Ejercicio resuelto de Procariotas y eucariotas · Biología · 2026

PRIMERA PREGUNTA (2,0 puntos)
BIOLOGÍA CELULAR. METABOLISMO.
En un laboratorio de investigación de la EHU (Euskal Herriko Unibertsitatea) en el que se trabaja con cultivos celulares de distinto tipo, se han estudiado diferentes parámetros obteniendo los resultados mostrados en la Tabla.

Cultivo celular	Tiene pared celular	Contiene mitocondrias	Crece en ausencia de luz	Crece en ausencia de $\mathrm{O_2}$	Desprende $\mathrm{O_2}$ en presencia de luz 1	No	Si	Si	No	No 2	Si	Si	No	No	Si 3	Si	No	Si	Si	No

Teniendo en cuenta la información proporcionada responde razonadamente a las siguientes preguntas:

a) ¿A qué tipo de células pertenecen los cultivos 1 y 2? Razónalo (0,4 p.).
b) Las células del cultivo 3 son las únicas capaces de crecer en ausencia de $\mathrm{O_2}$, si disponen de glucosa en el medio de cultivo. Mediante un análisis adicional se ha comprobado además que en esas condiciones el pH del medio es muy bajo. Indica qué productos podríamos encontrar en el medio de cultivo de estas células como consecuencia de su actividad metabólica. ¿A qué tipo de células pertenecería este cultivo? Razona tu respuesta (0,6 p.).
c) Uno de los investigadores ha conseguido aislar una célula del cultivo 2, y tras analizarla al microscopio electrónico observa la presencia de un orgánulo en el que se desprende $\mathrm{O_2}$ al iluminar la muestra de cultivo. ¿Qué orgánulo podría ser? Haz un dibujo del mismo y señala sus partes principales (1,0 p.).

La tabla se lee como una clave dicotómica: la presencia de mitocondrias separa las células eucariotas de las procariotas, la pared celular separa la célula animal de la vegetal y de la bacteriana, y el desprendimiento de oxígeno en presencia de luz delata la existencia de cloroplastos.

$\textbf{a) ¿A qué tipo de células pertenecen los cultivos 1 y 2? Razónalo (0,4 p.).}$

El cultivo 1 no tiene pared celular, de modo que no puede ser vegetal ni bacteriano; contiene mitocondrias, luego es eucariota; y no desprende oxígeno al iluminarlo, luego carece de cloroplastos y no es fotosintético. Que crezca en oscuridad confirma que es heterótrofo, y que no crezca sin oxígeno indica que su metabolismo es aerobio.

El cultivo 2 sí tiene pared celular y mitocondrias, no crece en ausencia de luz y desprende oxígeno al ser iluminado. Ese desprendimiento de oxígeno solo se explica por la fotólisis del agua en la fase luminosa de la fotosíntesis, que ocurre en los cloroplastos; y la dependencia de la luz para crecer confirma que es un organismo fotoautótrofo.

El cultivo 1 está formado por células eucariotas animales y el cultivo 2 por células eucariotas vegetales.

$\textbf{b) Las células del cultivo 3 son las únicas capaces de crecer en ausencia de } \boldsymbol{\mathrm{O_2}}\textbf{, si disponen de glucosa en el medio de cultivo. Mediante un análisis adicional se ha comprobado además que en esas condiciones el pH del medio es muy bajo. Indica qué productos podríamos encontrar en el medio de cultivo de estas células como consecuencia de su actividad metabólica. ¿A qué tipo de células pertenecería este cultivo? Razona tu respuesta (0,6 p.).}$

Crecer con glucosa y sin oxígeno obliga a obtener energía por una vía anaerobia. La glucólisis degrada la glucosa hasta piruvato en el citosol y rinde ATP sin necesidad de oxígeno, pero deja el $\mathrm{NAD^+}$ reducido; para regenerarlo y que la glucólisis no se detenga, la célula debe fermentar el piruvato.

$\text{Glucosa} \longrightarrow 2\ \text{piruvato} + 2\ \text{ATP} + 2\ \mathrm{NADH}$

El dato del pH decide cuál de las fermentaciones es: la acidificación intensa del medio solo se explica si el producto final es un ácido orgánico, no si fuera etanol. Se trata, por tanto, de una fermentación láctica, en la que el piruvato se reduce a ácido láctico regenerando el $\mathrm{NAD^+}$.

$2\ \text{piruvato} + 2\ \mathrm{NADH} + 2\,\mathrm{H^+} \longrightarrow 2\ \mathrm{CH_3-CHOH-COOH} + 2\ \mathrm{NAD^+}$

En cuanto al tipo celular, el cultivo 3 tiene pared celular pero carece de mitocondrias, y ninguna célula eucariota carece de ellas. La ausencia de mitocondrias es, por tanto, el carácter decisivo: se trata de células procariotas.

En el medio de cultivo encontraríamos ácido láctico, responsable del pH bajo, junto con la glucosa sin consumir. Las células del cultivo 3 son procariotas, concretamente bacterias lácticas.

$\textbf{c) Uno de los investigadores ha conseguido aislar una célula del cultivo 2, y tras analizarla al microscopio electrónico observa la presencia de un orgánulo en el que se desprende } \boldsymbol{\mathrm{O_2}}\textbf{ al iluminar la muestra de cultivo. ¿Qué orgánulo podría ser? Haz un dibujo del mismo y señala sus partes principales (1,0 p.).}$

El desprendimiento de oxígeno al iluminar la muestra es la firma de la fase luminosa de la fotosíntesis: el fotosistema II recupera los electrones que ha cedido rompiendo moléculas de agua, y el oxígeno es el producto de desecho de esa fotólisis.

$2\,\mathrm{H_2O} \xrightarrow{\ \text{luz}\ } 4\,\mathrm{H^+} + 4\,e^- + \mathrm{O_2}$

El orgánulo es, por tanto, el cloroplasto. Está delimitado por una doble membrana, externa e interna, separadas por el espacio intermembranoso. En su interior, el estroma contiene ADN circular, ribosomas 70S, granos de almidón y las enzimas del ciclo de Calvin, donde transcurre la fase oscura. Inmerso en el estroma está el sistema de tilacoides: sacos aplanados apilados en grana y comunicados entre sí por lamelas o tilacoides de estroma. En la membrana tilacoidal se alojan los pigmentos fotosintéticos, los fotosistemas, la cadena de transporte electrónico y la ATP-sintasa, y el espacio que encierra es el lumen tilacoidal, donde se acumulan los protones que generan el gradiente.



El orgánulo observado es el cloroplasto, y la fase luminosa que libera el oxígeno tiene lugar en la membrana de sus tilacoides.