PREGUNTAS DEL METABOLISMO.

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 los dos procesos.

El ATP es un nucleótido que en el metabolismo cumple la función de molécula energética.  La energía la guarda en sus dos enlaces ester-fosfóricos, y la cede.

Se parece químicamente a los ácidos nucleicos en que es un nucleótido, que son las subunidades de los ácidos nucleicos. Está compuesto por un grupo fosfato, una pentosa, y una base nitrogenada.

Los sintetizan por fosforilación a nivel de sustrato y por reacción enzimática con ATP-sintetasas.

12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de "Metabolismo", indicando su función biológica.

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células, donde unas biomoléculas se transforman en otras con el fin de conseguir materia y energía para llevar a cabo las tres 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. Tiene mitocondrias y cloroplastos, ya que se trata de una célula vegetal.

b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. 
Verdadero ya que es una célula animal

c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. 
Verdadero ya que tiene otros orgánulos.

d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. Verdadero porque su fuente de energía la consigue de las reacciones químicas.

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

Verdadero, ya que cuando se hidroliza, se da energía y grupo fosfato.

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.

La glucosa parte del citosol y por glucólisis se dan dos moléculas de ácido pirúvico, y se libera energía suficiente para sintetizar dos moléculas de ATP.

El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis entra en la mitocondria por transporte activo, y se gastan dos ATP, y se obtiene acetil-coA.

21.- Una célula absorbe n moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n moléculas de CO2 y consumiendo O2 ¿Está la célula respirando? ¿Para qué? ¿Participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?

La célula está haciendo la respiración celular para obtener energía.

En el proceso participa la matriz mitocondrial, donde se da el ciclo de Krebs,  y las crestas mitocondriales, donde se da la cadena respiratoria.

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 trata del ciclo de Krebs y se obtiene ácido cítrico.

Provienen de la glucosa , que pasa a ser ácido pirúvico por glucólisis, y entra en la mitocondria pasando a ser acetil-coA.

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 transporte electrónico mitocondrial en la cadena respiratoria es la última fase de la respiración. Se oxidan los coenzimas NADH y FADH2 para sintetizar ATP.

La fosforilación oxidativa es el proceso en el que se añade un grupo fosfato mediante la oxidación de moléculas energéticas, y las transforman en moléculas menos energéticas. Protones en una zona de la célula pasan a otra.  Esto produce la síntesis de ATP.

Es la función de catabolismo.

Se da en las mitocondrias.

29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?

En la quimiosmosis, la energía que pierden los electrones se usan en tres puntos de la cadena para bombardear los protones al exterior.

De la matriz mitocondrial pasa al­ espacio intermedio: si aumenta la concentración de protones vuelven a la matriz mitocondrial por la acción de la ATP-sintetasa.

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

A través de la glucólisis en la primera etapa hay un consumo de energía= - 2 ATP

En la segunda etapa, se produce energía= dos ácidos pirúvicos + 4 ATP (balance, 2ATP)

+1NADHx2= 2NADHx3= 6ATP

Ciclo de Krebs: el ácido pirúvico pasa a Acetil-coA

1NADHx2=2NADHx3=6ATP

Ciclo de Krebs: 3NADHx2= 6NADHx3= 18 ATP

FADHx2= 2FADHx2= 4ATP

GTPx2= 2GTPx1= 2ATP

Balance en la célula procariota= 38 ATP

En la célula eucariota se queda con 36 ATP porque había perdido dos por atravesar la membrana.

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.

Oxidación completa de la glucosa: rendimiento energético

Célula eucariota: 36 ATP

Célula procariota: 38 ATP

En la fermentación anaerobia: en esta reacción catabólica solo tiene lugar la glucólisis: obtiene 2 ATP ya que no tiene lugar la cadena transportadora de electrones (a través del cual se obtiene el 90% del rendimiento energético)

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?

Se da en las células eucariotas. Más concretamente, en la membrana interna de sus mitocondrias (crestas mitocondriales).

En células procariotas se da en la membrana plasmática

El papel del oxígeno es de agente oxidante en la respiración anaerobia, en un proceso en el que el O2 se reduce y acepta electrones y protones, formándose así el agua.

Lo hacen todos los seres vivos que tiene células eucariotas y la realizan para hacer el catabolismo y ganar energía, con el fin de llevar a cabo sus funciones vitales.

39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: ¿Qué tipos principales de reacciones ocurren? ¿Qué rutas siguen los productos liberados?

Las reacciones son de oxidación. La ruta que siguen los productos liberados son:

Ác. Oxalacético+Acetil-coAàÁc. Cítrico (6C)àIsocitratoà@cetoglutaratoa(5C)à Succinil-coAà succinato (4C)à fumaratoàmalato (4C)à

Durante el ciclo se van perdiendo átomos de carbono

De cada ciclo de Krebs completo obtenemos: 3 ATP

                  FADH2= 2ATP

                   GTP= 1ATP

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

En la mayoría de los microorganismos (bacterias y  levaduras) y excepcionalmente en el tejido muscular cuando no tiene oxígeno se lleva a cabo el catabolismo por fermentación

Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas:

En algunas levaduras se produce la fermentación alcohólica

1ª etapa: glucólisis. La glucosa à Ác. Pirúvico: Etanol (preparar bebidas alcohólicas. De aquí se elabora el vino + CO2

En la fermentación láctica, la degradación de la glucosa à ácido láctico. Fermenta mediante bacterias y se elaboran los quesos, los yogures, y el requesón.

A través de la fermentación pútrida, se obtienen productos orgánicos y malolientes (indol, cadaverina, escatol, pero en ocasiones se obtienen productos poco desagradables, y se usan para dar sabor a quesos y vinos.

Fermentación en la preparación de medicamentos:

Como producto secundario de las fermentaciones alcohólicas, se producen moléculas orgánicas que se usan en la preparación de medicamento como la glicerina, el ácido sulcínico y el ácido acético.

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. ADP

5. NADH + H+

6. Oxígeno molecular

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.

Las reacciones están unidas a través del ATP, y en unas se dará energía y en otras hará falta consumirla, pero no ocurren al mismo tiempo ni lugar ni tienen que hacerlo, entonces debe de haber un sistema que transporte la energía. La molécula  que se encarga de almacenar y transportar la energía para luego liberarla es el ATP. Almacena la energía en sus enlaces ester-fosfóricos que al romperse liberan 7.3kcal/mol.

La hidrólisis del ATP es espontánea, por lo que se precisa de energía para acoplar las reacciones endergónicas. Este acoplamiento de reacciones se da gracias a enzimas que permiten que se dé la reacción global.

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-Coa también se puede obtener del ácido pirúvico y de la oxidación de los ácidos grasos.

48.

a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura.

Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.

1. Matriz mitocondrial

2. Cresta mitocondrial

3. Ribosoma

4. Membrana interna

5. Membrana externa

6. Espacio de intermembrana

7. ATP-sintetasa

8. Proteínas de la cadena respiratoria

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.

La cadena respiratoria, que tiene lugar en las crestas mitocondriales, y el ciclo de Krebs, que se da en la matriz mitocondrial.

c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.

El ARN mensajero y el ARN de transporte.