1.- ¿Cómo
y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis?
¿Cuáles son sus consecuencias?
Tiene
lugar en la fase luminosa acíclica en el fotosistema ll. cuando le da la luz la
clorofila P680 se excita, y cede dos electrones al primer aceptor de
electrones. Para estos dos se produce fotólisis del agua.
Después
entrn en los tilacoides cuatro protones para cada dos electrones. Entran dos
procedentes de la hidrólisis del agua, y
dos de la cadena de transporte electrónico.
Esto
da lugar a la diferencia de potencial electroquímico entre las dos caras de la
membrana del tilacoide. Este gradiente hace que los protones salgan por la
ATP-sintetasa y se produzca la síntesis del 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.
En la
fase luminosa acíclica al finalizar el proceso se obtiene NADPH y ATPN a partir
de la hidrólisis del agua producida en el fotosistema II.
Esta
fase está compuesta por el fotsistema I y por el II.
En la
fase luminosa cíclicase produce ATP a través del movimiento de los electrones .
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?
Sí, porque
poseen tilacoides en su citoplasma con pigmentos fotosintéticos, que son los responsables
de la fotosíntesis
3.-
Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes
procesos:
–Metabolismo: Obtener materia y energía para poder
realizar las funciones vitales:nutrición,
relación y reproducción.
-Anabolismo: Obtener moléculas complejas a partir de
sencillas.
–Catabolismo: Obtener moléculas sencillas a partir
de moléculas orgánicas complejas.
–Respiración
celular: Obtener
ATP, dióxido decarbono y agua.
-Fotosíntesis: Obtener materia orgánica a partir de
inorgánica y oxígeno.
4.-
Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y
quimiosíntesis.
–Fotosíntesis: Proceso que convierte la energía luminosa procedente del sol en energía
química, la cual posteriormente se almacena en moléculas orgánicas. Este
proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos. Se lleva a cabo en
los cloroplastos y la realizan plantas, algas y bacterias.
–Fotofosforilación: Proceso que tiene lugar en la fase
luminosa de la fotosíntesis, gracias a esto, obtenemos ATP y agua.
–Fosforilación
oxidativa: Proceso dado en la respiración celular, concretamente
en el transporte de electrones en las ATP-sintetasas.
–Quimiosíntesis: Consiste en sintetizar al 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.
Anabolismo: Fotosíntesis y quimiosíntesis. La fotosíntesis
se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales, y en
las bacterias en los clorosomas. La
quimiosíntesis sólo en el interior de las bacterias.
Catabolismo: Respiración celular y fermentación. La respiración celular ocurre en
mitocondrias y en el citosol. La fermentación en el interior de ciertas bacterias,
y en los animales se puede producir en el tejido muscular si no llega
suficiente oxígeno a las células.
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).
El proceso por el cual
se produce ATP y NADPH es la fotorreducción de NADP+, este se da en la fase
luminosa acíclica de la fotosíntesis. Estos son luego utilizados para la
producción de glucosa y otras moléculas en el ciclo de calvin..
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.
Los hongos y helechos realizan la
respiración celular.
En cambio, algas eucariotas,
angioespermas y cianobacterias la fotosíntesis.
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 por el
cual la energía luminosa procedente del sol se transforma en energía química la
cual se almacena en las moléculas orgánicas. Este proceso se lleva a cabo
gracias a los pigmentos fotosintéticos que captan la luz procedente del sol.
Comprende dos fases: la luminosa y la
oscura.
Necesitamos CO2, H2O y energía luminosa para
obtener glucosa, O2 y H2O.
10.-
Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso
fotosintético global.
La
fase luminosa de la fotosíntesis trata de dos fases, la fase luminosa acíclica
que comienza cuando incide la luz sobre el fotosistema II y se excita la
clorofila cediendo dos electrones al primer aceptor. Dando lugar a la fotólisis
que divide el agua, pasan los protones al tilacoide y el oxígeno es
liberado al medio y cuando la luz incide
de nuevo aunque esta vez sobre el
fotosistema II este vuelve a perder dos electrones que pasarán al siguiente complejo,
donde serán reducidos.
En la fase luminosa cíclica se realiza
la fotofosforilación del ADP donde se produce un flujo cíclico que hace que
entren los protones al interior del tilacoide y pasen por las ATP-sintetasas a su vez el fotosistema I realiza un proceso
cíclico donde no se gasta energía.
.
11.- ¿Qué
es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autótrofo quimiosintético es aquel cuya función es la síntesis de
ATP a partir de la energía inorgánica desprendida en otras reacciones de
oxidación creando así materia orgánica.
14.-
Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y
localización.
Una antena es una estructura
formada por una proteína transmembranosa. Se encuentra situada en la membrana
de los tilacoides.
El centro
de reacción es una estructura situada en el interior del complejo antena. Reciben
energía para transmitir los electrones a una molécula aceptora que los
transfiera a otra molécula externa.
15.- Compara:
a) quimiosíntesis y fotosíntesis
Quimiosíntesis
y fotosíntesis son procesos anabólicos.
La
quimiosíntesis los organismos obtienen la energía necesaria a partir de
reacciones químicas y en la fotosíntesis
se emplea la energía procedente del sol.
b)
fosforilación oxidativa y fotofosforilación.
En
la fotofosforilación,:Se hidroliza agua, los electrones son transportados desde
el agua hasta los coenzimas oxidados,se libera oxígeno y es dependiente de la
luz, mientras que en la fosforilación oxidativa los electrones son
transportados desde las coenzimas reducidas hasta el oxígeno, el oxígeno se
gasta, se localiza en el estroma de los cloroplastos, el proceso tiene lugar en
la membrana interna de la mitocondria, es independiente de la luz y forma agua.
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
proceso anabólico porque a partir de moléculas orgánicas sencillas está
formando una compleja. Aminoácidosàlactoalbúmina.
18.- ¿En
qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
– Por
fosforilación a nivel de sustrato. Con la energía liberada de una biomolécula,
al romperse alguno de susenlaces. En la mitocondria.
–
Reacción enzimática con ATP-sintetasas, estas enzimas sintetizan ATP cuando su
interior es atravesado por un flujo de protones. En las crestas mitocondriales y en los tilacoides de los
cloroplastos
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.
Mediante
el Acetil-CoA se inicia el ciclo de Krebs que se une al ácido oxalacético
tras haber obtenido del ácido pirúvico.
El
Acetil CoA en la glucogénesis y en la síntesis de ácidos grasos.
23.- ¿Qué
molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción?
¿A qué moléculas da lugar?.
Ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa
oxigenasa, es una enzima de oxígeno que se encuentra en el cloroplasto de los
organismos autótrofos.
El NADPH cataliza esta reacción. Da
lugar a moléculas como el almidón, ácidos grasos y aminoácidos.
24.-
Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo
celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
En el
metabolismo, el NAD participa en algunas reacciones en las que intervienen
ambas coenzimas son: Ciclo de Krebs, en la glucolisis , el transporte de
electrones y la decarboxilación oxidativa.
25.-
Explique brevemente el esquema siguiente:
Ciclo de calvin.
El CO2 se fija a la ribulosa
-1,5-difosfato que da lugar a 2
moléculas ácido-3-fosfoglicérico.
Tras algunas reacciones da lugar 2
moléculas ácido-3-fosfoglicérico. Estos gastan 2 moléculas de ATP y se oxidan 2
moléculas de NADPH obteniendo un ácido-3-fosfoglicérico. Seguidamente se hace
uso del ATP y el NADH de la fase luminosa y se reduce a
gliceraldehído-3-fosfato.
Este tiene varias posibilidades : 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.
-La fosforilación
a nivel de sustrato: Síntesis de ATP gracias a la energía
obtenida al romperse enlaces ricos en energía de una biomolécula. Este proceso
ocurre en la glucólisis o Ciclo de Krebs.
-La fosforilación
oxidativa:Formación
de ATP por medio de la energía utilizada cuando los protones vuelven a la
matriz mitocondrial por unos canales con enzimas llamados ATP sintetasas cuyas
partes, se mueven entre sí provocando cambios que producen la unión de un ADP y
un grupo fosfato creando ATP.
-La fotofosforilación
oxidativa:Captación de energía lumínica o solar para sintetizar ATP.
En los cloroplastos.
b) ¿En
qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
La
fosforilación a nivel de sustrato àcitosol.
La
fotofosforilación à cloroplastos.
La
fosforilación oxidativa àcrestas mitocondriales (Eucariotas)
àmembrana
plasmática (Procariotas)
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 de la hélice de lynen se
libera FADH2 y NADH y se consumen 2 ATP y un FAD.
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?
La
primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los lípidos
es la dihidroxiacetona-3-fosfato. Su finalidad es llegar al ciclo de Krebs para producir energía.
31.-
Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
En
el ciclo de calvin comienza con la fijación del dióxido de carbono, entrando en
el estroma del cloroplasto y junto a la enzima Rubisco se une a la ribulosa-1,5
-difosfato. Después la reducción del CO2 fijado, mediante el consumo de ATP y
NADPH obtenidos en la fase luminosa el ácido 3-fosfoglicérico queda reducido a
G3P.
Y
se podrán seguir a su vez tres vías: regeneración de la ribulosa-1,5-difodfato,
la síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos y la síntesis de glucosa y
fructosa.
Se producen 16 molécula de ATP y como se
necesitan 18 ATP para sintetizar la glucosa, se obtendrán de la fase luminosa
cíclica.
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?.
Esta
molécula se origina en la oxidación de los ácidos grasos, es utilizada en los procesos
del ciclo de krebs y síntesis de ácidos grasos.
b) De los
siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y
Boxidación, indica: – Los productos finales e
iniciales. – Su ubicación intracelular.
–Gluconeogénesis: Producto inicial à ácido
pirúvico.
Producto final àglucosa.
Se produce en las mitocondrias y la
matriz mitocondrial.
-Fosforilación
oxidativa: Productos iniciales àADP + Pi
Producto final àATP.
Se produce en la membrana interna de las
mitocondria, en las crestas mitocondriales.
–La
B-oxidación: Los productos iniciales à Ácidos
grasos, NAD+, FAD+.
Productosfinalesà Acetil-Co-A,
NADH + H+ y FADH2.
Se produce en la matriz mitocondrial
c)
Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden
los animales realizar el proceso inverso?
(IMAGEN PROPIA)
No, los
mamíferos son incapaces de transformar lípidos en azúcares porque carece de las
enzimas necesarias para esta función.
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?
El
metabolismo: Reacciones que producen la transformación de materia en los seres
vivos.
¿Qué
entiendes por anabolismo y catabolismo?
-El
catabolismo es la destrucción de moléculas orgánicas complejas en sencillas
donde se libera energía.
-El
anabolismo es la construcción de moléculas orgánicas complejas a partir de
otras sencillas donde se requiere energía.
a)¿Cómo
se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las
células? ¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles
son los productos inicial y final de cada una de ellas).
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).
El
anabolismo y catabolismo son procesos metabólicos, el catabolismo produce la
energía que requiere nuestro cuerpo, aunque no toda la energía se utiliza, por
lo que, quedan reservas; esas reservas son utilizadas por el anabolismo que es
el que produce las proteínas o moléculas para formar nuevas células.
Anabolismo
y catabolismo se relacionan mediante reacciones como por ejemplo:
-Glucólisis:
Producto inicial àpolisacárido.
Producto final àácido
pirúvico,
-Fermentación:
Producto inicial à glucosa
Producto final à
lactato, etanol e hidrogeno.
-Ciclo
de Krebs: Producto inicialàácido oxalacético
Producto final à6 NADH,
2 FADH2.
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 que tienen lugar
en el interior de las células.
–Catabolismo: Destrucción de moléculas orgánicas en
otras más sencillas, liberando así energía.
–Anabolismo: Construcción de moléculas complejas a
partir de biomoléculas mas sencillas, necesitando energía.
Los
procesos anabólicos y catabólicos sí son reversibles ya que la mayoría de los
reactivos utilizados en el catabolismo pueden conseguirse por medio de procesos
anabólicos al igual que los productos anabólicos son los reactivos de los
procesos catabólicos aunque estos siguen distintas vías.
El ciclo de krebs sí es una encrucijada
metabólica ya que puede ser llevado a cabo tanto en procesos catabólicos como
en anabólicos con el fin de conseguir diversos productos
41.Quimiosíntesis:concepto
e importancia biológica
La
quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en
otras reacciones.
Gracias
a ella, se cierran los ciclos biogeoquímicos, y muchas bacterias, que no pueden
realizar la fotosíntesis, pueden sintetizar así materia orgánica, sin necesidad
de realizar la fotosíntesis
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-NADP+
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?
(IMAGEN PROPIA)
C)
Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el
ciclo de
Calvin.
En el Ciclo de Calvin, el CO2 se fija a la ribulos-1,5-difosfato,
gracias a la acción de la enzima rubisco.
Tras producirse algunas reacciones se
crean un compuesto de 6 carbonos que se separa en 2 compuestos de
ácido-3-fosfoglicérico.
Debido al consumo del ATP y del NADH el
ácido 3-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehido-3-fosfato.Este se puede seguir tres vías: regeneración
de la ribulo-1-5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos y
síntesis de glucosa y fructosa.
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-Tilacoides
del estroma
5-
ADN
6-
Estroma
7-
Tilacoides 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 en 16 ATP en
la acíclica y 2ATP en la cíclica. Se obtienen también 12 moléculas de NADPH
(IMAGEN PROPIA)
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,
porque la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las mitocondrias se
formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula..
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-Tilacoides
del estroma
5-
ADN
6-
Estroma
7-
Tilacoides 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 del proceso de la gluconegénesis.
(IMAGEN PROPIA)
b)
Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
1.Orgánulos transductores de energía.
2. Una misma composición de la membrana plasmática pero sin
colesterol.
3.Comparten ciertas estructuras: membrana externa, interna, ADN,
espacio intermembranoso, ribosomas y enzimas.
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