Fotosíntesis, Metabolismo, Respiración Celular y fermentación
se utiliza glucosa como materia prima
, la cual se metaboliza a dióxido de carbono y agua, produciéndose la energía que se almacena como ATP.
Otro tipo de activación alostérica
, ocurre donde cuando una molécula de sustrato se une al sitio activo en una enzima con múltiples subunidades. Esto se conoce como Cooperatividad. Este mecanismo aumenta la unión enzima - sustrato.
Rendimiento neto de la glucólisis por cada glucosa ingresada:
-2 ATP -2 NADH (Coenzima) -2 Piruvatos -2 H2O
Hay dos tipos de respiración celular anaeróbica:
-Fermentación láctica -Fermentación alcohólica.
El comportamiento cooperativo implica que:
-Hay mas de un sitio de fijación del sustrato por molécula de enzima. -Que hay interacciones entre los sitios de fijación.
La glucólisis se divide en dos partes:
-La molécula de glucosa se divide en dos moléculas de gliceraldehído- 3-fosfato. -Las dos moléculas de gliceraldehído- 3-fosfato. se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato).
Fermentación Láctica
-Ocurre en algunas bacterias.En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico. •Gracias a este proceso obtenemos productos de origen lácteo tales como yogurt, crema agria y quesos.
Diferencias básicas entre respiración celular aeróbica y la anaeróbica:
-Presencia o ausencia de oxígeno -Cantidad de moléculas de ATP producidas. -En la respiración celular anaeróbica los hidrógenos pasan al piruvato para formar ácido láctico o etanol -En la respiración celular aeróbica el piruvato que pasa por el ciclo de Krebs produce hidrógenos que pasan a la cadena de transporte de electrones para formar ATP.
Glucólisis
-Primer paso de la respiración celular. -Consiste de una serie de reacciones que ocurren en el citoplasma (citosol) de la célula. -A partir de una molécula de glucosa se producen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). -Produce los materiales que se utilizan en el Ciclo de Krebs 2 MOLéCULAS DE ATP
cuando una onda luminosa de longitud específica incide en un objeto
-Se absorbe la luz (se capta) -Se refleja (rebota) -Se transmite (atraviesa)
Respiración Celular
-Serie de reacciones mediante las cuales la célula degrada moléculas orgánicas y produce energía.
Fermentación Alcohólica:
-Suceden dos reacciones consecutivas: •El piruvato se convierte en etanol en 2 pasos. •Este tipo de fermentación ocurre en levaduras, ciertos hongos y algunas bacterias. •Se produce CO2 y alcohol etílico (etanol), ambos productos se usan en la producción de pan, cerveza y vino.
Todos los catalizadores comparten tres propiedades importantes:
-disminuyen la energía de activación -Pueden acelerar reacciones exergónicas y endergónicas, pero no pueden hacer que ocurra, de manera espontánea, una reacción endergónica. -No se consumen ni cambian de forma permanente en las reacciones que promueven.
la energía de la luz solar en energía química almacenada en enlaces de glucosa (C6H12O6) y libera oxígeno (O2)como subproducto.
A partir de moléculas simples de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) la fotosíntesis convierte
Carotenos
Absorben luz azul y verde y se ven de color amarillo o anaranjado.
Catabolismo o ruta (vía) catabólica
Algunas de estas rutas metabólicas liberan energía cuando rompen moléculas complejas en compuestos simples. Este proceso de degradación de una molécula se conoce como______. Su finalidad es la obtención de energía.
Organismos, por su forma de obtener energía
Autotrófos y Heterotrófos
las moléculas portadoras de energía.
Cada fase se realiza en partes diferentes del cloroplasto pero están conectadas por un vínculo importante:
una enzima específica.
Cada paso de la ruta que sigue esa molécula es catalizada por
aumenta la entropía del universo
Cada transformación o transferencia de energía
que abarca moléculas específicas.
Casi todas las enzimas catalizan una reacción única
comienza a fijar oxígeno.
Cuando la concentración de CO2 en los cloroplasto disminuye, el catalizador rubisco que ayuda a fijar el carbono,
Estomas
El Dióxido de Carbono (CO2)entra a la hoja y el oxígeno sale de la hoja por unos poros microscópicos llamados _______.
El Ciclo de Calvin es similar al Ciclo del Ácido Cítrico
El ______________ es similar al ___________ en el que un material inicial se regenera después de entrar y salir del ciclo.
fijación de carbono
El carbono del CO2 se incorpora o se fija en una molécula orgánica más grande.
Fase Obscura o Reacciones Dependientes de la Luz
El ciclo de Calvin requiere energía química en la forma de ATP. Es un proceso anabólico (se construyen carbohidratos).
luz visible
El segmento más importante para la vida, en el espectro electromagnético es _______
pH
El valor de pH al cual la actividad es máxima se denomina pH óptimo. La relación entre el pH y la actividad depende del comportamiento ácido-base de la enzima y del propio sustrato.
se utiliza para llevar a cabo una reacción endergónica.
En el acoplamiento de reacciones la energía liberada en una reacción exergónica
glucosa.
En la cadena se producen 26 a 28 moléculas de ATP a partir de una molécula inicial de_______
Segunda Ley de termodinámica
Establece que cuando la energía se convierte de una forma en otra, la cantidad de energía útil decrece
Segunda ley de termodinamica
Hay procesos que ocurren de forma espontánea. Estos procesos no necesitan energía. Un proceso que ocurre espontáneamente aumenta la entropía del universo.
Plantas CAM
La asimilación del carbono tiene lugar durante la noche, de este modo pueden mantener los estomas abiertos sin que se produzcan pérdidas de agua y cerrarlos por el día.
NADPH y ATP
La energía de la luz se convierte en energía química en la forma de dos compuestos
Síntesis de G3P
La energía donada por el ATP y el NADH se usa para convertir seis (6) moléculas de PGA en seis (6) del azúcar de tres (3) carbonos G3P.
Energía de Activación
La energía inicial que se invierte para comenzar una reacción.
Regeneración del ATP
La energía libre requerida para fosforilar ADP proviene de una reacción exergónica.
Feedback
La enzima que cataliza el primer paso de un proceso biosintético es inhibida por el producto final del proceso. El producto final de una ruta metabólica inhibe alostéricamente la enzima que cataliza la primera reacción de dicha ruta, interrumpiendo así su propia síntesis cuando ésta ya no es necesaria.
Complejo Enzima - Sustrato.
La enzima se une al sustrato formando un ___________
a su forma
La especificidad de una enzima se debe __________, la cual es la consecuencia de la secuencia de los aminoácidos que la componen.
sitio activo
La función de una enzima está determinada por su estructura. Cada enzima tiene un lugar llamado ___________ en el que pueden entrar una o más moléculas reactantes llamadas sustratos.
espectrofotómetro
La habilidad de un pigmento de absorber diferentes longitudes de onda se puede medir con un instrumento
NADP+ donde se almacenan temporeramente.
La luz absorbida por la clorofila transfiere los electrones y los iones de hidrogeno (H+) a una aceptador de electrones
Fotones
La luz consiste de unas pequeñas partículas llamadas _________. poseen una cantidad fija de energía. La cantidad de energía de un fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda.
estroma
La reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el _____
Temperatura
La velocidad de la reacción se incrementa con la temperatura hasta que un punto máximo es alcanzado. la elevación excesiva de la temperatura del medio que contiene a las enzimas puede resultar en una disminución de la velocidad como resultado de la desnaturalización
para impulsar la síntesis de un azúcar de tres (3) carbonos que servirá para sintetizar glucosa.
Las enzimas que se localizan en el fluído del estroma toman el CO2 de la atmósfera y la energía química de las moléculas portadoras _____________
de aminoácidos
Las enzimas son proteínas y están compuestas
no producen azúcar.
Las reacciones de luz
por enzimas.
Las reacciones exergónicas y endergónicas están catalizadas
Pigmentos.
Las substancias que absorben luz visible se conocen como ________
Fotosíntesis
Los cloroplastos de las plantas capturan la energía solar y la convierten en energía química almacenada en forma de azúcares y otras moléculas.
Mesófilo
Los cloroplastos se encuentran mayormente en las células del_________, tejido interno de la hoja.
hidrólisis.
Los enlaces entre los grupos fosfatos del ATP pueden romperse por ________
plantas son autotróficas
Los únicos nutrientes que necesitan son agua, minerales del suelo y CO2 del aire.
Ciclo de Krebs
Ocurre en la matriz de la mitocondria. -El Piruvato es transportado dentro de la mitocondria y pierde dióxido de carbono para formar la Acetil Coenzima A (Acetil CoA), una molécula de dos carbonos. •Cuando la acetil CoA es oxidada a dióxido de carbono en el ciclo de Krebs, la energía química es liberada y capturada en forma de CO2, NADH, FADH2 y ATP
Plantas C3
Plantas cuya fijación de carbono ocurre vía la enzima rubisco del ciclo de Calvin. Su primer producto luego de la fijación de carbono es un compuesto de 3 carbonos (G3P).
Consumidores
Se alimentan tanto de plantas como de animales.
fosforilización.
Se añade un grupo fosfato al ADP en un proceso
Fijación de Carbono
Se incorpora CO2, proveniente del aire, a moléculas orgánicas en el cloroplasto.
Autotrófos
Se mantienen a sí mismos, No comen nada derivado de otro ser viviente. Producen moléculas orgánicas a partir de CO2 y otros materiales que obtienen del ambiente
Durante la fotosíntesis,
Se rompe la molécula de agua (fotólisis del agua) y los electrones se transfieren con los iones de hidrógeno del agua al CO2, reduciendose en azúcar.
la enzima rubisco
Se usa para combinar CO2 con RuBP. produce una molécula inestable de seis (6) carbonos que se divide a la mitad en dos (2) moléculas de tres (3) carbonos de PGA.
Regeneración del RuBP
Se usan cinco (5) de las seis (6) moléculas de G3P para regenerar el RuBP que se necesita para repetir el ciclo. La molécula restante de G3P, que es el producto final de la fotosíntesis, sale del ciclo.
inhibidor
Si un _____ se une a una enzima mediante enlaces covalentes, la inhibición es usualmente irreversible. muchos de los inhibidores se unen a enzima mediante enlaces débiles, en ese caso la inhibición es reversible.
Productores
Son fuente primaria de compuestos orgánicos para los organismos no-autotróficos.
Tilacoides
Suspendido en el estroma, hay un tercer sistema de membranas, hecho de pequeños sacos llamados______
Plantas C4
Tienen vías alternativas de fijación del CO2. El primer intermediario que se detecta es una molécula de 4 átomos de Carbono a diferencia de las C-3 que es una molécula de tres átomos de Carbono.
disminuye la energía libre del sistema
Todo proceso espontáneo
Estroma
Un cloroplasto tiene una envoltura de doble membrana rodeando el________
Podemos observar el verde de las hojas
_______ porque la clorofila absorbe luz azul, violeta y roja y transmite verde.
El oxígeno
__________ que se libera en la fotosíntesis proviene del rompimiento de la molécula de H2O.
El Espectro Electromagnético
______________ va desde los rayos gamma de onda corta hasta el ultravioleta, la luz visible y la infrarroja hasta las ondas de radio.
La luz que se refleja o se transmite no se absorbe,
________________ llegando así a los ojos de un observador que lo percibe como el color.
La luz que se absorbe
_________________ calienta el objeto o impulsa procesos biológicos como la fotosíntesis.
reacción endergónica
absorbe energía libre de los alrededores., este proceso requiere energía, almacena energía libre en moléculas, es positiva.
Pigmentos accesorios
absorben otras longitudes de onda de energía luminosa y la transfieren a la clorofila a.
La fotosíntesis también ocurre en
algas, algunos protistas y algunos procariotas.
Mediante la fermentación y la respiración anaeróbica
algunas células pueden generar ATP sin la presencia de oxígeno. •En la respiración anaeróbica se utiliza la cadena de transporte de electrones, en la fermentación no. •En la fermentación no ocurre respiración celular.
La regulación de la actividad de una enzima
ayuda a mantener el control del metabolismo. En muchos de los casos las enzimas que naturalmente regulan la actividad enzimática de una célula se comportan como inhibidores no competitivos reversibles. Esta molécula regula la forma y funcionamiento de la enzima uniéndose a la misma mediante interacciones no covalentes.
se oxida.
cede electrones
Todas las plantas verdes, tallos verdes y frutas sin madurar tienen
cloroplastos
Una ruta (vía) metabólica
comienza con una molécula específica, la cual, luego de varios pasos, se altera resultando en un nuevo producto.
El inhibidor forma un
complejo enzima-inhibidor de características cinéticas análogas a las del complejo enzima-sustrato, pero que, lógicamente, no puede descomponerse para dar lugar al enzima libre y a los productos
los heterotrófos son
completamente dependientes, ya sea directa o indirectamente, de los organismos fotoautotrófos para su alimentación y para el oxígeno.
Anabolismo
consume energía para construir moléculas complejas a partir de moléculas simples.
consecuencia lógica
de la perdida de energía durante la transferencia o transformación es que este evento causa una desorganización del universo.
Regulación Alostérica
describir cuando se afecta la función de una proteína debido a la unión de una molécula reguladora. Esto puede inhibir o estimular la actividad enzimática. Se afecta la afinidad de la enzima por su sustrato (sitio activo). Los inhibidores alostéricos se unen a una zona de la enzima, cambian la configuración del sitio activo e impiden la unión del sustrato.
ADP
difosfato de adenosina,
longitud de onda
distancia entre las crestas de dos ondas electromagnéticas
El ciclo reduce
el carbono fijado a carbohidratos añadiéndole electrones. El NADPH provee el poder reductor.
A falta de oxígeno,
el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula •El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. •En el primer caso se libera dióxido de carbono y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído.
fotorrespiración
en condiciones secas calientes, su eficiencia fotosintética sufre debido a un proceso
el ciclo de Calvin
es conocido también como ruta C3
La respiración celular aeróbica
es el conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico, producido por la glucólisis, se transforma en CO2 y H2O. En el proceso se producen 32 moléculas de ATP. ocurre en las mitocondrias
termodinámica
es el estudio de las transformaciones de la energía en la materia.
Las hojas
es el lugar en que ocurre la fotosíntesis en la mayoría de las plantas.
El último aceptador de electrones de la cadena
es el oxígeno. Cada átomo de oxígeno recibe además dos protones (2H+) para formar una molécula de agua.
La Clorofila
es el pigmento verde que le da a las hojas su color. Se encuentra en la membrana de los tilacoides. Es la clorofila la que absorbe la luz del Sol.
energía
es la capacidad de causar un cambio, es la capacidad para realizar un trabajo.
Energía cinética
es la energía de movimiento
Energía potencial
es la energía que esta guardada
ATP
es la molécula responsable para mediar estos acoplamientos en la célula y en algunos casos actúa como fuente inmediata de energía.
Energía Libre
es la porción de la energía del sistema que puede realizar un trabajo cuando la temperatura y la presión son uniformes a través de éste.
trabajo
es la transferencia de energía a un objeto para que se mueva
Clorofila b
es un pigmento accesorio que absorbe azul y rojo naranja y refleja luz verde amarilla.
La célula
es una fabrica química donde cientos de reacciones ocurren simultáneamente en un espacio microscópico.
Una enzima
es una macromolécula que actúa como un catalizador.
La glucosa
es una molécula clave de almacenamiento de energía.
la respiración anaeróbica el aceptador final de electrones
es una molécula inorgánica distinta de oxígeno.
El inhibidor
es una molécula que presenta un cierto parecido estructural con el sustrato, de manera que puede competir con él por acceder al centro activo, pero que no posee ningún enlace susceptible de ser atacado por el enzima.
Energía de Acoplamiento.
forma en que la célula maneja sus recursos energéticos para realizar estos trabajos
se reduce.
gana electrones
La fotosíntesis
genera oxígeno y moléculas orgánicas. Estos productos son utilizados por las mitocondrias de los eucariotas (incluyendo plantas y algas) como combustible para realizar respiración celular.
plantas de c4
han desarrollado un sistema que les permite fijar CO2 rápidamente en forma de ácido málico o ácido aspártico para liberarlo después en el entorno de rubisco
En la fase luminosa
la fotosíntesis convierte la energía solar en energía química.
reacción exergónica
libera energía libre, es negativa.
Todas las células vivas
llevan a cabo respiración celular
coenzimas
moléculas orgánicas auxiliares
Los inhibidores no competitivos
no afectan directamente al sustrato, estos impiden la reacción enzimática uniéndose a una parte de la enzima. Esto causa que la enzima cambie su forma haciendo que el sitio activo sea menos efectivo catalizando una reacción.
respiración celular anaeróbica
no es tan eficiente como la respiración aeróbica ya que sólo produce 2 moléculas de ATP, pero al menos permite obtener alguna energía a partir del piruvato que se produjo en la glucólisis.
La fotorespiracion
no genera ATP, consume y no produce azúcar.
ausencia de oxígen
o sucede respiración anaeróbica. Ambos procesos comienzan con la glucólisis.
Los organismos anaeróbicos
obligados solo llevan a cabo fermentación o respiración anaeróbica. •Los organismos anaeróbicos facultativos (levaduras y algunas bacterias) producen ATP ya sea utilizando la respiración celular o la fermentación.
Las plantas son fotoautotrófas
organismos que utilizan la luz como fuente de energía para sintetizar sustancias orgánicas.
enzimas alostéricas
otro centro de unión llamado centro alostérico mediante el cual interactúan con otra molécula. La interacción del modulador con el centro alostérico es tan específica como lo es la interacción del sustrato con el centro activo
actividad enzimática puede verse afectada por
pH, Temperatura y químicos
La ruta catabólica
para el rompimiento de la glucosa comienza con la glucolisis, la oxidación del piruvato, seguido del ciclo de ácido cítrico.
la quimiosmosis
para mover hidrógeno a través de la membrana de la mitocondria y proveer la energía que se necesita para formar ATP.
Clorofila a
principal pigmento que capta la luz en los cloroplastos.
Primera ley de Termodinámica
que la energía no se crea ni se destruye por medios ordinarios. Sin embargo la energía puede cambiar de forma, como por ejemplo, puede pasar de energía luminosa a energía térmica y química.
Descomponedores
que se alimentan de restos de organismos muertos o descomponen la materia para obtener sus nutrientes. La mayoría de los hongos y algunos procariotas
Hidrólisis de ATP
reacción es exergónica y libera 7.3 kcal de energía
Los inhibidores competitivos
reducen la productividad de la enzima inhibiendo que el sustrato se una al sitio activo de la enzima.
La mayoría del ATP producido por la respiración celular
resulta de la fosforilización del oxígeno cuando el NADH y el FADH2, producido por el ciclo del ácido cítrico, libera los electrones extraídos de los alimentos a la cadena de transporte de electrones.
Heterotrófos
se alimentan de compuestos producidos por otros, no pueden producir su propio alimento.
En ausencia de oxígeno, luego de la glucólisis,
se lleva a cabo fermentación.
La energía que se libera de las reacciones de catabolismo
son almacenas y utilizadas luego en las reacciones anabólicas.
reacciones redox o de óxido-reducción
son aquellas donde hay movimiento de electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante).
Los cofactores
son ayudantes (moléculas auxiliares) no proteínicos que ayudan a la enzima a realizar una actividad catalizador. pueden ser inorgánicos
catalizadores
son moléculas que aceleran la velocidad de reacción sin consumirse ni quedar alteradas de manera permanente.Éstos aceleran una reacción reduciendo su energía de activación.
El arroz, el trigo y la soya
son plantas C3 .
Las ecuaciones químicas de la formación de la glucosa en la fotosíntesis y su degradación
son prácticamente simétricas.
Los organismos
son sistemas abiertos.
metabolismo
son todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo.
presencia de oxígeno
sucede respiración aeróbica. Ambos procesos comienzan con la glucólisis.
modelo llave-cerradura
supone que la estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias,
Grana
tilacoides están organizados en columnas
célula realiza 3 tipos de trabajo
trabajo químico, mecánico, transporte
coenzima
una molécula orgánica. Muchas de las vitaminas son ____
Las reacciones de luz
utilizan la energía para reducir NADP+ a NADPH, esto lo hace añadiendo un par de electrones y H+. Y generan ATP.
Fosforilación oxidativa por la cadena de transporte de electrones:
•Ocurre en las membranas internas de las mitocondrias •Permite la liberación de una gran cantidad de energía química almacenada en el NAD+ que había sido reducido a NADH y FAD reducido a FADH2. •La energía liberada es capturada en la forma de ATP: -3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH2.
