Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2021

Pregunta 4. LA CÉLULA VIVA. MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA Y FISIOLOGÍA CELULAR.



a) Relacione los procesos de respiración, fermentación, fotosíntesis y glucolisis con las letras A, B, C y D de la figura 4, justifique brevemente su respuesta.
b) Señale en qué condiciones ambientales se producen los procesos A, C y D.
c) ¿Qué rutas metabólicas se llevan a cabo en los procesos A y C?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Relacione}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{respiraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{fermentaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{fotos}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{glucolisis}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{letras}}\mathbf{\text{A,}}\mathbf{\text{B,}}\mathbf{\text{C}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{D}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{4,}}\mathbf{\text{justifique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{respuesta.}}$

$\text{Letra}$	$\text{Proceso}$	$\text{Justificaci}\acute{\text{o}}\text{n}$ A	Fotosíntesis	Es el único proceso que parte de la luz, que en la figura entra como el sol, y que produce materia orgánica: de él salen el gliceraldehído-3-fosfato y, a partir de él, la glucosa B	Glucólisis	Recibe la glucosa y es el punto de partida común del que derivan los dos caminos siguientes; ocurre siempre, con oxígeno y sin él C	Respiración celular	Es la vía que rinde 38 ATP, un rendimiento que solo se alcanza oxidando por completo la materia orgánica D	Fermentación	Es la vía que rinde solo 2 ATP, propia de una degradación incompleta de la glucosa

La estructura de la figura recoge bien la lógica del metabolismo: la fotosíntesis fabrica la glucosa, la glucólisis la degrada hasta piruvato, y a partir de ahí se abre la bifurcación entre respiración y fermentación según haya o no oxígeno.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{condiciones}}\mathbf{\text{ambientales}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{producen}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{A,}}\mathbf{\text{C}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{D.}}$

El proceso A, la fotosíntesis, necesita luz, que es la fuente de energía que la pone en marcha, y también dióxido de carbono y agua como sustratos. Sin iluminación la fase luminosa se detiene y, al faltar el ATP y el NADPH que esta produce, el ciclo de Calvin se para poco después.

El proceso C, la respiración celular, requiere la presencia de oxígeno: son condiciones aerobias. El oxígeno actúa como aceptor final de los electrones de la cadena respiratoria, y sin él la cadena se bloquea. A diferencia de la fotosíntesis, se produce tanto de día como de noche.

El proceso D, la fermentación, se produce en ausencia de oxígeno, es decir, en condiciones anaerobias. Es la salida que tiene la célula cuando no puede reoxidar sus coenzimas en la cadena respiratoria.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{rutas}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{licas}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llevan}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{cabo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{C?}}$

En el proceso A, la fotosíntesis, se distinguen dos rutas. La fase luminosa transcurre en la membrana de los tilacoides del cloroplasto: los pigmentos captan la energía de la luz, se produce la fotólisis del agua con desprendimiento de oxígeno, los electrones recorren una cadena de transporte y, mediante la fotofosforilación, se obtienen ATP y NADPH. La fase oscura o ciclo de Calvin transcurre en el estroma y consume ese ATP y ese NADPH para fijar el dióxido de carbono sobre la ribulosa-1,5-bifosfato y reducirlo hasta gliceraldehído-3-fosfato, que es precisamente el compuesto que la figura muestra a la salida de A.

En el proceso C, la respiración celular, hay tres rutas después de la glucólisis. La descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico, en la matriz mitocondrial, lo transforma en acetil-coenzima A. El ciclo de Krebs, también en la matriz, oxida ese acetilo por completo hasta dióxido de carbono y genera NADH y FADH2. Y la cadena transportadora de electrones con la fosforilación oxidativa, en la membrana mitocondrial interna, recoge los electrones de esos coenzimas, los lleva hasta el oxígeno y aprovecha el gradiente de protones generado para sintetizar la mayor parte del ATP.