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MADRID / SEPTIEMBRE 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCIÓN A/ ACTIVIDAD 5

OPCIÓN A
5.- Sobre la respiración celular:
a) Indique, razonando la respuesta, si es un proceso anabólico o catabólico (0,5 puntos).
b) Enumere sus etapas, describa brevemente cada una de ellas e indique su localización en la célula y a nivel de orgánulo (0,75 puntos).
c)Explique las diferencias entre fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa. ¿En qué etapa o etapas de la respiración celular se produce la fosforilación a nivel de sustrato? (0,75 puntos).
a) Es un proceso catabólico, porque a través de los procesos catabólicos las moléculas orgánicas complejas se van degradando en otras más sencillas.
A lo largo de esta degradación se libera energíaque forma ATP Las reacciones catabólicas son procesos de oxidación reducción en los que intervienen generalmente enzimas deshidrogenasas. Las moléculas se van oxidando, es decir, perdiendo electrones.

b)Consta del ciclo de krebs y la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa asociada a esta última, Se producen tanto en célula vegetal como animal en la mitocondrias. El ciclo de krebs serealiza en la matriz mitocondrial; la cadena respiratoria se produce en las crestas mitocondriales.
Ciclo de Krebs:
Se inicia con la incorporación al ciclo del Acetil-CoA procedente de la glucosa, al ácido oxalacético, formándose ácido cítrico (3 grupos carboxilo).
Cada vuelta del ciclo consume un grupo acetilo y regenera ácido oxalacético que puede iniciar otra vez el ciclo. Se genera 1GTP,3NADH, 1FAD.
Para oxidar 1 molécula de glucosa se necesitan 2 vueltas del ciclo, ya que de cada glucosa se obtienen 2 Acetil-CoA.
El balance final del ciclo de Krebs es:

2 Acetil-CoA + 6NAD+ + 2GDP+ Pi + 2FAD  2 CoA-SH

6NADH+H+ + 2GTP + 2FADH2 + 2CO2

Cadena respiratoria
La mayor parte de la energía liberada se encuentra en los e- altamente energéticos del NADH y el FADH2 .
Estose- pasan a través de la cadena respiratoria ( con tres complejos enzimáticos), liberando energía suficiente para la síntesis de ATP. El conjunto de estos procesos recibe el nombre de “Fosforilación oxidativa”.
Los átomos de hidrógeno no son transportados como tales sino escindidos en protones y e-. Los e- van pasando por una cadena de transportadores. Empiezan en un nivel energético muy alto yterminan con un nivel energético bajo, en el cual ya pueden ser cedidos al O2 , que se combina entonces con los protones formando agua.
En la membrana mitocondrial interna se localizan 3 complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. Son:
El complejo NADH deshidrogenasa: toma e- procedentes del NADH y se los cede a la ubiquinona. En el proceso se libera energía suficiente para bombear protonesdesde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana.
El complejo citocromo b-c1 : acepta e- de la ubiquinona y los cede al citocromo c. También se bombean protones al espacio intermembrana.
El complejo citocromo oxidasa: toma e- del citocromo c y los cede al O2 que es el último aceptor de e-. También la energía liberada permite bombear protones al espacio intermembrana. El O2 acepta 4e- y secombina con 4 protones (H+).
4e- + H+ + O2  H2O
Los protones pasan del espacio intermembrana a la matriz por el proceso siguiente:
Como resultado del bombeo de protones al espacio intermembrana se ha creado un “gradiente electroquímico de protones” (eléctrico: distinta carga en el espacio intermembrana + y en la matriz -; químico por diferencia de pH, ácido en el espacio intermembrana, básicoen la matriz) entre la matriz y el espacio intermembrana.
Este gradiente electroquímico impulsa a los protones de regreso a la matriz a traves de la ATPsintetasa, de modo que la energía liberada por el flujo de protones a favor de gradiente permite la unión de ADP+Pi para formar ATP.
La función ATP sintetasa la realizan “Las particulas F”. Estas forman canales ( en la membrana de las crestas...