¡Hola chicos ! Después de un tiempo sin subir nada,hoy os traigo un tema bastante completo,que sin esquemas sería casi imposible ordenar las ideas en tu cabeza . En primer lugar,os dejo el primer esquema relacionado con el concepto de metabolismo y enzimas .
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas en una célula,cuyas funciones son obtener energía química ,obtener moléculas precursoras y la síntesis de biomoléculas .Las enzimas forman rutas metabólicas .Las rutas principales son el Metabolismo y catabolismo. Las enzimas actúan como biocatalizadores, bajan la energía de activación de una reacción química, para que esta se realice con más rapidez.Presentan unas ciertas características como su elevada especifidad y lo eficaces que son con pequeñas cantidades. La naturaleza de las enzimas puede ser estrictamente proteica, o mixta como las Holoenzimas, que están formadas por una Apoenzima (parte proteica) y un cofactor que dependiendo de como sea se llamará de una manera u otra. Los aminoácidos que componen las enzimas pueden ser estructurales, de fijación y catalizadores. Estos dos últimos forman el centro activo de la enzima, que es donde se fija el sustrato . La especificidad de las enzimas se puede clasificar en grados de complementaridad o cómo se produce la unión del sustrato con la enzim. La cinética enzimática depende de varios factores, uno de ellos es la influencia de los inhibidores. Los inhibidores peden ser irreversibles o reversibles, si son estos últimos existen varios tipos de inhibición. Y por último se ve la clasificación de las enzimas.
Dentro del anabolismo autótrofo, encontramos la quimiosíntesis , el cual aprovecha la energía desprendida de la oxidación de ciertas moléculas. Este proceso comprende dos fases. En la primera fase, obtenemos ATP por fosforilación oxidativa y en la segunda fase sintetizamos materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. Encontramos también la Fotosíntesis, la cual transforma la energía luminosa en química. Tenemos la fotosíntesis oxigénica y anoxigénica, dependiendo de cual sea el dador de electrones. Dentro de la fotosíntesis oxigénica ,encontramos la fase luminosa, donde obtenemos NADPHY ATP y la fase oscura utiliza esta energía para sintetizar moléculas orgánicas.
Dentro del metabolismo,encontramos el anabolismo, el cual es autótrofo, si sus moléculas iniciales son inorgánicas o heterótrofo si las moléculas iniciales son orgánicas. Dentro del anabolismo hetrótrofo, encontramos la formación de Polisacáridos, Ácidos grasos, Proteínas y Ácidos nucleicos como podemos observar. Todos contienen varias fases comunes, la obtención de los monómeros que necesito y la unión de éstos. Para formar polisacáridos, necesito glucosa, y si quiero obtener polisacáridos, utilizo otras rutas como la glucogenogénesis y la amilogénesis. Para formar ácidos grasos necesito obtener ácidos grasos, glicerina y luego unirlos para a formación de triglicléridos. Para la formación de proteínas necesitamos primero obteer aminoaácidos y luego unirlos mediante enlaces peptídicos. Para formar ácidos nucléicos puedo resintetizarlos o sintetixarlos de nuevo y luego unirlos.
El catabolismo consiste en la degradación de moléculas complejas a moléculas más simples liberando energía. En el esquema podemos observar donde se realizan los distintos procesos catabólicos. Todos los procesos de la respiración celular se realizan en las mitocondrias y la glucólisis , la degradación de enlaces éster de los ácidos grasos y la transaminación y desaminación en el citosol. Del proceso de la glucólisis, obtenemos priuvato, el cual es el precursor de las fermentaciones, en condiciones anaeróbicas. La fosforilación oxidativa y la cadena respiratoria se realiza en las crestas mitocondriales - En la matriz mitocondrial se realiza el Ciclo de krebs, la B-oxidación, la degradación de esqueletos carbonados(proteínas) y la descarboxilación oxidativa.
Aquí podemos ver un esquema muy general de los vídeos vistos en la Lesson Plan:
Aquí podéis ver algunas diferencias entre el anabolismo y el catabolismo:
Aquí os dejo realizados los deberes propuestos individuales.
Aquí dejo el word congas preguntas grupales :
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias? La descomposición del agua en la fotosíntesis tiene lugar durante la fase acíclica de la fase luminosa. El fotosistema II al recibir dos fotones de luz, su clorofila que capta una longitud de onda de 650, pierde dos electrones y gracias a la descomposición del agua se obtienen dos electrones para neutralizar la clorofila. También se obtienen dos protones que son expulsados a la membrana interna de los tilacoides donde ayudan a crear un gradiente electroquímico que después ayudará al paso de protones por la ATP-sintetasa y así obtener ATP y media molécula de oxígeno que se combina formando O2 para después expulsarlo al exterior.
2.- Cloroplastos y fotosíntesis. A) Durante el proceso fotosintético, coexisten un flujo cíclico y un flujo no cíclico de electrones. Exponga brevemente el sentido fisiológico de cada uno de ellos y cuáles son sus componentes principales. En el flujo acíclico, los electrones perdidos de la clorofila del fotosistema II pasan a la plastoquinona y ésta los cede al complejo citocromo b6-f, que actúa bombeando protones al estroma, de aquí pasan a la plastocianina y finalmente al fotosistema I. Antes de captar los dos electrones el PSI, es estimulado con dos fotones lo que provoca que pierdan dos electrones que son captados por la ferredoxina y pasan a la NADP+ reductasa para la fotorreducción del NADP+.
En el flujo cíclico los fotones al incidir en el fotosistema I pasan a la ferredoxina que en vez de continuar a la NADP reductasa son desviados al complejo citocromo b6-f bombeando protones hacia interior tilacoides. Los protones salen a través de la ATP-sintetasa que provocan la formación del ATO. Los electrones pasan ala plástica inca y de nuevo a la PSI.
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 que las algas procariotas realicen la fotosíntesis de manera anoxigénica gracias a unos orgánulos de paredes proteicas llamadas clorosomas que tienen bacterioclorofila que es la encargada de realizar la fotosintesis.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos: - metabolismo
- Respiración celular: es un proceso metabólico mediante el cual las células reducen el oxígeno y producen energía y agua.
- Anabolismo: conjunto de reacciones que utilizan la energía y moléculas sencillas para sintetizar moléculas complejas. Son procesos sintéticos y endergónicos ya que utilizan energía. Las rutas son divergentes. Un ejemplo puede ser la fotosíntesis.
- Fotosíntesis: proceso anabolico por la cual se transforma la energia luminosa en quimica para poder utilizarlo para sintetizar otras moléculas organicas más estables.
- Catabolismo: conjunto de reacciones gracias a los que se obtiene energia y moléculas sencillas. Son procesos de degradación y exergónicos. Las rutas son convergentes. Un ejemplo es la respiracion celular
4.- Defina:
Fotosíntesis: proceso anabolico por la cual se transforma la energia luminosa en quimica para poder utilizarlo para sintetizar otras moléculas organicas más estables.
fotofosforilación: es el proceso por el cual se produce la síntesis de ATP en la membrana tilacoidal de los cloroplastos. Gracias al paso de protones a través de la ATPasa al estroma como consecuencia de la diferendia de gradiente electroquímico.
fosforilación oxidativa: es el proceso en el cual se produce la síntesis de ATP en las crestas mitocondriales. Gracias a un transporte de electrones, se bombean protones desde la matriz hacia el espacio intermembrana, generando un gradiente electroquímico que los impulsa de nuevo hacia la matriz atravesando la ATP-sintetasa y produciendo ATP.
quimiosíntesis:Es un tipo de anabolismo autótrofo que se realiza gracias a que aprovechan la energia de los enlaces de las moléculas
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen El anabolismo es la obtención de moléculas complejas a partir de energía y moléculas simples. Como ejemplo encontramos la Respiración celular que se realiza en las mitocondrias o la síntesis de ácidos grasos que se produce en el citosol.
El cataboliso es, por el contrario, la obtención de energía y moléculas sencillas a partir de la degradación de moléculas complejas. Como ejemplos podemos mencionar la Glucólisis que se realiza en el citosol o la fotosíntesis que se realiza en los cloroplastos.
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. En esta fase los pigmentos fotosintéticos (clorofila a y b y carotenoides) captan los fotones de luz quedándose cargados positivamente y pasando los electores a una cadena transportadora mediante la cual se obtiene NADPH. De la fotólisis de alguna para neutralizar la clorofila del primer fotosistema (PSII) se obtienen protones que crean una diferencia de gradiente electro químico gracias al cual los protones salen por la ATP-sintetasa para obtener ATP. También de la fotólisis del agua se obtiene media molécula de oxígeno que se combina para formar una molécula de agua y salir al exterior como producto de desecho. La energía obtenida es después utilizada por la fase oscura para sintetizar materia orgánica.
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 el adenosín trifosfato, una moneda energética. Al ser una moneda energética su función principal es la de almacenar energía en sus enlaces con los fosfatos para que después al romperlos se librería energía y se pueda utilizar. Su parecido con los ácidos nucleicos reside en el hecho de que está formada por una base nitrogenada al igual que ellos. Las células sintetizan ATP por un lado atravesando protones a favor de gradiente por la ATP-sintetasa o mediante la fosforilación a nivel de sustrato.
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. Respiración celular: algas eucariotas,angiospermas, cianobacterias y helechos
Fotosíntesis oxigénica: la realizan todos ellos.
9.- Del orden de un 50 % de la fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la actividad de microorganismos. Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis. ¿Cuáles son los sustratos necesarios y los productos finales resultantes? La fotosíntesis es un conjunto de reacciones anabólicas con el objetivo de sintetizar materia orgánica utilizando energía luminosa, captada previamente por los pigmentos fotosintéticos de los cloroplastos (clorofila a y b y carotenoides). En la fotosíntesis se pueden diferenciar dos fases, la fase luminosa y la fase oscura. La primera depende de la luz ya que de ella se captan los fotones que inicia las cadenas transportadoras de electrones en los tilacoides para poder producir ATP y NADPH. La segunda utiliza los productos de la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas, es independiente de la luz.
Para poder realizar la fotosíntesis es necesario CO2, H2O y energía luminosa. Todo esto da como resultado una molécula orgánica, O2 y H2O.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
Durante la fase luminosa, el objetivo es la obtención de energía en forma de ATP y poder reductor en forma de NADPH para ser utilizado más tarde en la fase oscura para sintetizar materia orgánica.
Dentro de la fase luminosa podemos encontrar dos subfases: la fase acíclica en la que intervienen los fotosistema I y II y en la que hay una cadena de transporte de energía con la cual de obtiene el NADPH. Además es en esta fase en la que se produce dice la fotólisis del agua y genera una diferencia de gradiente electroquímico con el que se puede sintetizar el ATP. En la fase acíclica solo interviene el fotosistema I y hay una cadena de transporte electrónico que ayuda a gradiente electroquímico con el que se pueda sintetizar ATP, en este caso los electrones no pasan por la NADP-reductasa por lo que no se obtiene NADP. La principal diferencia entre ambas fases es el aceptor final de electrones, en el caso de la fase acíclica es el NADP y en la fase cíclica es el fotosistema I.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético? Se trata un organismo que sintetiza su propia materia orgánica porque es autótrofo y su fuente de energía es la oxidacion de enlaces de compuestos inorgánicos y su fuente de carbono es la materia orgánica.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
Conjunto de reacciones que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos. El metabolismo en es importante para los seres vivos ya que gracias a él se obtiene energía y moléculas de reserva (catabolismo) y para fabricar sus propios compuestos a partir de estas moléculas de reserva (anabolismo). Todas las reacciones metabólicas siguen unas rutas metabólicas catalizadas por enzimas.
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. Las células eucariotas realizan la respiración celular y para ello necesitan mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. Verdadero. Porque no realiza la fotosíntesis y no presenta cloroplastos.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. Verdadero. No tiene mitocondrias porque es una célula procariota y no tiene cloroplastos porque no realiza la fotosíntesis.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. Falso. Las células de las raíces de los vegetales son fotoautótrofas.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y loca- lización Un fotosistema es un complejo formado por proteínas transmembranosas que contienen pigmentos fotosintéticos y forman dos subunidades funcionales: el complejo captador de luz antena y el centro de la reacción. El complejo antena, es una estructura que contiene a los pigmentos fotosintéticos, encargados de captar la energía luminosa y transmitirla hasta el centro de reacción. El centro de reacción es una estructura formada por dos moléculas esenciales, como son el pigmento diana, encargado de recibir la energía y transferirla a la otra molécula esencial, denominada el primer aceptor de electrones, que cederá los electrones a otra molécula externa.
15.- Compara: a) quimisíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforila- ción a) Ambos son procesos anabólicos y se diferencian en la fuente de energía. La fotosíntesis recibe la energía de la luz de sol, mientras que la quimiosíntesis utiliza la energía desprendida en la oxidación realizada por otros organismo.
b) Ambos procesos producen ATP. La fosforilación oxidativa se da en el anabolismo y en ella se produce la oxidación del agua y el oxígeno con NADP, y depende de la energía lumínica. Y la fotofosforilación oxidativa se da en el catabolismo y reduce el oxígeno a agua gracias a los electrones cedidos por el NADH y el FADH2.
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 catabó- lico. Razona la respuesta. Será un proceso anabólico porque a partir de sustancias sencillas como los aminoácidos se forman moléculas más complejas como es una 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. Puesto que el ATP se encarga de almacenar y transportar energía, cuando se produce la rotura de los enlaces se libera la energía contenida en estos nucleótidos y pierde grupos fosfato.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP? En la matriz mitocondrial. Y se puede generar a través de tres vías:
-fosforilación oxidativa: se produce gracias a la energía que se libera de un sustrato al hidrolizarse uno de sus enlaces.
-fosforilación oxidativa: a partir de la energía liberada por los electrones que pasan a través de la cadena respiratoria de las crestas mitocondriales.
-fotofosforilación: similar al proceso anterior, pero se lleva a cabo en la membrana tilacoidal del cloroplasto.
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 utiliza en el catabolismo y en el anabolismo de los lípidos y es importante en el ciclo de Krebs. Se puede forma a partir de cuando el acetato se une a una coenzima-A, mediante la B-oxidación de los ácidos grasos, gluconeogénesis, en la síntesis de ácidos grasos y 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. Tiene lugar en el citosol la glucólisis.
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21.- Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n molécu- las de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?. Esta célula está realizando la respiración celular para obtener energía. Si participa la matriz mitocondrial puesto que aquí se realiza el ciclo de Krebs y las crestas mitocondriales también, porque se produce la cadena respiratoria.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxala- cético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmen- te cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?. Se inicia el ciclo de Krebs y se origina el ácido cítrico. El acetil-CoA proviene del ácido pirúvico y el ácido oxalacético es un producto del ciclo de Krebs. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reac- ción? ¿A qué moléculas da lugar?. La enzima rubisco es una macromolécula que acepta el CO2 en la fotosíntesis. El NADPH es la enzima que cataliza dicha reacción, dando lugar a moléculas como el almidón, ácidos grasos y glucosa.
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
Son coenzimas que permiten obtener energía para realizar el metabolismo. Participa en el ciclo de Krebs, en la glucólisis y en la hélice de Lynen.
25.-Explique brevemente el esquema siguiente:
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El esquema siguiente muestra la fase oscura de la fotosíntesis.El ciclo de Calvin comienza en la Ribulosa 1,5-disfosfato y se fija el C02 gracias a la rubisco,transformándose en Ácido 3-fosfoglicérido (2 moléculas de 3 C) y consume 2 ATP y obtengo 2NADP,conviertiéndose en Gliceraldehído-3-fosfato,el cual puede seguir el ciclo y volver a rubisco o ir a otras rutas alternativas para formar glucosa,glicerina,ácidos grasos y aminoácidos .
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 acoplada a la energía que se libera de los enlaces al hidrolizarse una biomolécula orgánica.Las enzimas que intervienen son las quinasas.Se produce en la glucólisis, en la conversión de fosfoenolpiruvato a piruvato y ciclo de Krebs, en la formación de ácido succínico a partir de Succinil-coA.
Fotofosforilación: Sínteis de ATP acoplado al paso de protones desde el espacio tilacoidal al estroma,donde hay un gradiente electroquímico, acoplando la síntesis al paso por la ATP-asa,utilizando esa energía protón-motriz .Se produce en la fotosíntesis.Se produce en la membrana de los tilacoides.
Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP, a partir de la energía liberada por los electrones que pasan a través de la cadena respiratoria de las crestas mitocondriales. El bombeo de protones desde la matriz hacia el espacio intermembranoso hace que se cree un gradiente electroquímico,que devuelve los Protones a la matriz ,a través de la ATP-Sintetasa a favor de gradiente ,liberando energía ,que se utiliza para la fosforilación de ATP . Se produce en las mitocondrias.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?.
El transporte de electrones en la membrana mitocondrial se realiza mediante una serie de reacciones redox. En este transporte a favor de diferencial de potencial redox,el cual se lleva a cabo en la cadena respiratoria se desprende mucha energía .Cuando un transportador de hidrógenos oxida a uno de electrones capta de la matriz dos protones,y cuando un transportador de electrones oxida a uno de hidrógeno,libera los dos protones al espacio intermembrana,haciendo que se produzca un bombeo continuo de protones . Este bombeo genera un gradiente electroquímico entre los dos lados de la membrana. La energía acumulada en forma de gradiente electroquímico de protones se utiliza para la quimiósmosis,donde los protones regresan a favor de gradiente a la matriz a través de la ATP-sintetasa liberando energía para la fosforilacion del ADP a ATP. El balance es que por cada 4 H+ que pasan por la ATP-sintetiza obtenemos 1ATP, y por cada par de electrones del NADH ,obtenemos 3 ATP,mientras que por cada par de electrones del FADH2 obtenemos 2ATP.
La función de este proceso es recuperar la energía perdida por la célula .
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 consume en la primera vuelta ATP (transportador),porque tiene que entrar a la matriz mitocondrial, y un CoA-sh en cada vuelta y se obtiene 1FADH2, 1NADH +H(transportadores de H+) y 1 Acetil-CoA (transportador de é).
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mito-condrial interna?
Los H+ pasan desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana gracias a la energía liberada de los electrones que pasan a través de la cadena respiratoria de proteína en proteína . Esta energía se guarda en forma de gradiente electroquímico.
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 la dihidroxiacetona, la cual se convertirá en gliceraldehído y luego en acído pirúvico.
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo de Calvin es una serie de reacciones que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotoheterótrofos.Su misión es la fijación del carbono a partir del CO2. Fases:
1.Fijación del CO2 : El CO2 atmosférico se une a la penosa ribulosa-1,5-difosfato gracias a la rubisco,y da lugar a un compuesto de 6 carbonos,que se rompe en Ácido 3-fosfoglicérido.
2. Reducción del CO2 fijado. El Ácido 3-fosfoglicérido es fosforilado y se reduce a Gliceraldehido. 3-fosfato gracias al NADPH.
3.Regeneración de la ribulosa -1,5-difosfato. A partir del gliceraldehido-3-fosfato se transforma en ribulosa-5-fosfato, y este en ribulisa-1,5-difosfato por fosforilación con ATP.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP: a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?. b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
Esas moléculas son transportadoras de energía.El ATP es un nucleótido,que transporta grupos fosfato. El NAD y NADP son coenzimas,transportadoras de Hidrógenos. No forman parte de la estructura del ADN o ARN,pero contribuyen a su formación. El ATP es capaz de almacenar energía en sus enlaces,y de liberarla en las reacciones anabólicas,esta energía se utiliza para la síntesis de biomoléculas y para ayudar en el transporte activo a través de las membranas . Las coenzimas captan átomos de Hidrógeno desprendidos en reacciones de oxidación,y luego transfieren esa energía a moléculas aceptoras,de ellas podemos conseguir mucha energía durante la respiración celular .
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
Glucosa + 6O2 +38 ADP +38 Pi => 6CO2 +6H2O +38 ATP
35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA. a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?. b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B-oxidación, indica: - Los productos finales e iniciales. - Su ubicación intracelular. b) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden los animales realizar el proceso inverso?
El Acetil-CoA se origina en la descarboxilación oxidativa y en la degradación de los ácidos grasos .
En la glucogénesis partimos de precursores como el piruvato,el ácido láctico ,glicerina o aminoácidos y obtenemos Glucosa. Se realiza entre la matriz mitocondrial y el citosol.
En la fosforilación oxidativa partimos del NADH y FADH2 obtenidos en las fases anteriores y obtenemos ATP.Se realiza en la membrana mitocondrial.
En la B-oxidación partimos del ácido graso y obtenemos 1 acetil-CoA ,1 FADH2 y 1 NADH. Se realiza en la matriz mitocondrial.
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El proceso no es inverso,sólo se puede pasar de dihidroxiacetona-3-fosfato a Glicerol-3-fosfato y no al revés .
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 relacio-nan el anabolismo y el catabo-lismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distin-gues? (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)
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El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de una célula . El anabolismo es una ruta metabólica del metabolismo cuyo objetivo es la síntesis de biomoléculas orgánicas a partir de moléculas precursoras y energía.Son reacciones endergónicas.El catabolismo es una ruta metabólica del metabolismo cuyo objetivo es la degradación de biomoléculas orgánicas para obtener energía química y moléculas precursoras más sencilla. Son reacciones de degradación. Ambas rutas están relacionadas porque la energía y los productos que se obtienen del catabolismo las utiliza el anabolismo para relacionar su función. Dentro del catabolismo encontramos la ruta de la Respiración celular (glucosa - 36/38 ATP) y la de las fermentaciones (Piruvato -Ácido láctico y etanol)
En el citosol se produce la transaminación y desaminación oxidativa,la glucólisis ,la degradación de enlaces éster de triglicéridos y la obtención de ácidos grasos . En las crestas mitocondrial se produce la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.En la matriz mitocondrial se produce la degradación de esqueletos carbonados,la descarboxilación oxidativa,la B-oxidación,el ciclo de krebs, la gluconeogénesis
En los cloroplastos, se produce 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 energético obtenido de la oxidación de la glucosa es de 36 ATP si es realizado en una célula eucariota y de 38 ATP si es realizado en una procariota.
En cuanto a las fermentaciones, por ejemplo en la alcohólica el producto final es CO2 y alcohol etílico y en la láctica obtenemos una molécula de CO2, una de ácido láctico y una de alcohol etílico. Este cambio se debe principalmente a la diferencia de las fermentaciones en la ausencia de O2 como producto final, La fósforilacion a nivel de sustrato (sin ATP-sintetasa) y la oxidación del NADH a NAD cediendo sus electrones a una molécula orgánica la cual será el producto final. La ausencia de cadena transportadora en las fermentaciones nos indica la ausencia de obtención de energía por lo que la única que tenemos es la obtenida en glucolisis, que son 2 ATP
38.- ¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?.
Tiene lugar en la mitocondria, donde ocurren también la fosforilacion oxidativa y la Quimiósmosis. Estas cadenas se encargan de llevar los electrones hasta el oxígeno el cual es el aceptor último y que formará agua. Lo realizan los seres vivos eucariotas y procariotas con el fin de obtener una fuerza protón motriz y así poder dar lugar a energía en forma de ATP, que es en objetivo de la degradación de la glucosa.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?. - ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
Lo que primero ocurre es la condensación de acetil-coA con el ácido oxalacético dando lugar al ácido cítrico, y ahí se libera CoA. A lo largo del ciclo surgen dos descarboxilaciones oxidativas liberando ambas CO2 y liberando otras dos moléculas de CO2 los acetil-CoA resultantes, formando así los 6 átomos de carbono de la glucosa. Además, también hay otros electrones liberados que son captados por el NAD y FAD y en consecuencia estos se reducen y forman NADH y FADH2. Lo que obtenemos de este proceso es 2 moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH y 1 molécula de FADH2.
Los productos liberados salen del ciclo de Krebs para pasar a la cadena transportadora de electrones, el NAD Irá al complejo uno y el FAD al 2 y 3. Para ayudar a que los protones pasen de la matriz al espacio íntermembrana a través de estos complejos.
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 que? El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células del organismo. Se dan dos tipos de reacciones catabolismo y anabolismo.
El catabolismo es el conjunto reacciónes químicas en las cuales obtenemos una molécula sencilla a partir de una compleja, por l o que obtenemos energía y se trataría de una reacción exergónica.
El anabolismo es el conjunto de reacciónes químicas en las cuales obtenemos una molécula compleja a partir de una sencilla con lo cual consumimos energía y se trataría de una reacción endergónica.
Los procesos anabolicos y catabolicos sí que son reversibles ya que una molécula se puede formar o destruir, como por ejemplo los ácidos grasos donde la beta oxidación puede darse tanto en un sentido como en otro. Pero aun así, aunque el fin sea el mismo, a veces ni se sigue el mismo camino ni se emplea el mismo proceso ya que por ejemplo pueden cambiar las enzimas utilizadas, esto ocurre por ejemplo en la formación y degradación de la glucosa, gluconeogenesis y glucogenogenesis.
El ciclo de Krebs si que es una encrucijada ya que podemos utilizarlo tanto para construir como para destruir.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es el proceso por el cual se sintetiza ATP a partir de energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas. Tiene gran importancia biológica en las bacterias ya que ese ATP es posteriormente utilizado para transformar materia inorgánica en materia orgánica.
Para poder realizar esa transformación se producen dos fases donde en la primera se obtiene el ATP y una coenzima reducida y en la segunda se emplean ambos para realizar ese cambio.
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
La fermentación homoláctica consiste en la obtención de 2 ácido láctico y 2 NAD a partir de una molécula de glucosa. De aquí se obtienen productos derivados de la leche.
En la fermentación alcohólica se obtiene alcohol etílico mediante dos fases. En la primera el ácido pirulí o pierde un grupo CO2 para dar Acetaldehído y en la segunda esta molécula acepta un par de electrones procedentes del NADH para dar alcohol etílico.
En la fermentación pútrida a se obtienen quesos y vinos ya que aquí se degradan unos sustratos dando lugar a unos productos orgánicos y malolientes como el indol y el escatol.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias. Ambos son procesos mediante los cuales se obtienen moléculas simples a partir de la degradación de unas complejas, obteniendo energía en forma de ATP.
La principal diferencia es el aceptor final, ya que en la respiración celular es el O2 mientras que las fermentaciones (ya que ocurren en ausencia de O2) el aceptor final es un compuesto orgánico.
Otra diferencia es la energía que obtenemos, la ausencia de cadena de electrones en las fermentaciones nos da lugar a una obtención mínima de energía (2 ATP) mientras que en las respiración esta energía está en 36 o 38 ATP, dependiendo de si se produce en una célula eucariota o procariota.
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? Los elementos 4 y 6 se forman en el estroma, y son productos obtenidos en la fase luminosa, por lo que serán necesarios para llevar a cabo la fase oscura.
El Ciclo de Calvin es la conocida fase oscura y se produce en el estroma del cloroplasto.
C) ) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
Es un proceso cíclico por el cual se fija el carbono a partir del CO2, está compuesto por tres fases. En la primera de ellas se fija el CO2 a la Ribulosa 1,5 difosfato gracias a una enzima dando lugar a una molécula inestable de 6 átomos de carbono y se produce el consumo de energía obtenida en la fase luminosa (ATP y NADP) dando lugar a dos moléculas de 3 átomos de carbono. Y aquí finaliza la primera fase.
La segunda nos indica que a partir de estas moléculas se vuelve a consumir ATP y esto da lugar a otras dos moléculas de 3 carbonos diferentes, las cuales vuelven a transformarse gracias al NADPH que se reduce. Final ente se obtienen dos moléculas de gliceraldehido 3-fosfato que pueden seguir dos vías, la primera es volver a regenerar la Ribulosa 5-fosfato y la segunda es o bien quedarse en el estroma e iniciar la síntesis de aminoácidos, almidón, etc o salir al citosol y formar sacarosa.
La tercera fase es la regeneración de la Ribulosa 1,5-fosfato donde se suceden compuestos de carbonos. Se regenera por fosforilación directa con ATP, denominando el proceso como ruta de las pentosas fosfato.
45. A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mito- condria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
Ácido pirúvico
Acetil CoA
ADP
ATP
NADH
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 glucolisis, fotosíntesis, B oxidación.
C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar el compuesto 2? El Acetil CoA también se puede obtener mediante la B oxidación de ácidos grasos. Ya que estos a la hora de degradarse dan lugar a un Acetil CoA por vuelta en la hélice de Lynen.
46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos in- dicados por los números 1-7? 1. Espacio intermembranoso
2. Membrana interna
3. Membrana externa
4. Tilacoides de 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 realizan dos fases. El flujo aciclico de electrones, donde los electrones liberados por el PSII (2 e) van pasando a unos aceptores como el complejo citocromo b6 -f, y al mismo tiempo liberando protones al espacio tilacoidal. Cuando los electrones llegan al PSI este anteriormente ha perdido otros dos electrones los cuales han sido captados por la NADP reductasa dando lugar a una molécula de NADPH. Los protones liberados al espacio tilacoidal generan una diferencia de potencial electroquímico y pasarán a través de la ATP sintétasa al estroma dando lugar a la síntesis de ATP.
Y en el flujo cíclico solo obtenemos ATP por la dos electrones liberados del PSI que llegan a la ATP sintetasa sintetizándolo.
Toda la energía obtenida en la fase luminosa es necesaria para la fase oscura o Ciclo de Calvin.
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?
Este hecho no contradice la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas, ya que el tamaño no influye en esta teoría. Ya que la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las mitocondrias se formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula, y por tanto, no se corresponde al tamaño de la célula, ya que se ha producido una fusión.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7? 1. Espacio intermembranoso
2. Membrana interna
3. Membrana externa
4. Tilacoides de 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 orgánicos energéticos de células procariotas, tienen una doble membrana y contienen ADN circular en su interior.
48. a) El esquema representa una mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8. 1. Matriz
2. Crestas
3. Ribosomas
4. Membrana interna
5. Membrana externa
6. Espacio intermembrana
7. ATP sintetasa
8. Complejos
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 etapa anterior hemos obtenido Acetil CoA y pasa a la mitocondria, concretamente en el citosol de la misma a realizar el ciclo de Krebs.
La fosforilación oxidativa es otra etapa la cual se realiza en la matriz mitocondrial liberando protones al espacio intermembrana los cuales atravesarán la ATP sintetasa regresando a la matriz.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
El ARN transferente y ribosómico.