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 cuya función en el metabolismo es de molécula energética.
La función principal que cumple en el organismo es almacenar
la energía que absorbe del medio externo de la célula y después dar energía cuando sea necesaria con sus dos
enlaces éster-fosfórico capaces de
almacenar cada uno 7.3 kcal/mol.
El ATP se parece químicamente a los ácidos nucleicos al ser las subunidades que forman los ácidos nucleicos.
Las células sintetizan el ATP de dos formas diferentes:
Fosforilación a nivel sustrat: Reacción química que se puede
definir como la producción de ATP a partir de ADP combinada a una transformación enzimática de
un sustrato, reacción en la que no está implicada la fosforilación oxidativa ni
una ATP sintasa.. Esto ocurre en la glucolisis y en el ciclo de Krebs: Paso de Glucosa a
ácido pirúvico (Paso de glucosa
a ácido pirúvico se rompen enlaces de la molécula inicial y se produce enegía ).
Reacción enzimática con ATP-sintetasas: Se produce tras
añadir un grupo fosfato y se produce una
reacción química de oxidación por la cual se pasa de una molécula muy
energética a otra poco energética por lo que hay un aumento de protones en el
interior de la célula que son bombeados a través de enzimas ATPasas que crean y
sintetizan ATP .
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de
"Metabolismo", indicando su función biológica.
El metabolismo es un conjunto de reacciones que producen la
transformación de materia en seres vivos. Estas reacciones pueden ser de
degradación en la que desprenden energía como el caso del catabolismo o de
construcción para las que necesitan energía como en el caso del anabolismo.
Según su metabolismo los organismos pueden ser autótrofos o heterótrofos.
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, ya que se refiere a una célula vegetal tiene ambas, tanto mitocondrias como cloroplastos.
b) Verdadero, ya que es una célula animal, es decir, tiene
mitocondrias pero no cloroplastos.
c)Verdadero, porque tiene otros orgánulos que no son ni
mitocondrias ni cloroplastos.
d)Verdadero, porque
su fuente de energía es la que se produce de las reacciones químicas.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es
verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos
fosfatos.
Verdad, al hidrolizar una molécula de ATP su último enlace
éster-fosfórico se rompe por un proceso de desfosforilación y se produce ADP.
Ocurre lo mismo al pasar de ADP a AMP, por lo que el ATP es capaz de dar
energía y ADP:
ATP + H2O -> ADP + Pi + energía (7.3 kcal/mol)
ADP + H2O -> AMP + Pi + energía (7.3 kcal/mol)
20.- Esquematiza la glucólisis: a) Indica al menos, sus
productos iniciales y finales.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias
y anaerobias.
En condiciones aerobias, sí que se produce la cadena
transportadora de electrones por lo que el ácido pirúvico, pasará al ciclo de
Krebs y después a la cadena transportadora de electrones para que tenga lugar
el transporte de electrones, quimiósmosis y fosforilación oxidativa.
Mientras que en condiciones anaerobias estamos hablando de
una fermentación que no posee cadena de transporte de electrones y su aceptor
final es una molécula orgánica, la fermentación puede ser: alcohólica, láctica,
acética y butírica.
c) Localización del
proceso en la célula.
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 está llevando a cabo la respiración celular para
obtener energía. Esto se produce en la matriz mitocondrial es su fase
intermedia como es el Ciclo de Krebs y finalmente en las crestas mitocondriales
en 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?.
La ruta catabólica es el ciclo de Krebs.
Antes de que comience este proceso se produce la
transformación de glucosa a ácido pirúvico , el cual ha sido obtenido en el
proceso de glucólisis, mediante su descarboxilación y transformándose así en
Acetil-CoA. El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs.
Esta ruta metabólica se produce 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?.
El proceso de transporte electrónico mitocondrial está
formado por una serie de moléculas en su membrana interna, cuatro grandes
complejos, la ubiquinona y el citocromo cuyas funciones son aceptar electrones
de la molécula anterior y llevarlos a la siguiente molécula más cercana al
núcleo. Dentro de este proceso se da la fosforilación oxidativa en la que los
protones vuelven a la matriz gracias a las ATP-sintetasas, unos canales con
enzimas, por donde los protones fluyen en su interior y como consecuencia estas
partes se mueven entre sí formando ADT y un grupo fosfato.
La reacción es la siguiente:
Se realiza en la cresta interna de las mitocondrias y sirve
para transformar coenzimas en ATP
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones
en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquímico se crea mediante la quimiosmosis
que gracias a la energía perdida de los electrones bombea protones al exterior
y cuando su concentración es elevada vuelven a la matriz por gracias a la
función de la ATP-sintetasa.
Balance energético
de la degradación completa de una molécula de glucosa
El balance energético de la degradación completa de una
molécula de glucosa es el siguiente:
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 de la oxidación completa de la glucosa puede
ser de 36 célula eucariota o de 38 célula procariota mientras que el
rendimiento de la fermentación anaerobia es de 2 ATP.
La principal diferencia en la cantidad de energía es que la
fermentación no realiza la cadena transportadora de electrones ni el ciclo de Krebs
por lo que sólo produce 2 ATP en la glucólisis (NADH).Esto ocurre en la
fermentación láctica (paso del piruvato al lactato).
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 respiratoria tiene lugar en las mitocondrias(crestas
mitocondriales, animales y cloroplastos, vegetales).El papel del oxígeno es el
de aceptor de electrones y la respiración celular la realizan todos los que
poseen células eucariotas y gracias a esto obtienen energía
.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
-¿Qué tipos principales de reacciones
ocurren?. - ¿Qué rutas siguen los
productos liberados?.
Las principales reacciones que ocurren son de oxidación.El
acetil-CoA se une al ácido oxalacético, se obtienen moléculas de 5 átomos de
carbono, en cada vuelta se obtienen 3NADH, 1 FADH2, Y 1 GTP, que se convierten
en ATP
42. Importancia de los microorganismos en la industria.
Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la
preparación de medicamentos.
Importancias de los microorganismos:
En la composición de los alimentos derivados de la leche
como son los quesos, el yogurt y el requesón se producen con la fermentación
láctica.
La fermentación láctica se forma a partir de la degradación
de la glucosa que se forma ácido láctico gracias a diferentes basterias.
También podemos observar que la fermentación bútrica se
puede utilizar para producir sabores típicos de algunos alimentos tales como
quesos y vinos.
La fermentación alcohólica puede dar lugar a diferentes productos, como
algunos que producen moléculas orgánicas como la glicerina, el ácido succínico
y ácido acético.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado
biológico y diferencias.
El significado biológico de la fermentación y la respiración
celular es obtener ATP. En la respiración celular, el último
aceptor de electrones es el oxígeno, y en la fermentación, 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, no intervienen las ATP-sintetasas, y en la respiración celular sí
intervienen la ATP-sintetasas, ya que sí hay cadena de electrones.
45. A) la figura representa esquemáticamente las actividades
más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas
por los números 1 a 6.
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
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?
1.- Ácido pirúvico
2.- Acetil-CoA
3.- ADP
4.-ATP
5. NADH
6.-O2
b) Glucólisis, entrada de ácido pirúvico en la
matriz mitocondrial.
c)El acetil-CoA se puede obtener de dos formas:
- A partir de ácido pirúvico obtenido en la glucolisis.
- De la degradación de los ácidos grasos a través de la ruta
metabólica conocida como oxidación de ácidos grasos.
48. a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes
detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
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.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de
productos codificados por dicho ADN.
a)1.- Matriz.
2.- Cresta mitocondrial.
3.- Ribosoma.
4.- Membrana interna.
5.- Membrana externa.
6.- Espacio intermembranoso.
7.- ATPasa.
8.- Proteínas.
b) Los dos procesos que se dan en las mitocondria son:
1.- El ciclo de Krebs se da en matriz mitocondrial.
2.- Transporte de electrones en la cadena respiratoria.
c) Las proteínas y el ARNm.
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