El catabolismo es un tipo de reacción metabólica que se caracteriza por ser un conjunto de reacciones de oxidación, reacciones de degradación, en la que a partir de varios sustratos a menudo se llegan a productos muy parecidos por eso se dice que sus vías metabólicas son convergentes.
En este tema hemos visto las características, tipos y clasificación de las enzimas.
Y la respiración celular, la fermentación y el catabolismo de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Aquí os dejo mis apuntes.
Hola a todos. En esta entrada he subido un esquema general del catabolismo y de las enzimas.
El esquema comienza por unos breves aspectos sobre el metabolismo como su definición las rutas metabólicas etc
Tras esto he tratado todos los aspectos de las enzimas así como las diferencias entre los catalizadores y estas, porque están formadas, la actividad enzimática, también he hablado del cetro activo, la especificidad de estas y otro aspectos fundamentales.
Por último, he hablado del catabolismo y dentro de este he diferenciado entre la respiración hablando de la glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria.
También de la fermentación tratando los diferentes tipos de esta, donde se leva a cabo, que función desempeñan los cofactores y en que condiciones se lleva a cabo.
y para acabar del catabolismo de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Preguntas del metabolismo
7.- ¿Qué es el ATP? ¿Qué misión fundamental cumple en los organismos? ¿En qué se parece(químicamente a los ácidos nucleicos? ¿Como lo sintetizan las células (indicar dos procesos).
Adenosín-trifosfato (ATP) es un nucleótido,que actúa en el metabolismo como moneda energética, almacenandola y cediéndola gracias a sus dos enlaces esterfosfóricos.
El ATP se puede sintetizar de dos formas:
Fosforilación a nivel de sustrato: Cuando se produce la rotura de los enlaces de una molécula rica en energía, esto ocurre por ejemplo: en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.
Fosforilación oxidativa: Esto sucede en las crestas mitocondriales, tras la degradación de la glucosa en la glucólisis pasa al ciclo de Krebs, por último, los NADH y FADH2 obtenidos anteriormente pasan a la cadena transportadora de electrones donde, tras una serie de sucesos, los protones se acumulan en el espacio intermembranoso. Posteriormente pasarán a la matriz mitocondrial a través de una proteína llamada ATP sintetasa, gracias a la cual obtenemos ATP.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de «Metabolismo», indicando su función biológica.
Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que producen la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener la energía y la materia necesaria para realizar las 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, necesita mitocondrias ya que aunque sea fotoautótrofa y sea capaz de realizar la fotosíntesis también tiene que respirar la célula sino morirá.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos.
Verdadero, ya que las células eucariotas no realizan la fotosíntesis pero sí la respiración.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos.
Verdadero, ya que este tipo de bacterias no presentan estos orgánulos.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas.
Verdadero, porque llevan a cabo una serie de reacciones pero no la fotosíntesis.
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 el ATP se encarga de almacenar y transportar energía, cuando rompemos losa enlaces de ATP se libera la energía contenida en los enlaces de este nucleótido y se pierden grupos 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.
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 respirando ya que por cada glucosa se obtienen 6 moléculas de CO2. Dos al transformar el Ácido pirúvico en Acetil-CoA , y otras dos por cada vuelta en el ciclo de Krebs (4). La finalidad es obtener energía suficiente para realizar las funciones vitales. Participa la matriz mitocondrial porque al atravesarla se libera el CO2, mencionado anteriormente. Participan las crestas mitocondriales, ya que es donde se produce el segundo proceso de la respiración celular: 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?.
La ruta metabólica que se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético es el ciclo de Krebs, en la condensación del acetil-CoA es NADH. EL ciclo de Krebs se da en la matriz mitocondrial. Y por último, el acetil-CoA proviene de la transformación del Ácido Pirúvico y el Ácido oxalacético proviene del Malato compuesto resultante el final del ciclo de Krebs.
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?.
Al finalizar el ciclo de Krebs, por cada vuelta se habrán obtenido 3 NADH, 1 FADH y 1 AGP. Estas coenzimas resultantes no pueden utilizarse como fuente de energía, sino que antes han de transformarse en ATP. Para ello, tras dicho ciclo, estas sustancias pasan a la membrana mitocondrial interna para comenzar la segunda etapa de la respiración celular: La cadena transportadora de electrones.
Los electrones son transportados a través de un complejo de seis proteínas ( I, II, III, IV, ubiquinona y citocromo). A su vez, los protones vuelven a la matriz mitocondrial y atraviesan unas enzimas denominadas ATP-sintetasas, El movimiento da lugar a la formación de ATP. Dos por cada FADH y tres por cada NADH. A este último proceso se le conoce como fosforilación oxidativa. Por lo tanto, se deduce que la función de la cadena transportadora de energía es obtener ATP (36 en células eucariotas y 38 en procariotas) Esta cadena existe para que la respiración celular sea eficaz y se pueda obtener de ella energía, y se localiza en las crestas mitocondriales.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
Debido al transporte de electrones en la cadena respiratoria, donde pierden energía por lo que salen protones al exterior y posteriormente atraviesan las ATP-sintetasas produciendo ATP.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP: a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?. b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
Son moléculas oxidadas (coenzimas.) No forman parte de ADN ni ARN, sino que constituyen la parte no proteica de las enzimas (cofactor)
Se relacionan con el metabolismo celular en que son las moléculas que almacenan y transportar la energía liberada en las reacciones que lo conforman.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
la degradación de la glucosa consta de tres partes:
Glucolisis obtiene 4 moléculas de ATP y se pierden 2 ATP al añadir a la glucosa y a la fructosa grupo fosfatos. Además en la glucólisis también se obtiene 2 NADH multiplicada por 3 en la cadena respiratoria obteniendo así 6 moléculas de ATP más.
Después, en el paso de ácido pirúvico a acetil-CoA se obtienen 2 NADH multiplicada por 3 en la cadena respiratoria obteniendo así 6 moléculas de ATP. A continuación, ocurre el ciclo de Krebs en el que se obtiene 2 GTP multiplicado por uno en la cadena respiratoria obteniendo 2 ATP, 6 NADH multiplicada por 3 en la cadena respiratoria obteniendo así 18 moléculas ATP.
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.
El rendimiento completo de la oxidación de la glucosa es de 36-38 ATP dependiendo de si es una célula eucariota o procariota. En cambio, en la fermentación sólo se obtienen 2 ATP ya en esta solo se da la glucólisis y las coenzimas resultantes en forma reducida se usan para volver a realizar la fermentación transformandolas en su forma reducida.
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?.
El lugar donde se produce la cadena transportadora de electrones es en las crestas mitocondriales. El papel del oxígeno en dicha cadena es el de ser el aceptor de electrones. Esto se lleva a cabo en todos los seres vivos con el fin de obtener la energía necesaria para realizar las 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 que ocurren en este proceso son reacciones catabólicas, de oxidación y el aceptor final de electrones es en oxígeno.
El acertil-CoA (4C) se une al ácido oxalacético (2C) formando ácido cítrico (6C) a lo largo de este proceso se van perdiendo CO2 perdiendo así carbonos hasta llegar de nuevo al ácido oxalacético. En este proceso obtendremos 1 GTP, 3 NADH y 1 FADH2 por vuelta.
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 importantes en la industria debido a las fermentaciones que llevan a cabo. La fermentación tiene bajo rendimiento energético, pero es esencial en la preparación de quesos, yogures etc. (fermentación láctica) o el alcohol (fermentación etílica). Así también, muchos medicamentos son producto de fermentaciones, como por ejemplo algunos antibiótico.
43. Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
las diferencia entre la respiración celular y la fermentación es:
1.Ácido pirúvico
2.Acetil-coA
3.ADP
4.ATP
5.NADH
6.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 fotosíntesis, la glucólisis y la entrada de lípidos a la membrana plasmática.
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?
En el catabolismo de los lípidos obtenemos acetil-CoA por vuelta.
48. El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura.
a) Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
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 transportadora de electrones, en que tiene mucha importancia la ATP-sintetasa y los complejos proteicos ya que estos reducen las coenzimas liberando protones en el espacio intermembranoso y posteriormente atraviesan la ATP-sintetasa obteniendo ATP.
El ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
ARN y proteínas.
Biología 2º BAT 