Biologia repaso examen 2

Explicar el proceso cíclico de fotofosforilación, en donde solo ATP es producido, y bajo qué condiciones ocurre.

Cuando la luz incide en FS1, los electrones de alta energía se envían al receptor de electrones primario y luego a Fd. Los electrones luego se transfieren de Fd a Qb. Desde Qb, los electrones luego van al complejo del citocromo, luego a la plastocianina y de regreso al fotosistema 1. A medida que los electrones viajan a lo largo de esta ruta cíclica, liberan energía, y parte de esta energía se usa para transportar H + al tilacoide. El gradiente H + impulsa la síntesis de ATP a través de la ATP sintasa. Este proceso ocurre cuando los niveles de NADP+ están bajos y NADPH están altos.

Explicar cómo los músculo usan fermentación para sintetizar ATP bajo condiciones anaeróbicas.

Cuando un músculo está trabajando vigorosamente y se vuelve anaeróbico, el piruvato de la glucólisis se reduce para producir lactato. Los electrones para reducir el piruvato se derivan de NADH, que se oxida a NAD +. Por lo tanto, este proceso disminuye el NADH y reduce sus efectos potencialmente dañinos. También aumenta el nivel de NAD + permitiendo así que continúe la glucólisis. Produce 2 moléculas de ATP.

Describir, en forma general, cómo ocurre la fijación y reducción de CO2 en el ciclo de Calvin, y la función de ATP y NADPH en este proceso.

Durante el ciclo de Calvin, el ATP proporciona energía y el NADPH dona electrones de alta energía, por lo que el carbono originalmente en CO2 se ha reducido.

Describir cómo el grupo Acetil entra al ciclo de ácido cítrico, y enumerar los producto netos del ciclo.

El ciclo comienza cuando el grupo acetil del acetil CoA se une al oxaloacetato para formar citrato. En una reacción de 2 pasos, el citrato se reordena a un isómero llamado isocitrato. El isocitrato se oxida a a-cetoglutarato. Se libera CO2 y se forma NADH. El cetoglutarato se oxida al combinarse con CoA para formar succinil CoA. Una vez más, se libera CO2 y se forma NADH. El succinil CoA se descompone en CoA y succinato. Esta reacción exergónica impulsa la síntesis de GTP, que puede transferir su fosfato a ADP, formando ATP. El succinato se oxida a fumarato. FADH2 está hecho. Fumarate se combina con agua para hacer malato. El malato se oxida a oxalacetato. NADH está hecho. El ciclo puede comenzar de nuevo.

Explicar cómo las levaduras usan fermentación para sintetizar ATP bajo condiciones anaeróbicas.

El piruvato se descompone en CO2 y una molécula de dos carbonos llamada acetaldehído. Luego, el NADH reduce el acetaldehído para producir etanol, mientras que el NADH se oxida a NAD +. Esto disminuye NADH y aumenta NAD +. evitando así los efectos nocivos de NADH y permitiendo que continúe la glucólisis. Produce 2 moléculas de ATP.

Explicar el concepto de energía de activación.

Energía de activación es la energía que permite que las moléculas se acercan tanto para causar un nuevo orden de enlaces.Con la entrada de energía de activación, las moléculas pueden alcanzar un estado de transición en el que los enlaces originales se han estirado hasta sus límites. La energía de activación requerida para llegar a este estado de transición es una barrera para la formación de productos. Esta barrera es la razón porque las reacciones químicas son tan lentas.

Definir energía, y distinguir entre energía potencial y cinética.

Energía- capacidad de hacer trabajo Energia potencial- energia asociado a la posición de tu objeto Energia cinetica- energia asociado con el movimiento

Dada la reacción general de fotosíntesis: explicar por qué el proceso no ocurre en una sola reacción

Esta no ocurre en una sola reacción porque es un reacción endergónica que requiere de una exergónica para que ocurra

Describir, en forma general, los eventos en las reacciones dependientes de luz.

Eventos en fotosíntesis 2: Los electrones excitados se mueven de una molécula de pigmento llamada P680 en FS2 a otros transportadores de electrones llamados feofitina, Qa y Qb. Los electrones excitados son sacados de la fotosíntesis 2 por Qb. El agua se oxida, lo que genera O2 y agrega H + a tilacoide. Los electrones liberados del agua oxidada se utilizan para reponer los electrones que salen de FS2 a través de Qb. Cadena de transporte de electrones: después de que un par de electrones alcanza Qb, cada uno entra en una cadena de transporte de electrones. De Qb, un electrón va a un complejo de citocromo; luego a plastocianina, una pequeña proteína; y luego al fotosistema 1. A lo largo de su viaje desde el fotosintesis 2 al fotosintesis 1, el electrón libera parte de su energía en pasos particulares y se transfiere al siguiente componente que tiene una mayor electronegatividad. La energía liberada se aprovecha para bombear H + al tilacoide. Fotosintesis 1 y síntesis de NADPH: Cuando la luz incide en el complejo de recolección de luz del fotosistema 1, esta energía también se transfiere a un centro de reacción, donde se extrae un electrón de alta energía de una molécula de pigmento, designado P700, y se transfiere a un receptor de electrones primario. La proteína llamada ferredoxina (Fd) puede aceptar dos electrones de alta energía, uno a la vez, del aceptor de electrones primario. Fd luego transfiere los dos electrones a la enzima NADP + reductasa. Esta enzima transfiere los dos electrones a NADP + y junto con un H + produce NADPH. Síntesis de ATP: Impulsado por el flujo de H + desde el tilacoide hacia el estroma a través de la ATP sintasa.

Distinguir entre reacciones exergónicas y endergónicas en términos de energía de los reactantes y productos, y los cambio en energía libre.

Exergónicas- energía libre es negativo, productos tienen menos energía libre que los reactivos, energía libre es liberada durante la formación de los productos, favorece la formación de los productos, reaccion espontanea Endergónica- energía libre es positivo, requiere la agregación de energía libre, reacción NO espontánea, favorece formación de reactivos

Delinear las tres fases del ciclo de Calvin.

Fase 1: fijación de carbono El CO2 se incorpora en RuBP, un azúcar de cinco carbonos. Rubisco cataliza la molécula orgánica para producir dos 3PG. Proceso empieza con 6 RuBP y 6CO2. Fase 2: reducción y producción de carbohidratos ATP se utiliza para convertir 3PG a 1,3-BPG. A continuación, los electrones de NADPH reducen 1,3-BPG a G3P. Doce G3P se fabrican en esta fase y solo dos de estos G3P se utilizan en la producción de carbohidratos. Fase 3: Regeneración de RuBP Convierte los 10 G3P en 6 RuBP, utilizando 6 moléculas de ATP. Después de que se regeneran los RuBP. sirven como aceptores de CO2, permitiendo así que el ciclo continúe.

indicar cuál reactante se oxida y cuál se reduce en respiracion celular y explicar por qué.

Glucosa se oxida O2 se reduce

Explicar cómo factores adicionales, tales como moléculas no proteicas o iones, temperatura, y pH, afectan la actividad enzimática.

Grupos prostético- moléculas pequeñas adheridas permanentemente a la enzima Cofactor- generalmente ion inorgánico que se une temporalmente a la enzima Coenzima- molécula orgánica que participa en la reacción pero que luego se deja sin cambios La mayoría de las enzimas funcionan dentro de un rango estrecho de temperatura y pH A temperaturas altas la enzima puede desnaturalizarse

Explicar cómo el FSII absorbe y captura la energía lumínica y cómo produce O2.

La energía de la luz es absorbida por una molécula de pigmento. Esto aumenta un electrón en el pigmento a un mayor nivel de energía. La energía se transfiere entre las moléculas de pigmento a través de la transferencia de energía de resonancia hasta que alcanza P680, convirtiéndola en P680 * El electrón de alta energía en P680 * se transfiere al aceptor de electrones primario donde es muy estable. P680 * se convierte en P680 + Un electrón de baja energía del agua se transfiere a P680 + para convertirlo a P680. Se produce O2.

Describir cómo las células utilizan la energía liberada por la hidrólisis de ATP para promover reacciones endergónicas.

La hidrólisis de ATP tiene una energía libre de -7.3 kcal/mol por lo tanto es una reacción exergónica. Las reacciones endergónicas no son espontanea asi que necesitan juntarse con reacciones espontáneas como la hidrólisis de ATP para que ocurran. Al juntar una reacción endergónica y exergónica, la reacción solo ocurre si la suma de las energías libres de las reacciones es un valor negativo.

Definir las propiedades generales de la luz.

La luz es un tipo de radiación electromagnética. La longitud de onda es la distancia entre los picos en un patrón de onda. El espectro electromagnético abarca toda la longitud de onda posible de la radiación electromagnética. La luz visible es la que vemos, comúnmente entre 380 y 740 nm. La radiación de longitud de onda más corta transporta más energía por unidad que la radiación de longitud de onda más larga.

Delinear los pasos en donde el fotosistema (FS) II y I captura la energía lumínica y produce O2, ATP, y NADPH.

La luz excita los electrones dentro de las moléculas de pigmento en el complejo de captación de luz de FS2. Los electrones excitados se mueven por una cadena de transporte de electrones a más átomos electronegativos. Esto produce un gradiente electroquímico H +. Los electrones se eliminan del agua y se transfieren a un pigmento llamado P680. Este proceso crea O2 y coloca H + adicional en la luz. Los electrones de FS2 finalmente alcanzan FS1, donde una segunda entrada de luz los eleva a un nivel de energía muy alto. Dos electrones de alta energía y un H + se transfieren a NADP + para formar NADPH. Esto elimina algo de H + del estroma. La producción de O2, el bombeo de H + a través de la membrana tilacoide y la síntesis de NADPH contribuyen a la formación de un gradiente electroquímico de H +. Este gradiente se usa para producir ATP a través de una ATP sintasa en la membrana de los tilacoides.

Delinear las tres fases de glucólisis y los productos netos.

La primera fase implica una inversión energética. Dos moléculas de ATP se hidroliza, y los fosfatos de esas moléculas de ATP se unen a la glucosa, que se convierte en fructosa-1,6-biofosfato. La fase de escisión rompe esta molécula de seis carbonos en dos moléculas de G3P. La fase de liberación de energía produce cuatro ATP, dos NADH y dos moléculas de piruvato. Debido a que se usan dos moléculas de ATP en la fase de inversión de energía, el rendimiento es de dos moléculas de ATP.

Describir los mecanismos por los cuales las enzimas disminuyen la energía de activación.

Las enzima pueden tensar los enlaces de reactivos causando que lleguen a un estado de transición más rápido. La enzima tiene un lugar donde los reactivos están muy cercanos uno al otro y en una orientación donde promueve la formación de enlaces covalentes. Esto disminuye la energía de activación de una reacción química.

Explicar cómo las enzimas incrementan el/la ritmo/taza de las reacciones químicas al disminuir la energía de activación.

Las enzimas bajan la energia de activacion hasta un punto donde una pequeña cantidad de calor disponible puede llevar a los reactivos a un estado de transición. Al llegar al estado de transición de forma más directa no se crea la barrera que cause que las reacciones sean tan lentas.

Describir la importancia de las enzimas en sistemas biológicos.

Las enzimas son importantes en sistemas biológicos porque promueven la tasa de reacciones químicas.

Describir cómo ocurre la ruptura de piruvato para producir Acetil-CoA

Las moléculas de piruvato se descomponen por un complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa.Se elimina una molécula de CO2 del piruvato y el grupo acetil restante se une a una molécula orgánica llamada coenzima A para producir acetil-CoA.

Describir como pigmentos absorben energía lumínica, y listar los tipos de pigmentos encontrados en plantas.

Los pigmentos absorben energía luminica cuando un electron excitado es removido de una molecula para ser transferida a una molecula donde el electron sea mas estable. Cuando esto ocurre, la energía del electron es capturada porque no se baja de nivel. Clorofila A y clorofila B- Unidas a proteínas integrales de membrana en la membrana tilacoide, contienen un anillo de porfirina β-caroteno: Contiene dos anillos más pequeños, carotenoide, Lasáreasverdeoscuroy verde claro, son las regiones donde un electrón deslocalizadopuedesaltar de un átomo a otro, Pigmentos importantes en flores y frutos.

Describir, en forma oral o mediante diagramas, la estructura de la mitocondria y cómo sus componentes interactúan y facilitan el proceso de respiración.

Membrana externa- Permite que moléculas pequeñas como glucosa entren a la mitocondria pero mantiene las moléculas grandes en el exterior. En la descarboxilación del piruvato, la molécula de piruvato entra por difusión facilitada a través de esta membrana. Membrana interna- Los dobleces que tiene la membrana interna(crestas or "cristae") aumentan el área superficial para la respiración celular. En la descarboxilación del piruvato, el piruvato entra a la matriz mitocondrial a través de esta membrana por medio de una proteína simportadora de H+/piruvato. Aquí también se encuentra la fase de fosforilación oxidativa. Espacio intermembranal- Espacio entre la membrana interna y externa. Aquí hay un gradiente de protones de H+ y aquí en donde hay mayor concentración de protones, donde la mayoría de estos salen contra del gradiente desde la matriz mitocondrial con el propósito de proseguir con la cadena de transporte de electrones y quimiosmosis para producir ATP. Matriz mitocondrial- Los eventos del ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa se llevan a cabo en la matriz. Aquí también hay un gradiente de protones de H+ donde hay una menor concentración de protones de H+ que estarán envueltos en la cadena de transporte de electrones y quimiosmosis. Los protones entran a favor del gradiente durante la quimiosmosis gracias al gradiente electroquímico formado por los protones de H+.

Describir como la cadena transportadora de electrones produce un gradiente electroquímico de H+.

NADH y FADH2 donan sus electrones en diferentes puntos del ETC. Dos electrones de alta energía de NADH se transfieren primero uno a la vez a NADH deshidrogenasa. Luego se transfieren a ubiquinona (Q), citocromo b-c, citocromo c y citocromo oxidasa. El aceptor final de electrones es O2. En comparación, FADH2 transfiere electrones a la succinato reductasa, luego a la ubiquinona y al resto de la cadena. Parte de la energía que se libera durante el movimiento de los electrones se usa para bombear H + a través de la membrana mitocondrial interna hacia el espacio intermembrana. Este transporte activo establece un gran gradiente electroquímico de H +.

Explicar los términos oxidación y reducción, y su relación con: la formación de enlaces iónicos y la transferencia de energía.

Oxidación- loss of electrons Reducción- gain of electrons

Mencionar la primera y segunda ley de termodinámica, y discutir cómo se relacionan a los organismos vivos.

Primera ley de termodinamica- la energia no se crea ni se destruye, solo se transforma Segunda ley de termodinámica- cualquier transferencia de energía aumenta la entropía de un sistema

mencionar la diferencia en energía libre entre los reactantes y los productos en fotosintesis

Reacción endergónica ΔG = +685 kcal/mol Productos tienen más energía

Describir cómo las reacciones catabólicas generan intermediarios energéticos y materia prima requerida para la síntesis de macromoléculas.

Reciclaje de bloques orgánicos- la descomposición de macromoléculas permite reciclar las moléculas orgánicas que provienen de ellas para crear nuevas moleculas y macromoleculas Descomposición de moléculas orgánicas para obtener energía- Enlaces covalente poseen energía. Cuando los enlaces covalentes de moléculas orgánicas se rompen estas no usan la energía liberada en este proceso, Esta energía es almacenada en intermediarios energéticos como ATP.

Explicar los mecanismos de regulación enzimática, distinguiendo entre inhibidores competitivos y no competitivos y activadores.

Regulación genética- enciende y apaga genes Regulación celular- rutas de señales como las hormonas Regulación bioquímico- La unión no covalente de una molécula a una enzima regula directamente su función Inhibidor competitivo- moléculas que se unen de forma no covalente al sitio activo de una enzima e inhiben la capacidad del sustrato para unirse Inhibidor no competitivo- disminuye la velocidad máxima de la reacción sin alterar el Km, se une de forma no covalente a una enzima en un lugar fuera del sitio activo, llamado sitio alostérico, e inhibe la función de las enzimas

Explicar el concepto de ruta metabólica, y distinguir entre reacciones catabólicas y anabólicas.

Ruta metabólica- serie de reacciones químicas en cual cada paso es catalizado por una enzima específica Reacciones catabólicas- ruta metabólica en que la molécula descompone una molécula grande a moléculas pequeñas, reacción exergónica Reacciones anabólicas- síntesis de molécula grande de moléculas pequeñas, hacer moléculas grande usando moléculas pequeñas, reacción endergónica

Describe cómo la energía de un electrón varía mientras se mueve del FSI al FII al NADP+.

Sigue un patrón de Z Un electrón en una molécula de pigmento no excitado en el fotosistema 2 tiene la energía más baja En el fotosistema 2, la luz aumenta un electrón a un nivel de energía mucho más alto A medida que el electrón viaja del fotosistema 2 al fotosistema 1, se libera parte de la energía. La entrada de luz en el fotosistema 1 aumenta el electrón a una energía aún mayor que la que alcanzó en el fotosistema 2. El electrón libera un poco de energía antes de que finalmente se transfiera a NADP +.

Explicar cómo la sintasa de ATP utiliza el gradiente electroquímico de H+, para sintetizar ATP.

Sintasa de ATP es una enzima. El flujo pasivo de H + de regreso a la matriz es un proceso exergónico. La bicapa lipídica es relativamente impermeable a H +. Sin embargo, H + puede pasar a través de la porción de ATP sintasa embebida en la membrana. Esta enzima aprovecha parte de la energía libre que se libera a medida que los iones H + fluyen a través de su región integrada en la membrana para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi.

Explicar el acoplamiento de la cadena de transporte de electrones con quimiosmosis.

Síntesis de ATP La síntesis de ATP en los cloroplastos se logra mediante un mecanismo quimiosmótico llamado fosforilación, que es similar al que se usa para producir ATP en las mitocondrias Gradiente de electrones En los cloroplastos, la síntesis de ATP es impulsada por el flujo de H+ desde el lumen de los tilacoides hacia el estroma a través de la ATP sintasa. Se genera un gradiente electroquímico de H+ a través de tres eventos la división del agua, que coloca H+ en el lumen de los tilacoides el movimiento de electrones de alta energía a lo largo de la cadena de transporte de electrones desde el fotosistema 2 al fotosistema 1, que bombea H+ al lumen tilacoide la formación de NADPH, que consume H+ en el estroma en el lumen se crea un gradiente de concentración donde ellos van a querer salir, ya que fuera no hay H+ Sale por la ATP sintasa dando la energía para que ADP y Pi formen ATP

En la reacción general de respiración: explicar por qué la reacción ocurre en una serie de pasos y qué ventaja(s) ofrece hacerlo en esta forma.

Todas estas etapas son impulsadas por la oxidación de la glucosa, que es un proceso altamente exergónico que libera energía libre. Sin embargo, la energía no se libera en una gran explosión, como en una explosión, sino en pequeños incrementos paso a paso. Al liberar la energía en pequeños incrementos, las células pueden acoplar la descomposición de la glucosa con procesos químicos útiles.

Explicar el concepto de ciclo metabólico.

Un ciclo bioquímico en el que parten moléculas particulares; El proceso es cíclico porque involucra una serie de moléculas orgánicas que se regeneran con cada vuelta del ciclo.

Mencionar los mecanismos de control de la respiración aeróbica ejercidos sobre la enzima fosfofructocinasa.

Un punto de control clave implica la enzima fosfofructoquinasa, que cataliza el tercer paso en la glucólisis, el paso que se cree que es el más lento. Cuando una célula tiene una cantidad suficiente de ATP, se produce la inhibición de retroalimentación. A altas concentraciones, el ATP se une a un sitio alostérico en fosfofructoquinasa, causando un cambio conformacional que hace que la enzima sea funcionalmente inactiva. Esto evita la posterior descomposición de la glucosa y las sobreproducciones de ATP.

mencionar la diferencia en energía libre entre los reactantes y los productos en respiracion celular

hay mayor energía libre en los reactantes porque es una reacción exergónica