Para practicar...
Actividad 1
Hace 65 millones de años, la caída de un asteroide de diez kilómetros de diámetro en el Golfo de México provocó la extinción de tres de cada cuatro especies vivientes, incluyendo los dinosaurios (solo sobrevivieron sus descendientes, las aves). El impacto debió afectar a algún proceso de la biosfera muy generalizado y muy importante para la supervivencia. Investiga cuál fue.
Actividad 2
Indaga qué es el efecto invernadero y cuál es su origen.
Actividad 3
Describe y explica la variación en los niveles de CO2 atmosférico que muestra la figura adjunta.
Actividad 4
Averigua de donde procede en último término la masa del algodón que hay en buena parte de la ropa que utilizamos. ¿Y la de los combustibles fósiles? ¿De dónde se obtienen las fibras sintéticas (como nylon o poliéster), los fertilizantes y los colorantes? ¿A dónde va a parar todo esto cuando tiramos la ropa para que la incineren?
Actividad 5
El cociente respiratorio (CR) para las grasas es de aproximadamente 0,7, y para las proteínas es de 0,8, por término medio. ¿A qué podrán deberse estas cifras? Para contestar, calcula el CR de una grasa común, como la tripalmitina (C51H98O6).
Actividad 6
El CR de una persona sometida a ayuno total es de 1,0 en las primeras 24 horas; en los días siguientes desciende a casi 0,7, para aumentar más tarde a 0,8, a la par que crece la cantidad de nitrógeno en la orina. Propón una explicación.
Actividad 7
Según ocurre el proceso de fermentación alcohólica, va disminuyendo la cantidad de CO2 liberado, aun en presencia de glucosa y levadura. Si añadimos fosfatos inorgánicos se renueva la actividad fermentadora y se forma la 1,6-bisfosfato de fructosa. Sugiere una posible explicación a estos datos experimentales.
Actividad 8
Una joven de 20 años y 60 kg precisa consumir cada día unos 9 200 kJ (2 200 kcal) en alimentos. Calcula cuánto ATP (masa molecular = 503 u) fabrica diariamente si para ello emplea el 50 % de esa energía (el resto se disipa en forma de calor).
Actividad 9
Pese a lo dicho en la actividad anterior, el peso corporal de la joven no aumenta significativamente a lo largo del día. Además, la cantidad total de ATP de su cuerpo está en todo momento comprendida entre 70 y 100 g. ¿Cómo es posible esto?
Actividad 10
Compara el estado de oxidación de las moléculas que aparecen en la ilustración adjunta.
Actividad 11
Escribe las ecuaciones globales de las fermentaciones alcohólica y láctica.
Actividad 12
Por cada mol de glucosa fermentado a etanol y CO2 se liberan 252 kJ, y por cada mol fermentado a lactato se liberan 232 kJ. ¿Qué porcentaje de la energía libre de la glucosa queda “retenida” en los productos finales de la fermentación?
Actividad 13
¿Cuál es el rendimiento de las fermentaciones alcohólica y láctica (esto es, el porcentaje de la energía liberada que se aprovecha como ATP)?
Actividad 14
Si se incuba un homogeneizado de levadura en presencia de cantidades suficientes de glucosa, ADP, Pi y NAD+, se observa que no se produce burbujeo (fermentación alcohólica) a menos que también se añada algo de ATP. ¿Por qué?
Actividad 15
Propón una hipótesis sobre el origen de la acidosis citada en el recuadro “Esfuerzo muscular, acidosis y agujetas” (intenta relacionarla con la hidrólisis del ATP).
Actividad 16
¿Cuántos ATP podrían obtenerse a partir de la oxidación del NADH por el O2?
Actividad 17
¿Cuál es el resultado neto (hasta ahora) de la oxidación de la glucosa?
Actividad 18
La molécula de glucosa contiene seis átomos de oxígeno. ¿Cómo es posible que se oxide a seis moléculas de CO2, que contienen un total de doce átomos de oxígeno, si en el proceso no ha intervenido el O2? ¿En qué sentido marca este hecho la diferencia entre respiración y combustión?
Actividad 19
1 g de grasa libera 39 kJ de energía, más del doble que 1 g de glucógeno seco (17 kJ). Pero el glucógeno se halla extensamente hidratado: cada gramo de glucógeno se une a 2 g de agua. ¿Cuál será entonces el rendimiento real relativo de ambos?
Actividad 20
Teniendo en cuenta que el acetil-CoA se degrada a CO2, calcula el rendimiento de la β-oxidación del ácido palmítico (consulta el epígrafe 3.1. Oxidación de los ácidos grasos.
Actividad 21
Lehninger incubó anaeróbicamente NADH puro con mitocondrias tratadas con fosfato inorgánico, agua y ADP, en ausencia de cualquier intermediario del ciclo de Krebs. El NADH se oxidaba rápidamente a NAD+, consumiéndose oxígeno, y, simultáneamente, se formaban tres moléculas de ATP por cada átomo de oxígeno consumido. ¿A qué conclusiones permite llegar este experimento?
Actividad 22
Un experimento clásico es el que viene esquematizado en la ilustración que aparece al comienzo del epígrafe 4.4. La hipótesis quimiosmótica. Si se añade NADH a una suspensión de mitocondrias carentes de O2, no se observa ningún cambio. Sin embargo, al añadir una pequeña cantidad de O2 el pH del medio disminuye bruscamente (es decir, aumenta la concentración de H+), para luego volver lentamente a sus valores iniciales. ¿Cómo interpretas estos datos?
Actividad 23
Calcula el número de moléculas de ATP que, como máximo, se podrá obtener a partir de la oxidación de una molécula de NADH y de una molécula de succinato.
Actividad 24
A partir de los resultados de las actividades 17 y 23, calcula el rendimiento energético que se puede obtener al oxidar (en la respiración) una molécula de glucosa.
Actividad 25
¿Por qué se emplea peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) para prevenir las infecciones bacterianas a través de una herida?
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