Procesamiento de Energía Metabolismo y ATP Trabajo en clase 1
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Procesamiento de Energía Metabolismo y ATP Trabajo en clase 1. ¿Qué es el metabolismo? 2. ¿Qué papel juegan las enzimas en las vías metabólicas? 3. ¿Cómo son las vías catabólicas relacionadas con la producción de energía? 4. Los esteroides o anabólicos son utilizados por muchos físicoculturistas y atletas para mejorar el rendimiento. Relaciona lo que sabes sobre las vías anabólicas para explicar por qué este tipo de personas utilizan estos fármacos. 5. Las vías catabólicas son endergónicas o exergónicas? Compara la cantidad de energía libre en los reactivos a la cantidad de energía libre en los productos de una ruta catabólica. 6. Explica la relación entre las vías catabólicas y anabólicas. 7. ¿Qué tipo de vía se puede producir de forma espontánea? Explica esto en términos de disponibilidad de energía libre. 8. ¿Qué molécula de almacenamiento de energía, creada a través de las vías catabólicas, se puede utilizar más tarde como una fuente de moneda de energía? 9. ¿Qué enlace, en una molécula de ATP, contiene la mayor cantidad de energía? ¿Por qué es esto cierto? 10. ¿Qué le sucede a una molécula que ha sido "fosforilada? '¿Cómo sabes que se ha liberado energía en este proceso? 11. ¿Por qué el ATP es considerada una molécula reciclable? 12. ¿Qué tipo de de proceso celular puede ser alimentado por la entrada de moléculas de ATP? Trabajo en casa 13. Supón que fueras capaz de eliminar la participación de las enzimas en las vías metabólicas. ¿Qué cambios, si los hay, sería capaz de observar en los procesos metabólicos? 14. ¿Cuáles son las diferencias entre las vías catabólicas y anabólicas? 15. ¿Un físico culturista elige usar un esteroide catabólico o anabólico? Explica tu respuesta. 16. Explica por qué tiene sentido, en términos de contenido de energía, que una vía de catabolismo sea utilizada para la obtención de energía de los alimentos. 17. ¿Qué tipo de vía (catabólica o anabólica) tiene que ocurrir primero, con el fin de suministrar energía para el otro? 18. Cuando se combinan, ¿las vías metabólicas resultan en una red endergónica o exergónica? Explica tu respuesta 19. ¿Qué molécula contiene más energía, adenosina difosfato o trifosfato de adenosina? 20. ¿Qué enlace en una molécula de ATP se rompe para obtener energía a partir de la molécula? ¿Por qué es este el caso? www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 21. ¿Por qué la adición de grupos fosfato a la cola de adenosina monofosfato almacena energía dentro de la molécula? 22. Después de proporcionar una reacción con energía a través de la fosforilación, ¿por qué una molécula de ADP se recicla de nuevo a ATP, en lugar de apoyar una reacción adicional? Respiración celular Trabajo en clase 23. Si la respiración celular es un proceso que produce moléculas de ATP, ¿crees que es una ruta catabólica o anabólica? Justifica tu respuesta. 24. ¿Qué rol desempeñan las moléculas de NAD + y FAD en el proceso de la respiración celular? 25. ¿Por qué son necesariamente aceptores de electrones el NADH+H+ y FADH2 con el fin de liberar la energía almacenada? 26. El oxígeno, ¿es un buen agente para los procesos de reducción u oxidación? ¿Por qué? 27. Supón que eres un científico que estudia un organismo recién descubierto. Se te pide que determines el tipo de respiración celular utilizado por este organismo y determines si es un aerobio a) anaerobio obligado, b) aerobio obligado, o c) anaerobio facultativo. Diseña un experimento para probar esto, y explica qué resultados se puede esperar de cada tipo de organismo. 28. ¿Cuál es el rendimiento neto de ATP a través de la glucólisis? 29. ¿Por qué necesita el ciclo del ácido cítrico para convertir el piruvato en un compuesto de carbono diferente con el fin de completar el ciclo? ¿Cuál es el nombre científico de este proceso? 30. ¿Qué relación existe entre las moléculas de CO2 producidas por el ciclo del ácido cítrico y los piruvatos que comienzan el ciclo? 31. ¿Por qué necesita el ciclo del ácido cítrico para completar dos vueltas con el fin de procesar completamente una molécula de glucosa? 32. ¿Por qué es la reducción del FAD a FADH2 un resultado significativo del ciclo del ácido cítrico? 33. Cuando analizamos el proceso de la respiración celular, este puede compararse al proceso de voleibol, con las tres primeras fases del 'set', y la fase final del 'pico'. Explica por qué esta analogía tiene sentido. 34. Teniendo en cuenta la respiración anaerobia, explica por qué la Tierra primitiva tenía una mayor concentración de CH4, H2 y N2S que nuestra atmósfera actual. 35. ¿Por qué la creación de un gradiente de protones, a través de la cadena de transporte de electrones, es esencial para el objetivo final de la producción de energía a través de la fosforilación oxidativa? 36. ¿En qué sentido es la ATP sintasa como un torniquete? ¿Qué objeto representaría a las personas en esta analogía? 37. ¿Cómo son transportadores de electrones los NADH y FADH2 utilizados en el proceso de la cadena de transporte de electrones? 38. ¿Cómo cree que el proceso de fosforilación oxidativa se vería afectada por la falta de un receptor de electrones al final de la CTE? Por ejemplo, ¿qué www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía pasaría si todo el oxígeno se consumiera durante el proceso de fosforilación, pero los transportadores de electrones reducidos aún estuvieran disponibles? 39. Explica por qué la versatilidad de catabolismo a través de la respiración celular permite a los organismos sobrevivir en muchas condiciones diferentes. 40. Resume el proceso de la respiración celular para describir cómo los organismos producen ATP a través de las vías catabólicas. Trabajo en casa 41. Los biólogos describen a la vida en la Tierra como un ciclo. Explica por qué este "ciclo" nunca puede llegar a un punto de equilibrio. 42. ¿Qué molécula contiene más energía: FAD o FADH2? Explica tu respuesta. 43. ¿Es la conversión de FADH2 al FAD un ejemplo de oxidación o reducción? ¿Por qué? 44. Supón que está experimentando en un laboratorio con un organismo que muere en presencia de oxígeno. Teniendo en cuenta las vías metabólicas, ¿cómo clasificarías a este organismo? 45. La glucólisis se considera un proceso anaeróbico. ¿Qué información se puede determinar a partir de esta descripción? 46. ¿Qué compuesto de carbono se forma como resultado de la glucólisis? 47. ¿Qué tres compuestos almacenadores de energía se forman a través del ciclo del ácido cítrico? 48. ¿Cuál es la ganancia neta de ATP a partir de la descomposición de una molécula de glucosa al final del ciclo del ácido cítrico? 49. Cuando el oxígeno está presente, la fosforilación oxidativa puede producir 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH2. Después de las tres primeras etapas de la respiración celular, tenemos 10 moléculas de NADH y 2 moléculas de FADH2. ¿Cuántas moléculas de ATP pueden producir estos transportadores de electrones? 50. ¿Por qué el número de valencia de un átomo de oxígeno permite que sea un fuerte receptor de electrones, lo que permite que la producción de energía sea más abundante? 51. ¿Por qué es la creación de un gradiente de concentración es esencial para el proceso de la fosforilación oxidativa? 52. ¿Cómo podría una condición que causa la incapacidad de las etapas anteriores de la respiración celular para crear NADH y FADH2 afectar la producción de ATP a través de la fosforilación oxidativa? 53. Compara el proceso de la fosforilación oxidativa con la generación de energía hidroeléctrica mediante el uso de una presa. 54. ¿Qué compuesto del carbono produce más energía cuando es respirado, las grasas o los hidratos de carbono? Fermentación Trabajo en clase www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 55. ¿Por qué los organismos deben recurrir al proceso de fermentación cuando los aceptores de electrones no están disponibles? 56. ¿Se acoplan los aerobios obligados en el proceso de fermentación? Explica 57. Ocurriría la fermentación en un organismo que tuviera una amplia oferta de aceptores de electrones. Explica. 58. Podría decirse que en ausencia de aceptores de electrones la fermentación permite que la glucólisis ocurra. ¿Es correcto esto? 59. El queso suizo se fabrica parcialmente debido al proceso de fermentación. Hipotetiza por qué el queso suizo tiene agujeros al completar este proceso. 60. Imagina que estás trabajando como deportólogo. Te piden que busques una manera que permita a los atletas ejercitarse fuertemente sin que aparezca quemazón en el músculo. Da una posible solución al problema. 61. ¿Produce por sí mismo algún ATP el proceso de fermentación? Explica Trabajo en casa 62. ¿Cómo se relacionan la glucólisis con la fermentación? 63. ¿Cuál es la diferencia entre la fermentación ácido-láctica y la fermentación alcohólica? 64. ¿Qué papel cumple la respiración anaeróbica en la fabricación de bebidas alcohólica tales como cerveza o vino? 65. ¿Por qué los músculos queman durante una actividad física muy intensa? 66. Supón que estás sentado en el comedor de la escuela cuando un estudiante dice que “comer bacterias podría ser peligroso”. El estudiante está justo comiendo un yogurt. ¿Cómo podrías responder a esta declaración? Fotosíntesis Trabajo en clase 67. Basándote en la ecuación química, ¿qué relación existe entre la fotosíntesis y la respiración celular? 68. A pesar de que los seres humanos no llevan a cabo la fotosíntesis, nuestra existencia se basa en este proceso de dos maneras. Identifica estas dos maneras. 69. ¿De qué manera podría la fotosíntesis y la respiración celular describirse como un ciclo? 70. ¿Por qué podría la adición de oxígeno a la atmósfera de la Tierra 2.5 billones de años atrás haber sido problemáticas para los anaerobios obligados que existían en ese momento? 71. Identifica el portador primario de electrones utilizado en el proceso de fotosíntesis. 72. Supongamos que colocaste una planta en un recipiente que permite longitudes de onda sólo verde, azul y añil de la luz a través. ¿Podría ser esta planta capaz de realizar la fotosíntesis a un ritmo normal? ¿Por qué sí o por qué no? 73. ¿Qué papel juega la clorofila en el inicio del proceso de la fotosíntesis? www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 74. ¿De qué forma un gradiente de concentración juega un papel en el proceso de reacción a la luz? 75. ¿Qué le sucede a un electrón que ha atravesado los fotosistemas II y I? 76. ¿Cuál es la fuente del oxígeno producido en el transporte de energía no cíclico? 77. ¿En qué punto en el transporte de energía no cíclico se produce oxígeno? 78. ¿En qué sentido son las reacciones independientes de la luz dependientes de las reacciones dependientes de la luz? 79. ¿Qué papel jugó el ciclo de Calvin en la aparición de oxígeno en la atmósfera de nuestro planeta? 80. Al mirar un árbol, puedes darte cuenta de que la corteza, tejido, raíces y ramas fueron alguna vez otra forma de carbono. Explica esto. 81. ¿Puede el ciclo de Calvin ocurrir en la noche? Explica tu respuesta. 82. ¿Cómo es que la quema de combustibles fósiles suma más carbono al ciclo del carbono? 83. ¿Cómo se relaciona el ciclo del carbono con el efecto invernadero? 84. ¿Por qué es importante tener en cuenta a largo plazo, los estudios holísticos hora de analizar el cambio climático, a diferencia de años y hechos aislados? 85. ¿De qué manera la existencia de grandes zonas boscosas, como la selva amazónica, ayudan a moderar el clima de la Tierra? 86. Explica la relación entre la quema de combustibles fósiles y el cambio climático Tarea para la casa 87. Escribe las ecuaciones químicas balanceadas para la fotosíntesis y la respiración celular. 88. ¿Cómo se relacionan los productos de la respiración celular con los reactivos de la fotosíntesis? 89. En la fotosíntesis, la reducción de NADP+ produce ¿qué molécula? 90. ¿Cuál es el nombre del pigmento que permite a las células de la planta absorber la luz solar y la energía de la fotosíntesis? 91. Explica la naturaleza "cíclica" de transporte de energía cíclica en la fotosíntesis. 92. Dibuja una tilacoide y nombra lo siguiente: estroma, membrana, lumen. 93. ¿Cómo es la producción de ATP en el proceso de la respiración celular similar a la producción de ATP en los fotosistemas II y I? 94. ¿Sería correcto decir que el oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis? Explica esto. 95. ¿Cuál es el papel de NADP + en el fotosistema I? 96. ¿Qué papel juega el CO2 en las reacciones independientes de la luz? 97. Explica el término “fijación de carbono”. 98. Explica cómo las reacciones independientes de la luz son los responsables de la existencia de hidratos de carbono de la Tierra. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 99. ¿Por qué los gases de efecto invernadero son necesarios para el mantenimiento de temperaturas adecuadas para soportar la vida en la Tierra? 100. ¿Cómo afectan la muerte y la preservación de los vegetales y animales prehistóricos las tendencias globales de la temperatura? 101. Explica el concepto de "cambio climático antropogénico." www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía Respuesta libre 1. Las vías anabólicas y catabólicas del metabolismo están a menudo vinculadas. a. Describe cada tipo de vía b. Identifica cada vía, ya sea como endergónica o exergónicas. c. Explica las características de una reacción endergónica. d. Explica las características de una reacción exergónica. 2. La tabla de abajo muestra los datos de las moléculas netas producidas como resultado de la glucólisis, descarboxilación del piruvato y el ácido cítrico (Krebs) ciclo. Utilice esta tabla de datos para responder a las indicaciones a continuación: Etapa de respiración celular Glucólisis Piruvato descarboxilación Ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) NADH FADH2 producido producido ATP 2 2 0 0 2 0 6 2 2 a. ¿Cuál es la cantidad neta de cada molécula, NADH, FADH y ATP, producido al final del ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs)? b. La fosforilación oxidativa, el siguiente paso en la respiración celular, convertirá toda la NADH y FADH2 en ATP. ¿Cuántas moléculas de ATP totales se habrá producido al final de la fosforilación oxidativa? (muestra tu trabajo) 3. Compara y contrasta las ecuaciones, los procesos, los reactivos y los productos de la respiración aeróbica y la fotosíntesis al responder a los mensajes y preguntas a continuación: a. Escribe la ecuación balanceada para la respiración aeróbica b. Escribe la ecuación balanceada para la fotosíntesis. c. Compara el papel de la glucosa, oxígeno, dióxido de carbono y agua en el proceso de la respiración aeróbica con el papel de la misma molécula en el proceso de fotosíntesis. 4. Para que el fotosistemas II se produzca tiene que haber dos ambientes distintos. Un medio ambiente es "dentro", en la luz, del tilacoide y uno medio ambiente es "fuera" del tilacoide, en el estroma del cloroplasto. a. Explica por qué esta condición de "dentro" y "fuera" debe existir para que estos fotosistemas funcionen. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 5. La siguiente imagen de un árbol ilustra dos procesos, uno que requiere dióxido de carbono y uno que requiere oxígeno. Responde a los mensajes a continuación en base a esta información. http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/add_ocr_gateway/green_worl d/photosynthesisrev1.shtml a. Identifica el proceso que requiere dióxido de carbono. b. Identifica el proceso requiere oxígeno. c. Explica por qué ambos procesos se muestran como algo que ocurre dentro de un organismo, el árbol. Procesamiento de energía Respuestas 1. El metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que se producen dentro de un organismo. 2. Las enzimas son catalizadores que apoyan las reacciones que se producen en las vías metabólicas. Permiten que las reacciones se produzcan a un ritmo que puedan mantener la vida. 3. Las vías catabólicas involucran la descomposición de moléculas orgánicas en formas de energía utilizables que impulsan las funciones vitales. 4. Las vías anabólicas utilizan la energía para sintetizar moléculas orgánicas complejas, como la construcción del hueso o la construcción de músculo. El objetivo del uso de esteroides anabólicos es sintetizar músculos más grandes a un ritmo más rápido que lo normal. 5. Las vías catabólicas son exergónicas. Hay más energía libre en los reactivos que en los productos implicados en una ruta catabólica. 6. Las vías catabólicas y anabólicas están acopladas. Las vías anabólicas utilizan la energía liberada por las vías catabólicas para realizar una tarea o sintetizar una molécula. 7. Las vías catabólicas pueden ocurrir espontáneamente. Puesto que el cambio en la energía libre en el transcurso de la reacción es negativa, la reacción puede ocurrir de forma espontánea. 8. ATP www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 9. El enlace entre los segundos y terceros grupos fosfato. Cada grupo fosfato tiene una carga negativa. Con el fin de añadir un nuevo fosfato, la carga negativa se debe superar, como la compresión de un resorte. Debido a esto, la adición de cada fosfato requiere de un trabajo, y la adición del tercer fosfato requiere aún más trabajo, porque debe superar las cargas negativas agregadas de los dos primeros fosfatos. 10. Un grupo fosfato se añade a una molécula en el proceso de fosforilación. Este proceso permite que el trabajo el trabajo mecánico, trabajo químico y de transporte que se lleva a cabo. 11. El ATP se considera reciclable porque una vez que se desfosforila a ADP, se puede refosforilar a ATP y ser utilizada de nuevo. 12. El trabajo mecánico, químico y el transporte están hechos posiblemente por la ATP. 13. Los procesos metabólicos se producirían a un ritmo mucho más lento que en la presencia de enzimas. Algunos pueden no ocurrir en absoluto. 14. Las vías catabólicas son exergónica, pueden ocurrir espontáneamente, e implican romper moléculas para liberar energía. Las vías anabólicas son endergónica, no son espontáneos, e involucran la síntesis de moléculas orgánicas más complejas. 15. Un esteroide anabólico. Las vías anabólicas sintetizan moléculas orgánicas más complejas, y están implicados en la creación de los tejidos del cuerpo como el músculo y el hueso. Las vías catabólicas liberan energía para ser utilizado en las vías anabólicas. 16. Las vías catabólicas descomponen las moléculas, la liberación de energía en el proceso. 17. Una ruta catabólica libera energía que se utiliza para iniciar y perpetuar una vía anabólica. 18. Exergónica. Cuando se combina, más energía se libera en una reacción exergónica que se almacena en una reacción endergónica, lo que resulta en un sistema de exergónica neta. 19. El trifosfato de adenosina. Añadiendo el tercer grupo fosfato almacena más energía en el ATP que se encuentra disponible en ADP. 20. El enlace entre los segundos y terceros grupos fosfato se rompe para obtener energía. Hay más energía almacenada en este vínculo que en los otros enlaces de fosfato en la molécula. Rompiendo esta unión también permite la refosforilación de ADP en el futuro. 21. Los grupos fosfato tienen una carga negativa, por lo que añadir más fosfatos almacena más energía en los enlaces, similar a la compresión de un resorte. 22. Hay más energía almacenada en el último enlace de fosfato que en los otros dos, por lo que tiene más sentido para regenerar ATP y obtener un rendimiento energético superior. 23. La respiración celular es catabólico. El proceso rompe las moléculas orgánicas para producir energía en forma de ATP. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 24. NAD+ y FAD son moléculas transportadoras de electrones que pueden transportar los electrones de alta energía de un lugar a otro y ponerlos en libertad a fin de aprovechar su energía. 25. Los aceptores de electrones son necesarios para reunir los electrones en el final del proceso de aprovechamiento de energía. 26. Dado que el oxígeno tiene una alta afinidad por los electrones es un buen agente oxidante. Esto está relacionado con el nivel de valencia de los átomos de oxígeno. 27. Se podría utilizar la presencia de oxígeno como la variable independiente, como las tres diferentes categorías están relacionadas con la tolerancia de oxígeno. Sus soluciones posibles serían:: a. El organismo muere en presencia de oxígeno: anaerobio obligado b. El organismo muere en ausencia de oxígeno: aerobio obligado c. El organismo sobrevive si el oxígeno está presente o ausente: anaerobio facultativo 28. 2 ATP 29. El ciclo del ácido cítrico sólo puede procesar moléculas de 2 carbonos, piruvato es una molécula de 3 carbonos. El proceso se llama descarboxilación de piruvato. 30. El átomo de carbono en exceso de la piruvato se elimina durante la descarboxilación de piruvato se libera en forma de CO2. 31. Una molécula de glucosa produce dos moléculas de piruvato. El ciclo del ácido cítrico procesa una molécula de piruvato por ronda. 32. El FADH2 lleva la energía que se libera y la convierte en ATP en las etapas finales de la respiración celular. 33. Así como el "conjunto" no dio ningún punto en el voleibol, las tres primeras etapas de la respiración celular no produce una gran cantidad de ATP. Sin embargo, el conjunto permite que el pico se produzca, lo que hace puntos de rendimiento. Del mismo modo, las tres primeras etapas de la respiración celular permiten a la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa que ocurran, y que produzca una gran cantidad de ATP. 34. Estos tres gases fueron creados como subproductos de la respiración anaeróbica, como resultado de la combinación con los aceptores de electrones que estaban disponibles en la atmósfera en ese momento . 35. El gradiente de protones hace que los protones fluyan a través de la membrana debido a la naturaleza de la difusión, y al hacerlo, la energía se aprovecha a través de la ATP sintasa. Sin el gradiente los protones no fluyen en una dirección particular. 36. Así como la gente camina a través de un molinete para entrar al subte los protones entran a la ATP sintasa para atravesar la membrana. Al volver la ATP sintasa fosforila una molécula de ATP a partir de la energía liberada por el protón. Del mismo modo, un molinete utiliza el movimiento de una persona para cambiar el número al entrar. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 37. Los transportadores de electrones liberan sus electrones en la cadena de transporte de electrones, que aprovecha la energía y la utiliza para bombear protones a través de la membrana y crear un gradiente. 38. La falta de un aceptor de electrones detendría el proceso de fosforilación. Si los electrones gastados no fueron retirados al final de la cadena, se armaría básicamente un "atasco de tráfico", y el proceso se detendrá hasta que se retiraran los electrones. El oxígeno acepta fácilmente los electrones, produciendo H2O y permitiendo que el proceso continúe. 39. La glucólisis, el comienzo del proceso de respiración celular, puede utilizar una variedad de diferentes moléculas orgánicas como fuente de carbono para iniciar el proceso. 40. La energía almacenada en las moléculas orgánicas se rompe sistemáticamente a través de la glucólisis y el ciclo de Krebs hasta que se utiliza para sintetizar una forma utilizable de moneda de energía, ATP a través de la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa. 41. La vida en la Tierra es un sistema abierto, y por lo tanto no puede alcanzar el equilibrio. Tiene lugar un intercambio constante de energía entre los organismos y el medio ambiente. 42. FADH2. La creación de FADH2 de FAD almacena electrones en la molécula, que pueden ser liberados más tarde, produciendo energía. 43. La oxidación. La reducción agrega electrones, la oxidación de los elimina. 44. Este organismo es probablemente un anaerobio obligado. 45. La glucólisis puede ocurrir en ausencia de oxígeno. 46. Piruvato. 47. NADH, FADH2, ATP 48. 2 ATP 49. 34 ATP 50. El oxígeno tiene un número de valencia de 6, por lo que tiene una alta afinidad por dos electrones adicionales con el fin de llenar su capa externa y ser más estable. 51. El gradiente de concentración hará que los protones fluyan de nuevo en la célula, a través de la ATP sintasa, que utilizará su movimiento para generar energía y fosforilar moléculas de ATP. 52. Probablemente no se produciría la fosforilación oxidativa. Los electrones donados por NADH y FADH2 son necesarios para bombear los protones fuera de la célula y crear el gradiente de concentración. 53. Una represa permite aprovechar la fuerza del agua al pasar de una zona de alta concentración creada artificialmente a un área de baja concentración. En forma similar, la fosforilación oxidativa aprovecha la energía a través del movimiento de protones desde un área de alta concentración a un área de baja concentración 54. Las grasas producen el doble de la energía de los hidratos de carbono. 55. Si los aceptores de electrones no están disponibles, la fosforilación oxidativa y la cadena de transporte de electrones no puede continuar. La fermentación recicla NADH y permite a la glucólisis continuar. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 56. No. Los aerobios Obligatorios no pueden sobrevivir en ausencia de oxígeno. 57. No. Si los aceptores de electrones estuvieran disponibles, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones se producirían normalmente. 58. La fermentación rompe los piruvatos producidos a través de la glucólisis y recicla el NADH nuevo a NAD+. Sin este proceso, el piruvato se acumularía y no habría suficientes moléculas de NAD+ disponibles para la glucólisis para continuar. 59. Una de las vías de fermentación produce CO2 como un subproducto. Este CO2 crea las burbujas en el queso suizo que vemos como agujeros cuando se corta el queso. 60. Hay varias respuestas a esta pregunta. Podrías encontrar una manera de entregar más oxígeno al cuerpo, lo que impediría que el cuerpo entre en fermentación. O podrías encontrar una manera de romper el ácido láctico producido por fermentación, que produce la quemadura del músculo asociado de ejercicio vigoroso. 61. No. La fermentación permite la continuación de la glucólisis, con ganancia neta de 2 ATP, pero la fermentación por sí no produce ATP. 62. La fermentación utiliza los productos de la glucólisis en la ausencia de oxígeno durante la respiración celular.. 63. La fermentación del ácido láctico produce ácido láctico, la fermentación del etanol produce etanol y CO2. 64. La levadura se utiliza en el proceso de elaboración de la cerveza o de fermentación, que utiliza una fuente de hidratos de carbono (grano o uvas) para llevar a cabo la fermentación del etanol, la producción de alcohol y CO2 en el proceso. 65. Durante la actividad vigorosa se utiliza el oxígeno disponible en el cuerpo, y algunas de sus células comienzan a entrar en la respiración anaerobia para producir ATP a través de la glucólisis. Como los aceptores de electrones no están disponibles, la fermentación del ácido láctico se produce, y la quemadura en los músculos es el resultado de la acumulación de ácido láctico. 66. El yogur se produce a través de la fermentación, que se llevó a cabo por cepas de bacterias, tales como Lactobacillus . La mayoría de los envases de yogur dicen esto en la etiqueta. 67. Los reactivos de la fotosíntesis son los productos de la respiración, los reactivos de la respiración son los productos de la fotosíntesis. 68. Nosotros utilizamos los azúcares producidos en la fotosíntesis como fuente de energía primaria, ya que requerimos el oxígeno producido en la fotosíntesis para respirar. 69. Como los productos de uno son los reactivos del otro, en algunos aspectos ellos permiten uno al otro seguir adelante. 70. Los anaeróbicos obligados no pueden sobrevivir en presencia de oxígeno, por lo que la incorporación de oxígeno a la atmósfera habría sido www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía perjudicial para su existencia. Aquí es donde se origina el término "catástrofe del oxígeno". 71. NADP+ 72. Probablemente no. La mayoría de las plantas utilizan clorofila como su pigmento fotosintético primario. La clorofila absorbe la luz roja y azulvioleta. Mientras que algunas plantas contienen otros pigmentos, además de la clorofila, la presencia de la luz roja es la que permite la clorofila absorber la luz e iniciar la fotosíntesis. 73. La clorofila absorbe la luz solar, que luego energiza los electrones para comenzar las reacciones de luz. La clorofila absorbe la energía de la luz que a la larga se convierte en energía química en el proceso. 74. Las reacciones luminosas usan electrones energizados para el transporte de protones a través de la membrana de los tilacoides, que luego finalmente pueden fluir de nuevo, por su pendiente, a través de la ATP sintasa para producir ATP. 75. Se utilizan para almacenar la energía mediante la reducción de NADP+ a NADPH. 76. El oxígeno es un subproducto de la división de moléculas de H 2O para obtener electrones. 77. Al comienzo del fotosistema II. 78. Las reacciones independientes de la luz utilizan el NADPH y el ATP para activar su producción de azúcar. 79. El ciclo de Calvin añade oxígeno a la atmósfera, ya que rompe las moléculas de CO2 y libera oxígeno como subproducto. 80. El tejido sólido de un árbol se crea a partir de carbono. Este carbono se obtuvo a través de la fijación de carbono, en el que las plantas convierten el gas dióxido de carbono a hidratos de carbono. El carbono sólido que ahora representa un árbol fue en un tiempo un gas atmosférico. 81. Sí, el ciclo de Calvin no depende directamente de la presencia de la luz, pero en cambio los productos de las reacciones dependientes de la luz que se produzca. 82. La quema de combustibles fósiles libera carbono que había sido encerrado en las plantas y los animales conservados en forma de CO2 a la atmósfera. 83. Como se queman compuestos de carbono, liberan su carbono como dióxido de carbono, que devuelve a la atmósfera y contribuye al efecto invernadero. 84. El cambio climático debe ser analizado en las tendencias a largo plazo, no a acontecimientos aislados. Las oscilaciones mensuales y anuales en la temperatura no reflejan tendencias de la temperatura del planeta y no son un buen reflejo de los efectos del cambio climático. 85. Grandes áreas boscosas, son como un "sumidero de carbono", porque la gran cantidad de carbono almacenado en los árboles no está disponible para contribuir al efecto invernadero en la atmósfera. Estos árboles también pueden eliminar grandes cantidades de dióxido de carbono del aire en el proceso de fotosíntesis. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía 86. La quema de combustibles fósiles aumenta la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, como el dióxido de carbono y metano. El aumento de los gases de efecto invernadero son responsables del calentamiento global. 87. Fotosíntesis: 6CO2 + 6H2O + Light 6O2 + C6H12O6 Respiración: 6O2 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + ATP 88. Con la excepción de ATP y de la luz, los productos de un proceso son los reactivos de la otra. 89. NADPH 90. Clorofila. 91. El transporte de energía cíclica recicla los electrones utilizados de nuevo a la clorofila para reiniciar el proceso.. 92. Membrana tilacoide Estroma 93. Ambos procedimientos utilizan una cadena de transporte de electrones para aprovechar la energía de un electrón para bombear protones en contra de su gradiente y permitir que fluya a través de la ATP sintasa para fosforilar ADP a ATP. 94. Sí, el oxígeno se produce en dos puntos diferentes en la fotosíntesis, y no se utiliza durante el proceso. 95. El NADP+ se utiliza como portador de electrones. 96. CO2 es la fuente de carbono para sintetizar moléculas orgánicas. 97. La fijación de carbono es el proceso de convertir el CO2 atmosférico en una molécula orgánica, tal como hidratos de carbono. 98. Las reacciones independientes de la luz, utilizan la energía obtenida de las reacciones dependientes de la luz para convertir el CO2 atmosférico en carbohidratos. Este proceso es el responsable de la aparición y la perpetuación de los hidratos de carbono de la Tierra. 99. El efecto invernadero calienta la Tierra a temperaturas que soportan la vida compleja tal como la conocemos. 100. La muerte y la preservación de vegetales y animales prehistóricos eliminan esencialmente de carbono del ciclo del carbono, lo que reduce la cantidad de CO2 en la atmósfera y disminuye el efecto invernadero, reducen la temperatura del planeta a niveles más moderados. 101. El cambio climático antropogénico es el calentamiento global inducido por la acción humana. Por ejemplo, la quema de combustibles fósiles libera atrapados carbono a la atmósfera en forma de CO2, donde se acumula y contribuye al efecto invernadero. El efecto invernadero se www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía produce independientemente de nuestras acciones, pero el grado en el que se produce está relacionado con nuestro consumo de combustibles fósiles. 1. Pregunta 1 a. Las vías anabólicas sintetizan moléculas y procesos de células de energía. Las funciones catabólicas descomponen moléculas. b. Las vías anabólicas son endergónica. Las vías catabólicas son exergónicas. c. Las reacciones endergónicas requieren un aporte de energía y no son espontáneas. d. Las reacciones exergónicas liberan energía y son espontáneas. 2. Pregunta 2 a. 10 NADH, 2 FADH2, y 4ATP se producen al final del ácido cítrico o ciclo de Krebs. b. 38 ATP 3. Pregunta 3 a. C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O + ATP b. 6CO2 + 6 H2O + ATP C6H12O6 + 6O2 c. En la respiración aeróbica, la glucosa y el oxígeno son reactivos para la reacción mientras que en la fotosíntesis de la glucosa y el oxígeno son productos. El dióxido de carbono y el agua son productos (considerados productos) de la respiración aeróbica, mientras que actúan como reactivos en la fotosíntesis. 4. Pregunta 4 a. El fotosistema II está incrustado dentro de una membrana del tilacoide. Un gradiente de protones, o diferencia en la concentración, se produce entre el interior (lumen) y el exterior (estroma). Los protones tienen que moverse a través de la ATP sintasa. Esta es la energía que produce ATP 5. Pregunta 5 a. El dióxido de carbono es absorbido por el árbol con el fin de realizar la fotosíntesis. b. El oxígeno se toma para que el árbol de realizar aeróbico (celular) respiración. c. Las plantas producen glucosa y el oxígeno como el resultado de la fotosíntesis. El árbol entonces utiliza la glucosa producida como reactivo para llevar a cabo su propia respiración aeróbica. Las plantas tales como árboles deben realizar la respiración aeróbica con el fin de crecer y para llevar a cabo funciones celulares como un organismo. www.njctl.org PSI Biología Procesamiento de energía
