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PPTCCO007CB31-A17V1
Clase
Enzimas y metabolismo celular
Resumen de la clase anterior
Membrana celular
Función:
Transporte
Organización
Bicapa de
fosfolípidos
Proteínas
Carbohidratos
Pasivo
Difusión
simple
Difusión
Osmosis
Difusión
facilitada
Activo
Mediado por proteínas
carrier
Mediado por vesículas
Diálisis
Aprendizajes esperados
 Analizar la actividad enzimática.
 Reconocer los factores que afectan la actividad enzimática.
 Analizar el metabolismo respiratorio de la célula.
 Conocer los procesos de respiración celular aeróbica y anaeróbica.
Pregunta oficial PSU
El siguiente gráfico muestra el curso de una reacción química:
A partir de su análisis, se puede inferir correctamente que
I) La enzima disminuye la energía de activación.
II) Sin enzima se acelera la reacción química.
III) Es necesario superar la energía de activación para obtener productos.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2013
1. Enzimas
2. Metabolismo Celular
1. Enzimas
1.1 Composición
Las enzimas son catalizadores biológicos. La mayoría son macromoléculas
proteicas compuestas por una o varias cadenas polipeptídicas.
Algunas enzimas actúan solas y otras dependen de sustancias inorgánicas y
orgánicas.
Cofactores (Inorgánicos)
Mg+, Mn2+, Cu2+, Zn2+, Na+ y
otros.
Coenzimas (Orgánicos)
NAD, NADP, FAD, CoA y otros.
1. Enzimas
1.2 Características
• Reducen la energía de activación de las
reacciones químicas.
• Son eficientes, ya que se requieren en
pequeñas cantidades.
• No son alteradas químicamente
catalizar la reacción.
al
• No afectan el equilibrio de la reacción.
• Presentan sitio activo.
• Son específicas.
• Están sujetas a regulación.
Existen algunos ARN con actividad enzimática, conocidos como ribozimas.
1. Enzimas
1.2 Características
Energía de activación:
mínima cantidad de energía
que se requiere para activar a
los átomos o moléculas y que
puedan experimentar una
reacción química.
Enzimas
Representa una barrera
energética que debe
superarse para que
ocurra la reacción.
Reducen energía de activación.
1. Enzimas
1.3 Actividad Enzimática
Sustrato
Sitio
Activo
3. Los sustratos,
ya unidos, salen
de la enzima, la
enzima está lista
para
otros
sustratos.
Enzima + Producto
Enzima
2. El sitio activo
cambia de forma,
promoviendo la
reacción entre los
sustratos
1. Los sustratos entran en
el sitio activo con una
orientación específica.
Complejo
Enzima-Sustrato
Ejercitación
Ejercicio 8
“Guía del alumno”
Respecto a las enzimas, es correcto afirmar que
A) por lo general son de naturaleza proteica.
B) cada enzima puede actuar sobre un gran número de sustratos.
C) están presentes en los seres vivos y en la materia inerte.
D) reaccionan con el sustrato, consumiéndose en el proceso.
E) son moléculas que reducen la velocidad de una reacción química.
ALTERNATIVA
CORRECTA
A
Reconocimiento
1. Enzimas
1.4 Modelos de unión Enzima Sustrato
Modelo llave-cerradura: La
enzima y el sustrato poseen
complementariedad geométrica,
es decir, sus estructuras encajan
exactamente una en la otra.
1. Enzimas
1.4 Modelos de unión Enzima Sustrato
Modelo ajuste-inducido: Las
enzimas son estructuras bastante
flexibles, por lo que el sitio activo
podría cambiar su conformación
estructural al interaccionar con el
sustrato y de esta forma la enzima
puede llevar a cabo su función
catalítica.
1. Enzimas
1.5 Cinética Enzimática
La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones que catalizan las
enzimas y los factores que modifican esta velocidad.
Factores que afectan la velocidad de reacción:
Concentración
de Sustrato
Temperatura
pH
Ejercitación
Ejercicio 3
“Guía del alumno”
El siguiente gráfico muestra la actividad de una enzima digestiva a diferentes pH:
ALTERNATIVA
CORRECTA
A partir del gráfico, es correcto afirmar que
D
ASE
I) su nivel de pH óptimo es levemente alcalino.
II) a pH fuertemente ácido, la enzima se inactiva.
III) una vez desnaturalizada la enzima, se recupera por pH óptimo.
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo I y II
E) I, II y III
Ejercitación
Ejercicio 9
“Guía del alumno”
Los siguientes gráficos muestran el efecto de la temperatura y el pH sobre la actividad de
una enzima:
ALTERNATIVA
CORRECTA
C
ASE
A partir de los gráficos, es correcto inferir que
A) la enzima solo se encuentra activa a pH neutro.
B) a pH y temperatura normal de la sangre, la enzima se encuentra desnaturalizada.
C) en un medio con pH = 3 y 40 ºC de temperatura, la enzima se encuentra
desnaturalizada.
D) el aumento de la temperatura sobre los 60 ºC produce ruptura de enlaces peptídicos.
E) la temperatura es más efectiva que el pH como agente desnaturalizante.
2. Respiración celular
2.1 Concepto
Para obtener energía, la
célula degrada la glucosa en
el citoplasma y luego la oxida
en la mitocondria, obteniendo
de esta forma 38 ATP.
En la respiración celular se dan dos tipos de reacciones:
• Reacciones anaeróbicas
• Reacciones aeróbicas
2. Respiración celular
2.2 Glucólisis
Ocurre en el citoplasma
de las células y es una
reacción anaeróbica, o
sea una oxidación sin
intervención de oxígeno
molecular.
2 ADP
GLUCÓLISIS
2 NAD
Citoplasma
Vía
aeróbica
Vía
anaeróbica
2 ATP
Glucosa
(6 carbonos)
Mitocondria
2 NADH + H+
2 piruvato o ácido
pirúvico (3 carbonos
cada uno)
2. Respiración celular
2.3 Vía aeróbica
Membrana
externa
Membrana
interna
Compartimento
intermembrana
Matriz
Crestas
Matriz: Acetilación y ciclo de Krebs.
Crestas: Cadena transportadora de electrones y fosforilación oxidativa.
2. Respiración celular
2.3 Vía aeróbica
Matriz mitocondrial
Ciclo de Krebs:
Se
producen moléculas
Acetilación:
aceptoras
de energía,
es
El piruvato
se oxida,
decir,
con poder
reductor
produciendo
una molécula
(NADH
de CO2y yFADH
acetil
2). coenzima
Se
liberaingresa
CO2 y alseciclo
forman
A, que
de
dos
moléculas de ATP.
Krebs.
Ejercitación
Ejercicio 13
“Guía del alumno”
Con relación al ciclo de Krebs, se le considera una vía anfibólica debido a que
I) se degradan biomoléculas orgánicas para obtener energía.
II) produce intermediarios que son precursores de macromoléculas orgánicas.
III) se obtienen compuestos con o sin la presencia de oxígeno.
Es (son) correcta(s)
A) solo I.
B) solo II.
C) solo I y II.
D) solo I y III.
E) solo II y III.
ALTERNATIVA
CORRECTA
C
Comprensión
2. Respiración celular
2.3 Vía aeróbica
Crestas mitocondriales
Fosforilación oxidativa
Cadena transportadora de electrones
Cadena transportadora
de
electrones
y
fosforilación oxidativa:
Se utiliza el poder
reductor de NADH y
FADH2, para crear las
condiciones de síntesis
de ATP (34) mediante el
proceso de fosforilación
oxidativa.
2. Respiración celular
2.3 Vía aeróbica
2
2
34
Resumen:
La vía aeróbica genera mayor cantidad de ATP (38 moléculas en
total) a partir de una molécula de glucosa, siempre que exista
presencia de oxígeno.
2. Respiración celular
2.4 Vía anaeróbica
Fermentación láctica: se produce en
muchas bacterias (bacterias lácticas),
también en algunos protozoos y en el
músculo esquelético humano (cuando es
sometido a estrés físico). El rendimiento
energético es menor.
2. Respiración celular
2.4 Vía anaeróbica
Fermentación alcohólica: se
desarrolla en levaduras (hongo
unicelular) y algunas bacterias.
La fermentación alcohólica es la
base de las siguientes aplicaciones
en la alimentación humana: pan,
cerveza, vino y otras.
Ejercitación
Ejercicio 6
“Guía del alumno”
Con respecto a la fermentación, es correcto afirmar que
I) es energéticamente menos eficiente que la respiración aeróbica, debido a
que la ganancia neta de ATP es muy baja.
II) se realiza solo en hongos y algunas bacterias, presentando múltiples
beneficios biotecnológicos para el ser humano.
III) permite que las células recuperen el NAD+, para reutilizarlo en la glucólisis
y producir una pequeña cantidad de ATP.
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo I y II
E) Solo I y III
ALTERNATIVA
CORRECTA
E
Comprensión
2. Respiración celular
Ejercitación
Ejercicio 17
“Guía del alumno”
¿Cuál(es) de los siguientes procesos es (son) sensible(s) a la falta de
oxígeno?
I) Glucólisis
II) Ciclo de Krebs
III) Fermentación
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo I y II
E) I, II y III
ALTERNATIVA
CORRECTA
B
Comprensión
Pregunta oficial PSU
El siguiente gráfico muestra el curso de una reacción química:
ALTERNATIVA
CORRECTA
A partir de su análisis, se puede inferir correctamente que
I) La enzima disminuye la energía de activación.
II) Sin enzima se acelera la reacción química.
III) Es necesario superar la energía de activación para obtener productos.
A)
B)
C)
D)
E)
E
ASE
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
..
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2013
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
Habilidad
1
Alternativa
E
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
2
B
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
3
D
Célula como unidad funcional
ASE
4
C
Célula como unidad funcional
5
E
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
ASE
6
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
7
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
8
A
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
9
C
Célula como unidad funcional
ASE
10
A
Célula como unidad funcional
Comprensión
11
A
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
12
E
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
13
Alternativa
C
Célula como unidad funcional
Habilidad
Comprensión
14
A
Célula como unidad funcional
Comprensión
15
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
16
D
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
17
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
18
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
19
D
Célula como unidad funcional
ASE
20
C
Célula como unidad funcional
Comprensión
21
D
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
22
B
Célula como unidad funcional
ASE
23
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
24
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
25
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
Síntesis de la clase
Respiración Celular
Metabolismo
Factores que afectan
la actividad
Actividad
Enzimática
Llave Cerradura
- Aeróbica
- Anaeróbica
Ajuste Inducido
Concentración Sustrato
Temperatura
pH
Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión, estudiaremos
Ciclo Celular: mitosis
Equipo Editorial
Área Ciencias: Biología
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