Apuntes genética

Estos son los apuntes de genética que he tomado de los vídeos de la lesson plan. En estos vídeos de genética se explica los conceptos básicos de genética, las leyes de Mendel, la codominancia, la herencia intermedia y los grupos sanguíneos. Además, en los apuntes hay algunos ejercicios sobre hemofilia y daltonismo, ejercicios de dos genes y sobre genes ligados. También explica la teoría cromosómica de la herencia con recombinación genética y el retrocruzamiento.

Apuntes anabolismo

Estos son los apuntes que he tomado mientras veía los vídeos del anabolismo. En ellos se explica de manera general el anabolismo y luego hace una explicación más profunda sobre las fases de la fotosíntesis.

Preguntas anabolismo

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 conventirla en ATP que se utilizará en la fase oscura. La fase acíclica se realiza ya que la energía obtenida en la cíclica no es suficiente para llevar a cabo la fase 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 tilaciodes en su citoplasma con los pigmentos fotosintéticos.

3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos: 
 - metabolismo: obtener materia y energía para llevar a cabo las tres funciones vitales.
- Respiración celular: obtener energía en forma de ATP, CO2 y H2O a partir de la oxidación de moléculas orgánicas.
 - Anabolismo: sintetizar moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP.
 - Fotosíntesis: obtener materia orgánica y oxígeno a partir de inorgánica.
 - Catabolismo: transformar moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando así energía en forma de ATP.

4.- Defina: 
Fotosíntesis: proceso de conversión de la energía luminosa procedente del sol en energía química que queda almacenada en moléculas orgánicas.
fotofosforilación: proceso que ocurre en las ATP-sintetasas de la fase luminosa de la fotosíntesis. En ella se obtiene una molécula de agua y ATP mediante la adición de un fósforo inorgánico a un ADP.
fosforilación oxidativa: proceso que tiene lugar en las ATP-sintetasas de la cadena transportadora de electrones de la respiración celular. Los protones atraviesan la ATP-sintetasa y se obtiene ATP t agua gracias a la adición de un grupo fosfato a un ADP.
quimiosíntesis: síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.

5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen.
La fotosíntesis es un proceso anabólico que tiene lugar en los cloroplastos de las células vegetales.
El anabolismo de los glúcidos tiene lugar en el citosol y en las mitocondrias
El catabolismo de los gúcidos y de los lípidos se lleva a cabo en el citosol y en las mitocondrias.

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 lumínica acíclica de la fotosíntesis. El ATP y NADPH formados se utilizará posteriormente en la fase oscura para sintetizar las moléculas orgánicas. Los cloroplastos sí intervienen ya que la fotosíntesis tiene lugar en ellos.

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 sintetizaer 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 de dos fases: cíclica y acíclica. En la fase luminosa acíclica el fotosistema II recibe la luz excitándose así la clorofila P680 y cediendo dos electrones al primer aceptor de electrones. Este da dos electrones a la cadena de transporte electrónico 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. Cada dos protones formará un ATP por lo que al tener 48 protones, obtendremos 16 ATP al romper 12 moléculas de agua.
Durante la fase luminosa cíclica inciden dos fotones en el fotosistema I, la clorofila P700 libera dos electrones al prmer aceptor y se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde el estroma al interior del tilaciode. 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. Estos dan lugar a ATP al pasar por la ATP-sinteteasa. Este proceso es necesario para obtener suficiente energía para llevar a cabo la fase oscura.

11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autrótofo quimiosintético es aquel que realiza la quimiosíntesis, proceso en el que se sintetiza ATP con la energía desprendida en reacciones de oxidaciñon de sustancias orgánicas.

14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización 
Complejo antena: estructura que contiene pigmentos fotosintéticos (clorofila a,b y carotenoides) que captan energía luminosa, se excitan y transmiten la enerfía de unas moléculas a otras hasta que la ceden finalmente al centro de reacción.

Centro de reacción: en él hay un pigmento diana que alrecibir la energía captada por los anteriores pigmentos transfiere sus electrones a otra molécula denominada primer aceptor de electrones. Este los cederá a otra molécula externa. El pigmento diana puede iniciar una reacción redox y reponer los electrones perdidos a partir del primer dador de electrones.

15.- Compara: 
a) quimiosíntesis y fotosíntesis 
Ambos son procesos anabólicos en los que se sintetizan moléculas orgánicas complejas. La quimiosíntesis utiliza la energía desprendida en reacciones de oxidación de moléculas inorgánicas y la fotosíntesis utiliza la energía luminosa del sol.
b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación 
En las dos se obtiene ATP a partir de la adición de un fosfato inorgánico a un ADP. 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.

18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP? 
El ATP se puede generar por:
-Fosforilación a nivel de sustrato: formación de ATP gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Ocurre, por ejemplo, en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
-Reacción enzimática con ATP-sintetasas: en las crestas mitocondriales y en los tilacoides. Estas enzimas sintetizan ATP cuando un flujo de protones atraviesa el interior de ATP-sintetasas.

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 anabolismo de los lípidos y ciclo de Krebs. Este se origina cuando el acetato se une a una coenzima A. Además, puede conectar con el ciclo de Krebs, B-oxidación de los ácidos grasos, gluconeogénesis, biosíntesis de los ácidos grasos y síntesis de aminoácidos.

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-fosfoglicérico que será redcido 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. 
Son coenzimas de oxidación reducción que permiten obtener energía para realizar el metabolismo. Participa, por ehemplo,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. El CO2 entra al estroma del cloroplasto y se une a la ribulosa-1,5-difosfato y da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos que se disocia en dos ácido-3-fosfoglicérico. Luego, se utiliza el ATP y NADPH de la fase luminosa y el ácido-3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.

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: formación de ATP gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Ocurre, por ejemplo, en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
-Fosforilación oxidativa: tiene lugar en las en las crestas mitocondriales. Estas enzimas sintetizan ATP cuando un flujo de protones atraviesa el interior de las ATP-sintetasas.

-Fotofosforilación: tiene lugar en los tilacoides de los cloroplastos. Estas enzimas sintetizan ATP cuando un flujo de protones atraviesa el interior de las ATP-sintetasas durante la fase luminosa cíclica.

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.

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? molécula en el metabolismo? 
La primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y lípidos es la dihidroxiacetona-3-fosfato. El destino final es la síntesis de ATP en el ciclo de Krebs.

31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El Ciclo de Calvin es un proceso de la fase oscura de la fotosíntesis mediante el cual se sintetiza compuestos de carbono.

Consta de dos fases:
-Fijación del CO2: el dióxido de carbono se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de seis carbonos que se disociará en dos ácido-3-fosfoglicérico.
-Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH el ácido-2-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.

Por cada CO2 que se incorpora al ciclo de Calvin se requieren dos moéculas de NADPH y tres de ATP y se obtiene dos moléculas de ADP, un fósforo inorgánico y dos moléculas de NADP.

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.

c) 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 hélicde 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 ubicaen 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 FADH2 y se produce en la matriz mitocondrial.

Fuente: creación propia

 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: 
a) ¿Qué es el metabolismo? 
Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas y otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales.

¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo? 
El anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP.
El catabolismo es la transformación de m oléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando ATP.

¿Cómo se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las células?
Ambos son procesos metabólicos. La energía liberada en el catabolismo es utilizada en el anabolismo para sintetizar moléculas orgánicas que serán degradadas en en catabolismo.

 ¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).
-Glucólisis. El producto inicial es un polisacárido y el final el ácido pirúvico.  

-Fermentación. El producto inicial es la glucosa y el producto final es el lactato, etanol, indol, hidrógeno, CO2...

-Ciclo de krebs. El producto inicial es el ácido oxalacético y los productos finales son tres NADH, un FADH2 y un GTP.

 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).
Mitocondrias: ciclo de Krebs, y fosforilación oxidativa
Citosol: glucólisis

40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo. 
Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas y otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales.

Catabolismo: el catabolismo es la transformación de m oléculas orgánicas complejas en otras más sencillas liberando ATP.

Anabolismo:el anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas utilizando ATP.

-¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta. 
Los procesos sí son reversibles ya que las moléculas pueden formarse o degradarse, pero muchas vías de síntesis son distintas a las de degradación.

-El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas ¿Por qué? 
Porque el acetil-coA puede entrar al ciclo de Krebs y participar en la degradación de moléculas. Sin embargo, a partir de una molécula del ciclo de Krebs, como el ácido cítrico, se puede obtener acetil coA y construir así otras moléculas.

41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.
Muchos compuestos reducidos que utilizan las bacterias como el NH3 y el H2S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales, NO3- y SO4-, que pueden ser absorbidas por las plantas. Así, estasbacteriaas cierran los ciclos biogeoqímicos posibilitando la vida en el planeta.

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+P
 4-ATP
 5-NADPH
 6-NDP+
 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 proceso por el que se forman los elementos 4 y 6 tiene lugar en el estroma, lugar donde también se produce el ciclo de Calvin.

C) ) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El Ciclo de Calvin es un proceso de la fase oscura de la fotosíntesis mediante el cual se sintetiza compuestos de carbono.

Consta de dos fases:
-Fijación del CO2: el dióxido de carbono se une a la ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto de seis carbonos que se disociará en dos ácido-3-fosfoglicérico.
-Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH el ácido-2-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede seguir tres vías: refeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.

Por cada CO2 que se incorpora al ciclo de Calvin se requieren dos moéculas de NADPH y tres de ATP y se obtiene dos moléculas de ADP, un fósforo inorgánico y dos moléculas de NADP.

 46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7? 
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
 3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
 6-ribosoma
7-tilacoide de grana

b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso 
El ATP y el NADPH se obtienen en la fase luminosa (16 ATP y 12 NADPH en la acíclica y 2ATP en la cíclica)

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, el aumento de tamaño del ADN es debido a la fusión del ADN de la bacteria y de la mitocondria.

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-ribosoma
 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 que los constituye se forma mediante la gluconeogénesis.

b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
-Ambos son orgánulos transductores de energía.
-Ambos se encuentran en células eucariotas.
-Los dos poseen membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas y enzimas.

Esquema anabolismo

Existen dos tipos de anabolismo: autótrofo y heterótrofo.
Dentro del autrótofo encontramos la fotosíntesis y la quimiosíntesis. La fotosíntesis es un proceso de síntesis de molécuas orgánicas a partir de la energía luminosa del sol. Es llevada a cabo en los cloroplastos donde se encuentran los fotosistemas y pigmentos fotosintéticos. Esta posee dos fases: luminosa (acíclica y cíclica) y oscura. La quimiosíntesis utiliza la energía desprendida en las reacciones de oxidación de moléculas inorgánicas y es realizada por una serie de bacterias.
En el anabolismo heterótrofo encontramos el anabolismo de los glúcidos, lípidos, aminoácidos y ácidos nucleicos.

1

2

3

Esquema metabolismo: catabolismo

Dentro del metabolismo podemos encontrar el catabolismo que es un conjunto de reacciones químicas de oxidación-reducción. Este consiste en la degradación de moléculas orgánicas complejas para obtener otras más sencillas. En ocasiones se obtienen moléculas inorgánicas (respiración celular) y otras veces moléculas orgánicas más simples (fermentación). Podemos distinguir distintos tipos de fermentaciones: alcohólica, láctica, butírica y pútrida. Por último, tambíen existe el catabolismo de de los lípidos, de las proteínas y de los ácidos nucleicos.

1

2

3

Todo

Esquema general enzimas

Este es el esquema general de las enzimas. Como podemos observar, en el esquema se explican los ribozimas, zimógenos e isoenzimas. Además, muestra las características generales de las enzimas y su clasificación según su estructura y según su función. También podemos ver las diferentes reacciones en la actividad enzimática, las características del centro activo (lugar a donde se fija el sustrato), las formas y grados de especificidad, la cinética de la actividad enzimática, y los factores que influyen en ella. Por último, se exponen las características, función y tipos de coenzima y algunas vitaminas con función de coenzima.

Preguntas catabolismo

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 un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética. Su función principal es almacenar y proporcionar energía (7,3 kcal/mol) gracias a sus dos enlaces fosfóricos. Químicamente se parece a los ácidos nucleicos en que está compuesto por la base nitrogenada adenina y por grupos fosfatos. Las células lo pueden sintetizar mediante dos formas distintas:

- Fosforilación a nivel de sustrato: gracias a la energía liberada al romperse un enlace de una biomolécula.

- Reacción enzimática con ATP-sintetasas: en las crestas mitocondriales y tilaciodes, estas enzimas sintetizan ATP cuando son atravesadas por un flujo de protones.

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 unas biomoléculas en otras co nel 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. Falso, ya que este tipo de células son las células vegetales y realizan tanto la fotosíntesis como la respiración celular.

 b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. Verdadero porque estas células son las animales y no realizan la fotosíntesis.

 c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. Verdadero porque una célula eucariota no tiene ni mitocondrias ni cloroplastos.

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

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

Esta proposición es verdadera porque cuando el ATP se hidroliza se rompe un enlace éster-fosfórico y se produce ADP, energía y una molécula de ácido fosfórico o un fósforo inorgánico.

20.- Esquematiza la glucólisis: a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.

La glucólisis se inicia con la glucosa y al final se obtienen dos ácidos pirúvicos y dos moléculas de ATP

 b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. 

En condiciones anaerobias el ácido pirúvico se queda en el citosol y en condiciones aeróbicas, entra por transporte activo a la mitocondria donde se transforma en Acetil-CoA.

c) Localización del proceso en la célula. 

La glucólisis tiene lugar en el 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?.

La célula sí está respirando. Lo hace para obtener energía de la combustión de la glucosa. La matriz mitocondrial sí participa ya que en ella tiene lugar el ciclo de Krebs. Las crestas mitocondriales también participan porque en ellas se produce la cadena transportadora.

22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético, y qué se origina en dicha condensación? El ciclo de Krebs y se origina el ácido cítrico. ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? El acetil-CoA se origina a partir del ácido pirúvico el cual pierde un grupo carboxilo en forma de CO2 y forma el acetato que al unirse con el coenzima A dará lugar al acetil-CoA. El ácido oxalacético se obtiene cuando al final del ciclo de Krebs a partir del maltato. ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica? En la matriz mitocondrial.

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?.a

En el transporte electrónico mitocondrial los complejos proteicos I, II, III, IV,  la ubiquinona y la citocromo c aceptan electrones y los transfieren a la siguiente molécula. Los electrones proceden de los NADH y FADH2.

En la fosforilación oxidativa, un flujo de protones atraviesa las ATP-sintetasa lo que da lugar a la unión de un ADP y un grupo fosfato generando un ATP.

La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de ATP mediante la oxidación de las coenzimas reducidas NADH y FADH2.

La cadena respiratoria existe para poder obtener mayor energía al transformar las coenzimas NADH y FADH2 (obtenidas en la glucólisis y cicli de Krebs) en ATP.

Se localiza en las crestas mitocondriales.

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

El gradiente electroquímico se genera en la quimiósmosis cuando se bombean protones al espacio intermembranoso. Allí se acumulan creando una diferencia de potencial electroquímico y, cuando la concentración de protones es elevada, vuelven a la matriz mitocondrial a través de las ATP-sintetasas.

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) El ATP es una coenzima de transferencia y el NAD y NADP son coenzimas de oxidación y reducción. ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?  No forman parte del ADN ni del ARN.

b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente). 

El ATP es una molécula energética que acumula energía en sus enlaces y es capaz de cederla en la síntesis de moléculas.

El NAD y NADP son transportadoras de protones y electrones que participan en procesos muy importantes como en la respiración celular.

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

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 de la oxidación de la glucosa en una célula procariota es de 36 ATP y el de célula eurcariota es de 36 ATP ya que pierde 2 ATP cuando el ácido pirúvico entra a la mitocondria. Sin embargo, en la fermentación solo se obtienen 2 ATP ya que en ella 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? En las mitocondrias. ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? El oxígeno es el agente oxidante que al reducirse y aceptar electrones y protones forma H2O. ¿Qué seres vivos y para qué la realizan? La realizan los seres aeróbicos ya que estos pueden realizar la respiración aeróbica para degradar moléculas orgánicas en inorgánicas a partir del oxígeno. 

39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: -¿Qué tipos principales de reacciones ocurren? Ocurren reacciones catabólicas que son reacciones de oxidación-reducción. - ¿Qué rutas siguen los productos liberados?. En el ciclo de Krebs se libera 1 GTP que tendrá la misma función que el ATP por lo que se utilizará en procesos biológicos y 3 NADH y 1 FADH2 que, en la cadena transportadora, se transformarán en ATP.

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 importantes en la industria ya que estos pueden realizar la fermentación: proceso catabólico y anaeróbico en el que no interviene la cadena transportadora de electrones.

La fermentación es un proceso muy importante ya que gracias a ellos se pueden obtener muchos nutrientes con los que se pueden conseguir productos para fabricar medicamentos. En la preparación de alimentos podemos destacar la fermentación láctica ya que gracias a ella se obtienen productos derivados de la leche y en la preparación de bebidas es importante la fermentación alcohólica ya que a partir del ácido pirúvico se produce etanol (alcohol etílico).

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

Tanto las fermentaciones como las respiración celular son procesos biológicos catabólicos muy importantes ya que gracias a ellos podemos degradar moléculas para obtener energñia y, de esta manera, poder realizar el resto de funciones del organismo.

Por otro lado, estos procesos se diferencian en que el rendimiento energético de las fermentaciones (2ATP) es menor que el de la respiración celular (36 o 38 ATP). Además, en la respiración celular el último aceptor de electrones es el oxígeno y, en la fermentación, el aceptor final es un compuesto orgánico. La fermentación es un proceso anaeróbico, y la respiración celular es un proceso aeróbico. En la fermentación la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato, es decir, no intervienen las ATP-sintetasas y en la respiración celular sí intervienen la ATP-sintetasas, ya que en esta última tiene lugar la cadena transportadora de electrones al contrario de lo que ocurre en la fermentación.

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. 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, entrada del ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y 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?

Se puede originar a partir de un ácido graso como en 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. 

1. Matriz mitocondrial.

2. Cresta mitocondrial.

3. Ribosoma.

4.Membrana interna.

5.Membrana externa.

6. Espacio intermembranoso.

7. ATP-sintetasa.

8.Complejo proteico.

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

Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora en las crestas mitocondriales.

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

Proteínas y ARNm