PREGUNTAS DE METABOLISMO

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 se realiza en la fase lumínica acíclica mediante la fotólisis del agua para reponer los dos electrones perdidos por la clorofila p680. Como consecuencia se produce una diferencia de potencial electroquímico entre las dos caras de la membrana del tilacoide que hace que los protones salgan por la ATP-sintetasa y se produzca la síntesis de 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.

Tanto la fase lumínica acíclica como la cíclica tienen la función de captar energía luminosa y convertirla en ATP que se utilizara en la fase oscura. La fase acíclica se realiza ya que la energía obtenida en cíclica no es suficiente para llevar a cabo la luminosa.

Los componentes de la fase acíclica son los fotosistemas II y I, la plastocianina, ferredocina, ATP-sintetasa, NADP+ reductasa y el complejo de citocromos b-f.

Los componentes de la fase cíclica son la plastoquinona, ferredoxina, plastocianina, complejo de citocromos b-f, fotosistema I 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?

Porque poseen tilacoides en su citoplasma con los pigmentos fotosintéticos.

3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos: - metabolismo - Respiración celular - Anabolismo - Fotosíntesis – Catabolismo.

Metabolismo: obtención de materia y energía mediante la transformación de unas biomoléculas en otras.

Respiración celular: obtención de CO2, H2O y energía a partir de una serie de reacciones catabólicas.

Anabolismo: obtención de macromoléculas a partir de otras moléculas más sencillas.

Fotosíntesis: obtención de energía a partir de una serie de reacciones anabólicas.

Catabolismo: obtención de energía mediante la degradación de moléculas orgánicas complejas en moléculas orgánicas más sencillas.

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

Fotosíntesis: proceso por el cual se convierte la energía luminosa procedente del sol en energía química, la cual queda almacenada en moléculas orgánicas. Este proceso se consigue llevar a cabo gracias a pigmentos fotosintéticos.

Fotofosforilación: proceso realizado por las ATP-sintetasas que hay en las membranas de los tilacoides. Consiste en la unión de ADP + Pi para la obtención de ATP.

Fosforilación oxidativa: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y Pi, llevado a cabo por las ATP-sintetasas en la CTE en las crestas mitocondriales durante la respiración celular.

Quimiosíntesis: proceso que consiste en la síntesis de ATP a a partir de energía que se desprende en las reacciones de oxidación de ciertas sustancias inorgánicas.

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

Anabolismo: fotosíntesis (cloroplastos) y quimiosíntesis (raíces de las plantas).

Catabolismo: respiración celular (mitocondrias) y fermentación (citoplasma)

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 utilizan para la síntesis de moléculas más complejas. Sí, ya que este proceso se da en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos.

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 Adenosín-trifosfato (ATP) es un nucleótido que actúa en el metabolismo como moneda

energética. Su misión fundamental en los organismos es almacenar y ceder energía (cada uno de sus enlaces éster-fosfórico es capaz de almacenar 7’3 kcal/mol). Químicamente, se parece a los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en su composición:

• Una base nitrogenada púrica, la adenina.

• Una pentosa, la ribosa.

• Tres moléculas de ácido ortofosfórico.

Las células sintetizan ATP mediante dos procesos:

• Fosforilación a nivel de sustrato: añadir fósforo al AMP y ADP.

• 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.

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: todos.

Fotosíntesis oxigénica: todos menos los hongos.

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

La fotosíntesis es un proceso de conversión de energía luminosa procedente del sol en energía química que queda almacenada en moléculas orgánicas. Este proceso es posible gracias a unas moléculas especiales, los pigmentos fotosintéticos, que son capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlos a otros átomos. La fotosíntesis consta de dos fases: fase lumínica y fase oscura. La fase luminosa ocurre en los tilacoides y en esta se capta la energía luminosa y se genera ATP y NADPH+H. La fase oscura tiene lugar en el estroma y se emplea los productos obtenidos en la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas.

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

La fase luminosa de la fotosíntesis consta a su vez de dos fases:

• Fase luminosa acíclica: la luz incide sobre el fotosistema II, su pigmento diana, la clorofila P680, se excita y cede sus electrones al primer dador de electrones. Para reponer los dos electrones perdidos, se produce la hidrólisis del agua. Esta reacción ocurre dentro de los tilacoides y los dos protones producidos por la hidrólisis quedan dentro de los tilacoides. El primer aceptor cede los electrones a una CTE, y de esta pasa a la clorofila P700 del fotosistema I. Durante este transporte, otros dos protones entran al interior del tilacoide. Cuando el fotosistema I recibe la luz su clorofila P700 cede dos electrones a la CTE, que los toma del fotosistema II. El primer aceptor de electrones del fotosistema I transfiere los electrones a otra CTE y de esta se ceden al NADP+ para formar NADPH + H+. Por cada dos electrones entran cuatro protones. Dos procedentes de la hidrólisis y dos impulsados por la CTE. Como resultado de esta diferencia de potencial eléctrico los protones salen a través de la ATP-sintetasa y se produce así el ATP.

• Fase luminosa cíclica: dos fotones inciden sobre el fotosistema I. Como resultado, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor primario y se inicia la CTE que impulsa dos protones hacia el interior del tilacoide. Finalmente, la CTE transfiere los dos electrones hasta la Fd y de ahí pasan al citocromo b y de este a la PQ que capta dos protones y se reduce. La PqH2 cede dos electrones al citocromo f que introduce dos protones en el interior del tilacoide, los cuales salen por las ATP-sintetasas produciendo ATP. La Pc retorna los electrones a la clorofila P700.

Balance de la fase luminosa

Por cada molécula de agua que se hidroliza se sintetizan 1’33 moléculas de ATP, ya que cada tres protones se sintetiza 1 ATP.

11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?

Son bacterias capaces de sintetizar ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.

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

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de una biomolécula en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales. Estas reacciones están reguladas por enzimas y son características para cada sustrato. Además, podemos encontrar dos tipos de vías metabólicas según el tipo de reacciones: anabolismo y catabolismo.

13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:

a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos, pero no tiene mitocondrias.

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

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

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

• a) Falso. Todas las células eucariotas llevan a cabo la respiración celular que se da en las mitocondrias.

• b) Verdadero. No realiza la fotosíntesis.

• c) Verdadero. Carece de mitocondrias y cloroplastos.

• d) Falso. Los organismos quimioautótrofos son bacterias.

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

Es un complejo de proteínas transmembranosas que contienen pigmentos fotosintéticos y forman dos subunidades funcionales que son el complejo antena y centro de reacción. Se encuentran en las membranas de los tilacoides

Las antenas son las que contienen los pigmentos, los cuales captan la energía luminosa, se excitan y transmiten la energía de excitación de unas moléculas a otras hasta que la ceden al centro de reacción.

En el centro de reacción hay dos moléculas pigmentos diana. Éstas reciben la energía captada por los pigmentos anteriores y ceden sus electrones a otra molécula llamada primer aceptor de electrones, la cual los cederá a otra molécula externa.

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

a) quimiosíntesis y fotosíntesis

Los dos son procesos anabólicos en los que se sintetizan moléculas orgánicas complejas. La quimiosintesis utiliza la energía desprendida en reacciones de oxidación de moléculas inorgánicas y la fotosíntesis utiliza energía luminosa del sol.

b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación

En ambos se obtiene ATP a partir de la adición de un fosfato inorgánico a un ASP. Sin embargo, la fotofosforilación tiene lugar en la fotosíntesis y la fosforilación oxidativa 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.

Es anabólico ya que a partir de moléculas sencillas (aminoácidos) obtiene otras más complejas (lactoalbúmina). Es un proceso de síntesis.

17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.

Verdadera. El ATP almacena energía en sus enlaces éster-fosfóricos. Cuando se hidroliza, estos enlaces de rompen y se produce ADP, P y energía.

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

El ATP se sintetiza 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 mitocondria También se sintetiza en la 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.

Gracias al acetil-coA el ciclo de Krebs da comienzo. Al traspasar la membrana el ácido pirúvico se transforma en acetil-coA. Este actúa en la gluconeogénesis (anabolismo), en el ciclo de Krebs (catabolismo), en la síntesis de ácidos grasos (catabolismo) y en la descarboxilación oxidativa(catabolismo).

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.

La glucólisis es la primera etapa tanto de la respiración celular, como de la fermentación, por lo que no necesita de oxígeno. En este proceso se obtienen 2 moléculas de ácido pirúvico (3C) a partir de la degradación de una molécula de glucosa (6C). Como resultado se obtienen 2 ATP y 2 NADH, en total 8 ATP. El destino de dichos productos en condiciones aerobias es el ciclo de Krebs y, posteriormente, la cadena transportadora de electrones. En condiciones anaerobias los productos finales de la glucólisis se utilizan en las fermentaciones. Por ejemplo: en la fermentación láctica, butírica alcohólica o pútrida. El proceso de glucólisis se localiza en el citosol de las células.

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?

El ciclo de Krebs. El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis se transforma en acetil-CoA. Este 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 mitocondrial.

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 y da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos que se disocia en el ácido-3-fosfoglicérido que será reducido a gliceraldehido-3-fosfato.

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

Son coenzimas de oxidación reducción que permiten obtener energía para realizar el metabolismo. Participa, por ejemplo, en el ciclo de Krebs, hélice de lynen y fotosíntesis.

25.- Explique brevemente el esquema siguiente:

El esquema representa el ciclo de Calvin. Una molécula de CO2 se fija a la fabulosa-1,5-difosfato y gracias a la enzima rubisco se forma un compuesto inestable de seis átomos de carbono. Este se disocia en 2 ácido-3-fosfoglicérico. Posteriormente, se produce la reducción del CO2: entra ATP y NADPH al ciclo y se reduce el ácido-3-fosfoglicérido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede tomar tres caminos: 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, fotofosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?

• Fosforilación a nivel de sustrato: síntesis de ATP a partir de la energía liberada de una biomolécula al romper sus enlaces. Se produce en las mitocondrias porque este proceso se da en la respiración de glúcidos, concretamente, en el ciclo de Krebs que ocurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que también se da en el proceso de glucolisis.

• Fotofosforilación: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales. 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.

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

27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. 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 consiste en oxidar las coenzimas reducidas procedentes de etapas anteriores (NADH y FADH2). El proceso de fosforilación oxidativa consiste en la unión de un ADP y un grupo fosfato debido al paso de protones a través de las ATP-sintetasas.

La función metabólica de la cadena respiratoria es obtener ATP a partir de NADH y FADH2 que se han obtenido en los dos procesos anteriores (glucolisis y ciclo de Krebs). La cadena transportadora de electrones existe para que la célula obtenga un mayor rendimiento energético ya que en ella se produce el 90% de la energía obtenida en la respiración celular.

Este proceso se localiza en las mitocondrias, concretamente, en las crestas mitocondriales si se trata de una célula eucariota o en la membrana plasmática si se trata de una célula procariota.

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

En cada vuelta en la hélice de Lynen se obtiene una molécula de FADH2 y de NADH+H+ que darán lugar a ATP en la cadena transportadora de electrones. Además, la hélice de Lynen se repite hasta que el ácido graso se divide completamente de manera que en cada vuelta se produce un acetil-CoA.

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

El gradiente electroquímico de protones se origina mediante el proceso de quimiosmosis en el que mediante la energía perdida de los electrones se bombean protones al exterior pasando de la matriz mitocondrial al espacio intermembrana donde se acumulan y cuando su concentración es elevada vuelven a la matriz mitocondrial a través de unos canales internos con enzimas englobadas en la membrana, llamadas ATP-sintetasas.

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?

Se trata de la dihidroxicetona-3-fosfato, que se obtiene a partir de la glicerina. Finalmente seguirá el camino de la glucólisis para formar ácido pirúvico y pasar al ciclo de Krebs con el objetivo final de obtener energía en forma de ATP, o bien seguirá el camino contrario para sintetizar glucosa (anabolismo).

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

El ciclo de Calvin es un proceso cíclico que ocurre en el estroma de los cloroplastos y forma parte de la fase oscura de la fotosíntesis en el que se utiliza a ATP y NADPH, que provienen de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. Consta de dos fases:

1. Fijación del CO2: una molécula de CO2 se fija a la fabulosa-1,5-difosfato y gracias a la enzima rubisco se forma un compuesto inestable de seis átomos de carbono. Este se disocia en 2 ácido-3-fosfoglicérico.

2. Reducción del CO2 fijado: entra ATP y NADPH al ciclo y se reduce el ácido-3-fosfoglicérido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede tomar tres caminos: regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.

Rendimiento neto del ciclo de Calvin: por cada CO2 que entra al ciclo se necesitan dos moléculas NADPH y tres de ATP. Entonces, para obtener una molécula de glucosa se necesitan 6 CO2 y, por tanto, 12 NADPH Y 18ATP. Para conseguir 12 NADPH en la fase luminosa acíclica se necesitan hidrolizar 12 moléculas de H2O. Como por cada molécula que rompo entran cuatro protones y voy a romper 12 se obtendrán 48 protones obteniendo entonces 16 ATP. Los otros 2 ATP que faltan se obtienen de la fase luminosa cíclica.

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).

Son coenzimas oxidadas. No forman parte de la estructura del ADN o del ARN. La relación que mantienen estas moléculas con el metabolismo celular es que gracias a ellas nuestro organismo puede obtener energía, por ejemplo, en la fotosíntesis y en la respiración celular.

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

En la glucólisis se obtienen 2 ATP y 2 NADH (1NADH=3ATP), en total, 8 ATP. En el ciclo de Krebs se obtienen 3NADH, 1GTP(1GTP=1ATP) y 1FADH2 (1FADH2=2ATP). Tras el paso de las coenzimas reducida a la cadena trasportadora de electrones se obtienen 38 ATP en una célula procariota y 36 ATP en una eucariota (en la entrada de ácido pirúvico a través de la membrana mitocondrial por transporte activo se gastan 2 moléculas de ATP).

35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA. a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula? b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Boxidación, 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?

Se puede originar en la hélice de Lynen, catabolismo de aminoácidos, mediante la unión del acetato y una coenzima-A y a partir del ácido cítrico en el anabolismo de los lípidos. Esta molécula se utiliza en el catabolismo y anabolismo de los lípidos y ciclo de Krebs.

Gluconeogénesis: El producto inicial es el ácido pirúvico y el final la glucosa. Se ubica en las mitocondrias y la matriz.

Fosforilación oxidativa: Los productos iniciales son ADP+ Pi y los finales ATP. Sucede en las crestas mitocondriales.

B-oxidación: Los productos iniciales son ácidos grasos, NAD+, FAD+ y los finales Acetil-Co-A, NADH + H+ y se produce en la matriz mitocondrial.

El acetil- Co-A en los mamíferos no puede convertirse en piruvato y como consecuencia los mamíferos son incapaces de transformar lípidos en azúcares porque carecen de las enzimas necesarias.

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

¿Qué es el metabolismo?

Conjunto de reacciones químicas producidas en el interior de las células y que transforman las biomoléculas para obtener materia y energía.

¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?

Catabolismo: proceso metabólico en el que se obtiene energía mediante la degradación de moléculas orgánicas complejas en moléculas orgánicas más sencillas.

Anabolismo: proceso metabólico en el que se obtienen macromoléculas a partir de otras moléculas más sencillas.

¿Cómo se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las células?

Los productos obtenidos en las reacciones catabólicas son utilizados en las reacciones anabólicas, y al revés.

¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).

Rutas como la glucólisis, siendo el producto inicial la glucosa y el final el ácido pirúvico.

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).

Los cloroplastos y las mitocondrias. En los cloroplastos se produce la fotosíntesis y en las mitocondrias, la respiración celular.

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 el primer proceso se obtienen 36 ATP si se da en una célula eucariota o 38 si se da en una procariota mientras que en la fermentación anaerobia se obtienen solamente 2 ATP. Esto se debe a que en la fermentación no interviene 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 transportadora de electrones se da en las mitocondrias, concretamente, en las crestas mitocondriales. El oxígeno actúa como oxidante. La llevan a cabo los organismos aerobios para obtener energía.

39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: - ¿Qué tipos principales de reacciones ocurren? - ¿Qué rutas siguen los productos liberados?

Reacciones de oxidación. La ruta que siguen los procesos liberados son: el transporte de electrones, la quimiósmosis y la fosforilación oxidativa, todos ellos en la cadena transportadora de electrones situada en las crestas mitocondriales y cuyo objetivo es la síntesis de ATP.

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?

Metabolismo: conjunto de reacciones químicas producidas en el interior de las células y que transforman las biomoléculas para obtener materia y energía.

Catabolismo: proceso metabólico en el que se obtiene energía mediante la degradación de moléculas orgánicas complejas en moléculas orgánicas más sencillas.

Anabolismo: proceso metabólico en el que se obtienen macromoléculas a partir de otras moléculas más sencillas.

41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.

Proceso que consiste en la síntesis de ATP a partir de energía que se desprende en las reacciones de oxidación de ciertas sustancias inorgánicas.

Esta posee una gran importancia, debido a que, gracias a ella, se cierran los ciclos biogeoquímicos, y muchas bacterias, que no pueden realizar la fotosíntesis, pueden sintetizar así materia orgánica.

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 en la industria ya que gracias a ellos se preparan alimentos derivados de la leche como son los quesos o el yogur. El requesón se produce mediante fermentación láctica.

En fermentación láctica se forma ácido láctico a partir de la degradación de la glucosa gracias a bacterias como las Lactobacillus casei. También podemos observar que la fermentación pútrida se puede utilizar para producir sabores típicos de algunos alimentos como quesos y vinos. Por otro lado, tenemos la preparación de medicamentos gracias a las fermentaciones, esto lo vemos en la fermentación alcohólica que puede dar lugar a diferentes productos como algunos secundarios que producen moléculas orgánicas como la glicerina o el ácido acético.

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

Significado biológico:

Obtener energía en forma de ATP.

Diferencias

1. Obtención final de energía: en la respiración se obtienen 36 ATP o 38 ATP en el caso de que la célula sea procariota mientras que en la fermentación solo se obtienen 2 ATP.

2. Cadena transportadora de electrones. En la respiración hay CTE mientras que en la fermentación no. Este es el motivo por el cual en las fermentaciones se obtiene un menos rendimiento energético.

3. Producto final: en la respiración el producto final es materia inorgánica mientras que en la fermentación sigue siendo materia orgánica.

4. Tipos (según si se utiliza o no el O2) La fermentación es solo anaerobia, es decir, no hay presencia de oxígeno, mientras que la respiración celular puede ser aerobia, es decir, sí que hay presencia de oxígeno o también puede ser anaerobia con sulfatos o nitratos.

5. Lugar donde se producen La fermentación se produce solo en el citosol mientras que la respiración celular se da en el citosol y en la mitocondria si se trata de una célula eucariota o en el citosol y la membrana plasmática si se trata de una célula procariota.

6. Tipos de fosforilación: en la respiración se da una fosforilación a nivel de sustrato y una fosforilación oxidativa mientras que en la fermentación solamente se da la fosforilación a nivel de sustrato ya que no interviene la CTE y, por tanto, tampoco intervienen las ATP-sintetasas con las que se lleva a cabo la fosforilación oxidativa.

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-disfosfato

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?

En los tilacoides.

En el estroma.

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

El ciclo de Calvin es un proceso cíclico que ocurre en el estroma de los cloroplastos y forma parte de la fase oscura de la fotosíntesis en el que se utiliza a ATP y NADPH, que provienen de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. Consta de dos fases:

1. Fijación del CO2: una molécula de CO2 se fija a la fabulosa-1,5-difosfato y gracias a la enzima rubisco se forma un compuesto inestable de seis átomos de carbono. Este se disocia en 2 ácido-3-fosfoglicérico.

2. Reducción del CO2 fijado: entra ATP y NADPH al ciclo y se reduce el ácido-3-fosfoglicérido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede tomar tres caminos: regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.

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

1. Ácido pirúvico

2. Acetil-CoA (ciclo de Krebs)

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

• Glucólisis.

• Oxidación de ácidos grasos.

• Fase oscura de 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? 31

A partir de la oxidación de ácidos grasos.

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- 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

El ATP y el NADPH se obtiene en la fase luminosa, más concretamente, 16 ATP en la acíclica y 2ATP en la cíclica. Se obtienen también 12 moléculas de NADPH.

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. 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-tilacoide del estroma

5-ADN plastidial

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.

La glucosa se forma por medio de un proceso denominado gluconeogénesis.

b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.

1. Ambos son orgánulos transductores de energía

2. Poseen una misma composición de la membrana plasmática, pero sin colesterol -Comparten ciertas estructuras: membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….

3. Ambos se encuentran en las células eucariotas.

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

1. Mitorribosomas.

2. Crestas mitocondriales.

3. Matriz mitocondrial.

4. Membrana plasmática interna.

5. Membrana plasmática externa.

6. Espacio intermembranoso.

7. ATP-sintetasa

8. Complejos proteicos I,II,III y IV.

9. b) Indique dos procesos de las células eucariotas que tengan lugar exclusivamente en las mitocondrias y para cada uno de ellos establezca una relación con una de las estructuras indicadas en el esquema.

El ciclo de Krebs se da en la matriz mitocondrial y la cadena respiratoria en las crestas mitocondriales.

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

ARNm y proteínas.