8.E: Metabolismo Microbiano (Ejercicios)
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Los procesos celulares como la construcción o descomposición de moléculas complejas ocurren a través de una serie de reacciones químicas interconectadas escalonadas llamadas vías metabólicas. El término anabolismo se refiere a aquellas vías metabólicas endergónicas involucradas en la biosíntesis, convirtiendo bloques de construcción moleculares simples en moléculas más complejas, y alimentadas por el uso de energía celular.
Opción múltiple
¿Cuál de los siguientes es un organismo que obtiene su energía a partir de la transferencia de electrones procedentes de compuestos químicos y su carbono de una fuente inorgánica?
- quimioautótrofo
- quimioheterótrofo
- fotoheterótrofo
- fotoautótrofo
- Contestar
-
A
¿Cuál de las siguientes moléculas se reduce?
- NAD +
- MODA
- O 2
- NADPH
- Contestar
-
D
Las enzimas funcionan ¿por cuál de las siguientes?
- aumentar la energía de activación
- reducir la energía de activación
- haciendo reacciones exergónicas endergónicas
- haciendo reacciones endergónicas exergónicas
- Contestar
-
B
¿A cuál de los siguientes se parece más estructuralmente un inhibidor competitivo?
- el sitio activo
- el sitio alostérico
- el sustrato
- una coenzima
- Contestar
-
C
¿Cuáles de las siguientes son moléculas orgánicas que ayudan a que las enzimas funcionen correctamente?
- cofactores
- coenzimas
- holoenzimas
- apoenzimas
- Contestar
-
B
Rellenar el espacio en blanco
Los procesos en los que se utiliza la energía celular para hacer moléculas complejas a partir de otras más simples se describen como ________.
- Contestar
-
anabólica
La pérdida de un electrón de una molécula se llama ________.
- Contestar
-
oxidación
La parte de una enzima a la que se une un sustrato se llama ________.
- Contestar
-
sitio activo
Verdadero/Falso
Los inhibidores competitivos se unen a sitios alostéricos.
- Contestar
-
Falso
Respuesta Corta
En las células, ¿puede ocurrir una reacción de oxidación en ausencia de una reacción de reducción? Explique.
¿Cuál es la función de moléculas como NAD+ /NADH y FAD/FADH 2 en las células?
8.2: Catabolismo de Carbohidratos
La glucólisis es el primer paso en la descomposición de la glucosa, dando como resultado la formación de ATP, que se produce por fosforilación a nivel de sustrato; NADH; y dos moléculas de piruvato. La glucólisis no usa oxígeno y no es dependiente del oxígeno. Después de la glucólisis, un piruvato de tres carbonos es descarboxilado para formar un grupo acetilo de dos carbonos, acoplado con la formación de NADH. El grupo acetilo está unido a un compuesto portador grande llamado coenzima A.
Opción múltiple
¿Durante cuál de los siguientes no se produce ATP por fosforilación a nivel de sustrato?
- Camino Embden-Meyerhof
- Reacción de transición
- Ciclo Krebs
- Trayectoria Entner-Doudoroff
- Contestar
-
B
¿Cuál de los siguientes productos se elabora durante la glucólisis de Embden-Meyerhof?
- NAD +
- piruvato
- CO 2
- acetilo de dos carbonos
- Contestar
-
B
Durante el catabolismo de la glucosa, ¿cuál de las siguientes se produce sólo en el ciclo de Krebs?
- ATP
- NADH
- NADPH
- FADH
- Contestar
-
D
¿Cuál de los siguientes no es un nombre para el ciclo que resulta en la conversión de un acetilo de dos carbonos a una ATP, dos CO 2, una FADH 2 y tres moléculas NADH?
- Ciclo Krebs
- ciclo del ácido tricarboxílico
- Ciclo Calvino
- ciclo del ácido cítrico
- Contestar
-
C
Verdadero/Falso
La glucólisis requiere oxígeno u otro aceptor de electrones final inorgánico para proceder.
- Contestar
-
Falso
Rellenar el espacio en blanco
Por giro del ciclo de Krebs, se oxida un acetilo, formando moléculas ____ CO 2, ____ ATP, ____ NADH y ____ FADH 2.
- Contestar
-
2; 1; 3; 1
Más comúnmente, la glucólisis ocurre por la vía ________.
- Contestar
-
Embden-Meyerhof
Respuesta Corta
¿Qué es la fosforilación a nivel de sustrato? ¿Cuándo ocurre durante la descomposición de la glucosa a CO 2?
¿Por qué es importante el ciclo de Krebs tanto en el catabolismo como en el anabolismo?
Pensamiento Crítico
¿Cuáles serían las consecuencias para una célula de tener una mutación que noquea la síntesis de la coenzima A?
8.3: Respiración celular
La respiración celular comienza cuando los electrones son transferidos desde NADH y FADH 2, a través de una serie de reacciones químicas a un aceptor final de electrones inorgánico (ya sea oxígeno en la respiración aeróbica o moléculas inorgánicas no oxigenadas en la respiración anaeróbica). Estas transferencias de electrones tienen lugar en la parte interna de la membrana celular de células procariotas o en complejos proteicos especializados en la membrana interna de las mitocondrias de células eucariotas.
Opción múltiple
¿Cuál es la ubicación de los sistemas de transporte de electrones en procariotas?
- la membrana mitocondrial externa
- el citoplasma
- la membrana mitocondrial interna
- la membrana citoplasmática
- Contestar
-
D
¿Cuál es la fuente de energía utilizada para producir ATP por fosforilación oxidativa?
- oxígeno
- enlaces de fosfato de alta energía
- la fuerza motriz de protones
- P i
- Contestar
-
C
Una célula podría realizar respiración anaeróbica por cuál de las siguientes razones?
- Carece de glucosa para la degradación.
- Carece de la reacción de transición para convertir piruvato en acetil-CoA.
- Carece de enzimas del ciclo de Krebs para procesar acetil-CoA a CO 2.
- Carece de una citocromo oxidasa para pasar electrones al oxígeno.
- Contestar
-
D
En procariotas, ¿cuál de los siguientes es cierto?
- A medida que los electrones se transfieren a través de un ETS, H + se bombea fuera de la celda.
- A medida que los electrones se transfieren a través de un ETS, H + se bombea a la celda.
- A medida que los protones se transfieren a través de un ETS, los electrones son bombeados fuera de la célula.
- A medida que los protones se transfieren a través de un ETS, los electrones se bombean a la célula.
- Contestar
-
A
¿Cuál de los siguientes no es un portador de electrones dentro de un sistema de transporte de electrones?
- flavoproteína
- ATP sintasa
- ubiquinona
- citocromo oxidasa
- Contestar
-
B
Rellenar el espacio en blanco
El complejo ETS final utilizado en la respiración aeróbica que transfiere electrones empobrecidos de energía al oxígeno para formar H 2 O se llama ________.
- Contestar
-
citocromo oxidasa
El paso de iones de hidrógeno a través de ________ por su gradiente electroquímico aprovecha la energía necesaria para la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa.
- Contestar
-
ATP sintasa
Verdadero/Falso
Todos los organismos que utilizan la respiración celular aeróbica tienen citocromo oxidasa.
- Contestar
-
Cierto
Respuesta Corta
¿Cuál es la relación entre la quimiósmosis y la fuerza motriz protónica?
¿En qué se diferencia la fosforilación oxidativa de la fosforilación a nivel de sustrato?
¿En qué se diferencia la ubicación de la ATP sintasa entre procariotas y eucariotas? ¿Dónde se acumulan los protones como resultado del ETS en cada tipo de célula?
8.4: Fermentación
La fermentación utiliza una molécula orgánica como aceptor de electrones final para regenerar NAD + a partir de NADH para que la glicólisis pueda continuar. La fermentación no implica un sistema de transporte de electrones, y no se produce ATP directamente por el proceso de fermentación. Los fermentadores producen muy poco ATP, solo dos moléculas de ATP por molécula de glucosa durante la glucólisis. Los procesos de fermentación microbiana se han utilizado para la producción de alimentos y productos farmacéuticos, y para la identificación de microbios.
Opción múltiple
¿Cuál de las siguientes es el propósito de la fermentación?
- para hacer ATP
- para hacer intermedios de moléculas de carbono para el anabolismo
- para hacer NADH
- para hacer NAD +
- Contestar
-
D
¿Qué molécula normalmente sirve como aceptor de electrones final durante la fermentación?
- oxígeno
- NAD +
- piruvato
- CO 2
- Contestar
-
C
¿Qué producto de fermentación es importante para hacer subir el pan?
- etanol
- CO 2
- ácido láctico
- gas hidrógeno
- Contestar
-
B
¿Cuál de los siguientes no es un producto de fermentación de importancia comercial?
- etanol
- piruvato
- butanol
- penicilina
- Contestar
-
B
Rellenar el espacio en blanco
El microbio responsable de la fermentación de etanol con el propósito de producir bebidas alcohólicas es ________.
- Contestar
-
levadura (Saccharomyces cerevisiae)
________ resulta en la producción de una mezcla de productos de fermentación, incluyendo ácido láctico, etanol y/o ácido acético, y CO 2.
- Contestar
-
Fermentación heteroláctica
Los organismos fermentadores producen ATP a través del proceso de ________.
- Contestar
-
glucólisis
Coincidencia
Emparejar la vía de fermentación con el producto comercial correcto que se utiliza para producir:
___Fermentación de acetona-butanol-etanol | a. pan |
___fermentación de alcohol | b. productos farmacéuticos |
___fermentación de ácido láctico | c. Queso suizo |
___Fermentación ácida mixta | d. yogur |
___Fermentación de ácido propiónico | e. solventes industriales |
- Contestar
-
e; 2. a; 3. d; 4. b; 5. c
Respuesta Corta
¿Por qué algunos microbios, entre ellos Streptococcus spp., son incapaces de realizar la respiración aeróbica, incluso en presencia de oxígeno?
¿Cómo se puede utilizar la fermentación para diferenciar varios tipos de microbios?
Pensamiento Crítico
La bacteria E. coli es capaz de realizar respiración aeróbica, respiración anaeróbica y fermentación. ¿Cuándo realizaría cada proceso y por qué? ¿Cómo se fabrica el ATP en cada caso?
8.5: Catabolismo de Lípidos y Proteínas
Colectivamente, los microbios tienen la capacidad de degradar una amplia variedad de fuentes de carbono además de los carbohidratos, incluyendo lípidos y proteínas. Las vías catabólicas para todas estas moléculas eventualmente se conectan a la glucólisis y al ciclo de Krebs. Varios tipos de lípidos pueden degradarse microbialmente. Los triglicéridos son degradados por las lipasas extracelulares, liberando ácidos grasos de la cadena principal de glicerol. Los fosfolípidos son degradados por las fosfolipasas, liberando ácidos grasos y grupos de cabeza fosforilados.
Opción múltiple
¿Cuál de las siguientes moléculas no se produce durante la descomposición de los fosfolípidos?
- glucosa
- glicerol
- grupos acetilo
- ácidos grasos
- Contestar
-
A
La caseinasa es qué tipo de enzima?
- fosfolipasa
- lipasa
- proteasa extracelular
- proteasa intracelular
- Contestar
-
C
¿Cuál de los siguientes es el primer paso en la degradación de triglicéridos?
- eliminación de ácidos grasos
- β-oxidación
- rotura de anillos fusionados
- formación de péptidos más pequeños
- Contestar
-
A
Rellenar el espacio en blanco
El proceso por el cual las unidades de dos carbonos se eliminan secuencialmente de los ácidos grasos, produciendo acetil-CoA, FADH 2 y NADH se llama ________.
- Contestar
-
β-oxidación
El NADH y el FADH 2 producidos durante la β-oxidación se utilizan para hacer ________.
- Contestar
-
ATP por fosforilación oxidativa
________ es un tipo de medio utilizado para detectar la producción de una proteasa extracelular llamada caseinasa.
- Contestar
-
Agar de leche desnatada
Respuesta Corta
¿Cómo se conectan los productos de la degradación de lípidos y proteínas con las vías del metabolismo de la glucosa?
¿Cuál es la estrategia general utilizada por los microbios para la degradación de macromoléculas?
Pensamiento Crítico
¿Crees que la β-oxidación puede ocurrir en un organismo incapaz de respirar celular? ¿Por qué o por qué no?
8.6: La fotosíntesis y la importancia de la luz
Los organismos heterótrofos que van desde E. coli hasta humanos dependen de la energía química que se encuentra principalmente en las moléculas de carbohidratos. Muchos de estos carbohidratos son producidos por la fotosíntesis, el proceso bioquímico por el cual los organismos fototróficos convierten la energía solar (luz solar) en energía química. Aunque la fotosíntesis se asocia más comúnmente con las plantas, la fotosíntesis microbiana también es un importante proveedor de energía química, alimentando muchos ecosistemas diversos.
Opción múltiple
Durante las reacciones dependientes de la luz, ¿qué molécula pierde un electrón?
- una molécula de pigmento de recolección de luz
- una molécula de pigmento del centro de reacción
- NADPH
- 3-fosfoglicerato
- Contestar
-
B
En procariotas, ¿en qué dirección se bombean los iones hidrógeno por el sistema de transporte de electrones de las membranas fotosintéticas?
- al exterior de la membrana plasmática
- al interior (citoplasma) de la célula
- al estroma
- al espacio intermembrana del cloroplasto
- Contestar
-
A
¿Cuál de los siguientes no ocurre durante la fotofosforilación cíclica en cianobacterias?
- transporte de electrones a través de un ETS
- fotosistema que uso
- Síntesis de ATP
- Formación de NADPH
- Contestar
-
D
Que son dos productos de las reacciones dependientes de la luz son ________.
- glucosa y NADPH
- NADPH y ATP
- gliceraldehído 3-fosfato y CO 2
- glucosa y oxígeno
- Contestar
-
B
Verdadero/Falso
La fotosíntesis siempre da como resultado la formación de oxígeno.
- Contestar
-
Falso
Rellenar el espacio en blanco
La enzima responsable de la fijación del CO 2 durante el ciclo de Calvin se llama ________.
- Contestar
-
ribulosa bisfosfato carboxilasa (RubiSco)
Los tipos de moléculas de pigmento que se encuentran en plantas, algas y cianobacterias son ________ y ________.
- Contestar
-
clorofilas y carotenoides
Respuesta Corta
¿Por qué un organismo realizaría fosforilación cíclica en lugar de fosforilación no cíclica?
¿Cuál es la función de los pigmentos fotosintéticos en el complejo de recolección de luz?
Pensamiento Crítico
¿La vida depende de la fijación de carbono que se produce durante las reacciones de fotosíntesis independientes de la luz? Explique.
8.7: Ciclos Biogeoquímicos
La energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas, entrando como luz solar para fototrofos o como moléculas inorgánicas para quimioautótrofos. Los seis elementos más comunes asociados con las moléculas orgánicas —carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre— toman una variedad de formas químicas y pueden existir por largos períodos en la atmósfera, en la tierra, en el agua o debajo de la superficie terrestre.
Opción múltiple
¿Cuál de los siguientes es el grupo de arqueas que pueden usar CO 2 como su aceptor final de electrones durante la respiración anaeróbica, produciendo CH 4?
- metilotrofos
- metanótrofos
- metanógenos
- fotosintetizadores anoxígenos
- Contestar
-
C
¿Cuál de los siguientes procesos no está involucrado en la conversión de nitrógeno orgánico a gas nitrógeno?
- Fijación de nitrógeno
- amonificación
- nitrificación
- desnitrificación
- Contestar
-
A
¿Cuál de los siguientes procesos produce sulfuro de hidrógeno?
- fotosíntesis anoxígena
- fotosíntesis oxigénica
- respiración anaeróbica
- Quimioautrofia
- Contestar
-
C
¿El ciclo biogeoquímico de cuál de los siguientes elementos se basa en cambios en la solubilidad más que en la química redox?
- carbono
- azufre
- nitrógeno
- fósforo
- Contestar
-
D
Rellenar el espacio en blanco
La molécula central del ciclo del carbono que se intercambia dentro y entre ecosistemas, siendo producida por heterótrofos y utilizada por autótrofos, es ________.
- Contestar
-
dióxido de carbono
El uso de microbios para eliminar contaminantes de un sistema contaminado se llama ________.
- Contestar
-
biorremediación
Verdadero/Falso
Hay muchos microbios naturales que tienen la capacidad de degradar varios de los compuestos que se encuentran en el aceite.
- Contestar
-
Cierto
Respuesta Corta
¿Por qué los organismos autótroficos también deben respirar o fermentar además de fijar el CO 2?
¿Cómo puede la actividad humana conducir a la eutrofización?
Pensamiento Crítico
Al considerar la relación simbiótica entre las especies de Rhizobium y sus huéspedes vegetales, ¿qué actividad metabólica realiza cada organismo que beneficia al otro miembro de la pareja?