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
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