Actividades de Metabolismo.
A continuación os dejo 48 preguntas a cerca del catabolismo y el anabolismo.
¡Espero que os sean de gran ayuda!
PREGUNTAS METABOLISMO.
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
La descomposición del agua se lleva a cabo en la fase luminosa acíclica de la fotosíntesis oxigénica. Se produce en en el fotosistema II que se encuentra en el interior de los tilacoides de grana de las células de las plantas, en las algas y en las cianobacterias.
La hidrólisis del agua tiene como función liberar al medio electrones para que se repongan los que han sido cedidos por el pigmento diana, ya que tras esta ruptura se producen 2 protones, 2 electrones y ½ de oxígeno. Los electrones se encargarán de iniciar una cadena de transporte y los protones y el oxígeno pasarán al interior del tilacoide.
2.- Cloroplastos y fotosíntesis.
A) Durante el proceso fotosintético, coexisten un flujo cíclico y un flujo no cíclico de electrones. Exponga brevemente el sentido fisiológico de cada uno de ellos y cuáles son sus componentes principales.
Ambos pertenecen a la fase luminosa de la fotosíntesis y su principal función es obtener 18 ATP por fotofosforilación del ADP y los electrones que pasarán a la cadena transportadora de electrones.
En primer lugar se produce la parte acíclica y es en la fase en la que se obtiene la mayor parte de energía (16ATP) necesaria para la fase oscura. En ella participan el fotosistema II y I, por tanto se descompone agua. Así mismo, se produce un NADPH gracias al NADP+ reductasa. Por otro lado, la parte cíclica se encarga de producir la poca energía restante necesaria (2ATP) para la fase oscura, solo actúa el fotosistema I, por tanto no habrá una descomposición de agua.
En ambas fases también participan complejo citocromos, plastoquinona, plastocianina, ferredoxina y ATP- sintetasa.
B) Existen algas procarióticas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embargo realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas superiores. ¿Cómo es posible?
A pesar de que carecen de cloroplastos lo realizan gracias los tilacoides que se encuentran en el citoplasma y contienen los pigmentos fotosintéticos.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
- Metabolismo: transformar unas moléculas en otras con el fin de obtener materia y energía y así llevar a cabo las funciones vitales de la célula.
- Respiración celular: obtener energía a partir de la degradación de sustancias orgánicas, como los azúcares y los ácidos principalmente.
- Anabolismo: síntesis de biomoléculas complejas a partir de otras moléculas más simples gastando energía.
- Fotosíntesis: producir compuestos orgánicos (glucosa) a partir de sustancias inorgánicas (agua y dióxido de carbono), en presencia de energía luminosa, liberando oxígeno.
- Catabolismo: degradar biomoléculas como los con la finalidad de obtener energía.
4.- Defina:
-Fotosíntesis: proceso anabólico por el cual las plantas sintetizan moléculas orgánicas. Esto es gracias a la captación de energía solar, debido a la presencia de pigmentos fotosintéticos y su posterior transformación en energía química quedando esta almacenada en las biomoléculas sintetizadas.
-Fotofosforilación: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y grupos fosfato llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales. Este proceso ocurre en la fase luminosa de la fotosíntesis.
-Fosforilación oxidativa: proceso bioquímico que ocurre en las crestas mitocondriales o en la membrana plasmática de la célula. Es el proceso metabólico final de la respiración celular, tras la glucólisis y el ciclo del ácido de Krebs. Consiste en la síntesis de ATP gracias al paso del flujo de H+ a traves de la ATP-ASA que moviliza los protones contra un gradiente de membrana.
-Quimiosíntesis: proceso anabólico por el cual se sintetiza materia orgánica producida por una fuente de energía química.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen.
Procesos Anabólicos:
-Síntesis de ácidos grasos en el citosol.
-Gluconeogénesis en las células del hígado y de los riñones.
Procesos Catabólicos:
-Fermentaciones en el citosol.
-Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial/citosol.
6.- Un proceso celular en eucariota genera ATP y NADPH (H) con producción de oxígeno por acción de la luz sobre los pigmentos. ¿De qué proceso se trata? ¿Para qué se utiliza el ATP y el NADPH formados? ¿Participan los cloroplastos (indicar brevemente cómo).
Se trata de la fase luminosa acíclica de la fotosíntesis. El ATP y NADPH formados se utilizará posteriormente en la fase oscura en el ciclo de Callvin para sintetizar las moléculas orgánicas como la glucosa y otros compuestos como el CO2. Los cloroplastos sí intervienen ya que esta serie de reacciones se llevan a cabo en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides.
7.- ¿Qué es el ATP? ¿Qué misión fundamental cumple en los organismos? ¿En qué se parece (químicamente) a los ácidos nucleicos? ¿Cómo lo sintetizan las células (indicar dos procesos).
El ATP también conocido como Adenosín-trifosfato es un nucleótido que actua en el metabolismo como molécula energética. Su función principal en los organismos es actuar como ‘’moneda energética’’ ya que almacena y cede energía gracias a sus enlaces éster-fosfóricos.
Químicamente el ATP se asimila a un ácido nucleico ya que está compuesto por una base nitrogenada (adenina), una pentosa (β-D-ribofuranosa=ribosa) y 3 grupos fosfatos.
Las células lo sintetizan de dos funciones distintas:
A)Reacción enzimática a través de una ATP-ASA.
Este proceso consiste en la degradación de una molécula compleja muy energética hasta llegar a una cadena transportadora de electrones en la que ese flujo de H+ que atraviesan la ATP-ASA sintetiza ATP.
B) Fosforilación a nivel de sustrato.
Gracias a la energía liberada de una biomolécula tras romperse algunos de sus enlaces.
8.- De los siguientes grupos de organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celular? ¿Cuáles realizan la fotosíntesis oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, cianobacterias (cianofíceas), helechos y hongos.
La fotosíntesis oxigénica la realizan todos menos los hongos y la respiración celular todos.
9.- Del orden de un 50 % de la fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la actividad de microorganismos. Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis. ¿Cuáles son los sustratos necesarios y los productos finales resultantes?
La fotosíntesis es un proceso anabólico compuesto por un conjunto de reacciones para la obtención de CO2 y materia orgánica, utilizando H2O, O2 y luz solar como fuente de energía. Se produce en organismos autótrofos, gracias a sus pigmentos fotosintéticos (capaces de captar la luz solar). La fotosíntesis está dividida en dos fases: fase la luminosa (acíclica y cíclica) dependiente de la luz y la fase oscura independiente de la luz donde destaca el ciclo de Calvin. Dependiendo de qué moléculas se descomponen para la recuperación de los electrones puede ser oxigénica (se descompone el agua) o anoxigénica (H2S)
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa o dependiente de la luz es la primera fase de la fotosíntesis y esta consta de otras dos fases, la acíclica y la cíclica.
-Fase Acíclica:En esta etapa ocurren tres procesos: la fotólisis de agua, la fotofosforilación del ADP y la fotorreducción del NADH. En primer lugar, el fotosistema II recibe la luz excitándose así la clorofila P680 y cediendo dos electrones al primer aceptor de electrones. Por otro lado, para reponer los electrones transferidos por el fotosistema II, este provoca la ruptura de una molécula de agua para dar lugar dos electrones, ½ O2 y dos protones. Este primer aceptor de electrones da dos electrones a la cadena de transporte electrónico (producida en la membrana de los tilacoides) y finalmente los cede a la clorofila P700 del fotosistema I. Además, este recibe la luz y su clorofila P700 cede dos electrones al primer aceptor y los transfiere a otra cadena de transporte electrónico. Luego, los cede al NADP+ que toma protones del estroma y se reduce para formar NADPH+H. En la cadena de electrones intervienen también el complejo citocromos, la plastoquinona, la plastocianina, la ferredoxina y ATP- sintetasa. La frase acíclica es la fase en la que se obtiene la mayor parte necesaria de energía para pasar a la fase oscura, concretamente se obtienen 16 de 18 ATP necesarios, (4 H+ dan lugar a 1,33 ATP).
-Fase Cíclica
Se encarga de producir energía restante necesaria para la fase oscura, es decir los 2 ATP que faltan. En ella solo actúa el fotosistema I, por tanto no habrá una descomposición de agua. En primer lugar, inciden dos fotones en el fotosistema I. 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 del tilacoide. La cadena de transporte electrónico transfiere los dos electrones a la clorofila P700 para reponer los electrones que ha perdido. Los electrones pasan por la ferredoxina y citocromo b hasta la plastoquinona la cual capta dos protones y se reduce. Después cede dos electrones al citocromo f que introduce dos protones en el interior del tilacoide Finalmente, los electrones entran en la cadena transportadora de electrones permitiendo el flujo de protones que al pasar por la ATP-sintetasa producirá 2ATP.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autótrofo es aquel cuya fuente de carbono es su forma más oxidada, es decir el carbono atmosférico (CO2) y el quimiosintético es aquel cuya energía que usa es la desprendida en reacciones químicas.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en nuestro organismo a nivel celular. Dentro de él distinguimos dos fases; anabolismo (síntesis) y catabolismo (degradación). Su función biológica es la transformación de unas biomoléculas a otras con el fin de materia y energía y así poder desarrollar las funciones vitales.
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondrias.
Falso, en todas las células eucariotas hay mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero, en las células eucariotas animales no hay cloroplastos ya que no se produce la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero, ya que las células procariotas carecen de mitocondrias y cloroplastos ya que los orgánulos que poseen son los ribosomas y la respiración celular se lleva a cabo en el citoplasma.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Verdadero, ya que las raíces obtienen la energía gracias a agua las sales minerales y no reciben luz.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización.
Los fotosistemas están formados por proteínas transmembranosas que contienen pigmentos fotosintéticos y forman dos subunidades funcionales: el complejo antena y el centro de reacción. Se encuentran en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos.
El complejo antena contiene las moléculas de pigmentos fotosintéticos que captan la energía luminosa y se excitan transmitiendo la excitación de unas moléculas a otras hasta que la ceden al centro de reacción.
El centro de reacción se encuentran el pigmento diana que al recibir la energía captada por los anteriores pigmentos transfiere sus electrones al primer aceptor de electrones que los cederá a otra molécula externa.
15.- Compara:
a) Quimisíntesis y fotosíntesis.
La fotosíntesis es conjunto de reacciones anabólicas para la obtención de CO2 y materia orgánica utilizando H2O, O2 y como fuente de energía la luz. Dependiendo de qué moléculas se descomponen para la recuperación de los electrones puede ser oxigénica (se descompone el agua) o anoxigénica (H2S). Mientras que la quimiosíntesis es el conjunto de reacciones anabólicas para la obtención materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones de oxidación de compuestos orgánicos.
b) Fosforilación oxidativa y fotofosforilación.
Tanto la fotofosforilación como la fosforilación oxidativa consisten en la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones y electrones gracias a la ATP-sintetasa. Sin embargo, la fotofosforilación se produce en la fase luminosa de la fotosíntesis,mientras que la fosforilación oxidativa se lleva a cabo en la respiración celular.
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.
Será un proceso anabólico ya que parte de una molécula sencilla (aminoácidos) para dar lugar a una molécula orgánica más compleja (proteína).
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. Cuando el ATP se hidroliza, es decir, rompe unos de sus enlaces éster-fosfóricos por desfosforilación, se crea un ADP liberando al medio un grupo fosfato y 7.3kcal/mol de energía.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
El ATP se puede sintetizar por:
Fosforilación a nivel de sustrato, como en el caso de la Glucólisis en el citosol de la célula o en el caso del ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial en el caso de las células animales y en el citosol en el resto.
Reacción enzimática con ATP-ASA, las crestas mitocondriales o en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos.
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.
ORIGEN:
Ácido málico y Ácido pirúvico.
DESTINOS:
En el catabolismo, ciclo de krebs y transporte de electrones y con ello la síntesis de ATP.
En el anabolismo, permitir la unión de Malonil y con ello la síntesis de lípidos.
RUTAS METABÓLICAS QUE CONECTA:
En el catabolismo, el catabolismo de los glúcidos y el catabolismo de los lípidos (cada vuelta libera 1 Acetil-COA)
En el anabolismo, el anabolismo de los lípidos y la síntesis de ácidos
grasos.
20.- Esquematiza la glucólisis:
a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.
Como producto inicial tenemos una molécula de glucosa que tras una primera fase de reacciones en la que se pierde energía llegamos a un punto en el que se puede transformar en Dihidroxiacetona-3-P o Gliceraldehído-3-P con los que entra en una segunda fase en la que se obtiene energía y como producto final 2 Ácido pirúvicos.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias.
El Ácido pirúvico:
CONDICIONES AEROBIAS: se dirige al ciclo de Krebs.
CONDICIONES ANAEROBIAS: se dirige al ciclo de Krebs o a una Fermentación que puede ser alcohólica, láctica, butírica o pútrica.
c) Localización del proceso en la célula.
Glucólisis: citosol
Ciclo de Krebs: Matriz mitocondrial o citosol
Fermentación: Citosol
21.- Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n moléculas de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?
Sí, se está produciendo una respiración celular con la finalidad de de obtener energía y así realizar las funciones básicas de la célula.
La respiración celular consta de dos procesos:
-Ciclo de Krebs, que se produce en la matriz mitocondrial o en el citosol. Tras la glucólisis obtengo 2 ácido pirúvicos que se transforman en Acetil-COA y al unirse con el ácido oxalacético comienza el ciclo con el ácido cítrico.
-Cadena transportadora de electrones, con los poderes reductores y cantidad de H+ producidos en el ciclo de krebs y la glucólisis, a través de las crestas mitocondriales o la membrana plasmática en contra de gradiente por las ATP-ASA se genera el ATP.
Aunque el paso previo de la respiración es la glucólisis la cual ocurre en el citosol y consiste en la degradación de glucosa a 2 ácidos pirúvicos.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?
Se inicia el ciclo de Krebs que tiene lugar en la matriz mitocondrial y de la condensación de acetil-CoA y ácido oxalacético se obtiene ácido cítrico. Tras finalizar este proceso se obtiene una molécula de GTP, otra de FADH2 tres NADH.
El acetil-CoA proviene del ácido pirúvico que sufre una descarboxilación oxidativa, pero también puede provenir de la hélice de Lynen (catabolización de ácidos grasos).
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?
El CO2 entra al estroma donde se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco, en el ciclo de Calvin y da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos que se disocia en el ácido-3-fosfoglicérico que será 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.
Ambos son coenzimas de oxidación-reducción que permiten obtener energía para realizar las reacciones del metabolismo. Así mismo participan, por ejemplo en el ciclo de Krebs, hélice de Lynen y fotosíntesis.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
El esquema corresponde al ciclo de Calvin de la fase oscura de la fotosíntesis. Primero se produce la fijación de una molécula de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos). Tras una serie de reacciones en las que se gasta ATP y NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría seguir tres vías: regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.
26.- Bioenergética: a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, foto- fosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
Fotofosforilación: es la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones y electrones gracias a la ATP-sintetasa, se produce en la fase luminosa de la fotosíntesis que ocurre en los cloroplastos.
Fosforilación oxidativa: es la síntesis de ATP mediante el movimiento de protones y electrones gracias a la ATP-sintetasa, se lleva a cabo en la respiración celular. En las eucariotas se produce en la membrana de las crestas mitocondriales, en las procariotas enla membrana plasmática.
Fosforilación a nivel de sustrato: es la síntesis de ATP por trasferencia de un grupo fosfato a partir de un sustrato orgánico. Ocurre en el citosol de todas las células mediante la glucólisis.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos proce- sos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?
La cadena respiratoria es la última etapa de la respiración, se produce en las crestas mitocondriales, en ella se oxidan las coenzimas reducidas (NADH y FADH2), producidas en la glucólisis y el ciclo de Krebs. Estas se utilizan para la obtención de energía que es la función metabólica de la cadena respiratoria, de hecho es en la fase en la que se obtiene mayor cantidad de moléculas de ATP. Existe para generar gran cantidad de ATP con la ayuda de coenzimas reducidas. Podemos diferenciar tres procesos:
Transporte de electrones: los electrones de la matriz mitocondrial pasan por los grandes complejos proteicos I y II y son recogidos por una pequeña molécula proteica, la ubiquinona, que los transporta al complejo III al cictocromo c que los transportará al complejo IV. Los electrones proceden de las coenzimas reducidas que al ceder también protones se oxidan dando lugar a NAD+ y FAD. Además, el último aceptor es el O2 y se produce agua.
Quimiósmosis: el bombeo de protones al exterior se produce gracias a la energía perdida por los electrones. Cuando en el espacio intermembranoso hay una alta concentración de protones pasan a través de la ATP-sintetasa hacia la matriz mitocondrial.
Fosforilación oxidativa: la ATP-sintetasa se mueve como si fuese un molino hidráulico, lo cual produce el paso de protones por su canal interior produciendo ATP.
28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas se consumen y se liberan en cada una de las vueltas de la espiral de Lynen en la B-oxidación de los ácidos grasos?
Se descomponen los ácidos grasos perdiendo 2 carbonos por vuelta en forma de Acetil-COA y se consumen 2 ATP, 1 FADH, 1 molécula de H2O, 1 NAD+ y CoA-SH. Esto produce 2 ADP más fosforo inorgánico, acetil-CoA, 1 FADH2 y 1 NADH que darán lugar a ATP en la cadena transportadora de electrones.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
Se origina debido la diferencia de concentración de protones entre la matriz mitocondrial y el espacio intermembranoso, esto produce el bombeo de protones para el cual se utiliza la energía perdida por los electrones.
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?
El acetil-CoA, su destino final es el ciclo de Krebs para producir energía (GTP) y coenzimas reducidas (FADH2 y NADH).
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo es una serie de reacciones bioquímicas que se producen durante la fase oscura se la fotosíntesis.
Se pueden distinguir dos fases:
La fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos).
La reducción del CO2 fijado: tras una serie de reacciones en las que se gastan 2 ATP y se reducen 2 NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría continuar con el ciclo de las pentosas-fosfato, con la síntesis de glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos.
Por tanto, para que se lleve a cabo el ciclo de Calvin se necesitarán 2 moléculas de NADH y 3 ATP por cada molécula de CO2.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:
a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?
El ATP, NAD y NADP son cofactores orgánicos (coenzimas) que forman la parte no proteica de las enzimas. El ATP es de transferencia y el NAD y NADP son de oxidación reducción.
No forman parte del ADN ya que son nucleótidos no nucleicos.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP es el producto final más importante del catabolismo por respiración, el cual es un proceso metabólico.
El NAD y NADP se encargan del transporte de electrones y protones en la cadena respiratoria, con el fin de obtener energía.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA.
a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?
El acetil-CoA inicia el ciclo de Krebs asociándose con el ácido oxalacético con el fin de producir ATP, también interviene en la síntesis de ácidos grasos y en procesos anabólicos como la glucogenogénesis. Puede provenir de la transformación del ácido pirúvico por la acción de la enzima CoA-SH o de la B-oxidación de ácidos grasos.
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B- oxidación, indica:
b) 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:
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).
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).
- Metabolismo: conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en nuestro organismo a nivel celular y cuya función biológica es la transformación de unas biomoléculas a otras con el fin de materia y energía y así poder desarrollar las funciones vitales.
- Anabolismo: conjunto de reacciones bioquímicas de síntesis en las cuales a partir de materia simple y con ayuda de energía obtenemos materia orgánica.
- Catabolismo: conjunto de reacciones en las que la materia orgánica es degradada a materia simple con la finalidad de obtener energía.El anabolismo y el catabolismo se relacionan ya que los reactivos de una reacción anabólica pueden ser los productos de una catabólica y viceversa.
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 obtienen 36 o 38 ATP dependiendo del tipo de célula, sin embargo en la fermentación solamente se obtienen 2 moléculas de ATP. Esto ocurre porque el proceso de la fermentación no comprende la cadena transportadora de electrones y por tanto tan solo se obtiene el ATP procedente de la glucólisis.
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 crestas mitocondriales en el caso de las células eucariotas y en la membrana plasmática en el caso de las células procariotas.
Se realiza en todos los seres vivos aerobios para poder sintetizar ATP debido al flujo de protones a traves de la ATP-ASA. Además, el oxígeno es el último aceptor de electrones y se utiliza para formar agua.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren? ¿Qué rutas siguen los productos liberados?
Las reacciones que se dan principalmente son de oxidación-reducción. El NADH y el FADH2 continúan hacia la cadena transportadora de electrones para obtener finalmente ATP.. El GTP ya es moneda energética y el CO2 se libera.
40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo.
- Metabolismo: conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en nuestro organismo a nivel celular y cuya función biológica es la transformación de unas biomoléculas a otras con el fin de materia y energía y así poder desarrollar las funciones vitales
- Anabolismo: conjunto de reacciones bioquímicas de síntesis en las cuales a partir de materia simple y con ayuda de energía obtenemos materia orgánica.
- Catabolismo: conjunto de reacciones en las que la materia orgánica es degradada a materia simple con la finalidad de obtener energía.
-¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
Sí son reversibles porque el anabolismo y el catabolismo se relacionan ya que los productos de una de esas rutas metabólicas puede ser el reactivo de la otra, aunque algunas veces las vías para revertir la reacción no son las mismas y se necesitan diferentes enzimas.
-El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por qué?
El ciclo de krebs sí es una encrucijada metabólica ya que puede ser llevado a cabo tanto en procesos catabólicos (βoxidación) como en anabólicos con el fin de conseguir diversos productos como triglicéridos o polisacáridos.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
Es el conjunto de reacciones anabólicas para la obtención materia orgánica utilizando como fuente de energía reacciones químicas de la oxidación de compuestos orgánicos. Tiene gran importancia biológica en las raíces de las plantas ya que estas no pueden obtener la energía mediante la luz.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los microorganismos son muy importantes para los procesos catabólicos de fermentación produciendo productos orgánicos. Además, las fermentaciones son importantes ya que puede producir nutrientes importantes y con ellas podemos obtener productos para la fabricación de medicamentos y de alimentos como la leche (láctica), el vino (alcohólica), y distintos sabores de queso (pútrida).
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
Las principales diferencias entre la Respiración celular y la Fermentación son: el rendimiento, en la respiración se obtienen 36 o 38 ATP dependiendo del tipo de célula mientras que en la Fermentación se obtienen 2 moléculas de ATP. El lugar en el que se dan, La repiración se da en la matriz mitocondrial y la fermentación en el citosol. La fermentación origina como producto final un compuesto orgánico mientras que la respiración da lugar a un compuesto inorgánico. En la fermentación no interviene la cadena transportadora de electrones mientras que en la respiración celular sí, por ello se obtiene una mayor cantidad de energía en la respiración.La fermentación es un proceso anaeróbico mientras que la respiración puede ser aerobia o anaerobia. En la fermentación la síntesis de ATP se produce por fosforilación a nivel de sustrato o sin la intervención deATPasas mientras que en la respiración tienen lugar ambos procesos. Ambas sirven para la obtención de ATP, la moneda energética del organismo.
44.
A) En la figura se indican esquemáticamente las actividades más importantes de un cloroplasto. Indique los elementos de la figura representados por los números 1 a 8.
1. CO2
2. Ribulosa-1,5-difosfato
3. ADP
4. ATP
5. NADP+
6. NADPH
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 ciclo de Calvin se produce en el estroma y los elementos 4 y 6 se forman en el estroma como productos de la fase luminosa que tiene lugar en la membrana de los tilacoides.
C) ) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
Primero se produce la fijación de una molécula de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de 6 átomos de carbono, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérico (3 carbonos). Tras una serie de reacciones en las que se gasta ATP y NADH el ácido-3-fosfoglicérico se reduce y da lugar a gliceraldehído-3-fosfato. El ciclo podría continuar con el ciclo de las pentosas-fosfato, con la síntesis de glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos.
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 de la Glucólisis, β oxidación de ácidos grasos y la fotosíntesis.
C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar el compuesto 2?
De un ácido graso, tras la β oxidación de este, se obtiene un acetil-CoA por cada vuelta de la hélice de Lynen.
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 de estroma
5. ADN circular
6. Estroma
7. Tilacoide de grana
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.
c) Las moléculas de ADN de los cloroplastos y las mitocondrias son mucho más pequeñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?
No, porque al producirse la fusión del ADN de las mitocondrias y los cloroplasto con el ADN inicial el tamaño aumenta.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1. Espacio intermembranoso
2. Membrana interna
3. Membrana externa
4. Tilacoide de estroma
5. ADN circular
6. Estroma
7. Tilacoide 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.
En su interior hay ADN circular.
Tienen doble membrana.
Se encuentran en células eucariotas.
48.
a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
1.Matriz mitocondrial
2.Cresta mitocondrial
3. Mitorribosoma
4.Membrana mitocondrial interna
5.Membrana mitocondrial externa
6.Espacio intermembranoso
7.ATP-sintetasa
8.Grandes complejos proteicos ( I,II,III,IV )
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 que se produce en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora de electrones en la membrana mitocondrial interna (las crestas mitocondriales).
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Proteínas (formadas por aminoácidos) y ARNm.