Rutas Bioquímicas de la Energía Celular: Fotosíntesis y Respiración

Metabolismo Celular: Fotosíntesis

La fase luminosa de la fotosíntesis es el proceso por el cual la energía de la luz solar se convierte en energía química en forma de ATP y NADPH. Esta fase ocurre en los tilacoides de los cloroplastos y se divide en dos etapas principales:

1. Fotosistema II

   La luz es absorbida por los pigmentos fotosintéticos (clorofila a y otros pigmentos) en el Fotosistema II, lo que provoca la excitación de electrones. Estos electrones son transferidos a una cadena de transporte de electrones, generando un gradiente de protones a través de la membrana tilacoidea.

2. Fotosistema I

   La luz también es absorbida por los pigmentos fotosintéticos en el Fotosistema I, lo que provoca la excitación de electrones. Estos electrones son utilizados para reducir el NADP⁺ a NADPH.

Fase Oscura (Ciclo de Calvin)

• Proceso que ocurre en el estroma de los cloroplastos.
• Utiliza el ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa para convertir el CO₂ en glucosa.
• No requiere luz directa.

Respiración Celular y Mitocondria (Clave de Respuestas)

Identificación de Componentes Mitocondriales y Procesos

Mitocondria. (0.2 p).

• Número 1: Ciclo de Krebs. (0.2 p).
• Números 2, 3, 4, 5 y 6: Cadena de transporte electrónico. (0.2 p).
• Letra Y: NADH. (0.2 p).
• Letra W: Oxígeno (O₂). (0.2 p).
• Consecuencia de la insuficiencia del compuesto W (Oxígeno): Se inhibiría la respiración celular. (0.2 p).

Fosforilación Oxidativa

• b) Número 7: El complejo ATP-sintetasa. (0.2 p).
• Interviene en la: Fosforilación oxidativa. (0.2 p).
• Letra X: Protones (H⁺). (0.2 p).
• Letra B: La molécula generada es ATP. (0.2 p).

PREGUNTA 6: Conceptos Fundamentales del Metabolismo

1. Fotosíntesis (0,2 p.). Organismos: Plantas, bacterias y protistas fotosintéticos (0,2 p.).
2. Fases: Fase luminosa y fase oscura (0,2 p.).
3. Localización: Membranas tilacoidales, estroma (0,4 p.).
4. Reactivos/Productos:
   • 1: Oxígeno;
   • 2: NADP⁺;
   • 3: ATP;
   • 4: CO₂;
   • 5: Ciclo de Calvin;
   • 6: Gliceraldehído 3-fosfato (0,6 p.).
5. Destino de los productos: Fuente de energía, transformación en polímeros más complejos de reserva energética, formación de moléculas estructurales, etc. (válido cualquier destino correcto) (0,4 p.).

Detalle de la Respiración Mitocondrial

Identificación de Estructuras Mitocondriales

• A: Espacio intermembranoso.
• B: Membrana mitocondrial interna.
• C: Matriz mitocondrial (0,6 p).

B) Transporte Electrónico

Los electrones procedentes de procesos anteriores son cedidos desde los transportadores NADH y FADH₂ hasta moléculas de la membrana interna mitocondrial. Estos electrones van pasando a través de la cadena de transporte electrónico cediendo energía que es aprovechada para bombear H⁺, contra el gradiente de concentración, desde la matriz al espacio intermembrana. Los electrones son cedidos finalmente al O₂ formando H₂O (0,6 p).

C) Hipótesis Quimiosmótica y Síntesis de ATP

Los H⁺ se acumulan en el espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico entre el espacio intermembrana y la matriz. Los protones vuelven a favor del gradiente hasta la matriz a través de una ATPasa (ATP-sintetasa), lo que produce la fosforilación de ADP para formar ATP (0,6 p). Hipótesis quimiosmótica (0,1 p).

Otros Procesos Metabólicos: Fermentación

Fermentación Alcohólica

1. Proceso: Fermentación alcohólica.
2. Ecuación: Glucosa → Etanol y CO₂ (el CO₂ provoca el aumento de volumen).
3. Productos industriales: Pan y vino.
4. Organismo clave: Levaduras (Saccharomyces cerevisiae).

Enzimología: Mecanismo de Acción

1. Naturaleza química: Proteínas.
2. Identificación de componentes:
   • A: Sustrato,
   • B: Enzima,
   • C y D: Productos.
3. Región de unión: Sitio activo.
4. Mecanismo: El sustrato (A) se une al sitio activo, se transforma químicamente y se libera como productos (C y D).