Preguntas de metabolismo celular

Preguntas de selectividad de metabolismo celular

1)Describa la fase luminosa de la fotosíntesis.

La fase luminosa ocurre en presencia de la luz, en la membrana tilacoidal y en ellas unas moléculas foto rreceptoras captan la energía de la luz y la transforman en energía química(ATP y NADPH).

Se puede realizar de dos formas:

-Transporte aciclico:se inicia con la llegada de fotones al fotosistema II. Excita a su pigmento diana P680 que pierde tantos electrones como fotones absorbe. Tras esta excitación existe un paso continuo entre moléculas capaces de ganar y perder esos electrones. Para reponer los electrones que perdió el pigmento P680 se produce la hidrólisis de agua (fotolisis del agua), desprendiendo oxígeno. Este proceso se realiza en la cara interna de la membrana de los tilacoides. Por último, los electrones son introducidos en el interior del tilacoide por el citocromo b-f y crean 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 (fosforilación del ADP). Por otro lado los fotones también inciden en el PSI; la clorofila P700 pierde dos electrones que son captados por aceptores sucesivos. Los electrones que la clorofila pierde son repuestos por la Plastocianina que lo recibe del citocromo b-f. Al final los electrones pasan a la enzima NADPreductasa y se forma NADPH (fotorreducción del NADP). 

-Transporte cíclico:Solo participa el PS I, no se produce reducción del NADP, No hay fotólisis del agu ni desprendimiento de O2 a la atmósfera, se produce síntesis de ATp gracias a la translocación de H por el complejo cit bf.

2)El metabolismo fermentativo está íntimamente ligado a numerosos procesos biotecnológicos. Exponga brevemente un proceso biotecnológico que utilice la fermentación llevada a cabo por células eucariotas.

-La fermentación alcohólica: es un proceso biotecnológico realizado por levaduras. El piruvato sufre una doble reacción, en primer lugar se descarboxila dando acetaldehído, en segundo lugar, el acetaldehído se reduce a etanol al aceptar los electrones del NADH producido por la glucolisis.

3)La ingestión de metanol (HCH2OH) es muy peligrosa, porque el metanol, aunque por sí mismo no es tóxico, experimenta dentro del organismo una transformación enzimática. La intoxicación por metanol puede combatirse haciendo que la persona afectada tome mucho etanol (CH3CH2OH), una sustancia parecida al metanol. Indique una posible causa del efecto protector que el etanol ejerce sobre la intoxicación por metanol.

4)Explique qué son las fermentaciones y exponga un tipo concreto de fermentación.

Es una ruta metabólica que ocurre en el citosol, mediante la que las células obtienen energía en condiciones anaeróbicas (el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico y no el O2), por oxidación parcial de compuestos orgánicos (sobre todo glúcidos).
Un tipo de fermentación sería la fermentación láctica donde el piruvato se reduce hasta ácido láctico, al aceptar los electrones del NADH producido en la glucólisis; es una reacción catalizada por la enzima "Lactato Deshidrogenasa".

6)Indique cuáles son los productos finales de la degradación de la Glucosa:
a) por vía aerobia.

b) por vía anaerobia.Explique razonadamente cuál de las dos vías es más rentable energéticamente así como su aplicación industrial.




7)El ATP es fundamental para las células: ¿Por qué?, ¿En qué orgánulos celulares se produce la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación?. ¿En qué procesos metabólicos se integran?. Explique las características comunes a ambos procesos.

El ATP es fundamental para las células porque es una energía utilizable para fabricar sus componentes celulares y realizar sus funciones vitales.
La fosforilación oxidativa se produce en la membrana mitocondrial interna y la fotofosforilación en la membrana tilacoidal.
La fosforilación oxidativa se integra en el catabolismo y la fotofosforilación en el anabolismo.
Las características comunes son la síntesis de ATP a favor de gradiente.

8)Si se inhibe la cadena transportadora de electrones de la mitocondria, ¿cómo se afectarían al transporte activo y al transporte pasivo?. ¿Y si se aumenta la Tª hasta 60 ºC?. Razone las respuestas.

El transporte activo no se llevaría a cabo porque requiere ATP y el transporte pasivo no se afectarían porque estos procesos no requieren energía.
Si se aumenta la temperatura se desnaturaliza los transportadores y afectaría tanto al transporte activo como al pasivo.

9)Defina en qué consiste la fosforilación oxidativa, cómo se produce y dónde se realiza.

Consiste en la oxidación de nutrientes para producir ATP, se produce a través del transporte electrónico, la formación del gradiente quimiosmótico y la síntesis de ATP y se realiza en la membrana mitocondrial interna.

10)Explique qué es la quimiosíntesis, qué organismos realizan dicho proceso y su importancia biológica.

 La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación. Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos. Todos son bacterias. Son microorganismos que cierran los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta y devolviendo al sustrato las sustancias procedentes de la oxidación de materia de descomposición de los organismos muertos. De este modo, los restos de los seres vivos se transforman en sales minerales de nitrógeno o azufre que pueden ser de nuevo absorbidas por los vegetales. 

11)Razone detalladamente si es posible que una planta asimile CO2 en ausencia de luz.

Sí asimilando el  CO2 en ausencia de luz porque el CO2 utiliza la energía (ATP y NADPH) producida antes en la fase luminosa de la fotosíntesis.

12)Defina los conceptos de catabolismo y anabolismo e ilústrelo con un ejemplo. Describa dos modalidades de fosforilación e indique dónde se realizan.


13)En algunas ocasiones, cuando se almacenan patatas en condiciones de humedad, la parte del tubérculo que ha estado en contacto con el agua presenta cierto sabor dulce. Explique razonadamente el hecho describiendo el proceso bioquímico que podría haber ocurrido.


14)Para fabricar un litro de yogur se añade a un litro de leche una pequeña cantidad de yogur y tras mezclar bien, se mantiene alrededor de 8 horas a 35-40 ºC. ¿Qué proceso bioquímico se produce cuando se incuba la leche y el yogur?. ¿Quién realiza este proceso?. ¿Qué ocurre si se esteriliza el yogur antes de añadirlo a la leche?. ¿Y si se incuba 8 horas a 0 ºC?. Razone las repuestas.

El proceso químico  es la fermentación láctica.Este proceso lo realizan las bacterias lácticas, lactobacillus.
Si se estirila el yogur antes de añadirlo a la leche se matan las baterias y no se produce la fermentación.
Si se incuba 8 horas a 0 ºC tampoco se produce la fermentación ya que la temperatura no es adecuada para el crecimiento de la bacteria.

15)En algunas células eucariotas, la glucosa puede oxidarse totalmente o sufrir una degradación parcial. Exponga razonadamente la causa de que esto ocurra y las ventajas, si existen, para una y otra circunstancia.

La presencia del oxígeno permite degradar totalmente la glucosa y obtener, por tanto, un mayor rendimiento energético. En ausencia del mismo, el proceso anaeróbico no permite la oxidación total y se obtendrá menos energía.

16)Indique los sustratos que intervienen en cada fase de la fotosíntesis y los productos que se obtienen en las mismas. Localícelos dentro del cloroplasto. Exponga la importancia biológica de este proceso.

En la fase luminosa: agua, ADP, P y NADP+ y de la fase oscura: dióxido de carbono, ribulosa, ATP y NADPH.
Productos de la fase luminosa: oxígeno, electrones, ATP y NADPH y de la fase oscura: glucosa ADP y NADP+.
La fase luminosa se produce en la membrana tilacoidal y la fase oscura en el estroma.
Su importancia biológica se debe a que transforma la energía luminosa en energía química, libera oxígeno.

17)Describa tres características de los procesos fermentativos. Exponga algún ejemplo de fermentación y de su posible uso industrial.

Proceso anaeróbico porque no necesita oxígeno, la degradación de la molécula no es completa y se obtiene poca enenrgía.
Fermentación láctica para la fabricación de yogur.Fermentación alcohólica para la fabricación de bebidas alcoholicas.

18)Durante la fotosíntesis se producen muchas reacciones enzimáticas. Al aumentar la Tª se incrementa la intensidad fotosintética; sin embargo, las altas Tª pueden disminuir el rendimiento de la fotosíntesis. De una explicación razonada de estos hechos.

Es un proceso metabólico la intensidad fotosintética aumenta con la temperatura hasta un máximo si se sigue aumentando la temperatura se produciría la desnaturalización de las enzimas fotosintéticas.

19)Indique cuáles son las etapas del metabolismo de los glúcidos en una célula eucariota. ¿En qué partes de la célula se produce el piruvato?. ¿Cuál es el destino del piruvato y qué transformación sufre en condiciones aerobias?. ¿Y en condiciones anaerobias?. Responda razonadamente


-Metabolismo: degradación de polisacáridos, glucolisis, vía de la respiración celular o vía de las fermentaciones.
-El piruvato se produce en el citosol.
-El destino del piruvato es la mitocondria y la transformación que sufre en condiciones aerobias es transformación en Acetil-CoA.
-El destino del piruvato es el citosol y en condiciones anaerobias vía de las fermentaciones alcohólicas en láctica.

20)¿Por qué es tan peligroso entrar en una bodega cuando se está produciendo la fermentación del mosto?. Razone la respuesta.

Porque la fermentación alcohólica produce, a partir de Glucosa, Etanol y Dióxido de Carbono.Lo que  resulta letal para el ser humano (y para cualquier animal) y no es posible detectarlo por el olor ni tampoco tiene un “color” especial. En una atmósfera enriquecida con este gas es imposible respirar y una vela encendida (que consume oxígeno) se apagaría. Si se entra en una bodega con una vela encendida y esta se apaga, habría que salir inmediatamente de allí por el peligro cierto de morir asfixiado.

21)En relación con las gráficas adjuntas, conteste:
a) ¿Qué efecto tiene el tiempo de iluminación sobre el rendimiento fotosintético?. ¿Y la concentración de oxígeno en el medio?. Explique para qué sirve la energía luminosa absorbida por las clorofilas.

El efecto que tiene el tiempo de iluminación sobre el rendimiento fotosintético es el aumento de la actividad fotosintética.
El efecto de la concentración de oxígeno en el medio es la modificación  del rendimiento fotosintético.
La energía luminosa absorbida por las clorofilas  sirve para la fotólisis del agua, reducción del NADP+ y la fotofosforilación.


b) ¿Qué efectos tiene la concentración de CO2 sobre el rendimiento fotosintético?. ¿Y la intensidad luminosa?. Indique en qué orgánulo se lleva a cabo la fotosíntesis y localice, dentro del mismo, dónde tiene lugar las distintas etapas del proceso.

El efecto que tiene la concentración de CO2 sobre el rendimiento fotosintético es el aumento de la actividad fotosintética hasta un máximo.
Con la intensidad luminosa aumenta la actividad fotosintética.
La fotosíntesis se lleva a cabo en el cloroplasto, la fase luminosa en el tilacoide y la fase oscura en el estroma.

22)La fase oscura de la fotosíntesis puede realizarse en ausencia de luz. ¿Tiene algún límite la fijación del CO2 en esta situación?. Razone la respuesta.

Sí tiene límite la fijación del CO2 en la fase oscura, en el momento que no haya  ni ATP ni NADPH debe realizarse la fase luminosa para la creación de ATP y NADPH necesaria para la realización de la fase oscura.

23)Siendo la fermentación láctica un proceso anaeróbico que llevan a cabo ciertos microorganismos, ¿cómo es posible que en determinadas condiciones se realice en el tejido muscular?. Razone la respuesta.

Es posible que se realice en el tejido muscular durante un ejercicio intenso o prolongado en los que el aporte de oxígeno es insuficiente  para realizar la respiración aeróbica, lo que condiciona que el ácido pirúvico se transforme en ácido láctico.

24)Indique la localización intracelular de la glucólisis. ¿De qué moléculas se parte y qué moléculas se obtienen?. ¿Qué rutas metabólicas puede seguir el producto de la glucólisis?. Indique cuales son los compuestos iniciales y los productos finales de cada una de estas rutas.

-La glucólisis se localiza en el citosol.
Se parte de las moléculas: glucosa, NAD+, ADP y Pi y se obtienen: piruvato, NADH+H+ y ATP.
-Las rutas metabólicas que puede seguir el producto de la glucólisis son: fermentaciones (anaeróbicas) y ciclo de Krebs (aeróbica).
El producto inicial de las fermentaciones es el piruvato y los productos finales son lactato o etanol y NAD+.
-Los productos iniciales del ciclo de Krebs son acetil-CoA y oxalacético y los productos finales son CO2, NADH+H+, FADH2 y ATP.

25)Defina y diferencie fotosíntesis y quimiosíntesis. Explique brevemente la fase dependiente de la luz de la fotosíntesis.

-La fotosíntesis permite que las células capten la energía luminosa del sol y la transformen en energía química, es realizada por células vegetales.
-La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación, es realizada por bacterias.
-En los procesos que dependen de la luz cuando un fotón es capturado por un pigmento fotosintético, se produce la excitación de un electrón, el cual es elevado desde su estado basal respecto al núcleo a niveles de energía superior, pasando a un estado excitado. Después de una serie de reacciones de oxido-reducción, la energía del electrón se convierte en ATP y NADPH. En el proceso ocurre la fotólisis del agua y el transporte de electrones puede ser no cíclico y cíclico.

26) En relación con la gráfica adjunta que representa la variación del contenido de oxígeno en un cultivo de algas, responda las siguientes cuestiones:
a) ¿A qué se debe el aumento y disminución del contenido de oxígeno a lo largo del tiempo?. Indique los comportamientos celulares que intervienen en la modificación de la concentración de oxígeno en el medio. ¿Se obtendría la misma gráfica si se cultivaran células animales?.

El aumento de oxígeno se debe a la fotosíntesis y la disminución a la respiración.
Los comportamientos celulares que intervienen en la modificación de la concentración de oxígeno en el medio es en la fotosíntesis los cloroplastos y en la respiración las mitocondrias.
No se obtendría la misma gráfica si se cultivaran células animales ya que al  no contener cloroplastos no realizarían fotosíntesis.

b) Describa el proceso celular que aumenta la concentración de oxígeno en el medio.

- El proceso celular que aumenta la concentración de oxígeno en el medio es la fotosíntesis oxigénica acíclica en el que tras incidir la luz sobre el fotosistema I, la clorofila del P700 cede un electrón de NADP+ que se reduce a NADPH. La clorofila queda oxidada y debe recuperar el electrón para volver a ser funcional. El electrón lo recibe como como resultado de la iluminación del PS II que provoca la excitación y emisión de electrones que viajan por la cadena transportadora hasta la clorofila del PS I. Pero claro, ahora la clorofila PS II queda oxidada y debe,por tanto, volver a reducirse; ello se produce por la rotura de una molécula de agua que origina la cesión de electrones al PSII, la liberación de H+al espacio intratilacoidal y la luberación de O2 a la atmósfera.
27)Defina qué son las fermentaciones. Indique dos tipos de células que la realizan y en qué lugar de las mismas se llevan a cabo. Analice su rentabilidad energética en comparación con el proceso de respiración celular.


Son rutas metabólicas que ocurren en el citosol, mediante la que las células obtienen energía en condiciones anaeróbicas por oxidación parcial de compuestos orgánicos.
Dos tipos de células que la realizan son bacterias y células vegetales y se lleva a cabo en el citoplasma.
Su rentabilidad energética en comparación con el proceso de respiración celular es menor porque la oxidación no es total.
28)En relación con el esquema adjunto, responda las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué nombre reciben los procesos 1 y 2?. ¿En qué lugar de la célula se desarrollan dichos procesos?. Describa el destino del piruvato en anaerobiosis.

El proceso 1 es la glucólisis y el 2 es la respiración celular.
La glucolisis se desarrolla en el citoplasma y la respiración celular en la matriz mitocondrial.
El destino del piruvato en anaerobiosis es la fermentación en una etapa de reducción donde el piruvato obtenido en la glucolisis se reduce mediante la oxidación de los 2 NADH obtenidos también en a glucolisis.

b) Describa brevemente el proceso 2 nombrando los compuestos iniciales y los productos finales, e indicando el destino de estos últimos.

Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, asociada a la fosforilación oxidativa.

Los compuestos iniciales son acetilCoA y los productos finales son 24 ATP.

El destino del ATP es la obtención de energía.

29)Si se inhibe la cadena transportadora de electrones en la mitocondria, ¿cómo se afectarían la difusión simple, la difusión facilitada y el transporte activo?. ¿Y si se aumenta la Tª hasta 60 ºC?. Razone las respuestas.

La difusión simple y la facilitada no se afectarían porque no requieren un aporte energético, a diferencia del transporte activo que, al requerir un aporte de ATP, no se llevaría a cabo.

La elevación de la temperatura desnaturaliza a las proteínas , por lo que desnaturaliza a los transportadores y, por tanto, no se podría producir ni el transporte activo ni la difusión facilitada.

30)En un recipiente cerrado herméticamente se están cultivando levaduras utilizando glucosa como fuente de energía. Se observa que cuando se agota el oxígeno aumenta el consumo de glucosa y comienza a producirse etanol. ¿Por qué aumenta el consumo de glucosa al agotarse el oxígeno?. ¿Qué vía metabólica estaba funcionando antes y después del consumo total de oxígeno?. Razone las respuestas.

Aumenta al agotarse el oxígeno porque la fermentación es menos rentable.

La vía metabólica que estaba funcionando antes del consumo total de oxígeno es la respiración celular y después la fermentación alcohólica.

31)La gráfica representa la variación de la glucosa en un cultivo celular en condiciones anaeróbicas y en el que en un momento dado se añade O2 al medio. Responda razonadamente las siguientes cuestiones:

a) Antes de añadir oxígeno, ¿qué proceso metabólico es responsable de la disminución de glucosa en el medio?. ¿Qué proceso metabólico se inicia cuando se añade el oxígeno?. Indique los compartimentos celulares donde se desarrollan los procesos aludidos. Describa el orgánulo que participa en el consumo de oxígeno en la célula.

El proceso metabólico responsable de la disminución de la glucosa en el medio antes de añadir oxígeno es la glucolisis y la fermentación.

El proceso metabólico que se inicia cuando se añade el oxígeno es la respiración celular.

Los compartimentos celulares donde se desarrollan los procesos aludidos son citosol y mitocondria.

El orgánulo que participa en el consumo de oxígeno en la célula es la mitocondrisa.

Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales.

b) Describa el proceso metabólico que utilizan las células para obtener energía en ausencia de O2.

La fermentación es una ruta metabólica que ocurre en el citoplasma, mediante la que obtienen energía en condiciones anaeróbicas por oxidación parcial de compuestos orgánicos; la síntesis de ATP se produce por fosforilación  a nivel de sustrato.
La glucólisis es un ruta que ocurre en el citosol y que consiste en la secuencia de 10 reacciones metabólicas, en las que, a partir de una molécula de glucosa se obtienen dos piruvatos y 2 ATP.

32)En la alimentación se utiliza habitualmente azúcar blanco que está constituido por sacarosa. Su utilización exige una adecuada higiene bucal para evitar corrosiones ácidas del esmalte dental conocidas como caries. Explique razonadamente el proceso que provoca la aparición de estos ácidos corrosivos a partir de la sacarosa.

La corrosión es provocada por la metabolización de los residuos de la sacarosa por parte de la flora bucal en condiciones de anaerobiosis y/o fermentativas.

33)Indique dos fuentes energéticas para el metabolismo de los seres vivos. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación.

Dos fuentes energéticas para el metabolismo de los seres vivos son la luz y los compuestos químicos.

La fosforilación oxidativa es el flujo de electrones conducidos a través de las proteínas que constituyen la cadena transportadora de electrones hasta el oxígeno, a la vez que hay un gradiente de protones cuya energía es utilizada para la síntesis de ATP.

La fotofosforilación es el flujo de electrones que proceden de los fotosistemas al excitarse por la acción de la luz y son conducidos a través de diferentes aceptores hasta el NADPH a la vez que hay un gradiente de protones cuya energía es utilizada para la síntesis de ATP.

34)Se ha podido comprobar que la intoxicación experimental con alcohol etílico puede causar la degradación de la mitocondria comenzando por su membrana interna. Exponga razonadamente por qué en esta situación no se produce síntesis de ATP.

No se produce síntesis de ATP porque los procesos de transporte electrónico y fosforilación oxidativa tienen lugar en la membrana mitocondrial interna.

35)En relación con la imagen adjunta, conteste a las cuestiones:
a) ¿Qué vía metabólica corresponde al conjunto de reacciones que transforman la glucosa en ácido pirúvico?. ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en etanol?. ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en lactato?. Indique el nombre de la molécula señalada con el nº1 y el de la vía metabólica señalada con el nº2.

El conjunto de reacciones que tranforman la glucosa en ácido pirúvico es la glucólisis y las que transforman el ácido pirúvico en etanol es la fermentación alcohólica y las que transforman el ácido pirúvico en lactato es la fermentación láctica.
La molécula número 1 es el Acetil CoA y el número dos es el ciclo de Krebs.

b) Explique razonadamente cuál de los tres destinos de ácido pirúvico será más rentable en la célula desde el punto de vista de la obtención de energía. Indique el destino del CO2, FADH2 y NADH. Defina los términos catabolismo y anabolismo.

La respirción celular sería la forma más rentable para ibtener energía ya que el piruvato se oxida completamente y permite por tanto una mayor obtención de energía.
El destino del CO2 es la salida al exterior celular y el FADH y NADH su destino es la cadena de transporte eléctrico.
El catabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los que las células sintetizan moléculas inorgánicas a partir de otras moléculas orgánicas más complejas, lo que conlleva liberación de ATP.
El anabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los que la célula  sintetiza moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Este proceso requiere ATP.

36)Defina los siguientes procesos: glucólisis, fermentación, fosforilación oxidativa, B-oxidación y fotosíntesis. Indique qué tipo de células eucariotas y en qué lugar de las mismas se realiza.

-Glucólisis, es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula, la realizan todas las eucariotas, en el citoplasma.
-Fermentación, es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico, las células animales y algunos microorganismos, en el citoplasma.
-Fosforilación oxidativa, es una ruta metabólica que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir ATP, las células de todos los organismos aeróbicos, mitocondrias.
-B-oxidación, es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descomponga por completo en forma de moléculas acetil-CoA para generar ATP, las células animales, mitocondrias. 
-Fotosíntesis, proceso de transformación de materia inorgánica en orgánica gracias al aprovechamiento de la energía lumínica del Sol, las células vegetales, cloroplastos.