Exercicis de Metabolisme Cel·lular

I 54 flashcards i 36 preguntes més al document.

Text del document

BLOC 1: METABOLISME Esquema general metabolisme Compte amb: - Fer servir el terme ESPECIFICITAT dels enzims. - Saber dibuixar i dir les parts d'un mitocondri i un cloroplast - Els vegetals fan la fotosíntesi però TAMBÉ RESPIREN. - NADH per respiració i el NADPH per fotosíntesi - Saber "de memòria" l'esquema. Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 1 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME Chlorella sp. (juny 2011) Sèrie 1, pregunta 4B El 1941, Sam Ruben i tres científics més de la Universitat de Califòrnia van voler esbrinar la procedència de l'oxigen que s'allibera en la fotosíntesi amb un experiment.

Van il·luminar cèl·lules de Chlorella sp., una alga unicel·lular, que havien fet créixer en aigua marcada amb l'isòtop 18 O i en presència de diòxid de carboni amb l'oxigen no marcat (isòtop 16 O). Al cap d'unes quantes hores, van analitzar l'oxigen alliberat per les cèl·lules de Chlorella sp. 1) Utilitzeu els coneixements que teniu sobre la fotosíntesi per a indicar si les molècules d'oxigen analitzades en l'experiment de Ruben estaven formades per l'isòtop 18 O o per l'isòtop 16 O. Justifiqueu la resposta.

[1 punt] Isòtop present a l'oxigen alliberat per Chlorella sp.: Justificació: Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 2 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 2) En la dècada dels cinquanta del segle XX, Melvin Calvin i els seus col·laboradors, utilitzant de nou Chlorella sp., van esbrinar el procés cíclic per mitjà del qual els vegetals produeixen matèria orgànica. En honor del seu descobridor, aquest procés es coneix per cicle de Calvin. [1 punt] a) De quina molècula procedeix el carboni que s'incorpora al cicle de Calvin per a sintetitzar matèria orgànica?

b) La síntesi de matèria orgànica en el cicle de Calvin requereix, a banda de la font de carboni, dues molècules diferents produïdes en la fase lumínica de la fotosíntesi. Quines són? Quina funció duen a terme?

Nom de les molècules Funció Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 3 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME MALONAT Sèrie 1, Pregunta 3A La figura següent mostra detalladament totes les reaccions que formen el cicle de Krebs, amb els enzims que les catalitzen escrits en cursiva a la part interior: 1) Amb la informació que hi ha en aquest esquema, responeu les preguntes següents: [1 punt] a) Completeu el balanç global net del cicle de Krebs.

Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 4 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 1 Acetil-CoA + 1 CoA-SH + b) En quin compartiment d'una cèl·lula eucariota es realitza aquesta via metabòlica? 2) El principal substrat del cicle de Krebs és l'acetil-CoA. Enumereu dues biomolècules a partir de les quals les cèl·lules poden obtenir acetil-CoA. Indiqueu també el nom de les vies metabòliques que, mitjançant la degradació d'aquestes molècules, permeten obtenir acetil-CoA.

[1 punt] Biomolècules Vies metabòliques que les degraden per obtenir acetil-CoA Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 5 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 3. El malonat és una substància verinosa que atura el cicle de Krebs, perquè inhibeix un dels enzims que hi intervenen. [1 punt] a) Si la presència de malonat produeix una gran acumulació de succinat, ¿quin dels enzims del cicle de Krebs és inhibit pel malonat? Justifiqueu la resposta. b) Un estudiant ha suggerit que potser es podria compensar l'efecte verinós del malonat afegint més quantitat d'un altre dels enzims del cicle de Krebs.

Expliqueu raonadament si aquesta acció seria efectiva. USAIN BOLT Sèrie 3, Pregunta 3A El 5 d'agost de 2012 es va celebrar la final de la prova dels 100 m llisos a l'olimpíada de Londres. El corredor jamaicà Usain Bolt va guanyar la medalla d'or al recórrer aquesta distància en només 9 segons i 63 centèsimes de segon. 1- Els músculs estriats poden obtenir energia de dues formes: aeròbica i anaeròbica. El gràfic següent mostra la contribució energètica de cadascuna de les dues opcions en funció de la distància recorreguda pels corredors en curses de distàncies diferents.

Descriviu la informació Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 6 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME representada al gràfic fent referència a algunes de les dades numèriques que hi apareixen. [1 punt] 2- La glucosa és el combustible metabòlic principal utilitzat per les cèl·lules musculars dels corredors de distàncies curtes ,com els 100 m llisos. [1 punt]. a) Quina via metabòlica de degradació de la glucosa és la més activa en aquestes cèl·lules durant una cursa com la que va fer en Usain Bolt? Escriviu el seu nom i el seu balanç global.

Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 7 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME b) En canvi, en curses de mitjana distància com els 1.500 m llisos, els músculs estriats dels corredors utilitzen de forma aeròbica àcids grassos i glucosa simultàniament com a substrat energètic. Tenint en compte aquesta informació, completeu la taula següent.

Substrats energètics Principals vies metabòliques de degradació de cada substrat Àcids grassos Glucosa 3- Els corredors d'esprints com Usain Bolt mai poden realitzar curses de més de 400 m corrent al màxim de les seves possibilitats, malgrat que duguin a terme molt d'entrenament i que els músculs disposin de prou glucosa per a continuar corrent [1 punt]. a) La taula següent mostra la variació de l'activitat d'un enzim clau de la glicòlisi, la fosfofructoquinasa o PFK, en funció del pH. Representeu les dades d'aquesta taula en una gràfica.

Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 8 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME pH 6 6,25 6,5 6,75 7 7,25 7,5 7,75 8 8,25 % activitat 0 7 15 30 48 60 78 91 100 95 b) A partir d'aquestes dades formuleu una hipòtesi que expliqui detalladament per què els corredors d'esprints no poden fer curses de més de 400 m a màxima velocitat.

ORLISTAT Sèrie 5, Pregunta 4B Les lipases son enzims digestius que actuen a l'estómac i a l'intestí prim, on catalitzen reaccions com la indicada en l'esquema següent: Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 9 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME Aquesta reacció serveix per a trencar molècules com A, presents als aliments, de manera que s'obtenen molècules més petites, com B, i àcids grassos, com l'àcid esteàric de l'esquema, que es poden absorbir i passar a la sang, per mitjà de la qual aniran als diferents teixits del cos.

Les cèl·lules dels teixits poden degradar els àcids grassos per a obtenir energia. 1. L'orlistat es un inhibidor de les lipases presents a l'intestí que es comercialitza com a fàrmac per a combatre l'obesitat. [1 punt] a) Escriviu el nom de les molècules A i B: MOLÈCULA Nom: A B b) Amb aquestes dades, expliqueu per que l'orlistat es fa servir com a fàrmac per a combatre l'obesitat. Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 10 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 2.

En persones obeses que tenen diabetis de tipus 2 (que presenten un excés de glucosa en sang però encara són capaces de fabricar una certa quantitat d'insulina), el consum d'orlistat ha mostrat un altre efecte beneficiós: les cèl·lules dels teixits augmenten el consum de glucosa, amb la qual cosa disminueix la quantitat de glucosa en sang. [1 punt]. a) Expliqueu, amb els vostres coneixements de metabolisme, per què un fàrmac que disminueix la quantitat d'àcids grassos disponibles provoca que les cèl·lules dels teixits consumeixin més glucosa.

Indiqueu quina via metabòlica es veuria incrementada i quina disminuïda en les cèl·lules dels teixits d'una persona amb diabetis de tipus 2 que pren orlistat. Explicació: Via metabòlica incrementada: Via metabòlica disminuïda: b) En canvi, l'orlistat no evita l'absorció del colesterol dels aliments. La figura adjunta mostra l'estructura del colesterol. Compareu l'estructura del colesterol Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 11 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME amb la de la molècula A i expliqueu per què la inhibició de les lipases no afecta la digestió del colesterol.

GRANOTES Sèrie 4, Pregunta 3B En un treball de recerca, una alumna vol estudiar la velocitat a què les cèŀlules de teixit muscular de granota metabolitzen la glucosa. Per fer-ho, posa una quantitat suficient de teixit muscular en un tub d'assaig en presència d'un medi adequat ric en glucosa, i el tapa amb un tap hermètic. Cada deu minuts mesura la quantitat de glucosa que hi ha al medi d'incubació i la quantitat de CO2 que hi ha a l'atmosfera del tub. Després de trenta minuts, elimina l'oxigen de l'atmosfera del tub i continua mesurant la quantitat de glucosa que queda al medi i la quantitat de CO2 de l'atmosfera del tub. Fa aquests mesuraments cada deu minuts durant mitja hora.

Amb els resultats de l'experiment, obté les gràfiques següents: Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 12 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 1) Què li passa a la concentració de CO2 quan l'alumna elimina l'oxigen de l'atmosfera del tub d'assaig? Per què passa això? Justifiqueu la resposta utilitzant correctament els noms de les vies metabòliques implicades. [1 punt] 2) Què li passa a la concentració de glucosa quan l'alumna elimina l'oxigen de l'atmosfera del tub d'assaig? Per què passa això?

Considereu que els requeriments energètics del teixit muscular de granota utilitzat no canvien durant tot el temps que dura l'experiment. Justifiqueu la resposta utilitzant correctament els noms de les vies metabòliques implicades. [1 punt] 3) Quan analitza en la bibliografia les vies metabòliques que poden estar relacionades amb aquest experiment, veu que dues de les molècules que es generen durant el cicle de Krebs i la fosforilació oxidativa són el NADH i l'ATP.

Completeu la taula següent: [1 punt] Orgànul cel·lular i lloc concret on se sintetitza Funció en el metabolisme NADH Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 13 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME ATP Sèrie 4, Pregunta 4B La hipercolesterolèmia familiar és una malaltia genètica autosòmica que afecta els receptors del colesterol. Aquests receptors, unes proteïnes situades a la membrana plasmàtica, reconeixen les lipoproteïnes que transporten el colesterol i les fan entrar a l'interior de la cèŀlula. El mal funcionament dels receptors comporta nivells alts de colesterol a la sang.

El primer diagnòstic de la hipercolesterolèmia familiar s'obté per mitjà d'una anàlisi de sang. Amb una alimentació equilibrada i si no hi ha altres factors que els modifiquin, els nivells de colesterol en els adults poden ser els següents: Homes Dones Homozigots per l'al·lel normal 150-250 mg·dL-1 75-175 mg·dL-1 Heterozigots 250-450 mg·dL-1 175-400 mg·dL-1 Homozigots per l'al·lel de la hipercolesterolèmia familiar >450 mg·dL-1 >400 mg·dL-1 Els valors per sobre dels 250 mg· dL–1 en els homes i dels 175 mg· dL–1 en les dones es consideren propis de la hipercolesterolèmia.

Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 14 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME 1) El colesterol és una biomolècula lipídica. [1 punt] a) A quin grup de lípids pertany el colesterol? Escriviu una de les funcions d'aquesta biomolècula. Grup de lípids: Funció del colesterol: b) Una dona que s'alimenta correctament i no presenta altres factors de risc es fa una anàlisi de sang. Els resultats obtinguts són 2 × 10–3 g · cm–3 de colesterol. En funció de les dades de la taula, es pot considerar afectada per aquesta malaltia?

2) La hipercolesterolèmia familiar és deguda a la mutació d'un gen del cromosoma 19. Pel que fa als nivells de colesterol en la sang que es mostren en la taula anterior, quin tipus de relació (dominància, codominància o herència intermèdia) s'esdevé entre l'aŀlel normal i el de la hipercolesterolèmia familiar? Justifiqueu la resposta.

[1 punt] Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 15 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME Tipus de relació entre els al·lels esmentats: Justificació: Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 16 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME MNGIE SÈRIE B SÈRIE 3, Pregunta 3B La síndrome d'encefalopatia neurogastrointestinal mitocondrial (MNGIE) és una malaltia genètica que inactiva d'una manera irreversible tot el funcionament dels mitocondris, i que s'hereta seguint un patró d'herència autosòmic recessiu.

Les persones que la pateixen presenten problemes gastrointestinals i de debilitat muscular, entre d'altres. Una família té dos fills mascles: un la pateix i l'altre no. 1) Anomeneu l'única via metabòlica a partir de la qual el fill que té MNGIE pot obtener l'energia necessària per a sobreviure, i especifiqueu quins són el substrat principal i el producte principal d'aquest procés metabòlic. [1 punt] Via metabòlica Substrat principal Principal producte 2) Per què la debilitat muscular és un dels símptomes de les persones que tenen MNGIE? Justifiqueu la resposta comparant el rendiment energètic del metabolisme de la glucosa en els dos casos: el del fill malalt i el del fill sa.

[1 punt] 3) Els pares d'aquesta família, cap dels quals no pateix la malaltia, volen tenir un altre fill. [1 punt] Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 17 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME a) Dibuixeu l'arbre genealògic d'aquesta família amb els dos fills ja nascuts, i indiqueu clarament el genotip i el fenotip de tots els membres. Feu servir quadrats per a representar els mascles i rodones per a les femelles. En cas que pateixin MNGIE,ombregeu-los. Especifiqueu clarament la nomenclatura que utilitzeu. b) Quina probabilitat hi ha que el nou fill també tingui MNGIE?

Quina és la probabilitat que sigui portador de l'aŀlel que provoca la malaltia? Justifiqueu la resposta (no tingueu en compte el sexe d'aquest descendent hipotètic). NEÒTIA Sèrie 1, Pregunta 4A La neòtia (Neottia nidus-avis) és una curiosa espècie d'orquídia que viu als boscos caducifolis i als alzinars humits de Catalunya. 1. La neòtia és de color bru durant tot el seu cicle vital perquè no té clorofiŀla ni cap altre pigment fotosintètic. Obté la matèria orgànica d'un fong del sòl al qual estan unides les arrels. En la taula següent, indiqueu amb un SÍ o un NO quines de les vies metabòliques següents estan actives o, al contrari, no estan actives en la neòtia. Justifiqueu la resposta.

[1 punt] Via metabòlica Activa a la neòtia Justificació Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 18 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME Glucòlisi Cicle de Calvin Cicle de Krebs Fosforilació oxidativa Fotofosforilació 2. La neòtia extreu tots els seus nutrients d'un fong del sòl, el qual en surt clarament perjudicat. Aquest fong, d'altra banda, viu associat a arrels d'arbres amb les quals intercanvia substàncies: el fong cedeix sals minerals del sòl a l'arbre, i l'arbre proporciona nutrients orgànics al fong. [1 punt] a) Quin tipus de relació s'estableix entre aquestes espècies?

Completeu la taula següent, enumerant els dos tipus de relació i justificant-ne la resposta. Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 19 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013 BLOC 1: METABOLISME Tipus de relació Justificació Relació entre la neòtia i el fong Relació entre el fong i l'arbre b) Dins la cadena tròfica del bosc mediterrani, creieu que la neòtia ha de ser considerada com un productor, tal com ho són les alzines i d'altres plantes? Justifiqueu la resposta. Generalitat de Catalunya Departament d'Educació Institut Baix Camp 31/08/2020 Arxiu Model intern 20 de 20 versió 6 Elaborat Cap d'estudis Cod i MO-CAP013