diferentes sigue rutas metabólicas propias, pero todas estas rutas dan como resultado únicamente piruvato, acetil-CoA u otros intermediarios del ciclo de Krebs, que podrán seguir su oxidación mediante el ciclo de Krebs o utilizarse para la síntesis de otros compuestos combustibles.
La glucólisis es la ruta metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo. Esta ruta se realiza tanto en ausencia como presencia de oxígeno, definido como proceso anaeróbico en este caso.
La descarboxilación oxidativa es una reacción de oxidación en la cual un grupo carboxilo es eliminado de una molécula, formando un grupo acetilo y liberando dióxido de carbono. Ocurre con frecuencia en sistemas biológicos. Un ejemplo de ello es la descarboxilación del piruvato para convertirse en ácido ácético en forma de acetil que se unirá a la coenzima A para formar el acetil-coenzima A, además hay varios ejemplos de descarboxilación oxidativa en el ciclo de Krebs. En resumen elimina una partícula e CO2 en la respiración celular.
El ciclo de Krebs es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de carbohidratos, lípidos y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de ATP. Se realiza en la matriz mitocondrial. En la célula procariota, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma.Además, el ciclo proporciona precursores de ciertos aminoácidos, así como el agente reductor NADH que se utiliza en numerosas reacciones bioquímicas. Su importancia central para muchas vías bioquímicas sugiere que uno de los primeros componentes establecidos del metabolismo celular y señala un origen biogénico . En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable: poder reductor y GTP (en algunos microorganismos se producen ATP).El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
La cadena de transporte de electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Solo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de reducción-oxidación y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos.Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.
La fosforilación oxidativa es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosina trifosfato (ATP). Se le llama así para distinguirla de otras rutas que producen ATP con menor rendimiento, llamadas "a nivel de sustrato". Se calcula que hasta el 90 % de la energía celular en forma de ATP es producida de esta forma.
Consta de dos etapas: en la primera, la energía libre generada mediante reacciones químicas redox en varios complejos multiproteicos (conocidos en su conjunto como cadena de transporte de electrones)se emplea para producir, por diversos procedimientos como bombeo, ciclos quinona/quinol o bucles redox, un gradiente electroquímico de protones a través de una membrana asociada en un proceso llamado quimiosmosis. La cadena respiratoria está formada por tres complejos de proteínas principales (complejo I, III, IV), y varios complejos «auxiliares», utilizando una variedad de donantes y aceptores de electrones. Los tres complejos se asocian en supercomplejos para canalizar las moléculas transportadoras de electrones, la coenzima Q y el citocromo c, haciendo más eficiente el proceso.
La energía potencial de ese gradiente, llamada fuerza protón-motriz, se libera cuando se translocan los protones a través de un canal pasivo, la enzima ATP sintasa, y se utiliza en la adición de un grupo fosfato a una molécula de ADP para almacenar parte de esa energía potencial en los enlaces anhidro «de alta energía» de la molécula de ATP mediante un mecanismo en el que interviene la rotación de una parte de la enzima a medida que fluyen los protones a través de ella. En vertebrados, y posiblemente en todo el reino animal, se genera un ATP por cada 2,7 protones translocados. Algunos organismos tienen ATPasas con un rendimiento menor.
A continuación,vamos a dar comienzo al anabolismo, este es el conjunto de procesos del metabolismo que tienen por fin la síntesis de componentes celulares a partir de precursores de baja masa molecular,1 por lo que también recibe el nombre de biosíntesis. Es una de las dos partes en que suele dividirse el metabolismo. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan de forma conjunta y armónica, y constituyen una unidad difícil de separar.Consiste en la síntesis de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas, con requerimiento de energía (reacciones endergónicas) y de poder reductor, al contrario que el catabolismo. Los procesos anabólicos son procesos metabólicos de construcción, en los que se obtienen moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume energía. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteínas a partir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias para formar nuevas células.
Para poder entender mejor todo lo anterior, os dejo aquí unos esquemas de las lessos plans, espero que os sirva de ayuda;
A continuación vamos a dar paso a las preguntas individuales;
1.- ¿Todos los organismos autótrofos son fotosintéticos?
No, por que existen organismos autótrofos que son heterótrofos. Esto depende de la fuente de energía que empleen.
2.- Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.
Las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis es que en la fotosíntesis se transforma la energía luminosa en energía química. La primera molécula en la que queda almacenada esa energía química es el ATP. Posteriormente, el ATP se utiliza para sintetizar otras moléculas orgánicas más estables. Y La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas; y el posterior uso de ese ATP para transformar la materia inorgánica en materia orgánica.
Las semejanzas entre la fotosíntesis y la quimiosíntesis es que en ambas se pueden distinguir dos fases: una primera fase en la que se obtiene ATP y coenzima reducida, que en las bacterias es NADH en lugar de NADPH; y una segunda fase en la que se emplea el ATP y el NADH para sintetizar compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas (CO2, NO3-, SO4=, etc.).
3.- ¿Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento antena?
La diferencia entre pigmento diana y pigmento antena es que los pigmentos antena sólo pueden captar energía luminosa y transmitirla a otro tipo de pigmentos (los del centro de reacción), y predominan en el complejo captado de luz o antena. Mientras que el pigmento diana predomina en el centro de reacción y es al que va a parar toda la energía captada por los pigmentos antena.
4.- ¿Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?
Podemos entender como fotólisis del agua a la ruptura de la molécula de agua para dar dos protones, dos electrones y medio O2. Por lo tanto para la obtención de una molécula de O2 , tendrán que sufrir una fotolitos del agua dos moléculas de H2O .
5.- Tanto en la respiración mitocondrial como en la fase luminosa acíclica hay enzimas que trabajan con NADH o NADPH, una cadena transportadora de electrones y ATP-sintetasas, pero hay cietas diferencias. Responde a las cuestiones de la siguiente tabla;
6.- Indica cuáles son los objetivos de la fase luminosa y de la fase oscura de la fotosíntesis, explicando la relación entre ambas. ¿Sería correcto decir que “la fase luminosa se realiza durante el día, mientras que la fase oscura ocurre durante la noche”? Razona la respuesta.
Los objetivos de la fase luminosa es, la obtiención de ATP y NADPH, la captación de la energía luminosa por los pigmentos fotosintéticos, localizados en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos y la fotolisis del agua. Y los de la Fase oscura o biosintética, en la que no se necesita luz. LA síntesis de materia orgánica a partir del CO2, utilizando el ATP y el NADPH obtenidos en la fase anterior.
No es correcto decir que la fase luminosa se realiza durante el día, mientras que la fase oscura ocurre durante la noche.
7.- ¿En qué orgánulos de la célula eucariota transcurren los siguientes procesos metabólicos?
a)β-oxidación de los ácidos grasos
En la mitocondria.
b) Fotofosforilación
En el cloroplasto.
c) Glucólisis
En el citosol.
d) Fosforilación oxidativa
En la mitocondria.
e) Captación de luz por el complejo antena
En el cloroplasto.
f) Ciclo de Calvin
En el cloroplasto.
g) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos
En la mitocondria
8.-¿Por qué disminuye el rendimiento de la fotosíntesis en las plantas C3, cuando en ellas hay escasez de agua? ¿Por qué no sucede esto en las plantas C4?
En las plantas C3 tiene lugar una fotorespiracion, ocurren ambientes clima seco y cálido, por lo que las plantas cierran los estomas de las hojas para no perder agua. El oxígeno obtenido en la fotosíntesis aumenta de concentración y disminuye la concentración de C02. En esta situación, la enzima rubisco va a actuar como una oxidada y oxida a la ribulosa-1,5-difosfato hasta obtener glicocola en la mitocodria donde se libera CO2 y NH3. Esto hace que disminuya un 50% el rendimiento fotosintético de la planta porque el CO2 y el O2 compiten por el centro activo de la rubisco y se pierde energía por lo que no se genera ATP ni NADPH.
En cambio, en las plantas C4, los cloroplastos del mesófilo captan el CO2 durante la noche para que no se pierda agua. Lo acepta el ácido fosfoenolpirúvico y la enzima que actúa es la fosfoenolpiruvato carbonillas, en vez de la rubisco. Esta fijacion de CO2 da lugar a ácido oxalacético y este se transforma en ácido málico que pasa a las células internas donde se disocia en CO2 y en pirúvico.
9.- ¿El oxígeno que se desprende durante la fotosíntesis procede del CO2 o del H2O?
Proviene de la fotólisis del agua.
10.- ¿A qué molécula orgánica se une el CO2, durante la fotosíntesis, para convertirse en carbono orgánico?
Se une a la ribulosa-1,5-difosfato.
11.- ¿Cuáles son los productos iniciales y finales de la gluconeogénesis y de la glucólisis? ¿Se puede decir que simplemente son vías
metabólicas inversas? Razona la respuesta.
El producto inicial de la glucólisis es la glucosa y el producto final son dos moléculas de piruvato. El producto inicial de la gluconeogénesis es el ácido pirúvico y el final es la glucosa. La gluconeogénesis es en líneas generales un proceso inverso a la glucólisis, aunque no es exactamente inverso porque algunas reacciones que se realizan en un sentido, son irreversibles, por este motivo es imposible que se lleve a cabo en sentido contrario. Concretamente hay tres pasos que son irreversibles; la conversión de ácido pirúvico a ácido fosfoenolpirúvico, la transformación de fructosa-1,6-difosfato a fructosa-6-fosfato y la transformación de glucosa-6-fosfato a glucosa.
12.- ¿Por qué el ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis?
El ácido pirúvico se encuentra en la mitocondria dado que es donde se encuentra la piruvato carboxilasa que lo transforma en oxalacetato, y a través de una serie de reacciones este pasa a fosfoenol-piruvato y así se llega a formar la glucosa.
13.- ¿Por qué la gluconeogénesis tiene procesos en los que el ácido oxalacético pasa a málico y de nuevo a oxalacético?
En la gluconeogénesis, el piruvato gracias a la enzima piruvato carboxilasa se transforma en oxalacetato. Entonces, este último como no puede atravesar la membrana mitocondria tiene que transformarse en malato, que sale al citosol y se regenera el oxalacetato de nuevo.
14.- ¿Qué molécula actúa como cebador (iniciador de la reacción) en la síntesis de ácidos grasos?
La molécula que actúa como cebador es el Acetil-CoA.
15.- ¿Cuántas moléculas de malonil-CoA (3 carbonos) se necesitan para obtener ácido lignocérico (24 carbonos)?
11 moléculas
16.- ¿Cuál sería el balance neto de la síntesis de un ácido graso de 14 C?
Acetil-coA + 6(malonil-coA)+12(NADPH+H)-> ácido 14C+ 7(CoA-SH)+5H2O
17.- ¿En qué parte de la célula se realiza la biosíntesis de los ácidos grasos?
En el citosol de las células animales y en los cloroplastos de vegetales.
18.- ¿Qué molécula es la que por transaminación, proporciona –NH2, en gran número de vías sintetizadoras de aminoácidos?
Ácido glutámico.
19.- Describa los procesos principales que ocurren durante la fase dependiente de la luz (fase luminosa) de la fotosíntesis. (Opción A-Junio 2004)
En la fase luminosa se produce la captación de energía luminosa por los pigmentos fotosintéticos localizados en los tilacoides de los cloroplastos.
La fotosíntesis luminosa está formada por dos fases: el flujo cíclico y el flujo no cíclico.
En el flujo no cíclico intervienen los dos fotosistemas, se inicia con la llegada de dos fotones sobre el fotosistema II. Esto provoca la exitación de la P680 y pierde dos electrones que son captados por un aceptor primario. Al perder estos electrones la P680 queda oxidada por lo que los recupera de la hidrólisis del agua.
20.- Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos: autótrofo/heterótrofo; quimiosintético/fotosintético; aerobio/ anaerobio. (Opción B-Junio 2002)
Autótrofo/ Heterótrofo: ambos términos son referidos a tipos de anabolismo, es decir, a la ruta de síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Si las moléculas son inorgánicas el organismo es autótrofo mientras que si son orgánicas el organismo es heterótrofo.
Quimiosintético/ Fotosintético; ambos términos son referidos a tipos de anabolismo autógrafo. El organismo fotosintético obtiene energía a la energía a partir de la oxidación de ciertas moléculas. Son las bacterias quimioautótrofas.
Aerobio/anaerobio: el aceptor final es el oxigeno y en el otro no.
Finalmente, las preguntas que hemos realizado en grupo:
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosínte- sis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
-La descomposición del agua o fotolisis se lleva a cabo cuando dos fotones llegan al fotosistema 2 los cuales excitan a la clorofila P680 que emite 2 electrones, que más tarde serán captados por un aceptor de electrones, para reponerlos se lleva a cabo la fotolisis del agua en el que se desprenden 2 electrones que irán a la P680, 2 protones que se quedarán en la membrana interna y oxígeno que será desprendido. Debido al movimiento de e y los protones que vienen del agua, crean un potencial electoquímico utilizado por la ATP sintetasa para sintetizar 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 18 ATP que serán utilizados en la fase oscura.
B) Existen algas procarióticas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embar- go realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas supe- riores. ¿Cómo es posible?
-Es debido a que tienen tilacoides en el citoplasma con pigmentos fotosintéticos.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
- metabolismo—>Obtención de materia y energía a través de una serie de procesos.
- Respiración celular—->Obtención de energia(ATP),CO2 y H2O
- Anabolismo——>Síntesis de moléculas complejas a través de otras precursoras con un gasto de energía.
- Fotosíntesis—->Síntesis de materia orgánica a partir de inorganica y luz.
- Catabolismo—->Obtención de moléculas más sencillas a partir de otras más complejas para obtener energía.
4.- Defina:
-Fotosíntesis: Proceso por el cual se obtiene materia orgánica gracias a que energia de La Luz en convertida en energía química que se utilizará más tarde para la fijación del CO2, se lleva a cabo en la membrana de los cloroplastos.
-Fotofosforilación: Proceso por el cual se obtiene energía y agua en la fase luminosa de la fotosíntesis. Se da en los cloroplastos.
-Fosforilación oxidativa: Obtención de energía llevada a cabo en la respiración celular.
-Quimiosíntesis: Obtención de energía gracias a las reacciones de oxidación de la materia inorganica. La llevan a cabo las bacterias.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen.
-Anabolismo: Fotosíntesis y quimiosintesis.
Se da en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales. Y la quimiosintesis en el interior de las bacterias.
-Catabolismo: Respiración celular y fermentaciones.
Se lleva a cabo en las mitocondrias y citosol. Y las fermentaciones en bacterias, levaduras… o tejido muscular en el caso de insuficiencia de O2.
6.- Un proceso celular en eucariota genera ATP y NADPH (H) con producción de oxí- geno 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 trate de la fase luminosa cíclica, los productos formados se utilizarán más tarde en la fase oscura para la obtención de materia orgánica. Los cloroplastos participan ya que este proceso se lleva a cabo alli.
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).
-Es la forma en la que se almacena la energía para poder ser transportada y utilizada en los procesos químicos. Se parece en qué está formada por una base nitrogenada (Adenosín). Lo sintetizan de distintas maneras: en el Catabolismo los desprenden de los enlaces que forman las moléculas complejas y en la fotofosforilacion debido al aporte de un grupo fosfato a un ADP.
8.- De los siguientes grupos de organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celu- lar? ¿Cuáles realizan la fotosíntesis oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, ciano- bacterias (cianofíceas), helechos y hongos.
-Fotosintetis Oxigenica: Todos excepto 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?
-Se trata de un proceso por el cual se obtiene materia orgánica a partir de luz, agua y oxígeno. La Luz es transformada en energía química que se aprovechará más tarde para la fijación del CO2.
Fase luminosa: Se da en los tilacoides y se obtiene energia.
Fase oscura: Se da en el estroma y se aprovecha esta energía para la obtención de la materia orgánica.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosinté- tico global.
-En está fase se produce ATP en dos procesos.
Fase luminosa acíclica: Participan los fotosistemas 1 y 2 que son incididos por fotones, por lo que las clorofilas P680 y P700 ceden electrones que serán transportados a través de una serie de moléculas y se llevará a cabo al final la producción de ATP. Ya que tenemos 48 protones se forman 16 ATP
Fase luminosa cíclica: Solo participa el fotosistema 1 que escinde electrones que al final serán captados por la ATP sintestasa para la recaudación de ATP.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
-Las bacterias que realizan las quimiosintesis, imprescindibles en algunos procesos biogeoquimicos.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
-Serie de procesos que se realizan en el organismo para la obtención de materia y energía. Tiene 2 procesos claves: el Anabolismo por el cual sintetiza moléculas a a partir de otras más simples y energía. Y el Catabolismo que degrada moléculas complejas para dar otras más sencillas y energía.
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondrias.
Falso, una célula eucariótica fotoautótrofa se refiere a una célula vegetal por lo que tiene ambas
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. Verdadero, porque se refiere a una célula animal que contiene mitocondrias pero no cloroplastos
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero, debido a que posee otros orgánulos diferentes
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Falso, Los organismos quimioautótrofos son bacterias
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 energía luminosa, 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 lados del centro de reacción del fotosistema.
-Centro de reacción: en esta subunidad hay dos moléculas de un tipo especial de clorofila a, 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) Quimisíntesis y fotosíntesis
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 realzian las plantas, las algas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas. Ambos son procesos anabólicos.
b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación
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 las ATP-sintetasas fluyen protones provocando cambios que producen la unión de un ADP y un 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.
Es un proceso anabólico porque a partir de un molécula, en este caso los aminoácidos de la l hierba, se obtiene otra más compleja como es la lactoalbúmina.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
Verdadero. Almacena y cede energíaa gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos. Cuando se hidroliza, se rompe el último enlace éster-fosfórico por un proceso de desfosforilación, y se produce ADP, P y energía.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
- Por fosforilación a nivel de sustrato. Gracias a la energía liberada de una biomolécula, al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Tiene lugar en la 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-CoA celular y posibles destinos metabólicos (anabolismo y catabolismo). Principales rutas metabólicas 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 el ciclo de Krebs.
Dentro de las rutas anabólicas
- Gluconeogénesis
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Biosíntesis de ácidos grasos: es el iniciador del proceso
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Sintesis de aminoácidos
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Krebs20.- 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?.
La célula está realizando la respiración, para obtener energía. Participa la matriz mitocondrial ya que en ella se produce el ciclo de Krebs y también participan las crestas mitocondriales porque en ella se produce 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? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?.
Corresponde al ciclo de Krebs. El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis es descarboxilado transformándose 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. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?.
El dióxido de carbono atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y allí se una a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima ribulosa-difosfato-carboxilasa-oxidasa (rubisco) y al lugar a un compuesto inestable de seis átomos de carbono, que se disocia en dos moléculas con tres átomos de carbono, el ácido -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 NADparticipa en las reacciones redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. Se encuentra en dos formas en las células:NADy NADH.
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:
En el siguiente esquema a comentar podemos observar la fase oscura de la fotosíntesis,un proceso anabólico que se divide en dos etapas: la fase luminosa y la fase oscura.También podemos observar el ciclo de Calvin,que comienza en la fijación del CO2 a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato,gracias a la enzima rubisco,dando lugar a un un compuesto inestable denominado ácido-3-fosfoglicérico.A continuación,se reduce dicho ácido gracias a la acción de coenzimas como el ATP y NADPH,que dan lugar al gliceraldehído-3-fosfato.Finalmente, a partir de este último producto se pueden sintetizar monosacáridos,glicerina,ácidos grasos o aminoácidos.
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 al romperse alguno de los enlaces ricos en energía de una biomolécula cualquiera. Este proceso puede ocurrir en la glucólisis o en el 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 sí provocando 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) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
La fosforilación a nivel de sustrato se produce en las mitocondrias debido a que este proceso se da en la respiración de glúcidos concretamente en el ciclo de Krebs ,que transcurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que 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 proceso de transporte electrónico mitocondrial se trata de la cadena respiratoria que es la última etapa de la respiración. En ella se oxida las coenzimas reducidas,NADH y FADH2, que son utilizadas para sintetizar ATP a partir de la energía que contienen.
En el proceso de fosforilación oxidativa,las ATP sintetasas están constituidas por cuatro partes, cada una de ellas formada por varias subunidades polipeptídicas. Las partes se mueven entre sí cuando los protones fluyen por su canal interior,esto provoca cambios en tres lugares que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP.
Resultados:
En el ciclo de Krebs por una molécula de glucosa se obtienen:6 NADH, 2 FADH y 2 GTP
A continuación, las coenzimas NADH y el FADH2 pasan a la cadena transportadora de electrones donde se transforman en ATP:6 NADH X 3= 18 ATP y 2 FADH2 X 2= 4 ATP.
La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de energía.Existe la cadena transportadora de electrones porque es donde más energía se obtiene un 90% de la energía obtenido en la respiración celular y hace que suba el rendimiento energético de la célula en 20 veces.
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 se consumen los ácidos grasos que se han sido preparados por el CoA-SH , por cada vuelta ,se desprenden dos carbonos, por lo que, se desprende un Aceil-CoA y 1 FADN2 y 1 NADH. Finalmente, el acetil-CoA pasará a formar parte del ciclo de Krebs.
29.¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquímico de protones se origina en la membrana mitocondrial interna, debido a la diferencia de concentración de protones entre la matriz mitocondrial y el espacio intermembranoso.
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 es el Acetil-coA ,cuyo destino final es formar parte del ciclo de krebs e ir fosforilando coenzimas energéticas.
31.Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto
El ciclo de calvin se da en la fase oscura de la fotosíntesis ,y está formado por una fijación del CO2 a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la enzima rubisco, dando como resultado final una molécula inestable de seis carbonos,llamada ácido 3-fosfoglicérico,esta, mediante el consumo de coenzimas ,como el ATP y NADPH ,se reduce en gliceraldehído-3-fosfato y puede sintetizar almidón, ácidos grasos, aminoácidos , fructosa y sacarosa. A lo largo del ciclo se consumen 3 ATP y 2 NADPH.
32. Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:
a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?.
El ATP, NAD y el NADP son moléculas oxidadas,coenzimas.Forman la parte no proteica de las enzimas.No obstante,estas moléculas biológicas no forman parte del ADN o ARN.
b)¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
Con el metabolismo celular mantienen una relación debido a que el ATP transporta y almacena energía y , por otra parte, NAD y NADP producen el movimiento de los electrones.
34 Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
35. La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA.
a)¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?.
Se origina en la descarboxilación oxidativa y en la β-oxidación de los ácidos grasos.Se utiliza en el ciclo de Krebs y en la síntesis de ácidos grasos.
b)De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Boxidación, indica:
- Los productos finales e iniciales.
- Su ubicación intracelular.
La β-oxidación de los ácidos grasos produce acetil-CoA,sus productos iniciales son los ácidos grasos y se da en la matriz mitocondrial.
La fosforilación oxidativa se da en las crestas mitocondriales,su producto inicial es el ADP+P y final el ATP.
La Glucogénesis se da en la matriz mitocondrial y en el citoplasma,sus productos iniciales son la glicerina, el piruvato y el lactato,su producto final es la glucosa.
c) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden los animales realizar el proceso inverso?
36. En el siguiente diagrama se esquematiza el interior celular y algunas transformaciones de moléculas que se producen en diferentes rutas metabólicas:
El metabolismo son un conjunto de reacciones celulares que se dan en el interior de la célula de los seres vivos para obtener energía o sintetizar materia.
El catabolismo es un proceso de degradación desde el que partimos de moléculas orgánicas y obtenemos moléculas inorgánicas,con ello la obtención de energía.
Por el contrario, el anabolismo es un proceso de construcción que transforma moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas y necesita energía.
El catabolismo y el anabolismo están relacionados ya que uno depende del otro, es decir, necesitamos un proceso catabólico para realizar a su vez un proceso anabólico, para así utilizar la energía obtenida en el catabolismo ,en el anabolismo y la materia formada en el anabolismo se utilizará en el catabolismo.
En el catabolismo se distinguen las dos rutas, el catabolismo ( y la respiración celular ) y las fermentaciones siendo energía y compuestos orgánicos o derivados de sus compuestos principales.
Mayoritariamente interviene la mitocondria, el citosol y los cloroplastos.
En el citosol se realiza la glucólisis, en la mitocondria se realiza el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin, en las crestas mitocondriales se realiza la cadena transportadora de electrones y en los estomas de los cloroplastos se realiza 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.
El rendimiento de la oxidación de la glucosa puede ser de 36 si es una célula eucariota o de 38 si es una célula procariota,mientras que el rendimiento de la fermentación es de 2 ATP,porque solo se produce en la glucólisis , no se produce ni en el ciclo de krebs ni en la cadena transportadora de electrones.
38.¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
La cadena de transporte de electrones se produce en las células eucaristías crestas mitocondriales de las mitocondrias, mientras que en las procariotas se lleva a cabo en la membrana plasmática. Se realiza en todos los seres vivos para realizar la respiración y obtener energía. El oxígeno es el último aceptor de electrones y se utiliza para formar H2O
39. En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. - ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
Las principales reacciones son de oxidación, concretamente en el ciclo de krebs, tras la producción de ácido pirúvico. Este se transforma en Acetil-CO-A, formado por dos carbonos. El ácido oxalacético que tiene 4 carbonos y el Acetileno-CO-A, se unen y forman el ácido cítrico con 6 carnosos, que durante todo el ciclo irán perdiendo electrones.
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?
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Metabolismo: es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que llevan hacia la transformación de unas biomoléculas, y otras con el fin de obtener materia y energía para poder hacer las funciones vitales
Catabolismo: es la transformación de moléculas orgánicas complejas en unas más sencillas liberando ATP
Anabolismo: es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP
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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.
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Porque el acetil-CoA puede entrar al ciclo de Krebs y participar en la degradación de moléculas. Sin embargo, a partir de una molécula del ciclo de Krebs, como el ácido cítrico, se puede obtener acetil CoA y construir así otras moléculas
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica
Es el conjunto de reacciones ana olivas para la obtención de materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones de oxidación de compuestos orgánicos. Tiene una gran importancia biológica en las raíces de las plantas ya que estas no puede obtener la energía mediante la luz.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los microorganismos son muy importantes para los procesos catabólicos de fermentación produciendo productos orgánicos. Además, las fermentaciones son importantes ya que puede producir nutrientes importantes y con ellas podemos obtener productos para la fabricación de medicamentos y alimentos.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
Tanto las fermentaciones como las respiración celular son procesos biológicos catabólicos muy importantes ya que gracias a ellos podemos degradar moléculas para obtener energía y, de esta manera, poder realizar el resto de funciones del organismo. Por otro lado, estos procesos se diferencian en que el rendimiento energético de las fermentaciones (2ATP) es menor que el de la respiración celular (36 o 38 ATP). Además, en la respiración celular el último aceptor de electrones es el oxígeno y, en la fermentación, el aceptor final es un compuesto orgánico. La fermentación es un proceso anaeróbico, y la respiración celular es un proceso aeróbico. En la fermentación la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato, es decir, no intervienen las ATP-sintetasas y en la respiración celular sí intervienen la ATP-sintetasas, ya que en esta última tiene lugar la cadena transportadora de electrones al contrario de lo que ocurre en la fermentación.
44.A)En la figura se indican esquemáticamente las actividades más importantes de un cloroplasto. Indique los elementos de la figura representados por los números 1 a 8.
a )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 es un proceso de la fase oscura de la fotosíntesis mediante el cual se sintetiza compuestos de carbono.
Consta de dos fases:
- Fijación del CO2: el dióxido de carbono se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de seis carbonos que se disociará en dos ácido-3-fosfoglicérico.
- Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH el ácido-2-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.
Por cada CO2 que se incorpora al ciclo de Calvin se requieren dos moéculas de NADPH y tres de ATP y se obtiene dos moléculas de ADP, un fósforo inorgánico y dos moléculas de NADP.
45.
- A)la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6. la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria.
Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6
1- Ácido pirúvico
2- Acetil CoA
3- ADP
4- ATP
5- NADH
6- O2
B) La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización 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?
La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización
La glucólisis, la entrada de ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y en la fotosíntesis.
46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1. Espacio intermembranoso
2. Membrana interna
3. Membrana externa
4. Tilacoide del estroma
5. ADN plastidial
6. Ribosoma
7. Tilacoide de grana
b)En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso
En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.
En la fase luminosa se obtiene ATP y NADH (16 ATP y 12 NADPH en la acíclica y 2ATP en la cíclica). Dependiendo de la molécula que se desee construir obtenemos una cantidad u otra. Para ello se hidrolizan un número determinado de moléculas de agua y en el ciclo de Calvin de la fase oscura se dan tantas vueltas como átomos de carbono tenga la molécula deseada.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
- El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1- Espacio intermembranoso.
2- Membrana interna.
3- Membrana externa.
4-Tilacoides del estroma.
5- ADN.
6- Estroma.
7- Tilacoides de grana.
a) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
-Ambos son orgánulos transductores de energía
-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero sin colesterol
-Comparten ciertas estructuras: como la membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….
-Ambos se encuentran en las células eucariotas.
48. a)El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8. b
1. Matriz mitocondrial.
2. Cresta mitocondrial.
3. Ribosoma.
4.Membrana interna.
5.Membrana externa.
6. Espacio intermembranoso.
7. ATP-sintetasa.
8. Complejo proteico.
b)Indique dos procesos de las células eucariotas que tengan lugar exclusivamente en las mitocondrias y para cada uno de ellos establezca una relación con una de las estructuras indicadas en el esquema
Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora en las crestas mitocondriales.
c)Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Proteínas y ARNm.
