Biologia Opcion C

Opción C: Células y EnergíaOpción C: Células y Energía
Opción C: Células y Energía

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C.1. Proteínas

Explique los cuatro niveles estructurales de las proteínas, indicando la significación de cada nivel.


La estructura primaria: es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

La estructura secundaria: La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.

Existen dos tipos de estructura secundaria:
La a(alfa)-hélice

Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria.

Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

La conformación beta

En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada.

La estructura terciaria: informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.
La estructura cuaternaria: Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.

El número de protómeros varía desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas.
Resuma las diferencias entre proteínas fibrosas y globulares, mencionando dos ejemplos de cada tipo de proteína.
Las Proteínas Globulares se diferencian de las Proteínas Fibrosas en:
Las proteínas GLOBULARES son más o menos SOLUBLES en disoluciones acuosas (donde forman suspensiones coloidales), siendo las fibrosas prácticamente insolubles.
Las Proteínas Globulares son ESFÉRICAS y las Proteínas Fibrosas son ALARGADAS.

Las Proteínas FIBROSAS sólo desempeñan Funciones Estructurales, las proteínas GLOBULARES también pueden actuar como:
ENZIMAS, catalizando reacciones orgánicas que tienen lugar en el organismo en condiciones normales y con gran especificidad. Por ejemplo, las ESTERASA.
MENSAJEROS, transmitiendo mensajes para regular los procesos biológicos. Por ejemplo la hormona INSULINA.
TRANSPORTADORES de otras moléculas a través de la membrana celular
ALMACENAJE de Aminoácidos.

Explique la importancia de los aminoácidos polares y apolares.
Son aquellos que permiten formar cadenas de sustancias y protegerlos.

Indique 4 funciones de las proteínas mencionando un ejemplo de proteína por cada función.
Regulados; llevan las reacciones químicas en el organismo. Transporte; llevan oxígeno e hierro.
Energética; queman calorías. Plástica; reparan el desgaste producido por innovación celular.
C.2. Enzimas
Indique que las rutas metabólicas consisten en cadenas y ciclos de reacciones catalizadas por enzimas.
Una ruta metabólica es una sucesión de reacciones químicas que
conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de
una serie de metabolitos intermediarios.

Describa el modelo de ajuste inducido.
El sustrato ente en la enzima, haciendo que esta cambie su forma uniendo se al sustrato y los separa por la parte interior creando dos productos.
Explique que las enzimas reducen la energía de activación de las reacciones que catalizan.
La reducen para que sea más sencillo procesar.
Explique la diferencia entre inhibición competitiva y no competitiva
La competitiva es donde la enzima y el sustrato compiten para unirse y la no competitiva es donde el inhibidos se une y no permite que los otros se unan.

C.3 Respiración y Energía

Explique la oxidación y la reducción de compuestos en función de la pérdida o gananciade oxigeno e hidrogeno:
1. Oxidación
La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.3 Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de iones. Suponer esto -que es un error
común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox soniónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones.
2. Reducción
En química, reducciones el proceso electroquímico por el cual unátomoo un ion ganan electrones. Implica la disminución de suestado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación.
Cuando un ion o un átomo se reducen presenta estas características:
A) Gana electrones.
B) Actúa como agente oxidante.
C) Es reducido por un agente reductor.
D) Disminuye su estado o número de oxidación
Resume el proceso de Glicolisis completo incluyendo la producción de ATP y la Oxidación.
1-La incorporación inicial de 2 grupos FOSFATOS dentro de la molécula de glucosa
de 6 átomos de carbono. Los grupos fosfatos son proporcionados por la molécula de ATP, mediante la utilización de la energía.
2-El compuesto intermedio de 6 átomos de carbono que se forma, FRUCTOSA 1,6 DIFOSFATO, se rompe en 2 compuestos más simples, con tres átomos de carbono cada uno.
3-Estos compuestos de tres átomos de carbono, fosfato de gliceraldeído-3 fosfato y dihidroxiacetona, son metabolizados para dar piruvato, en una vía con numerosos pasos intermedios. Durante este proceso, cada uno de los compuestos de 3 átomos de carbono produce 2 moléculas de ATP (4 en total), con lo que se genera una ganancia neta de 2 moléculas de ATP, ya que 2 moléculas de ATP se utilizaron en la etapa 1. Además, se producen 2 moléculas del cofactor intermediario NADH, las cuales pueden ser oxidadas bajo condiciones aerobias, en una ruta separada que rinde 6 moléculas de ATP. De esta forma, la glucolisis puede producir 6 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa cuando hay oxígeno disponible, pero sólo 2 moléculas de ATP bajo condiciones deficitarias de oxígeno.
4- Las dos moléculas de piruvato resultantes pueden ser utilizadas por el ciclo
mitocondrial del ácido cítrico después de convertirse en ACETIL-CoA, produciendo otras 30 moléculas de ATP. En resumen, se pueden producir un total de 36 moléculas de ATP mediante el metabolismo completo de una molécula de glucosa bajo condiciones aerobias, pero sólo dos moléculas de ATP bajo condiciones
anaerobias.
5-Por último, una de las moléculas intermediarias de 3 átomos de carbono, el
gliceraldeído-3 fosfato puede, en una reacción lateral, convertirse en 2,3
difosfoglicerato, un compuesto que ayuda a la hemoglobina de los glóbulos rojos
sanguíneos a descargar el oxígeno en los tejidos.
Dibujo rotulado de la estructura de la mitocondria.


Explique la respiración aeróbica incluyendo el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones.
1. Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs(ciclo del ácido cítrico ciclo de los ácidos tricarboxílicos)es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, específicamente en el citosol. En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la víacatabólicaque realiza la oxidación de glúcidos,ácidos grasosyaminoácidoshasta producirCO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).
El metabolismo oxidativo deglúcidos,grasasyproteínasfrecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas deacetil-CoAde dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos ( desanimación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y laglucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una víaanfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
2.El transporte de electrones
Lacadena de transporte de electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina(ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Sólo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de óxido-reducción (redox) y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimio autótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de foto autótrofa. Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.
Explique la Fosforilacion oxidativa entérminos de quismiosis.
La FOSFORILACIÓN consiste en adjuntar fósforo inorgánico para formar ATP, existen 2 mecanismos principales de fosforilación, 1º la fosforilación oxidativa, en la cual el fósforo inorgánico acoplado al ADP proviene de reacciones redox o de combustiones biológicas, el otro, la fotofosforilación, es la acción de formar ATP gracias a la acción de la luz solar, ya que en este mecanismo ningún sistema enzimático u orgánico sirve como fuente primaria de energía. Quismiosis es un proceso que ocurre en el lado interno de las crestas
mitocondriales (en los OXISOMAS), como la membrana mitocondrial es impermeable a los H+ y -OH, se producen diferencias de PH que actúan como gradientes de energía, el sistema de transporte electrónico se organiza en forma de puentes de óxido reducción, que trasladan protones del lado M al C dentro de la membrana mitocondrial. Carboxilación es la acción de FIJAR CO2 atmosférico, en los vegetales, existen 2 enzimas de tipo CARBOXILASA, que fijan el CO2 atmosférico y lo reducen en un hidrato de carbono fosforilado (Pgal) la RuDP en las plantas de C3 y la Fosfoenolpirúvico carboxilasa en las plantas de C4, ellas al poseer otra carboxilasa mas, aumentan las concentraciones de CO2 para que la ribulosa trabaje en óptimas concentraciones de CO2.

C.4 FOTOSINTESIS

Dibujo rotulado de la estructura de un cloroplasto.

Indique que la fotosíntesis consistes en una serie de reacciones dependientes e independientes de la luz.
Etapas del proceso fotosintético:
El proceso fotosintético se realiza en la membrana interna de los cloroplastos y, específicamente, en agrupaciones de moléculas llamadas fotosistemas.
Las reacciones fotosintéticas se clasifican en:
1. Reacciones luminosas o dependientes de la luz.
2. Reacción oscura o independiente de la luz.
Explique la reacción dependiente de la luz.
Reacción luminosa o dependiente de la luz: En estas reacciones participan los fotosistemas, que se han clasificado como I y II de acuerdo a la clorofila que poseen y su tipo de absorción.
Explique la fotofosfoliracion en términos de quimiosmosis.
Las moléculas de clorofila absorben la luz y la transfieren en forma de energía a dos
moléculas de bajo contenido energético ADP (Adenosín di fosfato) y NADP (nicotinadenin di nucleotido fosfato) transformándolas en ATP y NADPH+ (Adenosina tri fosfato y Nicotin adenin dinucleótido, fosfato reducido o hidrogenado). O sea se transforman en moléculas de gran contenido energético.
En esta etapa se produce, también, como consecuencia del proceso lumínico, una reacción muy importante: la fotólisis del H2O que consiste en la ruptura de una molécula de H2O en H+ y O2.
Explique la reacción independiente de la luz.
Estas reacciones pueden realizarse durante todo el día o la noche. Para esto utiliza las dos moléculas energéticas producidas en la etapa luminosa ( ATP y NADPH+) . Estas moléculas tienen la particularidad de descomponerse rápidamente porque son inestables en sus enlaces. El conjunto de reacciones independientes de la luz transfieren su energía a un compuesto más estable que puede ser almacenado y transportado por las células: la glucosa. Estas reacciones se realizan en el estroma del cloroplasto y llevan el nombre de Ciclo de Calvin en honor al científico que trabajó en ellas.
Explique la relación de la estructura del cloroplasto y su función.
Consiste en la transformación de la energía lumínica en energía química (bajo la forma de moléculas de ATP) y en la obtención de un agente reductor de alta energía (la coenzima reducida NADPH). Excitación Fotoquímica de la Clorofila. La energía luminosa altera o excita ciertos electrones de la molécula de clorofila y estos son transferidos a moléculas aceptoras de electrones. Gracias a esto, las moléculas de clorofila se oxidan. Fotooxidación del H2O (fotólisis). La molécula de agua se rompe y libera O2, electrones y protones (H+1).
Explique la relación entre el espectro de acción y el espectro de absorción de pigmentos fotosintéticos en las plantas verdes.
La fotofosfoliracion es un proceso de síntesis de ATP a partir de ADP + fosfato llevado a cabo por las ATP-sintasas de la membrana del tilacoide, en los cloroplastos de las células vegetales. Es un proceso de la fase luminosa de la fotosíntesis en que se utiliza la energía liberada en el transporte de electrones para bombear protones desde el estroma al interior del tilacoide con el fin de crear un gradiente electroquímico el cual, al disiparse por la salida de protones del tilacoide al estroma a través de las ATP-sintasas, acopla esta energía protón-motriz a la fosforilación del ADP para formar ATP. La energía necesaria la proporciona la luz que es captada por los pigmentos fotosintéticos.
Explique el concepto de factores limitantes en la fotosíntesis haciendo referencia a la intensidad de la luz, temperatura, y la concentración de CO2.
Etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en la fase lumínica. En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos. Dicho proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado a la glucosa. Luego de esto, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más. A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Analice datos relativos a la fotosíntesis.
La estructura de la cual está provisto el cloroplasto es especial pues su distribución va de acuerdo a la función principal que cumple es decir la realización de la fotosíntesis.