IPA – PROFESORADO DE QUÍMICA -CUARTO AÑO - PROF.LIC. ANABEL VIDAL

CURSO DE BIOQUÍMICA E INTRODUCCIÓN A LA FARMACOLOGÍA

REPARTIDO DE EJERCICIOS (III) AÑO 2013.

TEMAS:

Glúcidos -Ciclo de krebs -Cadena respiratoria.

1-Anota : Las características químicas de los glúcidos y sus Funciones biológicas.

3- A continuación se representa la ciclación de la D – glucosa en las formas α y β.

4- Agrega las estructuras cíclicas de la fructosa, ribosa y desoxirribosa.

5-Esterifique la glucosa con el fosfato para obtener la glucosa 6 fosfato (G6P). Utilice lafórmula cíclica de la glucosa. Indique los grupos que reaccionan.

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Reconozca:

a. el enlace hemiacetal,b. la forma α y β.

6- Formule el disacárido maltosa a partir de dos moléculas de α glucosa unidas a través de un enlace glucosídico α (1-4).

7. La sacarosa es un disacárido de reserva en vegetales. Se produce en las hojas verdes y es traslocado a diferentes órganos de la planta. Abajo se representa su fórmula.

¿Cuáles son los productos de hidrólisis de esta molécula? Plantea la ecuación correspondiente.

8-a-Qué representa la siguiente estructura? Explica

b) Qué especie de animales pueden digerirla y porqué? Explica

9-Considere el polisacárido almidón, Identifique las siguientes estructuras I y II , explique completando los espacios en blanco.

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10. Glucógeno.Busque la fórmula o representación de la molécula de glucógeno y compare la misma con la estructura de la amilopectina, ¿Qué concluye?

11. La celulosa, hemicelulosa y pectinas forman la mayor parte de las paredes celulares de los vegetales: constituyen la principal fuente de alimento de los herbívoros. Compare la fórmula de la celulosa con la de la amilopectina y establezca las principales diferencias entre esas moléculas.Para profundizar…Hemicelulosa

Las hemicelulosas son polisacáridos que, excluyendo la celulosa, constituyen las paredes celulares de las plantas y se pueden extraer con soluciones alcalinas diluidas. Las hemicelulosas forman aproximadamente una tercera parte de los carbohidratos en las partes maderosas de las plantas. La estructura química de las hemicelulosas consiste de cadenas largas con una gran variedad de pentosas, hexosas, y sus correspondientes ácidos úronicos. Las hemicelulosas se encuentran en frutas, tallos de plantas, y las cáscaras de granos. Aunque las hemicelulosas no son digeribles, pueden ser fermentadas por levaduras y bacterias.

12-La sacarosa y el almidón pueden ser hidrolizados enzimáticamente hasta monosacáridos.Indique los productos de hidrólisis de los glúcidos mencionados y tipos de enzima que actúan.13-. ¿Los productos de la hidrólisis total del glúcogeno son diferentes de los del almidón?

14-Indique la localización celular de las enzimas de la glicólisis. SEÑALA claramente las etapas reguladoras de la vía, indica enzimas y tipo de regulación.

15-Señala : Las reacciones que consumen y que forman ATP.

16- A partir de una hexosa ¿cuántas moléculas de piruvato resultan?

17-La glucólisis es una vía común en la degradación de glúcidos. Agregue al esquema de la vía las reacciones necesarias para que la sacarosa y el glucógeno se degraden a piruvato.

18-En el cuadro indique presencia (si) o ausencia (no) de las formas de obtención de ATP que presentan los diferentes tipos celulares:

19-Reoxidación del NADH citoplasmático producido en la glucólisis

Como consecuencia de la glucólisis se produce NADH.H, que debe re-oxidarse para que el glicer-aldehído 3 fosfato (G3P) pueda continuar oxidándose. ¿Por qué es necesaria esa re-oxidación?

20-. Re-oxidación del NADH.H+ por fermentación.Las fermentaciones que hemos mencionado son la láctica y la alcohólica, aunque hay otros mecanismos de este tipo.

a. Formule en el recuadro el producto de la fermentación láctica.

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En los silos las bacterias lácticas son las responsables de este tipo de fermentación. Explique por qué es necesario prensar el material a ensilar.

21. Complete el esquema de la fermentación alcohólica que se presenta a continuación.

Para profundizar…23-a-Explique por qué se puede obtener alcohol a partir de material como sorgo, caña, uva, cebada etc. Tenga presente el papel de microorganismos y procesos bioquímicos involucrados.b.-¿De dónde proviene el poder reductor para los dos tipos de fermentaciones estudiadas?

Sistemas de lanzaderas24- En condiciones aerobias la re-oxidación del NADH se realiza por medio de un mecanismo de lanzaderas como el que se muestra a continuación.

Gluconegénesis: Anabolismo de glúcidos

Los animales necesitan mantener el nivel de glucosa en la sangre. Cuando no ingieren glúcidos, osu ingesta es insuficiente, pueden sintetizar glucosa a partir de metabolitos tales como lactato,piruvato, glicerina, aminoácidos o intermediarios del Ciclo de Krebs, proceso denominadoglucogénesis o gluconeogénesis.

25-Si se observan las reacciones de la vía glucolítica y la gluconeogénesis, puede pensarse que esta última es la “reversión” de la primera. Explique por qué la gluconeogénesis no es la reversión de la glucólisis.

26. El paso de fosfoenol piruvato (PEP) a piruvato tiene una variación de energía libre

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Describa el proceso.

¿Qué importancia tiene este proceso en una célula fermentativa?

c. ¿Cuántos ATP se forman por reoxidación del NADH si opera esta lanzadera? Explique cómo se originan.

d. Realice el balance de la degradación de la glucosa hasta piruvato en una célula aerobia.

estándar de -7.5 Kcal, lo que hace que esta reacción sea irreversible. A-¿Cuáles son las reacciones que hacen posible la obtención de PEP a partir de piruvato? B-Represéntelas en un esquema.C-Hay otras dos reacciones de la glucólisis que son irreversibles, identifíquelas en un esquema y explique la estrategia que utiliza la célula para poder “saltear” esta irreversibilidad.

27. Después de un ejercicio prolongado puede ocurrir fermentación láctica en el músculo. A-¿Cuál es la causa?B- El lactato formado en el músculo debe ser “reciclado”, proceso en el que participan diferentes órganos y reacciones que conforman el Ciclo de Cori. Con la ayuda de un texto, describa el mecanismo y la importancia de ese ciclo.

28- El flujo a través de una vía depende de la actividad de las enzimas que catalizan cada una de las reacciones que la componen. La mayoría de las enzimas actúan de acuerdo a la disponibilidad de sustrato en reacciones reversibles pero en cada vía hay por lo menos una enzima reguladora.A. Identifique las enzimas claves en la regulación de la glucólisis y la glucogénesisB. ¿Cuáles de esas enzimas están activadas cuando la relación ATP/ADP en la célula es alta?C. En la condición indicada en b. ¿qué enzimas estarán reprimidas?

Para profundizar…29. Compare la actividad de la fosfofructoquinasa y la piruvato carboxilasa considerando los moduladores de cada una.

30. La forma activa de la glucógeno fosforilasa hidroliza el glucógeno para producirglucosa1P.

31-Indique cuántos ATP se obtienen en la glucólisis en condiciones aerobias a partir de una molécula de sacarosa. Fundamente el balance.

Bioenergética y cadena respiratoria

32. Realice un esquema simplificado de una mitocondria que contenga membrana interna y externa, matriz y espacio intermembrana y dibuje partículas F1 que corresponden a la ATPasa, señala orientación de la misma.

34-Resuma las características del NAD y FAD e indique que funciones cumplen en elmetabolismo celular.

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a-Explique el esquema

b-¿Por qué se dice que este tipo de enzimas se regulan por modificación covalente?

33.A-En la molécula de ATP, indique los enlaces de alta energía.B. La hidrólisis del ATP en AMP + 2Pi ¿cuántas Kcal libera?C. ¿Por qué el AMP no es usado como fuente de energía?

35. En las células aerobias la formación de ATP por fosforilación oxidativa está acoplada a un proceso de transporte electrónico: la Cadena respiratoria. Este proceso implica la transferencia de electrones desde un donador a un aceptor a través de transportadores ubicados en membranas. A continuación se presenta un esquema de la membrana mitocondrial interna con los transportadores de electrones agrupados en cuatro complejos multiproteicos.

35- Abajo aparece la fórmula para calcular el G°´ (la energía libre en condiciones estándar de pH y temperatura). G° ´= -n . F . E° ´ donde: n: número de electrones,F: constante de Faraday (23Kcal/v), E° ´: potencial redox en v, a pH = 7.0a. Calcule el G°´ de un par de electrones que ingresan a la cadena por NADH.H+b. ¿Cuántos ATP se podrían formar según el valor de Gº calculado?c. De hecho, sólo se forman 3 ATP con el valor de G° que calculó. ¿Qué conclusión puede sacar respecto a la eficiencia energética del proceso?

36- El amital, un barbitúrico, inhibe la transferencia de electrones entre el FAD y la CoQ. La rotenona, utilizada como insecticida, lo hace nivel de la NADH-CoQ reductasa, y el cianuro, la azida, o CO inhiben la cadena a nivel de la citocromo oxidasa.a. ¿Qué ocurre con la capacidad de sintetizar ATP en células tratadas con esas sustancias?b. ¿Comprende por qué estas sustancias funcionan como veneno? Explique.

37. Cuando se aplica dicumarol ó 2-4 dinitrofenol a mitocondrias aisladas se observa que se acelera el transporte de electrones a través de cadena respiratoria, y por tanto aumenta la velocidad de consumo de O2, pero disminuye la producción de ATP.

A. Indique la diferencia en el modo de acción de estas moléculas, conocidas comodesacopladores, respecto a los inhibidores.B-¿Qué ocurrirá con la relación P/O en esta situación?

38. La reacción de abastecimiento más importante del Ciclo de Krebs, si bien no la única, es la condensación de acetil-CoA con oxalacetato (OAA), un ácido dicarboxílico de 4C. En el esquema del Ciclo de Krebs que aparece a continuación:

A-Identifique con un recuadro, sobre la molécula de citrato, los carbonos provenientes de la acetil CoA.B-Identifique las reacciones catalizadas por deshidrogenasas.C-Indique cuántos ATP se forman como consecuencia de la actividad de las deshidrogenasas. ¿Qué destino tiene el CO2 producido?

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a-Observe el esquema de la membrana interna de la mitocondria con sus transportadores y explique lo que ocurre.b. En procariotas ¿donde se localizan los transportadores de electrones?c. Las células anaerobias ¿presentan cadena respiratoria? Explique.

TRANSPORTE PASIVO

40. El esquema muestra dos tipos de moléculas que difunden a través de la membranacelular, A y B.

41. Las permeasas son consideradas proteínas que permiten el flujo de moléculas a travésde la membrana.a. Describa el proceso representado.b. ¿Qué entiende por gradiente?c. Indique porqué es un mecanismo de transporte pasivo

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Explique cuál de las moléculas permeantes (A o B) es hidrofílica y cuál es hidrofóbica.b. ¿De qué depende que las moléculas migren hacia un lado u otro de la membrana?

39- La célula cuenta con dos mecanismos para regular la actividad del ciclo en función de las necesidades metabólicas:I. Variación de abastecedores del ciclo.II. Variación de la cinética de algunas enzimas del ciclo.

I. Variación de abastecedores del ciclo:a. ¿Cuál es la principal reacción abastecedora del ciclo?

II. Variación de la cinética de algunas enzimas del ciclo.- Abajo aparece un esquema que resume la regulación del Ciclo de Krebs y la principalreacción abastecedora.a-¿Por qué el Ciclo debe estar regulado en varios puntos?

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