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Cuestionario: CONVERSIÓN ENERGÉTICA BIOLOGÍA CELULAR Grupos B
y D 2012-
A.- Explica de forma breve, precisa y concreta los hechos siguientes:
1- Los proplástidos no pueden llevar cabo la fotosíntesis.
Orgánulo de doble membrana donde se localiza el genoma del cloroplasto. No se ha desarrollado el tilaoide.
Porque no presentan en su membrana tilacoidal pigmento necesarios para la transferencia de electrones (clorofila formando FSI y FSII)
2-NADH-CoQ Reductasa acepta electrones de NADH y no del Cyt.C.
La cadena respiratoria es una secuencia concatenada de reacciones redox desde compuesto con Eo muy negativo hasta compuestos más oxidantes. NADH-CoQ no puedo aceptar electrones de CytC al ser este compuesto más oxidante que el (Mayor Eo)
3-Las mitocondrias no llevarían a cabo la fosforilación oxidativa en presencia de cianuros
Ya que dichos compuestos inhiben la cadena respiratoria a la cual esta acoplada la ATP-sintetasa encargada de la fosforilación oxidativa, ya que dicha cadena genera el gradiente de H+ necesario para el funcionamiento de FoF1.
4- Funcionamiento de FSII en relación al FSI conduce a su propia inhibición
Si, hablar de la fotofosforilacion cíclica y de la concentración de NAPDH.
5-En mitocondrias en presencia de DNP funcionaría la cadena respiratoria pero no la fosforilación oxidativa.
Ya que DNP actúa de ionoforo, formando canales de H+ en la membrana interna mitocondrial, lo que destruiría el gradiente H+ formando por la cadena respiratoria, el cual es necesario para el funcionamiento de ATP-sintasa
6- Las plantas C4 son capaces de fijar CO2 en condiciones (baja pCO2) en las que plantas C no pueden hacerlo...
Ya que las plantas C4 fijan CO2 a través de una reacción catalizada por PEP-carboxilasa, enzima que presenta una mayor afinidad por CO2 que Rubisco. Por ello a bajas concentraciones de dicho gas, PEP-Carboxilasa en capaz de fijarlo a PEP.
7-Plastocianina reducida no puede reducir a Qb
Ya que la cadena de transferencia de electrones en la fotosíntesis se lleva a cabo a través de una secuencia de reacciones redox concatenadas, para formar poder reductor. Plastocianina no puede reducirla, ya que el poder reductor de Qb es mucho mayor que el de plastocianina.
8-Mutaciones en genes nucleares pueden afectar la estructura y el funcionamiento de FoF1.
La mayoría de genes que codifican para proteínas mitcondriales se localizan en el núcleo, debido a una transferencia del genoma mitocondrial ocurrida durante la evolución. Así mutación
en el gen nuclear que codifica para alguna subunidad de FoF1 produjera una ATP-sintetasa anómala.
9-El gradiente electroquímico de H+ generado a través de la membrana tilacoidal no se debe exclusivamente a la acción de bombas de protones.
Intervienen en el incremento de dicho gradiente el complejo fotolitico del agua (cara E de la membrana tilacoidal) y la eliminación de H+ en la cara P debido a su uso por FNR (ferredoxin- NADP-reductasa) para formar NADPH
10-Las plantas C4, al contrario que las plantas C3, pueden fijar CO2 en el mesófilo de la hoja cuando la presión parcial del CO2 es baja.
Ya que dichas plantas fijan CO2 a PEP, a través de una reacción catalizada por PEP-carboxilasa, enzima que presenta una afinidad mucho mayor por CO2 que Rubisco, lo que la permite fijar CO2 aunque la presión de este sea muy baja.
11-Un determinado compuesto inhibe la fosforilación oxidativa sin afectar a la cadena respiratoria y al complejo FoF1.
Compuestos que actúan de ionoforos como DNP, forman canales para H+ en la membrana interna mitocondrial, destruyendo así el gradiente de H+ formado por la cadena respiratoria y necesaria por la ATP-sintasa para la fosforilación oxidativa.
12- Exceso de producción de NADPH en relación al consumo celular conduce a la inhibición del FSII
A altas concentraciones de NADPH se da la fotofosforilación cíclica en la cual solo actúa FSI transfiriendo electrones desde P700 a FD y está a Qb pasando por complejo Cytb6/f y desde aquí a plastocianina volviendo a FSI. Así se consigue síntesis de ATP, manteniendo el gradiente de H+.
13-Puede darse respiración celular sin mitocondrias y fotosíntesis sin cloroplastos.
En organismo procarioticos se puede dar ambos procesos sin la presencia de estos orgánulos, por contener los compuestos o elementos necesarios en su membrana plasmática. Por ejemplo la respiración celular en procariontes se da en los mesosomas (parte especializada de la mam.plasmatica)
14-La fotosíntesis debió apareció evolutivamente antes que las mitocondrias
Organismos fotosintéticos procariontes aparecieron mucho antes de las células eucariotas, y fueron los responsables del cambio de una atmosfera reductora a una oxidada por emisión de 02 al medio, lo que provoco la aparición de células aerobias y posteriormente la existencia de mitocondrias
15- Rubisco está formado por dos subunidades distintas una de ellas sintetizada en el citosol y otra, en el estroma del clotroplasto.
Algunas de las subunidades o proteínas del cloroplasto son sintetizadas en el estroma del mismo por su sistema genético propio. Otras son sintetizadas en el citosol ya que los genes que las codifican se encuentran ene l genoma nuclear, ya que se dio una transferencia del genoma del cloroplasto desde el mismo al nucleo, en el transcurso de la evolución.
25-El ciclo de Calvin no funciona en ausencia de luz.
Ya que depende del poder reductor NAPH y del ATP generado durante la fotofosforilacion y la transferencia de electrones en los FSs. Además varios factores del ciclo de Calvin se inhiben como Rubisco.
26-En partículas tilacoidales sin F1 funcionaría la cadena de transporte de electrones pero se formaría NADPH pero no se daría fotofosforilación.
Ya que F1 es una de las subunidades del complejo cFoF1 o ATP-sintetasa, sin el cual no se puede dar el flujo de H+ y no se produce fotofosforilacion.
27-No cabe esperar transportadores de ATP/ADP y de Piruvato en la membrana externa mitocondrial
Ya que en esta se encuentran poros de porina que permiten el paso por simple difucion de compues de PM menor o igual a 500. Por tanto para los compuesto mencionados el espacio intermembranas y el citosol están en equilibrio.
28-La inmensa mayoría de las proteínas mitocondriales se sintetizan en el citosol por ribosomas libres
Ya que los genes que codifican para las mismas se encuentran en el genoma nuclear, debido a una transferencia producida desde el genoma mitocondrial al nucleo, durante el transcurso de la evolución.
29-Las células fotosintéticas también precisan de mitocondrias
Ya que en las mismas se produce la respiración celular y el catabolismo oxidativo necesario para el aporte de energía química con la q cumplir las funciones necesarias por el organimso.
30-ATP-sintasa es capaz de catalizar la reacción de síntesis de ATP a partir de ADP y Pi altamente endergónica (ΔG=+7,6 kcal/mol)
Debido a que la energía necesaria para que se produzca este proceso vienen dada por el flujo de H+ a favor de gradiente electroquímico.
31-El transporte por mitocondria desde el citosol del piruvato y del fosfato que consumen precisa del funcionamiento de la cadena respiratoria
Su paso a la matriz mitocondrial se da por el concurso de cotransportadores que utilizan la energía liberada en el paso de H+ a favor de gradiente electroquímico hacia la matriz mitocondrial, para transportar dichos compuestos en contra de gradiente
32.El gradiente generado por el funcionamiento de la cadena respiratoria es un gradiente químico y eléctrico (H)
Quimico ya que la concentración de H+ es el espacio intermenbranoso es mucho mayor que en la matriz mitocondrial, y eléctrico ya que este gradiente produce un potencial eléctrico a través de la membrana, siendo mas negativo (-) en la matriz que en el espacio intermembranoso (+).
B.- Di si consideras válidas o erróneas las afirmaciones siguientes y justifícalo de forma concisa, concreta y precisa.
1-Una determinada proteína, X, es mitocondrial luego es sintetizada en la matriz mitocondrial
Erroneo. La gran mayoría de los genes que codifican para proteínas mitocondriales se localizan en el nucleo, luego su síntesis se da en el citosol
2-Mitcodrias y cloroplastos son orgánulos de doble membrana (a), tienen genoma propio (b) con información para todas sus proteínas (c).
Erróneo. Aunque ambos tengas sistema genético propio este solo continene genes apra unas pocas proteínas, además el cloroplasto es un orgnulo con tres membranas
3-Las células eucarióticas fotoautrótrofas no precisan de mitocondrias
Erróneo. Las mitocondrias se loclaizan en todas las células eucarioticas ya que son necesarias para llevar a cabo la respiración celular y obtener energía en forma de ATP.
4-Producción excesiva en relación a las necesidades de la célula conduce a la inhibición de la fotosíntesis.
Erroeno. Un prodruccion excesiva de NADPH conlleva el funcionamiento de solo el FSI, denominándose a este porceso fotofosoforilacion cíclica.
5.Disminuyendo drásticamente la fluidez de la membrana interna mitocondrial afectaría drásticamente al funcionamiento de la cadena respiratoria
Valido. Ya que la fluidez de la membrana es estrictiamente necesaria para que se produzcan las colisiones entre los complejos de la cadena respiratoria, y asi, su funcionamiento por transferencia de electrones
6-Los fotones aportan los electrones necesarios para reducir NADP+
Erróneo. Los fotones excitan los electrones de los fotosistemas (pigmentos como clorofila, xantofila, carotenos..) necesarios para reducir el NADP+
7-El centro colector de luz (LHC) de los fotosistemas está formado por clorofila.
Erroneo. Además de clorofila existen otros pigmentos denaominados accesoria como carotenes y xantofilas también presentes en dichos centros. Además estos pigmentos están delimitados por proteinas transversales q también forma parte de dichos centros.
8- El funcionamiento de las cadenas de transporte de electrones del tilacoide y de la membrana interna mitocondrial generan un gradiente electroquímico de H+
Valido. El paso de los electrones genera la energía necesaria para que bombas de H+ que funcionana con potencial redox pasen H+ en contra de gradiente y se genere un gradiente electroquimico
9- Las plantas obtienen el ATP tanto por fotofosforilación como por fosforilación oxidativa
Valido. Ya que las células eucarioticas vegetales continen además de cloroplastos mitocondrias donde se da la fosoforilacion oxidativa
10-El ciclo de Calvin es un conjunto de reacciones catalizadas por enzimas a través del cual se sintetiza glucosa a partir de CO2.
18-Mitocondrias y cloroplastos tienen capacidad de replicar su genoma (a), de transcribir sus genes (b), de sintetizar ATP (c) y sintetizar su lípidos de membrana (d).
Valido. Ambos continen un sistema genético propio y en ellos ocurren procesos de fosoforilacion (fosforilacion oxidativa y fotofosoforlacion respectivamente), además continen genes para la síntesis de algunos (muy pocos) de sus lípidos, como galatolipidos en cloroplastos.
19-En la fotorrespiración se consume O2, se produce CO2 a partir de compuestos orgánicos, participan mitocondrias y cloroplastos, funciona la cadena de transporte de electrones de la fotosíntesis , pero en vez de fosforilación oxidativa se da fotofosforilación.
Erróneo. Fotorrespiracion se denomina al proceso por el cual en vez de fijar CO2 se fija O2 en plantas C3, debido a la baja pCO2, para la sintesisi de compuestos organicos.
20.La transferencia ordenada de electrones por la Cadena Respiratoria desde NADH hasta el O2 se basa en una disposición física ordenada de los elementos de la cadena en la membrana interna mitocondrial
Erróneo. El funcionamiento de la cadena respiratoria se basa en colisones correctas al azar de susu complejos, y q ue dichas coliosiones llevan una secuencia concatenada dependiendo de su Eo
21-Los enzimas implicados en la fijación del CO2 son capaces de unir tres o cuatro ( plantas C3 ó C4) moléculas de CO2 con gasto de ATP y de NADPH.
Erróneo. La nomenclatura C3 o C4 se basa en el numero de carbonos que tiene el compuesto sintetizado, no le numero de CO2 fijados.
22-El envío de proteínas al estroma de los cloroplastos, a la matriz mitocondrial y al interior de los peroxixomas requiere el concurso de caperonas
Valido. La translocación de proteínas a los citados orgánulos requiere de caperonas que regulen su estructura para su correcta translocación postraduccional.
23-Del catabolismo oxidativo se deriva algo energía química pero en gran parte energía en forma de calor
Valido. En el catabolismo se dan algunas fosoforilaciones a nivel de sustrato, pero la gran mayoría se pierde en forma de calor.
24-Las plantas C4 no fijan el CO2 por no presentar ciclo de Calvin.
Erróneo. Las plantas C4 fijan el CO2 a PEP a través de una enzima distinta a Rubisco, PEP- carboxilasa. Cuando hay una alta concentración de PEP Rubisco entra en juego y se sigue los pasos normales del ciclo del Calvin.
25-Los receptores de las secuencia señal de envío tanto a mitocondrial y cloroplastos como a los peroxisomas se localizan en la membrana de los correspondientes orgánulos.
Valido. Estos receptores próximos o asociados a translocones reconocen la secuencia señal, permitiendo asi la translocación de proteínas a dichos orgánulos.
26-La distinción entre fotofosforilación cíclica y no cíclica no se debe al mecanismo de síntesis de ATP por FoF
Valido. La diferencia entre ambas fotofosforilaciones viene dada por la actividad o no del FSI. En el fotofosforilacion aciclica ambos FSs funcionan sintetizándose NAPDH y ATP. En la cíclica solo funciona el FSI sintetizándose solo ATP.
27-Las células fotosintéticas no presentan cadena respiratoria ya que son capaces de obtener energía química a partir de la energía solar
Erroneo. Todas las células eucarioticas presentan mitocondrias ya que necesitan de los procesos catabólicos ñara producir energía para el funcionamientos de toda la maquinaria celular. El ATP sintetizado en la fotosíntesis es necesario para llevar a cabo los procesos anabólicos de síntesis de compuestos organicos.
28-ATP-sintasa es accionada por la fuerza protónmotriz debida en gran medida al potencial eléctrico generado a través de la membrana interna mitocondrial.
Valido. Se producirá un flujo de H+ hasta que el ppotencial de equilibrio para el H+ se anule, y la energía liberada de este proceso es la utlizada para la síntesis de ATP.
29-Si utilizásemos CO2 radiactivo en su C el primer compuesto en donde detectaríamos el C radiactivo fijado sería 3-PGlicerato
Erróneo. El primer compuesto donde se localizario seria Rubilusa-bis-fosfato ya que es el compuesto donde Rubisco fija el CO
30.El complejo FoF1 ó ATPsintasa sintetiza ATP accionada por un chorro de electrones proveni entes de la cadena respiratoria
Erróneo. Dicho flujo de electrones viene por un gradiente generado en el especia intermembranas de la mitocondria. Si es de señalar que dicho gradiente es generado por complejos de la cadena respirtoria que actúan como bombas de H+ accionadas por reacciones redox.
31No todos los elementos de la cadena respiratoria son proteínas integrales de la membrana interna mitocondrial
Valido. El Cyt C, elemento indispensable de la cadena respiratoria es una proteína periférica de la membrana interna mitocondrial
32-Los fotosistemas aprovechan la energía solar para generar un gradiente electroquímico de H +.
Erróneo. Los fotosistemas utilizan la energía solar para la excitación de electrones de sus pigmentos los cuales pasaran a estados energéticos superiores entraron en la cadena transportadora de electrones
33-No siempre se produce oxígeno durante la fotosíntesis de las plantas.
Erroneo. La fotosíntesis de plantas consta de dos fotosistemas y es oxigenica. Es importante mencionar y dependiendo de las concentraciones de NADPH se puede producir la fotofosforialacion cíclica en la cual no se emite oxigeno
34- La fotorrespiración se lleva a cabo en la mitocondria de las células vegetales
9-Localiza con precisión los procesos siguientes: a) F 0 6 2-Oxidación de ácidos grasos; b) Ciclo de Calvin; c) Glucolisis.
a. (^) Matriz mitocndrial
b. Estroma de cloroplastos
c. Citosol de células eucarioticas
10-Indica qué función o proceso inmediatos podrían verse afectados por la mutación del gen que codifica para: a) Cyt C; b) Plastocianina; c)Subunidad de Fo del ATP sintasa.
a. Cadena respiratoria y MCP (via intrínseca)
b. fotosintesis
c. Fosforilacion oxidativa
11-¿ Que mínimo número de elementos insertarías en la bicapa lipídica de liposomas para que presenten fosforilación oxidativa?
Complejo ATP-sintasa en presencia de gradiente de H+ siendo mayor la concentración en el exterior que en el interior del liposoma.
12-Di dos características de la clorofila que la hacen muy apta para la fotosintesis
Presentan electrones altamente excitables y tienen una coda hidrocarbonada que permite su inserccion en la membana tilacoidal.
13-Mediante una frase muy breve y sencilla compara la fotosíntesis y la respiración celular en relación a: CO2 (a), al O2 (b) y al H2O (c)
En la fotosíntesis se emite O2, fijándose Co2 y degradándose H2O para la síntesis de compuestos organicos, en cambio en la respiracion celular se degradan compuestos generándose CO2 y H2O, utlizandose O
14-Indica el lugar de síntesis de: a) Pigmentos fotosintéticos; b);proteínas mitocondriales c).tRNAs mitocondriales
a. Algunos en el citosol y otros en el cloroplasto
b. Algunos en el citosol y otros en la mitocondria
c. Mitocondria
15-Indica las fases de la respiración celular y el compartimento celular donde se llevan a cabo
Gicolisis: citosol
Oxidación del piruvato. Matriz mitocondrial
Ciclio de Krebs: matriz mitocondrial
Cadena respiratoria: membrana interna mitocondrial
16-Localiza lo más exactamente posible en la célula los procesos siguientes: Ciclo de Krebs; b)
Fotofosforilación, c) Cadena respiratoria;
a. Matriz mitocondrial
b. Memebrana tilacoidal
c. Membrana mitocondrial
17-Localiza lo más exactamente posible en la célula: Rubisco (a), FoF1 (b) y Plastocianina (c).
a. Estroma de cloroplasto (Ciclo de Calvin)
b. Membrana interna mitocondrial
c. Lumen tilacoidal
18-Construye liposomas capaces de transducir la energía solar en energía química : ¿Qué elementos insertarías en la bicapa de los liposomas para ello prescindiendo de fotosistemas? bombas que presentan un grupo cromoforo como retinal, capaces de absorber energía solar y con ella bombear protones. ATP-sintasa.
19-¿ Qúe compuestos deberías añadir a una suspensión de partículas mitocondriales para que lleven a cabo la fosforilación oxidativa?
Poder reductor (NADPH y FADH) y ADP y Pi en la matriz mitocondrial para poder sintetizar ATP
20-Añade: a) un compuesto, X, a la preparación anterior de forma que al inhibir la cadena respiratoria se inhiba la fosforilación oxidativa; b) un compuesto, Y, que afecte a ésta ultima, pero no a la cadena respiratoria.
a. Cianuro
b. Algun tipo de inoforo como DNP
21-¿Qué elementos o complejos insertarías en la bicapa lipídica de liposomas para que éstos lleven a cabo la fotofosforilación cíclica ?. ¿ Qué compuestos deberías añadir al medio en el que están suspendidos esos liposomas?
Deberiamos insertar FSI, y ATP-sin tasa
22-En el caso anterior ¿ qué ocurriría se añades al medio DNP?
DNP,es un ionoforo el cual crea canales de H+ en la membrana tilacoidal, destruyendo así el gradiente electroquímico de H+ generado por el complejo Cytb6/f e inhibiendo asi la fotofoforilacion
32-Indica el proceso inmediato que pudiera verse afectado por la mutación en el gen que codifica para una subunidad del complejo: Piruvto deshidrogenasa (a), Complejo Cyt b6-f (b), NADH-deshidrogenasa c) y Rubisco (d).
a. oxidación del piruvato
b. fotosíntesis
c. donación de electrones a la cadena respiratoria (respiración celular)
d. ciclo de calvin (fotosíntesis)
33-Indica cual es el nexo entre el catabolismo oxidativo y la cadena respiratoria
En el catabolismo oxidativo se da la degradación de compuestos organicos hasta CO2 y poder reductor (NADH y FADH). Este poder reductor cede sus electrones o son los elementos donadores de electrones a la cadena respiratoria.
34-Localiza en la célula los procesos siguientes: Fijación de CO2 en plantas
Estroma de cloroplastos
