El metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células de los seres vivos.
Hay dos grandes rutas:
El catabolismo
es el conjunto de reacciones que tienen como objetivo la obtención de energía y moléculas precursoras a partir de otras más complejas. Los procesos catabólicos son de degradación, y producen energía química, por tanto son reacciones exergónicas.
El anabolismo
es el conjunto de reacciones que tienen por objetivo la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas precursoras sencillas y energía. Los procesos anabólicos son sintéticos y consumen energía, por tanto son reacciones endergónicas.
Las funciones del metabolismo son:
- La obtención de energía química a partir de la degradación de las biomoléculas (glúcidos, lípidos y proteínas).
- La obtención de moléculas precursoras, imprescindibles para la síntesis de las biomoléculas, como monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos...
- La síntesis de biomoléculas como glúcidos, lípidos, proteínas..., por la unión de moléculas más sencillas.
Los seres vivos son capaces de almacenar como ATP hasta un 40% de la energía obtenida en la oxidación de la glucosa.
Tipos de metabolismo: organismos autótrofos y heterótrofos.
Todos los seres vivos utilizan energía para realizar sus funciones, dependiendo de donde proceda esta energía clasificaríamos a los seres vivos como:
- Los seres vivos heterótrofos obtienen esta energía de sustancias elaboradas por otros seres vivos.
- Los seres vivos autótrofos obtienen esta energía de sustancias inorgánicas. Para que se produzcan las reacciones metabólicas se necesita la materia y la energía que proporciona la nutrición.
Reacciones de oxidación y reducción en la célula
Las reacciones químicas son transformaciones energéticas. La energía que contienen unos enlaces se transfiere a otros nuevos en moléculas diferentes.
Cuando en esas reacciones se produce una transferencia de electrones (e-) se conocen como reacciones de oxidación-reducción. Estos son muy importantes en los sistemas biológicos.
Una oxidación es la pérdida de algún e-. Su nombre procede del oxígeno, que es un gran aceptor de e-.
Las sustancias se oxidan:
- Cuando se forman enlaces nuevos con oxígenos.
- Cuando se rompen enlaces con hidrógenos.
Una reducción es la ganancia de algún e-.
Las sustancias se reducen:
- Cuando se rompen enlaces nuevos con oxígenos.
- Cuando se forman enlaces con hidrógenos.
La oxidación y la reducción son simultáneas, siempre que una sustancia se oxida la otra se reduce.
Reacciones de oxidación-reducción en los seres vivos:
- Las reacciones exergónicas son la reacciones de extracción de energía de los compuestos; liberan energía. Ejemplos: la glucólisis, la respiración celular y fermentaciones.
- Las reacciones endergónicas son las reacciones de obtención de energía; retienen energía. Ejemplos: la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
BIOCATALIZADORES
Para que una reacción se lleve a cabo es necesario que el o los sustratos (sustancias que van a reaccionar) reciban una cierta cantidad de energía denominada energía de activación para llevarlos a un nivel de energía alto llamado estado de transición donde los grupos reactivos se aproximan, se debilitan los enlaces de los reactivos, etc. y la reacción puede ocurrir. Los catalizadores son sustancias que hacen posible las reacciones químicas.
una reacción , donde A (reactivo = sustrato) se transforma en C (producto), aun cuando sea termodinámicamente favorable no se producirá si no se suministra al reactivo A una determinada energía denominada energía de activación. Los catalizadores reducen la energía de activación y hacen más fácil el paso de A a C.
Las enzimas son proteínas (o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas) que actúan catalizando las reacciones químicas del metabolismo. Es decir, las enzimas facilitan y aceleran las reacciones químicas del organismo porque disminuyen la energía de activación de las reacciones químicas del metabolismo. La enzima se une temporalmente al sustrato formando el complejo enzima-sustrato (ES), que tiene un estado de transición mucho menor, con lo que la reacción es mucho más rápida. A partir del complejo enzima-sustrato (ES) se forma un complejo enzima- producto (EP) que luego se desdobla en el producto P y el enzima E queda libre para participar en una nueva reacción.
E + S ↔ ES ↔ EP ↔ E + P
CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS
- Las enzimas facilitan y aceleran las reacciones metabólicas de manera que gracias a ellas se puede conseguir la misma cantidad de producto en menos tiempo, incluso si la cantidad de enzima es pequeña.( propiedad que también tienen los catalizadores)
- Las enzimas no se consumen durante las reacciones, sino que se recuperan intactas al final del proceso de catálisis. (propiedad que también tienen los catalizadores)
- Las enzimas son eficaces en pequeñas cantidades por ser catalíticamente muy activas y no consumirse, como se ha explicado en los dos puntos anteriores.
- Las enzimas actúan siempre a la temperatura del ser vivo.
- Las enzimas tienen un enorme poder catalítico, más que otros catalizadores sintéticos o inorgánicos. Algunas aumentan la velocidad de la reacción más de un millón de veces.
- Las enzimas tienen un peso molecular muy elevado.
CINÉTICA ENZIMÁTICA.
La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas que depende, además de la concentración del enzima, de la concentración de sustrato, de la temperatura, del pH y de la presencia o ausencia de inhibidores.
Donde Vmax es la velocidad máxima de la reacción; y KM (constante de M-M) es la [S] a la cual la v de reacción es la mitad de su valor máximo.
Los valores de KM indican la afinidad de la enzima por el sustrato: una KM alta implica una afinidad baja y viceversa.
Los efectos de los inhibidores pueden ser perjudiciales o beneficiosos para los organismos. Ejemplos de nhibidores beneficiosos: la penicilina que combate las infecciones bacterianas porque inhibe las enzimas que regulan la síntesis de la pared bacteriana, y el AZT o zidovudina que retrasa el desarrollo del sida porque inhibe la enzima transcriptasa inversa.
La Km y Vmáx se calculan por el método de las inversas.
CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
En base a la función que ejercen:
-Óxidoreductasas: catalizan reacciones de óxidoreducción. se las llama también deshidrogenasas. Ej: oxidasas y deshidrogenasas.
Transferasas: catalizan la transferencia de grupos funcionales. Las quinasas representan un grupo especializado que transfiere grupos fosfato.
-Hidrolasas: rompen un enlace adicionando una molécula de agua.
-Liasas: rompen enlaces por mecanismos distintos a la hidrólisis o la oxidación. Las decarboxilasas y aldolasas son ejemplos de liasas.
-Isomerasas: catalizan reacciones de interconversión de isómeros (cambio de posición de un grupo)
-Ligasas: unen moléculas utilizando energía proveniente del ATP. También se llaman sintetasas.
A continuación os dejo unas actividades propuestas de la asignatura de biología
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis? ¿Cuáles son sus consecuencias?
Tiene lugar en la fase luminosa acíclica en el fotosistema II. Al incidir la luz sobre este, la clorofila P680 se excita, y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. Para reponer estos dos electrones perdidos por la clorofila P680, se produce la fotólisis del agua. Finalmente, entra en los tilacoides cuatro protones por cada dos electrones. Entran dos procedentes de la hidrólisis del agua, y otros dos provenientes de la cadena de transporte electrónico. Como resultado se produce una diferencia de potencial electroquímico entre las dos caras de la membrana del tilacoide. Este gradiente hace que los protones salgan por la ATP-sintetasa y se produzca la síntesis de ATP.
2.- Cloroplastos y fotosíntesis.
A) Durante el proceso fotosintético, coexisten un flujo cíclico y un flujo no cíclico de electrones. Exponga brevemente el sentido fisiológico de cada uno de ellos y cuáles son sus componentes principales.
La fase luminosa acíclica consiste en formar ATP y NADPH a partir de la hidrólisis del H2O por la acción del fotosistema II. Esta cuenta con los fotosistemas I y II, el complejo citocromos b-f, una NADP+ reductasa y una ATP sintetasa.
La fase luminosa cíclica se encarga de producir ATP a raíz del movimiento de los electrones. Esta cuenta con un fotosistema I y un complejo citocromos b-f.
B) Existen algas procariotas (cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embargo realizan el proceso fotosintético de forma similar a como lo realizan las plantas superiores. ¿Cómo es posible?
Las cianobacterias poseen tilacoides en su citoplasma que a su vez poseen pigmentos fotosintéticos. Estos son capaces de captar la luz y con ello son capaces de llevar a cabo la fotosíntesis.
3.- Explique brevemente la finalidad que tienen los siguientes procesos:
-Metabolismo: Obtener materia y energía para llevar a cabo las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción)
-Respiración celular: Obtener energía en forma de ATP, además de dióxido de carbono y agua.
-Anabolismo: Obtener moléculas complejas a partir de biomoléculas sencillas.
-Fotosíntesis: Obtener materia orgánica a partir de inorgánica, además de oxígeno.
-Catabolismo: Obtener moléculas sencillas a partir de moléculas orgánicas complejas.
4.- Defina: Fotosíntesis, fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
-Fotosíntesis: es el proceso de conversión de la energía luminosa procedente del sol en energía química, que es almacenada en moléculas orgánicas. Este procesos es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos, de modo que dan inicio a una serie de reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis. Se lleva a cabo en los cloroplastos. Es realizada por plantas algas y algunas bacterias.
-Fotofosforilación: proceso que tiene lugar en la fase luminosa de la fotosíntesis, que consiste en la obtención del ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.
-Fosforilación oxidativa: proceso que tiene lugar en la respiración celular, concretamente en el transporte de electrones en las ATP-sintetasas, al entrar los protones por estas. Consiste en la obtención del ATP y agua, añadiendo un grupo fosfato a un ADP.
-Quimiosíntesis: proceso anabólico que consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en qué orgánulos celulares se producen.
-Anabolismo: los ejemplos de este proceso son fotosíntesis y quimiosíntesis. La fotosíntesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales, y en el caso de las bacterias que no tienen ni cloroplastos ni tilacoides, se produce en los clorosomas. La quimiosíntesis se producen el interior de las bacterias
-Catabolismo: los ejemplos de este proceso son la respiración celular y la fermentación. La respiración celular ocurre en mitocondrias y en el citosol, y la fermentación tiene lugar en el interior de ciertas levaduras y bacterias, y en animales, en el tejido muscular si no llega suficiente oxígeno a las células.
6.- Un proceso celular en eucariota genera ATP y NADPH (H) con producción de oxí- geno por acción de la luz sobre los pigmentos. ¿De qué proceso se trata? ¿Para qué se utiliza el ATP y el NADPH formados? ¿Participan los cloroplastos (indicar brevemente cómo).
Se trata del proceso de la fase luminosa cíclica. El ATP y el NADPH formados en la fase luminosa de la fotosíntesis, se emplean para obtener energía para poder formar la materia orgánica en la fase oscura, en el ciclo de Calvin, a partir de moléculas inorgánicas. Si, los cloroplastos sí que intervienen, ya que la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos.
7.- ¿Qué es el ATP? ¿Qué misión fundamental cumple en los organismos? ¿En qué se parece químicamente a los ácidos nucleicos? ¿Cómo lo sintetizan las células (indicar dos procesos).
El adenosín-trifosfato o ATP es un nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética. Almacena y cede energía, gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos.
Se parece químicamente a los ácidos nucleicos debido a que está formado por una pentosa, que es la ribosa, la base nitrogenada adenina y tres grupos fosfato.
La síntesis de ATP se puede realizar de dos maneras:
Fosforilación a nivel de sustrato: gracias a la energía liberada una biomolécula, al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Por ejemplo, la glucólisis.
Reacción enzimática con ATP-sintetasas: en las crestas de las mitocondrias y los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones, por ejemplo, en la cadena transportadora de electrones.
8.- De los siguientes grupos de organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celular? ¿Cuáles realizan la fotosíntesis oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, cianobacterias (cianofíceas), helechos y hongos.
-Fotosíntesis oxigénica: todos menos los hongos.
-Respiración celular: todos.
9.- Del orden de un 50 % de la fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la actividad de microorganismos. Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis. ¿Cuáles son los sustratos necesarios y los productos finales resultantes?
La fotosíntesis es el proceso de conversión de la energía luminosa procedente del sol en energía química, que es almacenada en moléculas orgánicas. Este procesos es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros átomos, de modo que dan inicio a una serie de reacciones químicas que constituyen la fotosíntesis. Consta de dos fases: la fase luminosa, que tiene lugar en los tilacoides, y se caracteriza por la captación de energía luminosa, generando ATP y nucleótidos reducidos, y la fase oscura,
que tiene lugar en el estroma, y a partir de ATP los nucleótidos reducidos obtenidos en la fase luminosa, se sintetizan moléculas orgánicas.
10.- Describe la fase luminosa de la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa consta de dos fases, la cíclica y la acíclica.
La fase luminosa acíclica interviene el fotosistema l y ll. El fotosistema ll recibe luz y la clorofila P680 se excita y cede dos electrones al primer aceptor de electrones. El primer aceptor cede los electrones a una cadena de transporte electrónico, que los cede finalmente a la clorofila P700 del fotosistema l. cuando el fotosistema l recibe luz, lsu clorofila P700, cede dos electrones al primer aceptor de electrones y el primer aceptor de electrones del fotosistema l, transfiere los electrones a otra cadena de transporte electrónico, que los cede al NADP+, que toma protones del estroma, y se reduce para formar NADPH + H+. Cada dos protones se forma 1 ATP, por tanto, al tener 48 protones, obtenemos 16 ATP, al romper 12 moléculas de agua.
En la fase luminosa cíclica , sólo interviene el fotosistema l. Incidir dos fotones sobre el fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor primario, y se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones desde el estroma al interior de tilacoide. La cadena de transporte electrónico, transfiere los dos electrones a la clorofila P700, para reponer los electrones que ha perdido. Los electrones llegan a la ferredoxina y de ahí pasan al citocromo B,y de éste pasa a la plastoquinona, que capta dos protones y se reduce. La plastoquinona reducida, cede los dos electrones al citocromo F, que introduce los dos protones en el interior del tilacoide. Estos, al salir de los ATP-sintetasa provocan la síntesis de ATP. La plastocianina retorna los electrones a la clorofila P700.
El aporte al proceso fotosintético global, nucleótidos oxidados y ATP, necesarios para realizar la siguiente fase.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo quimiosintético?
Son aquellos organismos que realizan las quimiosíntesis, es decir, el proceso anabólico que consiste en la síntesis del ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas. La gran mayoría son bacterias.
12.- Define en no más de cinco líneas el concepto de “Metabolismo”, indicando su función biológica.
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula, con el fin de obtener energía y materia, para realizar las tres funciones vitales, desarrollarse, o renovar la estructura propia de cada individuo.
13.- Indique qué frases son ciertas y cuáles son falsas. Justifique la respuesta:
a) Una célula eucariótica fotoautótrofa tiene cloroplastos pero no tiene mitocondrias. Falso, todas las células eucariotas realizan la respiración celular, que tiene lugar en las mitocondrias.
b) Una célula eucariótica quimioheterótrofa posee mitocondrias pero no cloroplastos. Verdadero, no realizan la fotosíntesis.
c) Una célula procariótica quimioautótrofa no posee mitocondrias ni cloroplastos. Verdadero, no presentan mitocondrias ni cloroplastos.
d) Las células de las raíces de los vegetales son quimioautótrofas. Verdadero, su fuente de energía es la desprendida en las reacciones químicas.
14.- Fotosistemas: Conceptos de complejo antena y centro de reacción. Función y localización.
Fotosistema: complejo situado en la membran interna de los tilacoides formado por proteínas transmembranosas que contiene pigmentos fotosintéticos y forman dos subunidades funcionales:
-Complejo captador de luz o complejo antena: esta estructura contiene moléculas de pigmentos fotosintéticos (clorofila a, clorofila b y carotenoides) que captan energía luminosa, se excitan y transmiten la energía de excitación de unas moléculas a otras hasta que la ceden finalmente al centro de reacción. Está a ambos las dos del centro de reacción del fotosistema.
-Centro de reacción: en esta subunidad hay dos moléculas de un tipo especial de clorofila a, denominada pigmento diana, que al recibir la energía captada por los anteriores pigmentos transfiere sus electrones a otra molécula, denominada primer aceptor de electrones, que los cederá, a su vez, a otra molécula externa. Está situado entre los complejo antena del fotosistema.
15.- Compara: a) quimiosíntesis y fotosíntesis b) fosforilación oxidativa y fotofosforilación.
a) En el proceso de la fotosíntesis se emplea la luz solar para transformarla en energía química que se queda almacenada en moléculas orgánicas. En la quimiosíntesis los organismos obtienen energía a partir de otras reacciones químicas. La fotosíntesis la realizan las plantas, las algas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas. Ambos son procesos anabólicos.
b) La fosforilación oxidativa es un proceso que ocurre en la cadena transportadora de electrones de la respiración celular. En las ATP-sintetasa fluyen protones provocando
cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP. La fotofosforilación ocurre en la fotosíntesis y al igual que la fosforilación en las ATP-sintetasas fluyen protones provocando cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP.
16.- La vaca utiliza los aminoácidos de la hierba para sintetizar otras cosas, por ejemplo la albúmina de la leche (lactoalbúmina). Indica si este proceso será anabólico o catabólico. Razona la respuesta.
Es un proceso anabólico porque a partir de un molécula, en este caso los aminoácidos de la hierba, se obtiene otra más compleja como es la lactoalbúmina.
17.- Explica brevemente si la proposición que sigue es verdadera o falsa. El ATP es una molécula dadora de energía y de grupos fosfatos.
Verdadero. Almacena y cede energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos. Al hidrolizarse, se rompe el último enlace éster-fosfórico por un proceso de desfosforilación, y se produce ADP, P y energía.
18.- ¿En qué lugar de la célula y de qué manera se puede generar ATP?
– Por fosforilación a nivel de sustrato. Gracias a la energía liberada de una biomolécula, al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía. Tiene lugar en la mitocondria
– Reacción enzimática con ATP-sintetasas. En las crestas mitocondriales y en los tilacoides de los cloroplastos, estas enzimas sintetizan ATP cuando su interior es atravesado por un flujo de protones.
19.- Papel del acetil-CoA en el metabolismo. Posibles orígenes del acetil-CoA celular y posibles destinos metabólicos (anabolismo y catabolismo). Principales rutas metabólicas que conecta.
Se forma cuando una molécula de coenzima A acepta un acetil. Para formar acetil coA interviene:
– Catabolismo aminoácidos
– Anabolismo lípidos
Dentro de las rutas catabólicas interviene en:
– Antes de entrar en la mitocondria, el piruvato obtenido en la glucólisis es transformado en Acetil-CoA. El Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, transfiriendo su grupo acetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forma un ácido cítrico.
– Beta oxidación de los ácidos grasos: Los ácidos grasos son escindidos en fragmentos de dos carbonos que son aceptados por el coenzima A originando acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.
Dentro de las rutas anabólicas interviene en:
– Gluconeogénesis
– Biosíntesis de ácidos grasos: es el iniciador del proceso
– Síntesis de aminoácidos
– Krebs
20.- Esquematiza la glucólisis: a) Indica al menos, sus productos iniciales y finales. b) Destino de los productos finales en condiciones aerobias y anaerobias. c) Localización del proceso en la célula.
El ácido pirúvico entra por transporte activo del citosol a la mitocondria.
21.- Una célula absorben moléculas de glucosa y las metaboliza generando 6n moléculas de CO2 y consumiendo O2 .¿ Está la célula respirando ? ¿Para qué? ¿participa la matriz mitocondrial? ¿Y las crestas mitocondriales?
La célula está realizando la respiración, para obtener energía. Participa la matriz mitocondrial ya que en ella se produce el ciclo de Krebs y también participan las crestas mitocondriales porque en ella se produce la cadena transportadora de electrones.
22.- ¿Qué ruta catabólica se inicia con la condensación del acetil-CoA y el ácido oxalacético, y qué se origina en dicha condensación? ¿De dónde provienen fundamentalmente cada uno de los elementos? ¿Dónde tiene lugar esta ruta metabólica?
Corresponde al ciclo de Krebs. El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis es descarboxilado transformándose en acetil-CoA. El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, transfiriendo su grupo acetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forma un ácido cítrico. Esta ruta metabólica tiene lugar en la matriz mitocondrial.
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción? ¿A qué moléculas da lugar?
El dióxido de carbono atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y allí se una a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima ribulosa-difosfato-carboxilasa-oxidasa (rubisco) y al lugar a un compuesto inestable de seis átomos de carbono, que se disocia en dos moléculas con tres átomos de carbono, el ácido -3-fosfoglicérico y es reducido a gliceraldehído-3-fosfato
24.- Indique cuál es el papel biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones en las cuales participe.
En el metabolismo , el NAD + participa en las reacciones redox (óxido-reducción), llevando los electrones de una reacción a otra. Se encuentra en dos formas en las células: NAD + y NADH . El NAD + , que es un agente oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD + Algunas reacciones en las que intervienen son: Ciclo de Krebs, en la beta oxidación de ácidos grasos, en las fermentaciones, en el catabolismo de proteínas.
25.- Explique brevemente el esquema siguiente:
En el siguiente esquema se muestra el proceso del Ciclo de Calvin de forma resumida. El Ciclo de Calvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis.
1. En esta fase tenemos una molécula de ribulosa-1,5-difosfato a la que se fija CO 2 atmosférico gracias a la acción de la enzima rubisco, abundante en la biosfera.
2. Se crea un compuesto de 6 carbonos que se separa en 2 compuestos de ácido-3-fosfoglicérico de 3 carbonos, la mitad.
3. Con el consumo de 2 moléculas de ATP que consigo 2 moléculas ADP más fósforo y también el consumo de 2 NADPH + H + (coenzima reducida) que consigo 2 NADP + que provienen de la fase luminosa de la fotosíntesis consigo reducir el CO2 fijado anteriormente en el primer paso explicado formando 2 moléculas de 3-fosfogliceraldehído.
4. Una vez conseguido el 3-fosfogliceraldehído, éste puede seguir tres vías y puede darse la síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos dentro del cloroplasto, la síntesis de glucosa y fructosa fuera del cloroplasto que pueden formar sacarosa en el citosol y por último se puede regenerar en la ribulosa-5-fosfato, inicio de la reacción, por medio de del ciclo de las pentosas, un conjunto de reacciones complejas.
26.- Bioenergética: a) Defina los conceptos de: fosforilación a nivel del sustrato, fotofosforilación y fosforilación oxidativa. b) ¿En qué niveles celulares se produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
a) La fosforilación a nivel de sustrato es la síntesis de ATP gracias a la energía obtenida al romperse alguno de los enlaces ricos en energía de una biomolécula. Este proceso puede ocurrir en la glucólisis o Ciclo de Krebs.
La fosforilación oxidativa es la formación de ATP por medio de la energía utilizada cuando los protones vuelven a la matriz mitocondrial por unos canales con enzimas llamados ATP-sintetasas cuyas partes, cuatro en concreto, se mueven entre sí provocando cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato creando ATP.
La foto-fosforilación oxidativa es la captación de energía lumínica o solar para sintetizar ATP. Este proceso se da en los cloroplastos, concretamente en las fases luminosas acíclica y cíclica.
b) La fosforilación a nivel de sustrato se produce en las mitocondrias porque este proceso se da en la respiración de glúcidos exactamente en el ciclo de Krebs que ocurre dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya que también se da en el proceso de glucólisis.
La fosforilación oxidativa también se produce en las mitocondrias porque forma parte del transporte de electrones en la cadena respiratoria que tiene lugar en las mitocondrias como consecuencia de la respiración de glúcidos.
La foto-fosforilación oxidativa se produce en los cloroplastos ya que en su interior tienen el pimiento de la clorofila que capta la luz solar.
27.- Describa el proceso de transporte electrónico mitocondrial y el proceso acoplado de fosforilación oxidativa. Resuma en una reacción general los resultados de ambos procesos acoplados. A la luz de lo anterior, ¿Cuál es la función metabólica de la cadena respiratoria? ¿Por qué existe la cadena respiratoria? ¿Dónde se localiza?
El proceso de transporte electrónico mitocondrial está formado por una serie de moléculas en la membrana interna de las mitocondrias, cuatro grandes complejos, la ubiquinona y el citocromo y cuyas funciones son aceptar electrones de la molécula anterior y trasladarlos a la siguiente molécula en posición más cercana al núcleo. Dentro de este proceso se da la fosforilación oxidativa en la que los protones vuelven a la matriz mitocondrial por las ATP-sintetasas, unos canales con enzimas, por donde los protones fluyen en su interior y como consecuencia estas partes se mueven entre sí formando ADT y un grupo fosfato.
La función metabólica de la cadena respiratoria es la obtención de ATP mediante la oxidación de las coenzimas reducidas NADH y FADH2. Existe para transformar coenzimas obtenidas en ATP. Se localiza en las crestas mitocondriales, donde ocurre el proceso.
28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas se consumen y se liberan en cada una de las vueltas de la espiral de Lynen en la B-oxidación de los ácidos grasos?
En cada vuelta en la Hélice de Lynen se obtiene una molécula de FADH2 y de NADH + H+ que darán más tarde ATP en la cadena transportadora de electrones, un Acetil-Coa que se incorpora al ciclo de Krebs y por último la Hélice de Lynen se repite hasta que se trocea completamente el ácido graso donde cada vuelta hay 2 C (Acetil-CoA) menos.
29.- ¿Cómo se origina el gradiente electroquímico de protones en la membrana mitocondrial interna?
El gradiente electroquímico se origina mediante el proceso de quimiosmosis que mediante la energía perdida de los electrones se bombea protones al exterior y cuando su concentración es elevada vuelven a la matriz por las ATP-sintetasas.
30.- ¿Cuál es la primera molécula común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los lípidos? ¿Cuál es el destino final de dicha molécula en el metabolismo?
La primera molécula común es la dihidroxiacetona-3-fosfato que puede sintetizar por la vía anabólica glucosa. El destino final es conseguir ATP en el ciclo de Krebs.
31.- Ciclo de Calvin: concepto, fases y rendimiento neto.
El Ciclo de Calvin es un proceso cíclico que ocurre en el estroma de los cloroplastos y forma parte de la fotosíntesis en el que se utiliza a ATP y NADPH que provienen de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas.
En él se diferencian dos grandes fases: -Fijación de CO 2 atmosférico que se fija a la Ribulosa 1,5-difosfato gracias a la enzima rubisco,abundante en la biosfera. Esto da lugar a un compuesto inestable de seis carbonos que se divide en dos moléculas tres carbonos, el ácido-3-fosfoglicérido. -La reducción del CO2 fijado por el consumo de ATP y del NADPH que provienen de la fase lumínica donde las dos moléculas de tres carbonos obtenidas anteriormente es decir el ácido-3-fosfoglicérido se reduce y se forma el gliceraldehído-3-fosfato que puede seguir tres días. Uno el ciclo de las personas y volver a la ribulosa-5-fosfato, otra la síntesis de almidón, ácidos grasos y aminoácidos dentro del cloroplasto y la última la síntesis de glucosa y fructosa fuera del cloroplasto. Por cada molécula de un átomo de carbono, en concreto CO 2, se necesitan dos moléculas de NADPH y tres de ATP y si obtiene 2 ADP + fósforo y 2 de NADP.
32.- Existe una clase de moléculas biológicas denominadas ATP, NAD, NADP:
a) ¿Qué tipo de moléculas son ? (Cita el grupo de moléculas al que pertenecen) ¿Forman parte de la estructura del ADN o del ARN?
Son moléculas oxidadas. No pertenecen al ADN ni al ARN.
b) ¿Qué relación mantienen con el metabolismo celular? (Explícalo brevemente).
El ATP almacena y cede energía debido a sus enlaces éster-fosfórico. Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, procesos anabólicos y catabólicos que forman parte del metabolismo celular.
En el metabolismo, actúan en reacciones de reducción-oxidación y se pueden encontrar en dos formas: como un agente oxidante, que acepta electrones de otras moléculas o como agente reductor para donar electrones donde las reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD (redox).
El NADP proporciona parte del poder reductor necesario para las reacciones de reducción de la biosíntesis.
34.- Balance energético de la degradación completa de una molécula de glucosa.
35.- La siguiente molécula representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA. a) ¿En qué rutas metabólicas se origina y en cuáles se utiliza esta molécula?. b) De los siguientes procesos metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Oxidación, indica: – Los productos finales e iniciales. – Su ubicación intracelular. b) Explica con un esquema cómo se puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden los animales realizar el proceso inverso?
Se puede originar en la oxidación de ácidos grasos. Aminoácidos cetogénicos y la descarboxilación del piruvato.
Esta molécula se utiliza en el catabolismo de lípidos. Oxidarse completamente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico. Su salida al citosol en forma de citrato para la síntesis de ácidos grasos.
-Gluconeogénesis: El producto inicial es el ácido pirúvico y el final la glucosa y su ubicación en las mitocondrias y la matriz
-Fosforilación oxidativa: Los productos iniciales son ADP + Pi y los finales ATP y sucede en la membrana interna de la mitocondria, en las crestas mitocondriales
-B-oxidación: Los productos iniciales son Ácidos grasos, NAD+, FAD+ y los finales Acetil-Co-A, NADH + H+ y FADH2 y se produce en la matriz mitocondrial.
El acetil-Co-A en los mamíferos no puede convertirse en piruvato y como consecuencia los mamíferos son incapaces de transformar lípidos en azúcares porque carece de las enzimas.
36.- En el siguiente diagrama se esquematiza el interior celular y algunas transformaciones de moléculas que se producen en diferentes rutas metabólicas:
a) ¿Qué es el metabolismo?
Todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o utilizan energía.
¿Qué entiendes por anabolismo y catabolismo?
El catabolismo es la transformación de moléculas orgánicas complejas en sencillas donde se libera energía y en camino el anabolismo es la síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras sencillas donde se requiere energía.
¿Cómo se relacionan el anabolismo y el catabolismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distingues? (Cita sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de cada una de ellas).
El anabolismo y catabolismo son procesos metabólicos, el catabolismo produce la energía que requiere nuestro cuerpo, aunque no toda la energía se utiliza en nuestros movimientos quedando reservas; esas reservas son utilizadas por el anabolismo que es el que produce las proteínas o moléculas para formar nuevas células y así mantener nuestro cuerpo y sus funciones al máximo.
Anabolismo y catabolismo se relacionan mediante reacciones como glucólisis , siendo el producto inicial un polisacárido y el final el ácido pirúvico,
-la transaminación , producto inicial: ácido a-cetoácido, producto final: ácido glutámico –-fermentación , producto inicial: glucosa, producto final: lactato, etanol, indol, hidrógeno CO2…
-ciclo de krebs , producto inicial: ácido oxalacético, producto final: 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP biosíntesis de ácidos grasos,
–ciclo de calvin , producto inicial: molécula con átomos de carbono como la glucosa y producto final según los átomos de carbono, 2 NADPH y 3 ATP por cada carbono.
b) ¿Qué compartimentos celulares intervienen en el conjunto de las reacciones? (Indica el nombre de los compartimentos y la reacción que se produce en cada uno de ellos).
Cloroplastos y mitocondrias.
-Cloroplastos: fotosíntesis, estroma: ciclo de calvin.
-Mitocondrias: ciclo de Krebs, quimiósmosis, fosforilación oxidativa .
-Citosol: glucólisis.
37.- Indique el rendimiento energético de la oxidación completa de la glucosa y compárelo con el obtenido en su fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.El rendimiento total de la oxidación de la glucosa es de 36 ATP en las células eucariotas, y de 38 ATP en las células procariotas. En la fermentación sólo se obtiene 2 ATP. Esto es debido a que en la fermentación no intervienen las ATP-sintetasas porque no existe el transporte de electrones en la cadena respiratoria.
38.- ¿En qué orgánulos celulares tiene lugar la cadena de transporte de electrones , uno de cuyos componentes son los citocromos? ¿Cuál es el papel del oxígeno en dicha cadena? ¿Qué seres vivos y para qué la realizan?
La cadena respiratoria tiene lugar en las mitocondrias, concretamente, en las crestas mitocondriales, y en los cloroplastos. El papel del oxígeno en dicha cadena es la de aceptor de electrones, en ambos orgánulos. La respiración celular la realizan todos los seres vivos que poseen células eucariotas, para obtener energía para realizar las tres funciones vitales en condiciones aerobias.
39.- En el ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos:
-¿Qué tipos principales de reacciones ocurren?.
– ¿Qué rutas siguen los productos liberados?
El ciclo de Krebs forma parte de la respiración celular, que es un proceso en el que tienen lugar reacciones catabólicas. Ocurren reacciones de oxidación, la transferencia de diferentes moléculas. Al acetil-CoA se une al ácido oxalacético, se obtienen moléculas de 5 átomos de carbono, pero después se van perdiendo átomos de carbono a lo largo del ciclo. Es un ciclo, en el que por cada vuelta se obtienen 3 ATP, 1 FADH2, Y 1 GTP, que posteriormente, en la cadena respiratoria, se convertirán en ATP.
40. Metabolismo celular: -Define los conceptos de metabolismo, anabolismo y catabolismo. -¿Son reversibles los procesos anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta. -El ciclo de Krebs es una encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por qué?
Metabolismo: el metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen lugar en el interior de las células.
Catabolismo: es el conjunto de procesos en los que se transforman las moléculas orgánicas en otras más sencillas, liberando así energía.
Anabolismo: es el conjunto de procesos en los que se prodúcela síntesis de de moléculas complejas a partir de biomoléculas más sencillas, necesitando energía.
Los procesos anabólicos y catabólicos, si que son reversibles, ya que las moléculas orgánicas pueden ser formadas o destruidas, como por ejemplo, los ácidos grasos, en donde la beta oxidación de estos, puede darse en un sentido o en otro. Pero algunos pasos no son exactamente iguales, porque no están catalizados por las mismas enzimas, y se siguen vías diferentes para llegar al mismo compuesto. Un ejemplo de esto es la destrucción de la glucosa y la formación de la glucosa, gluconeogénesis y gluconeogénesis.
41. Quimiosíntesis: Concepto e importancia biológica.
La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en otras reacciones. Esta posee una gran importancia, debido a que gracias a ella, se cierran los ciclos biogeoquímicos, y muchas bacterias, que no pueden realizar la fotosíntesis, pueden sintetizar así materia orgánica, sin necesidad de realizar la fotosíntesis.
42.- Importancia de los microorganismos en la industria. Fermentaciones en la preparación de alimentos y bebidas. Fermentaciones en la preparación de medicamentos.
Los microorganismos son muy importantes en la industria, porque son importantes en las fermentaciones (obtención de ATP en condiciones anaerobias, obteniendo menos ATP que en la respiración celular), presentes en la industria y en la preparación de medicamentos. En la industria farmaceútica, son importantes ya que con ella se consigue una buena galénica, y en la industria, por ejemplo en la alimenticia, la fermentación láctica o la alcohólica son muy importantes para producir queso, o alcohol etílico.
43.- Fermentaciones y respiración celular. Significado biológico y diferencias.
En la fermentación, se obtiene 2 ATP, en la respiración celular 38/36. En la respiración celular, el último aceptor de electrones es el oxígeno, y en la fermentación, el aceptor final es un compuesto orgánico. La fermentación es un proceso anaeróbico, y la respiración celular es un proceso aeróbico. En la fermentación la síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato, no intervienen las ATP-sintetasas, y en la respiración celular sí intervienen la ATP-sintetasas, ya que sí que tienen lugar una cadena de electrones.
44.
A) En la figura se indican esquemáticamente las actividades más importantes de un cloroplasto. Indique los elementos de la figura representados por los números 1 a 8.
A) 1-CO2
2-Ribulosa-1,5-difosfato
3- ADP+P
4-ATP
5-NADPH
6-NADP+
7-H2O
8-O2
B) Indique mediante un esquema, qué nombre reciben las distintas estructuras del cloroplasto. ¿En cuál de esas estructuras tiene lugar el proceso por el que se forman los elementos 4 y 6 de la figura? ¿Dónde se produce el ciclo de Calvin?
El 4 y el 6 están en estroma, que es donde se produce también el ciclo de Calvin, en el proceso de la fotosíntesis, en la fase oscura de esta.
C) Explique brevemente (no es necesario que utilice fórmulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin consiste en producir moléculas complejas a partir de CO2 y H2O, y con el aporte energético de la fase luminosa.
45.
A) la figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. Identifique las sustancias representadas por los números 1 a 6.
1-Ácido pirúvico
2-Acetil CoA
3-ADP
4-ATP
5-NADH
6-O2
B) La utilización de la energía liberada por la hidrólisis de determinados enlaces del compuesto 4 hace posible que se lleven a cabo reacciones energéticamente desfavorables. Indique tres procesos celulares que necesiten el compuesto 4 para su realización.
La glucólisis, la entrada de ácido pirúvico en la matriz mitocondrial y en la fotosíntesis.
C) En el esquema, el compuesto 2 se forma a partir del compuesto 1 , que a su vez, proviene de la glucosa. ¿Sabría indicar otra sustancia a partir de la cual se pueda originar el compuesto 2
El acetil-CoA se puede originar también a partir de otra sustancia como como un ácido graso en la betaoxidación de los ácidos grasos.
46. a) El Esquema representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7?
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
b) En los cloroplastos, gracias a la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, cómo se desarrolla este proceso.
El ATP y el NADPH se obtiene en la fase luminosa , más concretamente en 16 ATP en la acíclica y 2ATP en la cíclica. Se obtienen también 12 moléculas de NADPH.
c) Las moléculas de ADN de los cloroplastos y las mitocondrias son mucho más pequeñas que las bacterias. ¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas?
Este hecho no contradice la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las células eucarióticas, ya que el tamaño no influye en esta teoría.
No, porque la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las mitocondrias se formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula, y por tanto, no se corresponde al tamaño de la célula, ya que se ha producido una fusión.
47. El Esquema (misma figura de la página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1-7? a) En el interior de este cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la glucosa que lo constituye. b) Indique tres similitudes entre cloroplastos y mitocondrias.
a) 1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
8-estroma
El proceso de formación de la glucosa que constituye el almidón es la gluconeogénesis.
b) -Ambos son orgánulos transductores de energía
-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero sin colesterol
-Comparten ciertas estructuras: membrana externa, interna, ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….
-Ambos se encuentran en las células eucariotas.
48.
a) El esquema representa un a mitocondria con diferentes detalles de su estructura. Identifique las estructuras numeradas 1 a 8.
1-matriz mitocondrial
2-crestas mitocondriales
3-mitorribosomas
4-membrana interna
5-membrana externa
6-espacio intermembranoso
7-ATP-sintetasas
8-complejos proteicos
b) Indique dos procesos de las células eucariotas que tengan lugar exclusivamente en las mitocondrias y para cada uno de ellos establezca una relación con una de las estructuras indicadas en el esquema.
-Ciclo de Krebs: se realiza en la matriz mitocondrial.
-Cadena respiratoria: se realiza en las crestas mitocondriales.
c) Las mitocondrias contienen ADN. Indique dos tipos de productos codificados por dicho ADN.
ARNm) y ARNt)
Catabolismo
El catabolismo es el conjunto de reacciones del metabolismo que permiten la degradación de moléculas como glúcidos, lípidos y proteínas, para transformarse en productos finales más simples y liberando energía (degradación oxidativa).
Rutas catabólicas más importantes
La glucólisis: es el proceso en el que una molécula de glucosa se degrada hasta obtener dos moléculas de ácido pirúvico (en forma de piruvato), de tres átomos de carbono.
b-oxidación: es el conjunto de reacciones en el que se produce la oxidación de los ácidos grasos para dar un compuesto de dos átomos de carbono, el acetilcoenzima A (acetil- CoA).
La transaminación y desaminación: es el conjunto de procesos que tienen lugar en la degradación de los aminoácidos mediante la separación del grupo amino del esqueleto carbonado.
En general estas rutas convergen hacia la formación de un compuesto de dos átomos de carbono, el acetilcoenzima A (acetil-CoA). Este producto se incorpora al ciclo del ácido cítrico o de Krebs.
CATABOLISMO DE AZÚCARES.
Por ser la glucosa el monosacárido más abundante en la naturaleza, la degradación de los azúcares se lleva a cabo "vía glucosa". Así, el catabolismo de los azúcares converge hacia una única ruta central de degradación de la glucosa.
Los grandes polisacáridos de reserva, mediante una reacción de fosforilación catalizada por la glucógeno- fosforilasa o por la almidón fosforilasa según se trate de glucógeno o de almidón, liberan unidades de glucosa-1-fosfato, que a continuación, por acción de la fosfoglucomutasa se transforma en glucosa-6-fosfato, la cual es el primer intermediario de la ruta de degradación de la glucosa .
Los monosacáridos diferentes de la glucosa, que en ocasiones pueden proceder de la hidrólisis de distintos tipos de oligosacáridos, se transforman en glucosa o en algunos de los intermediarios de su degradación, mediante reacciones de isomerización.
Una vez transformados en glucosa los azúcares se pueden degradar completamente hasta CO2 y H2O siguiendo un camino que incluye tres rutas metabólicas principales: Glucolisis, Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria. Existe además una ruta alternativa, la Ruta de las pentosas.
-GLUCOLISIS
Es un conjunto de reacciones consecutivas que degradan la glucosa , transformándola en dos moléculas de ácido pirúvico. Estas reacciones son anaerobias, es decir, no participa en ellas el oxígeno, y transcurren íntegramente en el hialoplasma celular. Parte de la energía química de la glucosa es recuperada en forma de ATP y NADH.
1.- La glucosa se degrada para dar lugar a dos moléculas de gliceraldehído- 3-fosfato. Para ello hace falta energía que es aportada por dos moléculas de ATP.
2.- Las dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato se transforman en dos moléculas de ácido pirúvico. La energía liberada en este proceso es recuperada en forma de cuatro moléculas de ATP y dos de NADH. Es fundamentalmente la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato en la reacción 6 la que libera la energía química, que se recupera en parte en forma de NADH y en parte, mediante dos fosforilaciones a nivel de sustrato en las reacciones siguientes, en forma de ATP.
RESPIRACIÓN DE GLÚCIDOS
Las células aerobias pueden oxidar el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis en presencia de oxígeno molecular y obtener así una gran cantidad de energía en forma de ATP. El proceso completo de degradación de la glucosa en presencia de oxígeno se conoce como respiración celular.
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRÚVICO.
El ácido pirúvico procedente de la glucólisis penetra en la matriz mitocondrial a través de permeasas específicas de las membranas mitocondriales. Una vez allí, sufre una descarboxilación oxidativa catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa, dando lugar a una molécula de CO2 y a un grupo acetilo del acetil-coenzima A (Figura 5). Por cada molécula de ácido pirúvico se consume una de coenzima A (un coenzima transportador de grupos acilo) y una molécula de NAD+ es reducida a NADH. Hay que destacar que, dado que cada molécula de glucosa da lugar a dos de ácido pirúvico en la glucolisis, y que en la descarboxilación de cada una de éstas se desprende una molécula de CO2, dos de los seis átomos de carbono de la glucosa se han desprendido ya en forma de estas dos moléculas de CO2, que es uno de los productos finales de la respiración celular.
CICLO DE KREBS.
El acetil-CoA obtenido en la etapa anterior puede ser ahora oxidado en la misma matriz mitocondrial mediante una ruta metabólica cíclica llamada ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico, y que, en honor a su descubridor, es más conocida por ciclo de Krebs.
El ciclo se inicia con la condensación del grupo acetilo del acetil-CoA (2C) con una molécula ácido oxalacético (4C) para dar un ácido tricarboxílico de 6 átomos de carbono, el ácido cítrico. En esta reacción se libera el coenzima A. Posteriormente, en una secuencia de siete reacciones catalizadas enzimáticamente, se eliminan dos átomos de carbono en forma de CO2 y se regenera el ácido oxalacético. Las distintas etapas del ciclo se encuentran detalladas en el esquema de la .
Haciendo balance de lo ocurrido en el ciclo de Krebs, por cada grupo acetilo del acetil-CoA que ingresa en el mismo se obtienen 2 moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH, 1 molécula de FADH2 y una molécula de GTP transformable en ATP.
CADENA RESPIRATORIA.
Los electrones de los coenzimas reducidos NADH y FADH2 procedentes de las anteriores etapas del catabolismo de los azúcares pueden ser ahora cedidos a una de los varios miles de cadenas de transportadores de electrones que se encuentran distribuidas por toda la superficie de la membrana mitocondrial interna y que reciben el nombre de cadenas respiratorias. Estas cadenas conducen los electrones hasta el oxígeno, el aceptor último, que se reduce para formar H2O, el otro producto final de la degradación de la glucosa.
Cada cadena respiratoria está constituida por seis componentes: cuatro de ellos son los grandes complejos proteicos I,II,III y IV, englobados en la membrana, el quinto, es una pequeña molécula lípidica, la ubiquinona ( está después del complejo II), y el último una pequeña proteína, citocromo c (comunica el complejo III con el IV) . Estos transportadores son proteínas y coenzimas cuya estructura química les permite aceptar o ceder electrones de modo reversible.
El transporte de electrones se realiza mediante una serie de reacciones redox en cada una de las cuales intervienen dos transportadores: uno de ellos se oxida cediendo un par de electrones al otro, que se reduce. Los transportadores no se encuentran distribuidos al azar dentro de la cadena sino que se encuentran ordenados de menor a mayor potencial redox.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.
En el transporte de electrones a favor de diferencia de potencial redox que se lleva a cabo en la cadena respiratoria se produce un importante desprendimiento de energía. La célula recupera parte de esa energía en forma de ATP mediante un proceso de fosforilación acoplada al transporte electrónico que, en este caso, recibe el nombre de fosforilación oxidativa.
El mecanismo que acopla el transporte electrónico mitocondrial con la fosforilación oxidativa es uno de los ejemplos más patentes de la gran capacidad de las células para manipular eficazmente la energía. Se conoce con el nombre de acoplamiento quimiosmótico de la fosforilación oxidativa
A lo largo de la cadena respiratoria existen tres centros de bombeo de protones, de manera que por cada par de electrones procedentes del NADH que recorre la cadena se bombean 10 protones desde la matriz al espacio intermembrana. Los electrones procedentes del FADH2, al entrar en la cadena en un punto intermedio de ésta, eluden el primer centro de bombeo, con lo que cada par de electrones procedentes de este coenzima bombea sólo 6 protones.
La energía acumulada en forma de gradiente electroquímico de protones se utiliza a continuación para impulsar un proceso endergónico que es la fosforilación de ADP a ATP. Esta reacción es catalizada por un enzima, la ATP-sintetasa, ubicada en la membrana mitocondrial interna. Los protones acumulados en el espacio intermembrana tienden a regresar a la matriz atravesando la membrana a favor de gradiente electroquímico, pero la membrana es relativamente impermeable al paso de los iones, por lo que este regreso sólo puede realizarse a través de la ATP-sintetasa (ver Figura 8). Es precisamente el regreso de los protones a favor de gradiente electroquímico a través de la ATP-sintetasa lo que libera la energía necesaria para impulsar la fosforilación del ADP a ATP. Proceso llamado Quimiósmosis.
Cada 4 protones que pasen por la ATPasa se genera 1 ATP
Por cada par de electrones que atraviesan la cadena respiratoria procedentes del NADH se obtendrán 3 moléculas de ATP(10/4=2,5 y redondeamos a 3), mientras que por cada par de electrones procedentes del FADH2 se obtendrán sólo 2 moléculas de ATP. Proceso llamado Fosforilación oxidativa.
BALANCE DE LA OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA.
Podemos reunir ahora toda la información acerca de las distintas rutas metabólicas implicadas en la degradación total de la glucosa hasta dióxido de carbono y agua y hacer un balance energético de la misma, es decir, averiguar cuántas moléculas de ATP se han obtenido y qué porcentaje de la energía química de la glucosa ha sido recuperada en forma de enlaces fosfato de alta energía. Un sencillo cálculo (que puedes realizar como ejercicio) nos indica que se obtienen 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa degradada .
En la célula procariota tanto la glucólisis como el ciclo de Krebs se realizan en el citosol y la cadena transportadora de electrones en su membrana plasmática.
En la célula eucariota la glucólisis se lleva a cabo en el citosol y la respiración en las mitocondrias. Su primera etapa , el ciclo de Krebs , se realiza en la matriz mitocondrial, y la segunda, la cadena transportadora de electrones, en la membrana de las crestas mitocondriales.
FERMENTACIONES.
La fermentación es un proceso catabólico en el que no interviene la cadena respiratoria, a diferencia de la respiración.
Fermentación homoláctica.- Tiene lugar en una sola etapa: el ácido pirúvico acepta un par de electrones procedente del NADH con lo cual se reduce a ácido láctico, que es el producto final .Los microorganismos que realizan esta fermentación son las bacterias Lactobacillus casei, L. Bulgaricus , Streptococcus lactis y Leucomostoc citrovorum y se obtienen productos derivados de la leche como el queso, yogur y requesón.
Fermentación alcohólica.Tiene lugar en dos etapas. En la primera el ácido pirúvico pierde su grupo carboxilo en forma de CO2 para dar acetaldehído. En la segunda el acetaldehído acepta un par de electrones procedentes del NADH transformándose en alcohol etílico. Alcohol etílico y CO2 son los productos finales (Figura 10).
CATABOLISMO DE LÍPIDOS.
Dado que los lípidos que con más frecuencia degradan las células para obtener energía son los triacilglicéridos o grasas neutras, analizaremos sus rutas degradativas como modelo del catabolismo de los lípidos en general. Recordaremos que los triacilglicéridos son ésteres de la glicerina con tres ácidos grasos.
DEGRADACIÓN DE LA GLICERINA.
La glicerina procedente de la hidrólisis de las grasas se fosforila a expensas de una molécula de ATP para dar lugar a glicerol-fosfato, el cual se oxida a continuación, cediendo sus electrones al NAD+ para transformarse en dihidroxiacetona-fosfato (Figura 11). Este último compuesto se degrada a través de la glucólisis, de la que es uno de sus intermediarios. Así, vemos que la ruta de degradación de la glicerina converge con las rutas del catabolismo de los azúcares. Por otra parte, el NADH obtenido así en el hialoplasma, cede sus electrones a los sistemas de lanzadera que los conducirán a la cadena de transporte electrónico mitocondrial para producir ATP.
DEGRADACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS: LA ß-OXIDACIÓN.
Los ácidos grasos, una vez liberados en el hialoplasma, penetran en la matriz mitocondrial y son allí degradados a acetil-CoA mediante una ruta catabólica llamada ß- oxidación de los ácidos grasos o hélice de Lynen. Para ello deben ser previamente activados por una molécula de coenzima A transformándose en acil(graso)-CoA.
BALANCE ENERGÉTICO DE LA OXIDACIÓN DE UN ÁCIDO GRASO.
CATABOLISMO DE PROTEÍNAS.
Por lo general las células no utilizan las proteínas como combustible metabólico más que en casos de extrema necesidad. Sin embargo, las células están renovando constantemente sus proteínas. Como parte de este proceso de renovación las proteínas son degradadas a aminoácidos por acción de unos enzimas llamados proteasas.
CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.
Al igual que sucedía con las proteínas, los ácidos nucleicos no son habitualmente utilizados como combustible metabólico. Los nucleótidos que resultan de la hidrólisis de los ácidos nucleicos por acción de las nucleasas (segregada en los vertebrados por la mucosa intestinal y el páncreas) son generalmente reciclados hacia la síntesis de nuevos ácidos nucleicos
Anabolismo
El anabolismo es la vía constructiva del metabolismo, es decir, la ruta de síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas.
Si las moléculas iniciales son inorgánicas, por ejemplo, H2O, C02, se denomina anabolismo autótrofo, mientras que, si son orgánicas, por ejemplo, glucosa, aminoácidos, nucleótidos, etc., se denomina anabolismo heterótrofo.
El anabolismo autótrofo se puede realizar mediante:
la fotosíntesis, que es el anabolismo autótrofo que se produce gracias a la energía luminosa. La realizan las plantas, las algas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas.
La quimiosíntesis, que es el anabolismo autótrofo que se produce gracias al aprovechamiento de la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas. La quimiosíntesis sólo la pueden realizar algunas bacterias, las quimioautótrofos.
Todos estos organismos no dependen de otros para vivir, ya que pueden colonizar lugares sin vida. Ellos son los que posibilitan la vida de los demás organismos.
· El anabolismo heterótrofo se da en todos los organismos, y se realiza de forma muy similar en todos ellos. Su objetivo es la síntesis de reservas energéticas y crear estructuras para que el organismo pueda crecer o simplemente, para que pueda renovar sus estructuras deterioradas
La fotosíntesis es un proceso anabólico por el cual se transforma la energía luminosa en energía química. La primera molécula en la que queda almacenada esa energía química es el ATP. Posteriormente, el ATP se utiliza para sintetizar otras moléculas orgánicas más estables.
TIPOS DE FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis oxigénica: es propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, en las que el dador de electrones es el agua y, por lo tanto, se desprende oxígeno.
H2O a 2 H+ + 2 e- + 1/2 O2
La fotosíntesis anoxigénica o bacteriana es propia de las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que el dador de electrones no es el agua, sino, generalmente, el sulfuro de hidrógeno, por lo que no se desprende oxígeno, sino azufre, que puede acumularse en el interior de la bacteria o ser expulsado fuera.
H2S à 2 H+ + 2 e- + S
Estructuras fotosintéticas:
-
En plantas y algas la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos. En su estroma están los tilacoides, unos sáculos donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos.
-Las cianobacterias carecen de cloroplastos, pero tienen tilacoides en su citoplasma con los pigmentos fotosintéticos.
-Las bacterias que realizan la fotosíntesis anoxigénica no tienen no cloroplastos ni tilacoides, sino unos orgánulos de paredes proteicas llamados cromosomas, que tienen bacterioclorofila.
FASES DE LA FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA
La fotosíntesis comprende dos fases, cada una de las cuales se produce en un lugar distinto de los cloroplastos:
Fase luminosa o fotoquímica, en ella tiene lugar la captación de la energía luminosa por los pigmentos fotosintéticos, localizados en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos. En esta etapa se obtiene ATP y NADPH. Durante esta fase se produce también la fotolisis del agua.
Fase oscura o biosintética, en la que no se necesita luz. En ella se sintetiza materia orgánica a partir del CO2, utilizando el ATP y el NADPH obtenidos en la fase anterior. Esta fase tiene lugar en el estroma de los cloroplastos.
Fase luminosa.
Esta fase tiene lugar en las membranas tilacoidales de los cloroplastos donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos[1]: clorofilas (a y b) y carotenoides (caroteno y xantofila). En algunas algas aparecen otros, como la ficocianina y la ficoeritrina. Todos estos pigmentos están asociados a proteínas formando un sistema pigmentario o fotosistema.
En el complejo captador de luz o antena predominan los pigmentos fotosintéticos sobre las proteínas. Los pigmentos antena (clorofilas a y b, carotenoides) sólo pueden captar energía luminosa y transmitirla a otro tipo de pigmentos (los del centro de reacción).
En el centro de reacción predominan las proteínas sobre los pigmentos. Aquí se encuentra el pigmento diana (dos moléculas especiales de clorofila a) al que va a parar toda la energía captada por los pigmentos antena.
Cuando un fotón (hv) de energía lumínica es absorbido por una molécula de clorofila o un carotenoide del complejo antena, la energía es transferida de una molécula a otra, terminando, como en un embudo, en la molécula del centro de reacción, donde un electrón del pigmento diana capta la energía y asciende a posiciones más alejadas del núcleo atómico saliendo del átomo, dejándolo ionizado. El pigmento que contiene dicho átomo queda con un defecto de electrones (oxidado). La molécula que se los repondrá se denomina primer dador de electrones.
Los electrones perdidos, cargados con la energía del fotón, pasan a una molécula denominada primer aceptor de electrones y luego a una serie de aceptores que se reducen y oxidan sucesivamente, al captar y luego liberar dichos electrones, formándose la denominada cadena transportadora de electrones. Durante este proceso, la energía captada se invierte en introducir protones (H+) a través de la membrana, que luego, al salir a través del complejo ATP-sintetasa, da lugar a la síntesis de ATP, en cuyos enlaces queda almacenada.
En la membrana tilacoidal de los cloroplastos existen en realidad dos fotosistemas:
Fotosistema I (PSI). Se localiza casi exclusivamente en los tilacoides de estroma decir, en los no apilados. En su centro de reacción hay dos moléculas de clorofila a denominada P700, porque alcanza una excitación máxima con luz de 700 nm de longitud de onda.
Fotosistema II (PSII). Abunda más en los tilacoides apilados que forman los grana. En su centro de reacción hay dos moléculas de clorofila a denominada P680 porque su máxima absorción se produce con luz de 680 nm.
Al incidir 2 fotones sobre cualquiera de los fotosistemas, las dos moléculas de clorofila del centro de reacción pierden cada una un electrón, quedando cargadas positivamente (oxidadas). Pero en este estado no pueden seguir funcionando, por lo que rápidamente tienen que recuperar el electrón perdido.
Dependiendo de cuál sea el aceptor final de los electrones se distinguen dos procesos:
-Flujo no cíclico o abierto de electrones: si el aceptor final de electrones es el NADP+, obteniéndose NADPH. En este caso intervienen los dos fotosistemas.
-Flujo cíclico de electrones: el aceptor final de electrones es el propio centro de reacción (los electrones salen y vuelven a la misma molécula). Sólo interviene el fotosistema I.
Actividades del anabolismo
1.- ¿Todos los organismos autótrofos son fotosintéticos?
No, existen organismos autótrofos, que realizan la fotosíntesis mediante la quimiosíntesis. Pueden ser organismos autótrofos y ser quimiosintéticos
2.- Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.
Semejanzas: Ambas se dan en un organismo autótrofo, estas sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas sencillas.
Como diferencias: En la fotosíntesis se obtiene materia orgánica y energía a partir de luz solar, en cambio en la quimiosíntesis obtiene la energía de materia inorgánica.
3.- ¿Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento antena?
-el pigmento diana es aquel que se encuentra en el centro de reacción y recoge la energía que va siendo traspasada por todos
- El pigmento antena contiene clorofilas a y b que captan la energía lumínica y es captada por otras moléculas
4.- ¿Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?
-La fotólisis del agua se produce en la fase luminosa acíclica de la fotosíntesis en el fotosistema II. Esta genera una molécula de O2, que se la proporciona a la fotólisis del agua dos veces. Porque cada vez que se rompe una molécula de agua produce ½ O2. Por tanto, 2 moléculas de H2O deben hidrolizarse.
5.- Tanto en la respiración mitocondrial como en la fase luminosa acíclica hay enzimas que trabajan con NADH o NADPH, una cadena transportadora de electrones y ATP-sintetasas, pero hay ciertas diferencias. Responde a las cuestiones de la siguiente tabla:
Respiración
Fotosíntesis
-La cadena transportadora de electrones está en:
Membrana mitocondrial
Membrana tilacoidal
-El transportador de hidrógeno es (NADH o NADPH):
NADH
NADPH
-¿Se produce oxidación del NADH o reducción del NADP+?
Oxidación NADH
Reducción NADP+
-¿Qué enzima interactúa con el NADH o el NADP+?
Deshidrogenasa
Deshidrogenasa-6-fosfato
-¿Actúa dicha enzima al principio o al final del proceso?
Principio
Final de la fase luminosa
-Los protones (H+) son aportados por:
Oxidación NADH
Fotolisis del agua
-Los protones (H+) son introducidos en:
Espacio intermembrana
Membrana tilacoidal
-Los protones (H+) se unen ……………. para producir:
NADH+H+
NADPH+H+
-La parte globosa de la ATP-sintetasa está dirigida hacia:
Matriz
Estroma
-La síntesis de ATP se denomina:
Fosforilación oxidativa
Fosforilación del ATP
6.- Indica cuáles son los objetivos de la fase luminosa y de la fase oscura de la fotosíntesis, explicando la relación entre ambas. ¿Sería correcto decir que “la fase luminosa se realiza durante el día, mientras que la fase oscura ocurre durante la noche”? Razona la respuesta.
La finalidad de la fase luminosa es la de obtener ATP Y NADPH para ser utilizados en la fase oscura y poder completar la fotosíntesis, mientras que la finalidad de la fase oscura es la de obtener a partir del NADPH y el ATP procedente de la fase luminosa materia orgánica y energía.
El objetivo de la fase oscura es la síntesis de materia orgánica a partir de ATP y NADPH obtenido en la luminosa y a partir de CO2.
La fase luminosa se suele dar durante el día porque necesita luz solar. Pero en la fase oscura, no se requiere luz solar. Pero esto no quiere decir que se produzca por la noche. La fase oscura se da a continuación de la luminosa.
7.- ¿En qué orgánulos de la célula eucariota transcurren los siguientes procesos metabólicos?
a) β-oxidación de los ácidos grasos - Mitocondrias (Matriz mitocondrial)
b) Fotofosforilación - Cloroplastos
c)Glucólisis - Citosol
d)Fosforilación oxidativa - Mitocondrias (Membrana mitocondrial interna)
e) Captación de luz por el complejo antena - Cloroplastos
f) Ciclo de Calvin - Cloroplastos (Estroma)
g) Ciclo de los ácidos tricarboxílicos - Mitocondria (Matriz mitocondrial)
8.- ¿Por qué disminuye el rendimiento de la fotosíntesis en las plantas C3, cuando en ellas hay escasez de agua? ¿Por qué no sucede esto en las plantas C4?
En las plantas C4 no sucede esto porque la fotorrespiración tiene lugar en un ambiente cálido y seco y las esgrimas de las hojas se cierran durante el día para evitar la pérdida de agua.
La obtención de electrones, protones y oxígenos necesarios para que pueda realizarse la fase luminosa en las plantas C3 debe de romper las moléculas de agua, sí no hay gran cantidad el rendimiento será menor, porque se obtiene menor cantidad de electrones para que realizando la cadena transportadora de electrones y fomentando a que los protones pasen y suceda todo el proceso.
9.- ¿El oxígeno que se desprende durante la fotosíntesis procede del CO2 o del H2O?
Es procedente de la hidrolisis de H2O
10.- ¿A qué molécula orgánica se une el CO2, durante la fotosíntesis, para convertirse en carbono orgánico?
Gracias a la ribulosa-1,5-difosfato carbonizada oxidasa (rubisco), EL CO2 se une a la ribulosa 1,5-difosfato.
11.- ¿Cuáles son los productos iniciales y finales de la gluconeogénesis y de la glucólisis? ¿Se puede decir que simplemente son vías metabólicas inversas? Razona la respuesta.
-Los productos iniciales de la glucolisis son: Glucosa, 4ADP, 2GDP, 6Pi y 2 NAD+. Los productos finales son: 2 Piruvatos, 4ATP, 2NADH, 2H+ y 6H2O.
Los productos iniciales de la gluconeogénesis son: 2 piruvatos, 4ATP, 2GTP, 2NADH, 2H+ y 4H2O. Los productos finales son: glucosa, 4ADP, 2GDP, 6Pi, 2NAD+.
No son vías metabólicas inversas porque la gluconeogénesis no tiene el mismo proceso que sigue la glucólisis para formarse de manera inversa, sino que sufra en el proceso de generar la glucosa algunas modificaciones
12.- ¿Por qué el ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis?
El ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis, ya que se encuentra la enzima piruvato carboxilasa, que transforma el piruvato en oxalacetato, consumiéndo ATP
13.- ¿Por qué la gluconeogénesis tiene procesos en los que el ácido oxalacético pasa a málico y de nuevo a oxalacético?
El ácido oxalacético no puede atravesar la membrana y para poder hacerlo se convierte en ácido málico, sale al hialoplasma celular y una vez ahí vuelve de nuevo a convertirse en ácido oxalacético para llegar hasta la glucosa mediante una serie de pasos
14.- ¿Qué molécula actúa como cebador (iniciador de la reacción) en la síntesis de ácidos grasos?
El Acetil CO-A.
15.- ¿Cuántas moléculas de malonil-CoA (3 carbonos) se necesitan para obtener ácido lignocérico (24 carbonos)?
Para obtener ácido lignocérico se necesitan 11 moléculas de malonil-CoA y 1 Acetil-CoA.
16.- ¿Cuál sería el balance neto de la síntesis de un ácido graso de 14 C?
Acetil-CoA + 6(malonil-CoA) + 12(NADPH +H) ----ácido 14 C + 7(CoA-SH) + 6H2O.
17.- ¿En qué parte de la célula se realiza la biosíntesis de los ácidos grasos?
En las células animales en el citosol y en las células vegetales en los cloroplastos.
18.- ¿Qué molécula es la que, por transaminación, proporciona –NH2, en gran número de vías sintetizadoras de aminoácidos?
El amino se obtiene del ion amonio (NH4+) en plantas y microorganismos procedentes de la reducción del nitrato presente en el suelo o del nitrógeno atmosférico. Los animales lo obtienen de otros aminoácidos obtenidos a partir de la dieta. posteriormente, el grupo amino se incorpora al ácido alfa-cetaglutárico dando lugar a ácido glutámico. El ácido glutámico puede transferir el grupo amino a otros cetoácidos mediante reacciones de transaminación y así forman otros aa.
ACTIVIDADES P.A.U.
19.- Describa los procesos principales que ocurren durante la fase dependiente de la luz (fase luminosa) de la fotosíntesis. (Opción A-junio 2004)
La fase luminosa tiene lugar en las membranas de los tilacoides, cuando un fotón es captado por el pigmento diana del centro de reacción, sale del átomo dejándolo ionizado. Los electrones perdidos con la energía del fotón pasan de una molécula a otra, que se oxidan y se reducen sucesivamente. Se forma así la cadena transportadora de electrones. La energía captada se invierte en introducir H+ a través de la membrana, que al pasar por la ATP-sintetasa, da lugar a la formación de ATP. Dependiendo de cuál sea el aceptor final de electrones, se distinguen dos procesos:
Fase luminosa acíclica: es aquella en la que obtenemos una cantidad de NADPH y ATP necesario para la fase oscura. En este proceso, los fotones entran en el cloroplasto por el fotosistema II donde la clorofila P680 coge los electrones cedidos por los fotones reduciéndose para después pasarlos a otros complejos de manera sucesiva. Como está clorofila no puede quedarse sin electrones, se produce la llamada fotolisis del agua, que quiere decir que el agua se hidroliza dando lugar a dos electrones, dos protones y 1\2 de O2.
Cuando los electrones que vienen del fotosistema II llegan al fotosistema I, este es estimulado por dos fotones que hacen que la clorofila P700 pierda los electrones que ha obtenido y pasen al siguiente complejo, el cual los lleva hasta la NADH+ reductasa, encargada de que se reduzca NADP+ dando lugar a NADPH.
La fase luminosa cíclica: únicamente interviene el fotosistema I. Es llamado cíclico porque los electrones perdidos por la clorofila P700 vuelven de nuevo al fotosistema. Al no hidrolizarse el agua, no se obtiene NADPH y únicamente obtenemos ATP como resultado.
20.- Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos: autótrofo/heterótrofo; quimiosintético/fotosintético; aerobio/ anaerobio. (Opción B-junio 2002)
Autótrofo: organismo capaz de producir su propio alimento mediante la fotosíntesis o quimiosíntesis, a través de la luz o energía química. Son organismos autógrafos, plantas, algas y algunas bacterias.
Heterótrofo: organismo que no puedo producir su alimento a través de fuentes inorgánicas y por tanto se alimentan de otros organismos de la cadena alimenticia. Ejemplos de organismos heterótrofos, somos nosotros los seres humanos -
Quimiosintético: organismos que realizan un tipo de anabolismo autótrofo y que se aprovechan de la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas. Como las bacterias quimiosintéticas
Fotosintético: organismos que realizan un anabolismo autógrafo también, pero estos se aprovechan de la energía luminosa. Como son las plantas, algas, cianobacterias, y bacterias fotosintéticas.
Aerobio: son aquellos organismos que necesitan oxígeno para vivir o poder desarrollarse.
Anaerobio: son los que no utilizan oxígeno en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica (piruvato, acetaldehído, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica
los esquemas que aparecen en la entrada son de una serie de videos de lesson plan propuestos por la profersora .