A continuación veréis las actividades propuesta a hacer en clase:
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. La misión fundamental que cumple en los organismos es almacenar la energía de uso inmediato. Se parecen químicamente a los ácidos nucleicos en que son nucleótidos pero con diferente número de fosfato . La forma en la que lo sintetizan las células son:
.Por fosforilación a nivel de sustrato que es la liberación de energía de una biomolécula, al romperse algún enlace rico de energía.
. Reacción enzimática con ATP-sintetasa esta se produce en la cresta de las mitocondrias y en los tilacoides de los cloroplastos, 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.
Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de la células ya sea por reducción u oxidación que tienen como objetivo transformar unas biomoléculas en otras para obtener materia y energía con la que hacer las 3 funciones vitales.
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 cualquier célula eucariuota si que contiene mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero, ya que son aquellas que no son capaces de realizar la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero, ya que las procariotas carecen de estos orgánulos.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Falso, ya que las células que son quimioautótrofas son solo las bacterias.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
Falso, ya que además de dar energía también la almacena y es capaz de recibir grupos fosfatos.
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 moléculas de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?.
Sí. Para obtener energía. Sí, ya que durante este proceso durante la respiración de glúcidos ocurren 2 procesos, 1 de ellos se produce en el ciclo de Krebs y el otro, es la cadena transportadora de electrones que es realizada en la cresta mitocondrial.
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 y de la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético se forma el ácido cítrico. EL acetil-CoA proviene del ácido pirúvico el cual por un cojunto de enzimas llamadas sistema piruvato deshidrogenasa se transforma en esta, y el ácido oxalacético se encuentra en la matriz mitocondrial directamente. Esta ruta metabólica tiene lugar 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 constituida por una serie de moléculas, que son básicamente proteicas. Cada una de estas moléculas acepta los electrones de la molécula anterior, se reduce y la transfiere a la molécula siguiente, oxidándose así. Esta cadena está formada por 6 componentes, 4 de ellos son grandes complejos proteicos, el quinto es una pequeña molécula lipídidca llamada ubiquionina y el sexto es una pequeña proteína llamada citocromo c. En el proceso acoplado de la fosforilación oxidativa, los protones vuelven a la matriz mitocondrial a través de los ATP-sintetasas.
La función metabólica de la cadena respiratoria es sintetizar ATP a partir de la energía contenida en las coenzimas reducidas de NADH y FADH2.
Para que el rendimiento energético de la respiración celular sea lo suficientemente alto para así oxidar las coenzimas obtenidas.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
A través de la quimiósmosis donde la energía perdida de los electrones se utiliza para bombear los protones al exterior. Cuando se acumulan en el exterior, es decir en el espacio intermembranoso, los protones vuelven a través de unos canales internos con enzimas englobadas en la membrana llamadas 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) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?.
Son moléculas obtenidas a través de la oxidación. No forman parte de la estructura ni del ADN ni del ARN.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP, almacena y cede energía gracias a sus enlaces éster fosfóricos. Esta se obtiene debido a la fotorrespiración y la respiración celular, es decir por procesos catabólicos
El NAD, se forma tras romperse el último enlace éster fosfórico, por un proceso de desfoforilación, en el metabolismo el NAD participa en las reacciones de oxidorreducción , llevando los electrones de una reacción a otra.
El NADP, interviene en el ciclo de Calvin y da parte del poder reductor para las reacciones de reducción de la biosíntesis.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
Comienza en la glucólisis en ella la glucosa se divide en 2 moléculas de ácido pirúvico. En la glucólisis ocurren 9 etapas hasta que la glucosa se convierte en ácido pirúvico, en la glucólisis podemos destacar 2 fases:
.La primera fase es la fase de consumo de energía, en ella, por cada glucosa se pierden 2 ATP , se obtienen 2 NADH que equivalen a 6 moléculas de ATP y además se forman 2 gliceraldehído-3-fosfato.
-En la segunda fase es la fase de producción de energía y en ella por cada gliceraldehído-3-fosfato se obtienen 2 ATP y se genera 1 ácido pirúvico dando lugar , que por cada glucosa se obtengan 4 ATP y 2 ácidos pirúvicos, además se obtienen otras 6 moléculas de ATP ya que la transformación de 2 ácidos pirúvicos a 2-acetil-Coa da lugar a 2 molécula de NADH.
Después da lugar al ciclo de Krebs, en este obtenemos 1 molécula de FADH por cada vuelta lo que da lugar a un total de 4 ATP ya se durante este ciclo se producen 2 vueltas, además obtenemos 2 GTP 1 por cada vuelta lo que equivale a 2 ATP y 3 NADH por vuelta lo que da lugar a 18 ATP.
Al final dependiendo de la célula si es eucariota o procariota obtendremos un total de 38 moléculas de ATP si es procariota o 36 si es eucariota, en el caso de la eucariota se pierde 2 ATP al entrar en la mitocondria por transporte activo.
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.
En la oxidación de la glucosa se consigue 36 u 38 moléculas de ATP dependiendo de la célula si es eucariota o procariota, en cambio, en la fermentación se consiguen 2 moléculas de ATP, ya que en esta no hay ninguna cadena de electrones.
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?.
En la mitocondria. El papel del oxígeno en dicha cadena es actuar como oxidante. Se lleva acabo en todos los seres vivos con el fin de obtener la energía necesario para hacer las funciones vitales de los seres vivos.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
-¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?.
Los principales tipos de reacciones que ocurren son reacciones catabólicas y de oxidación.
- ¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
El ácido pirúvico de la glucolisis es transformado por el sistema piruvato deshidrogenasa en Acetil-CoA, este transfiere un grupo acetilo a un ácido oxalacético dando lugar al ácido cítrico, este se va degradar en un grupo acetilo y va ir perdiendo moléculas de CO2 hasta que al final se regenere de nuevo en un ácido oxalacético. En este proceso obtendremos 3 NADH, 1GTP y FADH2 por vuelta.
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 es debido a la cantidad de fermentaciones que llevan a cabo. Hay diferentes tipo de fermentaciones, como la láctea que consiste en formar ácido láctico a través de la degradación de la glucosa de esta fermentación se pueden conseguir alimentos como el queso, el yogur o el requesón. También está lña fermentación la alcohólica que transforma el ácido pirúvico en etanol y dióxido de carbono esta reacción se usa para crear por ejemplo bebidas alcohólicas, como productos secundarios se obtiene la glicerina, que puede ser usada para la fabricación de alimentos.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
La principal diferencia entre las fermentaciones y la respiración celular es que en la fermentación se obtiene 2ATP mientras que en la respiración celular se obtienen 36 o 38 ATP, otra es el lugar donde se producen, la fermentación se produce en el citosol, mientras que la respiración celular en la matriz mitocondrial, en la fermentación no hay cadena transportadora de electrones mientras que en la respiración si, en la fermentación el producto final es orgánico en la respiración celular inorgánico, la fermentación es un proceso anaeróbico mientras que la reproducción es tanto anaeróbico como aeróbico, la respiración tiene lugar tanto la fosforilación a nivel de sustrato y la intervención del ATP-sintetasa y en la fermentación no interviene este ATP-sintetasa.
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, la entrada del ácido pirúvico a la matriz mitocondrial y la 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?
El acetil coenzima A por vuelta.
48. a) El esquema representa una mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
1- Matriz mitocondrial.
2- Crestas mitocondriales.
3- Mitorribosomas.
4- Membrana interna.
5- Membrana externa.
6- Espacio intermembranoso.
7- ATP- sintetasa.
8- Complejos proteicos.
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.
El ciclo de Krebs que tiene lugar en la zona 1 del dibujo.
La cadena transportadora de electrones que se da en la zona 5 del dibujo.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
ARN y proteínas.