MISIÓN 10

EL METABOLISMO CELULAR

MISIÓN 10

!Hola a todos¡ Esta vez os traigo una nueva entrega sobre el mundo de la biología. !Espero que la disfrutéis como siempre¡

Os presento un nuevo tema, el tema 10: EL METABOLISMO.

¿Lo quieres descubrir?

Este tema trata sobre el metabolismo de los seres vivos, así como los seres humanos como las plantas y bacterias.

¿ Qué es metabolismo?

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos que tienen como finalidad la obtención de energía y materia orgánica necesaria para realizar sus necesidades. Dentro del metabolismo existen una serie de rutas metabólicas en las cuales los productos de una reacción, son los reactivos de otra reacción y así sucesivamente hasta dar lugar a un producto final. En cada paso de estas rutas intervienen una serie de enzimas especificas.

En la entrada voy a presentaros unos esquemas realizados por mi para tener una idea general de cada uno de los temas tratados en este post. Los esquemas de hoy son de los dos grupos de rutas metabólicas más importantes del metabolismo: el anabolismo y el catabolismo. Además encontraremos una serie de preguntas sobre anabolismo y catabolismo.

¡Comencemos!

Para empezar, necesitamos saber qué es el ATP ya que lo repetiré en varias ocasiones en los diferentes esquemas y en la breve explicación de ellos.

El ATP es la abreviatura del Adenosín Trifosfato y es usado en estos procesos como "moneda energética" en obtención de energía al final de los mismos.

Hay tres distintas maneras de obtener ATP:

Fosforilación a nivel sustrato: se obtiene ATP gracias a la energía desprendida por la ruptura de los enlaces de un sustrato.
Fosforilación oxidativa: se obtiene ATP gracias al paso de protones del espacio intermembranoso a la membrana mitocondrial interna a través de la ATPasa. El paso de los H+ hace que dentro de la enzima ATPasa se muevan una especie de zonas que funcionan como un molino hidráulico y ese movimiento haga que se una un grupo fosfato al ADP, para dar lugar al ATP
Fotofosforilación: es un proceso parecido a la fosforilación oxidativa pero en lugar de en la mitocondria en el cloroplasto. Tiene lugar porque de la fosfólisis del agua y de la fuerza ejercida por la cadena de electrones que se realiza en los cloroplastos se obtienen protones que pasan hacia el espacio tilacoidal acumulándose de manera abrumadora. Estos tienden a nivelarse, como antes hemos mencionando en la mitocondria, entrando de nuevo al estroma a traves de la ATPasa.

También están presentes unos transportadores de electrones para cada proceso ya que se necesitan electrones y protones para la obtención del ATP, estos son:

-Transportadores de hidrógeno (H+): NAD+ (NADH) y FAD (FADH2)

-Transportadores de electrones: citocromos

CATABOLISMO

El catabolismo es el conjunto de reacciones que tienen como finalidad la obtención de moléculas precursoras y de energía a través de la degradación de moléculas complejas. Las reacciones que suceden en este grupo de rutas metabólicas son denominadas reacciones exergónicas. Las rutas metabólicas más importantes del catabolismo son:

Glucólisis. Degradación de los glúcidos (principalmente la glucosa)
B-oxidación. Degradación de los lípidos. (principalmente de los acilglicéridos)
Transaminación y desaminación. Degradación de las proteínas (poco común)
Degradación de los ácidos núcleicos (poco común)

GLUCÓLISIS

Este es el proceso por el cual se degradan los glúcidos para la final obtención de energía a partir de ellos.

Este proceso se realiza en el citosol de la célula, dando lugar a la formación de dos moléculas de ácido Pirúvico que entraran a favor de gradiente al interior de las mitocondrias para una vez allí seguir con la ruta metabólica. (Descarboxilación del Piruvato a Acetil-CoA, Ciclo de Krebs y finalmente cadena respiratoria. ) Estas reacciones son aerobias, es decir, suceden en presencia de oxígeno.

FERMENTACIONES

Por otro lado existen las reacciones anaerobias, es decir, las cuales no necesitan oxígeno, por lo que el aceptor final de electrones no será en O2, sino, otra molécula. A estos procesos se les denomina fermentaciones y hay diferentes tipos:

Fementación homoláctica: el piruvato acepta un par de electrones procedentes del NADH con lo cual se reduce a Lactato, producto final.
Fermentación láctica: tipo mixto. Obtención Lactato, etanol y 1 CO2.
Fermentación alcohólica: El piruvati se convierte en acetaldehído y después en etanol.
Fermentación butírica: descomposición de sustancias glucídicas de origen vegetal como el almidón y la celulosa. Dan lugar al ácido butírico, el hidrógeno, el CO2 y algunas sustancias de desecho
Putrefacción: los sustratos degradados son de origen proteico y los productos son compuestos orgánicos malolientes como el indol.

En estos procesos se consigue menos energía (ATP) que en las reacciones aerobias como la glucólisis (36/38 ATP en la degradación de glucosa) o la beta-oxidación de los ácidos grasos ( de los que más energía se obtiene aún siendo energía que se almacenará).

B-OXIDACIÓN

En cuanto a la degradación de lípidos, para realizar la degradación de los triglicéridos se separa la glicerina y los ácidos grasos y cada uno de ellos se degrada por partes diferentes. Los ácidos grasos, de cadena larga y de números pares, entraran a la hélice de Lynen activados por una molécula CoA, para ir degradándose poco a poco hasta obtener una gran cantidad de Acetil-CoA que entre al ciclo de Krebs y sea degradado hasta el final. Ejemplo: en la degradación de ácido palmítico se obtienen 129 ATP al finalizar el proceso, que, comparado con la degradación de la glucosa o proteínas, es mucha más cantidad de energía.

TRANSAMINACIÓN Y DESAMINACIÓN

DEGRADACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS

La degradación de proteínas y ácidos nucléicos es menos frecuente, sucede solo en casos extremos de necesidad de la célula, y la de las proteínas en concreto se realiza el grupo amino por una parte y el esqueleto carbonado por otra.

Por aquí os dejo un esquema para tener unas ideas más generales sobre lo explicado anteriormente.

ANABOLISMO

Se trata del conjunto de reacciones químicas que tienen por objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas simples. Estas reacciones utilizan la energía liberada por las reacciones del CATABOLISMO para la construcción de las moléculas complejas. Es por eso que se dice que el anabolismo y el catabolismo están relacionados, porque comparten la energía y además los procesos son muy muy parecidos, aunque seria un error decir que se producen exactamente igual pero al revés.

Hay dos tipos de anabolismos: el anabolismo autótrofo y el anabolismo heterótrofo. El autótrofo fabrica su propio alimento y no es dependiente de nadie para sobrevivir, mientras que el heterótrofo obtiene alimento de la materia creada por otro organismo, y sucede en la mayoría de seres vivos de manera muy similar.

ANABOLISMO AUTÓTROFO

EL anabolismo autótrofo se puede realizar mediante:

Fotosíntesis: Su fuente de energía es la desprendida por la luz solar. Es realizado por plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas.

FOTOSÍNTESIS

Hay dos tipos de fotosíntesis:

-La fotosintésis oxigénica: es propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, en las que el dador de electrones es el agua y, por lo tanto, se desprende oxígeno

-La fotosintesis anoxigénica: en las que el dador de electrones no es el agua, sino, generalmente, el sulfuro de hidrógeno, por lo que no se desprende oxígeno, sino azufre.

La fotosintesis se da en dos fases:

1.La fase lumínica:

Es aquella en la que a través de la luz del sol obtenemos energía química en forma de NADPH y ATP y que se da en otras dos fases: una fase acíclica, de la cual obtenemos NADPH y ATP y una fase cíclica, de la cual obtenemos solamente ATP.

2.La fase oscura:

La cual utiliza el NADPH y ATP obtenida en la fase luminosa para la obtención de la materia orgánica y la energía (no en forma de ATP) necesaria.

QUIMIOSÍNTESIS

Es realizada por las bacterias quimiosintéticas. Es el anabolismo autótrofo que se produce gracias al aprovechamiento de la energía desprendida por los enlaces químicos de moleculas que han sido oxidadas. La diferencia con la fotosíntesis es que en ella la fuente de energía es la luz solar, mientras que en el caso de la quimiosíntesis proviene de las reacciones químicas.

ANABOLISMO HETERÓTROFO

Se trata de la obtención de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos a través de la energía obtenida por las reacciones exergónicas (del catabolismo) y de las moléculas precursoras. Estos procesos son iguales que los que hemos mencionado en la parte de catabolismo, pero no suceden de manera inversa.

Este es un esquema realizado por mi en el que os presento este tema de forma más resumida, espero que te guste.

ENZIMAS

¿Qué son?

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles. Son biocatalizadores.

Existe una gran diferencia entre catalizador y biocatalizador. Los catalizadores aceleran una reacción química o ayudan a que se den. Los biocatalizadores tiene la misma función, pero trabajan en el interior de nuestro cuerpo. La enzima ayuda a que el reactivo se convierta en producto en la reacción que sea necesario este proceso.

¿Cómo funcionan?

Los sustratos se unen a la enzima por el denominado centro activo y cuando estos se convierten en producto, la enzima se separa sin sufrir ningún cambio en ella. Simplemente acelera la reacción y, además, ahorra energía haciendo que se gaste la menor cantidad posible y así poder usarla en otros procesos que necesiten más energía.

En ocasiones, para que el sustrato pueda acoplarse a la enzima por el centro activo, la enzima sufre un pequeño cambio para que esta encaje a la perfección. También puede sufrir este cambio el mismo sustrato, es decir, en vez de acomodarse la enzima al sustrato, es el sustrato el que se transforma un poco para poder acomodarse a la forma del centro activo. En otros casos, no se necesita ninguna transformación por parte de ninguno de los dos ya que encajan a la perfección.

Por aquí os dejo un pequeño esquema sobre estas peculiares moléculas.

CATABOLISMO

ANABOLISMO

ENZIMAS

CUESTIONES ANABOLISMO

CUESTIONES DEL ANABOLISMO

1-Todos los organismos autótrofos son fotosintéticos?

No, pueden ser fotosintéticos o quimiosintéticos.

2-Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosintesis y quimiosintesis.

Las dos se realizan en organismos autótrofos pero en la quimiosíntesis la fuente de energía es la obtenida en reacciones químicas, mientras que en la fotosíntesis es la luz solar. Otra diferencia es que la fotosíntesis la realizan las plantas, mientras que la quimiosíntesis la realizan las bacterias, más concretamente las bacterias quimiosintéticas.

3-Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento antena?

Un pigmento antena (formado por clorofila a y b) es aquel que capta la luz solar, el cual se encuentra en el complejo captador de luz, para transmitirlos a otros pigmentos hasta llegar al centro de acción donde se encuentran los pigmentos diana (formados por clorofila a) a los cuales van a parar toda la energía solar.

4-Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?

Se entiende como fotólisis a la ruptura de los enlaces del agua. Se necesitan 2 moléculas de H2O para conseguir una molécula de O2.

5.Tanto en la respiración mitocondrial como en la fase luminosa acíclica hay enzimas que trabajan con NADH O NADPH, una cadena transportadora de electrones y ATP-sintetasas, pero hay ciertas diferencias. Responde a las cuestiones de la siguiente tabla:

6-Indica cuáles son los objetivos de la fase luminosa y de la fase oscura de la fotosíntesis, explicando la relación entre ambas. ¿Sería correcto decir que "la fase luminosa se realiza durante el día, mientras que la fase oscura ocurre durante la noche"? Razona la respuesta

Los objetivos de la fase luminosa son la obtención de energía en forma de ATP y NADPH para más adelante usarla en la fase oscura para los diferentes procesos de anabolismo. En la fase oscura se trata conseguir materia orgánica a partir de inorgánicas. Algunas de las materias inorgánicas son el CO2 o nitratos.

No sería correcto decir que la fase luminosa se realiza durante el día y la oscura durante la noche ya que estas reciben este nombre dependiendo de si el proceso es dependiente de la luz o no. En el caso de la fase luminosa es necesaria la luz solar pero en caso de la fase oscura no es estrictamente necesaria.

7-En qué orgánulos de la célula eucariota transcurren los siguientes procesos metabólicos?

a) beta-oxidación de los ácidos grasos: Matriz mitocondrial.

b) Fotofosforilación: Membranas tilacoidales.

c) Glucólisis: Citosol.

d) Fosforilación oxidativa: Membrana interna mitocondrial.

e) Captación de luz por el complejo antena: Membranas tilacoidales.

f) Ciclo de Calvin: Estroma de cloroplastos.

g) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos: matriz mitocondrial en las mitocondrias

8-¿Por qué disminuye el rendimiento de la fotosíntesis en las plantas C3, cuando en ellas hay escasez de agua? ¿Por qué no sucede esto en las plantas C4?

En las plantas C3, cuando hay escasez de agua, se cierran los estomas de las hojas para así no perder agua del interior. Esto produce que el O2 sintetizado en la fotosíntesis se acumule hasta aumentar mucho su concentración, unido a que. al cerrar los estomas, no entra ninguna molécula de CO2 para fijarse a la proteína rubisco. Esto produce que el rendimiento de la fotosíntesis disminuya y se realice la fotorespiración.

Esto no ocurre en las plantas C4 ya que estas realizan otro proceso denominado “La ruta de Hatch-Slack.

9-El oxígeno que se desprende durante la fotosíntesis procede del CO2 o del H20?

Procede del H2O.

10-A qué molécula orgánica se une el CO2, durante la fotosíntesis, para convertirse en carbono orgánico?

A la proteína rubisco.

11- Cuáles son los productos iniciales y finales de la gluconeogénesis y de la glucólisis? Se puede decir que simplemente son vías metabólicas inversas? Razona la respuesta

Los productos iniciales de la gluconeogénesis son unas moléculas precursoras obtenidas a partir del alimento o por la degradación de las sustancias de reserva; el producto final obtenido es la glucosa. El producto inicial de la glucólisis es la glucosa y el producto final son dos moléculas de piruvato.

No se puede decir que son vías metabólicas inversas ya que algunos procesos de estas no son irreversibles. En el paso de fructosa-1,6-difosfato a fructosa-6-fosfato y de glucosa-6-fosfato a glucosa, no son procesos reversibles.

12-¿Por qué el ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis?

Este entra para que. a partir de aminoácidos y CO2, este pase a oxalacetato y después a malato para salir de la mitocondria y volver a transformarse en oxalacetato y transformarse por último en fosfofenol piruvato.

13-¿Por qué la gluconeogénesis tiene procesos en los que el ácido oxalacético pasa a málico y de nuevo a oxalacético?

Esto se produce porque el oxalacetato no es capaz de atravesar la membrana mitocondrial, por lo que pasa a malato para salir y vuelve a transformarse en oxalato para seguir con el proceso.

14-¿Qué molécula actúa como cebador (iniciador de la reacción) en la síntesis de ácidos grasos?

El acetil-CoA.

15-¿Cuántas moléculas de malonil-CoA (3 carbonos) se necesitan para obtener ácido lignocérico(24 carbonos)?

Se necesitarán 11 moléculas de malonil-CoA.

16- ¿Cuál sería el balance neto de la síntesis de un ácido graso de 14 C?

Acetil-CoA + 6(malonil-CoA) + 12(NADPH +H) ---- ácido 14 C + 7(CoA-SH) + 6H2O

17- ¿En qué parte de la célula se realiza la biosíntesis de los ácidos grasos?

Se realiza en el citosol.

18- ¿Qué molécula es la que por transaminación proporciona -NH2 en gran número de vías sintetizadoras de aminoácidos?

El ácido glutámico.

ACTIVIDADES P.A.U

19.- Describa los procesos principales que ocurren durante la fase dependiente de la luz (fase luminosa) de la fotosíntesis. (Opción A-Junio 2004)

Los fotones procedentes del sol son captados por el organismo autótrofo en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos, donde se encuentran una serie de fotosistemas formados por dos zonas: una es denominada complejo antena y el otro centro de reacción. En ambos ahí unos pigmentos fotosintéticos, que son los encargados de captar los fotones. Los presentes en la antena (pigmentos antena) captan los fotones y van pasándoselos entre ellos hasta llegar a los presentes en el centro de reacción (pigmentos diana) que estos los captan y llevan hasta una molécula fuera de este fotosistema la energía obtenida y transferida.

Esto sucede en el momento en el que entra el fotón al cloroplasto.

Veamos los dos procesos que se dan dependiendo del aceptor final de electrones:

Fase luminosa acíclica: es aquella en la que obtenemos una cantidad de NADPH y ATP necesario para la fase oscura. En este proceso, los fotones entran en el cloroplasto por el fotosistema II donde la clorofila P680 coje los electrones cedidos por los fotones reduciéndose para después pasarlos a otros complejos de manera sucesiva. Como está clorofila no puede quedarse sin electrones, se produce la llamada fotólisis del agua, que quiere decir que el agua se hidroliza dando lugar a dos electrones, dos protones y 1\2 de O2.

Cuando los electrones que vienen del fotosistema II llegan al fotosistema I, este es estimulado por dos fotones que hacen que la clorofila P700 pierda los electrones que ha obtenido y pasen al siguiente complejo, el cual los lleva hasta la NADH+ reductasa, encargada de que se reduzca NADP+ dando lugar a NADPH.

A la misma vez que esto sucede, el movimiento de electrones crea una energía que hace que los protones, que proceden del exterior y de la fotólisis del agua, salgan hacia el estroma de los cloroplastos, y al acumularse demasiados ahí, acaban por entrar de nuevo a través de la proteína la ATP-sintetasa, que por fosforilación oxidativa crea ATP.

La fase luminosa cíclica: únicamente interviene el fotosistema I. Es llamado cíclico porque los electrones perdidos por la clorofila P700 vuelven de nuevo al fotosistema. Al no hidrolizarse el agua, no se obtiene NADPH y únicamente obtenemos ATP como resultado.

20 - Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos:

autótrofo/heterótrofo; quimiosintético/fotosintético; aerobio/ anaerobio

(Opción B-Junio 2002)

-Autótrofo: organismo que tiene como fuente de energía las sustancias inorgánicas. Son capaces de vivir de manera independiente; es decir, no necesitan a nadie para alimentarse puesto que ellos mismos crean su comida. Son los que posibilitan la vida al resto de organismos

-Heterótrofo: organismo que tiene como fuente principal de energía la materia orgánica. Se da en todos los organismos y se realiza de manera muy similar en todos. Su función es la de crear sustancias de reserva energéticas como el almidón y crear estructuras para que el organismo pueda crecer o renovar alguna que estuviera deteriorada.

Se diferencian en la fuente de materia y en que uno es independiente del resto de organismos y el otro no.

-Quimiosintético: organismo autótrofo que realiza la quimiosíntesis

-Fotosintético: organismo autótrofo que realiza la fotosíntesis

Se diferencian en que cada uno realiza el anabolismo de una manera diferente (quimiosintético anabolismo que se produce gracias a el aprovechamiento de energía procedente de la oxidación de algunas moléculas y fotosintético anabolismo que aprovecha La Luz del sol para crear materia orgánica y energía)

-Aerobio: organismo que realiza un proceso metabólico en presencia de oxígeno, el aceptor final de los procesos.

-Anaerobio: organismo que realiza un proceso metabólico sin presencia de oxígeno, siendo el aceptor final de energía cualquier otra molécula inorganica.

CUESTIONES CATABOLISMO

CUESTIONES DEL CATABOLISMO

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 de la fotosíntesis oxigénica. En la entrada de fotones al complejo II de la membrana del tilacoides de las plantas.

La hidrólisis del agua tiene como consecuencias la obtención de 2 protones y 2 electrones y ½ de oxígeno, ya que se hidrolizan dos moléculas de agua por la entrada de 2 fotones al complejo II. Estos electrones iniciarán una cadena transportadora de electrones y los protones y oxígeno pasarán al interior del tilacoide.

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.

La fase luminosa acíclica tiene como objetivo la formación de ATP y NADPH a partir de la hidrólisis del H2O gracias al fotosistema II. Esta cuenta con los fotosistemas I y II, el complejo citocromos b-f, una NADP+ reductasa Y una ATP sintetasa

En la fase luminosa cíclica tiene como objetivo la producción de producir ATP a raíz del movimiento de los electrones. Esta cuenta con un fotosistema I y un complejo citocromos b-f.

B) Existen algas procarióticas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embar- go realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas supe- riores. ¿Cómo es posible?

Las cianobacterias poseen tilacoides en su citoplasma con pigmentos fotosintéticos. Estos captan la luz y con ello son capaces de llevar a cabo la fotosíntesis.

3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:

- Metabolismo: transformar moléculas en otras con la finalidad de obtener materia y energía y así llevar a cabo las funciones vitales de la célula.

- Respiración celular: obtener energía a partir de materia orgánica, como glucosa lípidos y proteínas.
- Anabolismo: síntesis de biomoléculas orgánicas complejas a partir de materia inorgánica o materia compleja un poco más sencilla mediante un gasto de energía.

- Fotosíntesis: producción de compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas como agua y CO2 mediante el uso de energía luminosa em forma de ATP liberando así O2 materia orgánica compleja como la glucosa.
- Catabolismo: degradación de sustancias complejas para transformarlas en materia más sencilla con la finalidad de conseguir energía en forma de ATP.

4.- Defina:

-Fotosíntesis: proceso anabólico por la cual las plantas sintetizan materia orgánica. Este proceso se realiza gracias a la captación de la energía luminosa del sol mediante pigmentos fotosintéticos y su posterior transformación en energía química para almacenarlas en biomoléculas sintetizadas.

-Fotofosforilación: proceso de síntesis de ATp a partir de ADP y grupos fosfato llevado a cabo por las ATP-sintetasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales.

-Fosforilación oxidativa: proceso que ocurre en las crestas mitocondriales o en la membrana plasmática de la célula. Es el proceso metabólico final de la respiración celular, tras la glucólisis y el ciclo del ciclo de Krebs. Consiste en la síntesis de ATP gracias al paso del flujo de H+ a través de la ATP-sintetasa de la cadena de transporte de electrones.

-Quimiosíntesis: proceso anabólico por el cual se sintetiza materia orgánica producida por una fuente de energía química.

5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en
qué orgánulos celulares se producen.
-Anabolismo:

Síntesis de ácidos grasos en el citosol.

Gluconeogénesis en las células del hígado.

-CAtabolismo:

Fermentaciones en el citosol.

Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial.

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 luminosa acíclica de la fotosíntesis. El ATP y NADPH formados se utilizará posteriormente en la fase oscura de la fotosíntesis en el Ciclo de Calvin para poder sintetizar moléculas orgánicas más complejas como la glucosa. Los cloroplastos sí intervienen ya que esta serie de reacciones se llevan a cabo en los pigmentos fotosintéticos situados en el interior de los tilacoides.

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. Es como una "moneda energética".

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 transportadora de electrones) y la fotorrespiración.

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.
La fotosíntesis oxigénica es llevada a cabo por cianobacterias, algas eucariotas, helechos y angiospermas.

La respiración celular es llevada a cabo por todos ellos.

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 que queda almacenada en 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 ( cíclica y acíclica) y la fase oscura o independiente de la luz. A partir de CO2, H2O y energía luminosa obtenemos glucosa, O2 y H2O.

10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
Existen dos formas de realizar la fase luminosa de la fotosíntesis: con transporte acíclico de electrones o con transporte cíclico. En ella intervienen cadenas de transporte electrónico que transfieren electrones de una moléculas a otras y ATPasas, las cuales sintetizan ATP gracias al bombeo de protones de forma similar a como sucede en la respiración mitocondrial. En la fase luminosa acíclica el Fotosistema II gracias a la clorofila P680 capta los fotones procedentes del sol, por ello esta se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrón. Para reponer los electrones perdidos lleva a cabo la hidrólisis del agua gracias a ella se liberan 2 electrones que continúan la fase, dos protones que van a la ATPasa y O. Seguidamente los electrones pasan por la plastoquinona y el complejo citocromos b-f y llegan al fotosistema en él la clorofila (P700) capta dos fotones de la luz solar. Los protones se reducen para formar NADPH + H+ En este proceso por cada dos electrones, entran cuatro protones. En la fase luminosa cíclica el único proceso que ocurre es la fotofosforilación del ADP y solo interviene el Fotosistema I. GRacias a este proceso por cada tres protones se obtiene una molécula de ATP.

11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autótrofo es aquel cuya fuente de carbono es su forma más oxidada, es decir el carbono atmosférico (CO2) y el quimiosintético es aquel cuya energía que usa es la desprendida en reacciones químicas.

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 vitales 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 reciben luz.

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 que contiene pigmentos fotosintéticos que captan la luz solar y transfieren la energía hasta a los pigmentos diana situados en el centro de reacción.

El centro de reacción es una estructura situada en el interior del complejo antena en la cual se sitúan los pigmentos diana. Estos reciben energía para transmitir los electrones a una molécula aceptora de electrones que los transfiere a otra molécula externa.

15.- Compara:

a) quimisíntesis y fotosíntesis

b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación

a) La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación mientras que la fotosíntesis es el proceso de conversión de energía luminosa en energía química , que se almacena en las moléculas orgánicas.

b) La fosforilación oxidativa es un proceso de oxidación de las sustancias inorgánicas que constituye la fuente de energía para la fosforilación de ADP en la quimiosíntesis , y por otro lado la fotofosforilación es un proceso de síntesis de ATP a partir de ADP , llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales.

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.
ejemplo la albúmina de la leche (lactoalbúmina). Indica si este proceso será anabólico o catabólico. Razona la respuesta.

Es un proceso anabólico porque a partir de una molécula, en este caso los aminoácidos de la hierba, se obtiene otra más compleja como es la lactoalbúmina.

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

18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
Se puede generar de dos maneras y se genera en ambos casos en la mitocondria.

-Por fosforilación a nivel de sustrato. Gracias a la energía liberada de una biomolécula, al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Tiene lugar en la mitocondria.

–Reacción enzimática con ATP-sintetasas. En las crestas mitocondriales y en los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones.

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.

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.

21.- Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n molécu- las 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 con el paso de ácido pirúvico a acetil-CoA, el cual se une a el ácido oxalacético para comenzar el ciclo, la unión de el ácido con el acetil produce ácido cítrico, más tarde se produce el isocitrato, después el ALFA-cetoglutarato, y para terminar el fumato y el malato.Este ciclo se da en la matriz mitocondrial.como balnce final de ciclo de Krebs obtenemos 3 NADH, 1 FADH y 1 GTP por cada vuelta.

23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reac- ción? ¿A qué moléculas da lugar?.
El dióxido de carbono atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y allí se una a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima rubisco y da lugar a un compuesto inestable de seis átomos de carbono.

24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
Escriba tres reacciones en las cuáles participe.

El NAD y el NADH + H son coenzimas que aparecen en procesos como el Ciclo de Krebs, La Glucólisis, el transporte de electrones y la descarboxilación oxidativa.

25. Explique brevemente el esquema siguiente:

El CO2 se fija a la ribulosa-1,5-difosfato que da lugar a 2 moléculas ácido-3-fosfoglicérico, estos pierden 2 moléculas de ATP y se oxidan 2 moléculas de NADPH obteniendo el ácido-3-fosfoglicérico. Porteriormente se hace uso del ATP y NADH de la fase luminosa y se reduce a gliceraldehído-3-fosfato. Este tiene varias 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, foto- fosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
Los tres conceptos hacen referencia a la síntesis de ATP. La fosforilación a nivel sustrato es la síntesis de ATP gracias a la energía que se libera en el momento en el que se hidroliza un enlace rico en energía de una biomolecula. La fosforilación oxidativa es la síntesis de ATP a partir de la energía liberada por los electrones que pasan a través de la cadena respiratoria de las crestas mitocondriales. El paso de estos genera el paso de protones al espacio intermembranoso donde se acumulan de manera excesiva. Al estar en exceso, tienden a nivelarse y pasan de nuevo al interior de la mitocondria a través de la ATPasa haciendo que su paso genere ATP. Este sucede entre el espacio intermembranoso y la matriz en las mitocondrias. Por último, la fotofosforilación. Esta es la síntesis de ATP de forma similar a la fosofrilación oxidativa pero en la membrana tilacoidal del cloroplasto que se inicia en el momento en el que se produce la hidrólisis del agua.

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 es la última etapa de la respiración. En este proceso se oxidan las coenzimas reducidas y de esta forma son utilizadas para sintetizar ATP a partir de la energía que contienen.
La cadena transportadora está formada por una serie de complejos, cada uno de ellos acepta electrones y luego los transfiere al complejo siguiente creando así un transporte de electrones.

El proceso de fosforilación oxidativa es una fase del proceso de transporte electrónico en el que se produce la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP, es en el momento en el que los protones generados por ese paso de electrones a través de la cadena transportadora de electrones pasa a través de la ATPasa. La función de la cadena respiratoria es transportar los electrones. Está formada por grandes complejos proteicos ( I,II,III,IV) ubiquinona y citocromo. Se localiza en la matriz mitocondrial.

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?

Por cada vuelta de la hélice de lynen se libera FADH2 y NADH y se consumen 2 ATP y un FAD.

29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquimico se origina debido a la diferencia de potencial entre membranas mitocondriales,lo cual provoca que se produzca energía

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 molecula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los lípidos es el Acetil-coA. El destino final del Actetil-coA en el metabolismo es llegar al Ciclo de Krebs para producir de ese modo energía, teniendo en cuenta que el acetil proviene de una descarboxilación del piruvato.

31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
Es el proceso que tiene lugar en la fase oscura de la fotosíntesis, que consiste en la síntesis de compuestos de carbono. En él se distinguen dos procesos principales. Primero comienza con la fijación del dióxido de carbono, este entra en el estroma del cloroplasto y allí se une a la enzima Rubisco. Seguidamente comienza el proceso de reducción del CO2 fijado, mediante el consumo de ATP y NADPH obtenidos en la fase luminosa el ácido 3-fosfoglicérico queda reducido. FInalmente con esta reducción del G3P se pueden seguir a su vez tres vías: el ciclo de las pentosas fosfato, la síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o la síntesis de glucosa y fructosa.

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?.
Son nucleótidos encargados de almacenar y transportar energía, por ello están relacionadas con los ácidos nucleicos, ya que están formados por los mismos elementos (3 grupos fosfatos, una pentosa y por bases nitrogenadas)
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
Son llamadas monedas energéticas, se encargan de transportar la energía liberada de una a reacción a otra, y pueden estar en forma reducida y en forma oxidada, dependiendo de si captan electrones o los liberan, así podemos identificar una molécula llena de energía y una libre de energía.

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

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?.
Se origina en la deshidrogenación del ácido pirúvico, y se utiliza en el ciclo de Krebs.

b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y B-oxidación, indica: los productos finales e iniciales y su ubicación intracelular.
-Gluconeogénesis: El producto inicial es el piruvato y el final la glucosa. Su ubicación en las mitocondrias y la matriz
-Fosforilación oxidativa: Los productos iniciales son ADP + Pi y los finales ATP y sucede en la membrana interna de la mitocondria, 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.
c) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden los animales realizar el proceso inverso?

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 carece de las enzimas.

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? ¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?
¿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).
Metabolismo: se encarga de la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.

Anabolismo: Se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.
Su objetivo es obtener energía y materia orgánica

Catabolismo: Sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía y se obtienen moléculas precursoras.

El anabolismo y el catabolismo están relacionados ya que los productos de una reacción tanto catabólica como anabólica pueden ser los reactivos del otro. Se distingue la Glucólisis ya que a partir de la glucosa se obtiene Ácido Pirúvico. La decarboxilación oxidativa ya que del Piruvato obtenemos Acetil-coA. Fermentaciones ya que a partir del Piruvato se obtiene lactato y otros (dependiendo la fermentación). El ciclo de Krebs ya que aparece el ácido oxalacético y el Acetil-coA. Finalmente la cadena respiratoria.
La glucólisis tiene lugar en el hialoplasma celular al igual que las fermentaciones. La descarboxilación del Piruvato sucede en la matriz mitocondrial y el Ciclo de Krebs tiene lugar también en la matriz mitocondrial. La cadena respiratoria tiene lugar en las crestas mitocondriales, la Quimiósmosis entre el espacio intermembranoso y el la membrana interna mitocondrial y la fosforilación en la ATPasa que comunica espacio intermembranoso con membrana mitocondrial interna.

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 obtenido en la oxidación completa de la glucosa depende del tipo de célula. En el caso de las células eucariotas se obtienen 36 ATP dado que se gastan 2 ATP para atravesar la membrana mitocondrial y en el caso de las células eucariotas se obtienen 38 ATP. El rendimiento no es el mismo que el obtenido en la fermentación anaerobia porque la fermentación no implica una cadena transportadora de electrones y por ello solamente se obtiene ATP de la glucólisis.

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 transportadora de electrones tiene lugar en las crestas mitocondriales ( célula eucariota) y en la membrana plasmática (célula procariota).El papel del oxígeno en dicha cadena es que éste es el último aceptor de electrones, el cual se reduce formando H2O que es otro producto final de la degradación de la glucosa.La cadena transportadora de electrones se lleva a cabo en todos los seres vivos aeróbicos ya que le permite sintetizar ATP debido al flujo de protones mediante la ATP-sintetasa.

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 se llevan a cabo en el ciclo de Krebs son reacciones de oxidación y reducción.

Los productos liberados, en este caso NADH y FADH2 se dirigen hacia la cadena transportadora de electrones obteniendo al final ATP. Además se forma GTP que actúa como moneda energética y se libera CO2.

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: es el conjunto de reacciones químicas que se lleva a cabo en el interior de nuestro organismo a nivel celular cuya misión es la transformación de unas biomoléculas a otras con el fin de conseguir la suficiente energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.
Anabolismo: es el conjunto de reacciones mediante las cuales se produce la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más simples y a su vez liberando energía.
Catabolismo: es el conjunto de reacciones mediante las cuales se produce la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras biomoléculas más simples y para ellos se necesita energía proporcionada por el ATP.

Los procesos anabólicos y catabólicos sí son reversibles ya que ambos procesos se relacionan debido a que los productos del catabolismo son los reactivos del anabolismo y a la inversa , aunque en algunas ocasiones las vías para revertir la reacción no son iguales por lo que se necesita la intervención de algunas enzimas.

El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas porque se puede llevar a cabo tanto en los procesos catabólicos como por ejemplo la β-oxidación como en los procesos anabólicos con la finalidad de conseguir diversos productos.

41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es el conjunto de reacciones del anabolismo cuya finalidad es la obtención de materia orgánica utilizando como fuente de energía las reacciones químicas de oxidación de diversos compuestos orgánicos. Ésta tiene una gran importancia biológica en las raíces de las plantas ya que éstas no pueden obtener la energía mediante la luz.

42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.

La importancia de los microorganismos en la industria viene dada porque éstos son imprescindibles para los procesos de fermentación ya que producen compuestos orgánicos. Además las fermentaciones pueden producir nutrientes y gracias a ellas podemos obtener productos para llevar a cabo la elaboración de medicamentos y de alimentos como la cerveza (alcohólica),yogurt (láctica) y sabores de quesos ( pútrida).

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

Fermentación: es un proceso anaeróbico en el cual a diferencia de la respiración celular, no interviene la cadena respiratoria.
Respiración celular: es un proceso en el que interviene la cadena transportadora de electrones la cual permite la transferencia de electrones procedentes de la materia orgánica inicial a un aceptor final que es un compuesto inorgánico.

Las diferencias entre las fermentaciones y la respiración celular son:

Rendimiento energético: en las fermentaciones se obtienen 2 ATP y en la respiración celular se obtienen 36 o 38 ATP dependido de si es una célula eucariota o procariota.
Lugar donde se lleva a cabo el proceso: las fermentaciones se producen en el citosol y la respiración celular en la matriz mitocondrial.
Producto final : en las fermentaciones se produce un compuesto orgánico y en la respiración celular se produce un compuesto inorgánico.
Presencia de la cadena transportadora de e-: En la fermentación no interviene la cadena transportadora de electrones y en la cadena respiratoria sí, por ellos en esta última se obtiene mayor cantidad de energía.
Tipo de proceso: la fermentación es un proceso anaeróbico mientras que la respiración celular puede ser aeróbica o anaeróbica.
Síntesis de ATP: en la fermentación se produce por fosforilación a nivel de sustrato pero sin intervención de la ATP-sintetasa y en la cadena respiratoria se produce por la intervención de ambas.

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.
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?
C) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ci- clo de Calvin.

1. CO2

2.Ribulosa-1,5- difosfato.

3 .ADP.

4.ATP.

5.NADP+.

6.NADPH.

7.H2O.

8.O2.

Los elementos 4 y 6 se forman en el estroma ya que son productos de la fase luminosa la cual se lleva a cabo en ellas membranas de los tilaicoides. El ciclo de Calvin se lleva a cabo en el estroma.

C) El ciclo de Calvin se basa en 3 procesos:

Fijación del CO2 atmosférico: el CO2 se une a ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa oxidasa ( rubisco), y da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos, que se rompe en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico.
Reducción del CO2 fijado: el ácido 3-fosfoglicérico es fosforilado, consumiéndose ATP y transformándose en 1,3-difosfoglicérico. A continuación debido al NADPH, se reduce a gliceraldehído 3-fosfato, el cual puede seguir dos vías: regenerar la ribulosa-1,5-difosfato o biosíntesis de moléculas.
Regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato.
Para seguir llevando a cabo el ciclo de Calvin y, por tanto, continúe la fijación de CO2 es necesario regenerar la ribulosa-1,5-difosfato. Esta regeneración se realiza a partir del gliceraldehído-3-fosfato, que se transforma en ribulosa-5-fosfato mediante un proceso complejo..Al final se regenera la ribulosa-1,5-difosfato por fosforilación con ATP (Ciclo de las pentosas fosfato).

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?

A)1- Ácido pirúvico.

2- Acetil-CoA.

3- ADP.

4- ATP.

5-NADH.

6- O2.

B)Los tres procesos celulares que necesitan el compuesto 4 para su realización son:

Fotosíntesis.
Glucólisis.
β-oxidación.

C) Otra sustancia a partir de la cual se puede originar el compuesto 2 es un ácido graso, ya que posteriormente a la β-oxidación obtenemos una molécula de acetil-CoA por cada vuelta a la hélice de Lynen.

46.
a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso
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?

A)1- Espacio intermembranoso.

2- Membrana interna.

3- Membrana externa.

4- Tilaicoide de estroma.

5- ADN circular.

6- Estroma.

7- Tilaicoide de grana.

C) Este hecho no contradice la hipótesis de la endosimbiososis sobre el origen de las células eucarióticas ya que al producirse la fusión del ADN mitocondrial y plastidial con el ADN inicial se produce un aumento de tamaño.

47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
a) En el interior de este cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la glucosa que lo constituye.
b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.

1- Espacio intermembranoso.