1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis?
¿Cuáles son sus consecuencias?
Se produce en el fotosistema II de la fase luminosa acíclica. El H20 se rompe por culpa de la clorofila P680 y se obtienen 2 protones, 1 electron y oxigeno. Esta reaccion ocurre en el interior del tilacoidey los dos protones se quedan en esa zona, mientras que el oxigeno es liberado a medio ambiente y el electron es capatado por la clorofila P680.
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.
En la fase acíclica se encuentra formado por el fotosistema II y el fotosistema I, el
complejo citocromos b-f , la Nadp+ reductasa y la ATP sintetasa y se obtiene ATP y NADPH; mientras que la cíclica esta formada por el mismo complejo citocromos b-f , el fotosistema I y la ATP-sintetasa y no se obtiene NADPH, sino que se produce ATP necesario para llevar a cabo 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?
Es posible debido a que poseen pigmentos fotosintéticos en los tilacoides del citoplasma.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
El metabolismo sirve para obtener matería o energía con la que llevar a cabo funciones vitales.
La respiración celular sirve para obtener energia en forma de ATP.
El anabolismo sirve para formar moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas inorgánicas sencillas.
La fotosintesis sirve para obtener materia orgánica a partir de materia inorgánica y gracias a la luz solar.
El catabolismo sirve para obtener energia mediante la degradacion de moleculas complejas en otras mas sencillas.
4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
La fotosíntesis es un proceso anabolico por el cual gracias a la energía luminosa que proviene del sol algunos organismos (plantas, algas y bacterias) sintetizan moleculas complejas a partir de otras mas sencillas.
La fotofosforilación es un proceso en el que se obtiene H20 y ATP a partir de ADP y se produce en la fase luminosa cíclica y acíclica de la fotosíntesis.
En la fosforilación oxidativa los protones atraviesan el ATP-sintetasa dand lugar a moleculas de ATP
La quimiosíntesis es un proceso anabolico por el cual se sintetiza ATP a partir de energia obtenida en reacciones de oxidacion.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en
qué orgánulos celulares se producen.
En el anabolismo se producen la fotosíntesis y la quimiosíntesis. La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos de las plantas y la quimiosíntesis se lleva a cabo en el interior de las bacterias.
En el catabolismo se producen la respiración celular y la fermentación. La fermentacion se produce en el citosol y la respiracion celular se produce en las mitocondrias y en el citosol.
6.- Un proceso celular en eucariota genera ATP y NADPH (H) con producción de oxí-
geno 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 acíclica de la fotosíntesis. El ATP es utilizado para la formacion de moleculas organicas y el NADPH es procesado para formar mas ATP. Sí que participan los cloroplastos porque este proceso se lleva a cabo en sus tilacoides.
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 respiración celular se produce en las cianobacterias, angiospermas, algas eucariotas, helechos y hongos.
La fotosíntesis oxigénica se produce en las angiospermas, algas eucariotas, cianobacterias y helechos.
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 un proceso por el que se genera materia orgánica gracias a la luz del sol y materia inorgánica.
Los sustratos necesarios son agua, luz solar y materia inorgánica.
Los productos que se obtienen son oxígeno y materia orgánica.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosinté-
tico global.
La fase luminosa se divide en dos fases:
En la fase acíclica la luz solar incide en el fotosistema II donde 2 fotones son captados por el pigmento clorofila 680 y al excitarse genera 2 electrones donde el primer aceptor los transporta a una cadena transportadora de electrones y despues son cedidos al fotosistema I. La clorofila P700 del fotosistema I cede 2 electornes al primer aceptor de electrones, los cuales son repuestos por la cadena transportadora de electrones. Despues el primer aceptor de electrones transfiere electrones a la cadena transportadora para dintetizar NADPH. Finalmente se genera 1 ATP por cada 3 protones.
En la fase cíclica solo se produce la fotofosforilacion del ADP y solo interviene el fotosistema I. Dos fotons inciden al fotosistema I y cede dos electornes al aceptor primario formando una cadena transportadora de electrones. Finalmente pasan por una ATP-sintetasa y se forman 2 ATP.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Organismo que elaboran materia organica compleja mediante la energía producida por la oxidación de compuestos inorgánicos. Un ejemlo de organismo autotrofo quimiositetico son las bacterias
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización.
Los complejo antena y el centro de reaccion son estructuras que forman los forman los fotosistemas. El complejo antena contiene los pigmentos fotosinteticos que capatan energia luminosa y transmiten la energía al centro de reacción. El centro de reacción transfiere los electrones al primer aceptor de electrones de la cadena transportadora de electrones gracias al pigemento diana.
15.- Compara: a) quimisíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación.
En la quimiosíntesis la energía se obtiene de reacciones de oxidacion y en la fotosíntesis se obtiene de la luz del sol. Ambos son procesos anabólicos en los que se forma materia orgánica compleja a partir de materia inorgánica sencilla.
La fosforilación oxidativa y la fotofosforilación se diferencian en que la fotofosforilación se produce en la
fotosíntesis y la fosforilación oxidativa en la cadena respiratoria de
la respiración celular. Ambos son procesos en los que se generar ATP con el paso de electrones por las ATP-sintetasas.
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 catabó-
lico. Razona la respuesta.
Es un proceso anabolico porque sintetiza moleculas complejas como la lactoalbumina a partir de los aminoacidos de la hierba que son moleculas mas sencillas.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
Se genera en las crestas mitocondrias o en los tilacoides de los cloroplastos por fosforilación a nivel de sustrato o fotofosforilación respectivamente.
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 como catalizador de varias reacciones.
El acetil-CoA se origina cuando una molécula de coenzima A acepta un acetil. Se forma en el catabolismo de aminoácidos y en el anabolismo de lípidos.
El acetil-CoA interviene en varias rutas metabólicas como la glucólisis, la gluconeogénesis, el ciclo de Krebs, 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 gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto inestable de 6 átomos de carbono el cual se disocia en dos moléculas con tres átomos de carbono que se transforma en gliceraldehído-3-fosfato.
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 y se da en la glucólisis.
La fotofosforilación es un proceso en el que se obtiene H20 y ATP a
partir de ADP y se produce en la fase luminosa cíclica y acíclica de la
fotosíntesis y se da en la fase luminosa 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?.
Por cada vuelta en la hélice de Lynen se pierden dos átomos de carbono y se obtiene un FADH2 y un NADH.
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 principal molécula común en las rutas metabólicas es la dihidroxicetona-3-fosfato. O su destino final será la glucólisis para formar ácido pirúvico y pasar al ciclo de Krebs para formar ATP o sintetizara glucosa
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El ciclo de Calvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis . Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, y consiste en utilizar las moléculas de ATP y NADPH provenientes de la fase luminosa para sintetizar moléculas orgánicas complejas.
Dentro de este ciclo se distinguen dos procesos: la fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato a traves 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.
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?
b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Boxidación, indica:
- Los productos finales e iniciales.
- Su ubicación intracelular.
Se origina en la glucólisis y en el catabolismo de lípidos y de aminoácidos, y se utiliza durante el ciclo de Krebs y la Hélice de Lynen.
En la glucogénesis el producto inicial es el ácido pirúvico y el producto final es la glucosa y tiene lugar en las mitocondrias y la matriz. En la fosforilación oxidativa el producto incial es ADP+P y el final ATP y se produce en la membrana interna mitocondrial y crestas mitocondriales. En la b-oxidación los productos iniciales son NAD+, FAD+ y los finales acetil-CoA, NADH y FADH2 y se produce en la matriz mitocondrial.
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).
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).
El metabolismo es el conjunto de procesos de los que se obtiene la materia y energía necesarias para realizar funciones vitales. El catabolismo es la degradacion de moleculas complejas en otras mas sencillas donde se obtiene energia. El anabolismo es la creacion de materiales complejos a partir de materia mas sencilla. Ambas son necesarias para que la celula obtenga energia y forme los productos necesarios para su funcionamiento. Un ejemplo de ruta es la glucólisis donde el producto inicial es la glucosa y el final es el ácido pirúvico. Otro ejemplo es el ciclo de Krebs cuyo producto inicial es el ácido oxalacético + ácido pirúvico y los finales son 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP
Intervienen los cloroplastos y las mitocondrias. Los cloroplastos participan en la fotosíntesis y las mitocondrias en el ciclo de Krebs y la respiración celular.
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?
El metabolismo es el conjunto de procesos de los que se obtiene la
materia y energía necesarias para realizar funciones vitales. El
catabolismo es la degradacion de moleculas complejas en otras mas
sencillas donde se obtiene energia. El anabolismo es la creacion de
materiales complejos a partir de materia mas sencilla.
Estos procesos son reversibles ya que los productos de unas reacciones pueden llevar a cabolas rutas metabólicas de otros.
El ciclo de Krebs es una encrucijada de ambas rutas ya que algunos productos que se obtienen pueden dar lugar a proceso catabolicos o anabolicos.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica
Es un proceso anabólico en el que se sintetiza materia orgánica a partir de la energía de reacciones de oxidacion. Es importante ya que
es la base de la cadena trofica de algunos ecosistemas porque algunas bacterias no pueden realizar la fotosíntesis.
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 formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
1- CO2, 2- Gliceraldehído-3-fosfato, 3- ADP, 4- ATP, 5- NADPH, 6- NADP+, 7- H2O, 8- O2
El ATP y el NADP+ se forman en el estroma. El ciclo de Calvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis en los estromas del cloroplasto.
Este ciclo consite en la sintesis de carbono y dentro se distinguen dos procesos: la fijación de CO2 a la ribulosa-1,5-difosfata por medio de la enzima rubisco y la reducción del CO2 fijado mediante el consumo de ATP y NADH
46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos 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
más pequeñas 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 de estroma, 5- ADN, 6- estroma con ribosomas, 7- tilacoide de grana
En la fase luminosa se producen los ATP y NADPH necesarios en la fase oscura para sintetizar moléculas orgánicas. En la fase acíclica se obtienen 16 ATP y 12 NADPHy en la cíclica 2 ATP
No porque la teoría endosimbiótica explica la formación de mitocondrias y cloroplastos a partir de bacterias fagocitadas.
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.
1- espacio intermembranoso, 2- membrana interna, 3- membrana externa, 4-
tilacoide de estroma, 5- ADN, 6- estroma con ribosomas, 7- tilacoide de
grana
La glucosa del interior del cloroplasto se produce por medio de la amilogenesis donde se sintetizan almido a partir de glucosa-6-fosfato.
Las tres similitudes son que ambos son orgánulos de los que se obtiene energía, ambos se encuentran solo en células eucariotas y ambos presentan una cadena transportadora de electrones.
