Biología 2BAT: 2017

PREGUNTAS SOBRE ANABOLISMO

1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?

Se da en la fase luminosa acíclica en el fotosistema ll. Cuando la luz incide, la clorofila P680 se excita, y da dos electrones al primer aceptor. Entonces se necesita reponerlos, y para esto se da la rotura de las moléculas de agua, y luego entran en los tilacoides de las membranas cuatro protones de cada cuatro electrones, do de la hidrólisis del agua y los otros dos de la cadena de transporte de electrones. Se da una diferencia de potencial electroquímico entre las dos caras de la membrana del tilacoide y esto hace que los protones salgan por la ATP-sintetasa para dar lugar a 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.

El sentido fisiológico de la fase luminosa acíclica es de conseguir 16 de los 18 ATP necesarios para sintetizar glucosa a partir de la fotólisis del agua, de la fosforilación a nivel de sustrato y de la fotorreducción. El de la cíclica es de conseguir los 2 ATP que faltan gracias al gradiente de 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?

Porque tienen tilacoides con pigmentos para hacer la fotosíntesis.

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

Metabolismo: obtener materia y energía para llevar a cabo las 3 funciones vitales.

Anabolismo: Obtener moléculas complejas a partir de otras sencillas.

Catabolismo: Obtener moléculas sencillas a partir de moléculas orgánicas complejas.

Respiración celular: Obtener energía gracias a procesos de oxidación.

Fotosíntesis: Obtener moléculas orgánicas sencilla a partir de moléculas inorgánicas.

4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.

FOTOSÍNTESIS: Proceso de transformación de la energía luminosa procedente del sol en energía química, que queda almacenada en moléculas orgánicas. Este proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, que son capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos con el fin de iniciar a unas reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis.

FOTOFOSFORILACIÓN: Proceso que tiene lugar en la fase luminosa de la fotosíntesis. Se da la obtención del ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: Proceso que se da en la respiración celular, en la cadena de transporte de electrones, en las ATP-sintetasas, al entrar los protones por estas. Sirve para obtener ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.

QUIMIOSÍNTESIS: Proceso anabólico que es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación.

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

ANABOLISMO: Quimiosíntesis y fotosíntesis. La fotosíntesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales, y en las bacterias, en los clorosomas. La quimiosíntesis se produce en el interior de las bacterias.

CATABOLISMO: Fermentación y respiración.

La respiración celular se da en mitocondrias y en el citosol, y la fermentación en ciertas levaduras y bacterias, y en los animales, 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).

Es la fase luminosa cíclica.

El ATP y el NADPH se usan para obtener energía para la fase oscura. Los cloroplastos intervienen porque la fotosíntesis se realiza en estos.

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 la realizan todos menos los hongos, y la respiración celular la realizan todos.

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 fotosínteis es el proceso de transformación de la energía luminosa procedente del sol en energía química, que queda almacenada en moléculas orgánicas. Este proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, que son capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos con el fin de iniciar a unas reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis.

10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa consta de dos procesos: la acíclica y la cíclica.

En la acíclica se dan tres procesos: la fotólisis del agua, la fosforilación del ADP y la fotorreducción del NADP y tienen que ver los fotosistemas 1 y 2.

Los e- perdidos por la excitación de la clorofila P680 al incidir la luz sobre esta, en la cual se produce la fotólisis del H2O, pasan al primer aceptor, que los cede a la cadena de e- que por último van a parar a la clorofila P700. Los otros dos protones procedentes de la fotólisis se quedan en el interior del tilacoide.

Cuando el fotosistema 1 recibe lus, la clorofila P700 se excita y cede dos e- al primer aceptor de e-, y los transfiere a otra cadena de transporte electrónico y van a parar finalmente al NADP+, que toma dos protones y se reduce para dar NADPH+H+.

Por cada dos e- entran cuatro protones al tilacoide, dos de la lipólisis y los otros dos por la caen a de transporte de e-.

Se da una diferencia de potencial entre las dos carad del tilacoide y hace que pasen los protones por el ATP-sintetasa y se dé la síntesis de ATP

De cada tres protones se da un ATP.

En la fase luminosa cíclica solo se da la fosforilación del ADPy solo interviene el fotosistema 1. Entran protones al interior del tilacoide y se da el gradiente para dar ATP.

La clorofila P700 se excita cuando el fotosistema 1 recibe luz, y cede dos e- al aceptor primario y se inicia una cadena de e- que hace que impulsa dos protones al interior del tilacoide, y también da los dos e- a la clorofila P700.

11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?

Un organismo que realiza la quimiosíntesis. La mayoría son bacterias.

14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función localización

Antena: pigmentos que captan la luz, se excitan, y transmiten la energía de unas moléculas a otras.

Centro de reacción: donde finalmente va a parar la energía de la antena.

Tiene el pigmento diana y transfiere sus electrones al primer aceptor de e-. Se reponen los e- perdidos gracias al primer dador de e-.

15.- Compara: a) quimiosíntesis y fotosíntesis b)fosforilación oxidativa yfotofosforilación

a) En el proceso de la fotosíntesis se emplea la luz solar para transformarla en energía química que se queda almacenada en moléculas orgánicas. En la quimiosíntesis los organismos obtienen energía a partir de otras reacciones químicas. La fotosíntesis la realizan las plantas, las algas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas. Ambos son procesos anabólicos.

b) La fosforilación oxidativa es un proceso que ocurre en la cadena transportadora de

electrones de la respiración celular. La fotofosforilzación ocurre en la fotosíntesis y al igual que la fosforilación en las ATP-sintetasas provocan cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP.

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 anabólico porque a partir de un molécula, se obtiene otra más compleja como es la lactoalbúmina.

18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?

El ATP se puede generar de dos formas:

- Por fosforilación a nivel de sustrato.

- Reacción enzimática con ATP-sintetasas.

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 sirve de catalizador de diversas reacciones. El acetil-CoA se produce al aceptar un acetil la coenzima A. Se forma en el anabolismo de los lípidos y en el catabolismo de aminoácidos.

La glucólisis, el ciclo de Krebs, la gluconeogénesis, el catabolismo de ácidos grasos y en la hélice de Lynen.

23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?

La ribulosa 1.5 difosfato a través de la enzima rubisco, y da lugar a un ompuesto inestable de 6 carbonos que se rompe en dos moléculas de tres carbonos que dan lugar al gliceraldehído-3-fosfato.

24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo

De producción de energía.

25.- Explique brevemente el esquema siguiente:

Se muestra el proceso del Ciclo de Calvin.

Se da para la síntesis de compuestos de carbono.

26.- Bioenergética: a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, fotofosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?

La fosforilación a nivel de sustrato es la síntesis de ATP al romperse los enlaces de las moléculas.

La fotofosforilación consiste en la obtención de H2O y ATP gracias al ADP y se produce en la fase luminosa acíclica y cíclica de la fotosíntesis.

La fosforilación oxidativa tiene lugar cuando pasan los protones por la ATP-sintetasa formando ATP y se da en la cadena transportadora de electrones de la respiración celular.

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 en la Hélice de Lynen se obtiene una molécula de FADH2 y de NADH + H+ que darán más tarde ATP en la cadena transportadora de electrones, un Acetil-Coa que se incorpora al ciclo de Krebs y la Hélice de Lynen.

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 es la dihidroxiacetona-3-fosfato que puede sintetizar por la vía anabólica glucosa.

La finalidad es conseguir ATP en el ciclo de Krebs.

31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.

El ciclo de Calvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis. Se da en el estroma de los cloroplastos, y se trata de utilizar las moléculas de ATP y NADPH que vienen de la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas complejas.

Dentro de este ciclo se dan dos procesos: la fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato a través de la enzima rubisco y la reducción del CO2 fijado mediante el consumo de ATP y NADH. El ácido-3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído-3-fosfato.

Por cada átomo de carbono se necesitan 2 moleculas de NADPH y 3 ATP por lo que para una glucosa se necesitan 12 NADPH y 18 ATP.

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?.b) ¿Qué relación mantienen

con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).

a) Son moléculas oxidadas.

b) El ATP almacena y cede energía debido a sus enlaces éster-fosfórico.

b) El NADP proporciona parte del poder reductor necesario para las reacciones de reducción de la biosíntesis.

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?

Todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o utilizan energía.

¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?

El catabolismo es la transformación de moléculas orgánicas complejas en sencillas donde se libera energía y el anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras sencillas donde se necesita energía.

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: el metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen lugar en el interior de las células.

CATABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se transforman las

moléculas orgánicas en otras más sencillas, liberando así energía.

ANABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se prodúcela síntesis de de

moléculas complejas a partir de biomoléculas más sencillas, necesitando energía.

41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.

La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en la oxidación en las reacciones.

Esta posee una gran importancia, debido a que gracias a ella, se cierran los ciclos biogeoquímicos.

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

Ambas sirven para obtener ATP, que es la moneda energética del organismo. La fermentación tiene un menor rendimiento ya que da solo 2 ATP, es un proceso anaeróbico, el aceptor final es un compuesto orgánico y la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato. En la respiración celular se obtienen38 ATP, en organismos aerobios y anaerobios, la síntesis del ATP se da por fosforilación o por reacción enzimática con ATP-sintetasas.

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 fórmulas) en qué consiste

el ciclode Calvin.

A) 1-CO2

3- ADP+P,

4-ATP

5-NDAPH

6-NDP+

7-H2O

8-O2

B) El 4 y el 6 están en estroma.

C) El ciclo de Calvin consiste en producir moléculas complejas.

46.a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben loselementos 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 máspequeñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?

1-espacio intermembranoso

2-membrana interna

3-membrana externa

4-tilacoide del estroma

5-ADN plastidial

6-ribosoma

7-tilacoide de gránulos

B) 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.

C) Este hecho no desmiente la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas, ya que el tamaño no influye en esa teoría.

No, porque la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las mitocondrias se formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula, y por tanto, no se corresponde al tamaño de la célula.

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.