Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2021

Opción 2B (2.5 puntos)
En la figura se esquematiza un conjunto de reacciones metabólicas que tienen lugar en una célula.

a) (0,75 puntos) Identifica y denomina las rutas metabólicas que corresponden a las letras A y B
b) 0,75 puntos) Asigna los números 1 a 6 a los metabolitos siguientes: $\mathrm{H_2O}$, $\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{ADP+P_i}$, $\mathrm{NAD^+}$ y ATP.
c) (0,5 puntos) Indica en qué orgánulos y lugares de la célula tienen lugar las reacciones de las rutas A y B.
d) (0,5 puntos) Indica si estas reacciones metabólicas pueden tener lugar en una célula vegetal. Razona tu respuesta

La figura reparte las reacciones en dos compartimentos: fuera del contorno rotulado como citosol se transforma la glucosa en piruvato, y dentro, en la mitocondria, ese piruvato pasa a acetil-CoA y entra en un ciclo, mientras a la derecha aparecen los repliegues de la membrana interna con la maquinaria de la cadena respiratoria.

$\textbf{a) (0,75 puntos) Identifica y denomina las rutas metabólicas que corresponden a las letras A y B}$

La ruta A convierte la glucosa en piruvato y ocurre fuera de la mitocondria: es la glucólisis.

La ruta B es el ciclo al que se incorpora el acetil-CoA y del que salen $\mathrm{NADH}$ y $\mathrm{CO_2}$: es el ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos.

$\textbf{b) (0,75 puntos) Asigna los números 1 a 6 a los metabolitos siguientes: } \boldsymbol{\mathrm{H_2O}}\textbf{, } \boldsymbol{\mathrm{CO_2}}\textbf{, } \boldsymbol{\mathrm{O_2}}\textbf{, } \boldsymbol{\mathrm{ADP+P_i}}\textbf{, } \boldsymbol{\mathrm{NAD^+}}\textbf{ y ATP.}$

Nº	Metabolito	Por qué 1	$\mathrm{CO_2}$	Sale del ciclo de Krebs y abandona la mitocondria: es el residuo de la descarboxilación 2	$\mathrm{NAD^+}$	Vuelve al ciclo desde la cadena respiratoria, una vez reoxidado el $\mathrm{NADH}$ 3	$\mathrm{ADP}+\mathrm{P_i}$	Entra en la ATP-sintasa, el complejo dibujado sobre la membrana interna 4	ATP	Sale de la ATP-sintasa: es el producto de la fosforilación oxidativa 5	$\mathrm{O_2}$	Entra al final de la cadena transportadora, donde actúa como aceptor de electrones 6	$\mathrm{H_2O}$	Sale de ese mismo punto: es el resultado de reducirse el oxígeno

El par 2 merece un comentario, porque es el que da sentido a todo el esquema: el $\mathrm{NADH}$ que el ciclo de Krebs produce viaja a la cadena, cede allí sus electrones y regresa como $\mathrm{NAD^+}$. Sin ese reciclado el ciclo se detendría en pocos segundos por falta de coenzima oxidada.

$\textbf{c) (0,5 puntos) Indica en qué orgánulos y lugares de la célula tienen lugar las reacciones de las rutas A y B.}$

La ruta A, la glucólisis, transcurre en el citosol o hialoplasma, fuera de todo orgánulo. Por eso la figura la sitúa al margen del contorno mitocondrial, y por eso puede funcionar también en células sin mitocondrias y en ausencia de oxígeno.

La ruta B, el ciclo de Krebs, transcurre en el interior de la mitocondria, concretamente en la matriz mitocondrial, donde están disueltas sus enzimas. Allí ocurre también la descarboxilación oxidativa que convierte el piruvato en acetil-CoA.

La cadena transportadora de electrones y la ATP-sintasa, que la figura dibuja a la derecha, se alojan en la membrana mitocondrial interna, replegada en crestas.

$\textbf{d) (0,5 puntos) Indica si estas reacciones metabólicas pueden tener lugar en una célula vegetal. Razona tu respuesta}$

Sí pueden, y de hecho ocurren continuamente.

La razón es que las células vegetales también son eucariotas y también poseen mitocondrias, y necesitan ATP igual que las animales para sintetizar sus proteínas, transportar sustancias contra gradiente o crecer. La fotosíntesis no sustituye a la respiración: son procesos distintos y complementarios que ocurren en orgánulos distintos.

El cloroplasto fabrica materia orgánica cuando hay luz, y la mitocondria la degrada para obtener ATP a cualquier hora, también de noche. Además, la fotosíntesis solo se produce en las células verdes expuestas a la luz, mientras que las células de la raíz, del tallo o de una semilla en germinación dependen exclusivamente de la respiración.

De ahí que durante el día una hoja realice ambos procesos a la vez, consumiendo parte del oxígeno que ella misma produce.