Metabolismo, anabolismo y catabolismo

Defina metabolismo y explique la diferencia entre anabolismo y catabolismo, poniendo un ejemplo de proceso de cada tipo.

Clasifique los siguientes procesos en anabólicos o catabólicos y justifique brevemente su elección: la síntesis de proteínas, la respiración celular, la fotosíntesis y la digestión de los alimentos.

Distinga entre organismos autótrofos y heterótrofos desde el punto de vista metabólico (fuente de carbono y de energía) y ponga un ejemplo de cada tipo.

Observe el esquema del intercambio de materia y energía en el metabolismo. Indique qué proceso (anabolismo o catabolismo) representan A y B, qué molécula se señala con ? y explique, con un ejemplo, cómo la energía liberada por un proceso alimenta al otro.

¿Qué es el ATP y por qué se le conoce como la «moneda energética» de la célula? Indique qué ocurre cuando se hidroliza a ADP.

Describa la composición química de la molécula de ATP (base nitrogenada, azúcar y grupos fosfato) e indique qué enlace se rompe cuando se hidroliza a ADP y por qué se dice que ese enlace es rico en energía.

¿Por qué la fuente inmediata de energía de la célula es el ATP y no la glucosa? Razone la respuesta comparando cómo se libera la energía en cada caso (en pequeñas dosis aprovechables frente a la combustión rápida y descontrolada que supondría liberar de golpe toda la energía de la glucosa).

Clasifique las siguientes actividades de una célula muscular según consuman o liberen ATP, justificando cada caso: la contracción, la síntesis de glucógeno, la degradación de la glucosa en la glucólisis y el transporte activo de iones a través de la membrana.

¿Qué es una enzima y por qué se dice que las reacciones del metabolismo son reacciones catalizadas? Indique qué le ocurre a la enzima al finalizar la reacción.

¿Qué es la energía de activación de una reacción? Explique cómo logran las enzimas que las reacciones metabólicas ocurran con rapidez a la temperatura del cuerpo humano.

Las transformaciones metabólicas ocurren en rutas formadas por muchas reacciones encadenadas, cada una catalizada por una enzima. Explique qué es una ruta metabólica y qué ventajas ofrece dividir una transformación en numerosos pasos.

Explique por qué se dice que los seres vivos son sistemas abiertos desde el punto de vista del intercambio de materia y energía, y qué diferencia hay en este aspecto con una máquina aislada.

Observe el esquema del intercambio de materia y energía en el metabolismo. Indique qué proceso (anabolismo o catabolismo) representan A y B, qué molécula se señala con ? y explique, con un ejemplo, cómo la energía liberada por un proceso alimenta al otro.

Un veneno bloquea la hidrólisis del ATP sin impedir su síntesis. Prediga, razonando su respuesta, qué ocurrirá con la concentración celular de ATP, con el anabolismo, con el catabolismo y con los trabajos celulares, y explique por qué la célula acabará muriendo aunque esté «llena» de ATP.

Ponga dos ejemplos de procesos de la vida diaria que dependan de la energía liberada al hidrolizar ATP (contracción muscular, transporte activo, síntesis de moléculas, transmisión del impulso nervioso) y explique brevemente uno de ellos.

Los organismos fotosintéticos obtienen su ATP de la luz y los heterótrofos de los nutrientes, pero todos lo producen por el mismo mecanismo final: el aprovechamiento de un gradiente de protones. Explique qué es la quimiosmosis y en qué estructuras membranosas tiene lugar en unos y otros organismos.

Durante el ejercicio físico, el consumo de oxígeno de una persona puede multiplicarse por diez o más. Explique qué relación tiene este hecho con el metabolismo celular y razone por qué el oxígeno solo es necesario para una parte del metabolismo energético.