2 Citologia 2, Fisiologia Celular 1 (Fotosintesis y Cloroplasto), Fisiologia 2

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SISTEMA HELICOIDAL 129 Compendio de Ciencias II-D Biología CAPÍTULO 0 4 COMPETENCIAS – Diferencia hialoplasma de morfoplasma. – Reconoce inclusiones, organoides, organelas y sistemas de endomembranas. – Conoce las partes del núcleo especialmente el nucleolo y la cromatina. CITOPLASMA I. IMPORTANCIA BIOLÓGICA Región fundamental de la célula donde se lleva a cabo el metabolismo celular: III. R EG IO NE S 1. Antiguamente: Ectoplasma (exoplasma) Endoplasma (mesoplasma) Metab. * Resp. celular * Fotosíntesis Tonoplasma celular * Elab.de hormonas * Síntesis d e pro t. Glucosa G 2. Actualidad: Hialoplasma Morfoplasma II. UBICACIÓN ATP Respiración Celular IV. HIAL OPL ASMA - Matriz citoplasmática - Región coloidal Porción celular comprendida entre la membrana celular y karioteca. M.C. Citoplasma C itoso l C onstituido C itoesqueleto A) CITO SOL * Parte fluida constituida por: H O M.N. 2 F .d isp ersa nte (85%), I one s, a zúca r, lípidos, prote ína s F .d isp ersa

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2 Citologia 2, Fisiologia Celular 1 (Fotosintesis y Cloroplasto), Fisiologia 2

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  • SISTEMA HELICOIDAL 129

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    CAPTULO

    0 4

    COMPETENCIAS

    Diferencia hialoplasma de morfoplasma.

    Reconoce inclusiones, organoides, organelas y sistemas de endomembranas.

    Conoce las partes del ncleo especialmente el nucleolo y la cromatina.

    CITOPLASMA

    I. IMPORTANCIA BIOLGICA

    Regin fundamental de la clula donde se lleva a

    cabo el metabolismo celular:

    III. R EG IO NE S

    1. Antiguamente:

    Ectoplasma (exoplasma)

    Endoplasma (mesoplasma)

    Metab.

    * Resp. celular

    * Fotosntesis

    Tonoplasma

    celular

    * Elab.de hormonas

    * Sntesis d e pro t.

    Glucosa G

    2. Actualidad:

    Hialoplasma

    Morfoplasma

    II. UBICACIN

    ATP Respiracin

    Celular

    IV. HIAL OPL ASMA

    - Matriz citoplasmtica

    - Regin coloidal

    Porcin celular comprendida entre la membrana

    celular y karioteca.

    M.C.

    Citoplasma

    C itosol C onstituido

    C itoesqueleto

    A) CITO SOL

    * Parte fluida constituida por:

    H O

    M.N. 2

    F .d isp ersa nte (85%),

    I one s, a zca r, lpidos, prote na s

    F .d isp ersa

  • 130 PASCUAL SACO OLIVEROS

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    Seudop

    * Propiedades:

    1. Incolora

    M icrotbulo s

    C ito e sq. M icrofila me ntos

    2. Translcida

    3. Hialina

    4. Refrigerante

    (co m p) F ila me ntos inte rme dia rios

    5. Viscosa

    6. Efecto de Tyndall (Jhon Tyndall, fsico

    a) Microtbulos (Mt)

    - Estructuras tubulares rectilneas (25 nm dmto).

    T ubulina ( , ) (95%) :

    ingls) fenmeno ptico, donde los rayos

    - C . Q . Pr o t. G lobular Co ntrctil

    luminosos son refractores en el coloide. M ap s(5%) :

    - Funciones:

    Pr o t. M icrotubulares asociad os

    Coloide

    Luz 1. Da forma y cierta rigidez a la clula.

    2. Transforma macromolculas por su

    in te ri o r ( ac t a co m o u n s i s t em a

    microcirculatorio). 7. Movimiento Browniano (Pedesis)

    Movimiento catico (bailoteo) en forma

    de zig - zag que presentan las micelas

    debido a la presencia de la misma carga.

    3. Forma centriolos, cilios, flagelos, huso

    acromtico.

    4. Participa en el movimiento de cromoso-

    mas y centriolos.

    M M C.T. (Mt)

    Protofibrillas

    (13)

    M M

    8. Tixotropia (coacervacin)

    b) Microfilamentos (Mf)

    - Filamentos finos contrctiles rectos (5 - 7 nm)

    - C.Q.: actina, miosina, tropomiosina.

    GEL SOL Determina

    Mov. Ameboideo Protozoos G. Blancos

    Ciclosis: Mov. + /- circular del coloide citoplasmtico (clula vegetal)

    - Funciones:

    1. Participa en endocitosis, exocitosis, movi-

    miento ameboideo, ciclosis, contraccin

    celular.

    2. Forma desmosomas.

    3. Participa en citocinesis.

    SOL GEL

    Mf

    Gelacin Mt

    Coagulacin Floculacin

    GEL

    SOL

    Solacin Peptizacin

    c. Filamentos Intermediarios (Fi)

    - Filamentos de 10 nm de dmto.

    - Tipos:

    1. CITO ESQU EL ET O

    Constituido por estructuras alargadas de

    naturaleza proteica. Forman el endoesqueleto

    celular.

    Filamentos de Queratina (tonofilamentos,

    citoqueratina, filamentos de prequeratina) se

    localizan en la piel (estrato corneo).

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 131

    * Almidn * Aleurona * Glucgeno * Gota de grasa * Melanina * Mucus * Lipofuscina

    Neurofilamentos

    Se localizan en neuronas.

    Filamentos Gliales (gliofibrillas)

    Se localizan en citop. del astrocito.

    F . de D es min a

    Filam. heterogneos F . de V imentina F . de S ine min a

    CM

    Citosol

    Mt H

    Mf

    V. Morfoplasma

    Citoplasma figurado.

    Estructuras definidas flotantes en el hialoplasma.

    M

    Componentes

    Inclusiones

    (No Vital)

    Organoides

    (Vital)

    (Sin membrana)

    Organelas

    Ribosoma

    Centrosoma (Slo en clula animal)

    Cilios

    Fla gelos

    Mitocondria (Doble membrana -2M-)

    Plastidio (2M) (Slo en Clula Vegetal)

    Lisosoma (Clula animal)

    (Vital)

    (Con membrana)

    Citosoma

    (Unimembrana)

    Vacuola (1M) (C.V.)

    Peroxisoma

    Glioxisoma (Clula vegetal)

    Sist. de endomembranas

    Vital

    Si membrana

    Ap. de golgi (Golgisoma)

    R. Endoplsmico

    Karioteca

    Divide al citoplasma en compartimientos y subcompartimientos

    1. Inclusiones

    - Deutoplasma, paraplasma, sustancia orgstrica,

    corpsculos de Dhle, Corp. de Negri.

    - Sust. de diversa composicin qumica, carece de

    membrana, no cumple funcin especfica, son

    productos de la actividad celular, se localizan en

    citoplasma, vacuola.

    - Ejemplos:

    2. ORGANOIDES (Asociaciones supramoleculares)

    a) R IBO SO M A

    * Sinnimo: Grnulos de Palade (BQ Ruso

    George Emil Palade) partculas densas, R.N.P. C isto litos D rusa (e stre lla ) monosomas.

    * C a C O

    3 C R I S T A L M a cla (ba rra )

    * Son los Organoides ms numerosos (citop, ad * C a(C

    2 O

    4 ) (C . V.) R a fidio (a guja s)

    herida, Membrana Nuclear, R.E., interior de

    mitocondria, cloroplasto).

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    132 PASCUAL SACO OLIVEROS

    * Su Conjunto: ergosoma (polisoma).

    Constituido por dos subunidades (mayor y

    menor), es un cuerpo dmero.

    C.Q.: ARNr (70%), Prot (30%).

    Origen: Nucleolo

    Centriolo (conj: diplosoma)

    Centroesfera Esfera atractiva Arcoplasma

    Funcin: Proteognesis Aster

    S.U.S 30S

    S.u.m

    S20 y L26 son = S

    21 Prot.

    (S1 ...S21)

    C.T. (centriolo)

    Mg

    S.U.M.

    ARNr: 16S

    34 Prot. (L1 ...L34)

    Triada (triplete)

    De Mt

    (9 tripletes de Mt)

    S.U.L. 50S

    R(C.P.)

    ARNr 5S

    23S

    40S

    60S

    70S (T.M.)

    3 Megadaltones (P.M.)

    30 Prot. ARNr: 18S

    40 Prot.

    5S

    c. CILIOS

    Pestaas vibrtiles, cinocilios (mviles),

    estereocilios (inmviles. ejemplo en clas.

    epiteliales del epiddimo).

    Proyecciones (apndices) filiformes cortos y

    numerosos cubiertas de membrana. R(C.E.) ARNr 5,8S

    80S (T.M.)

    4 Md (P.M.)

    28S Partes:

    * Cinetosoma (cuerpo basal blefaroplasto):

    citoplasma formado por 9 tripletes de Mt

    * Axonema (cuerpo ciliar) : parte mvil

    S = Unidad de medida de sedimentacin

    = Unidad Svedberg = 1013seg

    ARNm

    b. C E N T R O S O M A

    - Cuerpo celular, Aparato central, citocentro,

    microcentro.

    - Imp:

    1. Divisin celular (formando el huso acromtico)

    2. Originan cilios y flagelos.

    formado por 9 pares de Mt perifricos y

    1par de Mt centrales (9 + 2).

    Localizados protozoos en ciliados, epitelio

    seudoestratificado epitelio cilndrico ciliado.

    Subfibra B = grande incompleto presenta 11

    subunidades de tubulina.

    Su b fi br a A = pe qu e o , p re s e n t a 13

    subunidades de tubulina.

    Membrana

    Axonema

    C. Talio

    E.C.C. Cinetosoma

    Subfibra B

    Subfibra A

    Brazo Ext. de Dineina

    Bra zo Int. de Dineina

    Eslabn ra dial Mt. central

    (1 3 s ubunidades de tubulina)

    Vaina Central Puente de Nexina

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 133

    b) PLASTIDIO 1.

    - Plasto, plastido. 2. - Propio de C. vegetal, algas. 3. - Conj: plastidoma. 4.

    Sndrome del cilio inmvil falta de dineina

    ocasiona: infertilidad, bronquitis crnica, si-

    nusitis.

    3. O R G A N E L A S

    a) MITOCONDRIA

    Organela de Altmann (Richard Altmann, Histlogo

    alem n 1 8 5 2 - 1 9 0 0 ) B io blas to, m quina

    energtica, condriosoma, condrioconte (condro-

    cito), sarcosoma (clula muscular), cinetoplasto

    (mastigforos).

    Organela con doble membrana de forma variada

    semiautnoma (presenta su propio ADN circular).

    Origen:

    1. Mitocondria: formacin de novo.

    2. Fragmentacin del ADN de la mitocondria:

    Teora del Clster - Clone

    3. Clula Procariota: Teora de la endosimbiosis.

    - Conj.: condrioma.

    - Mitoplasto: mitocondria con una membrana.

    Digitonina

    Mitoplasto - Importancia:

    1. Respiracin celular, aerbica, oxidando

    molculas org. para obtener energa (ATP).

    2. Sintetiza cidos grasos, protenas.

    3. Participa en la divisin extracromosmica (se

    divide independiente del ncleo).

    Gota de

    Grasa

    M. Externa

    M. Interna

    Cav. Externa

    Matriz mitocondrial

    ADN

    Enzimas respiratorias

    Partcula elemental

    Mitorribosoma 70S

    Grnulos de Iones {Ca, Na, Mg, K

    - Origen: Proplastos que son plastos jvenes.

    L eucoplasto

    - Tipos C romoplasto C loroplasto

    Leucoplasto

    * Plasto incoloro, almacena sustancia de

    reserva:

    Almidn amiloplasto

    Aceite oleoplasto (elainoplasto)

    Protena proteinoplasto

    Almidn, aceite, protena plastoglbulo

    * Se localiza en zonas no expuestas a la luz

    (semillas, races, rizosomas, tubrculos, frutos).

    Cromoplasto

    * Plasto coloreado, presenta pigmentos:

    1. Xantfila amarillo (limn, pltano).

    2. Lutena amarillo (hojas en otoo).

    3. Zeantina amarillo (maz).

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    134 PASCUAL SACO OLIVEROS

    M. Ext.

    4. Caroteno anaranjado (naranja,

    zanahoria, camote).

    5. Licopeno rojo (tomate, fresa, rocoto)

    * Algunos Fotosintticos:

    Ficoeritrina : rojo (rodofitas)

    Fucoxantina : pardo (feofitas)

    Ficocianina : azul (cianofitas)

    * Colorea spalos, ptalos, bracteas, frutos. c) C LO R OPL AST O

    - Plasto fotosintticamente activo.

    - Presenta pigmentacin verde liposoluble = clorofila.

    - Algas Ptan Pirenoides (protenas).

    - Los cloroplastos en la oscuridad se desorganizan y

    se denominan: etioplastos.

    - Importancia:

    1. Da el color verde.

    2. Participa en la fotosntesis.

    d.1) L ISO SO M A

    - Organela de Duve y Pauli, bolsa asesina,

    vescula suicida.

    - Bolsa ovoide, rodeada por membrana

    gruesa y repleta de enzimas lticas.

    - Origen: R.E. rugoso y golgisoma.

    - Tipos: (polimorfismo del lisosoma).

    1. L. Primario (L. virgen) Enz. Lticas

    Presenta enzimas lticas (actan a un pH cido)

    recin se han desprendido del aparato de Golgi.

    2. L. Secundario (Heterofagosoma).

    Presentan en su interior sustancias para su

    degradacin.

    Slidas fagosoma

    Lquidas pinosoma

    L.P.

    L.S.

    Ribosoma M. Int. Peristromio Cav.

    externa Estroma (F. oscura)

    Lamela (laminilla conexin intergrana)

    Tilakoide (F. luminosa) ADN

    Almidn (fcula)

    Cuantosoma (Unidad fase luminosa)

    (Pta. 200 molc. clorof.)

    Clorofila = Fitol+ 1G. Porfirnico (55 C)

    4 anillos pirrolicos + Mg

    4 Cad. Cclicas N

    N

    LP. + L.S. = vacuola digestiva

    3. Cuerpo Residual (postlisosoma)

    Presentan material sin digerir (lipofuscina,

    pigmento amarillo de desgaste), se acumulan en

    el citoplasma.

    4. Citolisosoma (autofagosoma)

    Eliminan organelas ya gastadas.

    5. Cuerpo multivesicular:

    Lisosomas grandes, presentan en su interior

    microvesculas llenas de fosfatasa cida.

    CM

    CV

    FA

    - Localizacin: abundan en los glbulos blancos.

    - Funciones:

    N Mg

    N

    L isosoma

    N

    Fitol

    1. Digestin celular

    Intracelular (autofagia)

    Extracelular (heterofagia)

    2. Suicidio celular (autlisis celular)

    Gracias a esto no se acumulan miles de las

    clulas que constantemente mueren.

    d) CITOSOMAS P e ro xisoma G lioxisoma

    El "suicidio celular" se da en:

    Gota, exceso de vitamina A, acidosis, anoxia,

    asbestosis (inhalacin de amianto) Silicosis

    Vesculas pequeas de una membrana, contiene en

    su interior "enzimas" abundantes.

    (inh de Si) (Asma de los mineros enfermedad

    de los picapedreros).

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 135

    3. Crinofagia: remocin de grnulos de secrecin

    producidos en exceso.

    4. Destruye antgeno.

    5. Acrosoma: es lisosoma especial (espermato-

    zoide), destruye cubiertas del vulo.

    6. Participa en la regresin de la cola del

    renacuajo. (ocasionado por catepsina)

    7. Participa en la regresin del tero

    8. Participan en la resorcin sea (osteoclastos)

    degradando al hueso para liberar Ca.

    d.2) PEROXISOMA

    Pequeo, oval, con presencia de enzimas: peroxidasa, catalasa, reductasa, D - amino

    oxidasa, urato - oxidasa

    Funciones:

    1. Interviene en el metabolismo de perxidos

    Importancia:

    1. Regula equilibrio hdrico (presin osmtica).

    2. Almacena sustancias.

    Tonoplasto

    Tonoplasma

    Jugo

    Vacuolar

    Jugo Vacuolar (jugo celular).

    1. Agua

    2. Glucsidos (azc. venenosos).

    Amigdalina, digitalina (semilla de manzana

    verde).

    3. Taninos (azcares + sustancias aromticas).

    cido glico elgico, clorognico

    (protegen contra microbios)

    2H2O2

    Catalasa 2H2O O2 4. Terpenos (isoprenoides).

    2. Participa en catabolismo de purinas.

    (urato - oxidasa). Propio de anfibios y aves

    3. Participa en la - oxidacin de cidos

    grasos acumulndose grasa parda en animales hibernantes.

    4. En los vegetales participa en la fotores-

    piracin.

    Si en hgados y rin no hay peroxisoma, se

    da el Sndrome Hepato Renal de Zellweger

    (muerte antes del primer ao).

    d.3) GLIOXISOMA

    Citosoma propio de clula vegetal (semilla

    del Ricino).

    Participa en el metabolismo de los triglicridos

    transformando las grasas en azcares (gluco-

    neognesis) y de ah obtener energa.

    e) V ACU O L A

    Alveolo, hidroleucito.

    Organela (1 micra) grande de clula vegetal.

    Tambin se aprecia en protozoarios:

    Vacuola digestiva

    Vacuola excretora

    Vacuola contrctil (pulstil): elimina exceso de H2O.

    Conj: vacuoma

    Son pequeas y numerosas en C.V. jvenes. Es

    grande y nica en C.V. adulta.

    5. Aleurona, inulina (Sustancias de Reserva).

    6. Pigmento antocianicos (cromosacridos):

    Pelargonina N (geranio)

    Cianina: R (rosa)

    Enidina: V (uva)

    7. Alcaloides: (sustancia N-heterocclicas de sabor

    amargo, slidas):

    Estricnina (muy venenoso con 0,05g mata a una

    persona).

    Teobromina (semilla del cacao) Theobroma

    cacao

    Teofilina (Te)

    Cafena (caf): Coffea arabica

    Morfina (adomidera) Papaver somniferum

    Nicotina (tabaco, hoja) Nicotiana tabacum

    Cocana (hoja de coca) los hijos de coqueros

    nacen con caracteres de locura e imbecilidad.

    Quinina (corteza, rama y raz de quina) es

    antipaldico.

    4. SISTEMA DE ENDO MEMBRANAS

    (Sist. Vacuolar)

    El S.V. constituye un sistema circulatorio intracelular

    para transportar sustancias.

    El SV presenta dos caras: citoplasmtica y endopls-

    mica (luminal).

    Comprende:

    Karioteca

    Ret. endoplsmico

    Aparato de Golgi

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    136 PASCUAL SACO OLIVEROS

    M. Clar

    Co

    ntr

    aco

    rrie

    nte

    a) RETCULO ENDOPLASMTICO

    Endoplsmico organela de Porter, desmotbulo.

    Red de sacos aplanados (cisterna), tubos y vesculas conectadas entre s.

    Tipos:

    a.1) R.E. LISO

    (agranular sarcoplsmico miocito)

    Ubica: clula de glndulas suprarrenal, clula sebcea, clula de gnadas hepatocito (liso y

    rugoso)

    No se asocia a Ribosomas (cara citoplasmtica)

    Se puede asociar a Glicosomas (partculas

    esfricas repletas de glucgeno). Esto en hepatocitos y fibras musculares de conduccin

    del corazn.

    Funciones:

    1. Cit o es que leto ( s o po r te m ec nico del citoplasma).

    2. Compartamentalizacin (delimita espacios

    donde se almacena y distribuyen sustancias

    dentro de la clula.

    3. Relaciona M. Clar y ncleo.

    4. El R. sarcoplsmico acumula y libera Ca para

    as iniciar la contraccin muscular, el Ca est fijado a la Calcicuestrina.

    5. Sintetiza, transporta, almacena triglicridos,

    fosfolpidos, colesterol, horm. sexuales.

    6. Elimina sustancias txicas (detoxificacin,

    desintoxicacin: drogas, venenos, alcohol)

    anulando s us efectos, modificando su

    estructura qumica.

    7. Participa en la glucogenlisis (resorcin,

    degradacin del glucgeno en glucosa).

    Gg Glicosoma

    a.3) APARATO DE GOLGI

    Complejo de Golgi, cuerpo de Golgi, Golgisoma (Camilo Golgi1898, Microscopista e histlogo

    italiano).

    Idiosoma (espermtide) dictiosoma (conj. de cisternas, se localiza en CV Pirroncito)

    Formado por:

    1. Sacos aplanados 3 a 8 (conj = dictiosomas) Existen de 10 a 20 dictiosomas por clula.

    2. Vesculas (V secretorias, v de golgi) Macro

    Vesculas, micro vesculas.

    Origen: vesculas del R.E.

    Abundan en clas del pncreas, tiro ides , calciforme plasmtico, epiddimo, neurona

    ganglionar.

    Funciones:

    1. Forma tubos polnicos.

    2. Polimeriza Ac saliclico que forma una coraza rgida constituyendo el frstulo de las diatomeas.

    3. Origina membrana clar, glucoclix, pared

    celular.

    4. Origina al lisosoma, vacuolas (elabora

    vesculas).

    5. Sintetiza lisozima.

    6. Forma el acrosoma del espermatozoide.

    7. Recibe, concentra los productos (lpidos, protenas) formados en el R.E.

    8. Glucosida lpidos y protenas

    9. "Secrecin celular": glucolpidos y glucopro-

    tenas.

    Lisosoma Primario

    GERL Secrecin (eliminados por

    exocitosis)

    Glucosa 6

    Fosfatasa

    Glucosa

    Glucgeno

    UDPG Glucgeno Transferasa Glucosa 6 fosfato

    Pi

    GP

    Cara madura

    Cara concava

    Cara distal

    Cara Cis

    Vescula secretora

    Gran de secrecin

    Gran de cimgeno

    GP Vescula Presecretora

    Vacuola temporal

    a.2) R.E. RUGOSO S.V.S. Ampolla

    (granular, sustancia cromfila. Grnulos de Nissl, borde dilatado Golgina

    ergastoplasma).

    Ubica: hepatocito (liso y rugoso) neurona.

    Se asocia a los ribosomas (mediante Mg, y riboforina).

    Funciones:

    Glucoprotena Glucosiltrasferasa

    Cad. lateral + NGP

    S.J.F. G

    1. Citoesqueleto.

    2. Compartamentalizacin.

    Cara formacin Cara convexa Cara proximal Cara cis

    G mv (V. de transf.)

    3. Relacin M. clar y Ncleo.

    4. Regenera karioteca y M. clar.

    5. Sintetiza, transporta y almacena protenas de exportacin.

    G

    Prot R.E.

    N de

    G.P. G

    LIP

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 137

    Importancia:

    NCLEO

    Porosa: presenta poros (annuli) de 600A de

    dmto, rodeados por protenas anulares. Imp:

    intercambio de sustancias con el citoplasma

    1. Corpsculo diferencial evolutiva entre la clula

    procariota y eucariota.

    2. Centro de regulacin celular de las actividades

    metablicas y reproductivas.

    3. Contiene y protege el material gentico capaz de

    transmitir la informacin hereditaria a las clulas hijas.

    I. Definicin:

    Regin corpscular ms importante de la clula,

    debido a que porta consigo todo el mensaje gentico

    de los organismos.

    II. Ubicacin:

    Las eucariotas (menos en glbulos rojos).

    1. N. axial (central)

    (C cbica, esfrica, poliedros)

    (C. Meristem, C embrionaria)

    (forma octogonal). En G.R.: 3 poros por cada y 300 poros por

    ncleo. Poro + protenas = complejo del poro.

    Presenta coloide: cisterna perinuclear

    B) Carioplasma (nucleoplasma cariolinfa, savia

    nuclear).

    Fluido intranuclear coloidal incoloro viscoso ms

    denso que el citoplasma.

    Se realiza la replicacin y transcripcin.

    C) Cromatina (cariomitoma, cromoplasma).

    Chroma: color

    Organizacin supramolecular:

    Protamina :E. Crista lina

    (espermatozoide)

    2. N. polar (basal)

    (C. cilndrica)

    ADN + Protena Histona: Colla r d e perlas

    (clulas somticas)

    N. parietal 3.

    (F.M. esq.)

    N.Parietal

    Lisosoma

    Adipocito

    N. Parietal

    v

    C.V.

    Tipos de cromatina:

    1. Heterocromatina (nuclena, filamentos

    gruesos)

    Genticamente inactiva

    Cromatina sexual (cromatina X sexo

    nuclear, Corp de Barr 1949, Corp de Bertram)

    Pequeo cuerpo heterocromtico localizado

    en clas femeninos (neurona, clas mucosa

    oral, neutrofilo segmentado o maduro) en el III. Composicin Qumica:

    Agua, iones Ca (conserva la estructura del ADN),

    Mg, Zn, Co, lpidos (fosfolpidos).

    Glcidos, Protenas (actina, protamina, ARNasa,

    DNAasa, nucleosidasas histonas), nucletidos

    coenzimas (difosfopirinucletido), ARN, ADN (90%

    del ADN celular).

    Nota:

    Histona: protena bsica debido a que contienen

    AAs bsicos: arginina, lisina.

    IV. Partes (estructura) del ncleo interfsico

    A) Karioteca:

    Karin = ncleo; teca = envoltura

    Envoltura nuclear

    Doble: M. ext (origina al R.E., se asocia a

    Rib) M. int (ms gruesa).

    neutrofilo se dispone como un bastoncillo =

    palillo de tambor.

    Imp:diagnstico de enfermedades congnitas,

    anomalas cromosmicas, taxonoma.

    2. Eurocromatina (cromatina dispersa)

    Ocupa mayor volumen del espacio nuclear.

    Genticamente activa.

    Su condensacin forma los cromosomas. La cromatina se asemeja a un collar de perlas

    Const. por ADN + HISTONA = collar de perlas

    (fibra de cromatina, fibra de 100A estructura

    arrosariada).

    3. Estructura de la Cromatina

    NUCLEOSOMA (cuerpo Nu)

    Unidad estructural y repetitiva de la cromatina.

    Partes: ncleo y ADN espaciador.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    138 PASCUAL SACO OLIVEROS

    CORE (partcula nuclear).

    Constituido por 8 molculas (octmero) de histonas:

    2H2A, 2H

    2B; 2H

    3; 2H

    4

    Observacin:

    El core (ncleo) se asocia a una molcula de la H1 y

    a esto se le denomina = cromatosoma

    ADN ESPACIADOR (Linker, nucleofilamento)

    Es la long de ADN que hay entre 2 ncleos

    consecutivos.

    D) NUCLEOLO (Nucleolus = small) - Plasmosoma

    Cuerpo esfrico compacto desprovistos de

    membrana suspendidas en el nucleoplasma.

    C.Q. = ARN + FOSFOPROT + ADN nucleolar

    Origen = RON (Regin organizadora del nucleo-

    lo) localizado en ciertos cromosomas.

    Partes:

    1. Zona Granular: presenta grnulos de 15 a 20

    nm de dmto. Se localiza en la periferie,

    representa las subunidades ribosmicas.

    2. Zona Fibrilar: (pars fibrosa, parte oscura

    nucleolonema de Sotelo).

    Son fibrillas de 5 a 10 nm de dmto constituido

    por ARNr. Se localiza en la parte central.

    3. Zona de cromatina nucleolar.

    4. Zona amorfa (pars amorfa, parte clara):

    coloidal.

    Importancia: sintetiza ARNr y es el sitio de la

    biosntesis de las unidades de los futuros

    ribosomas para luego ser ensamblados.

    Tipo de ncleo:

    1. Condensado: pequeo y oscuro.

    2. De cara abierta (vesiculoso) grande, claro se

    observa sus detalles inferiores.

    - Cariocinesis: divisin del ncleo

    - Cariorrexis: destruccin del ncleo.

    N. Condensado

    N. de Cara Abierto

    (interfsico)

    Ribosoma

    CARIOTECA Tapn central

    Anillo (diafragma)

    Regin central

    R, End.

    Nucleolo

    Z. Granular

    Cisterna Perinuclear

    Lmina fibrosa Heterocromatina

    Pseudoncleo Carioplasma

    M. Ext K M. Int

    Eucromatina

    Collar de Perlas

    Nucleofilamentos

    Nucleosoma

    Z. Fibrilar

    Z. Cromatina nucleolar

    Z. Amorfa

    1-Ncleo

    H LK

    H1

    Nucleosoma

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 139

    A) 2K+ 2 Na+ B) 3K+ 3 Na+

    C) 2K+ 3 Na+ D) 3Na+ 2 K+

    E) 2 Na+ 3K+

    a ?

    Pregunta desarrollada Pregunta por desarrollar

    1. Cules son las funciones de la bomba de N

    +

    Sustentacin:

    y K+

    1. Qu sustancias se transportan mediante difusin

    facilitada?

    Esta bomba se encuentra en todas las clulas y es

    la encargada de conservar las diferencias de

    co ncentraci n de N a+

    y K+

    a travs de la

    membrana celular, establece un potencial elctrico

    negativo en el interior de las clulas y conservar el

    volumen celular.

    Sustentacin:

    1. El estmago presenta una capa muscular cuyo

    tejido es ............... debido a que sus clulas poseen

    contraccin ...............

    A) Cardaco voluntarias

    B) Esqueltico peristlticas

    C) Estriado endergnicas

    D) Liso involuntarias

    E) Fusiforme multicelularidad

    2. Centriolos es a la clula animal como ...............

    es a la clula vegetal.

    A) Casquete polar B) Cloroplasto

    C) Vacuola polar D) Glioxisoma

    E) Celulosa

    3. Organelo presente en clula vegetal y animal:

    5. Una diferencia entre ribosoma y lisosoma es:

    A) Su ubicacin celular

    B) La ausencia de membrana

    C) Su tamao

    D) A y B

    E) B y C

    6. El Cromoplasto que colorea a la cscara del limn

    debido a:

    A) L a tr an s f o rm a ci n d e la clo ro f il a p o r

    fotosntesis.

    B) El ciclo del glioxilato del Citrus limonium.

    C) La ficocianina y ficoeritrina.

    D) Los pigmentos antocinicos.

    E) Que contiene al pigmento xantofila.

    A) Glioxisoma B) Ribosoma

    C) Peroxisoma D) Lisosoma 7. En las mitocondrias se realiza, excepto: E) Centrosoma

    4. En el transporte mediante bombas ingresan a la

    clula ............... y salen ...............

    A) Un proceso de oxidacin.

    B) Ciclo de Krebs.

    C) Produccin de molculas energticas.

    D) Digestin celular.

    E) Cadena transportadora de electrones.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    140 PASCUAL SACO OLIVEROS

    A) Fosfolipdica B) Cromoproteica

    C) Lipoproteica D) Bipolar

    E) Glucoproteica

    A) Carioteca B) AR N

    C) Cromatina D) Cariolinfa

    E) Mitocondria

    8. Los organoides encargados de la digestin celular

    y autlisis se denominan ............... y contienen

    ...............

    A) Ribosomas ARN

    B) Ribosomas protenas

    C) Lisosomas enzimas digestivas

    D) Dictiosomas cidos nucleicos

    E) Mitocondrias enzimas digestivas 9. Una caracterstica comn entre clulas procariotas

    y eucariotas es que ambas presentan:

    A) Carioteca B) Golgisomas

    C) Ribosomas D) Lisosomas

    E) Mitocondrias

    10. El enunciado: Los seres vivos estn formados por

    clulas y stas se originan a partir de las existentes,

    corresponde a:

    A) Dutrochet Harvey

    B) Hooke Malpighi

    C) Waltson Cric K

    D) Schleiden Schwann

    E) Janssen Brown 11. Es un organoide:

    A) Centriolo B) Cloroplasto

    C) Golgisoma D) Mitocondria

    E) Lisosoma

    12. El color de una planta se debe a la presencia de:

    A) Slo cloroplastos.

    B) Cloroplastos y cromoplastos.

    C) Slo cromoplastos.

    D) Cromoplastos y leucoplastos.

    E) Cloroplastos y leucoplastos.

    13. Qumicamente, la membrana plasmtica es:

    14. El ncleo presenta las siguientes estructuras,

    excepto:

    15. El principal componente de la pared de la clula

    vegetal es:

    A) Lignina

    B) Celulosa

    C) Suberina

    D) Glucosa

    E) Glucolpidos 16. El almidn se produce en:

    A) Los leucoplastos

    B) Las hojas

    C) La clorofila

    D) Los frutos

    E) Los cloroplastos 17. Sus unidades reciben el nombre de dictiosomas:

    A) Ribosoma

    B) Polisoma

    C) Complejo de Golgi

    D) Retculo endoplasmtico

    E) Lisosoma 18. Las mitocondrias presentan las siguientes estruc-

    turas, excepto:

    A) Matriz

    B) Ribosomas

    C) DN A

    D) Crestas

    E) Tilacoides 19. Seale la pareja de organelas que estructuralmente

    se asemejan ms:

    A) Ribosoma lisosoma

    B) Mitocondria lisosoma

    C) Aparato de Golgi cloroplasto

    D) Mitocondria cloroplasto

    E) Vacuola ribosoma 20. Los lisosomas se forman en:

    A) Membrana plasmtica

    B) Retculo endoplasmtico granular

    C) Retculo endoplasmtico liso

    D) Golgisomas

    E) Vacuolas

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 141

    1. Qu estructura es responsable de la sntesis de

    protenas?

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    2. En qu forma se almacena el almidn?

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    3. Cul es la funcin del centriolo?

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    4. Menciona los componentes de la clula vegetal.

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    5. Qu organela interviene en la detoxificacin celular?

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

    ..................................................................

  • 142 PASCUAL SACO OLIVEROS

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    2

    3

    CAPTULO

    0 5

    COMPETENCIAS

    Identifica las estructuras encargadas de la fotosntesis.

    Valora la importancia de la fotosntesis.

    FISIOLOGA CELULAR

    I. IMPORTANCIA

    Todos los seres vivos requieren energa porque los procesos biolgicos implican realizacin de trabajo. Dado que

    la energa no se crea ni se destruye, las clulas no tienen forma de producir nueva energa. Esta es capturada del

    ambiente, se almacena temporalmente y despus se utiliza para realizar trabajo biolgico. Las clulas obtienen

    energa de muchas maneras, pero rara vez esa energa puede emplearse directamente para activar procesos

    celulares. Por ello las clulas tienen mecanismos metablicos que convierten energa (E) de una forma a otra.

    II. ME TABO LISMO

    Es el total de las transformaciones qumicas que ocurren en un organismo y consiste en muchas series de

    reacciones o vas que se intersectan y que corresponde a dos tipos principales:

    1. Anabolismo

    Se refiere a las diversas vas metablicas en las cuales se sintetizan molculas ms sencillas, como la

    adicin de aminocidos para formar protenas, fotosntesis.

    2. Catabolismo

    Incluye las vas en las cuales se degradan molculas grandes en otras ms pequeas, como la degradacin

    del almidn para formar monosacridos, respiracin celular.

    FOTOSNTESIS Y CLOROPLASTOS

    I. INTRODUCCIN

    En las clulas eucariotas, la fotosntesis tiene lugar en un organelo citoplasmtico especializado, el cloroplasto,

    localizado predominantemente en las clulas mesfilas de las hojas. Los cloroplastos de plantas evolutivamente

    elevadas por lo general tiene forma lenticular y en condiciones tpicas su nmero vara entre 20 y 40 por cada

    clula. Los cloroplastos se identificaron como sitio de la fotosntesis en 1881 en un ingenioso experimento ideado

    por el bilogo alemn Theador Engelman, quien utiliz el alga verde Spyrogira.

    La cubierta externa del cloroplasto consta de una envoltura compuesta de dos membranas separadas por un espacio

    estrecho. La membrana externa del cloroplasto contiene protenas que hacen a esta membrana permeable a solutos

    de peso molecular alto. En contraste, la membrana interna de dicha envoltura es relativamente impermeable.

    La membrana interna, que contiene el mecanismo transductor de energa, est organizada en sacos membranosos aplanados

    denominados tilacoides. Los tilacoides se disponen ordenadamente en unas estructuras llamadas grana. El espacio dentro de

    un tilacoide se denomina luz (o intratilacoide), y el espacio por dentro de la envoltura externa se denomina estroma.

    II. FOTOSNTESIS

    1. Importancia

    Elaborar nutrientes para su propio consumo de los hetertrofos y esto es importante porque forman la base de cadena trfica (alimenticia).

    Proporciona O importante para la respiracin.

    Forma la capa de ozono (O ) que protege la vida en el planeta.

  • SISTEMA HELICOIDAL 143

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    2

    C H O + 6O 6H O

    2. Definicin

    Proceso bioqumico de tipo anablico donde:

    a) La energa luminosa se transforma en energa qumica.

    b) La luz solar aporta energa que es utilizada en la elaboracin de molculas orgnicas, las cuales

    acumulan energa qumica en sus enlaces.

    c) Todos los organismos con clorofila transforman el H O, CO , mediante la luz solar en glucosa y 2 2

    liberar O .

    3. Oganismos que la realizan

    a) Algunas bacterias:

    - Bacterias sulfurosas, prpuras verdes: Rthodosporillum, Rnodomicrobium, Chromatium,

    Chlorobium.

    - Son de ambiente acutico.

    - Realizan fotosntesis anoxignica.

    - Esta fotosntesis se efecta en mesosomas laterales (laminilla) de la membrana celular.

    - Presenta fotosistema I.

    - Pigmento verde: bacterioclorofila, tambin llamado 2 acetil - desvenil - 2 - 4 - dihidroclorofila.

    b) Cianofitas:

    - Realizan fotosntesis oxignica.

    - Se efecta en los cromatforos (laminillas).

    - Pigmento azul: ficocianina.

    A L G A S

    Trachelomona s Gymnodiniu m Chlorosaccus Chrysamoeba

    Chaetoceros Ch lamydomonas Tetraedron

    c) Vegetales:

    Se realiza fotosntesis oxignica.

    Se efecta en cloroplasto del mesfilo de las hojas y los tallos verdes.

    Excepcin de la pipa de indio que es un espermatofita parsita.

    4. Ecuacin de la fotosntesis oxignica

    12 H2 O + 6CO2

    Luz so lar

    Clorofila 6 12 6 2 + 2

    5. Elemento fotosintticos:

    a) Agua

    Ingresa por los pelos radicales de la raz (absorcin).

    Mayor agua, mayor es el rendimiento fotosinttico.

    Al romperse el agua (fotlisis del agua) proporciona.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    144 PASCUAL SACO OLIVEROS

    2

    2

    2

    2

    3

    Agentes reductores: H+, que reaccionan para la asimilacin del CO .

    Agentes oxidantes: (OH) que proporciona 1/2 O que luego se despejar a la atmsfera.

    El agua sale por las estomas de la hoja en forma de vapor (transpiracin) o de gotas (Gutacin).

    b) Dixido de Carbono (CO )

    Se encuentra en la atmsfera (0,03%).

    Ingresa por las estomas de las hojas.

    Participa en fase oscura.

    Es fijado por ribulosa 1.5 difosfato.

    Es fuente de C para la formacin de Glucosa.

    Mayor CO mejor es el rendimiento fotosinttico.

    c) Luz

    Constituido por una serie de fotones que tienen un desplazamiento ondulatorio en el espacio.

    cresta

    cresta

    : longitud de onda (fotn)

    La luz visible tiene de 400 a 700 nm

    E = 1

    d) Pigmentos fotosintticos (fotopigmentos)

    * Principales (clorofilas)

    Pigmento ms importante (trampa).

    Pigmento verde liposoluble.

    Constituido por:

    Larga cadena de fitol: alcohol de 20C

    Un grupo porfirnico (porfirina) formado a su vez por 4 anillos pirrlicos (4 cadenas de

    N), Mg++ y un anillo de Pentanona.

    Pigmento fotosinttico que absorbe longitud de onda que corresponde a los colores violeta,

    azul y rojo, pero refleja el verde, por lo tanto las hojas se ven verdes.

    La caractersticas moleculares de los pigmentos que les permite "absorber" la luz es la distribu-

    cin de sus electrones en pares de manera alternada (resonancia) y el Mg+2 como in central

    de la molcula.

    Tipo:

    Clorofila a

    Localizada en algas verdes y plantas.

    Posee CH unido al anillo pirrlico II.

    Constituye el centro de la actividad absortiva.

    P700 y P680 son clorofila a exitables. Reciben estos nombres debido a su capacidad

    de captar luz en esas longitudes de onda (680 y 700nm).

    Clorofila b

    Localizada en algas verdes y plantas.

    Posee CHO unido al anillo pirrlico II.

    Frmula C H O N Mg. 55 7 6 4

    Transfiere la energa hacia la molcula central.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 145

    2

    Clorofila c y d

    En algas pardas y rojas.

    * Accesorios (Antena)

    (i) Carotenoides

    Pigmentos accesorios.

    Pigmentos ocultos por la Clorofila.

    Son polisoprenoides con dobles enlaces (sustancias lpidicas constituidas por cadenas

    hidrocarbonadas con anillos en sus extremos).

    Absorben luz con longitud de onda entre 400 y 700 nanmetros (absorbe la energa de la

    luz azul y verde).

    La energa absorbida es transferida a la clorofila.

    Tipos

    Caroteno : Anaranjado

    Xantofila : Amarillo

    Licopeno : Rojo

    La capacidad que tienen estas molculas de ser sensibles a la luz se encuentra en sus

    dobles, enlaces conjugados (alternados) donde los e son fcilmente excitados por la

    energa luminosa.

    (ii) Ficobilinas

    Pigmentos accesorios propio de algas.

    Son molculas tetrapirrlicas de cadena abierta.

    Tipos

    Ficocianina : Pigmento azul

    Ficoxantina : Pigmento pardo

    Ficoeritrina : Pigmento rojo

    a) Es oxignica.

    FOTOSNTESIS EN PLANTAS

    b) rganos: mesfilo de las hojas.

    c) Tejidos: epidermis (estomas), parenquima clorofiliano (clornquima).

    d) Clula parenquimtica.

    e) Organela: Cloroplasto (presenta tilakoides y estroma).

    - Los tilakoides poseen los pigmentos fotosintticos y otras molculas necesarias para la captacin y

    transformacin de la luz en energa qumica (ATP).

    - El estroma contiene la maquinaria enzimtica requerida para convertir el CO hasta glucosa.

    - Los proplastidios (plastos inmaduros) originan a los plastidios; conjunto de plastidios se llama

    plastidoma; los cloroplastos en la oscuridad (sin luz) se desorganizan y se denominan etioplastos.

    - La captacin y fijacin de la energa luminosa se lleva a cabo por pigmentos asociados a prote-

    nas, las cuales se encuentra en las membranas de los tilakoides constituyendo los "cuantosomas"

    (son unidades fotosintticas).

    - En cada cuantosoma existen dos fotosistemas I y II.

    f) Fases de la fotosntesis:

    * FASE LUMINOSA (FOTOQUMICA)

    - Tambin llamado reaccin de Robert Hill.

    - Ocurre en los cuantosomas ubicados en las membranas de los tilakoides. Aqu se concen-

    tran molculas de clorofila formando fotosistemas I y II (entidades captadoras de la luz).

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    146 PASCUAL SACO OLIVEROS

    2

    Importancia

    1. Se transforma la energa luminosa en energa qumica que se almacena en los enlaces del

    ATP.

    2. Libera hidrgenos.

    3. Libera oxgeno, importante para la respiracin.

    Ecuacin de fase luminosa:

    Agua + NADP+ + Pi + ADP Luz Oxgeno + NADPH + H+ + ATP

    Esta fase presenta los siguientes eventos:

    i) Fotoexitacin

    La luz absorbida por las clorofilas provoca la exitacin electrnica perdiendo electrones.

    La energa luminosa que llega a las molculas fotosensibles como la clorofila provoca la

    liberacin de electrones. Los electrones de Fotosistema I son transferidos a la ferredoxina

    (Fd). Los electrones de Fotosistema II son aceptados por la plastoquinina (PQ) y luego son

    movilizados hacia los citocromos y plastocianina (PC) para finalmente llegar al fotosistema I.

    Este recorrido de electrones genera una corriente elctrica dbil que provoca el ingreso de H+

    del estroma al interior del Tilakoide, donde se acumulan momentaneamente.

    * Fotosistema I

    Capta longitud de onda equivalente a 700 nm.

    Est constituido por clorofila (absorbe 683 nm) clorofila P700nm (absorbe 700nm)

    clorofila b (absorbe 660nm) y caroteno (absorbe 400nm).

    Presenta como aceptor de electrones: aceptor Z, ferredoxina, FAD.

    Recibe electrones de la plastocianina del fotosistema II.

    * Fotosistema II

    Capta longitud de onda equivalente a 680 nm.

    Est constituido por clorofila a (673nm) clorofila P680 (680nm), clorofila b (660nm),

    ficocianina (590nm), ficoeritrina (560nm) y xantofila (440nm).

    Presenta como aceptor de electrones: Aceptor Q, plastoquinona, citocromo B 3

    citocromo f, plastocianina.

    Recibe electrones de agua.

    ii) Fotlisis del Agua

    La liberacin de electrones de P680 origina que la protena Z descomponga la molcula del

    agua, se libera oxgeno 2H+ y 2e-. El O difunde al exterior, los electrones son captados por

    680 y los H+ (protones) quedan libres en el espacio intratilacoidal. Su ecuacin es:

    H O 1/2 O + 2H+ + 2e-. 2 2

    El agua absorbida por la raz de la planta llega hasta los cloroplastos donde por accin de la

    luz ste se rompe y da lugar a e-, protones (H+) y oxgeno. Los electrones son donados a la

    molcula P680, los protones transfieren al NADP convirtindolo en NADPH + H+, el oxgeno

    se libera a la atmsfera.

    2H O 4(h) 4e- + 4H+ + O . 2 2

    Este paso se cumple en el interior de los tilacoides especificamente en la parte interna de la

    membrana.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 147

    2

    2

    2

    2

    2

    +

    3

    4

    iii) Fotorreduccin del NADP+:

    - El NADP+ (coenzima) capta electrones e H+, reducindose a NADPH .

    NADP+ 2h

    NADP + H

    2e

    - El NADP es una coenzima derivada de la vitamina B

    y abunda en el estroma. Cuando el

    fotosistema I libera sus electrones son recibidos por la ferredoxina, luego la enzima NADP

    reductasa ubicada hacia la cara externa del tilakoide recibe los electrones de la ferredoxina

    y lo pasa al NADP provocando su reduccin en NADP= que junto con protones libres

    pasa a NADPH .

    - Molculas de NADP presentes en el estroma cloroplstico, reciben electrones del complejo

    ferredoxina, asocindose con protones (H+) del agua, para luego quedar en NADPH

    (estar reducido).

    2NADP + 4H+

    4e 4(hv) 2 NADPH

    Se produce en contacto con la parte externa de la membrana tilacoidal.

    iv) Fotofosforilacin:

    - Formacin de ATP

    - Los H+ (protones) atraviesan el canal de la partcula F (ATPasa) la cual sintetiza ATP a

    partir del ADP y Fosfato.

    - El transporte de electrones genera un flujo de protones entre el interior y el exterior del

    tilakoide a travs de la partcula F que por su actividad enzimtica sintetiza ATP a partir

    de ADP y P. Por cada par de protones que atraviesan la partcula F se sintetiza 1 ATP.

    Ecuacin global de la fase luminosa:

    + 48 cuntos

    12H2O + 18ADP + 18P + 12NADP

    +

    6O2 18ATP + 12NADPH + H

    1. Segn las investigaciones se ha establecido que por cada O liberado se generan 3 ATP. 2. Para la sntesis de compuestos orgnicos se requiere de una dotacin de ATP (energa), la cual

    puede ser proporcionada por el trabajo de las mitocondrias, pero estas no se abastecen, por lo tanto, el mismo proceso fotosinttico tiene que elaborar sus molculas energticas. Tomando molculas de ADP ms Pi (fsforo inorgnico) con la elaboracin de la enzima ATP sintetasa. El ATP se produce en los cloroplastos a travs del transporte de electrones.

    +

    4 (hv )

    H 2 O + N A D P + 2 A D P + 2 P i

    1 2 O 2 + H+

    + NA D P H + 2 A TP

    La fase luminosa puede ser:

    * Acclica: se da clulas eucariotas (vegetales)

    * Cclica : se dan en bacterias fotosintticas, algas y vegetales superiores, iluminadas con longitud

    de onda superior a 680 nm.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    148 PASCUAL SACO OLIVEROS

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    * FASE OSCURA (TERMO QUMICA)

    Consiste en la transformacin del CO hasta glucosa en el proceso se consume ATP y NADPH

    + H+ que proviene de la fase luminosa.

    Se realiza en el estroma del cloroplasto.

    Presenta la siguiente reacciones.

    i) Activacin energtica de la ribulosa

    - Tambin llamado reactivacin de la ribulosa. El ATP proveniente de la fase luminosa

    formar ribulosa difofato a partir de la ribulosa fosfato, esta molcula formada ser

    capaz de actuar nuevamente como fijador de CO .

    ii) Fijacin del CO

    Tambin llamado carboxilacin.

    La ribulosa difosfato reacciona con el CO

    (cataliza la ribulosa difosfato carboxilasa)

    formndose un azcar inestable de 6c (hexosa difosfato inestable) que se rompe por

    accin del agua. Se forman 2 triosas (3c) denominado fosfoglicerato (PG) tambin

    llamado cido fosfoglicrico (PGA).

    iii) Reduccin:

    El fosfoglicerato la transferencia de H+ y e- a partir del NADPH + H, generando

    fosfogliceraldehido (PGAL). Se consume 2 ATP y se pierde agua.

    Las molculas de fosfogliceratos son transformadas hasta fosfogliceraldehdo (PGAL).

    El proceso incorpora protones y electrones bajo la forma de H, provenientes del

    NADPH consumiendo energa proporcionada por el ATP.

    Las molculas: cido 3 fosfoglicrido y 3 fosfogliceraldehdo son las que se inician la

    produccin de sntesis de AA, glicerina, cidos grasos y glucosa para el ensamblaje

    de los compuestos orgnicos.

    La molcula base de los nutrientes es el fosfogliceraldehdo.

    iv) Regeneracin y obtencin de glucosa

    Luego de 6CO fijados por 6 molculas de ribulosa, se forma 12 fosfogliceroaldehdo

    (12PGAL), 2 PGAL se transforman hasta glucosa, los otros 10PGAL reaccionan

    entre si regenerando las 6 molculas de ribulosa (30C). En el proceso se pierde H O.

    Parte del PGAL se reconvierte en la pentosa que reinicia el ciclo, pero otra parte el

    PGAL abandona el ciclo y ser la base para formar otras molculas como glucosa,

    aminocidos.

    Balance de la fase oscura

    +

    6CO 2 + 18ATP + 12 NADPH + H + 6H 2O

    +

    C 6 H12O 6 + 18ADP + 18P + 12NADP

    Seis molculas de CO se convierten en glucosa consumiendo 18ATP, 12NADPH +

    H+ y 6H O.

    Son productos: la glucosa, 18ADP, 18P, 12NADP+.

    Luego de 6 ciclos de Calvin sucesivos se forma una molcula de glucosa.

    12 PGAL mediante una serie de reacciones dan origen a la fructosa que por

    isomerizacin (cambio de conformacin molecular) es transformada a glucosa. Los

    carbonos restantes (30C) son transformados hasta ribulosa fosfato.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 149

    2

    3

    3

    Las molculas de glucosa elaboradas tienen tres destinos:

    * Se utilizan como fuente de energa o para la sntesis de molculas estructurales

    (celulosa).

    * Son almacenadas en el mismo lugar de la sntesis como almidn.

    * Transporte a otros rganos vegetales para su uso o almacenamiento.

    La sntesis de cada molcula de fructosa y glucosa consume 3ATP y 2NADP + H+

    7. Tipos de fotosntesis:

    * F. Anoxignica

    Realiza por sulfobacterias, prpuras verdes.

    No se libera oxgeno porque no interviene el H O sino el H S, se libera S. 2 2

    * F. Oxignica

    Realizado por algas y plantas.

    El oxgeno liberado proviene de la fotlisis del agua.

    Puede ser C OC , o plantas CAM. 3 4

    Fotosntesis C

    * Cuando la fijacin del CO atmosfrico (1C) es realizada por la ribulosa difosfato (5C)c

    * Se llama C porque el compuesto de 6 carbonos formado se rompe originado dos molculas de

    3 carbonos denominados fosfogliceraldehdos.

    Pregunta desarrollada

    1. En el citoplasma de las clulas eucariotas existe el

    golgisoma. Seale algunas de sus funciones.

    Sustentacin:

    Formar tubos polnicos.

    Polimeriza cido soliclico que forma una

    coraza rgida para constituir el frstulo de las

    ditomas.

    Origina membrana celular, glucoclix, pared

    celular.

    Origina lisosomas, vacuolas.

    Forma el acrosoma del espermatozoide.

    Pregunta por desarrollar

    1. En el citoplas ma de las clulas eucariotas

    encontramos el retculo endoplsmico rigoso, cuyas

    principales funciones son:

    Sustentacin:

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    150 PASCUAL SACO OLIVEROS

    1. La protena Z que participa en la fotlisis de H

    2O

    contiene en sus estructuras al bioelemento:

    A) Mg

    B) Fe

    C) C o

    D) M n

    E) Zn

    2. Los citrocomos, en la mitocondria forma parte del

    sistema:

    A) ATPasa

    B) Transportador de electrones

    C) Transportador de protones

    D) Cuantosoma

    E) Tilacoidal 3. La enzima NADP reductasa participa en:

    A) Fotoexitacin

    B) Fotofosforilacin

    C) Fotoreduccin

    D) Ciclo de Calvin

    E) Fotlisis

    4. El ingreso de protones a la matriz Tilacoidal se

    produce por una gradiente protnica creada por:

    A) El fotosistema I.

    B) El fotosistema II.

    C) El sistema de transporte de e-.

    D) La cantidad de ATP formado.

    E) El rompimiento de molculas de agua. 5. La ribulo sa m onofo sf ato s uf re un pro ceso

    denominado ACTIVACIN, con gasto de ATP,

    para convertirse en ribulosa difosfato (RDP) la

    cual sufre el proceso de ............... para formar

    una hexosa altamente inestable. Adems dicho

    proceso se halla regulado por la enzima .............

    A) Descarboxilacin Rudisco

    B) Carbaminacin Rudisco

    C) Carboxilacin Rudisco

    D) Carboxilacin Hexosaquirasa

    E) Deshidrogenacin Hexosaiso

    6. No sucede en la mitocondria:

    A) Liberacin de CO2

    B) Formacin de H2O

    C) Obtencin de piruvato

    D) Ciclo de Krebs

    E) Cadena respiratoria

    7. La ganancia neta de ATP en la vida de Embden -

    Meyerhoff es:

    A) 2 ATP

    B) 38 ATP

    C) 36 ATP

    D) 4 ATP

    E) 32 ATP

    8. Los cuantosomas son las unidades fotosintticas

    a nivel de los cuales se llev a cabo:

    A) Formacin de CO2

    B) Formacin de fosfogliceraldihido

    C) La reaccin de Blackman

    D) La fase oscura

    E) La fase luminosa

    9. Con respecto al fosfogliceraldehdo lo incorrecto

    es:

    A) Se forma antes de consumir CO2.

    B) Es la molcula base de alimentos.

    C) Se elabora en la fase oscura.

    D) Se obtiene por reduccin.

    E) Su formacin necesita ATP y NADPH2. 10. En la fase luminosa de la fotosntesis no se produce:

    A) AT P

    B) Fotlisis de H2O

    C) N AP H 2

    D) C O 2

    E) Actividad de Clorofila

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 151

    11. La fotosntesis es una reaccin fundamentalmente:

    A) Anablica

    B) Quimiosinttica

    C) De Descarboxilacin

    D) Catablica

    E) Exergnica

    12. Los productos finales de la fase luminosa fotosin-

    ttica son:

    A) ATP y O2

    B) ATP y NADPH+

    C) CO2

    y NADPH2

    D) ATP y NADPH2

    E) Glucosa y O2

    13. Durante la fase luminosa de la fotosntesis la

    energa luminosa queda atrapada en forma de:

    A) Glcidos

    B) N AD

    C) Oxgeno molcular

    D) Glucosa

    E) AT P

    14. El oxgeno (O2) que libera la fotosntesis previene

    de:

    A) Anhidrido carbnico.

    B) Fotosistema II.

    C) Complejo ferredoxina.

    D) Nicotinamida adeniadinucletido fosfato

    reducido (N A D P H 2

    ) .

    E) Fotlisis de H2O.

    15. El principal objetivo de la fase oscura es:

    A) Sintetizar las clorofilas presente en los

    fotosistemas.

    B) Atrapar la luz entre 400nm y 700nm.

    C) Sintetizar los compuestos orgnicos.

    D) Utilizar el ADP y el NADP sintetizado en fase

    luz.

    E) Liberar CO2

    hacia la atmsfera.

    16. Uno de los siguientes eventos se realiza en la

    reaccin de Hill. (fase luminosa):

    A) Formacin de glucosa.

    B) Sntesis de protenas.

    C) Fotoexitacin.

    D) Fijacin del CO2.

    E) Formacin de ribulosa. 17. La llegada de fotones a la membrana de los

    Tilacoides desencadenan los siguientes procesos,

    excepto:

    A) Fotlisis del H2O.

    B) Reduccin del NADP.

    C) Fijacin del CO2.

    D) Fotofosfosilacin.

    E) Fotoexitacin.

    18. En algunos seres como las bacterias prpura hay

    fotosntesis sin liberar O2. El dador de hidrgeno

    es:

    A) H 2 O

    B) H C l

    C) S H 2

    D) C6H

    12O

    6

    E) HB r 19. La fotlisis del H

    2O en la fotosntesis se realiza:

    A) al exitarse los fotosistemas.

    B) por asimilacin del CO2.

    C) durante el ciclo de Calvin.

    D) dentro del estroma.

    E) en la membrana del cloroplasto. 20. La molcula clorofila, importante durante la

    fotosntesis, se halla en:

    A) tilacoides.

    B) grana.

    C) lamela (tilacoide intergrana).

    D) membrana del tilacoide.

    E) membrana del cloroplasto.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    152 PASCUAL SACO OLIVEROS

    1. Durante la fase luminosa queda atrapada en forma

    de:

    A) glcidos

    B) N AD

    C) oxgeno molecular

    D) glucosa

    E) AT P 2. Por el proceso de la fotosntesis las plantas verdes

    elaboran ............... y liberan ................... .

    A) ribulosa energa

    B) almidn CO2

    C) clorofila vapor de agua

    D) glucosa oxgeno

    E) azcar pgal 3. Los siguientes eventos corresponden a los procesos

    que ocurren en el interior de la matriz mitocondrial.

    Seale su secuencia lgica:

    I. Las deshidrogenasas retiran equivalentes de

    reduccin del pirurato.

    II. El pirurato ingresa a la matriz por transporte

    pasivo.

    III. Se forma el acetil COA.

    IV. Se forma acetato a partir de pirurato.

    V. Se une la coenzima a (COA).

    A) II, I, III, V, IV

    B) I, II, III, IV, V

    C) II, III, IV, V, I

    D) II, I, IV, V, III

    E) V, III, I, II, IV

    4. Los rubositos maduros no presentan mitocondrias,

    por lo cual se cumple que:

    I. Dependen de la gluclisis para la obtencin

    energtica.

    II. No se verifica el ciclo de Krebs.

    III. Ocurre la formacin de NADH2.

    IV. Se forma ATP.

    A) 1 y 2

    B) 3 y 4

    C) 1, 2, 3 y 4

    D) 2 y 3

    E) 1, 2 y 3 5. La fotlisis de H

    2O en la fotosntesis se realiza:

    A) al exitarse los fotosistemas.

    B) por asimilacin del CO2.

    C) durante el ciclo de Calvin.

    D) dentro del estroma.

    E) en la membrana del cloroplasto.

  • SISTEMA HELICOIDAL 153

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    2

    2.

    CAPTULO

    0 6

    COMPETENCIAS

    Identifica a la mitocondria como centro energtico.

    Evala la importancia de la respiracin celular.

    RESPIRACIN CELULAR

    I. IMPORTANCIA BIOLGICA

    1. Es la fuente de CO natural, necesario para el proceso fotosinttico.

    2. Es un proceso que permite la transformacin de la energa qumica en energa mecnica.

    II. DEFINICIN

    Es un proceso catablico de tipo exergnico donde la energa qumica de enlace es transformada en energa

    mecnica o calrica.

    III. TIPOS

    ANAERBICA AERBICA

    * Propia de organismos poco evolucionados como

    levaduras y bacterias

    * Desarrollo simple: slo una etapa y dos procesos

    generales:

    ETAPA CITOSLICA

    - Gluclisis

    - Fermentacin

    * Poco energtica 1 mol. de glucosa 2ATP (E neta)

    * Propia de organismos ms evolucionados como

    los multicelulares (eucariotas)

    * Desarrollo complejo: dos etapas y tres procesos

    generales:

    ETAPA CITOSLICA

    - Gluclisis

    ETAPA MITOCONDRIAL

    - Ciclo de Krebs

    - Cadena respiratoria

    * Muy energtica

    1 mol. de glucosa 36 a 38 ATP (E neta)

    RESPIRACIN ANAERBICA

    1. Organismos: Bacterias y hongos del grupo de las levaduras.

    2. Ubicacin: Citosol celular.

    3. Procesos:

    A . Gluclisis

    La gluclisis es una secuencia compleja de reacciones que se efectan en el citosol de una clula median-

    te las cuales una molcula de glucosa se desdobla en dos molculas de cido pirvico (piruvato), este

    desdoblamiento produce una pequea ganancia de energa de dos molculas de ATP y dos molculas

    transportadoras de electrones (e hidrogeniones) NADH La gluclisis en forma energtica comprende tres

    procesos secuenciales: activacin, oxidacin y fosforilacin, hasta convertirse en cido pirvico.

    En las activaciones de la glucosa, en una molcula, ocurre en dos reacciones de catalizacin enzimtica,

    cada una de ellas utiliza energa de ATP. Estas reacciones convierten una molcula relativamente

    estable de glucosa en una molcula muy reactiva de fructosa 1,6 difosfato (FDP). Formar FDP le

    cuesta a la clula dos ATP, pero su consumo inicial de energa es necesario para producir mucho mayor

    energa al final.

  • 154 PASCUAL SACO OLIVEROS

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    2

    2.

    Otro proceso es la transformacin de PGAL hacia cido pirvico, dos electrones de alta energa y un

    hidrogenion se agregan al transportador de electrones vaco NAD+ para formar el transportador energizado

    NADH se produce dos molculas de PGAL por cada molcula de glucosa, de tal manera que se

    forman dos transportadores NADH

    En los pasos para producir energa, las dos molculas de PGAL pasan por una serie de reacciones que

    terminan por producir dos molculas de cido pirvico, cada una a partir de PGAL. Dos de estas

    reacciones estn asociadas a las sntesis de ATP, generan dos molculas de ATP por cada PGAL, para

    un total de cuatro ATP. Debido a que se utilizan dos molculas de ATP para activar a la glucosa en el

    primer proceso, hay una ganancia neta de slo dos ATP por cada molcula de glucosa.

    ES QUEMA TOTAL DE LA GLUCLISIS

    1. Se energiza una molcula de glucosa por la adicin de

    un fosfato de alta energa a partir de ATP.

    2. La molcula se modifica ligeramente.

    C C C C C C

    ATP

    ADP

    C C C C C

    glucosa

    glucosa - 6 - fosfato

    3. y se le agrega un segundo fosfato que proviene de otro

    ATP.

    ATP

    P

    C C C C C

    P

    fructosa - 6 - fosfato

    ADP

    C C C C C C

    fructosa - 1,6 - difosfato

    P

    4. La molcula resultante de fructosa 1,6, difosfato se

    separa en dos molculas de tres carbonos, una de

    DHAP (fosfato hidroxecentona) y uno de PGAL. Cada C C

    P C C C

    una tiene un fosfato unido.

    5. El DHAP se modifica en PGAL, de tal manera que a

    partir de este momento hay dos molculas de PGAL

    P DHAP PGAL P

    que pasan por reacciones idnticas.

    6. En ca da PGAL o curren do s rea ccio nes ca si

    simultneas. Se ceden dos electrones y un in +

    P 2 C C

    2 NAD+ P

    fosfogliceraldehido

    hidrgeno al NAD para formar el transportador al

    esqueleto de carbono mediante una unin de energa

    elevada. Las molculas resultantes de 1.3 cido

    difosfoglicrico tiene dos fosfatos de energa elevada.

    2 NADH 2 C C C

    1,3 - cido difosfoglicrico

    7. Un fosfato de cada uno de los cidos difosfoglicricos

    se transfiere a ADP para formar ATP, para tener un

    P P 2 ADP

    2 ATP

    resultado neto de dos ATP. Esta transferencia

    compensa a los dos ATP iniciales utilizados en la

    activacin de la glucosa.

    8. Despus de otro reacomodo, los segundos fosfatos de

    cada cido forman ATP, dejando al cido pirvico

    como producto final de la gluclisis. Existe una

    ganancia neta de dos ATP a partir de cada molcula de

    glucosa.

    2 ADP

    2 ATP

    2 C C C

    P

    2 C C C

    2 C C C

    cido fosfoglicrico

    cido fosfoenol pirvico

    cido pirvico

  • SISTEMA HELICOIDAL 155

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    B . FERMENTACIN

    Los electrones transportados en el NADH son altamente energticos, pero su energa puede utilizar

    para formar ATP slo cuando hay oxgeno disponible. Muchos organismos (especialmente

    microorganismos) sobreviven en los intestinos de los animales, en el suelo profundo, en sedimentos que

    se encuentran bajo los lagos y ocanos, o en pantanos donde el oxgeno est casi o totalmente ausente.

    En condiciones anaerbicas la produccin de NADH no es mtodo de captura de energa. De hecho

    es una forma de deshacerse de los hidrogeniones y de los electrones producidos durante el metabolismo

    de la glucosa en cido pirvico. Pero este mtodo representa un problema para la clula por que el

    NAD+ se utiliza como si aceptor de electrones e iones hidrgeno para formar NADH . Sin una forma de

    regenerar el NAD+ y para deshacerse de los electrones e iones de hidrgeno, la gloclisis tendra que

    detenerse una vez que se hubiera agotado la concentracin de NAD+.

    La fermentacin soluciona este problema al permitir que el piruvato acte como el aceptor final de

    electrones y de iones hidrgeno a partir de NADH . As el NAD+ se regenera para su uso en la gluclisis

    posterior. Hay dos tipos principales de fermentacin; una convierte el piruvato en cido lctico (lactato)

    y la otra dixido de carbono y etanol.

    Fermentacin

    del cido lctico

    NAD+

    NADH

    (Fermentacin

    del cido lctico)

    NADH2 NAD+

    C C C C C C C C

    glucosa cido pirvico

    cido lctico

    Fermentacin

    alcohlica

    (gluclisis)

    (Fermentacin

    del cido lctico)

    NAD

    + NADH NADH2 NAD

    +

    C C C C C 2 C C C + 2

    glucosa cido pirvico

    etanol CO2

    (gluclisis) (Fermentacin

    alcohlica)

    RESPIRACIN AERBICA

    1. Generalidades

    La respiracin celular aerbica es un conjunto de reacciones en las cuales el cido pirvico producido por la

    gluclisis se desdobla a dixido de carbono y agua y se producen grandes cantidades de ATP. Las reacciones

    finales necesitan oxgeno porque este acta como el aceptor final de electrones.

    En las membranas eucariticas este proceso se realiza en la mitocondria. Sabemos que una mitocondria tiene

    dos membranas que forman dos compartimientos: Un compartimiento interno rodeado por la membrana

  • 156 PASCUAL SACO OLIVEROS

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

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    interna y que contiene de matriz fluida y un compartimiento intermembranoso entre las dos membranas.

    Las reacciones en donde intervienen enzimas en la matriz, las protenas de transporte de electrones en la

    membrana interna y el movimiento de iones hidrgeno mediante las protenas que sintetizan ATP en la

    membrana interna producen la mayor parte del ATP durante la respiracin celular.

    2. Etapas y Procesos:

    A) Etapa Citoslica

    El nico que se realiza en esta etapa en la Gluclisis, idntica a lo antes estudiado puesto que es un

    proceso universal.

    La variacin reside en el destino de las dos molculas de NADH , as, ellas deben trasladar su carga

    energtica y sus iones hidrgeno (equivalentes de reduccin) hacia las crestas mitocondriales. El trasla-

    do de los equivalentes de reduccin ocurre utilizando los sistemas de lanzaderas, glicerol 3 - fosfato y la

    va bidireccional malato-aspartato.

    B) Etapa Mitocondrial

    El cido pirvico es transportado al interior de la mitocondria, exactamente a la matriz, debido a la

    permeabilidad de las membranas mitocrondriales (difusin facilitada) donde iniciara los siguientes

    procesos:

    a. Formacin de acetil CoA

    El cido pirvico reacciona desprendiendo electrones e iones hidrgeno (capturados por

    NAD+ NADH ) y liberando CO , convirtindose en acetilo que al reaccionar con la coenzina A 2 2 forma acetil CoA.

    b. Ciclo de Krebs (cidos tricarboxlicos)

    La molcula de acetil CoA se une con una molcula de Oxalacetato iniciando un conjunto de

    reacciones cclicas conocidas con el nombre de ciclo de Krebs, el cual consta de ocho reacciones

    reguladas a su vez por ocho enzimas que termina con la regeneracin de oxalacetato.

    Un ciclo completo de estas reacciones produce tres molculas de NADH una de FADH , dos de 2 2

    CO y una GTP (ATP) por cada acetil CoA. Debido a que cada molcula de glucosa produce dos

    cidos pirvicos, la produccin de energa total por molcula de glucosa es la matriz de dos GTP

    (ATP) y como transportadores a ocho NADH

    1: Formacin del aceite

    y dos FADH .

    CoA C CO2

    3

    3 NAD

    +

    NADH FAD

    FADH3

    coenzima - A

    C C C

    cido purvico

    NAD

    +

    NADH

    coenzima - A

    C C - CoA

    acetil CoA

    Oxalacetato

    1: Ciclo

    del cido ctrico

    2 C CO2

    2

    ATP

    ADP

    Ciclo del cido, tambin conocido como ciclo de los cidos tricarboxlicos o ciclo de Krebs.

    c. Cadena Respiratoria

    Hasta el proceso anterior la clula slo ha ganado cuatro molculas de ATP a partir de la mol-

    cula de glucosa original. Sin embargo, la clula ha capturado muchos electrones energticos en

    molculas transportadoras (tambin hidrogeniones): 2 NADH , 8NADH y 2 FADH a partir de las

  • SISTEMA HELICOIDAL 157

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

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    2

    reacciones en la matriz, haciendo un total de 10NADH y 2FADH . Los transportadores depositan

    sus electrones en los sistemas de transporte de electrones localizados en la membrana mitocondrial

    interna. Estos sistemas de transporte de electrones son similares en funcin a los incluidos en la

    membrana tilacoide de los cloroplastos. Los electrones energticos se mueven de una molcula a

    otra a lo largo de los sistemas de transporte. La energa liberada por los elementos durante su

    transporte se utiliza para bombear iones hidrgeno a partir de la matriz, a travs de la membrana

    interna, dentro del comportamiento intermembranoso.

    Por ltimo, al final del sistema de transporte de electrones el oxgeno y los iones hidrgeno,

    aceptan los electrones energticamente repletados (gastados): Dos electrones, un tomo de oxge-

    no y dos iones hidrgeno se combinan para formar agua. Este paso reduce el sistema de transpor-

    te, dejndolo listo para que corran ms electrones a travs del mismo. Sin oxgeno, los electrones

    se "amontonaran" en el sistema de transporte, dando como resultado que los iones hidrgeno no

    seran bombeados a travs de la membrana interna. El gradiente del in hidrgeno pronto se

    disipara y la sntesis de ATP se detendra.

    La formacin de ATP (FOSFORILACIN OXIDATIVA) es un proceso simultneo que necesita de

    la gradiente protnica creada por los iones hidrgeno al salir del espacio intermembrana a la

    matriz y su carga energtica (fuerza protn motriz), que atraviesan una enzima denominada

    ATP sintetasa, que cataliza la formacin de ATP, dependiendo de la molcula transportadora que

    inicio el proceso, segn.

    1 NADH

    1 FADH 3 ATP

    2 ATP 2

    MATRIZ 3

    FADH2 +

    NADH NAD+

    FAD O2 + 2H

    2e

    2e 1 H2O

    transporta- dores de electrones

    (membrana interna)

    H

    + H

    + H

    +

    2

    energa para producir sntesis de ATP

    compartimiento intermembranoso

    El sistema de transporte de electrones de las mitocondrias

    1 Las molculas portadoras de electrones NADH2 y FADH2, depositan sus electrones energticos con los portadores

    del sistema ubicado en la membrana interior. 2 Los electrones se mueven de portador a portador dentro del sistema

    de transporte. Parte de su energa se utiliza para bombear iones de hidrgeno a travs de la membrana interior desde

    la matriz hasta el compartimiento de la membrana interna. Este movimiento, procedente del comportamiento interior,

    crea un gradiente de in hidrgeno que puede utilizarse para impulsar la sntesis ATP. 3 Al final del sistema de

    transporte de electrones, los electrones disminuidos de energa se combinan con iones, oxgeno e hidrgeno en la

    matriz para formar agua.

    BALAN CE E NER GT ICO AER BICO

    Debemos considerar a todas las molculas de ATP formadas y las molculas transportadoras formadas en los

    diversos procesos:

  • 158 PASCUAL SACO OLIVEROS

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

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    2

    2 ATP (gluclisis) .................................................... 2 ATP

    2 GTP (ciclo de Krebs) ............................................. 2 ATP

    8 NADH

    2 FADH (Cadena respiratoria) ................................ 24 ATP

    (Cadena respiratoria) ................................. 4 ATP . 2

    32 ATP

    2 NADH (critoslico de la gluclisis):

    * 2NADH por lanzadera glicerol -3-fosfato ............... 4 ATP

    * 2 NADH por lanzadera malato-aspartato .............. 6 ATP

    Como se observa se pueden resultar 36 38 molculas de ATP, dependiendo del sistema de lanzaderas que

    utilicen las molculas de NADH citoslicas.

    Pregunta desarrollada

    1. Cul es la importancia de la fase luminosa de la

    fotosntesis?

    Sustentacin:

    Los puntos importantes de la fase luminosa son:

    Se transforma la energa luminosa en energa

    qumica que se almacena en los enlaces de

    ATP.

    Se libera hidr geno co m o agentes de

    reduccin.

    Se libera oxgeno para la respiracin y para

    formar la capa de ozono.

    Pregunta por desarrollar

    1. Cul es la importancia de la fase oscura?

    Sustentacin:

  • SISTEMA HELICOIDAL 159

    Compendio de Ciencias II-D Biologa

    1. La finalidad de la respiracin celular es:

    A) consumir O2.

    B) consumir glucosa.

    C) degradar glucgeno.

    D) formar ATP.

    E) formar NADH2.

    2. En las levaduras, la transformacin del acetalde-

    hido en etanol, forma parte del proceso conocido

    como:

    A) fermentacin cido lctica.

    B) fermentacin butrica.

    C) fermentacin alcohlica.

    D) gluclisis.

    E) respiracin anaerbica.

    3. El cido pantotnico es una vitamina hidrosoluble

    cuya presencia en nuestro organismo forma la

    estructura molecular denominado ................. la

    cual se une al acetaldehdo formado por la

    deshidrogenacin del pirurato en la matriz

    mitocondrial.

    A) coenzima Q

    B) ubiquinona.

    C) flabina nucletido

    D) coenzima A

    E) citocromo oxidacin

    4. La va bidireccional asporfato malato permite la

    formacin de ................. durante la fosforilacin

    oxidativa.

    A) 36 ATP

    B) 34 ATP

    C) 38 ATP

    D) 32 ATP

    E) 30 ATP

    5. La mayor ganancia de ATP durante la respiracin

    sucede en:

    A) ciclo de Calvin

    B) crestas mitocondriales

    C) gluclisis

    D) ciclo de Krebs

    E) cloroplasto

    6. Durante la fermentacin en el msculo se produce:

    A) cido pirvico

    B) oxalacetato

    C) etanol CO2

    D) cido lctico

    E) fosfogle ceraldehdo

    7. La menor obtencin de ATP en la respiracin

    anaerbica, se logra en:

    A) citosol

    B) matriz mitocondrial

    C) crestas mitocondriales

    D) trabajo muscular

    E) bacterias anaerbicas

    8. La ganancia neta de GTP en el ciclo de Krebs, en

    una respiracin anaerbica es:

    A) 2 GTP

    B) 6 GTP

    C) 3 GTP

    D) 4 GTP

    E) 32 GTP

    9. El ciclo de Krebs se inicia al reaccionar acetil

    CoA con ................. para formar .................

    A) succinato succinil-CoA

    B) oxalacetato cetrato

    C) malato cetrato

    D) citrato zoocitrato

    E) fumarato malato

    10. La obtencin de pirurato es una caracterstica de:

    A) ciclo de Krebs

    B) ciclo del cido ctrico

    C) cadena de electrones

    D) fosforilacin oxidativa

    E) gluclisis

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    160 PASCUAL SACO OLIVEROS

    A) 3; 1; 2 B) 3; 2; 1 C) 2; 1; 3

    D) 1; 2; 3 E) 2; 3; 1

    A) V V V V B) V V V F C) F V F V

    D) F F V V E) V V F V

    11. Sobre la respiracin aerbica, marque la relacin

    correcta:

    1. Gluclisis ( ) Cresta mitocondrial

    2. Ciclo de Krebs ( ) Citosol

    3. Cadena respiratoria ( ) Matriz mitocondrial

    16. Sobre la respiracin aerbica, marque la relacin

    correcta:

    1. Gluclisis ( ) Cresta mitocondrial

    2. Ciclo de Krebs ( ) Citosol

    3. Cadena respiratoria ( ) matriz mitocondrial

    A) 3; 1; 2 B) 3; 2; 1 C) 2; 1; 3

    D) 1; 2; 3 E) 2; 3; 1

    12. La respiracin, a diferencia de la fotosntesis:

    A) libera H2O como producto final.

    B) permite formar ATP.

    C) utiliza un sistema transportador de e.

    D) sintetiza molculas orgnicas.

    E) permite liberar CO2.

    13. Durante la gluclisis sucede, excepto:

    A) reduccin del NAD.

    B) un proceso catablico.

    C) sntesis de ATP.

    D) ganancia neta de 4 ATP.

    E) obtencin de cido pirbico. 14. La mayor ganancia de ATP durante la respiracin

    sucede en:

    A) ciclo de Calvin.

    B) crestas mitocondriales.

    C) gluclisis.

    D) ciclo de Krebs.

    E) cloroplastos.

    15. Colocar (V) verdadero o (F) falso en los siguientes

    enunciados:

    ( ) La energa qum ica de las sustancias

    alimentarias se encuentran las uniones

    covalentes.

    ( ) La formacin de lpidos dentro de la clula

    es una reaccin endergnica.

    ( ) El ATP tiene tres uniones de alta energa.

    ( ) El primer paso de la liberacin de energa es

    la gluclisis.

    17. El producto final neto de la gluclisis es:

    A) 2 pirurato 2 ATP

    B) 4 pirurato 4 ATP

    C) 2 pirurato 4 ATP

    D) 2 pirurato 2 ATP - 4 H

    E) 2 pirurato 2 ATP - 2 H 18. De los siguientes enunciados, marque lo incorrecto:

    A) La fermentacin lctica se realiza en el Citosol.

    B) El ciclo de Krebs se realiza en la matriz

    mitocondrial.

    C) la fermentacin alcohlica se realiza en el

    Citosol.

    D) El transporte de electrones se realiza en las

    crestas mitocondriales.

    E) La fosforilacin oxidativa se realiza en la

    membrana externa mitocondrial.

    19. El ciclo de Krebs se inicia con la unin de acetil

    CoA con ............ para formar ............. .

    A) succinato succinil-CoA

    B) oxalacitato citrato

    C) malato citrato

    D) citrato isocitrato

    E) fumarato malato 20. La mayor obtencin de ATP se logra en:

    A) Citosol

    B) Matriz mitocondrial.

    C) Cretas mitocondriales.

    D) Bacterias anaerbicas.

    E) Trabajo muscular.

  • Compendio de Ciencias II-D Biologa

    SISTEMA HELICOIDAL 161

    1. De la fermentacin alcohlica es correcto afirmar

    que:

    A) la ganancia efectiva es 2 ATP.

    B) se libera O2.

    C) es un proceso aerbico.

    D) es exclusivo de las bacterias.

    E) es una oxidacin completa de azcares.

    2. En los eritrocitos ocurre slo ................. porque

    carecen de ................

    A) gluclisis enzimas

    B) gluclisis mitocondriales

    C) ciclo de Krebs mitocondriales

    D) ciclo de Krebs ncleos

    E) gluclisis ncleo

    3. La transformacin de cido lctico en glucosa se

    denomina:

    A) glucogenlisis

    B) glucognesis

    C) ciclo del cido lctico

    D) gluconeognesis

    E) gluclisis

    4. La transferencia de electrones al O2

    por la cadena de enzimas respiratorias, permite:

    A) liberacin de energa.

    B) formacin de H2O metablica.

    C) la formacin del piruvato.

    D) A y B.

    E) A y C.

    5. La fosforilacin est acoplado al transporte de:

    A) glucosa

    B) acetil CoA

    C) cido pirvico

    D) agua

    E) electrones