Tema 13 2011

Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023

Tema 13: FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO.1. CONCEPTO DE METABOLISMO. TIPOS. CATABOLISMO Y ANABOLISMO. FASES. (s***)2. COENZIMAS QUE INTERVIENEN. Papel del ATP y NADH. Vías de obtención. (S)3. CATABOLISMO DE GLÚCIDOS

a. Visón General.b. Glucólisis. S(***)c. Respiración. S(***)

c.1. Descarboxilación del piruvato.c.2. Ciclo de Krebs.c.3. Cadena respiratoria. Fosforilación oxidativa.c.4. Balance energético.

d. Fermentaciones S***. d.1. Definición, tipos y balance energético.d.2. Diferencia con la respiración.d.3. Interés de la fermentaciones en la elaboración de vinos y quesos extremeños.

4. ANABOLISMO AUTÓTROFO.A. CONCEPTO DE ANABOLISMO. TIPOSb. FOTOSÍNTESIS.s***

a.1. Concepto. Pigmentos y Fotosistemas.a.2. Fase luminosa. Fotosfosforilación cíclica y no cíclica.a.3. Fase oscura.

c. QUIMIOSÍNTESIS. S**D. REGULACIÓN METABÓLICA.

CONTENIDOS MÍNIMOS.1. Concepto de metabolismo: catabolismo y anabolismo 2. Catabolismo de los glúcidos:

o Glicólisis: Descripción somera de la ruta (nombre de los compuestos, no las formulas, tipos de enzimas).

Explicar su fórmula general. Cuál es su finalidad. Donde se produce. Características de las dos fases. Explicar las reaccines con nombre de compuestos (sin fórmulas y nombre de enzimas).

o Fermentación: Concepto, tipos (fermentación alcohólica y láctica) y balance energético.

Es muy importante que entendáis la diferencia entre fermentación y respiración:- Aceptor de electrones.- Productos finales.- Energía obtenida.

También es importante que sepáis explicar la característica común de las fermentación: una primera etapa en la que se obtiene energía y se produce NADH, la glucólisis. Y una segunda etapa, diferente en cada tipo de fermentación en la que se reoxida el NADH a NAD. Se obtiene un producto reducido, ypor tanto no se obtine mucha energía.

o Reacciones previas al ciclo de Krebs. (Papel de la piruvatodescarboxilasa) ((Explicar la reacción)

o Respiración aerobia:

Ciclo de Krebs (Tipos de reacciones y tipos de enzimas) Cadena respiratoria: Fosforilización oxidativa

Es importante que dibujéis la estructura de la membrana interna de la mitocondria y el transporte de electrones. Qué expliquéis por qué se produce y la teoría quimiósmotica, por la que se produce un gradiente, que luego es aprovechado por ATPasa (explica su estructura) para

fabricar ATP.¿Cuál es su finalidad?Explica las diferencias con la fotofosforilación. Balance energético.

Haz un cuadro señalando el número de ATP que se forman en cada etapa.

Anabolismo autótrofo o Fotosíntesis

Conceptos de: fotosíntesis, clorofila y pigmentos accesorios, fotosistema. Explica bien el concepto de fotosíntesis. Su finalidad, dónde tiene lugar. Señala cómo están distribuidos

los Fase luminosa: Fotofosforilación no cíclica y cíclica.

Es importante que dibujéis la membrana tilaoidal con la posición de todos los transportadores. Explicar claramente el proceso con un dibujo.Explicar todas las semejanzas y diferencias entre la fosforilación (respiración) y la fotofosforilación ( fotosíntesis).Explicar las diferencias entre la fosforilación cíclica y la no cíclica y justificar la necesidad de ambas

.Fase oscura (Ciclo de Calvin): Descripción simplificada del proceso. Papel de la ribulosa 1-5 difosfatocarboxilasa o Quimiosíntesis (Concepto).

1. METABOLISMO. CONCEPTO . (S***)El METABOLISMO es el conjunto de reacciones químicas que sufren los nutrientes dentro de la

célula que conducen a la obtención de la materia y la energía necesaria para realizar los procesos

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 vitales y fabricar sus componentes. Se pueden distinguir dos etapas en el metabolismo una de degradación de la materia orgánica o CATABOLISMO y otra de construcción de la materia orgánica o ANABOLISMO:

a) CATABOLISMO. Es una fase DESTRUCTIVA. Tiene como FINALIDAD obtener :

Energía utilizable por la célula Poder reductor ( en forma de NADH o FADH2) para después utilizarla en otras

reacciones. Obtención de precursores metabólicos.

En el catabolismo las moléculas complejas: azúcares, lípidos y proteínas (ricos en energía) se rompen para dar moléculas más simples (CO2, H2O, NH3), liberándose en este proceso energía en forma de ATP. y poder reductor en forma de NADH o FADH2.

Las moléculas complejas que se destruyen en el catabolismo proceden bien directamente del exterior o de las reservas internas. Contienen la energía en sus enlaces químicos, que al romperse, liberan energía.

b) ANABOLISMO. Es una fase CONSTRUCTIVA en la que se construyen moléculas complejas (ricas

en energía) a partir de moléculas simples , utilizando el poder reductor y el ATP obtenido en las reacciones del catabolismo.

Las sustancias fabricadas bien forman parte del organismo (forman parte de los orgánulos celulares y los tejidos) o bien pueden almacenarse como fuentes de energía (ejm. el glucógeno, en el hígado, el almidón en las plantas, las grasas en el tejido adiposo)

El anabolismo y el catabolismo son procesos interconectados y simultáneos. El equilibrio entre ambos se mantiene gracias a la regulación del metabolismo.

CATABOLISMO ANABOLIMSO Son reacciones de degradación Son reacciones de oxidación Desprenden energía A partir de muchos sustratos sustratos

diferentes (gúcidos, lípidos , proteínas) se foman siempre los mismo productos (CO2, , agua..). Hay pues convergencia en los productos.

Son reacciones de síntesis. Son reacciones de reducción. Precisan energía A partir de pocos sustratos se pueden

formar muchos productos diferentes. Hay divergencia de productos.

¿A qué tipo de reacciones pertenecen las siguientes?:- la glucosa se trasforma en almidón.- Los aminoácidos dan lugar a proteínas,- Los ácidos grasos se trasforman en CO2 y H2O.

2) COENZIMAS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO METABÓLICO En el metabolismo existen reacciones en las que se produce energía y electrones y protones (catabólicas) y otras donde se consume energía y se utilizan protones y electrones (anabólicas). Estas reacciones no tienen por qué estar acopladas en el espacio y en el tiempo. Para ello existen los COENZIMAS. Algunos coenzimas son los encargados de transportar la energía o protones y electrones desde las reacciones catabólicas a las anabólicas.

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3.1. ATP (S***) Selectividad 2004El adenosín-trifosfato (ATP) es la “moneda” de intercambio de energía. Es el principal coenzima involucrado en las reacciones metabólicas de trasferencia de energía. El ATP es un nucleótido trifosfato formado por una molécula de adenina, unida a una ribosa y a tres moléculas de ácido fosfórico .

Los enlaces entre los P son ricos en energía debido a la repulsión entre las cargas negativas de los grupos fosfato. Estos grupos almacenan energía libre que se libera cuando se hidrolizan de la misma manera que un muelle tensionado provoca un trabajo físico en el momento de romperse, liberando así la energía potencial Así cuando hace falta energía (ejemplo en reacciones anabólicas) el ATP se hidroliza liberando

energía ( 7,3 kcal/mol). Esta reacción de hidrólisis de ATP se acoplará a reacciones que necesiten energía.Además el ADP es capaz de hidrolizarse también hasta AMP y P liberando 7,3 Kcal/mol.

- Mientras que en las reacciones donde se produce energía (catabólicas, o en las del anabolismo autótrofo), ésta se almacena para su utilización posterior formando ATP por fosforilación de ADP.

FORMAS DE OBTENER ATP : El ATP en el metabolismo puede obtenerse de las siguientes formas:

A)La FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO. Es la síntesis de ATP gracias a la energía que se libera al romperse alguno de los enlaces ricos en energía de una molécula. Se producen algunas en la glucólisis y en el ciclo de Krebs.. Las enzimas que intervienen en estos procesos se denominan QUINASAS.

B) APROVECHADO UN GRADIENTE DE H+ CREADO POR EL TRASPORTE DE ELECTRONES EN UNA MEMBRANA. En este caso la energía liberada por un transporte electrónico se transforma en gradiente electroquímico a ambos lados de una membrana (cloroplasto o mitocondria) y este gradiente aprovechado por la ATPsintasa para fabricar ATP.

Puede darse de dos formas: o la FOSFORILACIÓN OXIDATIVA en la cadena respiratoria de la respiración celular (membrana

interna de la mitocondria). En este proceso los electrones transportados por NADH y FADH2 y procedente de oxidaciones en la glucólisis y el ciclo de Krebs, “descienden” a través de moléculas con cada vez menos energía hasta un aceptor final de electrones (O2).

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 En este trasporte se desprende energía, que es utilizada para bombear protones a través de la membrana mitocondrial interna. Esto crea un gradiente electroquímico de protones en la membrana que es aprovechado por la ATP sintetasa para fabricar ATP.

o y en la FOTOFOSFORILACIÓN O FOSFORILACIÓN FOTOSINTÉTICA que consiste en transformar de la energía de la luz en la energía química en forma de ATP. Tiene lugar en la fase luminosa de la fotosíntesis (membrana tilacoidal de los cloroplastos).

En este caso, la luz excita los electrones de la clorofila, aumentando mucho su energía, lo que favorece que después vayan siendo trasportado por la cadena transportadora de electrones del cloroplasto descendiendo a compuestos menos energéticos hasta el aceptor final de electrones, que en este caso es el NADP( que se transforma en NADPH) . La energía liberada por este transporte se utiliza para bombear protones al espacio intratilacoidal y crear un gradiente de protones. Este gradiente de protones será aprovechado por la ATP asa de la membrana para

fabricar ATP.

FUNCIONES DEL ATP:- Para aportar la energía necesaria en las reacciones - Proporciona energía para la contracción muscular, el movimiento celular, ciliar y flagelar y en

el movimiento de orgánulos en las células.- Proporciona energía para el trasporte activo a través de las membranas. - Transfiere grupos fosfato a las moléculas activando la energía de las mismas (por ejemplo,

la primera reacción de la glucólisis es una fosforilación de glucosa que pasa a glucosa-6-P (fosforilación a nivel de sustrato). La glucosa 6-p es una molécula más rica en energía que la glucosa.

A pesar de su carácter universal, el ATP no es la única biomolécula de intercambio energético. El ADP también cede energía: En ocasiones son utilizados también como nucleótidos trasportadores de energía: GTP, UTP o CTP.

3.2. COENZIMAS QUE TRASPORTAN H+ Y e -. (Coenzima. Molécula que se une al centro activo de enzimas durante la reacción, orgánica, que provocan la catálisis de la reacción. Se modifican en este proceso)Durante el metabolismo se trasfieren también H+ y e- (muchas de las reacciones metabólicas son de oxido-reducción). En las oxidaciones se producen por pérdida de electrones (o ganancia de oxígeno o pérdida átomos de hidrógeno) y conllevan una pérdida de energía por los compuestos( la liberan al medio). Los compuestos oxidados tienen poca energía.Las reacciones de reducción consisten en ganancia de electrones (o de H+ o pérdida de oxígeno) y conllevan una ganancia de energía por los compuestos. Los compuestos reducidos son ricos en energía.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 Las reacciones de oxidación y reducción ocurren simultáneamente ( los electrones que pierde la sustancia oxidada es recogida por otra que se reduce en el proceso)

Las moléculas que se encargan de transportar estos protones y electrones son unos tipos especiales de coenzimas. Los principales son:

3.2.A. PIRIDÍN NUCLEÓTIDOS: NAD Y NADP.Son dinucleótidos: adenina y nicotinamida unidos por un enlace fosfodiéster.

El NADP es igual al NAD pero con un grupo fosfato más. Transportan dos electrones y un protón y quedan como: NADH+ H+ y NADPH + H+.

Ambos forman parte de las enzimas denominadas DESHIDROGENASAS (aquellas que intervienen en reacciones de oxidorreducción en la que existe pérdida o ganancia de H+ y e.-). Estas dos coenzimas intervienen en diferentes tipos de reacciones: NAD/NADH: intervienen en reacciones catabólicas de

obtención de ATP. NADP/NADPH: interviene en reacciones anabólicas (ejemplo fotosíntesis, fabricación de glúcidos, lípidos,

aminoácidos etc).

3.2.B.FLAVÍN NUCLEÓTIDOS:Son derivadas de la vitamina B2. Son: -FMN: flavín mononucleótido (vitamina B2-P)-FAD: Flavín dinucleótido (vitamina B2-P-nucleótido de adenina)

Estas coenzimas trasportan dos electrones y dos protones y sus formas reducidas son: FMNH2 y FADH2.

¡OJO ESTUDIAR LOS TIPOS DE ENZIMAS Y SU NOMENCLATURA! (tema 5)

4.CATABOLISMO4.a. VISIÓN GENERAL

Es una fase DESTRUCTIVA: En el catabolismo las moléculas complejas: azúcares, lípidos y proteínas (ricos en energía) se rompen para dar moléculas más simples (CO2, H2O, NH3), liberándose en este proceso energía en forma de ATP y poder reductor en forma de NADH o FADH2.

El catabolismo es semejante en todos los organismos autótrofos y heterótrofos, Las reacciones del catabolismo son reacciones de oxidación (pérdida de e- y H+) y liberación

de energía

La FINALIDAD del catabolismo es: OBTENER ENERGÍA utilizable por la célula. En el catabolismo se producen reacciones de

oxidación- reducción. En estas reacciones se desprende energía que se almacena en forma de ATP . Las células sintetizan ATP por dos mecanismos básicos:

o Fosforilación a nivel de sustrato.o Fosforilacioón asociada a un gradiente quimiosmótico.

OBTENER PODER REDUCTOR. Los electrones y protones perdidos por una molécula al oxidarse son captados por coenzimas transportadores (NADH, FADH) (poder reductor). Posteriormente, éstos los cederán a otras moléculas reduciéndolas. Muchos de ellos se utilizan en procesos anabólicos ( reductores).

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 OBTENER MOLÉCULAS SIMPLES: PRECURSORES METABÓLICOS. Estas

moléculas sencillas sirven para fabricar moléculas más complejas. Son doce los principales precursores metabólicos y se producen en distintas rutas catabólicas (ejm: fosfoenolpiruvato, piruvato, acetil CoA, α-cetoglutarato, succinilCoA...)

TIPOS DE CATABOLISMO:La oxidación de las moléculas puede realizarse de dos formas diferentes:

Mediante la respiración celular. Mediante la fermentación.

De esta forma se distinguen dos tipos de catabolismo:

CATABOLISMO RESPIRATORIO: La respiración celular es un proceso en el que se produce la oxidación COMPLETA de

moléculas (generalmente glúcidos y ácidos grasos). Los productos finales son inorgánicos (CO2 y H2O) Existe un aceptor externo de los electrones (O2 u otra molécula). Se obtiene una gran cantidad de NADH y ATP (por fosforilación a nivel de sustrato y

sobre todo por fosforilación oxidativa) Tiene las siguientes fases:

O GLUCÓLISIS o RESPIRACIÓN CELULAR, en la que a su vez se distinguen las siguientes rutas o fases:

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO ( o formación del Acetil-CoA) CICLO DE KREBS

y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA en la cadena trasportadora de electrones). Se produce tanto en el citoplasma (glucólisis) como en la mitocondria ( el resto de las

fases). Se distinguen dos tipos de catabolismo respiratorio:

o AERÓBICO. En el que el aceptor externo de electrones es el O2, .o ANAERÓBICA: el aceptor externo de electrones es otro compuesto diferente del O2,

como el ión nitrato (NO3-2) o incluso el hierro . la llevan a cabo algunas bacterias.

CATABOLISMO FERMENTATIVO:

La fermentación es un proceso de OXIDACIÓN INCOMPLETA de compuestos orgánicos (generalmente glúcidos) , ya que no se libera toda la energía que tienen.

Los productos finales son orgánicos ( etanol, ácido láctico...) No existe aceptor externo de electrones, sino que es parte de la molécula

fermentada la que recoge los electrones. Se produce en ausencia de oxígeno. Se produce poco NADH y poco ATP (este sólo por fosforilación a nivel de sustrato). Tiene las siguientes FASES:

O GLUCÓLISIS.O FASE DE REDUCCIÓN (DIFERENTE PARA CADA TIPO DE FERMENTACIÓN)

Se produce sólo en el citoplasma. Hay distintos tipos de fermentaciones dependiendo del producto final obtenido

( lactato, etanol...)

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ETAPAS DEL CATABOLISMO

4.B . CATABOLISMO RESPIRATORIO DE GLÚCIDOS: RESPIRACIÓN CELULAR. En LA RESPIRACIÓN CELULAR se oxidan totalmente los glúcidos hasta CO2 y H2O, cediendo los electrones a un aceptor externo (O2 o cualquier otro) y obteniéndose una gran cantidad de energía (38 ATP por molécula de glucosa).

Tiene las siguientes FASES: GLUCÓLISIS ( anaerobia: no necesita oxígeno) , DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO, CICLO DE KREBS,

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 y la CADENA TRASPORTADORA DE ELECTRONES (que necesitan la

presencia de oxigeno u de otro aceptor externo).

4B.1. GLUCOLISIS. (S***: es muy importante, suele salir en Selectividad, Te tiene que quedar muy claro la reacción general, la finalidad, la localización, definir lo que ocurre en las dos etapas, y explicar qué energía se obtiene y que ocurre con los productos finales.)

Es una ruta catabólica constituida por diez reacciones que tiene lugar en el citoplasma en ausencia de oxígeno. En ella la glucosa se transforma en dos moléculas de PIRUVATO y se obtiene ATP y PODER REDUCTOR, aunque estas dos últimas con bajo rendimiento.

Es una ruta universal ( la utilizan todas las células (aeróbicas y anaeróbicas).Las FUNCIONES de la glucólisis se pueden resumir en:

Permite extraer parte de la energía de la glucosa en condiciones anaeróbicas (fermentaciones).

Prepara a la glucosa transformándola en piruvato para su oxidación completa en la mitocondria (en la respiración celular), donde se libera mucha más energía.

Suministra a la célula seis precursores metabólicos ( molécula snecesarias para fabricar otras más complejas entre ellos: glucosa-6-fosfato, fructosa 6 fosfato, triosas fosfatos, 3-fosfoglicerato, fosfoenolpiruvato y piruvato.

Las CARACTERÍSTICAS de la glucólisis son: o Una molécula de GLUCOSA (6C) SE TRANSFORMA EN DOS MOLÉCULAS DE PIRUVATO

(3C).o En ella se obtienen dos moléculas de ATP POR FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO y

dos de NADH.o Es una ruta anaeróbica (no necesita oxígeno). Forma parte también del metabolismo

fermentativo.o Se localiza en el citoplasma.o Todos los intermediarios que aparecen en esta ruta entre la glucosa y el piruvato están

fosforilados, lo que por una parte los activa y por otra impide su salida de la célula.o Parece que es la ruta metabólica más antigua, la que utilizaron las primeras células para obtener

energía en una atmósfera sin oxigeno.o La GLUCÓLISIS consta de dos etapas: fase preparatoria y la fase productiva.ETAPA PREPARATORIA O DE LAS HEXOSAS.En esta etapa

la glucosa se fosforila (se recarga de energía) y se rompe en dos moléculas de tres átomos de carbono : GLICERALDEHÍDO 3P. En este proceso se gastan (mejor se invierte, porque después en la fase productiva se

recuperarán) dos moléculas de ATP para fosforilar la glucosa.

ETAPA PRODUCTIVA O DE LAS TRIOSAS.En esta fase se produce. la oxidación de las dos moléculas de GLICERALDEHÍDO 3P transformándose en dos

moléculas de PIRUVATO. En esta fase se obtienen cuatro moléculas de ATP y dos de NADH.

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REACCIONES DE LA GLUCÓLISIS:

A) FASE PREPARATORIA- La glucosa se activa por fosforilación.- La glucosa se rompe en dos triosas.- Se gastan (se invierten) dos moléculas de ATP para fosforilar una molécula de glucosa.- Tiene lugar en CINCO reacciones:

1. LA GLUCOSA SE “ACTIVA” POR FOSFORILACIÓN.- Se transfiere un grupo fosfato desde el ATP a la glucosa, transformándose ésta en glucosa-6P.- Se gasta una molécula de ATP.- La enzima que la cataliza es la HEXOQUINASA (transfiere grupos fosfato a una hexosa)

2. ISOMERIZACIÓN DE LA GLUCOSA-6P A FRUCTOSA-6P.- Se transforma la glucosa-6P (aldohexosa) en su isómero fructosa-6P (cetohexosa) por

desplazamiento del grupo carbonílico del carbono 1 al 2.- La reacción la cataliza una isomerasa. GLUCOSA-6P ISOMERASA .

3. LA FRUCTOSA 6P SE ACTIVA CON UNA SEGUNDA FOSFORILACIÓN.- Se transfiere un segundo grupo fosfato desde el ATP a la fructosa-6P, transformándose ésta en

fructosa 1,6 difosfato (F1,6dP)- Se gasta una segunda molécula de ATP.- La enzima que la cataliza es una quinasa: FOSFOFRUCTOQUINASA (Es un enzima alostérica).

4. HIDRÓLISIS DE LA FRUCTOSA-DIFOSFATO EN DOS TRIOSAS.- La fructosa 1,6 difosfato (hexosa 6C) se divide en dos triosas de 3C: gliceraldehído-3P (G3P)

(aldotriosa) y dihidroxiacetona-3P (DHA3P) (cetotriosa)- La reacción está catalizada por una hidrolasa: ALDOLASA.

5. INTERCONVERSIÓN DE LAS TRIOSAS-P ENTRE SÍ (ISOMERIZACIÓN)

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 - Las dos triosas obtenidas en la fase anterior pueden transformarse una en otra.

Puesto que es el gliceraldehido 3P (G3P) el compuesto que sigue la glucólisis, la reacción se desplaza en este sentido.

- La enzima que cataliza esta reacción es una isomerasa: TRIOSA ISOMERASA.

La REACCIÓN GLOBAL de esta fase preparatoria es:

Hasta ahora no se ha producido energía y se han gastado dos moléculas de ATP para activar cada molécula glucosa (etapas 1 y 3).

B)FASE PRODUCTIVA O DE LAS TRIOSAS. OJO: A partir de aquí las reacciones y sus rendimientos se consideran dobles, puesto que por cada molécula de glucosa siguen esta fase dos moléculas de gliceraldehído3P(G3P).

En esta fase.- El gliceraldehído 3P se transforma en piruvato.- Tiene lugar la única reacción de oxidación de la glucólisis con la producción de dos

moléculas de poder reductor (NADH)- Se obtiene 4 ATP por fosforilación a nivel de sustrato.- Tiene lugar en CINCO reacciones:

6. OXIDACIÓN DEL G3P Y FOSFORILACIÓN ACOPLADA.- Es la única reacción de oxidación de la glucólisis. El G3P se oxida a expensas del NAD+.- La energía que se libera en esta oxidación es aprovechada para pegar un fosfato (ojo

inorgánico, no se utiliza ATP) al G3P y transformarlo en 1,3difosfoglicerato (1,3DPG).- La enzima que cataliza esta reacción es una deshidrogenada: GLICERALDEHÍDO 3P

DESHIDROGENASA.

7. TRANSFERENCIA DE UN GRUPO FOSFATO AL ADP. PRIMERA FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO.

- Se rompe el enlace con uno de los fosfatos (enlace rico en energía).- La energía liberada se utiliza para fabricar ATP . (FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO)- La enzima que cataliza esta reacción (transferencia de grupos fosfatos) es una quinasa:

FOSFOGLICERATOQUINASA.

8. Cambio de posición del grupos fosfato. ISOMERIZACIÓN DEL 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO.

- El grupo fosfato pasa del carbono 3 de la molécula al carbono 2.- La enzima que cataliza esta reacción es una isomerasa: FOSFOGLICERATO ISOMERASA,.

9. DESHIDRATACIÓN DEL 2-FOSFOGLICERATO QUE SE TRANSFORMA EN FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)(con un doble enlace en su molécula).

- Se produce la pérdida de una molécula de agua y la formación de un doble enlace. - El fosfoenolpiruvato es una molécula muy rica en energía.- La enzima que cataliza la reacción es una LIASA

10. TRANSFERENCIA DE UN GRUPO FOSFATO DESDE EL PEP PARA FABRICAR ATP. Segunda fosforilación a nivel de sustrato.

- La energía contenida en el PEP se utiliza para fabricar ATP.- El PEP pierde el grupo P y se transforma en un cetoácido: Piruvato.- La enzima que cataliza esta reacción es una quinasa: PIRUVATOQUINASA

(fosfoenolpiruvatoquinasa)

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 La REACCIÓN GLOBAL de la glucólisis es:

Fase preparatoria ___________________________________________________________________________Fase productiva_____________________________________________________________________________

Reacción global:

En resumen, por cada molécula de GLUCOSA se obtienen:

- Dos moléculas de ATP (en realidad son cuatro moléculas pero no hay que olvidar que se gastan dos ATP en la fase preparatoria)

- Dos moléculas de poder reductor (NADH +H+) (que se reoxidarán bien en la cadena transportadora de electrones en la respiración celular o bien en la fermentación).

- Dos moléculas Piruvato. El piruvato es una molécula que aún contiene energía y puede seguir destruyéndose. Puede tener dos destinos dependiendo del tipo de metabolismo que se tenga:

DESTINO DEL PIRUVATO DE LA GLUCOLISIS.o El piruvato puede seguir la ruta de la Respiración celular. Cuando existe un aceptor

externo de electrones (COMO EL OXÍGENO). El piruvato entra en la mitocondria y sufre la respiración celular.:

- Se transforma en Acetil COA- El acetil CoA se oxida totalmente en el ciclo de Krebs hasta CO2

- El NADH formado durante las oxidaciones del ciclo Krebs y glucólisis cede los electrones a la cadena transportadora de electrones. EN este proceso se regenera el NAD para que siga actuando en la glucólisis y el ciclo de Krebs ( si no se regenerara no podrían continuar estas rutas). Se obtiene mucha energía (38 ATP por molécula de glucosa).

o O bien puede sufrir Fermentación: Cuando no hay aceptor externo de electrones(cuando no hay oxígeno).: El piruvato no entra en la mitocondria .El NADH no puede ser reoxidado a NAD+ (siendo éste último imprescindible para que tenga lugar la glucólisis). En estas condiciones el piruvato se reduce a lactato u otros productos y se regenera el NAD. En las fermentaciones se obtiene poca energía (sólo la de la de la glucolisis :2ATP por molécula de glucosa)

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4.B.2. RESPIRACIÓN.La respiración celular es el proceso por el que el piruvato se oxida totalmente hasta CO2 y H2O en presencia de oxígeno ( respiración aeróbica). Tiene lugar dentro de la mitocondria. Y en esta ruta se distinguen tres etapas:- 1. DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO ( o formación de Acetil COA)2. CICLO DE KREBS.3. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA O CADENA TRASPORTADORA DE ELECTRONES :

Transporte de electrones. Formación del gradiente electroquímico. Síntesis de ATP.

a) DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO.(Tiene lugar en la matriz mitocondrial)El piruvato obtenido en la glucólisis es transportado al interior de la mitocondria. Una vez en la matriz mitocondrial sufre una descarboxilación oxidativa catalizada por una enzima muy compleja : PIRUVATO DESHIDROGENASA. Es un complejo multienzimático (en realidad son varias enzimas unidas que actúan de forma consecutiva y utilizan varios coenzimas.)

Esta reacción tiene lugar en dos fases:

o Pérdida del grupo carboxilo en forma de CO2 (descarboxilación).o Oxidación del piruvato. (el grupo ceto C=O se transforma en carboxilo COO-).

- Los electrones y protones liberados son recogidos por NAD+, transformándose en NADH +H+.- La energía liberada queda atrapada en forma de enlace de alta energía entre el acetil y el

Coenzima A, obteniéndose Acetil-CoA (compuesto de alta energía formado por dos carbonos). La ECUACIÓN GLOBAL de esta reacción para una molécula de glucosa es:

B. CICLO DE KREBS, DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS O DEL ÁCIDO CÍTRICO. S*** (MUY IMPORTANTE: APRENDER BIEN EL CONCEPTO, LAS FUNCIONES, LA ECUACIÓN GLOBAL Y EL ESQUEMA GENERAL)

El acetil-CoA procedente de la descarboxilación del piruvato (y de la β-oxidación de los ácidos grasos) se oxidan a continuación en lel ciclo de Krebs.

El CICLO DE KREBS es una ruta cíclica compuesta por ocho reacciones que tienen lugar en la matriz mitocondrial:

Su FUNCIÓN es:- Oxidar el acetil-CoA a CO2.- Obtener poder reductor (NADH y FADH2) que será reoxidado en la cadena transportadora de

electrones para obtener ATP.- Obtener energía en forma de GTP (similar al ATP) por fosforilación a nivel de sustrato.- Obtener precursores para las rutas anabólicas( ejm: cetoglutarato, fumarato, malato etc)

Así en CADA VUELTA del ciclo:- Entra un acetil-CoA (dos átomos de carbono) que se oxida totalmente, por lo que salen

dos moléculas de CO2. ¿En qué reacciones?.- Como consecuencia de esta oxidación se produce poder reductor, 3 moléculas de NADH

(Reacciones. _______) y una molécula de FADH2 (Reacción___________).- Se forma una molécula de GTP por fosforilación a nivel de sustrato, equivalente a una

molécula de ATP. (Reacción_________).- Se consumen dos moléculas de agua ( una en la síntesis del citrato y otra en la del malato).

El NADH y el FADH2 resultante será reoxidado en la cadena transportadora de electrones generando ATP en la siguiente fase de la respiración celular.Muchos de los compuesto intermedios que se forman en el ciclo de Krebs sirven para fabricar moléculas importantes para el anabolismo:

- El α-cetoglutarato es la base para fabricar varias clases de aminoácidos.- El fumarato se utiliza para fabricar bases nitrogenadas de nucleótidos.

Como el ciclo de Krebs interviene tanto en reacciones catabólicas como anabólicas se dice que es una RUTA ANFIBÓLIICA..

La reacción global del ciclo es:

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Puesto que por cada molécula de glucosa el ciclo da dos vueltas (entran dos moléculas de acetil-CoA), los productos obtenidos por molécula de glucosa serán:

-

REACCIONES DEL CICLO DE KREBS:Las reacciones del ciclo de Krebs son las siguientes:

1. FORMACIÓN DEL CITRATO POR LA UNIÓN DEL ACETIL COA AL OXALACETATO , Se forma un compuesto de 6 carbono: el ÁCIDO CÍTRICO O CITRATO (un ácido tricarboxílico). Esta reacción está catalizada por la CITRATO SINTASA.. La energía necesaria para la reacción se produce al romperse el enlace entre el grupo acetil y el CoA por la adicción de una molécula de agua. En esta reacción se libera el CoA que había entrado en la descarboxilación oxidativa del piruvato.

2. FORMACIÓN DEL ISOCITRATO POR ISOMERIZACIÓN DEL CITRATO (6C).. La enzima que cataliza esta reacción es la CITRATO ISOMERASA.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 3.OXIDACIÓN Y DESCARBOXILACIÓN DEL ISOCITRATO A α -CETOGLUTARATO (5c) Y CO 2. Es la primera reacción de oxidación y descarboxilación del ciclo de Krebs.En esta reacción:

- El isocitrato pierde un grupo carboxílico , que sale totalmente oxidado del ciclo de Krebs en forma de CO2.

- La descarboxilación lleva acoplada una oxidación. Se forma una molécula de NADH.- Se forma un compuesto de 5 carbonos, el Α-CETOGLUTARATO.- La enzima que cataliza esta reacción es la ISOCITRATO DESHIDROGENASA.

4. OXIDACIÓN Y DESCARBOXILACIÓN DEL α -CETOGLUTARATO HASTA SUCCINIL COA (4c) Y CO 2 (CoA).. Es la segunda y última reacción de descarboxilación del ciclo de Krebs. Es una reacción más compleja que la anterior y similar a la descarboxilación oxidativa del piruvato.En esta reacción:

- El α-cetoglutarato pierde un grupo carboxílico, que sale totalmente oxidado del ciclo en forma de CO2.

- La descarboxilación lleva acoplada una oxidación y se forma una molécula de NADH.- La energía liberada en esta oxidación se utiliza para unir una molécula de Coenzima A (CoA).- Se obtiene una molécula una molécula de 4 carbonos, rica en energía: el SUCCINIL-COA.- La reacción es catalizada por un complejo enzimático: α-CETOGLUTARATO

DESHIDROGENASA.

5. CONVERSIÓN DEL SUCCINIL-COA A SUCCINATO CON LA FORMACIÓN DE GTP. El enlace entre el succinil y CoA es un enlace de alta energía. En esta reacción se rompe y la energía liberada se utiliza para fabricar GTP por fosforilaicón a nivel de sustrato. El GTP es equivalente al ATP. En esta reacción se libera un CoA y un compuesto de 4 carbonos: SUCCINATO.

6. OXIDACIÓN DEL SUCCINATO A FUMARATO.- En esta reacción (tercera de oxidación), se oxida el succinato a FUMARATO.- Los electrones son recogidos por el FADH2.- La enzima que cataliza esta reacción la SUCCINATO DESHIDROGENASA.

7. ) HIDRATACIÓN DEL FUMARATO (4C) PARA TRANSFORMARSE EN MALATO (4C).En esta reacción el fumarato se transforma en MALATO por la adicción de una molécula de agua,

(rompiéndose el doble enlace entre los carbonos 2 y 3). La reacción es catalizada por la FUMARASA O FUMARATO HIDRATASA.

8) OXIDACIÓN DEL MALATO (4 C) PARA REGENERAR EL OXALACETATO (4C). En esta reacción se regenera el ÁCIDO OXALACÉTICO ( U OXALACETATO) que volverá a

comenzar el ciclo. El malato se oxida y cede los electrones al NAD que se trasforma en NADH.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 La enzima que cataliza esta

reacción es la MALATO DESHIDROGENASA.

Observa el esquema global de la glucoslisis y el ciclo de Krebs:

Cuestiones:

1. Indica las reacciones de la glucólisis y el ciclo de Krebs donde se produce la fosforilación a nivel de sustrato.

2. ¿En qué se convierten los carbonos de la glucosa tras estas dos etapas? ¿En qué reacciones salen?.

3. Cuantas moléculas de energía salen en estas dos etapas. En qué reacciones?

4. Cuántas moléculas de poder reductor se forman en las dos etapas. En qué reacciones?

5. Si un organismo tiene una mutación que inactiva la enzima fosfofructoquinasa. ¿podrá respirar la glucosa? ¿qué debería de tomar del exterior para alimentarse?.

6. Si un organismo tiene una mutación que inactiva la enzima piruvato deshidrogenasa podrá obtener energía de la glucosa? ¡Cómo?.

D) FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.La fosforilación oxidativa es el mecanismo de formación de ATP más importante de la respiración celular. Tiene lugar en la mitocondria concretamente en la membrana interna mitocondrial. Es la etapa final de la respiración. Esta fabricación de ATP se produce gracias a un gradiente de protones creado en la membrana por un transporte de electrones desde el poder reductor (procedente de las reacciones de oxidación de glucólisis, ciclo de Krebs, y descarboxilación oxidativa del piruvato) hasta el aceptor externo de electrones.Podemos distinguir tres procesos:

TRANSPORTE ELECTRÓNICO ( A TRAVÉS DE LA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES).

FORMACIÓN DE UN GRADIENTE ELECTROQUÍMICO. SÍNTESIS DE ATP (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA)

TRANSPORTE ELECTRÓNICO :

En este proceso, los electrones y H+ trasportados por el NADH y el FADH2 (formados en las reacciones de oxidación de la glucólisis, descarboxilación del piruvato y del ciclo de Krebs) son transferidos al aceptor externo de electrones (el O2 en la respiración aeróbica y CO2 , SO4

2- y NO3- en la anaeróbica).

Este transporte de electrones no se hace directamente en un solo paso, sino a través de una serie de compuestos transportadores situados en la membrana mitocondrial interna denominados en conjunto: CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 El transporte se hace mediante reacciones redox y los electrones van “descendiendo” ( en

energía) desde compuestos más reducidos a compuestos más oxidados. En esta trasferencia los se libera una gran cantidad de energía en este transporte que es utilizada para la síntesis de ATP por FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.

Las proteínas que forman la cadena trasportadora de electrones están insertas en la membrana mitocondrial interna , son moléculas capaces de reducirse y oxidarse, están ordenadas de mayor a menor potencial redox. Entre los componentes encontramos: Ubiquinonas, citocromos y proteínas ferrosulforada que se agrupan en los siguientes complejos:

- COMPLEJO I: NADH DESHIDROGENASA. - COMPLEJO II: SUCCINATO DESHIDROGENASA (Recoge los electrones del FADH2 procedentes de

la deshidrogenación del succinato en el ciclo de Krebs.- UBIQUINONA O COENZIMA Q Es una molécula pequeña, liposoluble que se encuentra en la zona

hidrofóbica de la membrana moviéndose por ella.- COMPLEJO III o CITOCROMO REDUCTASA (b-c): - CITOCROMO C. Es una proteína soluble que se asocia a la parte externa de la membrana

mitocondrial interna.- COMPLEJO IV O CITOCROMO OXIDASA: Este complejo contiene citocromo a-a1. Transfiere los

electrones al oxígeno molecular transformándolo en agua.Los citocromos son heteroproteínas que contienen como grupo prostético un anillo tetrapirrol unido a un átomo de hierro (pasa de Fe2+ a Fe3+ en los procesos de oxidorreducción).

El TRANSPORTE DE ELECTRONES tiene lugar de la siguiente forma:

1. Los electrones del NADH se trasfieren al COMPLEJO I, reoxidándose el NAD+, para que pueda volver a ser utilizado en el ciclo de Krebs y en la glucólisis.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 2. El COMPLEJO I cede los electrones a la molécula de UBIQUINONA. En este proceso se

libera energía suficiente para que el complejo I bombee H+ en contra de gradiente al espacio intermembranoso de la mitocondria.

3. La UBIQUINONA se desplaza libremente por la membrana y cede los electrones recogidos al COMPLEJO II (Citocromo reductasa). La Ubiquinona también puede recoger los electrones transportados por el FADH2, fabricado en la reacción 6 del ciclo de Krebs (veremos más adelante que estos electrones trasferidos rinden menos energía que los que transporta el NADH, puesto que entran más tarde en la cadena trasportadora de electrones).

4. El complejo II acepta los electrones transportados por la ubiquinona y los traslada al CITOCROMO C (un intermediario móvil en la membrana). En este proceso también se libera energía que es aprovechada por el complejo II para bombear protones contra gradiente al espacio intermembranoso de la mitocondria.

5. El COMPLEJO III (citocromo oxidasa) toma los electrones del citocromo c y los cede finalmente al OXÍGENO, que actúa como último aceptor de electrones. La energía liberada permite bombear protones al espacio intermembranoso. El oxígeno al recibir los electrones también secuestra de la matriz protones para trasformarse en H2O.El cianuro, el monóxido de carbono y la azida impide que funcione el complejo citocromo oxidasa, por lo que inhiben la respiración celular. Por eso, son venenos muy potentes.

FORMACIÓN DEL GRADIENTE ELECTROQUÍMICO (QUIMIOSMÓTICO).Se comprueba que este trasporte de electrones desde el NADH y el FADH2 al O2 está acoplado a un bombeo de H+ al espacio intermembranoso y un secuestro de los mismos en la matriz mitocondrial. ESTO PROVOCA UN GRADIENTE ELECTROQUÍMICO DE H+ A AMBOS LADOS DE LA MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA que se conoce con el nombre de FUERZA PROTÓN –MOTRIZ.La transferencia de dos electrones desde el NADH hasta el O2 supone el bombeo de diez protones.

SÍNTESIS DE ATP O FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.La FOSFORILACIÓN OXIDATIVA es el proceso por el que se fabrica ATP en la membrana mitocondrial externa, aprovechado el gradiente de H+ creado por el transporte de electrones desde el poder reductor (procedente de las reacciones de oxidación de glucólisis, ciclo de Krebs, y descarboxilación oxidativa del piruvato) hasta el aceptor externo de electrones. La explicación de este proceso fue dada por Mitchel en 1961 y se conoce como HIPÓTESIS

QUIMIOSMÓTICA DE MITCHELL. La fosforilación oxidativa tiene lugar de la siguiente manera: La membrana mitocondrial interna es impermeable a los H+ . La ATP sintasa es una enzima con dos componentes:

o Fo : Es el pedúnculo de la partícula F. Se trata de un poro o canal que permite el paso de H+ a favor de gradiente desde el espacio intermembranoso hasta la matriz mitocondrial.

o F1: Es la esfera de la partícula F. Tiene la capacidad de sintetizar ATP a partir de ADP.La energía necesaria para la síntesis de ese ATP se obtiene del paso a favor de gradiente de H+ desde el espacio intermembranoso a la matriz mitocondrial a través de las partículas F.Se ha comprobado que:

o por cada 2 electrones cedidos por el NADH ((por cada molécula de NADH) se obtienen TRES ATP,

o mientras que por cada dos electrones cedidos por el FADH2 (por cada molécula de FADH2) se obtienen DOS ATP (recuérdese que en este caso los electrones se incorporan a la cadena trasportadora después del complejo I).

CUESTIONES: 1. ¿De dónde proceden los electrones que se transfieren a la cadena trasportadora?2. Tanto el cianuro como el monóxido de carbono se unen fuertemente a uno de los complejos de la cadena

respiratoria y bloquean el trasporte de electrones ¿Qué efectos producen estos venenos sobre el metabolismo celular?.

3. Pueden fragmentos de una mitocondria llevar a cabo la fosforilación oxidativa.¿Por qué?4. Puede el ciclo de Krebs funcionar sin oxígeno? ¿Por qué?

4. D. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA DE UNA MOLÉCULA DE GLUCOSALa respiración celular y en particular la respiración aeróbica es un proceso extraordinariamente eficiente desde el punto de vista energético. En ella se oxida completamente la glucosa y se obtiene mucha energía en los distintos procesos que puede resumirse en el siguiente cuadro:

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CO2 ATP NADH FADH2CADENA

RESPIRATORIA TOTAL

GLUCÓLISIS

DESCARBOXPIRUVATO

CICLO DE KREBS

En la GLUCÓLISIS: una molécula de glucosa da 2 ATP, 2 NADH Y 2 DE PIRUVATO. Los ATP se producen por fosforilación a nivel de sustrato.

En la DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO: las dos moléculas del piruvato se convierten en dos moléculas de acetil-CoA produciendo dos moléculas de NADH y 2 moléculas de CO2.

En el CICLO DE KREBS las dos moléculas de acetil-CoA se oxidan produciendo 2 ATP(GTP), 2 de FADH2 y 6 de NADH y 4 de CO2. Los ATP (GTP) se producen por fosforilación a nivel de sustrato.

En la CADENA RESPIRATORIA la oxidación del FADH2 (dos moléculas) y NADH (10 moléculas) producidos en la glucolisis, descarboxilación del piruvato y del ciclo de Krebs, produce 34 ATP mediante FOSFORILACIÓN OXIDATIVA (3 por cada NADH y 2 por cada FADH2- recuerda que los electrones del FADH2 entran en la cadena transportadora de electrones a nivel del complejo II y no del I como lo hacen los electrones cedidos por el NADH)

La REACCIÓN GLOBAL de la respiración aeróbica de una molécula de glucosa es:

Se obtienen 38 moléculas de ATP, de las cuales la mayoría (34) se obtienen por fosforilación oxidativa y el resto (4) por fosforilación a nivel de sustrato. Se obtienen aproximadamente 638 Kcl por mol de glucosa.

b.2.6. FERMENTACIONES. CATABOLISMO FERMENTATIVO. S***. MUY IMPORTANTE: (Aprender bien las características, los tipos y ecuaciones y la diferencia con la respiración

celular)

La oxidación del NADH+ H+ y del FADH2 en la cadena repiratoria tiene como aceptor final de los electrones el oxígeno. De esta manera el NAD+ se recupera y la glucólisis y el ciclo de Krebs pueden mantenerse. Si no hay oxígeno el NADH+ y el FADH2 se acumulan y los procesos de obtención de energía se interrumpen. En estas condiciones anaeróbicas o de falta de oxígeno, ciertos microorganismos y por ejemplo nuestras células musculares, recuperan NAD+ y FAD+ ( coenzimas oxidados) por diversas rutas conocidas con el nombre de FERMENTACIONES.Observa la ecuación general de la fermentación láctica:

La fermentación es una ruta catabólica en la que se obtiene energía en ausencia de oxígeno y se caracteriza por:

✰ En la fermentación la materia orgánica no se oxida totalmente, ya que no se libera toda la energía química que contienen y los productos finales son al menos en una parte orgánicos.

✰ No existe un aceptor externo de electrones, ya que es la propia molécula la que se reduce en parte y los recoge, mientras que otra parte de la molécula se oxida.

✰ Es un proceso anaeróbico.

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✰ Se obtienen poca energía (2 ATP) y la síntesis de ATP tienen lugar exclusivamente por fosforilación a nivel de sustrato, es decir no intervienen la cadena trasportadora de electrones.

✰ Los sustratos de la fermentación son generalmente glúcidos, en particular glucosa. No obstante, las bacterias responsables de la putrefacción son capaces de realizar una fermentación a partir de proteínas.

✰ La fermentación es la forma más primitiva de obtener energía por las células. Las primeras células aparecieron en un ambiente pobre en oxígeno y rico en moléculas orgánicas que pudieron servir como sustratos de fermentación

En general en la fermentación tiene las siguientes fases:

ETAPA DE OXIDACIÓN de la glucosa al piruvato (GLUCÓLISIS). En esta etapa se consume NAD+ y se produce NADH. Sin embargo la glucólisis quedaría interrumpida en poco tiempo por que se acabaría el NAD+ al no regenerarse en la cadena transportadora de electrones. Por ello, en las fermentaciones la glucólisis se asocia a una segunda reacción:

UNA ETAPA DE REDUCCIÓN para obtener el producto final. La FUNCIÓN principal de esta fase es la de reoxidar el NADH que se ha formado en la glucólisis para no bloquear la ruta (esta fase podría ser el paso de piruvato a lactato en la fermentación láctica).

Según la naturaleza de los productos finales hay varios tipos de fermentación:

FERMENTACIÓN LÁCTICAEs una ruta en la que la glucosa se oxida de forma incompleta en ausencia de oxígeno

obteniéndose sólo dos moléculas de ATP y como producto final LACTATO.

SU FUNCIÓN es obtener energía a partir de los glúcidos cuando no hay oxígeno presente y en aquellos

organismos que no tienen capacidad de respirar La glucosa se degrada a piruvato por la glucólisis, formándose dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH. Si el NADH no se reoxidara hasta NAD, éste se agotaría y el metabolismo se detendría. Por ello , en la fermentación láctica el piruvato se reduce en una sola reacción a LACTATO reoxidándose así el NADH hasta NAD. :

La reacción global de la fermentación láctica será:

Este tipo de fermentación ocurre:- En organismos superiores, en el músculo estriado, cuando no hay un aporte adecuado de oxígeno

(aceptor externo de electrones). La glucosa no se oxida totalmente por falta de oxígeno. Se forma lactato cuyos cristales dan lugar a las características agujetas.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 - En microorganismos, como las bacterias del ácido láctico. Se utilizan para la

fermentación de la leche y la producción de derivados lácteos. La fermentación de la lactosa de la leche produce ácido láctico que acidifica el medio y provoca la desnaturalización de las proteínas de la leche y provoca . En condiciones adecuadas, el cuajo resultante produce queso o yogur en función del microorganismo implicado.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.Es una ruta en la que la glucosa se oxida de forma incompleta en ausencia de oxígeno

obteniéndose sólo dos moléculas de ATP y como productos finales son etanol y CO 2 ..

Su FUNCIÓN es obtener energía a partir de los glúcidos cuando no hay oxígeno presente y en aquellos organismos que no tienen capacidad de respirar .. La glucosa se degrada a piruvato por la glucólisis, formándose dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH.Si el NADH no se reoxidara hasta NAD, éste se agotaría y el metabolismo se detendría.

Por ello el piruvato sufre dos reacciones más, en las que no se obtienen más energía pero en las que se reoxida el NADH hasta NAD y se obtiene CO2 y ETANOL:

DESCARBOXILACIÓN DEL PIRUVATO HASTA ACETALDEHÍDO por la enzima _____________________________

El ACETALDEHÍDO SE REDUCE HASTA ETANOL , la enzima que actúa es la ALCOHOL DESHIDROGENASA y se reoxida en esta reacción el NADH de la glucólisis:

La ecuación global de la fermentación alcohólica será:

Como puede verse parte de la molécula se oxida totalmente a CO2 (2C) y otra parte se reduce hasta etanol (2x2C)Esta fermentación es típica de Sacharomyces cerevisiae (levadura de cerveza) y tiene especial importancia en la fabricación del vino, cerveza y otras bebidas alcohólicas. Así como de la fabricación del pan. Así en la FABRICACIÓN DEL VINO:

Se obtiene mosto por el prensado de la uva al que acompañan las levaduras propias de la uva.

Se deja reposar el mosto y las levaduras fermentan el azúcar hasta CO2 y etanol.

Posteriormente el vino se clarifica y envejece.En la FABRICACIÓN DEL PAN:

La harina es almidón, se deja reposar para que este se hidrolice en parte hasta glucosa. Se añade levadura que fermentará hasta CO2 y etanol. El CO2 provocará el

aireamiento y subida de la masa y posteriormente, durante la cocción el CO2 y el etanol se evaporan.

RENDIMIENTO DE LAS FERMENTACIONES.El rendimiento energético de las fermentaciones es muy bajo, si se compara con la respiración, puesto que es una oxidaci´pon incompleta y los productos tienen todavía energía. Sólo se obtienen 2 ATP por molécula de glucosa..

1. ¿Qué es más rentable desde el punto de vista energético, fermentar la glucosa a etano o a ácido láctico?2. ¿Cuántos oxígenos se consumen en la oxidación de la glucosa a ácido láctico?3. ¿ Quién es el aceptor final de los electrones del NADH en las fermentaciones lácticas y alcohólicas?4. Las levaduras puenden desarrollarse en presencia de glucosa, tanto de forma aeróbica como

anaerobicamente. Explica por qué las velocidad de consumo de glucosa decrece cuando las levaduras que han sido mantenidas en condiciones anaeróbicas son expuesta al oxígeno (efecto Pasteur?

5.Es necesario el O2 para que funcione la glucólisis? ¿Y para que funcione el ciclo de Krebs? Razona la respuestaDIFERENCIA ENTRE RESPIRACIÓN Y FERMENTACIÓN. (s*** APRENDER BIEN)

RESPIRACIÓN FERMENTACIÓN.

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FUNCIÓNObtener energía oxidando totalmente materia orgánica en presencia de un aceptor externo de electrones

Obtener energía oxidando parcialmente glúcidos en ausencia de aceptor externo de electrones.

SUSTRATO QUE OXIDA Glúcidos, lípidos y proteínas Glúcidos. A veces proteínas.

NECESITAN OXÍGENO COMO ACEPTOR EXTERNO DE ELECTRONES

SI, en la respiración aeróbica. En la anaeróbica puede ser otro aceptor externo inorgánico como SO4

2-, NO3-, etc

NO necesita oxígeno. No tienen aceptor externo de electrones, es el mismo sustrato el que recoge los electrones ( se reduce) mientras que otra parte del sustrato se oxida.

PRODUCTOS FINALESSon inorgánicos: CO2 y H2O ( en la anaeróbica en lugar de agua se producen otras sutancias como : SH2, N2, , etc.

Siempre se produce algún compuesto orgánico que contiene todavía energía: etanol, lactato etc.

OXIDACIÓN TOTAL , productos inorgánicos. PARCIAL. Productos orgánicos.

FASESGlucólisis, Respiración celular: ( descarboxilación oxidativa, ciclo de Krebs y cadena transportadora de electrones)

Glucólisis y fase reductora.

LOCALIZACIÓN Citoplasma y mitocondria. Citoplasma

DÓNDE SE REOXIDA EL NADH En la cadena transportadora de electronesEn la fase reductora de la fermentación.

FORMA DE FABRICAR EL ATP

Por fosforilación a nivel de sustrato ( glucolisisi y CK) y por fosforilación oxidativa ( en la cadena transportadora de electrones).

Por fosforilación a nivel de sustrato ( en la glucólisis)..

ENERGÍA QUE SE OBTIENEN DE UNA GLUCOSA

38 ATP ( 2 ATP en glucólisis, , 2 ATP en CK y 34 por fosforilación oxidativa)

2 ATP en glucólisis.

5. ANABOLISMO AUTÓTROFO. El anabolismo es el conjunto de procesos mediante los cuales las células fabrican la mayoría de las sustancias que las constituyen. Es una fase constructiva.El anabolismo necesita energía (ATP) y poder reductor (NADPH) puesto que muchas reacciones son de reducción.

Se pueden distinguir dos tipos de anabolismo:

El que permite obtener moléculas orgánicas a partir de inorgánicas . Es exclusivo de seres

autótrofos. Se conocen con el nombre de ANABOLISMO AUTÓTROFO. Ejm: fotosíntesis y quimiosítesis.

El que lleva a cabo la síntesis de moléculas orgánicas a partir de otras también

orgánicas, y la realizan todos los seres vivos, tanto los autótrofos como los heterótrofos. Ejm: Fabricación de proteínas, fabricación de lípidos., fabricación de ácidos nucleicos.

6. 1. FOTOSÍNTESIS. (s***)6.1.1. CONCEPTO .(s***)

La fotosíntesis es el proceso por el cual determinados seres denominados fotosintéticos son capaces de transformar la energía del sol en energía química (ATP) y con ella transformar la materia inorgánica (agua, dióxido de carbono y sales minerales, pobre en energía ) en materia orgánica (glúcidos ,lípidos y protenínas), rica en energía y reducida. Es el proceso por el que los seres autótrofos se fabrican sus nutrientes.

La ecuación tradicionalmente aceptada para la fotosíntesis ha sido:No obstante, la energía (ATP) y poder reductor obtenido en la fotosíntesis servirán para la reducción

y asimilación de las sales minerales (NO32- y SO4

2- ) que formarán parte de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

La fotosíntesis sólo tienen lugar en plantas, algas cianofíceas y algunas bacterias.

En ella:

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 o Se parte de materia inorgánica (pobre en energía y oxidada) que se transforma en

materia orgánica (rica en energía y reducida).o La energía se obtiene de la luz del sol y se transforma en energía química , almacenada dentro de

los enlaces de la materia orgánica, dentro de las moléculas de ATP.o Los electrones y protones necesarios para las reacciones de reducción del anabolismo se obtienen de

un dador externo , una molécula inorgánica reducida que varía según el tipo de fotosíntesis:a) H2O en el caso de la fotosíntesis oxigénica (desprendiéndose O2 como producto final).b) U otros compuestos (por ejemplo SH2) en el caso de la fotosíntesis anoxigénica,

desprendiéndose en este último caso S2.

6.1.2. COMPONENTES DE LA MEMBRANA TILACOIDAL: (S***)

La fase luminosa tiene lugar en la MEMBRANA TILACOIDAL. Es la membrana que se encuentra en el interior de los cloroplastos, muy replegada en vesículas alargadas denominadas TILACOIDES. Algunos tilacoides pequeños se apilan en grupos formando los GRANAS .Esta membrana se caracteriza por:o Ser muy impermeable ( como la membrana interna de la mitocondria).o Contiene PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS, que absorben la energía de la luz.o Tiene un contenido en proteínas muy elevado 75% (similar al de la membrana interna mitocondrial).

Entre estas proteínas cabe destacar : las que forman parte de la cadena fotosintética de transporte de electrones y la ATP-sintetasa.

a) PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS:Los PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS se encuentran en las membranas tilacoidales de los cloroplastos. Su

capacidad para absorber la luz se debe a la presencia de dobles enlaces conjugados (alternos con enlaces simples) en sus moléculas. Esto hace que haya electrones libres que no pueden atribuirse a ningún átomo en concreto. Estos electrones “sueltos” precisan muy poca energía para excitarse y ascender a niveles superiores de energía.

Los pigmentos más característicos son:CLOROFILAS: Son tetrapirroles cíclicos unidos a un átomo central de magnesio y al FITOL. El fitol es un diterpeno Es pues una molécula anfipática, donde el anillo cíclico es el polo hidrofílico y el fitol el hidrofóbico. Absorben a una longitud de onda entre 640 y 700 nm. Hay dos TIPOS de clorofilas : a y b.

CAROTENOIDES:Comprenden lípidos insaponificables del grupo de los tetraterpenos: los carotenos y las xantofilas. Absorben en una longitud de onda entre 450 y 490 nm. Y muestran un color entre amarillo(xantofila) y naranja (carotenos).La FUNCIÓN de estos pigmentos es completar el espectro de absorción de las clorofilas, así como protegerlas de la fotodestrucción.

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B) FOTOSISTEMAS.Los distintos pigmentos se encuentran dispuestos en agrupaciones constituidas por pigmentos y proteínas denominadas FOTOSISTEMAS. Se distinguen dos tipos de FOTOSISTEMAS (PSI y PSII). Los pigmentos que se encuentran en cualquier fotosistema son:

o Unas doscientas moléculas de CLOROFILA A Y B.o 50 a 200 moléculas de CAROTENOIDES.o Una molécula de clorofila”a” excepcional (CLOROFILA

DIANA), que absorbe a 700 nm en el PSI y se denomina P700 y a 680 nm en el PSII y se denomina P680.

En cualquiera de los dos fotosistemas podemos distinguir los siguientes COMPONENTES::o Un COMPLEJO ANTENA.

Está formado por la mayoría de los pigmentos de los fotosistema y está encargado de captar la luz a todas las longitudes de ondas posibles, excitarse y trasmitiendo la excitación electrónica a la clorofila del centro de reacción que es el único pigmento del fotosistema capaz de ceder electrones al excitarse.

o Un CENTRO DE REACCIÓN. Constituido por las clorofilas dianas P680 (PSII) y P700 (PSI) a la que llegan los fotones absorbidos por el complejo antena. Es el único pigmento del fotosistema que al absorber luz se excita y cede electrones.

Además en el centro de reacción existen proteínas de membrana que actúan como aceptor primario de electrones y que recogen los electrones cedidos por la clorofila diana y un dador primario de electrones que se encarga de ceder electrones a la clorofila diana tras su excitación y oxidación y “recargarla” de electrones+.

Podemos imaginar a los fotosistema como un sistemas de vasos (moléculas de pigmentos) que son capaces de recoger vibraciones y al vibrar trasmitir esta energía al vaso vecino. Sólo un vaso está suficientemente lleno de agua (el pigmento del centro activo) para que al vibrar salpique una gota de agua que pase por un rebosadero a un trasportador (cadena trasportadora de electrones). Obviamente para que pueda volver a derramarse el agua del centro activo debe de recargarse (reoxidarse el pigmento), y esta es la función del dador de electrones situado en el centro activo.

c) PROTEÍNAS DE LA CADENA FOTOSINTÉTICA TRASPORTADORA DE ELECTRONES ( que se intercalan con los fotosistemas) como la ubiquinona,, citocromos, plastoquinona y la NADHreductasa.

D) EL COMPLEJO ATP SINTETASA de estructura y función similar al de mitocondrias. Las partículas F se hayan orientadas hacia el estroma y en ellas se fabrica el ATP en la fotofosforilación en la fase luminosa de la fotosíntesis

6.1.4 FASES DE LA FOTOSÍNTESIS.La fotosíntesis tiene lugar en dos fases:FASE LUMINOSA.o Para esta fase hace falta luz.o Tienen lugar en las MEMBRANAS TILACOIDALES de los cloroplastos.o En esta fase se hidroliza el agua con la luz solar, se desprende oxígeno Y SE FABRICA PODER

REDUCTOR:NADPH (recuerda que el NADP se utiliza en procesos anabólicos).o En ella la luz solar se transforma en energía química (ATP).Durante el transporte de electrones

mencionado se produce ATP por un proceso denominado FOTOFOSFORILACIÓN o FOSFORILACIÓN FOTOSINTÉTICA.

o Esta fase luminosa puede ser CÍCLICA O ACÍCLICA, dependiendo de las necesidades de la célula.

FASE OSCURA.o En esta fase NO hace falta luz. o Tienen lugar en el ESTROMA de los cloroplastos.o En esta fase se utiliza el ATP, el NADPH formado en la fase anterior para reducir el CO2 (CICLO DE

CALVIN). NO32- y SO4

2- y transformarlo en glúcidos, lípidos y proteínas.

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A ) FASE LUMINOSA. (S***. Muy importante para selectividad: aprender bien: ¿Qué ocurre? ¿Qué productos se originan?/ diferencia entre fotofosforilación y fosforilaicón oxidativa. Entender y diferenciar la fase cíclica de la acíclica.Durante la fase luminosa :o Se transportan los electrones desde el H2O hasta el NADPH, este transporte se hace a través de las

proteínas que forman parte de la cadena trasportadora de electrones y de los fotosistemas, ambos componentes de la membrana tilacoidal.

o El trasporte está acoplado a la creación de un gradiente de H+ entre ambos lados de la membrana. o Este gradiente que aprovechado por una enzima : la ATP sintasa, para sintetizar ATP. Este proceso se

denomina FOTOFOSFORILACIÓN o FOSFORILACIÓN FOTOSINTÉTICA.

Hay dos tipos de FOTOTOSFORILACIÓN, que se diferencian en el transporte de electrones y los productos obtenidos en la fase luminosa:

FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA.

En ella los electrones describen un flujo acíclico y se transportan continuamente desde el agua al NADPH. En este proceso se fabrica tanto ATP como NADPH, se hidroliza el agua desprendiéndose oxígeno e intervienen los dos fotosistemas de la membrana tilacoidal.

Se produce de la siguiente forma:

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1. El proceso comienza cuando el PSII absorbe luz. La energía de la luz es trasferida a través del complejo antena hasta el P680 (clorofila diana del PSII) que al excitarse cede 2e- al aceptor de su centro de reacción: FEOCITINA. Esto hace que el P680 quede cargado positivamente ( se oxide por perder electrones).

2. El vacío electrónico creado al saltar el electrón de el P680 tiene que ser rellenado para que siga la reacción y lo va a ser por el H2O: Asociado al PSII y en la cara del espacio intratilacoidal hay una enzima capaz de romper el agua con la presencia de la luz (FOTOLISIS DEL AGUA):

- El oxígeno que se desprende en esta reacción pasa al medio y es la fuente del desprendido en la fotosíntesis.

- Los dos electrones que se liberan en esta reacción se utilizan para reducir al P680 (recargarlo).- Y los protones quedan en el espacio intratilacoidal alimentando el gradiente de H+ que se producirá

tras el trasporte de electrones a ambos lados de la membrana tilacoidal.

3. Los electrones recogidos por la FEOCITINA son cedidos a la PLASTOQUINONA (PQ o plastoquinona oxidada), una proteína liposoluble que trasporta los electrones acompañados de protones y por tanto tiene que recoger del estroma 2 H+ y se transforma en PQH2 o plastoquinona reducida(alimentando así el gradiente de protones).

4. La PQH2 cede los electrones al complejo proteico CITOCROMO B-F (que solo transporta electrones, y por tanto se bombean H+ al espacio intratilacoidal, alimentando el gradiente.

5. El CITOCROMO B-F cede electrones a la PLASTOCIANINA (PC) una proteína periférica que cede los electrones a la clorofila diana del PSII (P700), siempre que ésta esté oxidada al haberse excitado previamente con la luz.

6. El P700 al excitarse con la luz pierde electrones y los trasfiere a la FERREDOXINA. La Ferredoxina es una proteína periférica en el estroma que pasa los electrones una enzima que cataliza la reacción en la que se formará NADPH:

En esta reacción se necesitan dos H+ que se recogen del estroma. Esto contribuye a alimentar el gradiente de H+ a ambos lados de la membrana tilacoidal.

RESUMIENDO:o Con la colaboración los dos fotosistemas se han trasportado dos electrones desde el H2O hasta el

NADPH.

o Este trasporte necesita energía, puesto que los electrones van a pasar desde el H2O (compuesto bajo en

energía) hasta el NADP (compuesto con mayor potencial redox y más energía que el agua).Es un transporte de electrones“cuesta arriba” (al contrario de lo que se observa en la fosforilación oxidativa en la mitocondria). Esta

energía es cedida por la luz absorbida por las clorofilas de los fotosistemas.

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o Este transporte provoca un bombeo de H+ desde el estroma al espacio intratilacoidal lo que da

lugar en último termino a un gradiente de H+ a ambos lados de la membrana tilacoidal.

o Esto es aprovechado por la ATP-sintetasa del cloroplasto, similar a las de la mitocondrias, para sintetizar

ATP según la Hipótesis Quimiosmótica de Mitchell. La ATP sintetasa tiene dos componentes: CFo, componente hidrofóbico que forma un túnel por el que pasan a favor de gradiente los protones lo que produce suficiente energía para que el componente FC1 sintetice ATP.

Este tipo de transporte en la membrana se denomina FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA. En ella:✰ Se utilizan los dos fotosistemas.✰ Se produce un transporte acíclico de electrones desde el agua al NADPH.✰ Se hidroliza el H2O (produciéndose O2).✰ Se produce ATP y NADPH.

La ecuación global de la fase luminosa es:

1) Compara la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación: cuál es el medio rico en hidrogeniones y el medio pobre en hidrogeniones en los dos casos; qué procesos químicos provocan el desfase de la concentración de hidrogeniones en los dos casos; quien es el dador inicial y el receptor final de electrones en el trasporte electrónico en los dos casos.

2) ¿Qué molécula del entorno se produce en la fase lumínica? ¿Cuál se desprende al medio externo?3) ¿Qué ocurre en la clorofila cuando se la somete a la luz en un tubo de ensayo y no en los forosistemas

de los tilacoides?

4) ¿Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento de antena?

FOTOSFOSFORILACIÓN CÍCLICA. Sin embargo las plantas necesitan para reducir la materia inorgánica y trasformarla en orgánica más ATP que NADPH2.

Los cloroplastos tienen un sistema que les permite producir ATP sin producir NADPH: LA FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA. En este proceso:o Los electrones hacen un recorrido cíclico, ya que salen y retornan a la misma molécula.

En ella los electrones de la Ferredoxina no los cede a la enzima para formar NADPH, sino al complejo citocromo b-f. Así se produce un trasporte cíclico de electrones.

o Sólo interviene un fotosistema : el PSI.o NO se hidroliza el H2O, y por tanto, no se desprende O2 (no hace falta recargar al P700,

puesto que los electrones no salen del sistema para reducir el NADP).o No se produce NADPH2.o Se produce ATP (ya que éste trasporte cíclico de electrones alimenta el gradiente de H+ a

través de la membrana, que utiliza ATP sintetasa para sintetizar el ATP.

1. El trasporte de electrones en la cadena respiratoria es un proceso a favor de corriente, ya que los electrones van perdiendo energía en su camino (desde el NAD hasta el agua).. Esto explicaría que la energía que han perdido se trasforme en ATP. En cambio en la fase luminosa acíclica el proceso es

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 contracorriente: los electrones van desde el agua al NADP, y a pesar de esto también se sintetiza ATP. ¿Cuál es la explicación?

2. ¿Por qué se produce la fotolisis del agua?3. ¿Qué característica hace a los pigmentso fotosintéticos aptos para la fotosíntesis?.4. Podría haber fotosíntesis con sólo el PSII? 5. Señala todas las diferencias y semejanzas que se te ocurran entre la fotofosforilación y la

fosforilación oxidativa.

COMPARACIÓN ENTRE LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA ( RESPIRACIÓN) Y LA FOTOFOSFORILACIÓN.FOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN

FUNCIÓN

LOCALIZACIÓN

PROCEDENCIA DE LOS ELECTRONES TRANSPORTADOS

TRANSPORTE DE ELECTRONES

VARIACIONES DE ENERGÍA DE LOS ELECTRONES

PROCEDENCIA DE LA ENERGÍA PARA EL TRASPORTE DE ELECTRONES

NECESIDAD DE PIGMENTOS

PODER REDUCTOR FABRICADO

SEMEJANZAS

COMPARACIÓN ENTRE LA FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA Y CÍCLICA.ACÍCLICA CÍCLICA

FUNCIÓN

FOTOSISTEMAS

TRANSPORTE

PRODUCCIÓN OXÍGENOPRODUCCIÓN DE NADPH

PRODUCCIÓN ATP

SEMEJANZAS

B)FASE OSCURA DE LA FOTOSÍNTESIS.Estas reacciones tienen lugar en el ESTROMA DEL CLOROPLASTO y continúan en el CITOPLASMA. FUNCIÓN: En esta fase SE REDUCE LA MATERIA INORGÁNICA (CO2, NO3

2- y SO42-) hasta materia orgánica

utilizando para ello el ATP y el NADPH obtenido durante la fase luminosa.

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La ruta por la que se reduce el CO2 hasta glúcidos es cíclica y se denomina CICLO DE CALVIN-BENSON. Fue descubierta por Calvin en 1953 cuando al marcar el CO2 con C14(radiactivo) éste se incorpora a una cetopentosa :RIBULOSA 1,5 DIFOSFATO.En el ciclo de Calvin se pueden distinguir las siguientes ETAPAS:

A) FASE DE FIJACIÓN DEL CO2.El CO2 se une a una pentosa la RIBULOSA 1,5 DIFOSFATO para dar un compuesto intermedio inestable de 6C que se hidroliza rápidamente para dar dos moléculas de 3C: 3 FOSOFOGLICERATO (3PG).

Esta reacción está catalizada por la ____________________________ o RUBISCO. Esta enzima se encuentra en el estroma del cloroplasto y es la enzima más abundante de la Tierra. El resultado de esta reacción es la fijación del carbono inorgánico en una molécula orgánica.

B) FASE REDUCTIVA.Durante esta fase se consume ATP y NADH, procedente de la fase luminosa y el proceso tien lugar en dos etapas:

✰ FOSFORILACIÓN DEL 3FOSOFOGLICERATO, por acción del ATP, obteniéndose 1,3 DIFOSFOGLICERATO.

✰ REDUCCIÓN del grupo carboxilo del 1,3difofoglicerato hasta aldehído, por acción del NADPH, obteniéndose 3-FOSFOGLICERALDEHÍDO ( O GLICERALDEHÍDO-3-P) que es el primer glúcido producido en la fotosíntesis.

C) FASE REGENERATIVA.El gliceraldehído 3-P puede seguir varias RUTAS:

- La mayor parte de él se utilizará para regenerar la RIBULOSA 1,5 DIFOSFATO, con lo cual se cierra el ciclo de Calvin, por una serie de reacciones muy complejas en las que también se gasta ATP.

- Alguna triosa puede salir del ciclo y utilizarse para sintetizar en el estroma del cloroplasto: ácidos grasos, aminoácidos, glicerina y almidón.

- También estas triosas podrán ser exportadas al citoplasma donde serán trasformadas en glucosa y fructosa por un proceso denominado NEOGLUCOGÉNESIS ( que es inverso a la glucólisis).

Hacen falta seis vueltas del ciclo para formar una molécula de glucosa (entra un CO2 por vuelta del ciclo. En cada vuelta del ciclo inician 6C y terminan 5C (1C por vuelta se desvía hacia la formación de azúcares y

otros compuestos.Cada seis vueltas del ciclo salen de él dos moléculas de triosas fosfatos. Estas molécula tras una serie de reacciones puede sintetizar una serie de sustancias que se incorporan a la planta, entre otras:

o Forma hexosas como la glucosa y la fructosa.o Las glucosas formadas pueden unirse y formar almidón (polisacárido de reserva en plantas) .o Forma sacarosa, al reaccionar una molécula de glucosa y otra de fructosa.o Formar grasas y otros lípidos.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 o Con la adicción de nitrógeno y azufre se fabrican aminoácidos que darán lugar

después a las proteínas y las bases nitrogenadas: Los iones NITRATOS que se encuentran en el suelo son reducidos por el NADPH hasta

amoniaco y éste se une rápidamente al α-cetoglutarato transformándose en aminoácido. En este último paso se gasta ATP formado en la fase luminosa de la fotosíntesis.

Los iones SULFATOS del suelo son reducidos por el NADPH obtenido en la fase luminosa hasta SH2 y éste se utiliza para fabricar aminoácidos por el gasto ATP obtenido en la fase luminosa de la fotosíntesis.

C) BALANCE GLOBAL DEL PROCESO FOTOSINTÉTICO.Para Obtener una molécula de glucosa (6C) en el ciclo de Calvin se precisan 6 moléculas de CO2, 12

moléculas de NADPH +H+ (consumidas en la etapa reductiva) y 18 moléculas de ATP (12 para la fase reductiva y seis para la regenerativa). El ATP y el NADPH se obtienen en la fase luminosa, para lo cual será necesario la fotolisis de 6 moléculas de H2O, con lo que se liberarán 6 de oxígeno.

Cuestiones:1. Crees que la fotolisis de agua es un paso imprescincible para la fotosíntes?. Justifica la respuesta.2. Podría ser válida la fotosíntesis si la membrana tilacoidal fuese permeable a los electrones?¿Por qué?.3. Compara la respiración aeróbica, la fermentación y la fotosíntesis según . donador de electrones, aceptor de electrones, mecanismo de obtención de ATP, fuente de energía.4. ¿Qué tienen en común las membranas tilacoidales y las mitocondriales.6. Ni en la fotosíntesis bacteriana ni en la fase cíclica se desprende oxígeno. ¿Es por la misma causa? Razona la respuesta.7.¿Qué células realizan el ciclo de Calvin?.8. ¿Se podría dar la fase oscura sin la fase luminosa acíclica? Razona la respuesta.9. Se podría dar indefinidamente la fase lumnionsa acíclica sin la fase oscura o se detendría por falta de sustrato. Razona la respuesta.10. Las células de las hojas ¿Qué proceso realizan durante el día? Y durante la noche?

6.2. QUIMIOSINTESIS.6.2.1.CONCEPTO Y FASES.

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 La QUIMIOSÍNTESIS es un proceso exclusivo de un número reducido de bacterias autótrofas. Estas bacterias utilizan materia orgánica y la transforman en materia orgánica por el ciclo de Calvin. Sin embargo el ATP y el NADH no lo obtienen dela luz ni el agua sino por la oxidación de compuestos inorgánicos sencillos (NH4

+, SH2,, H2).

En la quimiosíntesis , al igual que en la fotosíntesis encontramos DOS FASES:

FASE I : En ella se obtiene ATP y NADH (en lugar de NADPH) al oxidarse sustancias inorgánicas reducidas como NH3, NO2-, SH2, H2 y Fe2+.

FASE II: El ATP y NADH se utiliza para reducir la materia inorgánica (CO2, H2O, NO3-, SO42-) a orgánica. Para ello se utilizan las mismas rutas que los organismos fotosintéticos. Es decir: Ciclo de Calvin (para la fijación del CO2), reducción de NO3, NO2 hasta amoníaco, y la reducción y fijación del SO42-.

Todos los organismos quimiosintéticos son autótrofos y presentan unas características comunes:o Son procariotas. Solamente algunas bacterias son capaces de realizar la quimiosíntesis.o Viven de materia inorgánica: agua, sales, O2, CO2, y compuestos inorgánicos reducidos de

cuya transformación obtienen energía.o Son aerobios. Utilizan el oxigeno en la respiración como aceptor externo de electrones.o Sintetizan la materia orgánica por medio del ciclo de Calvin.

Muchos compuestos inorgánicos reducidos, utilizados para la quimiosíntesis, proceden de la descomposición de la materia orgánica realizado por los hongos y las bacterias de la putrefacción, por ejemplo del NH3 y del SH2. Las bacterias quimiosintéticas los oxidan, transformándolos en compuestos asimilables por los organismos fotosintéticos, como por ejemplo

NO3-2 y SO4

2-. En consecuencia, LOS ORGANISMOS QUIMIOSÍTÉTICOS JUEGAN UN PAPEL IMPRESCINDIBLE EN LOS CICLOS DE LA MATERIA en los ecosistemas, puesto que cierran el ciclo de la materia en los ecosistemas (Los organismos mueren y son descompuestos por hongos y bacterias hasta NH3, SH2.., las bacterias quimiosintéticas transforman estos productos en nitratos y sulfatos que pueden utilizar las plantas y porta tanto enriquecen el suelo.

6.2.2 TIPOS DE ORGANISMOS QUIMIOSINTÉTICOS.

Según qué compuestos inorgánicos oxiden, hay tres tipos principales de bacterias quimiosintéticas: las bacterias nitrificantes, las sulfobacterias y las ferrobacterias.

BACTERIAS DEL NITRÓGENO . Obtienen la energía necesaria para la quimiosíntesis de la oxidación del amoníaco a nitrato, proceso que se realiza en dos fases, por dos bacterias distintas:

NITROSIFICACIÓN. La llevan a cabo las bacterias Nitrosificantes, como por ejemplo las bacterias del género Nitrosomonas. Que llevan el amoníaco del suelo (procedente de excrementos y descomposición de materia orgánica muerta) a NO2 y energía.

NITRIFICACIÓN. La llevan a cabo las bacterias Nitrificantes como por ejemplo las bacterias del género Nitrobacter. Llevan el nitrito a nitrato.

Estas bacterias enriquecen los suelos pues degradan compuestos como el NH3 que no puede ser absorbidos por las raíces de las plantas a NO3- que es la forma en la que las plantas pueden asimilar el N.

BACTERIAS DEL AZUFRE O SULFOBACTERIAS . Obtienen la energía de oxidar el SH2 (procedente de la descomposición de la materia orgánica) a S o

SO42-. Son bacterias que enriquecen también el suelo, por la misma reacción que los nitrificantes. El resultado es

la producción de sulfatos, que son absorbidos por los vegetales.

BACTERIAS DEL HIERRO. Provocan la oxidación del hierro ferrosos Fe2- a hierro férrico Fe3+.

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ANALOGÍAS Y DIFERENCIAS ENTRE QUIMIOSÍNTESIS Y FOTOSÍNTESIS.ANALOGÍAS.

En los dos procesos se transforman compuestos inorgánicos en orgánicos. Los realizan pues los seres AUTÓTROFOS.

La segunda fase de fijación de CO2, NO32- y SO4

2- es idéntica ( mediante Ciclo de Calvin)

DIFERENCIAS. La ENERGÍA utilizada en la fotosíntesis para formar materia orgánica procede de la luz solar, en la

quimiosíntesis de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos. En la fotosíntesis los ELECTRONES para reducir la materia orgánica proceden en la mayoría de los

casos del agua y en la fotosíntesis anoxigénica de otros compuestos (SH2). La oxidación de estos dadores está provocada por una reacción fotolítica (el dador se rompe por la luz). En la quimiosíntesis estos electrones provienen de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos.

VOCABULARIO DEL TEMA:

CATABOLISMO: Es el conjunto de reacciones del metabolismo mediante las cuales las moléculas complejas (azúcares, lípidos y proteínas) ricas en energía, son degradadas para dar moléculas más simples (CO2, H2O y amoniaco), liberándose en este proceso energía en forma de ATP que será utilizada en reacciones anabólicas. También se obtienen en estas reacciones precursores metabólicos y poder reductor.Ejemplo: Respiración de la glucosa. Fermentación de glucosa. (puedes señalar aquí las tres fases del catabolismo, mediante el esquema).

ANABOLISMO: Es el conjunto de reacciones del metabolismo por las que se fabrican moléculas complejas (ricas en energía), a partir de moléculas simples y ATP obtenidas durante el catabolismo. Estas sustancias fabricadas pueden formar parte del organismo o almacenarse como fuentes de energía. El catabosismo y el anabolismo son procesos interconectado ((haz gráfica). Ejemplo: la fabricación de almidón, la síntesis de proteínas.

ATP.(Adenosín 5´trifofato) Ribonucleósido trifosfato compuesto de adenina (como base nitrogenada), ribosa (como pentosa) y tres grupos fosfatos, que actúa como coenzima y es el principal transportador de energía química en las células. Los enlaces entre los grupos fosfatos son ricos en energía debido a la repulsión de cargas negativas, con lo que su hidrólisis o transferencia a otra molécula libera una gran energía. De esta forma este proceso se acoplará a reacciones que necesiten energía (ejm. las reacciones del anabolismo). En aquellas reacciones donde se libera energía (ej: las reacciones del catabolismo) ésta se utilizará para fabricar ATP.

FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO.Es la síntesis de ATP (la fosforilación del ADP) gracias a la energía que se libera al romperse los enlaces ricos en energía de una molécula. Se producen en la glucólisis (ej: la reacción 7 y 10) o en el ciclo de Krebs.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVAProceso producido en bacterias y mitocondrias (en la membrana interna) mediante el cual la fabricación de ATP está impulsada por el transporte de electrones a través de los componentes de una membrana biológica. Es la última fase de la ruta de la respiración. En este caso los electrones “descienden”(perdiendo energía) desde los coenzimas NADH y FADH2 procedentes de diferentes reacciones del catabolismo hasta un aceptor final (generalmente el oxígeno). En este proceso se crea un gradiente de protones (variaciones de pH) a ambos lados de la membrana, lo que es aprovechado por la ATP sintetasa para fabricar ATP. (ilustra la definición con el dibujos de la membrana mitocondrial y la variación de potencial de los electrones).

FOTOFOSFORILACIÓN O FOSFORILACIÓN FOTOSINTÉTICA.Proceso por el que se fabrica ATP en vegetales, algas, bacterias fotosintéticas y cianofíceas a partir de la luz. Tiene lugar en la membrana tilacoidal de los cloroplastos en las plantas, y durante la fase luminosa de la fotosíntesis. La fabricación de ATP, se produce al transportarse los electrones desde el agua hasta el NADPH. Este transporte “contra corriente” se produce gracias al impulso de la energía de la luz que excita los electrones en la clorofila y aumenta su energía. Los electrones se transportan por una cadena transportadora de electrones y la energía liberada en este transporte se utiliza para crear un gradiente de protones a ambos lados de la membrana tilacoidal, lo que es aprovechado por la ATP sintetasa para fabricar ATP. En este transporte también se fabrica poder reductor (NADPH). Ambos productos (ATP y NADPH) serán utilizados en la fase oscura para sintetizar compuestos orgánicos a partir de inorgánicos.Puede ser cíclica o acíclica:

- ACÍCLICA (ver def pág 28)- CÍCLICA (ver def pág 28).

RESPIRACIÓN o catabolismo respiratorio.

Proceso catabólico en el que se produce la oxidación completa de moléculas orgánicas reducidas (en general, glúcidos y lípidos) para obtener energía, dando como productos finales productos inorgánicos (pobres en energía) como el CO2 y el H2O.Este proceso se realiza en presencia de un aceptor externo de electrones, oxígeno en el caso de la respiración aeróbica.En este proceso se produce una gran cantidad de ATP especialmente por fosforilación oxidativa en las mitocondrias , aunque también se produce una pequeña parte por fosforilación a nivel de sustrato(en glucolisis y ciclo de Krebs). Este ATP se utilizará posteriormente en reacciones anabólicas,, en el trasporte celular etc.

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La respiración es una ruta catabólica compleja en la que se suceden dos fases localizadas en diferentes compartimentos:a) Glucólisis. (en el citoplasma) La glucosa se rompe en dos moléculas de piruvato (primer paso para la oxidación

de la glucosa9 y se obtienen dos moléculas de ATP y 2 de NADH.b) Respiración celular (propiamente dicha), que tiene lugar en con tres rutas:

a. Descarboxilación oxidativa del piruvato.(se transforma en Acetil-CoA) b. Ciclo de Krebs (Ruta cíclica que tiene lugar en la matriz mitocondrial en la que el Acetil –CoA se oxida por completo

hasta CO2, obteniéndose gran cantidad de poder reductor y dos mol de GTP).c. Fosforilación oxidativa en la cadena transportadora de electrones localizada en la membrana mitocondrial interna en la

que reoxida el poder reductor fabricado en etapas anteriores cediendo las electrones al oxígeno y dando H2O. En esta fase se obtiene mucha energía.

Como puede comprobarse la respiración es una ruta que se localiza en el citoplasma y en la mitocndria en las células eucariotas y en las procariotas las reacciones de la mitocondria tiene lugar en el mesosoma.Se distinguen dos tipos de respiración:

-Aeróbica. Cuando el aceptor externo es el oxígeno, formándose H2O como producto final. - Anaeróbica: Si el aceptor externo de electrones no es el O2. la llevan a cabo muchas bacterias.

FERMENTACIÓN O CATABOLISMO RESPIRATORIO.Proceso catabólico en el que se produce la oxidación incompleta de moléculas orgánicas reducidas (en general, glúcidos) para obtener algo de energía(poca), dando como productos finales productos orgánicos (que aún retienen energía en sus moléculas) como el etanol y el ácido láctico).En este proceso no hay un aceptor externo de electrones sino que es la misma molécula fermentada la que recoge los electrones.La fermentación es una ruta anaróbica (no necesita oxígeno).Y en ella a partir de una molécula de glucosa se producen sólo dos moléculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato durante la glucoslis.En toda fermentación se sucenden dos fases.

a) Glucólisis. (en el citoplasma) La glucosa se rompe en dos moléculas de piruvato (primer paso para la oxidación de la glucosa9 y se obtienen dos moléculas de ATP y 2 de NADH.

b) Fase de reducción. Esta fase es diferente para cada tipo de fermentación. Tiene lugar en el citoplasmoa. En ella con una o dos reacciones se reoxida el NADH hasta NAD fabricado en la glucólisis para que pueda continuar la fermentación. En esta fase no se produce energía.

La fermentación tiene lugar en el citoplasma y hay distintos tipos de fermentación dependiendo del producto final: - fermentación láctica (ac láctico como proudto final), en las bacterias del ácido láctico y nuestros músculos..- Fermentación alcohólica (Co2 y etanol como producto final), en el caso de levaduras.

GLUCÓLISIS (=rotura de glucosa) (definición en pag 9)Ruta catabólica central constituida por diez reacciones que tiene lugar en el citoplasma de la célula.En esta ruta se rompe y oxida parcialmente la glucosa (6C) en dos moléculas de piruvato, obteniéndose dos moléculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato (reaciones 7 y 10) y dos de NADH. Es una ruta anaeróbica 8puede producirse en ausencia de oxígeno).Tiene dos fases bien diferenciadas:

a) FASE PREPARATORIA O DE LAS HEXOSAS.(Explicala)b) FASE PRODUCTIVA O DE LAS TRIOSAS. (Explícala y pon la reacción parcial.

Con esta ruta se prepara la glucosa para continuar en forma de piruvato en otras rutas catabólicas, pues es común a la fermentación y a la respiración.

- Respiración. El piruvato entra en la mitocondria y sufre la respiración celular. El NADH se reoxida en la cadena transportadora de electones y se forma mucha energía.

- Fermentación. El piruvato se queda en el citoplasma y se reduce parcialmente para reoxidar el NADH producido en la glucólisis, dando lugar a productos orgánicos (etanol, lactato)

Puedes completar la definición con un esquema de las reacciones.

CICLO DE Krebs. Definición pág 14. complétala con el dibujo mudo del ciclo.. En él es esencial que coloques los nombres de los compuestos y los productos que entran y salen en cada reacción.

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES.Conjunto de proteínas situadas en la membrana interna de la mitocondrias encargadas de permitir el transporte de electrones desde NADH y FADH2, producidos en diversas rutas catabólicas hasta el O, que se transforma en H2O. Las proteínas están dispuestas por orden decreciente de potencial redox (de mayor a menor energía), de forma que los electrones viajan “cuesta abajo” desde el NADH hasta el oxígeno y son por este orden. NADH deshidrogenasa, ubiquinona, citocromo reductasa, citocromo C y citocromo oxidasa. Durante este transporte se bombean protones hasta el espacio intermembranoso lo que provoca un gradiente (variación de pH a ambos lados de la membrana interna) que es aprovechado por la ATP sintetasa para fabricar ATP acoplado al paso a favor de gradiente de protones. Este último proceso se denomina Fosforilación oxidativa (ver definición) y es el último paso de la respiración.Dibuja la cadena con todos sus componentes e indica como es el paso de electrones y protones. Dibuja también como varía el potencial redox de los componentes.ATP-SINTETASAEnzima transmembranal de la membrana interna de mitocondrias y de la membrana tilacoidal de los cloroplastos que se encarga de la síntesis de ATP aprovechado el gradiente de protones creado por un transporte de electrones entre los componentes de la membrana.La ATP-sintetasa es una enzima con dos componentes:

- Fo: hidrófobico y es un canal en la membrana que permite el paso a favor de gradiente desde el espacio intermembranoso a la matriz mitocondrial 8en mitocondrias).

- F1: es la esfera hidrofóilica que se orienta hacia la matriz y que tiene la capacidad de sintetizar ATP aprovechado el bombeo de protones a favor de gradiente.(Haz un dibujo de la cadena transportadora de electrones y la ATP sintetasa).

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 FOTOSISTEMAS FOTOSÍNTESIS FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA Y CICLICA.CICLO DE CALVINRuta metabólica (anabolismo autótrofo) en la que se reduce la materia inorgánica (CO2, NO32- y SO42-) hasta materia orgánica utlizando el ATP y el poder reductor obtenido durante la fase luminosa de la fotosíntesis o la reductora de la quimiosínteis.Es una ruta cíclica que tiene lugar en el estroma del cloroplasto y se continúa en el hialoplasma.Tiene tres fases

- Fase de fijación. En la que el COP2 se fija a una pentosa Ribulosa1-5 dP por la enzima Ribulosa 15dP carboxilasa.- Fase reductiva. En la que se reduce el 3-fosfoglicerato obtenido en la fase anterior hasta 3.fosfogliceraldehído

utilizando el ATP y el NADH fabricado en la fase luminosa.- Fase regenerativa: en la que se regenera la ribulosa 1,5 dP para comenzar el ciclo y se obtiene glúcidos que salen del

ciclo:Poner el dibujo del ciclo con sus compuestos, enzimas y sobre todo que es lo que entra y sale.RIBULOSA 1,5 Carboxilasa. (ver def p,ag 29).PIRUVATO DESHIDROGENASA (DEF PÁG 13).CLOROFILA Y CAROTINOIDES.QUIMIOSÍNTESIS.

PREGUNTAS DE COMPARACIONES.En estas preguntas hacer inicialmente una introducción centrando definiendo el tema y señalando las semejanzas si las hubiere. A continuación colocad un cuadro de doble entrada resaltando las diferencias (no lo hagáis demasiado escueto) y acompñadlas con dibujos y esquemas donde queden claras las diferencias.

a) CATABOLISMO/ ANABOLISMO.CATABOLISMO ANABOLISMOReacciones destructivas Constructivas

Finalidad Obtener energía y moléculas simples mediante la rotura de moléculas complejas . esta energía se utilizará en reacciones anabólicas, transporte de sustancias, movimiento.

Fabricar moléculas complejas a partir de simples utilizando la energía y las moléculas obtenidas en las reacciones del catabolismo.

Energía Se obtiene Se consumeTipos de reacciones

De oxidación De reducción

Ejemplos Respiración . Fermentación Foitosíntesis, Quimiosínteis. Fabricación de proteínas.b)

RESPIRACIÓN/FERMENTACIÓN. QUIMIOSÍNTESIS/ FOTOSÍNTESIS. FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO/FOSFORILACIÓN OXIDATIVAFOSFORILACIÓN OXIDATIVA/FOTOFOSFORILACIÓN.FOTOFOSFORILAICÓN CÍCLICA/ACÍCLICA.

DIBUJOS Y ESQUEMAS:-Esquemas de mitocondria y cloroplastos donde se localice cada uno de los procesos.- fases del catabolismo.-Fórmula del ATP, ADP, y AMP.-Esquema glucólisis, ciclo Krebs, cadenas transportadora, Descarboxilción oxidativa piruvato. Esquema de fermentación 8pag 20)Fosforilaicón cíclica y acíclica. Ciclo de Calvin.. Reacción de la Ribulosa 15dPcarboxilasa.

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PREGUNTAS DE SELECTIVIDAD:-1. Defina los siguientes conceptos: fermentación, fotosistema, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosítesis. (Sep 95)2. Esquematiza, explicando brevemente el proceso de degradación de la glucosa hasta CO2 y agua. (Junio 96).3. En la degradación de una molécula de acetil-CoA por el ciclo de Krebs, explica:

a) ¿Cuántas moléculas de CO2 se producenb) ¿Cuántas moléculas de NADH+ + H+ se producen.c) Cuál es el intermediario de la condensación del ácido oxalacético con el acetil-CoA?.d) En qué lugar de la célula ocurre el ciclo y cuál es su función.(Junio 96).

4. Clasifica a los seres vivos por la fuente de carbono y energía que utilizan para llevar a cabo su metabolismo. ( Sep 96).5. Explica la lfunción que desempeñan en el metabolismo: ribulosa1-5 difosfato, ATP sintetasa, un fotosistema y el citocromo f. (Sep 96).6. Compara la fermentación y la respiración (Junio 97).7. En la degradación de glucosa por la glucolisis hasta pirúvico, indica:

e) Balance energético.f) Forma en la que se obtiene el ATP.g) Cantidades de NADH producidos y en qué reacciones.h) ¿Cuáles son los tres intermediarios de tres carbonos que se producen.(Junio 97).

8. Define : anabolismo, catabolismo, respiración y fermentación.(Sep 97).9. Esquematice la respiración aerobia de la glucosa: a) ¿Cuáles son los productos resultantes de cada uno de los tres procesos que comprende b) Balance energético comparado con el de las fermentaciones. Explique por qué es diferente. (Junio 98).

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Tema 13. FISIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO. Biología. 2º bachillerato. 12 de abril de 2023 10. Defina los siguientes conceptos: fotosistema, quimiosítesis, fosforilación oxidativa y fotofosforilación.(junio 98)11.Indicar qué procesos se obtienen en la fase luminosa de la fotosíntesis, mediante qué tipo de procesos se obtienen y cómo se utilizan en la fase oscura. (Sep 98).12. Diferencias entre fermentación y respiración. (sep 98)13. Explique qué son y que función cumplen: a) Ribulosa 1,5 difosfato b9 centro de reacción c) complejo antena d) ATP-sintasa.(Junio99).14. a)¿Qué es ATP y cuál es su función en los organismo b) Indica los diferentes procesos de síntesis de ATP en la célula (Junio 99).15. Sin escribir las distintas etapas de las rutas metabólicas, indique: A) ¿En qué cosiste la glucólisis? B)En qué parte de la célula se produce?. C) ¿Cuál es el destino final del piruvato en condiciones aeróbicas d) y en anaeróbicas? (Sep 99)16. Diferencia entre fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa. Poner ejemplo de la ruta donde se produce el proceso ( Sep 99).17. Concepto de a) Fosforilación oxidativa b) Fotosfosforilación ( Junio 00).18. Glucólisis: concepto y localización del proceso (Junio 00).19. Defina los siguientes términos: a) Glucólisis b) Fermentación c) Fotosítesis d) Quimiosítes (Sep 00).20. Conteste a las siguientes preguntas sobre el ciclo de Krebs:

a) Vía metabólica a la que pertenece.b) Lugar de la célula dónde se realiza.c) Esquema del proceso.d) Moléculas de inicio y lugar de dónde proceden.e) Resultado final del proceso y destino de las moléculas finales.Función del ciclo de

Krebs.(Sep 00).

21. Fotofosforilaicón no cíclica: Concepto. Descripción esquemática del proceso. (Juni 01).22. Defina los siguientes conceptos: Anabolismo, catabolismo, Respiración aerobia, Fermentación. (Jun 01)23. Pregunta 20 (Sep 01).24. Fermentación: Concepto y tipos. (Sep 01).

Realizar los siguientes ejercicios: Pag 276: 5,6,7,11,12,16,20,35,40,41. Pag: 280: 7,8,15, 16, 20,21

Entregar: 8 de Marzo.

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Tema 13 2011

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