1

Tema 11: EL METABOLISMO II. EL ANABOLISMO

1-INTRODUCCIÓN Nutrición celular: conjunto de procesos que permiten la introducción de alimento en la célula y la posterior conversión de los nutrientes que contienen en energía y en las biomoléculas necesarias para el mantenimiento de las funciones vitales. Como las moléculas orgánicas que constituyen los organismos vivos son, sobre todo, cadenas carbonadas, es esencial para la síntesis de nuevas biomoléculas, la adquisición de compuestos carbonados.

La forma de obtener el carbono permite clasificar a los seres vivos en dos grandes grupos:

Autótrofos: obtienen el carbono para formar sus moléculas a partir del CO2. Heterótrofos: obtienen el carbono de otras moléculas orgánicas previamente

sintetizadas.

La autotrofía desempeña un papel esencial en el reciclaje del carbono en los seres vivos. Los organismos con metabolismo respiratorio oxidan el carbono orgánico hasta CO2, que se incorpora a la atmosfera. Los organismos autótrofos recuperan este carbono y lo vuelven a incorporar a moléculas orgánicas, que serán utilizadas como fuente de carbono en las cadenas tróficas. Por esta razón, los organismos autótrofos se conocen también con el nombre de productores primarios.

La fuente de energía necesaria para sintetizar ATP es otro criterio para clasificar a los seres vivos. Así se diferencian:

Fotótrofos: emplean la energía luminosa para obtener ATP. Quimiótrofos: sintetizan ATP gracias a la energía química contenida en los

enlaces de las moléculas que oxidan.

Tipos Fuente de carbono

Fuente de energía Organismos

Fotoautótrofos o

Fotolitótrofos

CO2

La luz

Bacterias fotosintéticas o fotolitótrofas, algunos protistas

y plantas. Quimioautótrofos

o Quimiolitótrofos

CO2

La oxidación de compuestos inorgánicos

Bacterias quimiosintéticas o quimiolitótrofas (bac.del N, S,

Fe e H) Fotoheterótrofos

o Fotoorganótrofos

Moléculas orgánicas

La luz

Bacterias rojas no sulfúreas

Quimioheterótrofos o

Quimiorganótrofos

Moléculas orgánicas

La oxidación de moléculas orgánicas

Bacterias heterótrofas, muchos protistas, hongos y animales.

2-ANABOLISMO

El conjunto de reacciones que forman el anabolismo:

Son reacciones de síntesis. A partir de moléculas sencillas, se originan moléculas más complejas.

Son reacciones endotérmicas. Necesitan energía que procede de la hidrólisis del ATP a ADP + Pi.

ORGANISMOS SEGÚN SU NUTRICIÓN

2

Son reacciones de reducción de distintas moléculas a partir de e- y H+cedidos por transportadores como el NADPH.

Son rutas divergentes. A partir de unos cuantos compuestos iniciales se forman una gran variedad de productos finales.

El ATP que necesita el anabolismo se sintetiza con la energía procedente de:

Reacciones catabólicas.

Sol (fotosíntesis).

Reacciones químicas de oxidación de compuestos inorgánicos (quimiosíntesis).

Tipos de anabolismo según el tipo de moléculas utilizadas:

Anabolismo autótrofo: a partir de moléculas inorgánicas se fabrican moléculas orgánicas. en organismos autótrofos (plantas, algas y algunas bacterias).

Anabolismo heterótrofo: a partir de moléculas orgánicas sencillas se fabrican moléculas orgánicas complejas. en TODOS los seres vivos, tanto autótrofos como heterótrofos.

3-ANABOLISMO AUTÓTROFO Según la fuente de energía que se utilice para fabricar moléculas orgánicas a partir de inorgánicas distinguimos dos procesos anabólicos autótrofos:

Fotosíntesis: se utiliza el sol. las plantas, las algas y algunas bacterias.

Quimiosíntesis:

se utiliza la energía liberada en reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos.

algunas bacterias como las nitrificantes, las del azufre, las del hierro o las del hidrógeno.

4-INTRODUCCIÓN A LA FOTOSÍNTESIS

Proceso anabólico que realizan las plantas, algas y algunas bacterias, por el cual la energía solar es utilizada para obtener moléculas ricas en energía (ATP) y moléculas reductoras (NADPH), que se utilizarán para reducir y asimilar el CO2 y obtener glúcidos sencillos.

La fotosíntesis es un proceso de reducción, por lo que se requiere un dador de hidrógenos (e- y H+) y un aceptor de hidrógenos (e- y H+).

En la mayoría de las plantas, algas y en las cianobacterias, el dador de hidrógenos es el agua (liberándose O2) y el aceptor de hidrógenos es el CO2, que se reduce originando glúcidos sencillos (monosacáridos).

En las bacterias (menos en las cianobacterias), el dador de hidrógeno no es el agua sino otra molécula como el ácido sulfhídrico. En este caso no se libera O2 a la atmósfera. Es la llamada fotosíntesis anoxigénica.

Las plantas son capaces también de reducir otros compuestos, como los nitratos a amoniaco y los sulfatos a sulfuro de hidrógeno, que incorporan a sus aminoácidos.

3

Reacción global de la fotosíntesis:

nCO2 + nH2O + Luz (CH2O)n + nO2

Fases de la fotosíntesis:

A) Fase dependiente de la luz, fase luminosa o fase fotoquímica

Conjunto de reacciones dependientes de la luz que tienen lugar en las membranas tilacoidales donde se localizan:

la cadena de transporte de electrones fotosintética. los fotosistemas. ATP-sintetasa.

Procesos básicos que se producen durante la fase dependiente de la luz: Captación de la luz por los fotosistemas y fotólisis del agua (con la

consiguiente liberación de oxígeno). Transporte electrónico. Síntesis de ATP y de NADPH.

B) Fase no dependiente de la luz, fase oscura o ciclo de Calvin

Conjunto de reacciones independientes de la luz que tienen lugar en el

estroma de los cloroplastos. Proceso básico que se realiza en la fase no dependiente de la luz: se utiliza el

ATP y el poder reductor (NADPH) de la fase luminosa, para reducir y asimilar moléculas de CO2 para obtener glúcidos sencillos.

Importancia biológica de la fotosíntesis:

1. La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis; luego irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.

2. Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos

3. En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.

4. La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora.

5. De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.

5.-FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ En dicha fase se distinguen 3 procesos: Captación de la luz por los fotosistemas. El transporte no cíclico de electrones, que conlleva la fotólisis del agua y la síntesis de NADPH. Fotofosforilación.

4

5.-1-LA CAPTACIÓN DE LA LUZ

Se lleva a cabo a través de pigmentos que están agrupados en la membrana del tilacoide formando fotosistemas.

Un fotosistema está compuesto por:

a) complejo antena: formado por gran número de pigmentos (clorofilas, carotenos, xantofilas) denominados pigmentos antena.

b) un centro de reacción formado por una clorofila diana, un aceptor de electrones y un dador de electrones.

Tipos de fotosistemas:

a) fotosistema I (PSI): la clorofila diana se denomina clorofila 700, pigmento 700 o P700, por presentar un máximo de absorción de la luz a 700nm

b) fotosistema II (PSII): la clorofila diana se denomina clorofila 680, pigmento 680 o P680, por presentar un máximo de absorción de la luz a 680nm

Funcionamiento de los fotosistemas: los pigmentos del complejo antena absorben la energía luminosa y la canalizan (a modo de embudo) hasta la clorofila diana. La energía eleva el nivel energético de los electrones de la clorofila diana (los excita), transfiriéndolos a un aceptor de electrones, que los cederá a una molécula externa.

5.-2-EL TRANSPORTE NO CÍCLICO DE ELECTRONES

En la fase luminosa se produce un transporte de electrones desde el H2O hasta el NADP+ a través de la cadena de transporte de electrones fotosintética.

Dicho transporte no es espontáneo por lo que necesita el aporte de energía luminosa que es captada por los pigmentos de los fotosistemas I y II que están acoplados a la cadena de transporte de electrones.

5

Captación de luz por los fotosistemas: los pigmentos del complejo antena absorben dos fotones de luz que transportan hasta la clorofila diana del centro de reacción del fotosistema. La energía excita a los electrones de la clorofila diana que son transferidos a un aceptor de electrones.

Los electrones del fotosistema I son transportados hasta un NADP+ que se reduce a NADPH+ H+, y los del fotosistema II son transportados a través de una cadena de transporte de electrones hasta la clorofila del fotosistema I que, de esta forma recupera los electrones perdidos. En dicho transporte se libera energía que es utilizada para bombear protones al interior del tilacoide.

Debido al poder oxidante de la clorofila diana (P680) del fotosistema II se produce la fotolisis del agua, pasando los electrones a dicha clorofila y los protones al interior del tilacoide.

Fotólisis de agua: escisión de la molécula del agua por el poder oxidante del pigmento 680. El pigmento 680, al perder electrones queda cargado positivamente y ejerce una fuerte atracción sobre los electrones de la molécula del agua causando su escisión. 5-3.FOSFORILACIÓN FOTOSINTÉTICA O FOTOFOSFORILACIÓN

Por cada dos electrones que se transportan en la c.t.e de la membrana de los tilacoides, se liberan 4H+ en el interior del tilacoide:

dos procedentes de la hidrólisis del agua dos impulsados por la energía liberada en el transporte de electrones.

Se origina así un gradiente electroquímico de protones a ambos lados de la membrana tilacoidal (entre el estroma del cloroplasto y el interior del tilacoide).

El retorno de H+ al estroma, sólo puede hacerse a través de la ATP-sintetasa que usa la energía acumulada en dicho gradiente para formar ATP a partir de ADP + Pi (teoría quimiosmótica). Por cada 3 protones, se sintetiza una molécula de ATP. La síntesis de ATP por este mecanismo se denomina fotofosforilación no cíclica.

5-4.-TRANSPORTE CÍCLICO DE ELECTRONES

Es una vía para la síntesis de ATP que se produce cuando en los cloroplastos escasea el NADP+.

Los electrones que pierde la clorofila P700 del PSI no van al NADP+ sino que seguirán un proceso cíclico pasando por una serie de transportadores para volver al PSI.

Dador

de e-

6

En dicho transporte de electrones se bombean protones al interior del tilacoide y, por tanto, se sintetiza ATP por una vía llamada Fotofosforilación cíclica.

Diferencias entre el transporte cíclico y no cíclico de electrones

Transporte no cíclico de electrones Transporte cíclico de electrones

Participan el PSI y PSII. Se desprende oxígeno durante la fotólisis

del agua. Los electrones cedidos por el PSI sirven

para reducir una molécula de NADP+. Se produce ATP, gracias al gradiente

generado por la acumulación de H+ procedentes de la fotólisis del agua y de su transporte desde el estroma al interior del tilacoide, usando la energía liberada en el transporte de electrones.

Participa sólo el PSI. No se desprende oxígeno al no producirse

la fotólisis del agua. No se produce NADPH, ya que los

electrones del PSI son cedidos a una cadena de transporte de electrones que los devuelve al PSI.

Se produce ATP, gracias al transporte de H+ desde el estroma al interior del tilacoide, usando la energía liberada en el transporte de electrones.

6-LA FASE NO DEPENDIENTE DE LA LUZ

Consiste en la síntesis de glúcidos sencillos por reducción del CO2, usando el NADPH y el ATP sintetizados en la fase luminosa.

Se produce en el estroma del cloroplasto, en ausencia y en presencia de luz.

Las plantas son capaces de reducir otros sustratos como los nitratos a amoniaco y los sulfatos a sulfuro de hidrógeno, que incorporan a sus aminoácidos.

La reducción del CO2 se lleva a cabo a través del Ciclo de Calvin

Fases del ciclo de Calvin: a) Fijación del CO2

El CO2 atmosférico entra en el estroma del cloroplasto y se une a la ribulosa-1,5-difosfato, gracias a la acción de la enzima ribulosa-difosfato-carboxilasa (rubisco) y da lugar a un compuesto inestable de 6 átomos de carbono que se disocia en dos moléculas de 3 carbonos, el ácido 3-fosfoglicérico. b) Reducción Mediante el consumo de ATP y del NADPH obtenidos en la fase luminosa, el ácido 3-fosfoglicérico es reducido a gliceraldehído-3fosfato (PGAL)

7

c) Regeneración De cada 6 moléculas de PGAL:

5 se utilizan para recuperar las moléculas de ribulosa 5-fosfato utilizadas, que son fosforiladas a ribulosa 1,5-difosfato con gasto de ATP procedente de la fase luminosa, cerrándose el ciclo.

1 se utilizan para la síntesis de otros monosacáridos como la glucosa; de ácidos grasos; de aminoácidos…, en general todas las moléculas que necesita la célula.

Para obtener 1 glucosa a partir de CO2 los organismos fotosintéticos gastan 12

moléculas de NADPH y 18 moléculas de ATP 7.-FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS

Dado que la fotosíntesis es un proceso que consume CO2 y libera O2, el rendimiento de la fotosíntesis puede averiguarse experimentalmente midiendo el volumen de CO2

consumido o de O2 desprendido.

Los factores ambientales que afectan a la fotosíntesis son:

a) Concentración de CO2. Si la iluminación es constante, la intensidad fotosintética aumenta con la concentración de CO2 en el medio. Esto es debido a que a mayor concentración de CO2 mayor será la velocidad a la que la rubisco fijará el CO2, hasta un valor máximo en que se estabiliza debido a la saturación de la enzima.

b) Intensidad luminosa. En general la intensidad de la iluminación aumenta el rendimiento de la fotosíntesis. Esto es debido a que cuantos más fotones de luz lleguen a los fotosistemas I y II, más cantidad de ATP y NADPH se obtendrán en la fase luminosa y en consecuencia más CO2 se podrá fijar en la fase oscura. Sin embargo, si se sobrepasa un cierto límite de intensidad luminosa, se produce la fotooxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos.

c) La temperatura. Todas las reacciones metabólicas, y por tanto la fotosíntesis, se aceleran al aumentar la temperatura, hasta un valor determinado. A partir de este se desnaturalizan las enzimas y el proceso se detiene. Cada especie tiene una temperatura óptima en la que la eficacia de la fotosíntesis es máxima.

d) La concentración de O2 en el medio. Cuando aumenta la concentración de oxígeno, disminuye el rendimiento de la fotosíntesis, pues se produce un proceso llamado fotorrespiración. En estas condiciones, la rubisco, que es una enzima reversible, actúa catalizando la oxidación de la ribulosa-1-5-difosfato.

e) La humedad. El grado de humedad en el suelo y en el aire son factores que condicionan el rendimiento fotosintético. Si el aire tiene poca humedad, las plantas cierran los estomas para evitar pérdidas de agua y esto dificulta la captación de CO2.

8

8-QUIMIOSÍNTESIS Es un proceso anabólico autótrofo por el que se sintetizan compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos utilizando la energía química que se desprende de la oxidación de diferentes compuestos inorgánicos. Fases de la quimiosíntesis:

1ªfase. Es equivalente a la fase luminosa. En esta etapa se oxidan compuestos inorgánicos sencillos (NH3, H2,H2S…), liberándose: energía que se utiliza para formar ATP y electrones que sirven para reducir NAD+ y formar NADH.

2ªfase. Es equivalente a la fase oscura o ciclo de Calvin de la fotosíntesis. Se utilizan el ATP y el NADH para reducir compuestos inorgánicos (CO2,NO3

-) y obtener compuestos orgánicos.

Tipos de organismos quimiosintéticos

Los organismos que realizan la quimiosíntesis se les llama quimioautótrofos o quimiolitotrofos. Todos ellos son bacterias.

Los sustratos inorgánicos que utilizan las bacterias (como el NH3, o H2S), son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales (NO3

- y SO42-) que pueden ser absorbidas por las plantas. De

esta forma dichas bacterias cierran los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta. La importancia biológica de los organismos quimiosintéticos es, por lo tanto, doble: son productores de biomasa en ciertos ecosistemas y cierran ciclos biogeoquímicos

Tipos de bacterias quimiosintéticas:

Bacterias nitrificantes: realizan la nitrificación, oxidación del amoniaco procedente de la descomposición de la materia orgánica a nitratos. Los nitratos constituyen la principal fuente de nitrógeno que usan las plantas para (mediante la fase oscura) sintetizar aminoácidos. La nitrificación se realiza en dos etapas:

Oxidación de amoniaco a nitritos. Oxidación de nitritos a nitratos.

Bacterias incoloras del azufre: oxidan el sulfuro de hidrógeno a azufre o el

azufre a sulfato.

9

Bacterias del hierro o ferrobacterias: oxidan sales ferrosas a férricas.

Bacterias del hidrógeno: oxidan el H2 hasta H2O. 9.-ANABOLISMO HETERÓTROFO -Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas -Fases:

a. Biosíntesis de monómeros: glucosa, ácidos grasos, glicerina…. b. Biosíntesis de polímeros: polisacáridos,

proteínas….

A. Anabolismo de los glúcidos A-1-Obtención de glucosa: gluconeogénesis La gluconeogénesis es la obtención de glucosa a partir de compuestos orgánicos no glucídicos como el ácido láctico, aminoácidos, glicerol y ácidos grasos (solo en plantas). La mayor parte de estas reacciones se producen en el citosol. A-2-Síntesis de polímeros de glucosa Glucogenogénesis: Síntesis de glucógeno En músculo esquelético y en el hígado Fases: 1ª-Activación de la glucosa mediante un UTP, formando UDP-glucosa. 2ª-Unión de la glucosa a un glucógeno en formación. Amilogénesis Síntesis de almidón. En los cloroplastos. Se produce igual que la glucogenogénesis pero la molécula activadora es el ATP.

B. Anabolismo de los lípidos La síntesis de los triglicéridos se realiza en dos fases: 1ªfase: obtención de glicerina y de ácidos grasos

La glicerina se obtiene a partir de la dihidroaxicetona de la glucólisis

Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol, a partir del acetil-CoA de la mitocondria, que procede del catabolismo de los glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos

2ªfase: síntesis de triglicéridos al esterificar 3 ácidos grasos con la glicerina. Se produce en el retículo endoplasmático, especialmente de las células del hígado y del tejido adiposo.

10

C. Anabolismo de las proteínas

1ªfase: síntesis de los aminoácidos En el citoplasma Las plantas pueden sintetizar todos los aminoácidos, los animales solo algunos, el resto los incorporan en la dieta. La síntesis de aminoácidos requiere:

Un esqueleto carbonado que se obtiene a partir de diferentes metabolitos de la glucólisis y del ciclo de Krebs.

Incorporación de un grupo amino que procede de la transaminación de otros aminoácidos.

2ªfase: síntesis de proteínas Se produce en el citoplasma a través de la unión de aminoácidos según determine el ADN.

CUESTIONES SELECTIVIDAD

1.-Explique la función del ATP en el metabolismo celular [0,5]. Indique su composición química [0,3]. Mencione en qué orgánulos de la célula vegetal se realiza su síntesis [0,4], el nombre de las reacciones metabólicas en las que se produce [0,4] y el nombre de los procesos celulares [0,4]. 2.-Defina los siguientes procesos: glucólisis, fermentación, fosforilación oxidativa, β-oxidación y fotosíntesis [1]. Indique en qué tipos de células eucarióticas y en qué lugar de las mismas se realizan [1]. 3.- Defina los conceptos de anabolismo y catabolismo [0,5]. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación [1], e indique en qué lugar de la célula se realizan [0,5]. 4.- Para cada uno de los siguientes procesos celulares, indique una estructura o compartimento de las células eucarióticas en donde pueden producirse: a.- Síntesis de ARN ribosómico; b.- Fosforilación oxidativa; c.- Digestión de sustancias; d.- Síntesis de almidón; e.- Ciclo de Krebs; f.- Transporte activo; g.- Transcripción; h.- Traducción; i.- Fase luminosa de la fotosíntesis; j.- Glucólisis [2]. 5.- Defina nutrición celular y metabolismo [1]. Explique qué son organismos autótrofos, heterótrofos, fotótrofos y quimiótrofos [1]. 6.- Indique dos fuentes energéticas para el metabolismo de los seres vivos [0,5]. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación [1,5]. 7.- Las rutas anabólicas de las células animales permiten la biosíntesis de compuestos orgánicos a partir de pequeñas moléculas orgánicas. ¿Disponen las células vegetales de rutas similares? Razone la respuesta [1]. 8.-Indique las fases de la fotosíntesis [0,2] y los procesos básicos que se realizan en cada una de ellas [1]. Describa la fotofosforilación [0,6] y su localización en el orgánulo celular correspondiente [0,2]. 9.- Indique dónde se localizan las siguientes funciones o procesos en una célula eucariótica: a) síntesis de proteínas; b) glucólisis; c) ciclo de Krebs; d) ciclo de Calvin; e) transcripción; f) transformación de energía

luminosa en energía química; g) cadena respiratoria; h) digestión de materiales captados por endocitosis; i) -oxidación de los ácidos grasos; j) síntesis de lípidos [2]. 10.-Defina y diferencie los siguientes pares de conceptos referidos a los microorganismos: autótrofo/heterótrofo (0,5); quimiosintético/fotosintético; (0,5); aerobio/anaerobio (0,5)

11

11.-Razone detalladamente si es posible que una planta asimile dióxido de carbono en ausencia de luz (1 pun) 12.-Explique qué es la quimiosíntesis (0,75), qué organismos realizan dicho proceso (o,25) y su importancia biológica (0,25) 13.- Indique los substratos que intervienen en cada fase de la fotosíntesis [0,5] y los productos que se obtienen en las mismas [0,5]. Localícelos dentro del cloroplasto [0,25]. Exponga la importancia biológica de este proceso [0,25]. 14.- La fase oscura de la fotosíntesis puede realizarse en ausencia de luz. ¿Tiene algún límite la fijación del CO2 en esta situación? Razone la respuesta [1]. 15.- En relación con las gráficas adjuntas, conteste razonadamente las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué efecto tiene el tiempo de iluminación en el rendimiento fotosintético? [0,25]. ¿Y la concentración del O2 en el medio? [0,25]. Explique para qué sirve la energía luminosa absorbida por las clorofilas [0,5]. b).- ¿Qué efecto tiene la concentración del CO2 en el rendimiento fotosintético? [0,25]. ¿Y la intensidad luminosa? [0,25]. Indique en qué orgánulo se lleva a cabo la fotosíntesis [0,1] y localice dentro del mismo dónde tienen lugar las distintas etapas del proceso [0,4]. 16-En un tubo de ensayo se ha aislado un orgánulo celular.¿De qué orgánulo se trata si se desprenden burbujas de oxígeno cuando se añade agua oxigenada al tubo? (o,5). En otro tubo de ensayo se ha aislado otro orgánulo que desprende burbujas de oxígeno al azadirle agua. ¿de qué orgánulo se trata (o,5) 17.- Describa los procesos principales que ocurren durante la fase dependiente de la luz (fase luminosa) de la fotosíntesis [2]. 18.- En relación con la gráfica adjunta que representa la variación del contenido de oxígeno en un cultivo de algas, responda las siguientes cuestiones: a).- ¿A qué se debe el aumento y disminución del contenido de oxígeno a lo largo del tiempo? [0,25]. Indique los compartimentos celulares que intervienen en la modificación de la concentración de oxígeno en el medio [0,25]. ¿Se obtendría la misma gráfica si se cultivaran células animales? [0,5]. b).- Describa el proceso celular que aumenta la concentración de oxígeno en el medio [1 19.- En relación con la imagen adjunta, responda las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué proceso biológico se representa en la figura? [0,2]. ¿Cuál es su finalidad? [0,5]. ¿Qué tipo de células lo llevan a cabo? [0,3]. b).- Indique qué corresponde a cada número [1]. 20.- ¿Puede ocurrir la denominada “fase oscura de la fotosíntesis” en presencia de la luz? Razone la respuesta [1]

12

21.- Exponga razonadamente si la fotosíntesis es un proceso anabólico o catabólico [1]. 22.- A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué proceso biológico se representa en la figura?[0,2]. ¿En qué orgánulo se realiza? [0,2]. ¿Qué tipo de células lo llevan a cabo? [0,2]. ¿Cuál es la función del agua en este proceso y en qué se transforma?[0,4]. b).- Describa brevemente qué ocurre en las fases señaladas con los números 1 y 2 [1]. 23.-Explique brevemente los procesos básicos que se producen en las distintas fases de la fotosíntesis(1). Indique la localización de los fotosintemas en los cloroplastos y explique cómo funciona un fotosistema(0,5). Explique el mecanismo de obtención de ATP en el proceso fotosintético (0,5)

24.-Defina fotosíntesis y quimiosíntesis (0,4). Indique dos diferencias entre estos procesos (0,4). Explique la fase dependiente de la luz (luminosa) de la fotosíntesis (1.2) 25.- En la segunda mitad del siglo XVIII, el clérigo británico Joseph Priestley realizó el siguiente experimento. Colocó una vela en un recipiente transparente y lo cerró, dejando que la vela ardiera hasta apagarse. A continuación introdujo una planta en el mismo recipiente. Al cabo de poco tiempo encendió la vela y ésta volvió a arder aun cuando el recipiente se mantuvo siempre cerrado. Explique razonadamente este hecho [1].

26.- Defina fotosíntesis [0,3]. Dibuje el orgánulo celular donde se realiza [0,2] e identifique cuatro de sus componentes [0,4]. Indique en qué parte del orgánulo se desarrolla cada fase de la fotosíntesis [0,2]. Cite los productos finales de la fase dependiente de la luz (fase luminosa) [0,3]. Explique la fase oscura (no dependiente de la luz) de la fotosíntesis [0,6]. 27.- ¿Qué fuentes de carbono y de energía tendrá una bacteria que vive en un medio sin luz, sin oxígeno y sin materia orgánica? [0,5]¿Y si dispone de materia orgánica y de oxígeno pero no de luz? [0,5]. Razone las respuestas. 28.-Indique las fases de la fotosíntesis [0,2] y los procesos básicos que se realizan en cada una de ellas [1]. Describa la fotofosforilación [0,6] y su localización en el orgánulo celular correspondiente [0,2]. 29.- Clasifique los seres vivos según su fuente de carbono [0,2]. Indique en cada uno de los grupos anteriores un proceso anabólico y otro catabólico expresando los productos finales de dichos procesos [0,8]. Clasifique los seres vivos según su fuente de obtención de energía [0,2]. Explique el funcionamiento del ATP en la transferencia de energía y el funcionamiento del NAD+ en la transferencia de electrones y protones [0,8]. 30.- Defina los siguientes conceptos: catabolismo, anabolismo, fotosíntesis, quimiosíntesis y respiración aeróbica [2]. 31.- Defina los conceptos de anabolismo y catabolismo [0,5]. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación [1], e indique en qué orgánulos de la célula se realizan [0,5]. 32.- A la vista de la imagen, que muestra un proceso celular, conteste las siguientes cuestiones:

13

A B

a).- ¿De qué proceso se trata? [0,2]. ¿En qué orgánulo tiene lugar? [0,2]. Indique qué representan las letras: A, B, C y D [0,4]. Nombre el ciclo representado por el círculo [0,2]. b).- Explique los acontecimientos que suceden en el compartimento señalado con la letra E [1]. 33.- Defina los conceptos de glucólisis [0,4] y fermentación [0,4]. Describa dos modalidades de fosforilación [1,2].

34.- Defina el ciclo de Krebs [0,4] e indique en qué parte de la célula vegetal se realiza [0,2]. Cite los dos compuestos imprescindibles para comenzar cada vuelta del ciclo [0,4] e indique de dónde procede cada uno de ellos [0,4]. Nombre los productos del ciclo de Krebs que al oxidarse ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico [0,4]. ¿En qué se diferencian el ciclo de Krebs y el ciclo de Calvin (fase no dependiente de la luz de la fotosíntesis) con respecto al ATP? [0,2].

35.- Los cloroplastos solo están presentes en determinados tipos celulares de las hojas y de otras partes verdes de las plantas. Además, el ATP que sintetizan se utiliza exclusivamente para este orgánulo y no lo exportan al citoplasma de la célula. ¿De dónde obtienen el ATP estas células vegetales para su metabolismo no fotosintético? [0,5]. Indique qué le ocurriría a una célula fotosintética si se le destruyen todos sus cloroplastos [0,25]. ¿Y si se le destruyen también todas sus mitocondrias? [0,25]. Razone las respuestas. 36-Explique los procesos básicos que se producen en las distintas fases de la fotosíntesis [1]. Indique la localización de los fotosistemas en el cloroplasto y explique cómo funciona un fotosistema [0,5]. Explique el mecanismo de obtención de ATP en el proceso fotosintético [0,5]. 37.- A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Qué orgánulo representa la imagen? [0,1]. Indique dos características de la imagen que le permitan su identificación [0,2]. Nombre las partes numeradas [0,5]. ¿En qué tipo de células se encuentra? [0,2]. b).- ¿Cuál es la función del orgánulo representado? [0,1]. De dicha función explique qué reacciones tienen lugar en la estructura marcada con el número 1 [0,4]. Indique dos semejanzas de este orgánulo con las bacterias [0,2]. ¿Qué razón puede explicar estas semejanzas? [0,3]. 38-Defina (0,4) y diferencie (0,4) fotosíntesis y quimiosínteis. Explique brevemente la fase dependiente de la luz de la fotosíntesis (1.2) 39.- Defina fotosíntesis [0,4]. Describa la etapa de asimilación del CO2 [0,7] e indique su localización en el interior del cloroplasto [0,3]. Exponga dos razones que justifiquen la importancia biológica de la fotosíntesis en la evolución [0,6]. 40.- En relación con la imagen adjunta, conteste las siguientes cuestiones:

a).- ¿Qué proceso representa la imagen? [0,1]. ¿En qué orgánulo se lleva a cabo? [0,1]. ¿En qué tipo de células? [0,1]. ¿Qué estructura es la señalada con el número 1? [0,1]. ¿Qué proceso ocurre en dicha estructura? [0,1]. ¿Qué papel tiene la luz en dicho proceso? [0,5].

b).- ¿Qué proceso es el señalado con el número 2? [0,2]. ¿Qué ocurre de forma global en dicho proceso? [0,5]. ¿En qué compartimento del orgánulo tiene lugar? [0,1]. Escriba la ecuación general de lo que sucede de manera conjunta en este orgánulo [0,2].

41.- Exponga dos diferencias y dos semejanzas estructurales [0,8] y otras dos diferencias y dos semejanzas funcionales [0,8], entre las

14

mitocondrias y los cloroplastos. Exponga la teoría endosimbiótica del origen de estos orgánulos [0,4]. 42.- A la vista de las imágenes, conteste las siguientes preguntas: a).- ¿Cómo se llaman los orgánulos que representan las imágenes A y B [0,2] y en qué tipo de células se encuentran? [0,3]. ¿Cuál es la principal función que lleva a cabo cada uno de ellos? [0,2]. ¿Qué relación tienen estos orgánulos con la teoría endosimbiótica? [0,3]. b).- Asigne los siguientes términos al orgánulo que corresponda: doble membrana, crestas, cadena de transporte electrónico, ciclo de Calvin, estroma, ADN, tilacoide, grana, matriz, piruvato, NADPH, ribosomas, ciclo de Krebs, ATP sintetasa, β-oxidación de ácidos grasos [1].

43.- En relación con las figuras adjuntas, conteste las siguientes cuestiones: a).- ¿Cómo se llaman los orgánulos que representan las figuras A y B? [0,2]. Identifique las 8 estructuras numeradas [0,8]. b).- ¿En qué tipo de células eucarióticas se presentan estos orgánulos? [0,3]. ¿Cuál es la función principal de cada uno de ellos? [0,2]. Cite un producto común a los procesos metabólicos que tienen lugar en estos orgánulos [0,1]. Cite un producto específico de los procesos metabólicos que tienen lugar en cada uno de estos orgánulos [0,2]. ¿Cuál es el tipo de metabolismo propio de cada uno de ellos? [0,2]. 6.- En relación con la imagen adjunta, conteste las siguientes cuestiones: a).- Indique el tipo celular de que se trata [0,1], basándose en tres características [0,3]. Indique qué números corresponden con las siguientes estructuras: retículo endoplasmático rugoso, retículo endoplasmático liso, mitocondria, y complejo de Golgi [0,4]. ¿Qué funciones tienen las estructuras 3 y 6? [0,2]. b).- Indique dos funciones de la estructura señalada con el número 7 [0,2], dos funciones de la estructura número 8 [0,2] y otras dos realizadas por la estructura número 1 [0,2]. Nombre dos reinos en los que se pueda encontrar este tipo celular [0,4].