1.- ¿Todos los organismos autótrofos son fotosintéticos?
No, pues la energía que necesitan para realizar su propio alimento no solo la pueden obtener de la que la luz solar proporciona sino también de la energía que se libera en reacciones.
2.- Indica las semejanzas y las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.
Ambas se realizan en organismos autótrofos para una vía constructiva anabólica, es decir, sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. Las moléculas iniciales son inorgánicas. La diferencia es que la fotosíntesis se produce gracias a la energía luminosa. La quimiosíntesis se produce gracias a la energía desprendida en la oxidación de ciertas moléculas.
3.- ¿Qué diferencia hay entre un pigmento diana y un pigmento antena?
El pigmento diana tienen dos colorofilas a, mientras que los pigmentos antena tienen clorofilas a y b y carotenoides.
4.- ¿Qué se entiende por fotólisis del agua y cuántas moléculas han de sufrir este proceso, para generar una molécula de O2?
Se entiende por fotolisis del agua al proceso en el que una molécula de agua se separa en dos protones que se acumulan en el interior del tilacoide generando gradiente, 2 electrones que van a parar a la clorofila P680 y los átomos de oxígeno.
Para generar dos moléculas de agua se necesitaría dos de agua debido a que por cada molécula se obtiene ½ de oxígeno.
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 cietas diferencias. Responde a las cuestiones de la siguiente tabla:
La cadena transportadora de electrones está en:
Fotosíntesis.Membrana tilacoides
El transportador de hidrógeno es (NADH o NADPH):
Respiración: NADH
NADPH
¿Se produce oxidación del NADH o reducción del NADP+?
Respiración: NADH
Fotosíntesis: NADP+
¿Qué enzima interactúa con el NADH o el NADP+?
Respiración: Complejo proteico 1
Fotosíntesis: NADP+ reductasa
¿Actúa dicha enzima al principio o al final del proceso?
Respiración:Inicio
Fotosíntesis: Final fase luminosa
Los protones (H+) son aportados por:
Respiración:NADH, FADH2
Fotosíntesis: H2O
Los protones (H+) son introducidos en:
Respiración:Cadena transportadora de electrones de la matriz del espacio intermembranoso
Fotosíntesis:Fase luminosa, en el estroma del interior de los tilacoides
Los protones (H+) se unen …………….. para producir:
Respiración: NAD+; NADP
Fotosíntesis: NAD+; NADPH
La parte globosa de la ATP-sintetasa está dirigida hacia:
Respiración: Matriz mitocondrial
Fotosíntesis: Cara externa tilacoide
La síntesis de ATP se denomina:
Respiración: Fosforilación oxidativa
Fotosíntesis: Fotofosforilación ADP
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.
Los objetivos de la fase luminosa es la obtención de ATP y NADPH, en la cual tenemos dos fases; cíclica y acíclica.
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 durante 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- Mitotocondrias (matriz)
b) Fotofosforilación- Cloroplastos (membrana tilacoidal)
c) Glucólisis- Citoplasma
d) Fosforilación oxidativa-Mitocondrias (membrana interna mitocondrias)
e) Captación de luz por el complejo antena- Cloroplastos (Membranas tilacoidales)
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?
Durante la fotosíntesis de las plantas C3el oxigeno alcanza grandes concentraciones y disminuye la concetración de CO2 . Esto reduce la capacidad fotosintética de la planta, ya que el oxígeno y el dióxido de carbono compiten por el sitio activo de la rubisco. Mientras que las zonas en las que se encuentran las plantas son de clima tropical, el CO2 se fija mediante una ruta alternativa, llamada ruta de Hatch-Slack
9.- ¿El oxígeno que se desprende durante la fotosíntesis procede del CO2 o del H2O?
Del H2O, se desprende en la fotólisis del agua.
Procede del H2O, pues es en la fotoliísis del agua donde se obtiene.
10.- ¿A qué molécula orgánica se une el CO2, durante la fotosíntesis, para convertirse en carbono orgánico?
A la pentosa 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.
Gluconeogénesis: productos iniciales ácido pirúvico, aminoácidos, ácido láctico o glicerina. Producto final, glucosa,
Glucólisis: producto inicial, glucosa, y producto final el ácido pirúvico.
Generalmente se puede decir que la gluconeogénesis es un proceso inverso a la glucólisis, aunque no es exactamente inverso, porque algunas reacciones que se realizan en un sentido, son irreversibles y por lo tanto imposibles de llevarse a cabo en sentido contrario.
12.- ¿Por qué el ácido pirúvico entra en la mitocondria para iniciar la gluconeogénesis?
Porque es en la mitocondria donde se encuentra la enzima piruvato carboxilasa, que transforma el piruvato en oxalacetato.
13.- ¿Por qué la gluconeogénesis tiene procesos en los que el ácido oxalacético pasa a málico y de nuevo a oxalacético?
Porque el oxalacetato no puede atravesar la membrana; por lo que se transforma en malato, sale al citosol y vuelve a formar oxalacetato.
14.- ¿Qué molécula actúa como cebador (iniciador de la reacción) en la síntesis de ácidos grasos?
Acetil CoA
15.- ¿Cuántas moléculas de malonil-CoA (3 carbonos) se necesitan para obtener ácido lignocérico (24 carbonos)?
Para obtener ácido lignocérico se necesitan 11 moléulas de malonil-CoA
16.- ¿Cuál sería el balance neto de la síntesis de un ácido graso de 14 C?
Balance ácido graso 14 C : Ac-CoA + 6 (malonil-CoA) + 12 (NADPH + H+) —>
ácido mirístico + 6 ( CO2 ) + 12 (NADP+) + 7 (CoA-SH ) + 6 H2O
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 ácido alfa - cetoglutárico , es la molécula que puede transferir el grupo -NH2 a otros cetoácidos , mediante reacciones de transaminación .
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 moléula 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 cual sea el aceptor final de electrones , se distinguen dos procesos :
FLUJO ACÍCLICO : Llegan dos fotones al fotosistema II , que provoca la excitación del pigmento diana y la clorofila P680 pierde 2 electrones , que irán pasando a través de la cadena . La clorofila repone sus electrones perdidos a través de la fotólisis del H2O , que se escinde en 2 H+ y 2 electrones . Los electrones perdidos pasan por la cadena de transporte electrónico , del fotosistema II , a la festinan , luego a la plastoquinona , luego al citocormo b6-f y despuéss a la plastocianina . Antes de que estos electrones lleguen al fotosistema I , este recibe 2 fotones de luz , que provocan que la clorofila P700 se excite , y pierda 2 electrones , que son captados por la ferredoxina y de ahí los transporta a la NADP+ reducidas , donde se incorporan los H+ procedentes del estroma , que es recogido por un NADP+ que se reduce a NADPH+H+ ( FOTORREDUCCIÓN NADP+ ) .La energía que desprende el movimiento de electrones , se utiliza para bombear protones desde el estroma al interior del tilacoide , creando un gradiente electroquímico que hace que los protones regresen al estroma a través de la ATP-sintetasa , formando ATP (FOTOFOSFORILACIÓN )
En resumen , en esta fase hemos obtenido ATP Y NADPH
FLUJO CÍCLICO : Interviene unicamente el fotosistema I , es un flujo cíclico por que el aceptor final de electrones , es el propio centro de reacción de la clorofila P700 . Al no participar el fotosistema II no hay fotólisis de H2O y no hay reducción del NADP+ . Al llegar dos fotones al fotosistema I , la clorofila P700 pierde 2 electrones , que son cedidos a la ferredoxina , esta al citocromo b6-f ( que bombea H+ al interior del tilacoide) , de aquí pasan a la plastoquinona , luego a la plastocianina y de nuevo al fotosistema I . Los protones bombeados , saldrán a través de la ATP-sintetasa provocando la síntesis de ATP . Finalmente, al acabar esta fase solo hemos obtenido ATP .
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 oenergía 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, acetaldehido, 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.