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Pruebas, Modelos, Ejemplos, Material de Estudio - Revisado y puesto al día -


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470 Respuesta(s) a este Tema

#81 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 21 abril 2007 - 01:42

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PROPIEDADES BIOLÓGICAS DEL DNA

En las células eucariotas, el DNA está presente en el núcleo, así como en mitocondrias y cloroplastos. En procariotas, el DNA se encuentra en el citoplasma celular. La molécula de DNA es el soporte material de los caracteres hereditarios de una especie y es trasmitida íntegramente a la progenie. Cada cromosoma eucariota contiene una sóla molécula de DNA. Su masa molecular es enorme. El peso molecular por unidad de longitud de la hélice es aproximadamente de 2 x 106 dalton por µm.

El modelo de Watson y Crick explica las propiedades biológicas del DNA:

* Resistencia a la alteración de las bases (mutación)

* Duplicación del material genético

* Transcripción de la información genética


RESISTENCIA A LA ALTERACIÓN DE LAS BASES (MUTACIÓN)

Si aparece una base incorrecta, su emparejamiento se ve impedido, y la doble hélice se altera. Estos errores pueden ser reparados por medio de diversos mecanismos celulares. En la Figura de la derecha se representa una proteína (en color azul) en pleno proceso de reemplazar una base incorrecta del DNA (de color rojo). La base correcta (en amarillo en la figura) es la que se aparea correctamente con la hebra complementaria.

dnarepair.gif

 

DUPLICACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO

Las células hijas deben tener la misma dotación genética que su progenitora. Para obtener esta duplicación exacta, basta la separación de las dos cadenas de la doble hélice progenitora (en azul en la figura de la derecha) y la síntesis de las hebras complementarias (en color rosado en la figura).

dnarep.gif

 

Pincha aquí para ver una animación sobre el experimento.

BIBLIOGRAFÍA

Breve explicación del experimento de Meselson y Stahl (en castellano) ................pdf.gif

Artículo original del experimento de Meselson y Stahl ........................................ pdf.gif

 

 



TRANSCRIPCIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

La complementariedad de bases permite a la célula sintetizar una molécula de RNAm con una secuencia complementaria a la de una de las hebras del DNA (Parte superior de la Figura). Este proceso se denomina transcripción. La molécula de RNAm recién sintetizada servirá como molde para la síntesis de proteínas en un proceso denominado traducción (Parte inferior de la Figura). Esta serie de procesos se conoce como el dogma central de la Biología.

dogma_2.gif

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Con esto damos por finalizada la transcripcion parcial de la materia que se encuentra en:


CURSO DE BIOMOLÉCULAS

Enlace

Curso orientado a estudiantes de Bioquímica y Biología Molecular realizado por Juan Manuel González Mañas, Profesor Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad del País Vasco.
La empresa Trilonet se ha encargado de resolver los problemas técnicos, y Ana Franco es la responsable del diseño gráfico.

 


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Publicación autorizada el por el autor.


Hago hincapié, eso si, que para ver algunas fórmulas animadas vale la pena abrir el enlace del Prof. J.M. González.
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Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 29 junio 2014 - 11:32
Reponer imágenes


#82 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 23 abril 2007 - 04:52

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Tipos de transporte

IPB Image

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#83 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 25 abril 2007 - 07:58

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Iniciaremos una nueva serie obtenida del Proyecto Biologico de la Universidad de Arizona. Entendemos que seria mas facil entrar al enlace directamente, pero tambien entendemos que no todos disponen de banda ancha o los visitantes trabajan desde liceos con pocas computadoras. Nuestra meta es poner al alcance de la mayoria materiales de estudio que se encuentran en los planes de la Ed. Media o en los planes de los futuros biologos, no importa si caemos a veces en redundancias.

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Traducción hecha en la Universidad de Alcalá de Henares, España
El Proyecto Biológico > Bioquímica > Fotosíntesis


Problemas de la Fotosíntesis. Bloque 1


Los objetivos de este grupo de problemas son probar la comprensión de cómo la energía luminosa se convierte a formas diversas de energía química durante la fotosíntesis, revisar las ecuaciones de las reacciones luminosas de la fotosíntesis, estudiar la ruta del transporte de electrones durante las fosforilaciones cíclica y no cíclica, y explorar el mecanismo de acoplamiento del transporte electrónico con la síntesis de ATP.

Instrucciones:

Los problemas siguientes tienen múltiples respuestas para elegir una como correcta. Las respuestas correctas están aclaradas con una breve explicación. Las incorrectas están enlazadas a una página de guía o tutoría que ayuda a entender el problema.

- Compartimentos de los cloroplastos

- Origen de la energía para la formación de ATP

- Balance de las reacciones redox

- Resultados del transporte electrónico

- Fuente general de la energía

- Eventos durante las reacciones luminosas

- Fotofosforilación cíclica

- Ecuación para la reacción luminosa

- Destino de las moléculas de pigmento excitadas

- Resultado global de la fotosíntesis

- Características del fotosistema II
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Problema 1:
Compartimentos de los cloroplastos


Las reacciones luminosas de la fotosíntesis ocurren en __________,
y las reacciones oscuras tienen lugar en __________ de los cloroplastos.

A Los citocromos, el estroma

B Las membranas tilacoides, el estroma

C Los centros de reacción, los citocromos

D El estroma, los citocromos

E Los complejos de antena, los centros de reacción

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Problema 2:
Origen de la energía para la formación de ATP


El origen de la energía específica para la reacción ADP + fosfato ATP por la enzima ATP sintasa (factor de acoplamiento CF1) en las membranas tilacoides es:

A Movimiento de electrones entre el fotosistema II y el fotosistema I.

B Oxidación del agua

C Oxidación del NADPH

D Absorción de fotones por los pigmentos de los cloroplastos

E Mayor concentración de H+ en el interior que en el exterior de las membranas tilacoides

____________________________________


Problema 3:
Balance de las reacciones redox


Durante la fotofosforilación no cíclica, el agua es oxidada y sus electrones pasan a través del fotosistema II y después a través del fotosistema I, antes de reducir a:

A el dióxido de carbono

B el NADP+

C las plastoquinonas

D el FAD

E la r ibulosa-1,5-bisfosfato


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Problema 4:
Resultados del transporte electrónico


Durante el transporte electrónico fotosintético, el compartimento interior de las membranas tilacoides consigue:

A enriquecerse en ATP

B mayor acidez que el estroma

C mayor alcalinidad que los centros de reacción

D ser el lugar donde se sintetiza glucosa

E ambas cosas, mayor acidez que el estroma y enriquecerse en ATP

_______________________________________________

Problema 5:
Fuente general de la energía


La fuente general de la energía para la fotosíntesis es:

A energía del transporte electrónico en las membranas tilacoides

B energía liberada cuando se oxida el agua y se produce el oxígeno

C energía producida por la hidrólisis del ATP

D energía luminosa del sol

E energía de los transportadores de electrones reducidos NADH y FADH2


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#84 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 27 abril 2007 - 08:15

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Respuestas


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Tutorial de Problema 1: Compartimentos de los cloroplastos

Las reacciones luminosas de la fotosíntesis ocurren en __________,
y las reacciones oscuras tienen lugar en __________ de los cloroplastos.

A Los citocromos, el estroma
B Las membranas tilacoides, el estroma
C Los centros de reacción, los citocromos
D El estroma, los citocromos
E Los complejos de antena, los centros de reacción

Resp = B Las membranas tilacoides, el estroma

Las reacciones de oxidación-reducción implicadas en la oxidación del agua, reducción del NADP+y síntesis de ATP por la vía del mecanismo quimiosmótico estan localizadas en las membranas tilacoides del cloroplasto. Las enzimas solubles que se encargan de la síntesis de glucosa a partir de dióxido de carbono y agua, utilizando el ATP y el NADPH producidos durante las reacciones luminosas, están en el estroma de los cloroplastos.

Cloroplastos

Los cloroplastos son los orgánulos, dento de las células vegetales y de algunas algas, donde tiene lugar la fotosíntesis. Las reacciones de oxidación-reducción, implicadas en la oxidación del agua y la reducción del NADP+, y la síntesis de ATP por la vía del mecanismo quimiosmótico están localizadas en las membranas tilacoides del cloroplasto. Las enzimas solubles, que se encargan de la síntesis de glucosa a partir de dióxido de carbono y agua, utilizando el ATP y el NADPH producidos durante las reacciones luminosas, se producen en el estroma de los cloroplastos.

IPB Image

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Tutoría del problema 2: Origen de la energía para la formación de ATP

El origen de la energía específica para la reacción ADP + fosfato ATP por la enzima ATP sintetasa (factor de acoplamiento CF1) en las membranas tilacoides es:

A Movimiento de electrones entre el fotosistema II y el fotosistema I

B Oxidación del agua

C Oxidación del NADPH

D Absorción de fotones por los pigmentos de los cloroplastos

E Mayor concentración de H+ en el interior que en el exterior de las membranas tilacoides

Resp. = E Mayor concentración de H+ en el interior que en el exterior de las membranas tilacoides

El gradiente de concentración de H+ resultante del transporte electrónico fotosintético drena protones a través del canal del complejo CF1 de la enzima ATP sintasa. Este movimiento de protones desde una zona con alta concentración (espacio interior del tilacoide) hacia otra de baja concentración (estroma) activa la conversión del ADP y Pi en ATP.

El papel del gradiente de protones en la síntesis del ATP

IPB Image

Durante el transporte electrónico en la fotosíntesis, los protones se acumulan en alta concentración dentro del espacio tilacoide. El gradiente de concentración entre el interior y el exterior de los tilacoides es la fuente de energía usada por la enzima ATP sintasa. Los protones pasan a través de un canal de la enzima ATP sintasa CF0-CF1. Este movimiento de protones desde una zona con alta concentración (espacio interior del tilacoide) hacia otra de baja concentración (estroma) activa la conversión del ADP y Pi en ATP.
En la micrografía electrónica de transmisión (TEM) de la derecha se observan las partículas de ATP sintasa sobre la superficie de la membrana tilacoide en la cara del estroma. Como las membranas no están apiladas, la naturaleza de "globo" de los tilacoides está exagerada en la foto. El interior de estos sacos tiene una alta concentración de protones durante el transporte electrónico.

IPB Image

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Tutoría del problema 3: Balance de las reacciones redox

Durante la fotofosforilación no cíclica, el agua es oxidada y sus electrones pasan a través del fotosistema II y después a través del fotosistema I, antes de reducir a:

A el dióxido de carbono

B el NADP+

C las plastoquinonas

D el FAD

E la ribulosa-1,5-bisfosfato

Resp. = B el NADP+

Cada paso de esta ruta es una reacción de oxidación-reducción acoplada con la siguiente. El agua se oxida como resultado de una reacción luminosa en el fotosistema II. Desde el fotosistema II, los electrones pasan a la plastoquinina, citocromos y plastocianina. Otra rección luminosa en el fotosistema I activa los electrones para transferirlos a la ferredoxina y finalmente, al NADP+.


Durante la fotofosforilación no cíclica, el agua es oxidada y sus electrones pasan a través del fotosistema II y después a través del fotosistema I, antes de reducir al NADP+

Ruta de la transferencia de electrones

La ruta de los electrones en la fotosíntesis se muestra con flechas rojas en el siguiente diagrama. Cada etapa de esta ruta es una reacción acoplada de oxidación-reducción. El agua se oxida como resultado de la reacción luminosa del fotosistema II. Desde éste, los electrones pasan sucesivamente a la plastoquinona (PQ), a los citocromos (Cyt) y a la plastocianina (PC). Otra reacción luminosa en el fotosistema I activa los electrones para su transferencia a la ferredoxina y finalmente, al NADP+.

IPB Image

La ecuación balance del transporte electrónico no cíclico
IPB Image

El agua se oxida a oxígeno, liberando protones. Los protones se convierten en parte de la energía para la síntesis del ATP. Los electrones provinientes del agua eventualmente reducen el NADP+ a NADPH.
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Tutoría del problema 4: Resultados del transporte electrónico

Durante el transporte electrónico fotosintético, el compartimento interior de las membranas tilacoides consigue:

A enriquecerse en ATP

B mayor acidez que el estroma

C mayor alcalinidad que los centros de reacción

D ser el lugar donde se sintetiza glucosa

E ambas cosas, mayor acidez que el estroma y enriquecerse en ATP


Resp. = B más acidez que el estroma

La concentración de protones puede ser cercana a 1000 veces mayor en el interior de las tilacoides que en el estroma duriante las reacciones luminosas.


Tutoría del problema 4: Resultados del transporte electrónico
Durante el transporte electrónico fotosintético, el compartimento interior de las membranas tilacoides consigue:

Reacciones oscuras

IPB Image

Las membranas tilacoides son estructuras semejantes a sacos rodeados de una bicapa lipídica que separa el compartimento interior del estroma. Las enzimas del transporte electrónico fotosintético son proteínas integrales situadas en esas membranas. En la oscuridad, los protones están relativamente distribuidos entre el estroma (fuera de la membrana) y el interior de la membrana tilacoidal (dentro).

Reacciones luminosas

IPB Image

En contraste con las reacciones oscuras, durante las reacciones luminosas se forma un gradiente de pH. Proteínas integrales de membrana bombean protones (H+) a través de la membrana tilacoidal durante el transporte electrónico dependiente de la fotoactivación. La concentración de protones puede ser en torno a 1000 veces superior en el interior del tilacoide que en el estroma.

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Tutoría del problema 5: Fuente general de la energía

La fuente general de la energía para la fotosíntesis es:

A energía del transporte electrónico en las membranas tilacoides

B energía liberada cuando se oxida el agua y se produce el oxígeno

C energía producida por la hidrólisis del ATP

D energía luminosa del sol

E energía de los transportadores de electrones reducidos NADH y FADH2

Resp. = D energía luminosa del sol



Fuente de energía para la fotosíntesis

IPB Image

La luz es una forma de energía. La energía es absorbida por los pigmentos de las membranas tilacoides. Estas moléculas de pigmento, cuando se les administra energía, pueden ceder electrones con alto poder reductor y así comienza la cadena de reacciones de oxidación-reducción y el consiguiente transporte de protones que eventualmente induce la síntesis de NADPH y de ATP.

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Les dejamos los enunciados de los 5 problemas siguientes:


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Problema 6: Eventos durante las reacciones luminosas

¿Qué tres eventos ocurren durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis?

A Reducción del oxígeno, oxidación del NADPH, formación del ATP

B Oxidación del agua, reducción del NADP+, formación del ATP

C Oxidación del agua, reducción del NADP+, hidrólisis del ATP

D Fijación del dióxido de carbono, liberación de oxígeno, síntesis de glucosa

E Liberación de oxígeno, fijación de dióxido de carbono, hidrólisis de ATP


Problema 7: Fotofosforilación cíclica

¿Cuál de los siguientes hechos NO tiene lugar en la fotofosforilación cíclica?

A Se produce ATP

B El centro de reacción del fotosistema I está activo

C Tiene lugar transporte electrónico en las membranas fotosintéticas

D Se utiliza la energía luminosa

E Se forma NADPH


Problema 8: Ecuación para la reacción luminosa

¿Qué ecuación es válida para la reacción luminosa de la fotosíntesis?

A 2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi + hv O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP

B H2O +CO2 + hv C(H2O) + O2

C 2 H2O + 2 NADP+ + nATP + hv O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nADP + nPi

D O2 + 2 NADP+ + nATP + hv 2 H2O + 2 NADPH + 2 H+ + nADP + nPi

E 2 H2O + 2 NADPH + nADP + nPi + hv O2 + 2 NADP++ 2 H+ + nATP


Problema 9: Destino de las moléculas de pigmento excitadas

La conversión de la energía luminosa en energía química durante la fotosíntesis comienza cuando una molécula de pigmento es excitada y:

A experimenta fluorescencia

B pierde energía en forma de calor

C sufre una reacción de oxidación

D incrementa su movimiento molecular

E es transportada a través de los canales de protones


Problema 10: Balance global de la fotosíntesis

Un balance global de la fotosíntesis en plantas es el uso de los electrones del agua para reducir a:

A glucosa

B dióxido de carbono

C oxígeno

D clorofila b

E NADPH
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#85 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 29 abril 2007 - 04:59

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Respuestas...

Tutoría del problema 6: Eventos durante las reacciones luminosas

¿Qué tres eventos ocurren durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis?

A Reducción del oxígeno, oxidación del NADPH, formación de ATP

Resp. B Oxidación del agua, reducción del NADP+, formación de ATP

Esto es un breve resumen de las reacciones luminosas.
C Oxidación del agua, reducción del NADP+, hidrólisis de ATP

D Fijación del dióxido de carbono, liberación de oxígeno, síntesis de glucosa

E Liberación de oxígeno, fijación del dióxido de carbono, hidrólisis de ATP

Reacciones luminosas en la fotosíntesis

IPB Image

La ecuación siguiente resume los eventos que ocurren durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis.

Los tres componentes de las reacciones luminosas son:
1. Oxidación del agua
2. Reducción del NADP+
3. Síntesis de ATP a partir de ADP y Pi


Tutoría del problema 7: Fotofosforilación cíclica


¿Cuál de los siguientes hechos NO tiene lugar en la fotofosforilación cíclica?

A Se produce ATP

B El centro de reacción del fotosistema I está activo

C Tiene lugar transporte electrónico en las membranas fotosintéticas

D Se utiliza la energía luminosa

Resp. E Se forma NADPH
En la fotofosforilación cíclica se forma ATP en base al gradiente de H+ que genera el transporte de los electrones activados del fotosistema I que reducen a la plastoquinona, generando un ciclo de reacciones redox y por tanto, no se reduce el NADP+.


Fotofosforilación cíclica

IPB Image

La fotofosforilación cíclica requiere del fotosistema I, pero no del fotosistema II. El transporte electrónico dependiente de la luz ocurre en las membranas tilacoides, donde los electrones fluyen de forma cíclica, retornando al centro de reacción del fotosistema I. La energía generada en este transporte electrónico promueve la formación de un gradiente de protones, origen de la energía necesaria para la síntesis del ATP. Se forma ATP con ADP y Pi, pero no se reduce el NADP+.


Tutoría del problema 8: Ecuación para la reacción luminosa

¿Qué ecuación es válida para la reacción luminosa de la fotosíntesis?

Resp. A 2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi + hv O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP

Durante las reacciones luminosas, el agua se oxida, los electrones se transfiren del agua al NADP+ y se sintetiza ATP.

B H2O +CO2 + hv C(H2O) + O2

C 2 H2O + 2 NADP+ + nATP + hv O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nADP + nPi

D O2 + 2 NADP+ + nATP + hv 2 H2O + 2 NADPH + 2 H+ + nADP + nPi

E 2 H2O + 2 NADPH + nADP + nPi + hv O2 + 2 NADP++ 2 H+ + nATP

Balance de ecuaciones para las reacciones luminosas

Durante las reacciones luminosas, el agua se oxida, los electrones se transfieren del agua al NADP+ y se sintetiza ATP. Los tres componentes de las reacciones luminosas se resumen en las siguientes ecuaciones:

Oxidación del agua
2 H2O 02 + 4e- + 4 H+

Reducción del NADP+
2 NADP+ + 4e- + 4 H+ 2 NADPH + 2 H+
Síntesis de ATP

ADP + Pi ATP

Al combinar estas ecuaciones se obtiene la ecuación balance total de las reacciones luminosas:

2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi + hv O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP



Tutoría del problema 9: Destino de las moléculas de pigmento excitadas


La conversión de la energía luminosa en energía química durante la fotosíntesis comienza cuando una molécula de pigmento es excitada y:

A experimenta fluorescencia

B pierde energía en forma de calor

Resp. C sufre una reacción de oxidación

La energía luminosa se convierte en energía química cuando al excitarse fotoquímicamente una molécula especial de clorofila de los centros de reacción fotosintéticos pierde un electrón, sufriendo una reacción de oxidación.

D incrementa su movimiento molecular

E es transportado a través de un canal de protones

¿Qué ocurre cuando se absorbe la energía luminosa de un fotón?

IPB Image

La energía del fotón es absorbida y el fotón desaparece.

La absorción de un fotón hace saltar un electrón desde un nivel de energía baja hasta un orbital de alta energía, en un proceso de todo o nada. Se produce un pigmento en estado excitado, con un nivel de energía mas elevado que el pigmento en estado de reposo, pero este estado excitado tiene una vida muy corta, alrededor de una milmillonésima de segundo.

Conversión de la energía luminosa en energía química

La energía luminosa se convierte en energía química cuando al excitarse fotoquímicamente una molécula especial de clorofila de los centros de reacción fotosintéticos pierde un electrón, sufriendo una reacción de oxidación.

IPB Image

Primeros eventos en la fotosíntesis

IPB Image

La conversión de la energía luminosa en energía química se resume en el diagrama de la derecha. La energía luminosa de la absorción de un fotón excita un electrón de P680 (fotosistema II) o P700 (fotosistema I) a un nivel de energía mayor.

El poder reductor del electrón se aumenta aproximadamente en 1 voltio. En alrededor de un milmillonésima de segundo, la molécula de pigmento oxidada experimenta una reacción de oxidación.

Hay la correspondiente reacción de reducción de un transportador de electrones en las membranas tilacoides. El pigmento oxidado es consecutivamente reducido aceptando un electrón proveniente del agua (P680+ del fotosistema II) o de la plastocianina (P7600+ del fotosistema I).

Una buena analogía de los centros de reacción es una célula fotovoltaica, que convierte la luz del sol en una corriente eléctrica.

Tutoría del problema 10: Balance global de la fotosíntesis


Un balance global de la fotosíntesis en plantas es el uso de los electrones del agua para reducir a:

A glucosa

Resp. B dióxido de carbono

Como se sugiere en la ecuación global de la fotosíntesis, el agua es oxidada a oxígeno y los electrones del agua se usan para la conversión del dióxido de carbono a carbohidratos.


C oxígeno

D clorofila b

E NADPH


Ecuación de la fotosíntesis
El resultado global de la fotosíntesis en plantas (es decir, reacciones luminosas y oscuras) se resume en la ecuación de la fotosíntesis:

IPB Image

El agua se oxida a oxígeno.

Los electrones del agua se usan primero para reducir el NADP+ hasta NADPH. Éste es subsecuentemente reoxidado durante las reacciones de la biosíntesis de carbohidratos en el ciclo de Calvin. La ruta global de los electrones del agua es la reducción del dióxido de carbono a glucosa.

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Una manera bella, elegante, didactica y de muy alto nivel para tratar el problema
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Les dejamos el Problema 11 y ultimo de esta parte

Problema 11: Características del fotosistema II

¿Cuál de los siguientes enunciados NO ES cierto para el fotosistema II?

A. Está localizado en las membranas tilacoides.

B. Está implicado en la oxidación del agua

C. Tiene clorofila oxidable especial, P680.

D. Tiene asociado un complejo antena para la actividad captadora de luz.

E. Es requerido para la fotofosforilación cíclica.

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#86 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 30 abril 2007 - 07:50

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Respuestas al Problema 11
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Problema 11: Características del fotosistema II

¿Cuál de los siguientes enunciados NO ES cierto para el fotosistema II?

A. Está localizado en las membranas tilacoides.

B. Está implicado en la oxidación del agua.

C. Tiene una clorofila oxidable especial, P680.

D. Tiene asociado un complejo antena para la actividad captadora de luz.

Resp. E. Es requerido para la fotofosforilación cíclica.

El fotosistema II NO ES requerido para la fotofosforilación cíclica



El fotosistema II está localizado en la membrana tilacoide de los cloroplastos

El fotosistema II, el fotosistema I y los componentes de la cadena transportadora de electrones son proteínas intrínsecas en las membranas tilacoides de los cloroplastos.

En el esquema de abajo se muestra un diagrama esquemático de la actuación de las enzimas importantes de las membranas tilacoides, mostrando el paso de los electrones y de los protones durante las reacciones luminosas.

IPB Image

El fotosistema II es el lugar donde se oxida el agua

Cuando el fotosistema II es excitado por la absorción de un fotón de energía luminosa, y expele un electrón a la cadena fotosintética transportadora de electrones, se genera transitoriamente la forma oxidada de la molécula de clorofila del centro de reacción (Chl+). Esta especie Chl+ es un agente oxidante muy fuerte, capaz de aceptar electrones del agua. El agua es oxidada en la cara interna de la membrana tilacoide, donando electrones al centro de reacción del fotosistema II oxidado. El oxígeno se libera como un producto de la oxidación del agua y los protones liberados comtribuyen a generar un gradiente de H+, que se usa como fuente de energía para la síntesis de ATP en la ATPasa.

El fotosistema II tiene una clorofila especial, oxidable

En el núcleo del centro de reacción del fotosistema II se sitúa un par especial de moléculas de clorofila. Una de ellas, designada P680 por sus características espectrales, es la clorofila que sufre oxidación durante el transporte electrónico fotosintético. Las otras clorofilas del centro de reacción y del complejo antena sirven para transferir la energía luminosa a la clorofila especial del centro de reacción. El fotosistema I también tiene una clorofila especial, oxidable, llamada P700. La estructura de la clorofila del centro de reacción de una bacteria fotosintética se muestra aqui con un modelo molecular.

IPB Image

Los fotosistemas II y I tienen complejos antena para la actividad colectora de luz

IPB Image

Asociados con los centros de reacción hay complejos proteicos de múltiples subunidades que contienen varios cientos de moléculas de pigmentos que absorben luz, clorofilas y otros pigmentos accesorios. La energía luminosa absorbida por cualquier molécula de pigmento en el complejo antena se transfiere por resonancia, pigmento a pigmento, hasta alcanzar el pigmento del centro de reacción donde comienza el proceso de transferencia de electrones.

El fotosistema II no está implicado en la fotofosforilación cíclica

Un fotón de energía luminosa absorbido por el fotosistema I produce el pigmento en estado excitado P700* que sufre oxidación a P700+. Los electrones circulan cíclicamente desde el fotosistema I por la cadena de transporte electrónico fotosintética hasta caer en el centro de reacción, donde P700+ se reduce a P700. El transporte electrónico induce la formación de un gradiente de H+ capaz de producir ATP. No tiene lugar reducción de NADP+, ni tampoco la oxidación del agua. Solo se requiere el fotosistema I, el fotosistema II no es necesario. La energía luminosa se usa para establecer el gradiente de pH que es la fuente de energía quimiosmótica para que actúe la ATP sintasa de los cloroplastos.

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Dejamos enunciados el siguiente tema
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Problemas de Fotosíntesis - Bloque 2

Los objetivos de este grupo de problemas son revisar la ubicación y las reacciones globales de la biosíntesis de carbohidratos durante la fotosíntesis, incluyendo la RUBISCO, y comprender las diferencias en la anatomía de las hojas y en las rutas de biosíntesis de carbohidratos entre las plantas C3 y C4.

Instrucciones: Los problemas siguientes tienen múltiples respuestas para elegir una como correcta. Las respuestas correctas están aclaradas con una breve explicación. Las incorrectas están enlazadas a una página de guía o tutoría que ayuda a entender el problema.

1.- Experimento de Calvin

2.- Reacciones del ciclo de Calvin

3.- Ecuación de la fase oscura

4.- Experimento del ciclo de Calvin

5.- Ecuación básica de la fotosíntesis

6.- Reacciones oscuras

7.- Productos de las reacciones oscuras

8.- Plantas C4

9.- Fotosíntesis en plantas C4


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#87 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 02 mayo 2007 - 07:44

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Verdaderas clases, da gusto publicarlas... ya veremos las respuestas que en verdad son apuntes...
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Problemas de Fotosíntesis - Bloque 2


Problema 1: Experimento de Calvin

Según descubrió Calvin, cuando las células de algas son expuestas a dióxido de carbono marcado radioactivamente e iluminadas sólo durante 1 segundo, el componente que aparece marcado con C radioactivo más rápidamente y más extensivamente ¿cuantos átomos de C tiene?

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

E. 6


Problema 2: Reacciones del ciclo de Calvin

En relación con la biosíntesis de carbohidratos durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis (ciclo de Calvin), ¿qué afirmaciones NO SON ciertas?

A. La RUBISCO es una enzima necesaria para la fijación del dióxido de carbono.

B. NADPH es la fuente de electrones para la biosíntesis de glucosa.

C. ATP es la fuente de energía para la síntesis de glucosa.

D. Las reacciones tienen lugar en las membranas fotosintéticas de los cloroplastos.

E. No se requiere oxígeno.


Problema 3: Ecuación de la fase oscura


La ecuación para la fase oscura de la fotosíntesis en plantas C-3 es como sigue:

IPB Image

¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de las reacciones oscuras ES cierta?

A. La ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa, o RUBISCO, es la enzima que fija el CO2 para este proceso.

B. Las reacciones ocurren en el estroma del cloroplasto.

C. El ATP y el NADPH requeridos para este proceso son producidos por las reacciones luminosas de la fotosíntesis.

D. Este proceso es la fuente principal de compuestos de carbono reducidos para todos los organismos vivos.

E. Todas las afirmaciones son ciertas.


Problema 4: Experimento del ciclo de Calvin.

Calvin y sus colaboradores determinaron la ruta de síntesis de carbohidratos en plantas, estudiando la incorporación de dióxido de carbono radiactivo en los compuestos biológicos.

Supongamos que la fotosíntesis se esté produciendo a un ritmo estacionario en un típico experimento con luz, donde el dióxido de carbono se está combinando con ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP) para producir 3-fosfoglicerato (3PG). Si se elimina repentinamente la fuente de dióxido de carbono,

¿qué cambios pueden darse en las concentraciones de 3PG y de RuBP?

A. La concentración de 3PG sube, la de RuBP baja.

B. La concentración de 3PG baja, la de RuBP sube.

C. Suben tanto la concentración de 3PG como la de RuBP.

D. Bajan tanto la concentración de 3PG como la de RuBP.

E. La concentración de 3PG sube, la de RuBP permanecen constante.


Problema 5: Ecuación básica de la fotosíntesis

En la ecuación básica de la fotosíntesis para la síntesis de una molécula de azúcar tal como la glucosa, ¿cuántas moléculas de dióxido de carbono se requieren y cuántas moléculas de oxígeno se producen?

A. 3, 4

B. 6, 2

C. 6, 6

D. 3, 6

E. ninguna de éstas


Problema 6: Reacciones oscuras


¿Cuál de las siguientes aseveraciones NO ocurre durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis?

A. Utilización de NADPH

B. Utilización de ATP

C. Reducción del oxígeno para producir agua

D. Síntesis de glucosa

E. Utilización de dióxido de carbono


Problema 7: Productos de las reacciones oscuras.

¿Cuáles de los siguientes compuestos esperas que sean productos de las reacciones de la fase oscura de la fotosíntesis?

A. Dióxido de carbono, NADPH y ATP

B. NADPH, Pi y ATP

C. Dióxido de carbono, ATP y glucosa

D. Glucosa, NADP+ y ADP

E. Agua, dióxido de carbono y luz


Problema 8: Plantas C4

¿Qué es propio de las plantas C4, pero no lo es de las plantas C3?


A. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células mesóflas en forma de compuestos de 4 carbonos.

B. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células de la vaina del haz en forma de compuestos de 3 carbonos.

C. Inicialmente fijan dióxido de carbono en células mesófilas en forma de compuestos de 3 carbonos.

D. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células de la vaina del haz en forma de compuestos de 4 carbonos.

E. Tienen hojas con anatomía especial adaptada para el frio y climas húmedos.


Problema 9: Fotosíntesis en plantas C4

¿Cuál de los siguientes enunciados sobre la fotosíntesis en plantas C4 NO ES cierto?


A. El primer producto de la fijación del dióxido de carbono es un compuesto de 4 átomos de carbono.

B. La fotosíntesis C4 es una adaptación para las plantas que viven en climas cálidos y áridos.

C. El dióxido de carbono se fija inicialmente en células mesófilas, pero el ciclo de Calvin es activo en las células de la vaina del haz de las hojas de las plantas C4.

D. El ATP total usado en la biosíntesis de azúcares es menor en las plantas C4 que en las plantas C3.

E. La fotorrespiración es mínima en las plantas C4 comparada con las plantas C3.

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#88 Ge. Pe.

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Publicado el 03 mayo 2007 - 03:31

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Respuestas
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Tutoría del problema 1: Experimento de Calvin

Según descubrió Calvin, cuando las células de algas son expuestas a dióxido de carbono marcado radiactivamente e iluminadas sólo durante 1 segundo, el componente que aparece marcado con C radioactivo más rápidamente y más extensivamente ¿cuantos átomos de C tiene?


A. 2

Respuesta = B. 3

La ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa utiliza el dióxido de carbono y la ribulosa-1,5-bisfosfato como sustratos, y produce dos moléculas de 3-fosfoglicerato como productos. Este es el punto de entrada del dióxido de carbono en la ruta de biosíntesis de carbohidratos. La reacción se muestra en el diagrama:

IPB Image

C. 4

D. 5

E. 6

Fijación del dióxido de carbono

Cuando las células de algas son expuestas a dióxido de carbono radiactivo en la luz durante sólo 1 segundo, el compuesto que se forma extensiva y rápidamente con el marcaje del C radiactivo es el 3-fosfoglicerato (3PG). La incorporación del CO2 atmosférico en la molécula ribulosa-1,5-bisfosfato para formar 3PG es catalizada por la RUBISCO, la enzima más abundante en el mundo vegetal, y quizás en el planeta.
Reacción de la ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa

Reacción de la ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa

IPB Image

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Problema 2: Reacciones del ciclo de Calvin

En relación con la biosíntesis de carbohidratos durante las reaccines oscuras de la fotosíntesis (ciclo de Calvin), ¿qué afirmaciones NO SON ciertas?


A. La RUBISCO es una enzima requerida para la fijación del dióxido de carbono.

B. NADPH es la fuente de electrones para la biosíntesis de glucosas.

C. ATP es la fuente de energía para la biosíntesis de glucosa.

Respuesta = D. Las reacciones oscuras tienen lugar en las membranas fotosintéticas de los cloroplastos.

Las enzimas de la biosíntesis de los carbohidratos en la fotosíntesis (es decir, reacciones del ciclo de Calvin) son componentes solubles en el estroma de los cloroplastos.

E. No se requiere oxígeno.


Biosíntesis de carbohidratos


IPB Image

Características del balance de las reacciones oscuras

* La RUBISCO es la enzima que fija CO2 para la biosíntesis de carbohidratos.

* 6 CO2 son fijados por la RUBISCO para la síntesis neta de cada molécula de glucosa.

* El oxígeno no es necesario para la biosíntesis de carbohidratos.

* El resto de las reacciones se usan para sintetizar glucosa y para regenerar la RuBP.

* El NADPH se utiliza para reducir el 3-fosfoglicerato a azúcares de 3 carbonos. Se necesitan 2 NADPH por cada CO2.

* Se necesitan 3 ATP por cada CO2 para regenerar una molécula de RuBP.

Ruta de la biosíntesis de carbohidratos

IPB Image

Esta ruta es conocida como ciclo de Calvin.


Las reacciones son catalizadas por enzimas solubles del estroma del cloroplasto.

Las fuentes de energía para la ruta son el NADPH y el ATP producidos durante las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz.

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Problema 3: Ecuación de la fase oscura

La ecuación para la fase oscura de la fotosíntesis en plantas C-3 es como sigue:

IPB Image

¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de las reacciones oscuras es cierta?

A. La ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa, o RUBISCO, es la enzima que fija el CO2 para este proceso.

B. Las reacciones ocurren en el estroma de los cloroplastos.

C. El ATP y el NADPH requeridos para este proceso son producidos por las reacciones luminosas de la fotosíntesis.

D. Este proceso es la fuente principal de compuestos de carbono reducidos para todos los organismos vivos.

Respuestas = E. Todas las afirmaciones son ciertas.

Todas las afirmaciones acerca de la biosíntesis de carbohidratos en los cloroplastos son ciertas.

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#89 Ge. Pe.

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Publicado el 04 mayo 2007 - 11:16

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Respuestas 2...

Problema 4: Experimento del ciclo de Calvin.

Calvin y sus colaboradores determinaron la ruta de síntesis de carbohidratos en plantas, estudiando la incorporación de dióxido de carbono radiactivo en los compuestos biológicos. Supongamos que la fotosíntesis se esté produciendo a un ritmo estacionario en un típico experimento con luz, donde el dióxido de carbono se está combinando con ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP) para producir 3-fosfoglicerato (3PG). Si se elimina repentinamente la fuente de dióxido de carbono,¿qué cambios pueden darse en las concentraciones de 3PG y de RuBP?

A. La concentración de 3PG sube, la de RuBP baja.

Respuesta = B. La concentración de 3PG baja, la de RuBP sube.

La eliminación de una fuente de CO2 puede bloquear la acción de la RUBISCO, que requiere CO2 como sustrato. No habrá formación adicional de 3-fosfoglicerato (3PG).
Las reacciones restantes del ciclo de Calvin no son bloqueadas por la ausencia de CO2. Los intermedios del ciclo serían convertidos en ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP) y aumentaría la concentración de RuBP.

Calvin y sus colaboradores usaron esta estrategia experimental para identificar a RuBP como aceptor del CO2 durante la biosíntesis de carbohidratos.

C. Suben tanto la concentración de 3PG como la de RuBP.

D. Bajan tanto la concentración de 3PG como la de RuBP.

E. La concentración de 3PG sube, la de RuBP permanece constante.

Tutoría del problema 4: Experimento del ciclo de Calvin.

Calvin y sus colaboradores determinaron la ruta de síntesis de carbohidratos en plantas, estudiando la incorporación de dióxido de carbono radiactivo en los compuestos biológicos. Supongamos que la fotosíntesis se esté produciendo a un ritmo estacionario en un típico experimento con luz, donde el dióxido de carbono se está combinando con ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP) para producir 3-fosfoglicerato (3PG). Si se elimina repentinamente la fuente de dióxido de carbono,¿qué cambios pueden darse en las concentraciones de 3PG y de RuBP?

Reacciones del ciclo de Calvin-Benson
IPB Image

Los pasos clave de las reacciones del ciclo de Calvin-Benson, tambien conocidas como reacciones de la fase oscura de la fotosíntesis, se muestran en el siguiente diagrama.

Reacción catalizada por la RUBISCO
El CO2 entra en el ciclo como sustrato de la RUBISCO, la enzima fijadora de CO2 en la fotosíntesis. La reacción catalizada por la RUBISCO es como sigue:

IPB Image

Esta reacción describe el experimento hecho por Calvin y Benson para determinar la naturaleza cíclica de la ruta. Hay un suministro estable de NADPH y ATP porque existe iluminación. Cuando se elimina el suministro de CO2, se bloquea la reacción de la RUBISCO. Se detienen la producción de 3PG y el consumo de RuBP. Las otras reacciones del ciclo pueden continuar sintetizando RuBP hasta que se agoten sus sustratos. Por lo tanto, bajará la concentración de 3PG y aumentará la de RuBP.



Problema 5: Ecuación básica de la fotosíntesis

En la ecuación básica de la fotosíntesis para la síntesis de una molécula de azúcar tal como la glucosa, ¿cuántas moléculas de dióxido de carbono se requieren y cuántas moléculas de oxígeno se producen?

A. 3, 4

B. 6, 2

Respuesta = C. 6, 6

Tal como sugiere la ecuación global de la biosíntesis de glucosa durante la fotosíntesis, se requieren 6 moléculas de dióxido de carbono por cada una de azúcar producida, y se liberan 6 de oxígeno como subproducto.

D. 3, 6

E. Ninguna de éstas

Tutoría del problema 5: Ecuación básica de la fotosíntesis

En la ecuación básica de la fotosíntesis para la síntesis de una molécula de azúcar tal como la glucosa, ¿cuántas moléculas de dióxido de carbono se requieren y cuántas moléculas de oxígeno se producen?

Ecuación global de la fotosíntesis

El resultado global de la fotosíntesis en plantas (es decir, reacciones luminosas y oscuras) se resume en la ecuación balance de la fotosíntesis. Por cada molécula de glucosa producida:

IPB Image

Se oxidan 6 moléculas de agua, que son la fuente de electrones para la reducción del dióxido de carbono.

Se requieren 6 moléculas de dióxido de carbono, una por cada átomo de carbono en la glucosa.

Se producen 6 moléculas de oxígeno como subproducto de la oxidación del agua.

La luz del sol provee la energía libre suficiente para hacer que tenga lugar este proceso endergónico.




Problema 6: Reacciones oscuras

¿Cuál de las siguientes aseveraciones NO ocurre durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis?

A. Utilización de NADPH

B. Utilización de ATP

Respuesta = C. Reducción del oxígeno para producir agua

La reducción del oxígeno para producir agua no es una característica de la fotosíntesis, sino de la respiración mitocondrial. La oxidación del agua sí se produce durante el transporte electrónico fotosintético, durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis. En ausencia de una fuente de energía luminosa (las reacciones oscuras no tienen requerimiento directo de energía luminosa), el oxígeno no se produce.

D. Síntesis de glucosa

E. Utilización de dióxido de carbono


Tutoría del problema 6: Reacciones oscuras

¿Cuál de las siguientes aseveraciones NO ocurre durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis?

A. Utilización de NADPH

B. Utilización de ATP

C. Reducción del oxígeno para producir agua

D. Síntesis de glucosa

E. Utilización de dióxido de carbono

Reacciones oscuras de la fotosíntesis

El término "reacciones oscuras" de la fotosíntesis se refiere a las reacciones de biosíntesis de carbohidratos que tiene lugar en el estroma de los cloroplastos. Estas reacciones son catalizadas por una serie de enzimas solubles, conocidas colectivamente como el "ciclo de Calvin-Benson". La biosíntesis de carbohidratos puede darse en ausencia de transporte electrónico fotosintético. La siguiente ecuación resume los eventos que tienen lugar durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis:

IPB Image

Componentes principales de la ecuación

La ecuación global puede descomponerse en tres elementos principales:

1. Utilización del NADPH producido durante el transporte electrónico fotosintético. La biosíntesis de carbohidratos requiere una fuente de electrones para reducir el dióxido de carbono hasta carbohidratos. El suministro proviene de la oxidación del NADPH producido durante el transporte electrónico fotosintético.

IPB Image

2. Utilización del ATP producido durante el transporte electrónico fotosintético. La biosíntesis de carbohidratos a partir de dióxido de carbono es un proceso endergónico, por tanto está acoplado a la hidrólisis del ATP, que es una reacción fuertemente exergónica. Los ATPs producidos durante el transporte electrónico fotosintético son hidrolizados durante la biosíntesis de carbohidratos.

IPB Image

3. Utilización del CO2 para la síntesis de glucosa. El dióxido de carbono atmosférico es convertido en glucosa durante el ciclo de Calvin-Benson. Esto requiere la reducción total del CO2, usando los electrones disponibles de la oxidación del NADPH. Así las reacciones oscuras representan una ruta redox. El NADPH es oxidado a NADP+ y el CO2 es reducido a glucosa.

IPB Image

¿Qué es lo que NO OCURRE durante las reacciones oscuras? La reducción de oxígeno para producir agua, que es un evento que sucede en las reacciones de la respiración mitocondrial.

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#90 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 05 mayo 2007 - 07:47

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Respuestas 3... fotosintesis

Admirable la construccion del tema, un ejemplo para todos, por lo menos para mi...

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Problema 7: Productos de las reacciones oscuras.

¿Cuáles de los siguientes compuestos esperas que sean productos de las reacciones de la fase oscura de la fotosíntesis?

A. Dióxido de carbono, NADPH y ATP

B. NADPH, Pi y ATP

C. Dióxido de carbono, ATP y glucosa

Respuesta = D. Glucosa, NADP+ y ADP

A partir de la ecuación de la síntesis de carbohidratos en la fotosíntesis, durante el ciclo de Calvin (las reacciones oscuras) en las plantas C3, podemos identificar estos tres compuestos como los productos.

E. Agua, dióxido de carbono y luz


Tutoría del problema 7: Productos de las reacciones oscuras.

¿Cuáles de los siguientes compuestos esperas que sean productos de las reacciones de la fase oscura de la fotosíntesis?

A. Dióxido de carbono, NADPH y ATP

B. NADPH, Pi y ATP

C. Dióxido de carbono, ATP y glucosa

D. Glucosa, NADP+ y ADP

E. Agua, dióxido de carbono y luz

Ciclo de Calvin-Benson

Para revisar todos los eventos que ocurren durante las reacciones oscuras de la fotosíntesis, también conocidas como el ciclo de Calvin-Benson, revise la tutoría del problema nº6. Esta ecuación resume el balance para este ciclo, mostrando tanto los reactivos como los productos de la ruta:

IPB Image

Productos de las reacciones oscuras

1. Glucosa, C6H12O6. Los átomos de carbono de la glucosa provienen del CO2.

2. NADP+. Ésta es la forma oxidada del transportador de electrones NADPH, que es un reactivo en el ciclo.

3. ADP. La hidrólisis del ATP a ADP y Pi es una fuente de energía para la biosíntesis de carbohidratos.





Problema 8: Plantas C4


¿Qué es propio de las plantas C4, pero no lo es de las plantas C3?


Respuesta = A. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos.

Las plantas C4 tienen una ruta inicial distinta para la fijación del dióxido de carbono. Las plantas C4 inicialmente fijan CO2 en las células mesófilas como compuestos de 4 carbonos, y después liberan CO2 en las células de la vaina del haz. Hay un requerimiento adicional de ATP por cada dióxido de carbono utilizado en esta ruta.

B. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células de la vaina del haz en forma de compuestos de 3 carbonos.

C. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos.

D. Inicialmente fijan dióxido de carbono en las células de la vaina del haz en forma de compuestos de 4 carbonos.

E. Tienen hojas con anatomía especial adaptada para el frio y los climas húmedos.



Tutoría del problema 8: Plantas C4

¿Qué es propio de las plantas C4, pero no lo es de las plantas C3?

Fotosíntesis en plantas C4

En plantas C4, en las células mesófilas de las hojas el dióxido de carbono es convertido a un compuesto de 4 carbonos, el oxalacetato, mediante la siguiente reacción catalizada por la PEP-carboxilasa:

IPB Image

El oxalacetato y los compuestos relacionados de 4 carbonos se transportan entonces a las células de la vaina del haz, donde se libera el CO2 y así puede entrar con mayor eficacia en el ciclo de Calvin-Benson.


Problema 9: Fotosíntesis en plantas C4

¿Cuál de los siguientes enunciados sobre la fotosíntesis en plantas C4 NO ES cierto?


A. El primer producto de la fijación del dióxido de carbono es un compuesto de 4 átomos de carbono.

B. La fotosíntesis C4 es una adaptación para las plantas que viven en climas cálidos y áridos.

C. El dióxido de carbono se fija inicialmente en las células mesófilas, pero el ciclo de Calvin es activo en las células de la vaina del haz de las hojas de las plantas C4.

Respuesta = D. El ATP total usado en la biosíntesis de azúcares es menor en las plantas C4 que en las plantas C3.

La fotosíntesis C4 es una adaptación para plantas que viven en climas cálidos y áridos, por ejemplo Almería en España. Las plantas C4 inicialmente fijan el CO2 en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos, y después liberan el CO2 en las células de la vaina del haz vascular. Hay un requerimiento adicional de ATP por cada dióxido de carbono utilizado por esta ruta.


E. La fotorrespiración en las plantas C4 es mínima comparada con la de las plantas C3.



Tutoría del problema 9: Fotosíntesis en plantas C4

¿Cuál de los siguientes enunciados sobre la fotosíntesis en plantas C4 NO ES cierto?

A.

El primer producto de la fijación del dióxido de carbono es un compuesto con 4 átomos de carbono.

El oxígeno, un inhibidor de la fotosíntesis, puede estar presente en alta concentración en las hojas de las plantas. La elevada concentración de oxígeno en los cloroplastos puede inducir fotorrespiración. En la fotorrespiración, el oxígeno sustituye al CO2 como sustrato de la RUBISCO, provocando la liberación de CO2 y la oxidación de la RuBP como se muestra en la siguiente ecuación:

IPB Image


B.

La fotosíntesis C4 es una adaptación para las plantas que viven en climas cálidos y áridos.

Algunas plantas que viven en climas secos y calurosos mantienen una baja concentración de oxígeno en sus hojas pues mantienen los estomas cerrados para evitar la pérdida de agua. Para alcanzar concentraciones de CO2 adecuadas para la fotosíntesis, las plantas C4 han adaptado la fotorrespiración con una modificación del ciclo de Calvin-Benson. Las plantas C4 tienen una anatomía especial, con prominentes células de vaina de haz alrededor de los vasos de las hojas. La fotorrespiración es mínima en plantas C4 comparada con plantas C3, y el CO2 es concentrado activamente en las células de la vaina del haz.

C.

El dióxido de carbono es fijado inicialmente en células mesófilas, pero el ciclo de Calvin es activo en las células de la vaina del haz en las hojas de las pantas C4.

Las plantas C4 tienen una evolución especial, una ruta que requiere energía para generar concentraciones localmente altas de CO2 para el ciclo de Calvin-Benson. Las plantas C4 inicialmente fijan CO2 a bajas concentraciones en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos, usando la energía liberada de la hidrólisis de 1 ATP por cada CO2 fijado. El CO2 es liberado después en las células de la vaina del haz, donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin-Benson. La ruta del CO2 desde el aire hacia su fijación inicial en las células mesófilas, su liberación en las células de la vaina del haz y su entrada en el ciclo de Calvin-Benson se muestra en el siguiente diagrama:

IPB Image

D.

El ATP total que usan las plantas C4 para la biosíntesis de azúcares es mayor que el usado en las plantas C3.

La fotosíntesis en C4 es una adaptación para plantas que viven en climas cálidos y áridos semejantes a Almería, España. Las plantas C4 inicialmente fijan el CO2 en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos y después liberan el CO2 en las células de la vaina del haz. Hay un requerimiento adicional de ATP por cada dióxido de carbono utilizado en esta ruta.

E.

La fotorrespiración es mínima en plantas C4 comparada con plantas C3.

La elevada concentración de oxígeno en el lugar de reacción de la RUBISCO es la causa de la fotorrespiración. Las plantas C4 evitan la fotorrespiración mediante una extensión del ciclo de Calvin-Benson que consigue concentrar el CO2, y no el oxígeno, en las células de la vaina del haz, donde tiene lugar la reacción catalizada por la RUBISCO. Las plantas C4 pueden mantener alta la concentración loca del CO2 para la actividad de la RUBISCO sin incremento simultáneo de la concentración de oxígeno.


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#91 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 07 mayo 2007 - 03:29

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Traducido en la Universitat de València, España


El Proyecto Biológico > Bioquímica > Química > Tutorial


Tutorial de Química


Química Básica para Entender la Biología


Un ejemplo de bioquímica La Biología y la Medicina se han beneficiado enormemente del enfoque bioquímico de la vida. Como ejemplo impactante, debido al giro de los protones nucleares, éstos pueden ser considerados como simples imanes que pueden interactuar con un campo magnético externo de una forma que depende de su entorno. Abajo se representa una imagen de resonancia magnética (MRI) de la cabeza de un humano obtenida mediante una tecnología basada en los principios mencionados. Dicha tecnología permite la obtención de imágenes de gran calidad de tejidos blandos.

IPB Image

Revisión de química básica de las moléculas pequeñas. Los elementos se nombran de manera abreviada. A veces la abreviatura (o símbolo) es fácilmente reconocible ("C" para el Carbono), y otras veces no ("Na" para el Sodio). Existe una gran abundancia de elementos en la tierra y en los seres vivos, pero solo 4 elementos forman el 99% de la materia de los organismos vivos. Estos elementos son Hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), y carbono ©. Los cuatro son especiales ya que se encuentran fácilmente disponibles en la Naturaleza y presentan propiedades adecuadas para su función como principales elementos constitutivos de las moléculas orgánicas.

IPB Image


Términos que debe conocer

Elemento
Materia compuesta por átomos que tienen el mismo número atómico (número de protones).

Átomo
Es el componente más pequeño de un elemento que posee aún las propiedades de dicho elemento.

Consiste en un núcleo cargado positivamente rodeado por una nube de electrones cargada negativamente.
Las cargas "+" (positivas) y "-"(negativas) se atraen fuertemente.

Protón
Partícula del núcleo con una carga positiva de +1 y un número de masa atómica de 1 Dalton.

Neutrón
Partícula nuclear sin carga que posee la misma masa que el protón.

Electrón
Partícula cargada negativamente (-1) con una masa 1837 veces más pequeña que la del protón.

Isótopo
Variante de un átomo dado que aunque presenta el mismo número de protones y electrones que otros isótopos del mismo tipo de átomo, se diferencia de éstos por poseer un número distinto de neutrones.


Los electrones determinan las propiedades químicas de los elementos.


IPB Image

Los electrones se encuentran fuera del núcleo y determinan las propiedades del átomo. Las reacciones químicas implican la compartición o el intercambio de electrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo en orbitales atómicos, a los cuales corresponden distintos niveles de energía. La absorción de energía puede hacer que un electrón cambie a un nivel energético superior. La mayoría de los átomos son más estables cuando su último orbital ocupado contiene ocho electrones. El Oxígeno tiene una gran afinidad por los electrones.

Los electrones pueden transferirse de unas moléculas a otras, llevando consigo energía. Con frecuencia dicha transferencia ocurre a través de la cesión de átomos de H. Las reacciones de transferencia de electrones se denominan redox, o de oxidación-reducción. En ellas una molécula se oxida al ceder electrones a otra molécula, la cual se reduce. Tanto la aceptación de electrones como su cesión o su compartición pueden dar lugar a una mayor estabilidad de las moléculas.


La compartición de electrones da lugar a la formación de enlaces covalentes. En la tabla de la derecha se representa el patrón de enlace de los elementos más importantes desde un punto de vista biológico. Los enlaces contienen energía y requieren esa misma energía para romperse. La energía de enlace (expresada en kcal/mol) es la energía necesaria para romper un enlace. Por ejemplo, un enlace H-H requiere 104 kcal/mol para ser roto.

Patrones de Enlace

Elemento --- Número de enlaces covalentes

H----------------------------- 1
O----------------------------- 2
N----------------------------- 3
C----------------------------- 4
S----------------------------- 5

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#92 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 09 mayo 2007 - 08:04

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Tutorial de Química II

continuacion..

Enlaces químicos y fuerzas atractivas. Una molécula consiste en dos o más átomos unidos por un enlace químico. Las moléculas pueden tener diferentes tipos de enlace. Si los átomos comparten electrones, el enlace que se forma entre ellos es covalente. Si un átomo cede un electrón a otro átomo el enlace será iónico.


Enlaces covalentes.

El metano tiene cuatro enlaces covalentes entre el carbono © y el hidrógeno (H). La figura de abajo muestra la molécula de metano en cuatro representaciones diferentes. Nótese como esas distintas formas de representación muestran los átomos y sus enlaces de manera diferente. La electronegatividad hace referencia a la tendencia de los átomos a atraer electrones. El oxígeno (O), con una electronegatividad de 3.5, tiene una afinidad alta por los electrones. El hidrógeno (H) (2.1) y el carbono © (2.5) tienen afinidades más bajas. El oxígeno y el hidrógeno forman un enlace polar fuerte debido a la mayor afinidad del O por los electrones.

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La insulina es un tipo de molécula complicada conocida con el nombre de proteína. Más tarde contemplaremos formas más sencillas de abordar las moléculas complicadas de la vida.

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Enlaces Iónicos.

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Los iones se forman cuando los átomos pueden obtener un número estable de electrones cediendo o ganando electrones. Por ejemplo el Na (sodio) puede dar un electrón a un Cl (cloro) generando así los iones Na+ y Cl-. El par iónico se mantiene unido por atracciones electrostáticas fuertes.


Enlaces no covalentes y otras fuerzas débiles

Linus Pauling, 1946


La reactividad química de las moléculas depende de su tendencia a romper y formar enlaces químicos.

La actividad biología de las moléculas depende de su tamaño y su forma y de la naturaleza de sus interacciones débiles con otras moléculas.

Los enlaces no covalentes y otras fuerzas débiles son importantes para las estructuras biológicas.
Las fuerzas electrostáticas (iónicas) resultan de la atracción electrostática entre dos grupos ionizados con carga opuesta, como un grupo carboxilo (-COO- ) y un grupo amino (-NH3+). En el agua, estas fuerzas son muy débiles.

Los puentes de hidrógeno resultan de la atracción electrostática entre un átomo electronegativo (O o N) y un átomo de hidrógeno que se encuentra unido covalentemente a un segundo átomo electronegativo.

-N-H --- O=C-
-O-H --- O=C-


Las fuerzas de van Der Waals son fuerzas atractivas de corto alcance entre grupos químicos que se encuentran muy cercanos. Tienen su origen en pequeños desplazamientos de carga.

Las atracciones hidrofóbicas provocan que grupos no polares, como cadenas hidrocarbonadas, se asocien unas con otras en un medio acuoso.

Muchas fuerzas o enlaces débiles pueden dar lugar, en su conjunto, a interacciones fuertes.

El reconocimiento biológico es el resultado de una estructura en tres dimensiones que permite la existencia de múltiples fuerzas débiles entre las moléculas.

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La Química del Agua


La polaridad del agua

El agua tiene una estructura molecular simple. Está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. Cada átomo de hidrógeno se encuentra unido covalentemente al oxígeno por medio de un par de electrones de enlace. El oxígeno tiene además dos pares de electrones no enlazantes. De esta manera existen cuatro pares de electrones rodeando al átomo de oxígeno: dos pares formando parte de los enlaces covalentes con los átomos de hidrógeno y dos pares no compartidos en el lado opuesto. El oxígeno es un átomo electronegativo o "amante" de los electrones, a diferencia del hidrógeno.

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El agua es una molécula "polar"; es decir, existe en ella una distribución irregular de la densidad electrónica. Por esta razón, el agua posee una carga parcial negativa () cerca del átomo de oxígeno y una carga parcial positiva (delta -) cerca de los átomos de hidrógeno.

Una atracción electrostática entre la carga parcial positiva cercana a los átomos de hidrógeno y la carga parcial negativa cercana al oxígeno da lugar a un enlace por puente de hidrógeno, como se muestra en la figura.

La habilidad de los iones y otras moléculas para disolverse en el agua es debida a la polaridad de ésta última. Por ejemplo, en la imagen inferior se muestra el cloruro sódico en su forma cristalina y disuelto en agua.

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Muchas otras propiedades únicas del agua son debidas a los puentes de hidrógeno. Por ejemplo, el hielo flota porque los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas de agua más separadas en el agua sólida que en el agua líquida, donde hay un enlace de hidrógeno menos por cada molécula. Las propiedades físicas únicas, incluyendo un alto calor de vaporización, una fuerte tensión superficial, un calor específico alto y el hecho de ser casi el disolvente universal, también son debidas a la polaridad del agua y a su capacidad de formar enlaces por puentes de hidrógeno.

El efecto hidrofóbico, o la exclusión de compuestos que contienen carbono e hidrógeno (sustancias no polares) es otra de las propiedades únicas del agua causadas por los enlaces de hidrógeno. El efecto hidrofóbico es particularmente importante en la formación de membranas celulares. La mejor descripción que puede darse de este efecto es que el agua "arrincona" a las moléculas no polares, manteniéndolas juntas.

Ácidos y Bases, Ionización del Agua

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Los ácidos ceden H+.
Las bases aceptan H+.


Se define el pH de una disolución como el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno.
A pH 7.0 la disolución es neutra.

A un pH menor (1-6) la disolución es ácida.

A un pH mayor (8-14) la disolución es básica


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#93 Ge. Pe.

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Publicado el 10 mayo 2007 - 08:30

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El Proyecto Biológico > Bioquímica > Química > Tutorial


Tutorial de Química


Introducción a las Moléculas Orgánicas

Las moléculas orgánicas contienen carbono

Alcohol
Hidrocarburo con un hidrógeno reemplazado por un grupo hidroxilo (OH).

Ácido
Hidrocarburo con un hidrógeno reemplazado por un grupo ácido carboxilo (COOH);
COOH --> COO- + H+

Amina
Hidrocarburo con un hidrógeno reemplazado por un grupo amina (NH2). Se trata de un grupo básico, capaz de aceptar protones:
NH2 + H+ --> NH3+

Fosfato
Contiene un grupo -PO4=.

Aminoácido
Hidrocarburo con un grupo amino y un grupo carboxilo.

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Les dejamos los enunciados de 14 problemas relacionados a esta materia:

Tutorial de Química

Pruebe sus conocimientos

1.- Regulación

2.- Los componentes de un elemento.

3.- Composiciones elementales.

4.- Interacciones débiles.

5.- Elementos usados por los seres vivos.

6.- Propiedades del agua.

7.- Más interacciones débiles.

8.- Enlaces intermoleculares en el agua.

9.- Reacciones de oxidación/reducción.

10.- ¿Por qué son las reacciones de oxidación/reducción importantes?

11.- Interacciones débiles frente a interacciones fuertes

12.- Solubilidad de los lípidos.

13.- Isótopo

14.- Electronegatividad.

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#94 Ge. Pe.

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Publicado el 11 mayo 2007 - 12:21

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Tutorial de Química

Problema 1: Regulación


La adición de un grupo fosfato por una proteina quinasa es un paso regulador para muchos procesos biológicos. ¿Cómo puede producirse la regulación mediante este simple mecanismo?

A. La fosforilación puede cambiar la estructura tridimensonal de una proteína y de esta manera alterar el número y la orientación de los grupos químicos que pueden dar lugar a interacciones débiles biológicamente relevantes. Esto puede cambiar la especificidad de la proteína por la unión a sus ligandos, actuando así como si se tratara de un "conmutador" biológico.

B. La fosforilación transforma la proteína en un ácido nucleico realizando así la regulación biológica.


Problema 2: Los componentes de un elemento

El componente más pequeño de un elemento que aún posee las propiedades del elemento se llama:

A. Electrón
B. Protón
C. Neutrón
D. Átomo


Problema 3: Composiciones elementales

La composición elemental del universo, la corteza terrestre y el cuerpo humano difieren de manera marcada. ¿Qué factores pueden contribuir a estas diferencias?

A. La vida evolucionó en el mar donde solo un número limitado de elementos estaban disponibles.
B. La composición elemental de la Tierra es bastante diferente ahora, comparada con la de hace miles de millones de años, cuando la vida empezó.
C. Además de encontrarse disponibles, los elementos deben de ser apropiados o tener propiedades que los hagan compatibles con los procesos vivos cuando comenzó la vida.
D. La vida probablemente evolucionó fuera de la Tierra, en un planeta donde los elementos básicos que estaban disponibles eran diferentes.


Problema 4: Interacciones débiles

¿Cuál de los siguientes términos no corresponde a una fuerza o interacción débil entre dos moléculas biológicas?

A. Covalente
B. van der Waals
C. Hidrofóbica
D. Electrostática


Problema 5: Elementos utilizados por los seres vivos.

La disponibilidad de los elementos en el entorno no garantiza por sí sola su selección por parte de las células vivas. Esto es debido a que los elementos usados para formar las moléculas de los seres vivos deben de ser:

A. Hidrofílicos e hidrofóbicos.
B. Adecuados y disponibles.
C. Solubles en agua e iónicos.
D. Covalentes y con posibilidad de formar puentes de hidrógeno.


Problema 6: Propiedades del agua


¿Cuál de las siguientes NO es una propiedad del agua que puede explicarse por su polaridad?

A. Calor alto de vaporización.
B. Tensión superficial fuerte.
C. Disolvente de sustancias hidrofóbicas.
D. El sólido flota en su líquido.



Problema 7: Más interacciones débiles

¿Cuales de las siguientes son fuerzas débiles asociadas con la interacción entre moléculas biológicas?

A. Puentes de hidrógeno.
B. Atracciones electrostáticas.
C. Enlaces covalentes.
D. a y b


Problema 8: Enlaces intermoleculares en el agua.


La habilidad del agua para formar enlaces por puente de hidrógeno intermolecular:


A. Dota al agua de un calor específico elevado.
B. Hace que el agua tenga una tensión superficial alta.
C. Permite que el agua sea un disolvente universal para muchas moléculas polares.
D. Todas son correctas.


Problema 9: Reacciones de oxidación/reducción.

En una reacción de oxidación/reducción:

A. Las dos moléculas pierden electrones.
B. Una molécula pierde electrones y se reduce mientras que la otra gana electrones.
C. Una molécula pierde electrones y se oxida mientras que la otra gana electrones.
D. Una molécula gana electrones y se oxida mientras que la otra pierde electrones.


Problema 10: ¿Por qué son las reacciones de oxidación/reducción importantes?

Una característica clave de las reacciones de oxidación/reducción que explica su importancia para la biología es que:

A. El electrón que se transfiere conserva su energía
B. El electrón que se transfiere gana energía.
C. El electrón no transporta energía.
D. En ellas ocurren transferencia de electrones, protones o neutrones.

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#95 Ge. Pe.

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Publicado el 12 mayo 2007 - 07:20

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Respuestas 1 a 10
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Problema 1: Regulación

La adición de un grupo fosfato por una proteina quinasa es un paso regulador para muchos procesos biológicos. ¿Cómo puede producirse la regulación mediante este simple mecanismo?

A. La fosforilación puede cambiar la estructura tridimensonal de una proteína y de esta manera alterar el número y la orientación de los grupos químicos que pueden dar lugar a interacciones débiles biológicamente relevantes. Esto puede cambiar la especificidad de la proteína por la unión a sus ligandos, actuando así como si se tratara de un "conmutador" biológico.

Correcto.

El reconocimiento biológico requiere múltiples interacciones débiles entre moléculas, generalmente proteínas, y las proteínas quinasas alteran el proceso añadiendo o eliminando un grupo fosfato. Una célula típica de su cuerpo puede tener más de 100 proteínas quinasa diferentes.

Problema 2: Los componentes de un elemento

El componente más pequeño de un elemento que aún posee las propiedades del elemento se llama:

D. Átomo

Correcto.

La afirmación de arriba es la definición estándar de átomo.


Problema 3: Composiciones elementales

La composición elemental del universo, la corteza terrestre y el cuerpo humano difieren de manera marcada. ¿Qué factores pueden contribuir a estas diferencias?

C. Además de encontrarse disponibles, los elementos deben de ser apropiados o tener propiedades que los hagan compatibles con los procesos vivos cuando comenzó la vida.

Correcto.

Si comparamos la disponibilidad de los elementos en la tierra con la composición relativa de los organismos vivos se ve que la disponibilidad no es suficiente. Los elementos deben de ser también adecuados para que las moléculas en las que se encuentran presentes puedan realizar sus funciones.


Problema 4: Interacciones débiles

¿Cuál de los siguientes términos no corresponde a una fuerza o interacción débil entre dos moléculas biológicas? A. Covalente.

Correcto.

Los enlaces covalentes consisten en una compartición de electrones que da lugar a una interacción fuerte.


Problema 5: Elementos utilizados por los seres vivos.

La disponibilidad de los elementos en el entorno no garantiza por sí sola su selección por parte de las células vivas. Esto es debido a que los elementos usados para formar las moléculas de los seres vivos deben de ser:

B. Adecuados y disponibles.

Correcto.

Los elementos que se eligen no son únicamente los más disponibles.


Problema 6: Propiedades del agua

¿Cuál de las siguientes NO es una propiedad del agua que puede explicarse por su polaridad?

C. Disolvente de sustancias hidrofóbicas.

Correcto.

El agua no es un disolvente de sustancias hidrofóbicas, lo que permite la formación de membranas celulares a partir de moléculas de lípido insolubles.


Problema 7: Más interacciones débiles

¿Cuales de las siguientes son fuerzas débiles asociadas con la interacción entre moléculas biológicas?

D. a y b

Correcto.

Sí. Ambas son ejemplos de fuerzas débiles. Los otros dos tipos de fuerzas débiles de interés biológico son las fuerzas de van der Waals y las interacciones hidrofóbicas.


Problema 8: Enlaces intermoleculares en el agua.

La habilidad del agua para formar enlaces por puente de hidrógeno intermolecular:

D. Todas son correctas.

Correcto.

Sí, todas son ejemplos de propiedades del agua debidas a que forma enlaces de hidrógeno.


Problema 9: Reacciones de oxidación/reducción.

En una reacción de oxidación/reducción:

C. Una molécula pierde electrones y se oxida mientras que la otra gana electrones.

Correcto.

Sí, la oxidación consiste en una perdida de electrones. Los electrones pasan a la molécula que se reduce. La energía del electrón se retiene durante la transferencia, un factor clave en la transformación metabólica de los alimentos para la producción de energía.


Problema 10: ¿Por qué son las reacciones de oxidación/reducción importantes?

Una característica clave de las reacciones de oxidación/reducción que explica su importancia para la biología es que:

A. El electrón que se transfiere conserva su energía

Correcto.

Recuerde que también puede ser transferido un electrón libre o un átomo de hidrógeno.


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#96 Ge. Pe.

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Publicado el 13 mayo 2007 - 08:12

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Los ultimos problemas
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Problema 11: Interacciones débiles frente a interacciones fuertes.

El enlace entre un anticuerpo específico y un virus es muy fuerte. Si las fuerzas que permiten la interacción entre moléculas son débiles, ¿cómo pueden las atracciones electrostáticas, enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas formar una interacción tan fuerte?

A. La estructura del anticuerpo permite la formación de un amplio número de interacciones débiles.

B. Las interacciones débiles son el precursor de la formación de enlaces covalentes.

C. Las interacciones débiles conducen a reacciones de condensación, convirtiendo la interacción en un enlace muy fuerte.

D. Las atracciones electrostáticas llegan a ser muy fuertes cuando el agua queda excluída de las moléculas que se enlazan.


Problema 12: Solubilidad de los lípidos

¿Cuál de los siguientes compuestos se espera que sea más soluble en agua?

A. CH3-CH2-OH

B. CH3-CH2-CH2-CH2-OH

C. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH

D. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH


Problema 13: Isótopos

Dos isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones y electrones pero difieren en el número de neutrones. Las propiedades químicas de dos isótopos son prácticamente idénticas. Esta observación es consistente con:

A. Los neutrones no juegan un papel esencial en el núcleo.

B. Los electrones determinan las propiedades químicas de un elemento.



Problema 14: Electronegatividad

El carbono y el oxígeno tienen una electronegatividad de 2.5 y 3.5, respectivamente. ¿Qué átomo formará un enlace covalente con el hidrógeno (electronegatividad 2.1) que posea una mayor polaridad?
A. Carbono.

B. Oxígeno.

C. Los dos, carbono y oxígeno, ya que los enlaces covalentes tienen siempre la misma polaridad.

D. Ninguno de los dos. Solo los enlaces iónicos pueden producir polaridad o una separación de carga efectiva.

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#97 Ge. Pe.

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Publicado el 15 mayo 2007 - 06:09

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Soluciones
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Problema 11: Interacciones débiles frente a interacciones fuertes.

El enlace entre un anticuerpo específico y un virus es muy fuerte. Si las fuerzas que permiten la interacción entre moléculas son débiles, ¿cómo pueden las atracciones electrostáticas, enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas formar una interacción tan fuerte?

A. La estructura del anticuerpo permite la formación de un amplio número de interacciones débiles.

Correcto.

La capacidad de crear un anticuerpo cuya estructura permite el máximo número de interacciones débiles y de conseguir así un enlace fuerte y específico es una característica fundamental del sistema inmunitario.


Problema 12: Solubilidad de los lípidos

¿Cuál de los siguientes compuestos se espera que sea más soluble en agua?


A. CH3-CH2-OH

Correcto.

Esta molécula es la que tiene el carácter más hidrofílico de entre todas las mostradas, debido a la presencia del grupo "OH" y a que su cadena hidrocarbonada es relativamente corta. Se trata del tipo de alcohol que se puede encontrar


Problema 13: Isótopos

Dos isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones y electrones pero difieren en el número de neutrones. Las propiedades químicas de dos isótopos son prácticamente idénticas. Esta observación es consistente con:

B. Los electrones determinan las propiedades químicas de un elemento.

Correcto.

Los electrones se encuentran en la corteza del átomo, y están involucrados en las reacciones químicas.


Problema 14: Electronegatividad

El carbono y el oxígeno tienen una electronegatividad de 2.5 y 3.5, respectivamente. ¿Qué átomo formará un enlace covalente con el hidrógeno (electronegatividad 2.1) que posea una mayor polaridad?

B. Oxígeno.

Correcto.

El oxígeno tiene una electornegatividad muy alta (3.5) comparada con la del hidrógeno (2.1), por lo que al unirse a este último presenta una mayor atracción por los electrones y formará un enlace covalente polar.

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#98 Ge. Pe.

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Publicado el 16 mayo 2007 - 02:45

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Mas ayuda de....

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Problemas de Macromoléculas


¿Cómo son catalizadas las reacciones biológicas por las proteínas?

¿De qué manera la estructura del DNA nos ayuda a entender el mecanismo de codificación de la información genética?

¿Cómo almacenan los organismos energía a través de polisacáridos y lípidos?

La "Biología Estructural" proporciona respuestas para todas estas preguntas.


Antes de introducirnos en la Biología Estructural, estudiaremos las moléculas biológicas más comunes.

Nuestro objetivo es familiarizarnos con las estructuras y las propiedades de azúcares, lípidos, aminoácidos y nucleótidos.

También consideraremos las macromoléculas que se se forman a partir de estas unidades monoméricas, incluidas las proteínas, los ácidos nucleicos y los polisacáridos.

Instrucciones: A continuación se proponen cuestiones con varias respuestas a elegir. Las respuestas correctas se refuerzan con una breve explicación. Las respuestas incorrectas se encuentran vinculadas a una guía que ayudará a resolver cada problema.

1.- Reconocimiento del enlace peptídico

3.- Identificación de moléculas biológicas

4.- Estructura terciaria de una proteína

5.- Identificación de otra molécula biológica

6.- Elementos de la estructura de las proteínas

7.- Identificación de una unidad monomérica de una macromolécula biológica

8.- Enlaces débiles implicados en las interacciones entre macromoléculas

9.- Identificación de una macromolécula

10.- Identificación de un aminoácido hidrofóbico

11.- Interacciones proteína-proteína

12.- Secuencia de un polipéptido

13.- Secuencia de un polipéptido más largo
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Problema 1: Reconocimiento del enlace peptídico


¿Qué flecha señala un enlace peptídico?

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A. 1
B. 2
C. 2 y 3
D. 3
E. 4 y 5

____________________________________


Problema 2: Identificación de moléculas biológicas

La estructura de la izquierda corresponde a un_________________, y la estructura de la derecha es un_________________.

IPB Image


A. lípido, polipéptido

B. carbohidrato, lípido

C. carbohidrato, aminoácido

D. nucleótido, aminoácido

E. nucleótido, carbohidrato

_____________________________________________

Problema 3: Estructura terciaria de una proteína

La "estructura terciaria" de una proteína se refiere a:

A. Secuencia de aminoácidos

B. Presencia de hélices α o láminas β

C. Plegamiento tridimensional característico de la molécula

D. Interacciones de una proteína con otras subunidades de las enzimas

E. Interacción de una proteína con un ácido nucleico

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#99 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 18 mayo 2007 - 03:24

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Problema 4: Identificación de otra molécula biológica

IPB Image

La estructura que se muestra en el diagrama es un ejemplo de:

A. RNA

B. una proteína

C. un polisacárido

D. DNA

E. un lípido

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Problema 5: Elementos de la estructura de las proteínas

¿Qué enunciado es correcto, en relación con la estructura de las proteínas?

A. La estructura primaria es la secuencia de los aminoácidos

B. Las hélices α y las láminas β son ejemplos de estructura secundaria

C. Las cadenas laterales de los aminoácidos (grupos R) pueden ser hidrofóbicas o hidrofílicas

D. Las proteínas formadas por dos o más cadenas polipeptídicas se dice que presentan estructura cuaternaria

E. Todas las afirmaciones anteriores son ciertas

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Problema 6: Identificación de una unidad monomérica de una macromolécula biológica

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La estructura que se muestra en el diagrama es un ejemplo de una unidad monomérica utilizada para la formación de:

A. RNA

B. proteínas

C. DNA

D. polisacáridos

E. lípidos

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Problema 7: Enlaces débiles implicados en las interacciones entre macromoléculas

Dos macromoléculas, como por ejemplo dos proteínas, pueden unirse entre ellas con gran fuerza y especificidad. ¿Cómo es posible que interacciones débiles, como las fuerzas electrostáticas atractivas, las interacciones de van der Waals, los enlaces de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas originen una adherencia tan fuerte?

A. La adherencia puede llegar a ser fuerte cuando existen muchas interacciones débiles, todas ellas contribuyendo a la estabilidad de la estructura

B. Las interacciones débiles se convierten en fuertes una vez que los grupos no polares son excluidos del interior de las macromoléculas

C. Las interacciones débiles son convertidas en enlaces covalentes, dando así lugar a una adherencia fuerte entre las moléculas

D. Si las interacciones débiles se alinean correctamente pueden convertirse en tan fuertes como los enlaces covalentes

E. La adhesión es fuerte porque las interacciones débiles pueden estar implicadas en reacciones de condensación

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8: Identificación de una macromolécula

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La estructura que se muestra en el diagrama es un ejemplo de:

A. un polisacárido

B. DNA

C. RNA

D. una proteína

E. un lípido

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Problema 9: Identificación de un aminoácido hidrofóbico


¿Cuál de los siguientes aminoácidos tiene una cadena lateral hidrofóbica?


A. Isoleucina IPB Image

B. Asparragina IPB Image

C. Treonina IPB Image

D. Glicina IPB Image

E. Ácido glutámico IPB Image



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#100 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 20 mayo 2007 - 01:26

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Problemas de Macromoléculas


Problema 10: Interacciones proteína-proteína

Las proteínas 1 y 2 interaccionen fuertemente. La figura siguiente muestra una parte significativa de sus interacciones.

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Supón que ocurre una mutación en la proteína 2 que cambia el aminoácido mostrado arriba a uno de los aminoácidos que se muestran a continuación:

IPB Image IPB Image

¿Qué cambio de los anteriores debería interrumpir en mayor medida la interacción entre las proteínas 1 y 2? ¿Cuál afectaría en menor medida?

A. El que más: aspartato; el que menos: leucina

B. El que más: lisina; el que menos: serina

C. El que más: serina; el que menos: aspartato

D. El que más: lisina; el que menos: aspartato

E. El que más: aspartato; el que menos: serina


Problema 11: Secuencia de un polipéptido


Un polipéptido de 5 aminoácidos de longitud se rompe en varios fragmentos más pequeños y se determinan las secuencias de aminoácidos de algunos de esos fragmentos. Tres de los fragmentos identificados son: His-Gly-Ser, Ala-His, y Ala-Ala. ¿Cuál es la secuencia del polipéptido original?

A. His-Gly-Ser-Ala-Ala

B. Ala-His-Gly-Ser-Ala

C. Ala-Ala-His-Gly-Ser

D. His-Ser-Gly-Ala-Ala

E. Se necesita más información para determinarla.


Problema 12: Secuencia de un polipéptido más largo


Un polipéptido de 10 aminoácidos de longitud se fragmenta en polipéptidos más pequeños y se determina la secuencia de varios de ellos.

Entre los fragmentos identificados se encuentran los siguientes: Ala-Gly-Ser-Gln, Lys-Trp-Arg-Pro, Gln-His-Lys, Asp-Ala-Gly. ¿Cuál es la secuencia del polipéptido original?

A. Ala-Gly-Ser-Gln-Lys-Trp-Arg-Pro-Gln-His

B. Asp-Ala-Gly-Ser-Gln-His-Lys-Trp-Arg-Pro

C. Ala-Gly-Ser-Gln-His-Lys-Trp-Arg-Pro-Asp

D. Lys-Trp-Arg-Pro-Gln-His-Lys-Asp-Ala-Gly

E. Ninguna de las anteriores

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