Revisión Detallada de Rutas Catabólicas y Producción de ATP
Enviado por Chuletator online y clasificado en Biología
Escrito el en
español con un tamaño de 19,73 KB
Fosforilación oxidativa. Destino: se oxida en la cadena respiratoria transfiriendo los electrones al oxígeno, formando agua, y permitiendo que el NAD⁺ vuelva a estar disponible para el ciclo de Krebs y la glucólisis.
No, no podría tener lugar la fosforilación oxidativa.
La cadena respiratoria debe estar anclada en la membrana mitocondrial interna para poder bombear protones al espacio intermembranoso y crear un gradiente electroquímico. Si los complejos no estuvieran en la membrana, no se establecería ese gradiente de H⁺, y sin él la ATP sintasa no podría sintetizar ATP.
A una célula muscular esquelética se le bloquea la entrada de oxígeno. A) ¿Cómo es posible que la célula siga produciendo ATP? [0,5] b) ¿Cómo será el rendimiento en la producción de ATP si la comparamos con una célula de igual naturaleza a la cual no se le ha bloqueado la entrada de oxígeno? [0,5] Explique razonadamente ambas cuestiones.
, mientras que en condiciones aerobias, gracias a la respiración celular completa (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria), se producen alrededor de 36(o 38) ATP.
Por vía aerobia, teniendo en cuenta que por cada molécula de glucosa se liberan 6 moléculas de CO2: 200×6=1200 moléculas de CO2. Por vía anaerobia, por fermentación láctica al ser una célula muscular, la glucosa se convierte en ácido láctico, por lo que no se liberan moléculas de CO2.
No, no podría seguir realizando la fosforilación oxidativa. Al hacerse un orificio en las membranas, se pierde el gradiente de protones entre el espacio intermembranoso y la matriz mitocondrial. Sin este gradiente electroquímico de H⁺, la ATP sintasa no puede funcionar, por lo que no se sintetiza ATP por fosforilación oxidativa.
Productos finales de la degradación del ácido pirúvico: En condiciones aeróbicas: Se transforma completamente en CO₂ y H₂O, produciendo ATP a través de la respiración celular.
En condiciones anaeróbicas: Depende del tipo de fermentación: En animales → ácido láctico (fermentación láctica). En levaduras → etanol y CO₂ (fermentación alcohólica).
a) Defina ciclo de Krebs [0,4]. B) Indique en qué parte de la célula vegetal se realiza [0,2]. C) Cite los dos compuestos imprescindibles para comenzar cada vuelta del ciclo [0,2] y d) de dónde procede cada uno de ellos [0,4]. E) Nombre los productos del ciclo de Krebs que al oxidarse ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico [0,4]. F) ¿En qué se diferencian el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin con respecto al ATP? [0,4] a) Es una ruta metabólica cíclica en la que el acetil-CoA se oxida completamente, liberando CO₂ y produciendo poder reductor (NADH y FADH₂) y una pequeña cantidad de ATP o GTP. b) Matriz mitocondrial c)Acetil-CoA y oxalacetato d) Acetil CoA: procede de la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico (que se forma en la glucólisis).Oxalacetato: es una molécula del propio ciclo que se regenera al final de cada vuelta e) NADH Y FADH2 f) El ciclo de Krebs produce ATP, mientras que el ciclo de Calvin consume ATP para fijar CO₂ y sintetizar materia orgánica.
La fermentación láctica es un proceso anaeróbico que llevan a cabo ciertos microorganismos. ¿Por qué se realiza en determinadas condiciones en el tejido muscular humano?
La fermentación láctica se produce en el tejido muscular cuando las células se encuentran en condiciones de baja disponibilidad de oxígeno, como ocurre durante un ejercicio intenso o prolongado. En estas circunstancias, la cadena de transporte electrónico mitocondrial no puede funcionar con normalidad y el NADH no se reoxida a NAD⁺ por la vía aerobia. Para que la glucólisis pueda continuar y seguir produciendo ATP (aunque en pequeña cantidad, 2 ATP por glucosa), el piruvato se reduce a lactato, regenerando el NAD⁺ necesario.
En esta situación habrán predominado las rutas catabólicas. Al existir un déficit energético debido a una ingesta insuficiente de hidratos de carbono y lípidos, el organismo debe obtener energía a partir de sus reservas. Por ello se activan procesos degradativos como la glucogenólisis, lipólisis y, en casos prolongados, proteólisis, que liberan sustratos para la respiración celular y la producción de ATP. Las rutas anabólicas, en cambio, disminuyen porque requieren aporte energético. B. El proceso metabólico que actúa como nexo es el ciclo de Krebs, ya que en él se integra el acetil-CoA procedente del catabolismo de la glucosa y desde él se desvía hacia la síntesis de ácidos grasos cuando hay exceso energético. Metabolito: acetil-CoA
1. Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH Glucólisis, ana 2. Piruvato + NADH → Lactato + NAD+ fermentación láctica, anaeróbico 3. Acetil-CoA + ADP + Pi + 3 NAD+ + FAD → CoA + 2 CO2 + ATP + 3 NADH + FADH2 Ciclo de Krebs, aeróbico 4. Piruvato + NADH → Etanol + CO2 + NAD+ fer alcohólica, ana
El oxígeno se une al hierro de la hemoglobina para ser transportado a los tejidos. En ausencia de hierro, las células no reciben suficiente oxígeno, dificultando la obtención de energía por respiración celular. Esto provoca los síntomas de la anemia..
a) Síntesis de ARN ribosómico: Nucléolo (núcleo). B) Fosforilación oxidativa: Membrana mitocondrial interna. C) Digestión de sustancias: Lisosomas. D) Síntesis de almidón: Cloroplastos. E) Ciclo de Krebs: Matriz mitocondrial. F) Transporte activo: Membranas. G) Transcripción: Núcleo. H) Traducción: Ribosomas. I) Fase luminosa de la fotosíntesis: Membranas tilacoidales. J) Glucólisis: Citosol.
Localización: Citosol. Moléculas iniciales: Glucosa, NAD⁺, ADP, Pi. Productos finales: Piruvato, NADH + H⁺, ATP. Rutas metabólicas del piruvato: Fermentación (anaerobia): Producto inicial: Piruvato. Productos finales: Lactato o etanol y NAD⁺. Y Ciclo de Krebs (aerobia): Compuestos iniciales: Acetil-CoA y oxalacético. Productos finales: CO₂, NADH + H⁺, FADH₂, GTP (ATP)
Glucólisis: Conjunto de reacciones que convierten la glucosa en ácido pirúvico, liberando energía en forma de ATP. Localización: Citosol. Fermentación Degradación anaeróbica de la glucosa donde el aceptor final de electrones es una molécula orgánica. Localización: Citosol. β-oxidación: Secuencia de reacciones que degradan ácidos grasos, generando acetil-CoA. Localización: Matriz mitocondrial o peroxisomas
No, las células procariotas no necesitan mitocondrias para realizar un metabolismo aeróbico. Poseen las enzimas necesarias para el catabolismo aeróbico, y estas reacciones se llevan a cabo en la membrana plasmática o en el citoplasma.
Consumo de O₂: El consumo de oxígeno cesa, ya que al bloquearse la cadena de transporte de electrones, el oxígeno no puede actuar como aceptor final de electrones. Producción de ATP: La producción de ATP asociada a la cadena respiratoria también cesa, al interrumpirse el transporte de electrones y el gradiente de H⁺ necesario para la fosforilación oxidativa. Viabilidad celular: Sin ATP suficiente, las células no pueden desarrollar sus funciones vitales y mueren.
Comparación energética fermentación y respiración aerobia:
La fermentación genera menos ATP que la respiración aerobia, ya que la glucosa se oxida parcialmente hasta una molécula orgánica, mientras que en la respiración se oxida completamente hasta CO₂ y agua.
Interacción: El cianuro actúa como un inhibidor irreversible de la cadena de transporte electrónico. Efecto en la célula: La célula no puede regenerar NAD⁺ ni FAD, bloqueando el ciclo de Krebs. Se detiene la producción de ATP aeróbico, y la energía obtenida por glucólisis anaeróbica no es suficiente.Sin ATP, las células no pueden mantener funciones vitales, provocando la muerte celular rápida.
Indique los sustratos iniciales y productos finales de los siguientes procesos metabólicos: Glucólisis
Sustratos: Glucosa, ADP + Pi, NAD⁺. Productos: Ácido pirúvico, ATP, NADH.
Β-oxidación
Sustrato: Ácidos grasos. Producto: Acetil-CoA.Ciclo de Krebs
Sustratos: Acetil-CoA, NAD⁺, FAD, GDP. Productos: CO₂, NADH, FADH₂, GTP (ATP).Cadena de transporte electrónico:
Sustratos: NADH, FADH₂, O₂. Productos: NAD⁺, FAD, H₂O.Fosforilación oxidativa
Sustratos: ADP + Pi. Producto: ATP.Tipo de organismo: Heterótrofo, porque utiliza materia orgánica como fuente de carbono (almidón y extracto de carne). Metabolismo: Anaerobio, ya que no requiere oxígeno en su medio de cultivo.
El movimiento de los cilios requiere energía en forma de ATP, que se sintetiza en las mitocondrias. Si la actividad mitocondrial se inhibe, los protozoos no pueden generar ATP suficiente, lo que impide el movimiento de sus cilios y compromete su supervivencia.
Productos finales: Aerobiosis: CO₂, ATP y H₂O. Anaerobiosis: Lactato y NAD⁺ (fermentación láctica). Etanol y NAD⁺ (fermentación alcohólica). Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP mediante la ATP sintasa, utilizando la energía generada por el gradiente de protones producido en la cadena de transporte electrónico.
Crecimiento bacteriano: El cloranfenicol bloquea los ribosomas 70S, impidiendo la síntesis proteica y, como consecuencia, el crecimiento bacteriano. Respiración celular en eucariotas: Los ribosomas mitocondriales, similares a los bacterianos, también se ven afectados, lo que interrumpe la síntesis de proteínas mitocondriales necesarias para la respiración celular.
Justifique cómo los glóbulos rojos, que carecen de mitocondrias, producen energía y sobreviven durante 120 días
Los glóbulos rojos obtienen energía exclusivamente a través de la fermentación, ya que no pueden realizar la respiración celular en ausencia de mitocondrias. La glucólisis en el citosol genera ATP suficiente para mantener su actividad biológica.
a) Transformación de energía luminosa en energía química: Membrana de los tilacoides. B) Síntesis de proteínas: Ribosomas (RER). C) Movimiento celular: Cilios, flagelos. D) Ciclo de Calvin: Estroma del cloroplasto. E) Síntesis de ARN transferente: Núcleo. F) Cadena respiratoria: Membrana mitocondrial interna. G) Glicosilación de proteínas: Complejo de Golgi. H) Síntesis de almidón: Cloroplasto. I) Difusión facilitada: Membranas. J) Síntesis de lípidos: Retículo endoplasmático liso.
Mayor rendimiento energético:
Los ácidos grasos producen más moléculas de acetil-CoA, lo que permite que el ciclo de Krebs funcione más veces, generando más ATP que la oxidación de una hexosa. Recurso energético primario: Las células utilizaron primero azúcares en condiciones anaerobias, ya que la oxidación de grasas requiere un ambiente aerobio, que aparecíó posteriormente en la evolución.
La rotenona inhibe uno de los componentes de la cadena transportadora de electrones en las mitocondrias, interrumpiendo el flujo de electrones y la generación de un gradiente de protones. Como resultado, se detiene la síntesis de ATP, privando a las células de energía y provocando la muerte de los peces.
La difusión simple y la difusión facilitada no se ven afectadas porque no requieren energía. El transporte activo no se llevaría a cabo, ya que depende de ATP, cuya síntesis cesa al bloquearse la cadena. Aumento de temperatura a 60 °C: La alta temperatura desnaturaliza las proteínas transportadoras, afectando tanto al transporte activo como a la difusión facilitada.