ACTIVIDADES UNIDAD 3 ACTIVIDAD 2 TEMA 1

ACTIVIDADES UNIDAD 3
ACTIVIDAD 2 TEMA 1
Tema : CADENA RESPIRATORIA
Autoevaluación
1. El concepto de energía libre (G) es particularmente útil en bioquímica. Sin embargo,
la cantidad de energía libre de una sustancia no podemos medirla experimentalmente,
pero sí la variación de energía libre cuando una sustancia "A" se transforma en una
sustancia "B". Es posible entonces medir la variación de energía libre cuando una
molécula se trasforma en otra: esa variación corresponde al D G o variación de
energía Gibbs.
a. La reacción A
B puede tener un DG positivo o negativo, (DG = GB - GA).
b. ¿Qué significa que una reacción tenga DG negativo (-DG) o DG positivo (+DG)?
c. ¿Cuál reacción del item b. es endergónica y cuál exergónica? Explique esos
términos.
d. ¿Qué signo tiene DG de una reacción esponánea? Explique.
2. Defina metabolismo e indique las diferencias entre anabolismo y catabolismo desde
el punto de vista de la variación de energía libre
3. a. Abajo se representa la síntesis e hidrólisis del ATP. Complete en cada caso los
signos de DG.
b. ¿Cuál es el valor en Kcal de DG de cada reacción?
4. Al formar ATP las células conservan energía química obtenida de reacciones de
degradación que liberan energía. Al hidrolizar el ATP se obtendrá energía que será
usada en diversos procesos celulares. Dé ejemplos de al menos dos procesos de este
tipo.
5. En las células aerobias la formación de ATP está acoplada a un proceso de
transporte electrónico: la Cadena respiratoria. Este proceso implica la transferencia
de electrones desde un donador a un aceptor a través de transportadores.
a. ¿Cuáles son los transportadores de electrones de la cadena respiratoria?
b. En una célula animal o vegetal ¿dónde se localizan los transportadores?
c. ¿Dónde se localizan en bacterias?
6. Las células anaerobias ¿presentan cadena respiratoria? Explique.
ADP + P + ( DG)
ATP + H2O
ATP + H2O
ADP + P + ( DG)
7. a. De aquí en adelante es importante que recuerde que todas las reacciones de
oxidorreducción implican transferencia de electrones: una de las sustancias se oxida, el
agente reductor, mientras otra se reduce, el agente oxidante. El proceso global es una
reacción redox. Abajo aparece un par redox, reconozca el agente oxidante y el agente
reductor.
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FADH2 + Coenzima Q = FAD + Coenzima QH2
La tendencia de un par a reducirse se expresa como potencial estándar de reducción
(E° ) y se mide en voltios (v). El valor del potencial de reducción del par hidrógeno a
25° C, 1 atm de presión y en concentración 1M se ha definido como 0.00 v:
2H+ + 2e-
H2 (E° = 0.00 v)*
Los sistemas que tienen potencial electronegativo respecto al hidrógeno son
reductores, es decir, tienen baja afinidad electrónica. A su vez, sistemas con potencial
electropositivo respecto al hidrógeno son oxidantes, tienen alta afinidad electrónica.
* A pH 7 ([H+] = 10-7 M), E° = - 0.42 v
8. a. Describa el esquema de la cadena respiratoria que se presenta a continuación.
b. ¿Quién es el aceptor final de e-?
c. ¿Varía el consumo de O2 según el aceptor inicial de e- sea NAD o FAD?
9. Abajo aparece la fórmula para calcular el DG°´ (la energía libre en condiciones
estándar de pH y temperatura).
DG° ´= -n . F . DE° ´, donde: n: número de electrones,
F: constante de Faraday (23Kcal/v),
DE° ´: potencial redox en v, a pH = 7.0.
a. Calcule el DG°´ de un par de electrones que ingresan a la cadena por NAD.
b. ¿Cuántos ATP se podrían formar según el valor de DG calculado?
c. De hecho, sólo se forman 3 ATP con el valor de DG° que calculó. ¿Qué conclusión
puede sacar respecto a la eficiencia energética del proceso?
10.
a. ¿Qué entiende por relación fósforo/oxígeno (P/O).
b. Indique las relaciones P/O cuando la coenzima es NADH.H y cuando es FADH2.
11. Según la teoría quimiosmótica los electrones son transportados por los
transportadores de la Cadena y la energía que liberan los electrones es usada para
bombear protones desde la matriz a la cámara externa, Anexo 2.
a. Haga un esquema que resuma el proceso.
b. Los H+ se mueven contra gradiente ¿de dónde proviene la energía para
desplazarlos?
c. El gradiente se logra por distribución asimétrica de H+ a través de la membrana
mitocondrial interna. ¿Qué propone la teoría de Mitchel respecto al mecanismo de
formación de ATP?
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d. Resuma en qué consiste el proceso de fosforilación oxidativa y explique este término.
11. El amital, un barbitúrico, inhibe la transferencia de electrones entre el FAD y la
CoQ. La rotenona, utilizada como insecticida, impide el transporte de electrones a nivel
de la NADH-CoQ reductasa, y el cianuro, azida, o CO son ihibidores de cadena a nivel de
la citocromo oxidasa.
a. Indique sobre el esquema de la cadena respiratoria dónde actúan estas sustancias.
b. ¿Qué ocurre con la capacidad de sintetizar ATP en células tratadas con esas
sustancias?
b. ¿Comprende por qué estas sustancias funcionan como veneno? Explique.
12. Cuando se aplica a mitocondrias aisladas dicumarol ó 2-4 dinitrofenol se observa
que se acelera el transporte de electrones a través de cadena respiratoria, y por tanto
aumenta la velocidad de consumo de O2, pero disminuye la producción de ATP.
a. ¿Qué diferencia tiene el modo de acción de estas moléculas conocidas como
desacopladores con los inhibidores?
b. ¿Qué ocurrirá con la relación P/O en esta situación?
Ver Anexo en páginas siguientes.
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Anexo 1
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Anexo 2
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