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| metabolismo |
Instrucciones: Los problemas siguientes tienen respuestas de elección múltiple. Las respuestas correctas se refuerzan con una breve explicación. Las respuestas incorrectas llevan a guías o tutorías que ayudan a resolver el problema.
1.- Conversión de la glucosa
2.- Productos de la glicolisis
3.- Trematol
4.- Dinitrofenol
5.- Efecto del pH sobre las mitocondrias
6.- Producción de ácido láctico
7.- Relación piruvato/lactato
8.- Mitocondrias
9.- Cadena de transporte electrónico
10.- Acidez durante el transporte electrónico
11.- Fermentación
12.- Hexoquinasa
13.- Almacenamiento de la energía útil
14.- Aceptor terminal de electrones
15.- Metabolismo durante un infarto de miocardio
16.- Producción de ATP
17.- ATP sintasa
Problema 1: Conversión de la glucosa
La glicolisis lleva a la producción de ____________ y dos moléculas de ATP. En ausencia de oxígeno, la fermentación conduce a la producción de ______________. La glicolisis más el ciclo del ácido cítrico pueden convertir los carbonos de la glucosa hasta _________ , almacenando energía como ATP, _____________ y ___________.
A. láctico, piruvato, CO2, NADH, FADH2
B. piruvato, láctico, CO2, NADH, FADH2
C. CO2, NADH, FADH2, láctico, piruvato,
D. O2, láctico, piruvato,FADH2
E. glucosa, láctico, CO2, NADH, FADH2
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Problema 2: Productos de la glicolisis
Al final de la glicolisis, cada molécula de glucosa ha rendido 2 moléculas de _______, 2 moléculas de ________, y un total de 2 moléculas de _________.
A. FAD, NAD+, ADP
B. CO2, NAD+, ADP
C. ácido láctico, etanol, CO2
D. piruvato, NADH, ATP
E. H2O, CO2, ATP
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Problema 3: Trematol
El trematol es un veneno metabólico derivado de una planta venenosa llamada raíz blanca de serpiente. Las vacas se comen esta planta concentrando el veneno en su leche. El veneno inhibe las enzimas hepáticas que convierten el ácido láctico en otros compuestos metabólicos.
¿Por qué el ejercicio físico aumenta los síntomas del envenenamiento por trematol?
¿Por qué desciende el pH de la sangre en las personas que han ingerido trematol?
A. El ejercicio físico provoca el incremento de la producción de ácido láctico por la fermentación, y la sobreproducción de ácido láctico desciende el pH de la sangre cuando las enzimas del hígado están bloqueadas.
B. El ejercicio físico aumenta el metabolismo, y la cadena de transporte electrónico, bombea H+ fuera de la mitocondria aumentando el pH de la sangre.
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Problema 4: Dinitrofenol
El dinitrofenol (DNP) es un agente desacoplante, porque tiene la capacidad de aislar el flujo de los electrones y el bombeo de H+ de la síntesis de ATP. Esto significa que la energía de la transferencia de electrones no se puede usar para la síntesis de ATP. Hace 50 años, se suministraba DNP como un fármaco para ayudar a los pacientes a perder peso.
¿Por qué tendrá ese efecto el DNP?
¿Por qué será peligroso su uso?
A. El desacoplamiento de la cadena de transporte electrónico debe inhibir la fermentación y decrece la producción de ATP, una situación potencialmente peligrosa.
B. Si el transporte electrónico no produce ATP, entonces debe de metabolizarse mucho más azúcar para suplir las necesidades de energía. Una producción muy baja de ATP puede ser letal.
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Problemas de Metabolismo
Tutoría del problema 1: Conversión de la glucosa
La glicolisis lleva a la producción de ____________ y dos moléculas de ATP. En ausencia de oxígeno, la fermentación conduce a la producción de ______________. La glicolisis más el ciclo del ácido cítrico pueden convertir los carbonos de la glucosa hasta _________ , almacenando energía como ATP, _____________ y ___________.
Productos de la glicolisis
En la glicolisis, la glucosa de seis carbonos se transforma en dos moléculas de piruvato, cada uno con tres carbonos. El resumen de la glicolisis se presenta abajo, la glucosa se convierte en dos moleculas de piruvato, rindiendo 2 ATP y 2 NADH.
Productos de la fermentación
En la fermentación, el piruvato se descarboxila a acetaldehído, y el acetaldehído es reducido por el NADH, produciendo etanol. La fermentación ocurre en ausencia de oxígeno, y está diseñada para regenerar el NAD+ y que la glicolisis pueda continuar. Nótese que en ausencia de oxígeno el NADH no puede generar energía.
Productos de la glicolisis + el ciclo del ácido cítrico
La glicolisis produce dos moléculas de piruvato por cada molécula de glucosa. En presencia de oxígeno (condiciones aeróbicas), el piruvato entra en la mitocondria y es metabolizado a CO2 y H2O en el ciclo del ácido cítrico. Una combinación de la glicolisis y del ciclo del ácido cítrico oxida la glucosa a CO2 produciendo ATP y reduciendo los transportadores de electrones a NADH y FADH2. La reacción que se recoge mas abajo resume las acciones de la glicolisis y del ácido cítrico.
RESPUESTA =
B. piruvato, ácido láctico, CO2, NADH, FADH2
En la glicolisis, la glucosa de seis carbonos se transforma en dos moléculas de piruvato, cada una con tres carbonos. En la fermentación, el piruvato es reducido por NADH hasta ácido láctico. En el ciclo del ácido cítrico, los carbonos de la glucosa se convierten a CO2 y los átomos de H son usados para reducir a NAD+ y FAD formando NADH y FADH2.
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Tutoría del problema 2: Productos de la glicolisis
En el final de la glicolisis, cada molécula de glucosa ha rendido 2 moléculas de _______, 2 moléculas de ________, y un total de 2 moléculas de _________.
Moléculas que intervienen en la glicolisis
La glicolisis es una serie de 10 reacciones que requieren dos moléculas de ATP para convertir la glucosa a intermedios activados, seguida de la ruptura y conversión a dos moléculas de piruvato. La ecuación que se recoge debajo muestra que el proceso produce 2 NADH y 4 ATP para un rendimiento neto de 2 ATP.
RESPUESTA =
D. piruvato; NADH; ATP
La glicolisis es la conversión de glucosa a dos moléculas de piruvato, rindiendo un total de 2 ATP y 2 NADH. Recuérdes que se necesitan 2 ATP para iniciar la glicolisis y se producen 4 ATP en la ruta, dando una ganancia neta de 2 ATP.
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Problema 3: Trematol
El trematol es un veneno metabólico derivado de una planta venenosa llamada raíz blanca de serpiente. Las vacas se comen esta planta concentrando el veneno en su leche. El veneno inhibe las enzimas hepáticas que convierten el ácido láctico en otros compuestos metabólicos.
¿Por qué el ejercicio físico aumenta los síntomas del envenenamiento por trematol?
¿Por qué desciende el pH de la sangre en las personas que han ingerido trematol?
¡Correcto! A. El ejercicio físico provoca el incremento de la producción de ácido láctico por la fermentación, y la sobreproducción de ácido láctico desciende el pH de la sangre cuando las enzimas hepáticas están bloqueadas.
Durante el ejercicio, nuestros músculos producen ácido láctico desde el piruvato por fermentación, consiguiendo la regeneración del NAD+ para continuar la producción de ATP por la glicolisis. Como el metabolismo del ácido láctico es bloqueado por tremetol, el ácido sobreproducido sale a la sangre, descendiendo su pH.
B. El ejercicio físico aumenta el metabolismo, y la cadena de transporte electrónico, bombea H+ fuera de la mitocondria aumentando el pH de la sangre.
Tutoría del problema 3: Trematol
El trematol es un veneno metabólico derivado de una planta venenosa llamada raíz blanca de serpiente. Las vacas se comen esta planta concentrando el veneno en su leche. El veneno inhibe las enzimas hepáticas que convierten el ácido láctico en otros compuestos metabólicos.
¿Por qué el ejercicio físico aumenta los síntomas del envenenamiento por trematol?
¿Por qué desciende el pH de la sangre en las personas que han ingerido trematol?
Fermentación y pH de la sangre
El ácido láctico se produce en nuestras células en ausencia de suficiente oxígeno, en un proceso llamado fermentación. Nuestros músculos en particular usan la transformación del piruvato en acido láctico para regenerar el NAD+ desde el NADH formado en la glicolisis, y asi poder continuar la producción de ATP por la glicolisis.
La sobreproducción de ácido láctico simula un envenenamiento por trematol. El ejercicio incrementa la producción de ácido láctico por nuestros músculos, y una incapacidad para metabolizar el ácido láctico en nuestro hígado a causa del tremetol puede acabar en un sobrenivel de ácido láctico en nuestra sangre, descendiendo el pH.
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Problema 4: Dinitrofenol
El dinitrofenol (DNP) es un agente desacoplante, porque tiene la capacidad de aislar el flujo de los electrones y el bombeo de H+ de la síntesis de ATP. Esto significa que la energía de la transferencia de electrones no se puede usar para la síntesis de ATP. Hace 50 años, se suministraba DNP como un fármaco para ayudar a los pacientes a perder peso.
¿Por qué tendrá ese efecto el DNP?
¿Por qué será peligroso su uso?
A. El desacoplamiento de la cadena de transporte electrónico debe inhibir la fermentación y decrece la producción de ATP, una situación potencialmente peligrosa.
B. ¡Correcto! Si el transporte electrónico no produce ATP, entonces debe de metabolizarse mucho más azúcar para suplir las necesidades de energía. Una producción muy baja de ATP puede ser letal.
En la fosforilación oxidativa, el flujo de electrones desde el NADH y el FADH2 hasta el oxígeno conduce al bombeo de H+ desde la matriz hacia el espacio intermembranoso. Este gradiente de H+ puede producir ATP cuando pasa a través de la ATP sintasa en la membrana mitocondrial interna. El dinitrofenol disipa el gradiente de H+, reduciendo la producción de ATP. Bajo estas codiciones, los alimentos que se comen no se usan para producir ATP, lo que hace perder peso. Sin embargo, un exceso de inhibidor puede rebajar demasiado el nivel de ATP hasta un límite incompatible con la vida. La diferencia entre la pérdida de peso y la muerte está solo en una pequeña diferencia en la concentración de dinitrofenol, por lo que este compuesto es peligroso.
Tutoría del problema 4: Dinitrofenol
El dinitrofenol (DNP) es un agente desacoplante, porque tiene la capacidad de aislar el flujo de los electrones y el bombeo de H+ de la síntesis de ATP. Esto significa que la energía de la transferencia de electrones no se puede usar para la síntesis de ATP. Hace 50 años, se suministraba DNP como un fármaco para ayudar a los pacientes a perder peso.
¿Por qué tendrá ese efecto el DNP?
¿Por qué será peligroso su uso?
Dinitrofenol y metabolismo
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En la fosforilación oxidativa, el flujo de electrones desde el NADH y el FADH2 hasta el oxígeno conduce al bombeo de H+ desde la matriz hacia el espacio intermembranoso.
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Este gradiente de H+ puede producir ATP cuando pasa a través de la ATP sintasa en la membrana mitocondrial interna.
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El dinitrofenol disipa el gradiente de H+, reduciendo la producción de ATP.
Bajo estas codiciones, los alimentos que se comen no se usan para producir ATP, lo que hace perder peso.
Sin embargo, un exceso de inhibidor puede rebajar demasiado el nivel de ATP hasta un límite incompatible con la vida.
La diferencia entre la pérdida de peso y la muerte está sólo en una pequeña diferencia en la concentración de dinitrofenol, por lo que este compuesto es peligroso.
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Problemas
Problema 5: Efecto del pH sobre la mitocondria
Si se aislan mitocondrias y se sitúan en un tampón de pH muy bajo, las mitocondrias comienzan a producir ATP. ¿Por qué?
A. El pH bajo aumenta la concentración de bases que causa el bombeo de H+ a través de la membrana interna, induciendo la producción de ATP.
B. La alta concentración de ácido en la cara externa de la mitocondria provoca un aumento de H+ en el espacio intermembranoso lo que provoca un incremento en la producción de ATP por la ATP sintasa.
C. El bajo pH aumenta la concentración de ácido en la matriz mitocondrial, una condición que normalmente causa producción de ATP.
D. El bajo pH aumenta la concentración de OH- en la matriz, lo que provoca la producción de ATP por la ATP sintasa.
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Problema 6: Producción de ácido láctico
Se ha encontrado un nuevo fármaco que reduce la hepatitis vírica tipo B.
El fármaco es un análogo de una de las bases de los nucleotidos que forman el DNA y probablemente opera siendo incorporado en el virus e interrumpiendo los genes virales durante la replicación del DNA viral.
Sin embargo, los pacientes que fueron sometidos a la prueba clínica del fármaco comenzaron a sufrir una sobreproducción de ácido láctico que les llevo a la muerte por fallo hepático. La explicación correcta para este problema es:
A. La incorporación del fármaco en el DNA mitocondrial interrumpe la capacidad de la mitocondria para generar ATP.
B. El virus con mutaciones debe sobreproducir ácido láctico.
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roblemas de Metabolismo
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Problema 5: Efecto del pH sobre la mitocondria
Si se aislan mitocondrias y se sitúan en un tampón de pH muy bajo, las mitocondrias comienzan a producir ATP. ¿Por qué?
A. El pH bajo aumenta la concentración de bases que causa el bombeo de H+ a través de la membrana interna mitocondrial, induciendo la producción de ATP.
¡Correcto! = B. La alta concentración de ácido en la cara externa de la mitocondria provoca un aumento de H+ en el espacio intermembranoso lo que provoca un incremento en la producción de ATP por la ATP sintasa.
La producción mitocondrial de ATP requiere un gradiente de concentración de H+, con una alta concentración en el espacio intermembranoso y una baja concentración en la matriz. La membrana interna es impermeable a los H+, pero la membrana externa mitocondrial sí es permeable al paso de los H+. Así, situando a las mitocondrias en un tampón de pH bajo se produce un gradiente de H+ que puede generar ATP a través de la ATP sintasa.
C. El bajo pH aumenta la concentración de ácido en la matriz mitocondrial, una condición que normalmente causa producción de ATP.
D. El bajo pH aumenta la concentración de OH- en la matriz, lo que provoca la producción de ATP por la ATP sintasa.
Tutoría del problema 5: Efecto del pH sobre la mitocondria
Si se aislan mitocondrias y se sitúan en un tampón de pH muy bajo, las mitocondrias comienzan a producir ATP. ¿Por qué?
Permeabilidad de la membrana exterior
La producción mitocondrial de ATP requiere un gradiente de concentración de H+, con una alta concentración en el espacio intermembranoso y una baja concentración en la matriz. La membrana interna es impermeable a los H+, pero la membrana externa mitocondrial si es permeable al paso de los H+ .
Así, situando a las mitocondrias en un tampón de pH bajo se produce un gradiente de H+ que puede generar ATP a través de la ATP sintasa.
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Problema 6: Producción de ácido láctico
Se ha encontrado un nuevo fármaco que reduce la hepatitis vírica tipo B. El fármaco es un análogo de una de las bases de los nucleotidos que forman el DNA y probablemente opera siendo incorporado en el virus e interrumpiendo los genes virales durante la replicación del DNA viral. Sin embargo, los pacientes que fueron sometidos a la prueba clínica del fármaco comenzaron a sufrir una sobreproducción de ácido láctico que les llevo a la muerte por fallo hepático. La explicación correcta para este problema es:
¡Correcto! = A. La incorporación del fármaco en el DNA mitocondrial interrumpe la capacidad de la mitocondria para generar ATP.
El concepto clave es que el ácido láctico se produce sólo cuando se realiza ejercicio en los músculos o cuando la función mitocondrial está inhibida. La drástica sobreproducción de ácido láctico y el fallo hepático causado por el fármaco, que simula la función de un nucleótido, debe ocurrir sólo si este análogo es incorporado en el DNA mitocondrial, interrumpiendo la función mitocondrial. Trágicamente, esto es exactamente lo que sucede en este caso.
B. El virus con mutaciones debe sobreproducir ácido láctico.
Tutoría del problema 6: Producción de ácido láctico
¿Por qué tiene lugar la fermentación?
La sobreproducción de ácido láctico es consecuencia de que la fermentación ocurre en gran proporción. Sabiendo que el fármaco puede interferir con la replicación del DNA, parece lógico concluir que el fármaco ha interferido con el DNA mitocondrial y afecta a la producción normal de ATP.
Si se interfiere la capacidad para producir ATP en la mitocondria, el ATP debe producirse fuera de la mitocondria, a través de la fermentación que tiene lugar en el citosol. Aunque el uso de la fermentación es normal para el organismo, especialmente por las células musculares durante el ejercicio físico fuerte, la fermentación es una respuesta temporal que no puede ser mantenida en el tiempo en humanos.
En el caso de los pacientes del ensayo clínico, la exposición continuada al fármaco afecta seriamente al DNA mitocondrial, incapacitando a un gran número de mitocondrias para producir ATP. La producción de ácido láctico por la fermentacion será continuada y eventualmente colapsa el hígado.
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Problemas 7-8
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Problema 7: Relacion piruvato/lactato
Explique por qué las células en condiciones anaeróbicas la relación piruvato/ lactato es mucho menor que 1 mientras que bajo condiciones aeróbicas la razón piruvato/ lactato es mucho mayor que 1.
A. El lactato se produce a partir del piruvato sólo en condiciones anaeróbicas
B. Bajo condiciones anaeróbicas el piruvato es convertido a dióxido de carbono
C. En condiciones anaeróbicas, el piruvato es convertido a glucosa usando la energía luminosa
D. El lactato es el aceptor electrónico terminal bajo condiciones aeróbicas
E. El piruvato es transportado dentro de la mitocondria bajo condiciones anaeróbicas
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Problema 8: Mitocondrias
¿Cuál de los siguientes enunciados acerca de la mitocondria es falso?
A. Contienen una membrana externa y otra interna.
B. La región encerrada en la membrana interna se denomina matriz.
C. Contienen DNA y ribosomas.
D. Son un lugar importante para la producción de energía en las células.
E. Contienen membranas tilacoides internas apiladas
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Respuestas
Tutoría del problema 7: Relación piruvato/lactato
Explique por qué en las células, en condiciones anaeróbicas, la relación piruvato/ lactato es mucho menor que 1, mientras que bajo condiciones aeróbicas la razón piruvato/ lactato es mucho mayor que 1.
A. El lactato es producido desde el piruvato sólo en condiciones anaeróbicas.
B. Bajo condiciones anaeróbicas el piruvato es convertido a dióxido de carbono.
C. En condiciones anaeróbicas, el piruvato es convertido a glucosa usando la energía luminosa.
D. El lactato es el aceptor electrónico terminal bajo condiciones aeróbicas.
E. El piruvato es transportado dentro de la mitocondria bajo condiciones anaeróbicas.
Condiciones anaeróbicas y producción de ácido láctico
La vía glicolítica produce piruvato, que en presencia de oxígeno será después metabolizado en el ciclo del ácido cítrico para producir NADH y FADH2 , que alimentarán la fosforilación oxidativa en la mitocondria. Normalmente, el ácido láctico descenderá bajo estas condiciones.
En ausencia de oxígeno (anaeróbicas), el piruvato puede ser convertido a ácido láctico, la única reacción que puede regenerar NAD+ para que pueda continuar la glicolisis. La producción de ácido láctico solo bajo condiciones anaeróbicas explica porque la razón piruvato/lactato es mucho menor que 1 en células anaeróbicas y mucho mayor que 1 en condiciones aeróbicas.
RESPUESTA:
A. El lactato se produce a partir del piruvato sólo en condiciones anaeróbicas.
La vía glicolítica produce piruvato, que en presencia de oxígeno será después metabolizado en el ciclo del ácido cítrico para producir NADH y FADH2 , que alimentarán la fosforilación oxidativa en la mitocondria. Normalmente, el ácido láctico descenderá bajo estas condiciones. En ausencia de oxígeno (anaeróbicas), el piruvato puede ser convertido a ácido láctico, la única reacción que puede regenerar NAD+ para que pueda continuar la glicolisis. La producción de ácido láctico, solo bajo condiciones anaeróbicas, explica porque la razón piruvato/lactato es mucho menor que 1 en células anaeróbicas y mucho mayor que 1 en condiciones aeróbicas.
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Tutoría del problema 8: Mitocondrias
¿Cuál de los siguientes enunciados acerca de la mitocondria es falso?
A. Contienen una membrana externa y otra interna.
B. La región encerrada en el interior de la membrana interna se denomina matriz.
C. Contienen DNA y ribosomas.
D. Son un lugar importante para la producción de energía.
E. Contienen membranas tilacoides internas apiladas.
Características de las mitocondrias
Las mitocondrias tienen dos membranas, interna y externa. La membrana interna esta replegada en crestas y contiene los sistemas transportadores de electrones y de la fosforilación oxidativa; esta función es la que mantiene la síntesis de ATP.
La región limitada por la membrana interna se llama matriz. En ese lugar es donde el piruvato es oxidado a acetil-CoA y donde tienen lugar todas las reacciones del ciclo del ácido cítrico.
Los ribosomas están localizados en tres lugares en la célula, uno de ellos es la mitocondria. También estan presentes en el retículo endoplásmico y en el citoplasma.
Las membranas tilacoides apiladas no están presentes en la mitocondria. Se apilan formando granas dentro de los plástidos, tales como los cloroplastos, y están implicadas en la fotosíntesis. Las membranas tilacoides tienen una función similar a la membrana interna mitocondrial. Es donde está situada la ATP sintasa en plantas.
RESPUESTA:
E. Contienen membranas tilacoides internas apiladas.
Las membranas tilacoides apiladas (grana) existen sólo en los plastos, tales como los cloroplastos, no en la mitocondria.
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Problemas 9-10
Problema 9: Cadena de transporte electrónico
La cadena de transporte electrónico está localizada predominantemente en:
A. la membrana exterior mitocondrial|
B. el espacio intermembranoso de la mitocondria
C. la membrana interna de la mitocondria
D. la matriz mitocondrial
E. el citoplasma de las células
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Problema 10: El pH durante el transporte electrónico
¿Qué compartimento celular alcanza una fuerte acidez (alta concentración de iones hidrógeno y bajo valor de pH) durante el transporte electrónico mitocondrial?
A. Estroma mitocondrial
B. Citoplasma
C. Reticulo endoplásmico
D. Espacio entre las membranas mitocondriales, interna y externa
E. Membranas mitocondriales
Respuestas...
Tutoría del problema 9: Cadena de transporte electrónico
La cadena de transporte electrónico está localizada predominantemente en:
A. la membrana externa mitocondrial
B. el espacio intermembranoso de la mitocondria
C. la membrana interna de la mitocondria
D. la matriz mitocondrial
E. el citoplasma de las células
La membrana interna de la mitocondria
La membrana interna de la mitocondria contiene las proteínas de los transportadores de la cadena electrónica y es la barrera que permite la formación del gradiente de H+ para la producción de ATP a través de la ATP sintasa.
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RESPUESTA:
C. ) la membrana interna de la mitocondria
La membrana interna de la mitocondria contiene las proteínas de los transportadores de la cadena electrónica y es la barrera que permite la formación del gradiente de H+ para la producción de ATP a través de la ATP sintasa.
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Tutoría del problema 10: El pH durante el transporte electrónico
¿Qué compartimento celular alcanza una fuerte acidez (alta concentración de iones hidrógeno y bajo valor de pH) durante el transporte electrónico mitocondrial?
Espacio intermembranoso de la mitocondria
El transporte de electrones se produce cuando el NADH y el FADH2 donan electrones a los complejos en la membrana interna mitocondrial. Los electrones fluyen a través de los complejos y son eventualmente donados al oxígeno para formar agua.
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Este proceso bombea protones (H+) hacia el espacio intermembranoso. El gradiente formado (alta concentración de protones en el espacio intermembranas y baja concentración en la matriz mitocondrial) provoca un flujo de electrones a través de la ATP sintasa situada en la membrana interna para la produccion de ATP.
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Tutorial del Problema 10: El pH durante el transporte electrónico
¿Qué compartimento celular alcanza una fuerte acidez (alta concentración de iones hidrógeno y bajo valor de pH) durante el transporte electrónico mitocondrial?
A. Estroma mitocondrial
B. Citoplasma
C. Retículo endoplásmico
RESPUESTA:
D.- Espacio entre las dos membranas mitocondriales, interna y externa
El transporte de electrones produce una alta concentración de H+ (bajo valor de pH) en el espacio intermembranoso de la mitocondria.
E. Membranas tilacoides
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Problemas 11-12
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Problema 11: Fermentación
En ausencia de oxígeno, la principal función de la fermentación es:
A. producir amino acidos para la síntesis de proteínas
B. generar un gradiente de protones pata la síntesis del ATPs
C. oxidar la glucosa para generar transportadores de electrones reducidos
D. generar alcohol para bebidas
E. regenerar NAD+ desde NADH para asegurar que la glicolisis continue
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Problema 12: Hexoquinasa
En la primera reacción de la glicolisis, la enzima hexoquinasa usa ATP para transferir un grupo fosfato a la glucosa y formar glucosa-6-fosfato.
El producto continúa la glicolisis para ser oxidado a piruvato, precursor del acetil-CoA que se oxidará en el ciclo del ácido cítrico.
Suponer que una célula dispone sólo de glucosa para obtener energía y que la actividad hexoquinasa es de repente parada en esta célula.
¿Cuál de las siguientes condiciones se producirá?
A. La célula continuará produciendo energía mediante el transporte electrónico mitocondrial.
B. La célula continuará produciendo ATP mediante el ciclo del ácido cítrico.
C. La célula será finalmente incapaz de producir ATP.
D. La célula estará forzada a disparar la fermentación para producir ATP.
E. El consumo de oxígeno por la célula estará incrementado
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Respuestas...
Problemas de Metabolismo
Tutoría del problema 11: Fermentación
En ausencia de oxígeno, la principal función de la fermentación es:
A. producir aminoácidos para la síntesis de proteínas
B. generar un gradiente de protones para la síntesis del ATP
C. oxidar la glucosa para generar transportadores de electrones reducidos
D. generar alcohol para bebidas
E. regenerar NAD+ desde NADH para asegurar que la glicolisis continúe
El objetivo de la fermentación
La fermentación permite continuar a la glicolisis mediante la regeneración del NAD+ desde el NADH. El NAD+ es limitante y debe estar disponible para conseguir la continuación de la degradación glicolítica de la glucosa, que es la fuente de ATP en condiciones anaeróbicas.
Respuesta correcta - E. regenerar NAD+ desde NADH para asegurar que la glicolisis continúe
La fermentación permite continuar a la glicolisis por la regeneración del NAD+ desde el NADH. El NAD+es limitante y debe estar disponible para conseguir la continuación de la degradación glicolítica de la glucosa, que es la fuente de ATP en condiciones anaeróbicas.
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Tutoría del problema 12: Hexoquinasa
En la primera reacción de la glicolisis, la enzima hexoquinasa usa ATP para transferir un grupo fosfato a la glucosa y formar glucosa-6-fosfato. El producto continúa la glicolisis para ser oxidado a piruvato, precursor del acetil-CoA que se oxidará en el ciclo del ácido cítrico. Suponer que una célula tiene solo glucosa disponible para energía y que la actividad hexoquinasa es de repente parada en esta célula. ¿Cuál de las siguientes condiciones se producirá?
El papel de la hexoquinasa en la producción de ATP
La glicolisis debe tener lugar para que se produzca ATP, independientemente de que sea la fermentación o el ciclo del ácido cítrico lo que continúe el metabolismo del piruvato. Puesto que la hexoquinasa está implicada en la primera reacción glicolítica, si su actividad es bloqueada, la célula no puede continuar la producción de ATP por ninguna de las vías.
En la primera reacción de la glicolisis, la enzima hexoquinasa usa ATP para transferir un grupo fosfato a la glucosa y formar glucosa-6-fosfato. El producto continúa la glicolisis para ser oxidado a piruvato, precursor del acetil-CoA que se oxidará en el ciclo del ácido cítrico. Suponer que una célula dispone sólo de glucosa para obtener energía y que la actividad hexoquinasa es de repente parada en esta célula.
¿Cuál de las siguientes condiciones se producirá?
A. La célula continuará produciendo energía mediante el transporte electrónico mitocondrial
B. La célula continuará produciendo ATP mediante el ciclo del ácido cítrico.
Respuesta correcta - C. La célula será finalmente incapaz de producir ATP
Porque la producción de energía requiere que la glucosa primero se metabolice por la glicolisis para que después el piruvato pueda incorporarse al ciclo del ácido cítrico; la pérdida de hexoquinasa puede bloquear la producción de ATP en la célula.
D. La célula estará forzada a disparar la fermentación para producir ATP.
E. El consumo de oxígeno por la célula estará incrementado.
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Problemas 13-14-15
Problema 13: Almacenamiento de la energía útil
Cómo resultado de la glicolisis, oxidación del piruvato y ciclo del ácido cítrico, sólo una pequeña parte de la energía de la glucosa se ha convertido en ATP. En este punto, la mayoría de la energía útil está contenida en:
A. NAD+ y FAD transportadores de electrones oxidados
B. dióxido de carbono
C. piruvato
D. acetil-coenzima A
E. NADH y FADH2 transportadores de electrones reducidos
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Problema 14: Aceptor terminal de electrones
El último aceptor de electrones durante la respiración mitocondrial es:
A. H2O
B. NAD+
C. FAD
D. ATP
E. O2
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Problema 15: Metabolismo durante un infarto de miocardio
Durante un infarto de miocardio, el flujo sanguineo a través del músculo cardiaco se interrumpe por bloqueo de un arteria coronaria. ¿Cómo se puede esperar que cambie el metabolismo en el corazón?
A. la fosforilación oxidativa bajará lentamente en las mitocondrias
B. la velocidad de producción de ácido láctico debe de estar estimulada
C. el uso de glucosa por el tejido muscular debería incrementarse
D. la producción de agua por la mitocondria será inhibida
E. todos ellos son los cambios metabólicos esperados
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Respuestas...
Problema 13: Almacenamiento de la energía útil
Como resultado de la glicolisis, la oxidación del piruvato y ciclo del ácido cítrico, sólo una pequeña parte de la energía de la glucosa se ha convertido en ATP. En este punto, la mayoría de la energía útil está contenida en:
A. transportadores de electrones oxidados NAD+ y FAD
B. dióxido de carbono
C. piruvato
D. acetil-coenzima A
RESPUESTA CORRECTA = E. transportadores de electrones reducidos NADH y FADH2
La fosforilación oxidativa produce la mayoría de la energía generada en la célula. La combinación de la glicolisis y el ciclo del ácido cítrico sólo rinde 4 ATP. La mayoría de la energía es almacenada en los transportadores de electrones NADH y FADH2.
TUTORIA
Tutoría del problema 13: Almacenamiento de la energía útil
Energía útil después del ciclo del ácido cítrico
La fosforilación oxidativa produce la mayoría de la energía generada en la célula. La combinación de la glicolisis y el ciclo del ácido cítrico sólo rinde 4 ATP. La mayoría de la energía se almacena en los transportadores de electrones NADH y FADH2. La fosforilación oxidativa puede producir 3 ATP por cada NADH y 2 ATP por cada FADH2.
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Problema 14: Aceptor terminal de electrones
El último aceptor de electrones durante la respiración mitocondrial es:
A. H2O
B. NAD+
C. FAD
D. ATP
RESPUESTA CORRECTA = E. O2
El transporte de electrones en la membrana interna mitocondrial se produce a través de una serie de complejos proteicos que reciben los electrones desde NADH y FADH2. La transferencia de electrones a través de los complejos proteicos conlleva un bombeo de protones desde el interior mitocondrial hasta el espacio intermembranoso, y los electrones finalmente son aceptados por el oxígeno, que se reduce a agua.
Tutoría del problema 14: Aceptor terminal de electrones
El último aceptor de electrones durante la respiración mitocondrial es:
E. O2
El transporte electrónico en la membrana interna mitocondrial
El transporte de electrones in la membrana interna mitocondrial se produce a traves de una serie de complejos proteicos que reciben los electrones desde NADH y FADH2. La transferencia de electrones a través de los complejos proteicos conlleva un bombeo de protones desde el interior mitocondrial hasta el espacio intermembranoso, y los electrones finalmente son aceptados por el oxígeno, que se reduce a agua.
El significado de que sea el O2 el último aceptor de electrones
Nuestra principal razón para respirar es tomar oxígeno para que actúe como último aceptor de electrones en la respiración celular. El agua producida representa alrededor de 1/3 de nuestras necesidades por día. El resto del agua necesaria debe ser provista a través de la alimentación o la bebida. Cualquier reducción en el oxígeno en nuestro organismo restringe severamente nuestra capacidad de producir ATP.Nuestros cerebros carecen de la ruta fermentativa y, por ello, son particularmente sensibles a la deficiencia de oxígeno.
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Todas son muy buenas, pero esta que sigue es una muy bonita pregunta!
Problema 15: Metabolismo durante un infarto de miocardio
Durante un infarto de miocardio, el flujo sanguineo a través del músculo cardiaco se interrumpe por bloqueo de un arteria coronaria.
¿Cómo se puede esperar que cambie el metabolismo en el corazón?
A. la fosforilación oxidativa bajará lentamente en las mitocondrias
B. la velocidad de producción de ácido láctico debe de estar estimulada
C. el uso de glucosa por el tejido muscular debería incrementarse
D. la producción de agua por la mitocondria será inhibida
RESPUESTA CORRECTA = E. todos ellos son los cambios metabólicos esperados
Las arterias portan sangre oxigenada. Si el flujo de sangre a través de las arterias coronarias en el corazón está bloqueada, el corazón está siendo privado de oxígeno. Todas las observaciones expresadas arriba son efectos que cabe esperar cuando hay un insuficiente aporte de oxígeno a las células, que provoca un descenso de la respiración celular y, en consecuencia, un aumento de las reacciones de fermentación.
Tutoría del problema 15: Metabolismo durante un infarto de miocardio
Effectos de un infarto de miocardio sobre el metabolismo del corazón
Reduciendo el flujo de sangre en el corazón se restringe la liberación de oxígeno. Este hecho aminora la fosforilación oxidativa en las mitocondrias, requiriendo que las células pongan en marcha las reacciones fermentativas para obtener ATP, produciendo ácido láctico para regenerar el NAD+ para que la glicolisis continue. Puesto que la glicolisis produce escaso ATP, el aporte de glucosa necesario para incrementar la energía consume las reservas de glucógeno. El agua se produce cuando el oxígeno es el último aceptor de electrones. Así, sin oxígeno la producción de agua desde el transporte electrónico está severamente inhibida.
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Problemas 16 y 17...
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Problema 16: Producción de ATP
La mayor producción de ATP durante el metabolismo aerobio tiene lugar cuando los electrones se transfieren desde __________ y _____________ hacia _______________.
A. FADH2, NADH, H2O
B. O2, FADH2, NADH
C. FADH2, O2, NADH
D. NADH, O2, FADH2
E. FADH2, NADH, O2
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Problema 17: ATP sintasa
La ATP sintasa puede producir ATP usando como fuente directa de energía:
A. energía desde la conversión de glucosa a piruvato
B. energía desde la oxidación de piruvato para producir CO2 y H2O
C. energía desde un gradiente de protones establecido en la mitocondria
D. energía derivada desde la ruptura de NADH y FADH2
E. energía desde el metabolismo de aminoácidos
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Respuestas..
Problema 16: Producción de ATP
La mayor producción de ATP durante el metabolismo aerobio tiene lugar cuando los electrones se transfieren desde __FADH2__ y __NADH__ hacia __O2__.
A. FADH2, NADH, H2O
B. O2, FADH2, NADH
C. FADH2, O2, NADH
D. NADH, O2, FADH2
RESPUESTA CORRECTA: E. FADH2, NADH, O2
Tutoría del problema 16: Producción de ATP
La mayor producción de ATP durante el metabolismo aerobio tiene lugar cuando los electrones se transfieren desde __FADH2__ y __NADH__ hacia __O2__
Después del ciclo del ácido cítrico, la mayoría de la energía se almacena en los transportadores de electrones reducidos, NADH y FADH2. Los electrones de los coenzimas reducidos son donados a la cadena de transporte electrónico en la membrana interna mitocondrial y son transferidos finalmente al oxígeno, que se reduce a agua. El gradiente de protones que se produce durante este proceso puede generar ATP por su paso a través de ATP sintasa asociada a la membrana interna mitocondrial.[/b]
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Problema 17: ATP sintasa
La ATP sintasa puede producir ATP usando como fuente directa de energía:
A. energía desde la conversión de glucosa a piruvato.
B. energía desde la oxidación de piruvato para producir CO2 y H2O.
RESPUESTA CORRECTA = C. energía desde un gradiente de protones establecido en la mitocondria
Los electrones desde el NADH y FADH2 fluyen a través de la cadena de transporte electrónica en la membrana interna mitocondrial generando un flujo de H+ hacia el espacio intermembranoso. Este gradiente de protones (gradiente de H+) pasa a través del complejo enzimático ATP sintasa situado en la membrana y es la fuente de energía productora de ATP.
D. energía derivada desde la ruptura de NADH y FADH2
E. energía desde el metabolismo de aminoácidos.
Tutoría del problema 17: ATP sintasa
La ATP sintasa puede producir ATP usando como fuente directa de energía:
Producción de ATP por ATP sintasa
Los electrones desde el NADH y FADH2 fluyen a través de la cadena de transporte electrónica en la membrana interna mitocondrial generando un flujo de H+ hacia el espacio intermembranoso.
Este gradiente de protones (gradiente de H+) pasa a través del complejo enzimático ATP sintasa situado en la membrana y es la fuente de energía productora de ATP.
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