CURSO DE BIOLOGÍA

Alejandro Porto Andión

Departamento de Biología-Geología - IES María Casares - Oleiros - A Coruña

 
 

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Soluciones a las Preguntas breves

  1.  ¿Por qué decimos que los niveles de organización atómico y molecular son niveles abióticos mientras que consideramos al nivel celular como un nivel biótico?

    Porque las estructuras propias de los niveles atómico y molecular (átomos y moléculas) no están dotadas de los atributos de la vida, mientras que las propias del nivel celular (las células) sí lo están.

     

  2. Robert Hooke denominó cellulla a cada una de las celdillas que aparecían en el campo de su microscopio cuando observaba láminas finas de corcho. ¿Eran en realidad células lo que observaba? ¿Qué era realmente lo que estaba observando?

En realidad, el corcho o súber es un tejido muerto. Lo que observaba Hooke eran espacios vacíos (que anteriormente habían estado ocupados por células vivas) rodeados de paredes celulares impregnadas en suberina.

 

  1. Los científicos del S XIX descartaron definitivamente la hipótesis de la "generación espontánea" afirmando que toda célula procede por división de otra célula preexistente. Si hubieran podido viajar en el tiempo y observar el océano de la Tierra hace unos 3000 millones de años es muy probable que no fueran tan categóricos en su afirmación. ¿Cómo explicarías esta aparente contradicción?

Si aceptamos la teoría de Oparin acerca del origen de la vida sobre la Tierra, parcialmente corroborada por los experimentos de Miller y Urey, en el océano primitivo de la Tierra, en unas condiciones ambientales muy diferentes de las actuales, las primeras células vivas surgieron a partir de materia inanimada (las moléculas orgánicas de la “sopa primigenia”). Este proceso podría concebirse como una suerte de “generación espontánea”, aunque muy diferente de la que defendían muchos naturalistas anteriores a Pasteur.

 

  1. El tamaño de las células vivas oscila entre los 0,3 μm para las más pequeñas y los 100 μm para las más grandes. ¿Por qué no existen células sensiblemente más pequeñas o más grandes?

    El límite inferior de tamaño vendría dado por el volumen mínimo necesario para albergar la maquinaria bioquímica imprescindible para mantener el estado vital.

    El límite superior se explicaría atendiendo a que a medida que aumenta el tamaño de las células disminuye su relación superficie/volumen y, con  ella, la eficacia del intercambio de sustancias con su entorno, que resulta esencial para la nutrición celular.

     

  2. Completa la siguiente tabla indicando con un "Si" o un "No" la presencia o ausencia en los distintos tipos celulares de los siguientes orgánulos, estructuras, componentes y procesos.

     

     

     

    CÉLULA

    PROCARIOTA

     

    CÉLULA

    ANIMAL

     

    CÉLULA VEGETAL

     

    Membrana

     

     

     

     

     

     

     

    Pared celular

     

     

     

    No 

     

     

     

    Envoltura nuclear

     

     No 

     

     

     

     

     

    Ribosomas

     

     

     

     

     

     

     

    Mitocondrias

     

     No 

     

     

     

     

     

    Cloroplastos

     

     No 

     

     No 

     

     

     

    Citoesqueleto

     

     No 

     

     

     

     

     

    Centrosoma

     

     No 

     

     

     

     No 

     

    Microtúbulos

     

     No 

     

     

     

     

     

    Nucléolos

     

    No  

     

     

     

     

     

    Cromatina

     

     No 

     

     

     

     

     

    Flagelos

     

     

     

     

     

     

     

    Mitosis

     

     No 

     

     

     

     

     

    Endocitosis

     

     No 

     

     

     

     No 

     

  3. ¿Por qué razón muchos tipos de células alteran la composición en ácidos grasos de los lípidos que forman parte de sus membranas respondiendo a las variaciones de la temperatura ambiental? ¿Por qué se hace necesaria la presencia de esteroles entre los lípidos de membrana?

           El estado fluido de sus componentes es esencial para que las membranas puedan realizar buena parte de sus funciones. El punto de fusión de las membranas varía en función de la composición en ácidos grasos de sus lípidos constituyentes: cuanto mayor sea la proporción de ácidos grasos insaturados menor será el punto de fusión. Así, alterando la composición en ácidos grasos de sus lípidos constituyentes, las membranas pueden responder a variaciones de la temperatura ambiental con el objeto de mantener en todo momento el estado fluido.

           Los esteroles intercalados entre otros lípidos de membrana impiden que estos se agreguen estableciendo entre sí interacciones de Van der Waals y ayudan así a mantener el estado fluido aun a temperaturas bajas.

     

  4. ¿Por qué decimos que la membrana plasmática es un mosaico fluido?

           Se dice que es un mosaico porque la distribución de sus componentes moleculares recuerda a ese tipo de composición artística característico de la antigua Roma. Y se dice que es fluido porque los distintos componentes moleculares no ocupan posiciones fijas dentro de la estructura, sino que tienen libertad de movimiento dentro de ella. Esta libertad de movimiento es característica del estado fluido.

     

  5. Explica las diferencias entre las proteínas integrales y las proteínas periféricas de la membrana plasmática. ¿Por qué las proteínas integrales tienden en general a precipitar cuando se las extrae de la membrana?

    Las proteínas integrales se encuentran íntimamente asociadas a la bicapa lipídica por lo que resultan difíciles de extraer de la misma. Una parte sustancial de su molécula se encuentra sumergida en la bicapa lipídica estableciéndose interacciones hidrofóbicas entre los grupos R de los restos de aminoácidos no polares y las colas hidrocarbonadas de los lípidos.

    Las proteínas periféricas tienen un grado de asociación con la bicapa mucho más débil: no están sumergidas en ella. Se encuentran unidas a las cabezas polares de los lípidos o bien a proteínas integrales mediante interacciones débiles, aunque algunas pueden aparecer ancladas covalentemente a lípidos de la bicapa o a proteínas integrales.

    Las proteínas integrales tienden a agregarse unas con otras y a precipitar cuando se las extrae de la bicapa porque al hacerlo queda expuesto al agua su dominio no polar, que en condiciones naturales está en contacto con las colas hidrocarbonadas de los lípidos.

     

  6. ¿Cómo se genera la pared celular vegetal? ¿Cómo se disponen sus diferentes capas en función de su mayor o menor proximidad a la membrana plasmática?

    Los materiales que forman la pared celular resultan de la actividad secretora del aparato de Golgi. Estos materiales se disponen en capas sucesivas que se van depositando desde fuera hacia dentro, de manera que las más recientes son las que quedan en contacto con la membrana plasmática. La primera capa en depositarse es la llamada lámina media, después se van depositando sucesivamente las tres capas de la pared primaria y luego las sucesivas capas de la pared secundaria.

     

  7. Después de una precipitación intensa el suelo queda totalmente encharcado y las células de las raíces de las plantas que habitan en él se ven rodeadas de un medio fuertemente hipotónico con respecto a su interior. ¿Cómo consiguen estas células resistir la elevada presión osmótica a la que se ven sometidas?

           Gracias a la gran resistencia mecánica de su pared celular, capaz de resistir sin romperse presiones osmóticas muy elevadas. Además de proteger así a sus las células de la raíz, el flujo osmótico así controlado se utiliza para bombear la savia bruta hacia las partes más elevadas de la planta.

     

  8. Las células musculares estriadas presentan unas estructuras repetitivas denominadas sarcómeros que son las responsables del fenómeno de la contracción muscular. ¿Cuál es la composición química de estas estructuras? ¿En qué parte de la célula las encuadrarías?

           Los sarcórmeros están constituidos por filamentos proteicos de las proteínas actina y miosina fundamentalmente. Estos filamentos forman parte del citoesqueleto.

     

  9. En ocasiones, los microtúbulos dispersos del citoesqueleto se organizan para dar lugar a estructuras más concretas que pueden ser más o menos permanentes en la célula. ¿Cuáles son esas estructuras?

    ·       Los centriolos (en el centrosoma)

    ·       Los corpúsculos basales de cilios y flagelos

    ·       El huso mitótico

     

  10. ¿A qué llamamos diplosoma? ¿Cuál es su composición y estructura?

    El diplosoma es la pareja de centriolos que ocupan la zona central del centrosoma.

    Cada centriolo consiste en un cilindro hueco cuya pared está  compuesta por nueve tripletes de microtúbulos.

     

  11. ¿Qué analogías y diferencias existen entre un centriolo, un corpúsculo basal de un cilio o flagelo, y el axonema del mismo?

    Un centriolo y un corpúsculo basal de un cilio o flagelo tienen exactamente la misma estructura: nueve tripletes de microtúbulos (9x3). El axonema de un cilio o flagelo presenta una estructura similar, formada por nueve pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales: (9x2)+2

     

  12. Define mediante una frase corta los siguientes términos: ribosoma, lisosoma, nucleosoma, cromosoma, dictiosoma, peroxisoma, diplosoma, mesosoma.

  • Ribosoma.- Orgánulo formado por rRNA proteínas responsable de la síntesis de las proteínas celulares

  • Lisosoma.- Orgánulo membranoso que alberga enzimas hidrolíticos responsables de la digestión celular.

  • Nucleosoma.- Unidad básica de la fibra de cromatina, formada por 20 pares de bases de DNA y un octámero de proteínas histónicas.

  • Cromosoma.- Estructura con forma de bastoncillo que resulta de la condensación de la cromatina. Está formado, como ella, por DNA y proteínas histónicas.

  • Dictiosoma.- Cada una de las pilas de sáculas aplanadas que forman el aparato de Golgi.

  • Peroxisoma.- Orgánulo membranoso que alberga en su interior enzimas oxidativos.

  • Diplosoma.- Par de centriolos que ocupa la parte central del centrosoma.

  • Mesosoma.- Invaginación de la membrana plasmática de la célula procariota, que contiene las cadenas de transporte electrónico responsables de la respiración celular.

  1. ¿En qué lugares de la célula eucariota podemos encontrar a los ribosomas?

    ·       Libres en el citosol

    ·       Adheridos a las membranas del retículo endoplasmático rugoso

    ·       En el interior de mitocondrias y cloroplastos

     

  2. Describe el camino que ha de seguir y las modificaciones que ha de experimentar una glucoproteína desde el momento en que es sintetizada hasta que queda definitivamente emplazada en la bicapa lipídica de la membrana plasmática.

    La proteína se sintetiza en un ribosoma de retículo endoplasmático rugoso y queda incrustada en la membrana de este orgánulo, donde sufrirá algunas modificaciones incluyendo la adición de cadenas oligosacarídicas. De allí sale formando parte de la membrana de una vesícula de transición que se dirige a la cara cis del aparato de Golgi para fundirse con la primera sácula de este orgánulo. A continuación irá pasando por las distintas sáculas donde sufrirán nuevas modificaciones por los enzimas allí presentes (incluyendo la adición o eliminación de algunos componentes de sus cadenas oligosacarídicas). Ya en la cara trans del aparato de Golgi se incorporará a la membrana de una vesícula secretora, que se dirigirá a la membrana plasmática incorporándose a ella por exocitosis. La proteína en cuestión quedará así incorporada a la membrana plasmática.

     

  3. ¿Por qué decimos que el aparato de Golgi está estructural y bioquímicamente polarizado?

Porque presenta dos caras: una cara cis a la que llega el tráfico de macromoléculas procedente del retículo endoplasmático, y una cara trans de la que sale el tráfico de macromoléculas para dirigirse a los distintos destinos celulares.

  1. ¿Con qué objeto la membrana de los lisosomas presenta una proteína que bombea iones hidrógeno desde el hialoplasma hacia el interior del lisosoma?

           Esta proteína, al bombear protones hacia el interior del lisosoma, hace que allí se produzca un descenso del pH, que se aproxima así al pH óptimo de los enzimas hidrolíticos contenidos en el lisosoma.

     

  2. Expón dos razones por las que los enzimas hidrolíticos albergados en el interior de los lisosomas no degradan las biomoléculas localizadas en el citosol.

    ·       La membrana del lisosoma lo impide manteniendo a los enzimas confinados en su interior.

    ·       Aun en caso de rotura de la membrana del lisosoma, el pH del citosol (próximo a 7) no es el idóneo para la acción de los enzimas hidrolíticos allí albergados.

     

  3. Explica la diferencia esencial entre vacuolas e inclusiones.

    Las vacuolas son enclaves rodeados de membrana que albergan sustancias hidrosolubles. Las inclusiones carecen de membrana y almacenan sustancias insolubles en agua.

     

  4. Una célula dispone en un momento dado de las siguientes sustancias para almacenar: glucosa, glucógeno, triacilglicéridos, aminoácidos. Razona en qué tipo de enclave citoplasmático se debería almacenar cada una de ellas.

    ·       En vacuolas.- glucosa y aminoácidos (hidrosolubles)

    ·       En inclusiones.- Glucógeno y triacilglicéridos (insolubles en agua).

     

  5. ¿Qué rasgos distintivos presenta la membrana mitocondrial interna comparada con otras membranas celulares?

    ·       Es más rica en proteínas (80% aprox)

    ·       Carece de esteroides.

     

  6. Señala algunas de las analogías entre las mitocondrias y las bacterias actuales que apoyen la teoría del origen endosimbionte de estos orgánulos.

    ·       Presencia de DNA en forma de una sola molécula circular

    ·       Presencia de ribosomas con estructura similar y a su vez diferentes de los del citosol eucariota

    ·       Tamaños similares.

    ·       Enzimas respiratorios y ATP sintetasa en la membrana.

     

  7. Haz un esquema de una mitocondria y señala en él las dos membranas y los diferentes compartimientos que delimitan.

  1. ¿Por qué las patatas "verdean" superficialmente cuando se las expone durante mucho tiempo a la luz?

           Porque los amiloplastos de las células parenquimatosas de la patata, que albergan el almidón de reserva, al quedar expuestos a la luz comienzan a sintetizar clorofila para transformarse en cloroplastos.

     

  2. Haz un esquema de un cloroplasto y señala en él las tres membranas y los diferentes compartimientos que delimitan.

  1. ¿Qué rasgos distintivos presenta la membrana tilacoidal comparada con otras membranas celulares?

           El más significativo es la presencia de pigmentos fotosintéticos: clorofilas y carotenoides. Estos pigmentos están ausentes en otras membranas celulares, incluyendo a las otras membranas del cloroplasto. 

     

  2. ¿A qué llamamos espacio perinuclear? ¿Con qué otro compartimiento subcelular se comunica?

           Es el espacio delimitado por las dos membranas que forman la envoltura nuclear. Se comunica con la luz del retículo endoplasmático.

     

  3. ¿Qué similitudes y diferencias existen entre la cromatina y los cromosomas?

           La composición de ambas estructuras es idéntica: DNA e histonas a partes aproximadamente iguales. La diferencia entra ambas está en el grado de empaquetamiento, que es mínimo en la cromatina mientras que adquiere su mayor grado en el cromosoma metafásico.

     

  4. ¿A qué llamamos cariotipo de una especie?

           Al conjunto de cromosomas característico de esa especie.

     

  5. Cuando se observan las fibras de cromatina al microscopio electrónico aparecen unas estructuras repetitivas a las que se ha dado en llamar "el collar de perlas". ¿En qué consiste esta estructura?

           El “collar de perlas” es una sucesión de nucleosomas (unos 10 nm de grosor). El nucleosoma es la unidad básica de la cromatina. Está formado por un octámero de histonas con una doble cadena de DNA de unos 200 nucleótidos de longitud arrolada alrededor de él.

     

  6. ¿Qué ventaja representa para las células eucariotas empaquetar sus moléculas de DNA junto con proteínas histónicas?

           Las proteínas histónicas son ricas en aminoácidos con carga positiva en su cadena lateral R. Estas cargas positivas neutralizan a las cargas negativas presentes en los grupos fosfato del DNA, eliminando así la repulsión electrostática entre ellas. Ello favorece un mayor empaquetamiento del DNA.

     

  7. Tanto las células eucariotas como las procariotas disponen de una serie de proteínas transportadoras de electrones que intervienen en el proceso de respiración celular, así como un enzima encargado de sintetizar el ATP. ¿En dónde se localizan estas proteínas en uno y otro tipo de célula?

    ·       Eucariotas.- En la membrana mitocondrial interna.

    ·       Procariotas.- En la membrana plasmática.

     

  8. ¿Qué diferencias existen entre la pared celular de la célula vegetal y la de la célula procariota?

    ·       Pared celular vegetal.- Compuesta por celulosa y cemento de unión rico en heteropolisacáridos.

    ·       Pared celular procariota.- Compuesta por peptidoglicano.

     

  9. ¿Qué diferencias existen entre los cromosomas de las células eucariotas y los de las células procariotas?

    ·       Cromosomas eucariotas.- Múltiples moléculas lineales de DNA.

    ·       Cromosomas procariotas.- Una sóla moléculas de DNA circular.

     

  10. ¿Por qué decimos que la membrana plasmática presenta permeabilidad selectiva?

          Porque permite el paso a través de ella de determinadas sustancias mientras que impide o limita el de otras.

     

  11. ¿Puede una sustancia atravesar la membrana plasmática en contra de gradiente de concentración por transporte pasivo? ¿En qué casos? ¿Qué tipo de gradiente determinaría la dirección del transporte en tales casos?

          Sí, es posible. Cuando se trata de sustancias iónicas, que pueden pasar en contra de su gradiente de concentración si lo hacen a favor de un gradiente de potencial eléctrico. En estos casos la determinación de la dirección del transporte viene dada por una combinación de los gradientes eléctrico y de concentración: el gradiente electroquímico.

     

  12. Teniendo en cuenta que la vitamina A es una sustancia liposoluble ¿por qué modalidad de transporte crees que podrá atravesar la membrana plasmática?

    Por difusión simple a través de la bicapa lipídica.

     

  13. ¿A qué llamamos gradiente electroquímico a través de una membrana?

    A una combinación de los gradientes eléctrico y de concentración de esa sustancia.

     

  14. Teniendo en cuenta que el interior de la célula está cargado negativamente con respecto al exterior (hay más cargas negativas dentro que fuera) ¿crees que el aminoácido arginina (ver Tabla 8.1) podría entrar en la célula por difusión facilitada?

          La arginina es un aminoácido con carga neta positiva. Podría entrar por difusión facilitada, incluso aunque el gradiente de concentración sea desfavorable, ya que lo haría a favor de gradiente eléctrico.

     

  15. Muchas células son capaces de incorporar glucosa al citosol en contra de gradiente de concentración a través de una proteína de la membrana que no consume ATP, sino que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico previamente establecido por la bomba de Na+-K+. ¿Cómo se denomina esta modalidad de transporte?

     Transporte activo secundario (o cotransporte).

     

  16. ¿De dónde procede la energía que utiliza la bomba de Na+-K+ para bombear estos iones a través de la membrana en contra de sus respectivos gradientes?

    De la hidrólisis del ATP por acción enzimática de la propia bomba.

     

  17. Los distintos compartimientos subcelulares tienen en general una composición química diferente de la del citosol circundante. ¿Cómo explicarías este fenómeno?

        Sus membranas, al igual que la membrana plasmática, también ejercen una permeabilidad selectiva.

     

  18. Señala los mecanismos por los que crees que podrán entrar en la célula las siguientes sustancias: agua, glucosa, oxígeno, CO2, aminoácidos, proteínas polisacáridos.

·       Difusión simple.- agua, oxígeno, CO2

·       Difusión facilitada o transporte activo.- glucosa, aminoácidos.

·       Endocitosis.- proteínas, polisacáridos.

  1. ¿Cuál es el papel de la clatrina en los procesos de endocitosis?

           Provocar la deformación de la membrana plasmática que propicia la formación de la vesícula endocítica.

     

  2. ¿En qué se diferencian pinocitosis y fagocitosis?

         En el tamaño de las partículas incorporadas y en el tamaño de las vesículas endocíticas en que se incorporan.

     

  3. ¿En qué consiste la pinocitosis mediada por receptores específicos? ¿Qué ventaja representa para las células frente a la pinocitosis convencional?

          Receptores específicos de la membrana interactúan con la molécula que se va a incorporar fijándola en una zona de la membrana previamente a la pinocitosis

           Permite incorporar eficazmente sustancias que se encuentran a baja concentración en el medio extracelular.

     

  4. Una célula acaba de incorporar dentro de una vesícula endocítica un agregado supramolecular formado por proteínas y polisacáridos. Indica qué acontecimientos tendrán lugar desde este momento hasta que los nutrientes incorporados pasen a formar parte de la maquinaria bioquímica de la célula.

          Un lisosoma procedente del aparato de Golgi se funde con la vesícula endocítica permitiendo que los enzimas hidrolíticos que contienen actúen sobre el contenido de ésta. Los enzimas hidrolíticos romperán los enlaces glucosídicos de los polisacáridos y  los enlaces peptídicos de las proteínas dando lugar a una mezcla de monosacáridos y aminoácidos. Éstos últimos podrán ahora atravesar la membrana de la vesícula pos distintas modalidades de transporte y, ya en el citosol, incorporarse a la maquinaria celular.

     

  5. Indica cuál será el resultado de la digestión celular de cada uno de los siguientes tipos de biomoléculas: proteínas, polisacáridos, triacilglicéridos, oligosacáridos, fosfoglicéridos, nucleótidos, ácidos nucleicos.

    ·       Proteínas: aminoácidos

    ·       Polisacáridos: monosacáridos

    ·       Triacilglicéridos: glicerina y ácidos grasos.

    ·       Oligosacáridos: monosacáridos

    ·       Fosfoglicéridos.- glicerina, ácidos grasos, ácido fosfórico y compuestos polares.

    ·       Nucleótidos.- Pentosas, bases nitrogenadas, ácido fosfórico.

    ·       Ácidos nucleicos: nucleótidos y sus componentes.

     

  6. ¿Por qué algunas sustancias deben ser sometidas a un proceso de digestión celular antes de ser incorporadas a la maquinaria bioquímica de la célula? ¿A qué tipos de sustancias nos referimos?

           Porque o bien no pueden incorporarse a la célula a través de sus membranas o bien porque aunque pudiesen, no serían útiles por ser ajenas a la célula. Se trata de las macromoléculas (proteínas, polisacáridos, etc.) que forman parte del alimento celular.

     

  7. ¿Qué ventajas representa para los organismos unicelulares la digestión intracelular frente a la digestión extracelular?

           El concentrar previamente el alimento en una vesícula endocítica aumenta la eficacia de los enzimas hidrolíticos, cuya acción se dispersaría rápidamente en el medio extracelular.

     

  8. ¿Qué tipo de reacciones químicas intervienen en el proceso de digestión celular? ¿Qué tipo de enzimas catalizan estas reacciones?

    Reacciones de hidrólisis catalizadas por las hidrolasas ácidas de los lisosomas.

     

  9. ¿Qué diferencia hay entre la digestión intracelular autofágica y la heterofágica?

         La procedencia del alimento: intracelular en la autofágica, y extracelular en la heterofágica.

     

  10. ¿Todas las células de un organismo pluricelular tienen la misma información genética? Razona la respuesta.

    Sí, porque todas proceden, por sucesivas mitosis, de una sola célula (el zigoto). 

     

  11. En el supuesto de que se pudiesen distinguir los cromosomas como entidades individualizadas a lo largo de todo el ciclo celular, indica en cuales de las siguientes fases se encontrarían divididos longitudinalmente en dos cromátidas hermanas y en cuales no: telofase, período G1, período G2, profase, período S, anafase, metafase. Señala cuáles de ellas pertenecen a la interfase y cuáles a la mitosis.

           Divididos en cromátidas.- G2, profase, metafase

           No divididos en cromátidas.- anafase, telofase, G1

           En el período S no están divididos al comienzo y sí al final.

           Mitosis.- Profase, metafase, anafase y telofase

           Interfase.- G1, S y G2

     

  12. ¿Por qué consideramos poco adecuado denominar a la interfase período de reposo?

    Porque, aunque las manifestaciones citológicas son poco evidentes, es un período en el que la célula despliega una intensa actividad bioquímica, en la que destaca la replicación de su material genético.

     

  13. ¿A qué llamamos placa metafásica?

          A la hilera de cromosomas alineados que se disponen en este período en el plano ecuatorial de la célula.

     

  14. ¿Cuál es la diferencia entre los microtúbulos cinetocóricos y los microtúbulos polares del huso mitótico?

           Los microtúbulos cinetocóricos se encuentran unidos a cromosomas mientras que los polares no lo están.

     

  15. ¿Por qué en la citocinesis de células vegetales no es posible la formación de un surco de segmentación semejante al que aparece en el caso de las células animales?

    Porque la rígida pared celular vegetal impide cualquier deformación de la célula.

     

  16. ¿Qué orgánulo interviene en la citocinesis de las células vegetales que no lo hace en la de las células animales?

           El aparato de Golgi, a partir de cuyas vesículas secretoras se forma el fragmoplasto que terminará por consumar la citocinesis.

     

  17. De las siguientes fases de la división celular meiótica distingue en cuales los cromosomas aparecerán divididos longitudinalmente en dos cromátidas hermanas y en cuales no: profase I, metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II, anafase II, telofase II.

    ·       Divididos en cromátidas.- Profase I, metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II.

    ·       No divididos en cromátidas.- Anafase II y Telofase II.

     

  18. ¿Cuál es la diferencia esencial entre la anafase de la mitosis y la anafase de la primera división meiótica?

         En la anafase mitótica los cromosomas ya no están divididos en cromátidas hermanas, mientras que en la anafase I sí lo están.

     

  19. ¿Por qué es necesaria una segunda división meiótica?

         Para separar las cromátidas hermanas, que tras la primera división meiótica permanecen unidas por sus centrómeros.

     

  20. ¿Cuál es el significado biológico de la meiosis? ¿Con qué tipo de reproducción se encuentra asociada?

           La reducción a la mitad del número de cromosomas en la meiosis es necesaria para compensar la duplicación del número de cromosomas que trae consigo la fecundación. Se encuentra asociada a la reproducción sexual.

     

  21. ¿En qué consiste el entrecruzamiento que tiene lugar durante la profase de la primera división meiótica? ¿Cuál es el significado biológico de este proceso?

           El entrecruzamiento es el intercambio de fragmentos entre cromosomas homólogos. Aumenta considerablemente  el número de combinaciones de genes de origen paterno y materno que genera la meiosis.

     

  22. ¿Cuál es la diferencia entre la reproducción asexual y la reproducción sexual?

           Reproducción asexual.- Interviene un solo individuo que da lugar a copia exactas de sí mismo.

           Reproducción sexual.- Intervienen dos individuos dando lugar a una progenie con distintas combinaciones genéticas de ambos.

     

  23. ¿A qué llamamos cromosomas homólogos? ¿Cuál es la diferencia entre una dotación cromosómica haploide y una diploide?

           Llamamos cromosomas homólogos a aquellos que llevan información para los mismos caracteres. Una dotación haploide consta de n cromosomas, todos ellos con información para diferentes caracteres. Una dotación diploide consta de n pares de cromosomas homólogos.

     

  24. ¿Cuántas células resultan de una división meiótica completa? ¿Qué tipo de dotación cromosómica tendrán dichas células?

    Cuatro células haploides.

     

  25. Algunos organismos unicelulares tienden a acercarse a cualquier fuente luminosa. ¿Cómo llamarías a este tipo de movimiento celular? Distingue en este comportamiento cual es el estímulo y cual es la respuesta.

          Se trataría de un fototropismo positivo. El estímulo es la luz y la respuesta el movimiento.

     

  26. Las células del hígado alteran su metabolismo ante la presencia de distintas hormonas en el medio extracelular. ¿Cuál sería en este caso el estímulo y cuál la respuesta?

           El estímulo sería la unión de la hormona a su receptor celular y la respuesta sería la alteración metabólica.

     

  27.  ¿A qué llamamos conjugación bacteriana? ¿Por qué decimos que es una forma primitiva de sexualidad?

           A la transferencia de fragmentos de material genético de unas células bacterianas a otras.

           Porque genera células mixtas, que reúnen información genética procedente de dos células distintas.

     

  28. ¿Por qué decimos que las células vivas son máquinas químicas?

Porque obtienen la energía de su entorno en forma de energía química, bien de los propios nutrientes (células organótrofas) o bien de las biomoléculas que sintetizan a expensas de la energía luminosa (células fotótrofas), y la manipulan en forma de tal energía química para edificar y mantener sus propias y complejas estructuras.

  1. Los enzimas consiguen que las reacciones químicas desfavorables termodinámicamente (ΔGº>0) se tornen favorables. ¿Qué opinas de esta afirmación?

    Es falsa. Los enzimas reducen la barrera de energía de activación, con lo que aceleran la velocidad de reacción, pero no afectan a la variación total de energía libre (ΔGº), que permanece inalterada.

     

  2. Los enzimas no alteran los equilibrios termodinámicos de las reacciones químicas, pero consiguen que dichos equilibrios se alcancen más rápidamente de lo que sucedería en ausencia de enzima. ¿Qué opinas de esta afirmación?

Es correcta. Al conseguir reducir la barrera de  energía de activación, aumentan la velocidad a la que transcurren las reacciones químicas que catalizan

  1. ¿A qué llamamos energía libre de activación de una reacción química?

A la diferencia entre la energía libre de los reactivos y la energía libre del estado de transición.

  1. ¿Qué importancia tuvo para la Bioquímica el descubrimiento, debido a E. Büchner, de que los enzimas pueden actuar independientemente de la estructura celular?

Permitió estudiar "in vitro" la estructura y función de los enzimas.

  1. ¿Se puede afirmar en la actualidad que todos los enzimas son proteínas? Razona la respuesta.

    Casi todos lo son. Pero existe un reducido grupo de moléculas de RNA con capacidad enzimática. Se denominan ribozimas.

     

  2. ¿Qué tipos de aminoácidos podemos encontrar en el centro activo de un enzima y cuáles son sus funciones?

  • Aminoácidos catalíticos.- Sus cadenas laterales R poseen propiedades que les permiten actuar como catalizadores .

  • Aminoácidos de unión.- Sus cadenas laterales R poseen grupos funcionales capaces de establecer interacciones débiles con grupos funcionales complementarios de la molécula de sustrato, contribuyendo a fijar a ésta al centro activo.

  1. ¿En qué consiste el efecto de saturación del enzima por el sustrato?

Cuando se mide la velocidad inicial de una reacción catalizada enzimáticamente se observa que para concentraciones de sustrato bajas la velocidad de reacción es proporcional a dicha concentración, como ocurre con carácter general para las reacciones no enzimáticas. A medida que la concentración de sustrato aumenta la velocidad de reacción deja de ser proporcional a ésta. Con un aumento posterior la velocidad de reacción llega a ser totalmente independiente de la concentración del sustrato y se aproxima asimptóticamente a un valor máximo que es característico de cada enzima y que se conoce como velocidad máxima. Se dice entonces que el enzima se halla saturado por el sustrato. 

 

  1. ¿A qué llamamos constante de Michaelis-Menten de un enzima? ¿Cuál es el significado biológico de dicha constante?

    La Km es la concentración de sustrato para la cual el enzima alcanza la mitad de su velocidad máxima característica. Constituye una medida de la afinidad del enzima por el sustrato. Valores altos de KM denotan baja afinidad, mientras que valores bajos denotan alta afinidad.

     

  2. ¿Por qué decimos que la hipótesis del complejo enzima-sustrato explica satisfactoriamente el efecto de saturación del enzima por su sustrato?

    Porque, si el enzima y el sustrato forman un complejo en el que se alcanza el estado de transición, llegará un momento al aumentar la concentración de sustrato en el que todos los centros activos de las moléculas de enzima estén ocupados por moléculas de sustrato. A partir de este momento, posteriores aumentos en la concentración de sustrato no provocarán ya aumentos en la velocidad de reacción (las moléculas de sustrato adicionales tendrán que “esperar” a que quede algún centro activo vacío para poder acceder a él).

     

  3. Desarrolla el concepto de energía de fijación entre el enzima y el sustrato. Comenta brevemente el papel que juega la energía de fijación en la actividad de los enzimas.

Cuando el sustrato se fija al centro activo se establecen entre ambos una serie de interacciones débiles, energéticamente favorables, entre grupos funcionales complementarios de ambos. La energía liberada al formarse estas interacciones se conoce como energía de fijación. Diversas consideraciones físico-químicas han llevado a la conclusión de que la energía de fijación es la principal fuente de energía que utilizan los enzimas para llevar a sus sustratos al estado de transición, salvando así la barrera de energía de activación.

  1. ¿Por qué resulta inadecuada la imagen de la llave y la cerradura para referirse a la interacción entre el sustrato y el enzima? ¿Qué otra imagen podría resultar más adecuada y por qué?

En muchas reacciones enzimáticamente catalizadas el centro activo no es exactamente complementario con la molécula(s) de sustrato, sino más bien con las especies del estado de transición. El enzima distorsiona la estructura química del sustrato llevándolo al estado de transición. A la vista de estas consideraciones se ha propuesto el modelo "mano-guante", que quizás ilustre mejor este tipo de interacción.

  1. ¿Por qué decimos que el grado de especificidad de los enzimas es muy variado?

    Porque algunos de ellos reconocen a una única especie molecular y a ninguna otra aunque se le parezca, mientras que otros reconocen una gama más o menos amplia de moléculas con algún rasgo estructural común.

     

  2. ¿A qué llamamos pH óptimo de un enzima? ¿Por qué los enzimas pierden su actividad a valores de pH alejados de su pH óptimo?

    pH óptimo es aquél para el que la actividad del enzima es máxima. Los enzimas pierden su activadad cuando el pH se aleja de su valor óptimo porque se desnaturalizan como consecuencia del cambio en el pH.

     

  3. ¿Qué diferencia existe entre la inhibición enzimática competitiva y la incompetitiva?

  • Inhibición competitiva.- El inhibidor tiene una estructura química similar a la del sustrato y compite con él por el acceso al centro activo. Cuando el inhibidor está ocupando el centro activo impide al sustrato el acceso a éste.

  • Inhibición incompetitiva.- El inhibidor no guarda parecido con el sustrato. No se une al centro activo bloqueando su acceso sino al complejo enzima-sustrato bloqueando la liberación de los productos.

  1. ¿Por qué son necesarios los enzimas reguladores? ¿Qué tipos de enzimas reguladores conoces?

    Son necesarios porque la célula se rige por un principio de economía molecular que la obliga a no desperdiciar tiempo ni energía en procesos que no le son útiles en un momento dado. Ello se consigue, entre otros mecanismos, por medio de los enzimas reguladores, que “apagan” o “encienden” determinadas rutas metabólicas.

    Los enzimas reguladores son de dos tipos: enzimas alostéricos y enzimas modulados covalentemente.

     

  2. ¿A qué llamamos enzimas alostéricos? ¿Y moduladores alostéricos? ¿Qué tipos de moduladores alostéricos conoces?

    Son enzimas que, además del centro activo a través del cual interactúan con el sustrato, disponen de otro centro de unión, el centro alostérico, a través del cual interactúan con una molécula denominada efector o modulador. El modulador es responsable de la interconversión entre las formas activa e inactiva del enzima.

     

  3. ¿En qué consiste el control feed-back o inhibición por el producto final?

    Es un tipo de control del metabolismo en el que uno de los primeros enzimas de una ruta metabólica es un enzima alostérico que resulta inhibido por el producto final de la ruta. Se trata de un control heterotrópico por modulador negativo.

     

  4. Señala las principales diferencias entre los enzimas alostéricos y los enzimas modulados covalentemente.

    Enzimas alostéricos.- Presentan dos formas, una activa y otra inactiva, que difieren en su conformación tridimensional y se interconvierten por acción de un modulador que interactúa con ellas

    Enzimas modulados covalentemente.- Presentan dos formas, una activa y otra inactiva, que se interconvierten por modificación covalente de algún grupo químico de sus cadenas polipeptídicas. La modificación covalente está catalizada por un segundo enzima llamado enzima modulador.

     

  5.  ¿A qué llamamos zimógenos? ¿Cómo se activan?

Los zimógenos son las formas inactivas en las que son sintetizados algunos enzimas. Se activan por modificación química (eliminación de tramos de la cadena polipeptídica) catalizada por otros enzimas.

  1. ¿De qué maneras pueden actuar los iones metálicos como cofactores enzimáticos?

    ·       Como centro catalítico primario del enzima

    ·       Como grupo puente para la unión del sustrato

    ·       Como agente estabilizador de la conformación tridimensional activa del enzima.

     

  2. Explica la relación que existe entre coenzimas y vitaminas.

Algunas vitaminas son precursores químicos a partir de los cuales las células pueden sintetizar algunos de sus coenzimas.

  1. Explica por qué las necesidades exógenas de vitaminas varían ampliamente de unas especies a otras.

Una vitamina es, por definición, una sustancia que un organismo dado es incapaz de sintetizar y por lo tanto necesita incorporar a partir de su entorno. La misma sustancia puede ser sintetizada por un organismo diferente, por lo que para éste no será una vitamina.

  1. ¿A qué llamamos rutas metabólicas?

    A secuencias de reacciones químicas consecutivas, enzimáticamente catalizadas, y ligadas por intermediarios comunes.

     

  2. Enuncia las principales diferencias entre el catabolismo y el anabolismo.

    ·       Catabolismo.- proceso degradativo, oxidante y exergónico

    ·       Anabolismo.- proceso constructivo, reductor y endergónico.

     

  3. ¿Qué es una ruta anfibólica? Pon un ejemplo que conozcas.

    Es una ruta que es compartida por el catabolismo y el anabolismo. Un ejemplo es el ciclo de Krebs.

     

  4. ¿Podría una célula quimiótrofa utilizar el CO2 como fuente de carbono? ¿Cómo llamarías a este tipo de célula?

Sí. Se trataría de una célula quimiolitótrofa.

  1. Las células anaerobias no pueden utilizar el oxígeno como aceptor último de electrones en las reacciones redox que utilizan para obtener energía. ¿Qué tipo de compuestos utilizan? Pon algún ejemplo de este tipo de compuestos.

Utilizan moléculas orgánicas que resultan reducidas. Tal es el caso del ácido pirúvico que resulta de la glucolisis, al que las células anaerobias reducen a ácido láctico.

  1. Haz una clasificación de los distintos tipos celulares atendiendo simultáneamente a las fuentes de carbono y energía que utilizan para su metabolismo.

TIPO DE CÉLULA

FUENTE DE MATERIA

FUENTE DE ENERGÍA

Fotolitótrofas

Materia inorgánica

Luz

Fotoorganótrofas

Materia orgánica

Luz

Quimiolitótrofas

Materia inorgánica

Reacciones redox

Quimioorganótrofas

Materia orgánica

Reacciones redox

  1. ¿Cuándo podemos decir que una célula es anaerobia facultativa? Pon un ejemplo de este tipo de células.

    Una célula anaerobia facultativa es aquélla que puede utilizar el oxígeno como aceptor de electrones paras sus oxidaciones respiratorias, pero que puede utilizar la fermentación láctica como mecanismo de emergencia durante cortos períodos en los que escasea el oxígeno.

    Un ejemplo son las células musculares.

     

  2. Las células de las hojas de las plantas verdes ¿son fotolitótrofas en todas las situaciones? Justifica la respuesta.

    No, en ausencia de luz funcionan en modo quimioorganótrofo.

     

  3. La obtención de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico se denomina fosforilación ¿qué tipos de fosforilación conoces? Rastrea las rutas catabólicas que hemos estudiado y localiza en ellas dos ejemplos de fosforilación a nivel de sustrato.

  • Fosforilación a nivel de sustrato.- La energía liberada en la rotura de un enlace de una biomolécula es directamente utilizada para formar el enlace fosfato del ATP.

  • Fosforilación acoplada al transporte electrónico

    • Fosforilación acoplada al transporte electrónico mitocondrial (fosforilación oxidativa).

    • Fosforilación acoplada al transporte electrónico fotosintético (fotofosforilación).

    En la segunda fase de la glucolisis se dan dos fosforilaciones a nivel de sustrato que rinden las dos moléculas de ATP que se obtienen. Durante el ciclo de Krebs, en la etapa en la que el succinil-CoA da lugar al succinato, también tiene lugar una fosforilación de este tipo.

  1. ¿Por qué decimos que el ATP es la moneda energética de la célula?

    Porque la variación de energía libre que supone la hidrólisis o la formación de su enlace fosfato terminal supone una dosis energética adecuada para muchas de las reacciones químicas celulares.

     

  2. Escribe las formas oxidada y reducida de dos coenzimas transportadores de electrones.

  • Forma oxidada: NAD+ / Forma reducida: NADH

  • Forma oxidada: FAD / Forma reducida: FADH2

  1. ¿Por qué decimos que la degradación de los glúcidos se lleva a cabo "vía glucosa"?

    Porque para ser degradados, todos los glúcidos se transforman en glucosa o en algún producto de sus rutas degradativas.

     

  2. ¿En qué lugar de la célula tiene lugar la glucolisis? ¿De qué compuesto parte esta ruta metabólica? ¿Qué compuestos se obtienen al final de la misma?

    Lugar.- citosol

    Compuesto de partida.- glucosa.

    Productos finales.- 2 piruvato, 2 ATP, 2 NADH

     

  3. ¿A qué llamamos fermentación? ¿Con qué objeto llevan a cabo las células este proceso?

    Son reacciones químicas adicionales a la glucolisis en las que la transformación del piruvato en otros compuestos es aprovechada para reciclar los coenzimas transportadores de electrones de esta ruta metabólica.

     

  4.  Cita dos tipos de fermentación que conozcas y señala en cada uno de ellos cuál es el aceptor último de electrones.

    Fermentación láctica.- el aceptor es el piruvato, que se transforma en lactato.

    Fermentación alcohólica.- el aceptor es el acetaldehído (resultado de la descarboxilación del piruvato), que se reduce a etanol.

     

  5.  ¿Para qué utilizan las células la ruta de las pentosas?

  • Para obtener pentosas para la síntesis de nucleótidos.

  • Para obtener poder reductor en forma de NADPH para la síntesis de ácidos grasos.

  1. ¿En qué lugar de la célula tiene lugar el ciclo de Krebs? Indica los compuestos que entran y salen del ciclo en cada vuelta.

    Lugar.- Matriz mitocondrial

    Entrada.- 1 grupo acetilo del acetil-CoA

    Salida.- 2 CO2, 1 GTP, 3 NADH, 1 FADH2

     

  2.  ¿De dónde procede el acetil-CoA que entra en el ciclo de Krebs?

    ·       De la descarboxilación oxidativa del piruvato que resulta de la glucolisis.

    ·       De la beta oxidación de los ácidos grasos.

     

  3. ¿Por qué decimos que el transporte electrónico mitocondrial es un proceso "cuesta abajo"?

    Porque transcurre desde buenos dadores de electrones (sustancias que tienden a ceder electrones) a buenos aceptores (sustancias que tienden a aceptarlos), por lo que es un proceso exergónico, o termodinámicamente favorable.

     

  4. ¿De dónde proceden los electrones que son transportados hasta el oxígeno por la cadena de transporte electrónico mitocondrial?

    De los coenzimas reducidos (NADH Y FADH2) que se van obteniendo en las distintas rutas del catabolismo (glucolisis, ciclo de Krebs, beta oxidación de los ácidos grasos, etc.).

     

  5. ¿Cómo llega a la cadena de transporte electrónico mitocondrial el poder reductor generado en el hialoplasma durante la glucolisis?

A través de sistemas de lanzadera, que llevan este poder reductor a la matriz mitocondrial en forma de moléculas reducidas sin necesidad de que entre físicamente el NADH obtenido en la glucolisis.

  1. Algunos compuestos como el 2,4, dinitrofenol tienen el efecto de desacoplar el transporte electrónico de la fosforilación oxidativa. Para ello, se introducen entre los lípidos de la membrana mitocondrial interna volviéndola permeable a los iones hidrógeno. ¿Podrías explicar este efecto desacoplante?

Al volver permeable  a los iones H+ la membrana mitocondrial interna, éstos pueden regresar libremente a la matriz a favor de su gradiente electroquímico sin tener que hacerlo a través de la ATP sintetasa, con la consiguiente detención de la fosforilación oxidativa.

  1. Explica por qué los electrones procedentes del NADH producen más ATP al circular por la cadena respiratoria que los procedentes del FADH2.

    Porque el NADH cede sus electrones al comienzo de la cadena respiratoria y éstos recorren todos los centros de bombeo de protones que crean el gradiente que luego se utiliza para fabricar ATP, mientras que el FADH2 los cede a un componente de la cadena que está después del primer centro de bombeo de protones, con lo que, al bombearse menos protones, se obtienen menor cantidad de ATP.

     

  2. Calcula cuantas moléculas de ATP se obtienen mediante la degradación total de una molécula de glucosa hasta CO2 y H2O.

Resultado: 36-38 moléculas de ATP (en función del sistema de lanzadera utilizado).

  1.  ¿Podría tener lugar la fosforilación oxidativa si los componentes de la cadena respiratoria se encontrasen libres en disolución en lugar de estar anclados en la membrana mitocondrial interna?

    No. El mecanismo del acoplamiento quimiosmótico de la fosforilación oxidativa  se basa en el bombeo de protones a través de una membrana que es impermeable a ellos. Si los transportadores se encontrasen libres en disolución, el transporte electrónico no podría generar el gradiente de concentración de protones que después se utiliza para fabricar ATP.

     

  2. Explica la diferencia entre el anabolismo autótrofo y el anabolismo heterótrofo. ¿Qué tipos de células pueden realizar uno y otro tipo de anabolismo?

    Anabolismo autótrofo.- Se sintetizan moléculas orgánicas sencillas a partir de moléculas inorgánicas (CO2, agua, etc.). Lo llevan a cabo sólo las células autótrofas.

    Anabolismo heterótrofo.- Se sintetizan moléculas orgánicas progresivamente más complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas (piruvato, gliceradehido,…). Lo llevan a cabo todas  las células.

     

  3. ¿Qué tipos de sustancias inorgánicas se fijan en forma de materia orgánica en el proceso de fotosíntesis?

CO2 y sales minerales (nitratos y sulfatos)

  1. Localiza los pigmentos responsables de la fotosíntesis en una célula procariota y en una célula eucariota.

    Célula procariota.- En unas invaginaciones de la membrana plasmática denominadas cromatóforos.

    Célula eucariota.- En la membrana tilacoidal de los cloroplastos.

     

  2. Resume en pocas palabras los procesos de la fase luminosa y de la fase oscura de la fotosíntesis.

  • Fase luminosa.- Fijación de la energía radiante de la luz solar en forma de energía química del ATP y NADPH.

  • Fase oscura.- Utilización de la energía química el ATP y NADPH para fijar el CO2 y las sales minerales en forma de compuestos orgánicos.

  1. ¿En qué tipo de estructuras están organizados los pigmentos fotosintéticos? Describe brevemente una de estas estructuras.

    Están organizados en fotosistemas. Constan de: a) un complejo antena formado por varios centenares de moléculas de clorofila y carotenoides y proteínas que canalizan la energía luminosa hacia b) el centro de reacción, formado por la clorofila diana junto con un dador y un aceptor de electrones, que varían según el tipo de fotosistema.

     

  2. ¿A qué llamamos complejo antena? ¿Y centro de reacción? ¿Cómo se denomina el conjunto formado por ambos?

    Un complejo antena está formado por varios centenares de moléculas de clorofila y carotenoides y proteínas que canalizan la energía luminosa hacia el centro de reacción , formado por la clorofila diana junto con un dador y un aceptor de electrones, que varían según el tipo de fotosistema. El conjunto del complejo antena y el centro de reacción se denomina fotosistema.

     

  3. ¿En qué se diferencian fundamentalmente el transporte electrónico mitocondrial del transporte electrónico fotosintético?

    El transporte electrónico mitocondrial es un proceso exergónico, liberador de energía, que transcurre a favor de gradiente de potencial redox. El transporte electrónico fotosintético es un proceso endergónico, que requiere energía, y que transcurre en contra de gradiente de potencial redox

     

  4. ¿En qué lugar de la célula tiene lugar la fase luminosa de la fotosíntesis? ¿Y la fase oscura?

    Fase luminosa: en la membrana tilacoidal del cloroplasto.

    Fase oscura: en el estroma del cloroplasto.

     

  5. Describe brevemente el flujo de electrones característico del transporte electronico fotosintético (puedes ayudarte de un esquema).

La luz excita un par de electrones del PSII que son rápidamente repuestos por lo procedentes de la fotólisis de una molécula de agua. Los electrones excitados de PSII son cedidos al primer tramo de la cadena de transporte electrónico fotosintético de la membrana tilacoidal, donde, a favor de gradiente de potencial redox, son transportados hasta el PSI (con el consiguiente bombeo de protones que se utilizará para generar ATP). Los electrones que llegan al PSI ocupan el lugar de los que acaban de ser excitados por la luz, y que son cedidos al segundo tramo de la cadena de transporte electrónico que los conduce al NADP+, el cual se reduce a NADPH.

  1. ¿Con qué objeto llevan a cabo las células la fotofosforilación cíclica? ¿En qué se diferencia de la fotofosforilación no cíclica?

    Para obtener moléculas adicionales de ATP sin obtener al mismo tiempo NADPH, ya que en la fase oscura se necesita más ATP que NADPH.

    En la cíclica, al contrario que en la no cíclica, no interviene el agua, no se libera oxígeno, no interviene el fotosistema II y no se obtiene NADPH.

     

  2. ¿Por qué se considera poco afortunada la denominación “fase oscura” de la fotosíntesis?

Porque, aunque puede transcurrir en la oscuridad, depende de los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH). En ausencia de luz, las reacciones de la fase oscura sólo pueden continuar hasta que se agotan los productos de la fase luminosa.

  1.  Enuncia los tres procesos principales que configuran el ciclo de Calvin.

  • Fijación del CO2 a la ribulosa-bifosfato.

  • Reducción del ácido fosfoglicérico a gliceraldehido-fosfato.

  • Regeneración de la ribulosa bifosfato.

  1. ¿Cuál es el destino de los fosfatos de triosa que se generan en el ciclo de Calvin?

    En parte se desvían hacia la síntesis de glucosa mediante la ruta de la gluconeogénesis, y en parte se utilizan para regenerar la ribulosa difosfato.

     

  2. ¿A qué se debe el fenómeno de la fotorrespiración? ¿Por qué se denomina así?

    Se debe a que el enzima RUBISCO puede utilizar el oxígeno como sustrato en lugar del CO2, con el resultado de destrucción de materia orgánica. Se denomina así porque el intercambio de gases asociado a este proceso es idéntico al que tiene lugar en la respiración celular e inverso al que caracteriza a la fotosíntesis normal.

     

  3. ¿Cómo solucionan algunas plantas el problema causado por la fotorrespiración? ¿Cómo se denominan estas plantas?

    Utilizando para la fijación del CO2 una ruta alternativa al ciclo de Calvin que es la ruta de Hatch y Slack, en la que el CO2 se fija inicialmente sobre un compuesto de cuatro carbonos.

    Se denomina plantas C4.

     

  4. ¿En qué forma obtienen las plantas el nitrógeno y el azufre que necesitan para construir determinadas biomoléculas?

En forma de sales minerales que se encuentran en el suelo (nitratos y sulfatos)

  1. ¿Cómo emplean las células fotosintéticas los productos de la fase luminosa para la fijación del nitrógeno y el azufre?

Los nitratos son inicialmente reducidos a nitritos y después a amoníaco, a expensas del poder reductor del NADPH obtenido en la fase luminosa. A continuación, el amoníaco es incorporado al esqueleto carbonado del ácido α-cetoglutárico para dar ácido glutámico en una reacción que consume ATP procedente también de la fase luminosa.

De modo parecido, los sulfatos son reducidos a sulfitos y después a ácido sulfhídrico, que a continuación se incorpora en el esqueleto de algunos aminoácidos como la cisteína.

 

  1.  Explica cómo varía la intensidad fotosintética en función de la concentración de dióxido de carbono. ¿Por qué para niveles altos de CO2 la intensidad fotosintética se torna insensible a este factor?

    La intensidad fotosintética crece con la concentración de CO2, pero para valores altos de ésta la intensidad fotosintética tiende a estabilizarse en un valor máximo.

    La curva hiperbólica que describe la variación de la IF con la concentración de CO2 está reflejando el efecto de saturación del enzima RUBISCO por su sustrato (CO2).

     

  2. ¿Cómo afecta la mayor o menor concentración de O2 a la intensidad fotosintética? ¿A qué puede ser debido este efecto?

    La intensidad fotosintética disminuye con la concentración de  oxígeno. Ello es debido al fenómeno de la fotorrespiración.

     

  3.  ¿En qué se diferencian fundamentalmente la fotosíntesis de la quimiosíntesis?

En la fuente de energía para la obtención de ATP y NADPH, que es la luz en la fotosíntesis y reacciones redox en las que se oxidan sustratos inorgánicos relativamente reducidos en la quimiosíntesis.

  1. ¿En qué consiste la gluconeogénesis? ¿En qué lugar de la célula transcurre?

    La gluconeogénisis es una ruta anabólica en la que se genera glucosa a partir de piruvato o lactato. Tiene lugar en el citosol.

     

  2. ¿De qué metabolito parte la síntesis reductora de ácidos grasos? ¿En qué lugar de la célula transcurre?

Parte de Acetil-CoA. Transcurre en el citosol.