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, adenosín trifosfato, es un nucleótido fundamental
en la obtención de energía celular.
Se
parece a los ácidos nucleicos, ya que se compone de adenosina (adenina y
ribosa, como β-D-ribofuranosa) y tres grupos fosfato.
El
ATP es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones
celulares. Esto incluye la síntesis de macromoléculas como el ADN, el ARN y
las proteínas.
También desempeña un papel fundamental en el transporte de macromoléculas a
través de las membranas celulares, es decir, en la exocitosis y
endocitosis.
Las
células sintetizan ATP por medio de la respiración celular (glucólisis, ciclo
de Krebs y cadena trasportacora de electrones) y la fotorrespiración.
12.- Define en no más de cinco líneas
el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.
El
metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas producidas en las células
de los seres vivos con el fin de obtener materia y energía para realizar las
funciones básicas de la célula. Está compuesto por dos procesos (catabolismo y
anabolismo) que se llevan a cabo cíclicamente. El catabolismo es un proceso de
oxidación que produce energía, mientras que el anabolismo es un proceso de
reducción y se gasta energía.
13.- Indique qué frases son ciertas y
cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene
cloroplastos pero no tiene mitocondrias.
Falso,
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 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
receben luz.
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,
debido a la presencia de enlaces ricos en energía entre los grupos fosfato son
los enlaces anhídrido del ácido, cuando se rompen los enlaces y se libera
fosforo inorgánico y también energía.
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.
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| Creación propia |
El
ácido pirúvico puede sufrir una transformación o transformase en acetil-CoA y
entrar al ciclo de Krebs.
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 la respiración celular con la finalidad de obtener energía
y así poder realizar sus funciones básicas.
En
la matriz mitocondrial se realiza el ciclo de Krebs y en las crestas
mitocondriales se produce la cadena transportadora de electrones, ambos
procesos forman parte de la respiración celular y se obtiene energía.
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, para
dar posteriormente 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).
El ácido oxalacético se puede sintetizar al pasar el piruvato a oxalacetato por carboxilación.
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?
La
cadena respiratoria es la última etapa de la respiración, se produce en las
crestas mitocondiales, en ella se oxidan las conezimas 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 conezimas 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.
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.
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.
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| Creación propia |
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 fermentación no se produce la cadena
transportadora de electrones por lo cual solo se obtiene la energía procedente
de la glucólisis (2 ATP). Mientras que en la oxidación completa de la glucosa
se obtiene una gran cantidad de energía (36 en las eucariotas y 38 en las
procariotas) gracias a la cadena transportadora de electrones.
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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 la
realizan y para qué?
La
cadena de transporte de electrones se produce en las células eucariotas crestas
mitocondriales de las mitocondrias, mientras que en las procariotas se lleva a
cabo en el membrana plasmática. Se realiza en todos los seres vivos para
realizar la respiración y obtener energía.
El
oxígeno es el último aceptor de electrones y se utiliza para formar agua.
39.- En el ciclo de Krebs o de los
ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?- ¿Qué
rutas siguen los productos liberados?
En
el ciclo de Krebs las reacciones que se realizan son catabólicas y de oxidación
reducción. Las coenzimas NADH y FADH2 se utilizan en la cadena
transportadora de electrones para la obtención de energía, también se produce
CO2 como producto de desecho.
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.
Significado
biológico: son procesos catabólicos de los cuales se obtienen ATP por la
degradación de un compuesto complejo a otro complejo simple.
Diferencias:
la fermentación se obtienen solo 2 ATP y solamente se produce en las procariotas,
por otro lado en la respiración producida en las procariotas se obtienen 38 ATP
y en las eucariotas 36 ATP gracias a la cadena de electrones. Otra diferencia
es el aceptor final, en la respiración es el oxígeno, pero en la fermentación
es un aceptor orgánico.
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45. A) la figura representa
esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria.
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.
Glucólisis,
β oxidación de ácidos grasos, procesos anabólicos.
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.
48. a) El esquema representa un a
mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las
estructuras numeradas 1 a 8.
- Matriz mitocondrial
- Cresta mitocondrial
- Mitorribosoma
- Membrana mitocondrial interna
- Membrana mitocondrial externa
- Espacio intermembranoso
- ATP-sintetasa
- 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.
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