En esta entrada os voy a publicar una serie de cuestiones sobre el catabolismo, que después de haber visto este tipo de metabolismo viene muy bien para la hora de estudiar, ya que si lo haces sin mirar el libro te ayudará bastante.
Mi consejo es que hagas las preguntas sin mirar el libro y después si hay alguna que no estás seguro pones lo que sepas y después las corriges con el libro abierto y así ves en lo que has acertado y en lo que te has equivocado y tienes que repasar más.
Aquí os dejo las preguntas, aunque estén todas solo se den de hacer las del catabolismo que son las siguientes: 7, 12, 13, 17, 20, 21, 22, 27, 29, 33, 34, 37, 38, 39, 42, 43, 45 y 48 hacerlas por vuestra cuenta y después las podéis comprobar al final de esta entrada donde yo publicaré las respuestas.
El enlace es el siguiente:
Preguntas
Fuente: Nieves Moreno, profesora de biología y jefa de estudios de nuestro colegio diocesado Santo Domingo de Orihuela.
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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).
La síntesis del ATP se puede realizar de dos maneras diferentes:
*Fosforilación a nivel de sustrato: debido a la energía liberada de una biomolécula, al romperse uno de sus enlaces que posee gran cantidad de energía. Un ejemplo claro sería la glucólisis.
*Mediante las ATP-sintetasas: estas enzimas que se pueden encontrar en las crestas de las mitocondrias y los tilacoides de los cloroplastos, sintetizan el ATP, cuando su interior es atravesado por un flujo de protones. Un ejemplo claro sería en la cadena transportadora de electrones.
El metabolismo es aquel conjunto de reacciones químicas que se desarrollan en el interior de la célula, con la finalidad de obtener energía e incluso materia para así poder realizar las tres funciones vitales (nutrición, relación y reproducción), también que el individuo se pueda desarrollar e incluso pueda renovar las propias estructuras.
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. Todas las células eucariotas realizan la respiración celular, que se produce en las mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero. Debido a que este tipo de célula eucariota no realiza la fotosíntesis, porque la energía la obtiene de manera química por lo tanto no necesita cloroplastos.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero. Ya que las células procariotas no poseen mitocondrias y en este caso como en el anterior no precisa de cloroplastos, porque la energía la obtiene de manera química.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Falso. Debido a que solamente son quimioautótrofas 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.
Verdadero. Porque el ATP
almacena y traspasa energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos. Debido
a la desfosforilación, se rompe el último enlace éster-fosfórico y se origina
ADP + Pi y energía.
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.
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| Fuente propia |
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 realizando la respiración, ya que en este proceso la glucosa reacciona con el oxígeno (“consumiendo”) para obtener, dióxido de carbono, agua, para así obtener energía. En este proceso participa la matriz mitocondrial ya que en ella se produce el ciclo de Krebs y también participan las crestas mitocondriales porque en ellas se produce la cadena transportadora de electrones.
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?.
Este proceso se le conoce
como ciclo de Krebs. El ácido pirúvico que se ha obtenido en la glucólisis, es
descarboxilado y se transforma en Acetil-CoA. Éste se incorpora al ciclo de
Krebs, transmitiendo su grupo acetilo a un ácido oxalacético que debido a la
aceptación forma un ácido cítrico. Esta ruta metabólica se produce 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 posee una serie de moléculas que se encuentran en la
membrana interna de las mitocondrias, donde se encuentran los cuatro grandes
complejos. Otra cosa característica es la presencia de ubiquinona y citocromo
que aceptan electrones de la anterior molécula a la siguiente.
Dentro de este proceso se
da la fosforilación oxidativa, donde los protones regresan a la matriz
mitocondrial pasando por las ATP-sintetasas, por donde los protones fluyen en
su interior y como consecuencia se origina ATP.
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| Fuente propia |
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente
electroquímico se crea mediante quimiosíntesis, que debido a la pérdida de los
electrones, se expulsan protones al exterior y cuando la concentración es alta
vuelven a la matriz pasando por las 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?.
Las moléculas que se nos
presentan son oxidadas, es decir, han perdido una cantidad de electrones, por
lo tanto son portadoras de energía y estas moléculas no forman parte del ADN O
ARN.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP almacena y es
capaz de ceder energía, debido sobre todo a los enlaces que posee que son los
llamados éster-fosfórico. Éste se produce durante la respiración celular, que
es un proceso catabólico que forma parte del metabolismo celular.
El NAD se utiliza en el
metabolismo durante las reacciones de oxidación-reducción y se puede encontrar
de dos formas: como un agente reductor capaz de donar electrones, donde la
principal función es en las reacciones de transferencia de electrones, aunque
también puede actuar como agente oxidante, es decir, acepta electrones de otras
moléculas.
Y por último el NADP es
capaz de proporcionar parte del poder reductor necesario en muchas de las
reacciones del anabolismo, sobre todo en la fase oscura de la fotosíntesis.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
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| Fuente propia |
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 obtienen 36 ATP en células eucariotas y 38 ATP en células
procariotas, mientras que en la fermentación solamente se obtienen 2 ATP, ya
que en este proceso no intervienen las ATP-sintetasas y por el consiguiente
tampoco la cadena transportadora de electrones, por lo que esos 2 ATP son 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 aunque también puede producirse
en los cloroplastos. El oxígeno es muy importante ya que realiza la función de
aceptor de electrones, en los dos orgánulos nombrados anteriormente. La
respiración celular la realizan todos aquellos seres vivos que posean células
eucariotas y esto les permite realizar las tres funciones vitales básicas que
son: nutrición, relación y reproducción.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
*¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?.
Este ciclo forma parte
del proceso de la respiración celular, en este proceso se realizan reacciones
catabólicas, es decir de moléculas más complejas llegamos a moléculas más
simples y sencillas. En este proceso se producen reacciones de oxidación,
incluso la transferencia de diferentes moléculas. Lo primero de todo es que el
Acetil-CoA se une al ácido oxalacético, donde se obtienen moléculas de 5 átomos
de carbono, pero después se irán perdiendo carbonos a lo largo del proceso
originando y expulsando al exterior CO2.
*¿Qué rutas siguen los productos liberados?.
En el ciclo de Krebs por cada vuelta que se da a él, se obtienen 3 NADH, 1FADH2 Y 1GTP, que posteriormente se dirigirán a la cadena transportadora de electrones y se transformarán en ATP, multiplicando por el número de protones (en el caso de NADH, es 3, en FADH2 será 2 y en el GTP que es similar al ATP será 1)
42. Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los microorganismos son
muy importantes en cuanto respecta a la industria debido a la importancia en
las fermentaciones que es la obtención de ATP en condiciones anaeróbicas (sin
oxígeno), para la fabricación de medicamentos en la industria farmacéutica e
incluso en la industria alimenticia, la fermentación láctica es muy importante
para la elaboración del queso y la fermentación alcohólica para producir lo que
conocemos como bebidas alcohólicas como cerveza, vino…
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
La importancia de la fermentación para el hombre se entiende desde la perspectiva de que puede servir para la generación de distintos alimentos y bebidas hasta incluso en los propios músculos cuando realizamos una actividad anaeróbica es decir sin la presencia del oxígeno y esto posteriormente es lo que en los músculos se produce las llamadas agujetas. Por otra parte, la respiración celular es un proceso catabólico cuyo objetivo es la obtención de energía aprovechable por la célula (ATP), exactamente igual que las fermentaciones. Sin embargo, la abundancia de oxígeno en nuestra atmósfera es un factor que favorece el utilizarlo como aceptor final de electrones en los procesos oxidativos permitiendo que sean oxidaciones completas de los compuestos orgánicos que rendirían mucha más energía (ATP), que las fermentaciones.
En cuanto a las diferencias entre ambas podemos decir que en la respiración se obtienen 36 ó 38 ATP, mientras que en la fermentación solamente 2 ATP, esta diferencia es debido a la no presencia de ATP-sintetasas, y la no presencia de cadena transportadora de electrones en la fermentación, mientras que en la respiración sí hay ATP-sintetasas y también cadena transportadora de electrones. En cuanto a la fermentación, es un proceso anaeróbico ya que el último aceptor no es el oxígeno sino una molécula sencilla orgánica, mientras que la respiración es un proceso aeróbico ya que el aceptor final es el oxígeno.
45.
A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
El número 1 representa el
ácido pirúvico, el 2 representa el Acetil-CoA, el número 3 el ADP, el 4 se
muestra el ATP, el 5 se observa el NADH y por último en el número 6 se ve el 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
La molécula 4 que como he
comentado antes es el ATP, es muy importante para la realización de la
glucólisis, la entrada de ácido pirúvico a la matriz mitocondrial e incluso
para 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-CoA se puede originar también a partir
de otra sustancia como un ácido graso en la betaoxidación 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.
En la imagen se pueden
observar distintos números que representan lo siguiente: el número 1 en la
matriz mitocondrial, el 2 señala las crestas mitocondriales, el número 3
muestra las mitorribosomas, el 4 vemos la membrana interna, el 5 la externa, el
número 6 representa el espacio intermembranoso, el 7 las ATP-sintetasas y por
último el número 8 podemos observar los 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.
Dos ejemplos claros
serían el ciclo de Krebs que éste se realiza en la matriz mitocondrial y otro
ejemplo sería la cadena transportadora de electrones que se realiza en las
crestas mitocondriales, estos dos procesos son exclusivos de las mitocondrias.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Dos tipos de productos
codificados por dicho ADN serían por ejemplo el ARN mensajero e incluso algunas
proteínas.
Espero que gracias a esto hayáis aprendido qué es el catabolismo y sobre todo que os haya ayudado a estudiarlo.
Nos vemos en próximas entradas.
Be happy ;)
Espero que gracias a esto hayáis aprendido qué es el catabolismo y sobre todo que os haya ayudado a estudiarlo.
Nos vemos en próximas entradas.
Be happy ;)
excelente
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