El Metabolismo
El metabolismo es el conjunto de reacciones que se llevan a cabo en el organismo y se puede diferenciar en catabolismo y anabolismo.
El catabolismo es la degradación de compuestos orgánicos originando compuestos mas simples para asi conseguir energía puesto que esta se encuentra guardada en los enlaces de esas moléculas más complejas.No todas las materias orgánicas se descomponen de la misma forma ya que tienen diversas rutas metabólicas.
por un lado, la glucólisis es la ruta metabólica por la que la glucosa 6-p se degrada .Se da en el citosol y en ella tienen lugar una sucesión de 10 reaccionesen las que al final de todo se obtienen dos moléculas de atp 2 NADH 2 piruvato.
La helice de lynen también llamada b-oxiación de ácidos grasos es la ruta catabólica por la que se descomponen los ácidos grasos .Si partimos de un triacilglicerido , primero se debe romper el enlace que mantiene unidos a la glicerina con los tres acidos grasos . Una vez separados en el citosol, los ácidos grasos entran en la matriz mitocondrial gastando 2 ATP y activándose mediante la coenzima-A .
Allí dependiendiendo de cuantos números de carbono tenga se realizaran X reacciones. Estas reacciones convierten el extremo del ácido graso en un acetil-COA este tiene ahora dos carbonos menos del anterior.
catabolismo de proteinas : estas se degradan en dos fases transaminación y desanimación.
transaminación: el aminoácido pierde un grupo amino cediendolo al a cetoglutamirato que se transforma en glutamato. El resto es el esqueleto carbonatado que se incorporará al ciclo de krebs.
Desaminación : el glutamato pierde el grupo amino en forma de amoniaco y reaparece el a cetoglutarato
catabolismo de los acidos nucleicos : estos se degradan en pentosas wue van a la ruta de las pentosas para degradarse aun mas, el acido fosforico que se eliminara en la orina y las bases nitrogenadas que se degradarán dando lugar la urea amoniaco y ácido úrico.
Una vez catabolizados las principales biomoléculas orgánicas para la obtención de energía, las moleculas de A-coa se incorporarán al ciclo de krebs en la matriz mitocondria. Cada vuelta de este ciclo producirá 3NADH 1 FADH2 1 GTP.
el GTP se transformará en ATP , no obstante el NADH Y FADH2 se irán a la cadena transportadora de electrones situada en las crestas mitocondriales donde se oxidarán y liberarán electrones y protones para así obtener energía.
(esquema catabolismo)
El anabolismo es totalmente lo opuesto al catabolismo puesto que estas requieren de energía para abtener materia orgánica.
Hay diversos tipo de anabolismo autótrofo y heterótrofo:
Autótrofo
Si las reacciones se dan a partir de moleculas inorgánicas sencillas. Depende de la fuente de energía que requiera la célula podemos encontrar:
fotosíntesis oxigénica: se da en los cloroplastos y la energía proviene de la luz solar.
Consta de dos fases, fase luminosa y fase oscura.
En la fase luminosa diferenciamos dos tipos de procesos abierto o cerrado. Si es cerrado solo participa el fotosistema I y el ultimo aceptor es unicamente el ATP y en la abierto o aciclico participan los fotosistemas I y II y los últimos aceptores son el NADH Y ATP en este proceso se produce una hidrólisis del agua produciendo O2 y 2H .
En la fase oscura se utiliza toda esa energia obtenida en la fase luminosa para fijar Co2 y reducirlo.
fotorrespiración: se produce cuando el rubisco actua como oxidasa y es perjudicial para las células ya que no obtienen energia y se producen productos perjudiciales.
quimiosíntesis: utiliza energia quimica que proviene de la oxidación de moléculas inorgánicas. Hay diversos tipos de bacterias dependiendo del sustrato que se oxide.
Heterótrofo
forma materia organica a partir de otras moléculas orgánicas más simples.
gluconeogénesis: proceso por el que se froma la glucosa . No es inverso a la glucólisis ya que hay tres reacciones de ella que no son reversibles. Una vez formada, se puede dar la glucogenogénesis o la amilogéneis.
anabolismo de acilgliceridos: para que se puedan unir la glicerina a los acidos grasos se requiere de glicerol-3-fosfato que se puede formar por la dihidroxicetona-3-p o por la fosforilación de glicerina. Para la formación de ácidos grasos se requiere de acetil-coa que sale al citosol para unirse al SAG donde se le va añadiendo malonil-coa hasta dar el acido graso que desees.
anabolismo de aa: se debe formar el esqueleto carbonado a partir de moleculas del ciclo de krebs o de la glucolisis. Y el grupo amino se obtiene mediante reacciones de transaminación donde el glutamato cede el grupo amino a otros cetoacidos formando los aminoácidos.
anaboismo de acidos nucleicos: se forman por la unión de varios nucleotidos. Estos se resintetizan o bien se sintetizan de nuevo.
(esquema)
ACTIVIDADES
1.¿Cómo y cuándo tiene lugar la
descomposición del agua en el proceso de
fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
tiene lugar len la fase luminosa aciclica en el
fotosistema II al incidir la luz sobre el la clorofila
p 680 se excita y cede dos electrones al primero
aceptor de elctrones. para reponer los dos
electrones se produce la hidrolisis del agua.
Luego entran en los tilacoides cuatro protones por
cada dos electrones dos dprcedentes de la
hidrolisis y otros dos de la cadena transportadora
de electrones .Se produce ubna diferencia de potencial electroquimico entre las dos caas de la membana del tilacoide. este gradiente hace que salgan al estroma por el ATP sintetasa y se produzca 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 fisiológco de los electrones es conseguir los 18 atp necesarios para la fase oscura.
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?
Existen cianobacterias que carecen de cloroplastos y ralizan la fotosintesis porque tienen tilacoides en eel citoplasma con pigmentos fotosinteicos rsponsables de realizarla.
3. Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
metabolismo: obtener materia organica y energia para llevar a cabo las funciones vitales de cada individuo.
anabolismo: obtener moleculss complejas a partir de biomoleculas sencillas y energía.
catabolismo. obtener moleculas sencillas a partir de organicas complejas y se desprende energia .
respiracion celular: obtener energia en forma de ate co2 y h2o
4.Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
fotosontesis proceso que tiene lugar una transformacion de energia luminosa a quimica que es almacenada en las moleculas organicas . esto es posble gracias a los pigmentos fotosinteticos que funcionan como un complejo de antena que captnan la energia luminica y provocar que se produzc un transporte de electrones que hagan iniciar unas reacciones químicas constituyen la fotosíntesis.
fotofosforilacion . proceso que tiene lugar en la fase luminosa de la fotosisntesis . aqui se obtiene atp y h2o en el cual se quiere obtener ATP.
fotoforilación oxidativa: proceso que tiene lugar en la respiración celular, aqui se produce un transporte de electrones y estos al pasar por el atp sintetasa obtienen atp y agua.
quimiosínteis: es un proceso anabolico que consiste en la sistesis de atp a partir de la energia que desprende las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas. los organismos que las realizan son bacterias.
5.Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen.
anabolismo. fotosinteis y quimiosínteis.
la fotosintesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las celulas vegetalesy en el caso de las baxterias que no tienen ni cloroplastos ni tilacoides en el clorosoma. la quimiosinteis se produce en el interior de las bacterias.
catabolismo repiracion celular y fermentacion
la respiracion celular se da en las mitocondrias y en el citosol y la fermentacionen ciertas levaduras y bacterias . en animales se da en el tejido muscular si no llega demasido o2 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).
Se trata de un proceso de la fase luminosa ciclica
el atp y nadph formados en la fase luminosa de la fotosinteisis se utilizan àra obtener energía y poder formar materia orgánica en la fase oscura en el ciclo de calvin a partir de moléculas inorgánicas. si, los cloroplastos intervienen y en ellos se realizan la fotosintesis.
7.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).
el atp es un nucleotido que actu en el metabolismo como molecula de reserva energética. su funcion en los organismos es almacenar y ceder la energia de sus enlaces. esta formado por una pentosa base nitrogenada,tres grupos fosfofato unidos mediante enlace éster fosfórico.
la sisntesis de atp se realiza de dos maneras :a nivel sustrato gracias a la energía que se libera al romper los enlaces de una biomolécula .
otra manera es la reaccion enzimatica con atp sintetasas: en las crestas y en los tilacoides estas enzimas sintetizan atp cuando le atraviesan un flujo de protones.
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.
Fotosintesis oxigénica: la realizan todos excepto los hongos.
respiracion celular: es realizada por 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 fotosíntesis es el proceso de transformación de la energía luminosa procedente del sol en energía química, que se almacenada en moléculas orgánicas. Es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos, estos dan inicio a una serie de reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis. La fotosíntesis se compone de dos fases: -Fase luminosa: tiene lugar en los tilacoides, y se caracteriza por la captación de energía luminosa, generando ATP y nucleótidos reducidos. -Fase oscura: tiene lugar en el estroma y a partir de ATP obtenido en la fase luminosa se sintetizan moléculas orgánicas.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa consta de dos fases, la cíclica y la acíclica.
La fase luminosa acíclica: interviene el fotosistema l y ll. El fotosistema ll recibe luz y la clorofila P680, que se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. El primer aceptor cede los electrones a la cadena de transporte de electrones, que los cede finalmente a la clorofila P700 del fotosistema l. Cuando el fotosistema l recibe luz, la clorofila P700, cede dos electrones al primer aceptor de electrones y el primer aceptor de electrones del fotosistema l, transfiere los electrones a otra cadena de transporte electrónico, que los cede al NADP+, que toma protones del estroma, y se reduce para formar NADPH + H+. Cada dos protones se forma 1 ATP, por tanto, al tener 48 protones, obtenemos 16 ATP al romper 12 moléculas de agua. La fase luminosa cíclica: sólo interviene el fotosistema l. Inciden dos fotones sobre el fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor primario, y se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde el estroma al interior del tilacoide. La cadena de transporte electrónico, transfiere los dos electrones a la clorofila P700, para reponer los electrones que ha perdido. Los electrones llegan a la ferredoxina y de ahí pasan al citocromo B, y de éste pasa a la plastoquinona, que capta dos protones y se reduce. La plastoquinona reducida, cede los dos electrones al citocromo F, que introduce los dos protones en el interior del tilacoide. Estos, al salir de los ATP-sintetasa provocan la síntesis de ATP. La plastocianina retorna los electrones a la clorofila P700. El aporte al proceso fotosintético global, nucleótidos oxidados y ATP, necesarios para realizar la siguiente fase.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Un organismo autótrofo quimiosintético son los que realizan la quimiosíntesis, la mayoría son bacterias. Los organismos quimiosintéticos desarrollan una función fundamental en la naturaleza, puesto que participan como elementos clave de los ciclos biogeoquímicos.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de “Metabolismo”, indicando su función biológica.
El metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales (nutrición, reproducción y relación), desarrollarse o renovar la estructura propia de cada individuo.
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 tienen mitocondrias ya que es ahí donde realizan la respiración celular.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos: VERDADERO. Las eucariotas quimioheterótrofas no realizan la fotosíntesis pero sí la respiración celular.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. VERDADERO. Las células procariotas no poseen ni mitocondrias ni cloroplastos ya que sus reacciones se dan en el citoplasma.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. VERDADERO. La fuente de energía para construir moléculas complejas proviene de enlaces químicos de otras moléculas más sencillas.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización
Ambos se encuentran formando los fotosistemas, en la membrana tilacoidal.
El complejo antena es el captador de luz, en él, los pigmentos antena, que son la clorofila a y b y los carotenoides, captan la energía luminosa y los transmiten de unos pigmentos a otros hasta que los ceden a los pigmentos del centro de reacción. Se encuentran rodeando el centro de reacción.
El centro de reacción posee dos moléculas de clorofila a, que se denomina pigmento diana. Este, al recibir esa energía luminosa, transfiere sus electrones a otra molécula (primer aceptor de electrones), quedándose ionizado. Esos electrones perdidos los repondrá cuando el llamado primer dador de electrones se los ceda.
15.- Compara: a) quimisíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación.
Mientras que en la fotosíntesis, la energía para crear moléculas orgánicas complejas es la luz solar, en la quimiosíntesis se obtiene de reacciones de oxidación de ciertas moléculas. Asimismo, la fotosíntesis la pueden realizar las plantas, las algas, cianobacterias y las bacterias fotosintéticas, sin embargo, la quimiosíntesis únicamente la pueden realizar las bacterias quimioautótrofas.
Mientras que la fosforilación oxidativa se realiza en la cadena transportadora de electrones, en el proceso de respiración celular, la fotorrespiración se produce por la fotosíntesis. La fotorrespiración es un proceso que puede resultar perjudicial (a no ser que hablemos de una planta C4) ya que la energía se pierde, mientras que la fosforilación oxidativa es la causa principal por la que en la respiración celular se consigue tanto 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.
Este proceso será, por una parte catabólico para degradar la hierba y conseguir los aminoácidos, y por otra parte será anabólico ya que a partir de esos aminoácidos construye proteínas como la mencionada en el enunciado (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.
Verdadera. El ATP se degrada en procesos anabólicos, aportando energía o fosfatos para formar moléculas más complejas.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
La síntesis de ATP se puede realizar de tres maneras:
Fosforilación a nivel de sustrato: el P se une a la molécula de ADP gracias a la energía generada de la hidrólisis de algún enlace de una molécula. Esto ocurre por ejemplo en la glucólisis (citosol), cuando el ácido fosfoenolpirúvico libera su grupo fosfato para convertirse en ácido pirúvico y dar ATP. Esos procesos los regula la enzima quinasa.
Fosforilación oxidativa: gracias a la cadena transportadora de electrones (crestas mitocondriales) se da, entre la matriz mitocondrial de las mitocondrias y el espacio intermembrana una fuerza protón-motriz mediante el paso de protones al espacio intermembrana. Esos protones vuelven a la matriz en favor de gradiente por las ATP-asas (situadas en la membrana mitocondrial interna) y eso permite la unión del ADP y Pi.
Fotofosforilación: en la membrana tilacoidal de los cloroplastos el agua se rompe, libera electrones y estos son captados por los fotosistemas. Los protones producidos por la rotura del agua salen al espacio tilacoidal. Se genera un gradiente como en la fosforilación oxidativa y pasan los protones por las ATP-asas para dar ATP.
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 es muy importante para realizar el ciclo de Krebs, en el catabolismo, puede provenir de diversas rutas metabólicas:
De la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico procedente de la glucólisis.
β-oxidación de los ácidos grasos.
De la degradación de algunos aminoácidos.
Asimismo, en el ciclo de Krebs se consiguen muchas moléculas con poder reductor para luego dar lugar a ATP en la cadena transportadora de electrones.
Este acetil-CoA une diversas rutas metabólicas como la β-oxidación de los ácidos grasos, la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico o la degradación de algunos aminoácidos.
20.- Esquematiza la glucólisis:
a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales.
El producto inicial de la glucólisis es la glucosa, que sufre una serie de transformaciones hasta convertirse en dos moléculas de ácido pirúvico.
b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias.
En condiciones aerobias las dos moléculas de ácido pirúvico realizan el ciclo de Krebs para luego realizar la fosforilación oxidativa. En condiciones anaerobias los ácidos pirúvicos realizan la fermentación, que puede ser de diferentes tipos.
c) Localización del proceso en la célula.
La glucólisis se produce en el citosol de 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?
La célula sí que está respirando ya que está consumiendo O2 para dar CO2 y degradar glucosa y así obtener energía en forma de ATP. En este proceso sí que participan la matriz mitocondrial para el ciclo de Krebs, y las crestas mitocondriales donde se encuentra la cadena de transporte electrónico.
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 al unirse el acetil-CoA y el ácido oxalacético se origina el ácido cítrico. El acetil-CoA puede provenir de la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico, de la β-oxidación de los ácidos grasos o del catabolismo de los aminoácidos. El ácido oxalacético se forma en el ciclo de Krebs, cuando el ácido málico se oxida y los electrones que se liberan son captados por NAD+.
El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial.
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?
En la fase oscura de la fotosíntesis o ciclo de Calvin, el CO2 entra al estroma del cloroplasto y allí se une a la ribulosa-1,5-diP debido a la acción de la enzima rubisco. Así da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos, que se disocia en 2 moléculas de ácido-3-fosfoglicérido y se reduce a gliceraldehído-3-fosfato.
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuáles participe.
El NAD+ y el NADH + H son transportadores de electrones. Mientras que el NAD+ es un captador de electrones porque está en forma oxidada el NADH +H (forma reducida)se encarga de transportarlos para luego, en la fosforilación oxidativa dar lugar a ATP. Los podemos encontrar en la glucólisis, el ciclo de Krebs y la β-oxidación de los ácidos grasos.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
En esta imagen se observa la fase oscura de la fotosíntesis. Proceso anabólico que se divide en dos etapas, la fase luminosa y la fase oscura. En la imagen observamos el ciclo de Calvin donde comienza en la fijación del CO2 a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco dando lugar a un compuesto inestable llamado ácido-3-fosfoglicérico. Posteriormente se reduce este ácido gracias a la acción de coenzimas como el ATP y el NADPH que dará lugar al gliceraldehído-3-fosfato. A partir de este producto puede sintetizar monosacáridos, glicerina, ácidos grasos o aminoácidos.
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?
Fosforilación a nivel de sustrato: síntesis de ATP a partir de la energía liberada de una biomolécula al romper sus enlaces. Se produce en las mitocondrias porque este proceso se da en la respiración de glúcidos, concretamente, en el ciclo de Krebs que ocurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que también se da en el proceso de glucólisis. Fotofosforilación: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales. Se produce en las mitocondrias porque forma parte del transporte de electrones en la cadena respiratoria que tiene lugar en las mitocondrias como consecuencia de la respiración de glúcidos. Fosforilación oxidativa: proceso de síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato, llevada a cabo por la ATP sintetasa en la cadena transportadora de electrones en las crestas mitocondriales durante la respiración celular. Se produce en los cloroplastos ya que en su interior tienen el pimiento de la clorofila que capta la luz solar.
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 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 moléculas , cada una de estas moléculas aceptan electrones y luego los transfiere a la molécula siguiente mientras que 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.
La función de la cadena respiratoria es transportar los electrones. Está formada por grandes complejos proteicos , 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? En la hélice de Lynen de los ácidos grasos se produce un FADH2 y un NADH que pasa a la cadena transportadora de electrones y un Acetil-coA que pasa al ciclo de krebs. Además se consume 2 ATP y un FADH.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mito- condrial interna?
El gradiente electroquímico entre la matriz mitocondrial y el espacio intermembrana se genera mediante el paso de protones al espacio intermembranoso debido a la cadena transportadora de electrones, la cual bombea protones para que luego estos pasen a través de las ATPasas a la matriz y producir ATP.
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 en las rutas catabólicas de los glúcidos y lípidos es la dihidroxiacetona-3-fosfato. El destino final es la síntesis de ATP en el ciclo de Krebs.
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo de Calvin es un proceso cíclico que ocurre en el estroma de los cloroplastos y forma parte de la fase oscura de la fotosíntesis en el que se utiliza a ATP y NADPH ,que provienen de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. Consta de dos fases:
Fijación del CO2: una molécula de CO2 se fija a la fabulosa-1,5-difosfato y gracias a la enzima rubisco se forma un compuesto inestable de seis átomos de carbono. Este se disocia en 2 ácido-3-fosfoglicérico.
Reducción del CO2 fijado: entra ATP y NADPH al ciclo y se reduce el ácido-3-fosfoglicérido a gliceraldehído-3-fosfato. Este puede tomar tres caminos: regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato, síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos o síntesis de glucosa y fructosa.
Rendimiento neto del ciclo de Calvin: por cada CO2 que entra al ciclo se necesitan dos moléculas NADPH y tres de ATP. Entonces, para obtener una molécula de glucosa se necesitan 6 CO2 y, por tanto, 12 NADPH Y 18ATP. Para conseguir 12 NADPH en la fase luminosa acíclica se necesitan hidrolizar 12 moléculas de H2O. Como por cada molécula que rompo entran cuatro protones y voy a romper 12 se obtendrán 48 protones obteniendo entonces 16 ATP. Los otros 2 ATP que faltan se obtienen de la fase luminosa cíclica.
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 las 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.
38 ATP en procariotas y 36 ATP en eucariotas.
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 forma en el catabolismo y en el anabolismo, en el catabolismo la obtenemos en el paso previo al ciclo de Krebs en la respiración, en la activación de los ácidos grasos en el catabolismo de los lípidos y en el catabolismo de las proteínas. En el anabolismo la encontramos en la síntesis de ácidos grasos en el catabolismo y en la síntesis de triacilglicéridos.
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Biooxidación. Indica: – Los productos finales e iniciales. – Su ubicación intracelular.
Glucogénesis: comienza con una molécula de glucosa y obtiene como resultado dos moléculas de ácido pirúvico. Está situado en el citosol. Fosforilación oxidativa: a partir de protones se obtiene ATP y se da en las crestas mitocondriales y el espacio intermembranoso. B-oxidación: Es la llamada hélice de lynen y forma a partir de una larga cadena hidrocarbonada y la CoA-SH acetil-coA por vuelta. Esta hélice tiene lugar en la matriz mitocondrial.
b) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa. ¿Pueden los animales realizar el proceso inverso?
Cuando la molécula de acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs puede continuar su ciclo o desviarse cuando está en forma de ácido pirúvico , salir de la mitocondria, entrar en la hélice de Lynen situada en el citosol como acetil-CoA y dar como resultado Acil-CoA yendo directamente a formar parte de los triglicéridos. De una grasa podemos formar glucosa, ya que a partir del acetil-CoA se podría desviar el malato (ciclo de Krebs) y formar parte del ácido 2-fosfoenolpirúvico y realizar así toda la glucólisis a la inversa.
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).
Metabolismo: Se encarga de la transformación de biomoléculas, con el fin de obtener energía y materia para llevar a cabo las funciones vitales.
Anabolismo: Proceso metabólico que se encarga de la construcción molecular. Transforma moléculas sencillas en otras más complejas.
Catabolismo: Proceso anabólico en el que se sintetiza moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. En este proceso se libera energía.
El anabolismo y el catabolismo están relacionados ya que los productos de una reacción anabólica o catabólica pueden ser los reactivos de la otra. Se distingue la Glucólisis ya que a partir de la glucosa se obtiene Ácido Pirúvico. La descarboxilación oxidativa ya que del piruvato obtenemos Acetil-_CoA. Fermentaciones ya que a partir del piruvato se obtiene lactato. El ciclo de Krebs ya que aparece el ácido oxalacético y el Acetil–CoA. Finalmente la cadena respiratoria.
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).
Interviene mayoritariamente la mitocondria, el citosol y los cloroplastos. En el citosol se realiza la glucólisis, en la mitocondria el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin, en las crestas mitocondriales la cadena transportadora de electrones y en los estomas de los cloroplastos la fotosíntesis
37.- Indique el rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa y compá- relo con el obtenido en su fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.
En la oxidación completa de la glucosa se obtienen 36 ATP si corresponde a una célula eucariota, porque se gastan 2 moléculas de ATP al atravesar la membrana mitocondrial. En las bacterias al no tener mitocondrias, no existe ese gasto de ATP por lo que el balance global es de 38 ATP. Sin embargo, comparándolo con el ATP obtenido en la fermentación anaerobia de la glucosa observamos que se obtienen 2 moléculas de ATP. Esto ocurre porque el proceso de la fermentación no comprende la cadena transportadora de electrones y como consecuencia, se obtiene únicamente el ATP obtenido en 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 de transporte de electrones se encuentra tanto en procariotas como en eucariotas. En las procariotas se encuentra adosado a la membrana plasmática y en eucariotas se encuentra en cloroplastos concretamente en sus membranas tilacoidales en el caso de las células vegetales, y en el caso de las células animales se encuentran en las crestas mitocondriales de las mitocondrias.
El oxígeno actúa como el último aceptor de electrones, además interviene en la formación de agua.
La llevan a cabo todos los organismos aerobios, los cuales tiene como objetivo obtener energía.
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 que se dan principalmente son de oxidación-reducción. El NADH y EL FADH generados continúan hacia la cadena transportadora de electrones donde finalmente se obtendrá ATP. El GTP liberado a nivel energético es igual al ATP por lo que ya es una moneda energética. El C02 es liberado.
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: conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos con el fin de satisfacer sus necesidades de materia y energía. En el metabolismo celular se distinguen dos fases que a su vez, estas, están relacionadas: el catabolismo y el anabolismo.
Catabolismo: conjunto de reacciones metabólicas que tienen como objetivo la obtención de energía y moléculas precursoras a partir de otras más complejas. Los procesos catabólicos son de degradación y en ellos, se libera energía química por tanto, son reacciones exergónicas.
Anabolismo: conjunto de reacciones metabólicas que tienen por objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas precursoras sencillas y energía. Los procesos anabólicos son sintéticos y consumen energía, por tanto son reacciones endergónicas.
Los procesos catabólicos y anabólicos no son reversibles en su totalidad, pues algunas reacciones que se realizan en un sentido, no son las mismas en sentido opuesto y se necesitarían otro tipo de enzima que catalizara dicha reacción (estas serían irreversibles y por tanto imposibles de llevarse a cabo en sentido contrario).
El ciclo de Krebs sí es una encrucijada metabólica, ya que puede ser llevada a cabo tanto en procesos catabólicos como en anabólicos, obteniendo productos a través de una degradación o a través de la síntesis de estos.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas; y su posterior uso de ese ATP para transformar la materia orgánica en materia inorgánica. Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos (todos ellos bacterias).
En cuanto a su importancia biológica, muchos de los compuestos inorgánicos utilizados para la quimiosíntesis, proceden de la descomposición de la materia orgánica, llevada cabo por las bacterias y los hongos de la putrefacción. Estas bacterias quimioautótrofas las oxidan transformándolas en sales minerales que pueden ser absorbidas por las plantas. Es decir, que los organismos quimiosintéticos juegan un papel imprescindible al cerrar los ciclos biogeoquímicos.
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 para los procesos catabólicos de fermentación produciendo productos orgánicos. Además, las fermentaciones son importantes porque con ellas se obtienen nutrientes importantes, productos imprescindibles para la fabricación de medicamentos y de alimentos lácteos, como la leche y los quesos, entre otros.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
La fermentación y la respiración celular son dos rutas catabólicas importantes. Ambas son reacciones de degradación y por lo tanto, producen energía.
Las principales diferencias son:
El aceptor final de las fermentaciones es orgánico, mientras que en la respiración es inorgánico.
La manera de obtención de ATP es diferente pues, la respiración lo hace a través de la fosforilación oxidativa mientras que las fermentaciones por fosforilación del sustrato.
El lugar; la fermentación se da en el citosol y la respiración en la matriz mitocondrial.
En la fermentación no interviene la cadena de transporte de electrones, mientras que en la respiración celular sí, por ello se obtiene una mayor cantidad de energía en la respiración.
El rendimiento energético es mucho mayor en la respiración celular alcanzando 36/38 ATP, mientras que en las fermentaciones únicamente se obtienen 2ATP.
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.
1. CO2
2. RIBULOSA-1,5-DIFOSFATO.
3. ADP +Pi
4. ATP
5. NADPH
6.NADP+
7. H2O
8. O2
b) indique mediante un esquema que nombre reciben las distintas estructuras del cloo.
¿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?
El ciclo de Calvin se da en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos. Los elementos 4 y 6 se forman en el estroma y son los productos de la fase luminosa de la fotosíntesis.
C) Explique brevemente (no es necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin tiene como objetivo la producción de CO2 y H2O, con el aporte energético de la fase luminosa. Se conforma de tres etapas:
- La primera etapa consiste en la fijación de carbono mediante la carboxilación de R1, 5BP.
- La segunda etapa consiste en la reducción del carbono fijado en un compuesto de tres átomos de carbono el gliceraldehído- 3 - fosfato
- El ciclo podría continuar con el ciclo de las pentosas, con la síntesis de glucosa, fructosa, almidón, ácidos grasos o aminoácidos.
No obstante, también se tiene que dar la regeneración de la R1, 5BP.
45.
A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
Ácido pirúvico.
Acetil-CoA.
ADP.
ATP.
NADH.
Oxígeno.
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.
El proceso de glucólisis, la entrada de ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y su posterior transformación en Acetil- CoA 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-CoA se puede originar a través de otras sustancias, entre ellas un ácido graso, por medio de la betaoxidación de los ácidos grasos.
46.
a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
ESPACIO INTERMEMBRANOSO.
MEMBRANA INTERNA.
MEMBRANA EXTERNA.
TILACOIDE DE ESTROMA.
ADN plastidial (circular).
RIBOSOMA.
TILACOIDE DE GRANA.
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla este proceso.
En la fase luminosa se obtiene ATP y NADH (16 ATP y 12 NADPH en la acíclica y 2 ATP en la cíclica). Para ello se hidrolizan un número determinado de moléculas de agua y en el ciclo de Calvin de la fase oscura se dan tantas vueltas como átomos de carbono tenga la molécula.
c) Las moléculas de ADN de los cloroplastos y las mitocondrias son mucho más pe- queñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?
Según la teoría endosimbiótica las mitocondrias y los cloroplastos tienen origen a partir de la fagocitación de bacterias por una célula animal primitiva. Como consecuencia, el ADN de mitocondrias y cloroplastos al fusionarse con el ADN inicial, el tamaño de este aumenta.
Por lo que este hecho no contradice dicha hipótesis.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
ESPACIO INTERMEMBRANOSO.
MEMBRANA INTERNA.
MEMBRANA EXTERNA.
TILACOIDE DE ESTROMA.
ADN CIRCULAR.
RIBOSOMA.
TILACOIDE DE GRANA.
a) En el interior de este cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la glucosa que lo constituye.
La glucosa se forma por medio del proceso de gluconeogénesis:
b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
Son orgánulos transductores de energía.
Poseen una doble membrana.
Tienen ADN circular en su interior.
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 (MITORRIBOSOMA).
4. MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA.
5 MEMBRANA MITOCONDRIAL EXTERNA.
6. ESPACIO INTERMEMBRANOSO.
7. ATP-asas.
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.
Los procesos de las células eucariotas que tienen lugar exclusivamente en las mitocondrias son, el ciclo de Krebs que tiene lugar en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora de electrones que tiene lugar en la membrana mitocondrial interna , concretamente en las crestas mitocondriales.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
Dos tipos de productos codificados por el ADN son las proteínas mitocondriales y ARNm.
PREGUNTAS ANABOLISMO.
1.- ¿Todos los organismos autótrofos son fotosintéticos?
No, hay organismos autótrofos que también pueden ser quimiosintéticos como las bacterias quimioautótrofas.
2.- Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.
Ambas, fotosíntesis y quimiosíntesis son procesos anabólicos autótrofos. Mientras que en la fotosíntesis la energía para crear los nuevos enlaces se consigue de la luz solar, en la quimiosíntesis la energía proviene de la oxidación de otras moléculas. Por otra parte, la fotosíntesis la realizan las plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas, la quimiosíntesis la realizan las bacterias quimioautótrofas.
3.- ¿Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento antena?
Los pigmentos antena son las clorofilas a y b y los carotenoides. Ellos, únicamente pueden captar energía luminosa y transmitirla a los pigmentos del centro de reacción. Estos pigmentos situados en el centro de reacción son los pigmentos diana (dos moléculas de clorofila a) a los que va a parar toda la energía que captan los pigmentos antena.
4.- ¿Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?
La fotólisis del agua es la rotura del agua debido a la luz solar y ocurre en la fotosíntesis oxigénica. Para generar una molécula de O2 se necesitan romper dos moléculas de H2O ya que una molécula de agua cuando se rompe da 2H+, 2e- y 1/2 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 cietas 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.
El objetivo de la fase luminosa es transformar la energía luminosa en energía química (ATP) y poder reductor en forma de NADPH + H+, mientras que en la fase oscura, en el ciclo de Calvin, ese ATP y el poder reductor se utilizan para generar materia orgánica compleja a partir de la fijación de CO2 gracias a la enzima rubisco.
No sería correcto afirmar eso, ya que la fase oscura, aunque sea independiente de la luz, se puede dar durante del día. Sin embargo, la fase luminosa sí se da únicamente de día ya que depende de la energía solar.
7.- ¿En qué orgánulos de la célula eucariota transcurren los siguientes procesos metabólicos?
a) β-oxidación de los ácidos grasos: mitocondria.
b) Fotofosforilación: membrana tilacoidal.
c) Glucólisis: citosol.
d) Fosforilación oxidativa: crestas mitocondriales.
e) Captación de luz por el complejo antena: fotosistemas (membrana tilacoidal).
f) Ciclo de Calvin: estroma.
g) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos: matriz mitocondrial.
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?
Al haber escasez de agua, hay escasez de O2, por tanto, las plantas cierran sus estomas para evitar perder agua. Así, se realiza la fotorrespiración, donde la enzima rubisco actúa como oxidasa en vez de como carboxilasa, de manera que oxida la ribulosa-1,5-difosfato dando lugar a ácido 3-fosfoglicérico y a ácido fosfoglicocólico. En este proceso se reduce a la mitad la capacidad fotosintética y no se genera ni ATP ni NADPH.
Eso no ocurre en las plantas C4 porque tienen una ruta alternativa (la ruta de las plantas C4) gracias a que poseen dos tipos de cloroplastos.
9.- ¿El oxígeno que se desprende durante la fotosíntesis procede del CO2 o del H2O?
Del H2O.
10.- ¿A qué molécula orgánica se une el CO2, durante la fotosíntesis, para convertirse en carbono orgánico?
A la pentosa ribulosa-1,5-difosfato.
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.
La glucosa es el producto inicial de la glucólisis, mientras que es el final de la gluconeogénesis. Y el ácido pirúvico es el producto final de la glucólisis mientras que en la gluconeogénesis es el inicial.
No se puede decir que son vías metabólicas inversas porque hay reacciones que no se producen de la misma manera ya que no son reversibles.
12.- ¿Por qué el ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis?
El piruvato entra en la mitocondria para conseguir, cuando salga de esta, estar como oxalacetato y transformarse así en fosfoenol-piruvato, ya que no puede hacerlo directamente como ocurre en la glucólisis.
13.- ¿Por qué la gluconeogénesis tiene procesos en los que el ácido oxalacético pasa a málico y de nuevo a oxalacético?
Después de convertirse el ácido pirúvico en oxalacetato en el interior de la matriz mitocondrial, este debe transformarse en malato para poder salir al citosol. Una vez allí, pasa otra vez a ácido oxalacético para transformarse en fosfoenol-piruvato.
14.- ¿Qué molécula actúa como cebador (iniciador de la reacción) en la síntesis de ácidos grasos?
Acetil-CoA.
15.- ¿Cuántas moléculas de malonil-CoA (3 carbonos) se necesitan para obtener ácido lignocérico (24 carbonos)?
Se necesitan 11 moléculas de malonil-CoA.
16.- ¿Cuál sería el balance neto de la síntesis de un ácido graso de 14 C?
Acetil-CoA+6malonil-CoA+ 12(NADPH+H+) => ácido graso (14C) + 12 NADP+ +7CO2
17.- ¿En qué parte de la célula se realiza la biosíntesis de los ácidos grasos?
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)
La fase luminosa ocurre en presencia de luz, en la membrana tilacoidal, y en ella los pigmentos fotosintéticos se encargan de captar la energía lumínica y la transforman en energía química. Se puede realizar de dos maneras:
La fase luminosa acíclica se inicia con la llegada de fotones al fotosistema II. Su pigmento diana P680 se excita y pierde tantos electrones como fotones absorbe. Tras esto, existe un transporte de electrones a lo largo de la membrana tilacoidal. Para reponer los electrones que perdió el pigmento P680 se produce la hidrólisis de agua, con la cual se desprende oxígeno. Por último, los protones son introducidos en el interior del tilacoide y se crea una diferencia de potencial electroquímico a ambos lados de la membrana. Esto hace salir protones a través de las ATP sintetasas con la consiguiente síntesis de ATP que se acumula en el estroma. Por otro lado, hay fotones que también inciden en el fotosistema I, donde la clorofila P700 pierde dos electrones que son captados por aceptores sucesivos. Los electrones que la clorofila pierde son repuestos por la plastocianina. Al final los electrones pasan a la enzima NADPreductasa y se forma NADPH. En la fase luminosa cíclica sólo interviene el fotosistema I, se crea un flujo de electrones que da lugar a ATP. Su finalidad es generar más ATP imprescindible para realizar la fase oscura posterior.
Dependiendo de la necesidad de ATP o de NADPH, se realiza la fase cíclica o la acíclica.
20.- Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos: autótrofo/heterótrofo; quimiosintético/fotosintético; aerobio/ anaerobio. (Opción B-Junio 2002)
- Un organismo autótrofo es aquel cuya fuente de materia es materia inorgánica, mientras que la de uno heterótrofo es materia orgánica ya elaborada por otros organismos.
- Un organismo quimiosintético consigue la energía para transformar la materia simple en materia compleja de los enlaces de otros compuestos, mientras que uno fotosintético la consigue de la luz solar.
- Un organismo aerobio necesita oxígeno para vivir, mientras que uno anaerobio puede vivir con o sin él. En el caso de que sean organismos anaerobios facultativos usarán el oxígeno si está presente, sin embargo, si son anaerobios estrictos, no pueden vivir en contacto con él ya que es venenoso para ellos.
Lesson Plan
Estos son algunos apuntes que he recogido de la lesson plan.