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Problemas de Oxidoreducción y Respiración Celular en Biotecnología Ambiental, Ejercicios de Física

Este documento contiene un ejercicio resuelto sobre el concepto de potencial redox y su relación con la generación de energía a través de la respiración celular. El documento incluye preguntas a responder y ejercicios de cálculo relacionados con el tema. Se enseña el papel de las vitaminas niacina y riboflavina en las reacciones redox, la importancia de los aceptores terminales de electrones en organismos aeróbicos y cómo el transporte de electrones a lo largo de la cadena respiratoria establece un gradiente de protones.

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 11/10/2021

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Universidad de las Américas
Ingeniería en Biotecnología
Biotecnología Ambiental
PROBLEMAS de OXIDOREDUCCIÓN y RESPIRACIÓN CELULAR
11-10-2021
Rafaela Robalino
1.- Elegir la respuesta correcta de las respuestas ofrecidas en la lista lateral.
1) Los organismos que requieren oxígeno se llaman aeróbicos.
2) Una ganancia de electrones desde una sustancia es conocida como una reducción.
3) La forma oxidada del NADH es NAD+.
4) El potencial de reducción en condiciones estándar bioquímico esta simbolizado por E°’.
2.- Responder las cuestiones
1.-Definir qué es el potencial redox
Es la habilidad que tiene un compuesto de donar electrones.
2.- Por qué son necesarias para el metabolismo las vitaminas niacina y riboflavina?
Porque forman parte de las coenzimas necesarias para poder generar la síntesis metabólica
dentro del organismo, van a ser las precursoras de generar las reacciones redox en el
metabolismo, esto porque niacina pertenece a NAD+ y riboflavina a FAD.
3.- Cúal es la relación entre el potencial de reducción y el ∆G de una reacción?
La relación del potencial de reducción con la energía de Gibbs está en la expulsión
electrmagnetica que se genera al momento de la transferencia de electrones, siempre se
desprende energía cuando se generan reacciones químicas de este tipo y esto está comprobado
por la ecuación ∆G° = –n F∆ε°.
4.- Cúal es la razón por la que los transportadores electrónicos de la cadena
respiratoria se ordenan del modo en que lo hacen.
La razón es que los valores se han generado en condiciones estándar con un potencial de
protones 0, dando como resultado un orden electrónico en función de su potencial, generando
que los negativos sean más reductores que los positivos por su electronegatividad.
5.- Cuáles son los aceptores terminales de electrones en la respiración de organismos
aeróbicos?
En organismos aeróbicos los aceptores de electrones serán siempre los oxígenos.
6.- ¿De qué manera el transporte de electrones a lo largo de la cadena respiratoria
establece un gradiente de protones?
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Universidad de las Américas Ingeniería en Biotecnología Biotecnología Ambiental PROBLEMAS de OXIDOREDUCCIÓN y RESPIRACIÓN CELULAR 11 - 10 - 2021 Rafaela Robalino 1.- Elegir la respuesta correcta de las respuestas ofrecidas en la lista lateral.

  1. Los organismos que requieren oxígeno se llaman aeróbicos.
  2. Una ganancia de electrones desde una sustancia es conocida como una reducción.
  3. La forma oxidada del NADH es NAD+.
  4. El potencial de reducción en condiciones estándar bioquímico esta simbolizado por E°’. 2.- Responder las cuestiones 1.-Definir qué es el potencial redox Es la habilidad que tiene un compuesto de donar electrones. 2.- Por qué son necesarias para el metabolismo las vitaminas niacina y riboflavina? Porque forman parte de las coenzimas necesarias para poder generar la síntesis metabólica dentro del organismo, van a ser las precursoras de generar las reacciones redox en el metabolismo, esto porque niacina pertenece a NAD+ y riboflavina a FAD. 3.- Cúal es la relación entre el poten cial de reducción y el ∆G de una reacción? La relación del potencial de reducción con la energía de Gibbs está en la expulsión electrmagnetica que se genera al momento de la transferencia de electrones, siempre se desprende energía cuando se generan reacciones químicas de este tipo y esto está comprobado por la ecuación ∆G° = – n F∆ε°. 4.- Cúal es la razón por la que los transportadores electrónicos de la cadena respiratoria se ordenan del modo en que lo hacen. La razón es que los valores se han generado en condiciones estándar con un potencial de protones 0, dando como resultado un orden electrónico en función de su potencial, generando que los negativos sean más reductores que los positivos por su electronegatividad. 5.- Cuáles son los aceptores terminales de electrones en la respiración de organismos aeróbicos? En organismos aeróbicos los aceptores de electrones serán siempre los oxígenos. 6.- ¿De qué manera el transporte de electrones a lo largo de la cadena respiratoria establece un gradiente de protones?

Esto se debe a que existe una abundancia de bombeo de H+ que son protones generados en los complejos I, IV dentro de la cadena respiratoria cuando los electrones se transportan en el paso del NADH hasta el O2. 7.- ¿Cuál es la razón por la que los agentes desacoplantes bloquean la síntesis de ATP? Estos agentes son capaces de disminuir la fuerza automotriz por la cual se genera ek tranporte de electrones en la síntesis de ATP, por esta razón los desacoplantes bajan el rendimiento de la síntesis en la fosforilación oxidativa. 8.- ¿Qué es lo que provoca los cambios conformacionales en la ATP sintasa y lo que causa la síntesis de ATP? El paso de protones H+ por medio del complejo V en la ATP sintasa genera un giro conformacional en la subunidad gamma. 3.- Ejercicios de cálculo: Elegir la respuesta adecuada.

  1. Dado que el potencial de reducción estandar del malato/oxaloacetato es 0.166 V y el potencial de reducción estándar del NADH/NAD+ es 0.316 V. Cúal es el ∆ε°' para la oxidación del malato por NAD+ : Malato + NAD+ → Oxaloacetato + NADH + H+ A) 4.81 V B) + 4.81 V C) +0.0523 V D) +0.149 V E) 0.150 V 2.- En la oxidación del NADH: NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2O a) Calcular ∆G°’ b) Calcular la eficiencia del proceso en términos de % de cambio de energía libre disponible si se forman 3 ATP DATOS: Eo’ para NAD/NADH+H+ = - 0,32V Eo’ para 1/2 O2 + 2H+ /H2O = +0,82V