Ejercicios Resueltos de Biología Celular y Metabolismo

Ejercicio 1: Análisis de la Composición de Bases de un Ácido Nucleico

En una muestra de un ácido nucleico, se ha observado la siguiente proporción de bases: A=25%, T=18%, G=22%, C=35%.

a) ¿Cumple la regla de Chargaff la muestra estudiada?

Según la regla de Chargaff, la cantidad de adenina (A) en el ADN debe ser igual a la de timina (T), y la de guanina (G) debe ser igual a la de citosina (C). En esta muestra, las proporciones no cumplen la regla de Chargaff (A ≠ T y G ≠ C).

b) ¿Qué tipo de ácido nucleico será el de la muestra?

El ácido nucleico de la muestra es, probablemente, ADN monocatenario. La presencia de timina (T) indica que es ADN, no ARN (que tendría uracilo en lugar de timina). El hecho de que no se cumpla la regla de Chargaff sugiere que es monocatenario, ya que en el ADN de doble cadena, las bases se aparean según la regla de Chargaff (A con T, y G con C). En una sola hebra, no hay restricciones de apareamiento, y las proporciones pueden variar.

Ejercicio 2: Identificación de las Fases de la Mitosis

2.a) Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas de arriba indicados, lo que señalan los números y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C.

• Momentos del ciclo celular:
  • A. Profase temprana mitótica.
  • B. Profase media mitótica.
  • C. Profase tardía mitótica.
  • D. Metafase mitótica.
• Números:
  • 1. Cromosomas.
  • 2. Centriolos.
  • 3. Huso mitótico (o acromático).
• Fenómenos celulares:
  • Profase temprana: Los centriolos comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula. La cromatina se condensa y se hace visible como hebras largas, y el nucléolo comienza a dispersarse.
  • Profase media: La condensación de los cromosomas se completa. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Los centriolos continúan su migración, y el huso mitótico comienza a formarse.
  • Profase tardía: El nucléolo desaparece por completo. Los centriolos alcanzan los polos de la célula. Algunas fibras del huso se extienden de polo a polo, mientras que otras se unen a los cinetocoros de los cromosomas.

b) Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal. Indique, razonando la respuesta, 2 características en las que se basa.

Se trata de una célula animal. Las dos características clave son:

1. Presencia de centriolos: Los centriolos son orgánulos característicos de las células animales que participan en la formación del huso mitótico.
2. Ausencia de pared celular: Las células vegetales tienen una pared celular rígida que rodea la membrana plasmática, la cual no se observa en los esquemas.

Ejercicio 3: Vías Metabólicas y Producción de Energía

3. En relación con la imagen adjunta, contesta a las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué vía metabólica comprende el conjunto de reacciones que transforman la glucosa en ácido pirúvico? ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en ácido láctico? ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en etanol? Indique el nombre de la molécula señalada con el número 1 y el de la vía metabólica señalada con el número 2.

• Transformación de glucosa en ácido pirúvico: Glucólisis.
• Transformación de ácido pirúvico en ácido láctico: Fermentación láctica.
• Transformación de ácido pirúvico en etanol: Fermentación alcohólica.
• Molécula 1: Acetil-CoA.
• Vía metabólica 2: Ciclo de Krebs.

b) Explique razonadamente cuál de los 3 destinos del ácido pirúvico será más rentable para la célula desde el punto de vista de la obtención de energía. Indique el destino del CO₂, FADH₂ y NADH. Defina los términos anabolismo y catabolismo.

De los tres destinos del ácido pirúvico, la respiración celular (que incluye el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones) es la más rentable energéticamente. En la respiración celular, el piruvato se oxida completamente a CO₂ y H₂O, generando una gran cantidad de ATP (aproximadamente 36-38 moléculas de ATP por molécula de glucosa). Las fermentaciones, en cambio, producen mucho menos ATP (solo 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa).

• El CO₂ producido en el ciclo de Krebs se libera como producto de desecho.
• El FADH₂ y el NADH, producidos tanto en la glucólisis como en el ciclo de Krebs, ceden sus electrones a la cadena de transporte de electrones, donde se utilizan para generar un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP.

Definiciones:

• Catabolismo: Conjunto de reacciones metabólicas que degradan moléculas complejas en moléculas más simples, liberando energía (generalmente en forma de ATP) en el proceso.
• Anabolismo: Conjunto de reacciones metabólicas que construyen moléculas complejas a partir de moléculas más simples, requiriendo energía (generalmente en forma de ATP) para llevarse a cabo.

Ejercicio 4: Interpretación de un Esquema Celular

4. Análisis e Interpretación de imágenes, esquemas, diagramas.

a) Indique la estructura celular señalada por cada una de las flechas y describa la función que realiza la estructura señalada con el número 5.

• 1: Mitocondria.
• 2: Aparato de Golgi.
• 3: Citoplasma.
• 4: Nucléolo.
• 5: Membrana plasmática (o celular).

Función de la membrana plasmática (5): La membrana plasmática tiene varias funciones cruciales:

• Barrera selectiva: Regula el paso de sustancias hacia adentro y hacia afuera de la célula, manteniendo un ambiente interno estable.
• Comunicación celular: Contiene receptores que permiten a la célula detectar y responder a señales del entorno.
• Adhesión celular: Permite que las células se unan entre sí y a la matriz extracelular.
• Mantenimiento de la forma celular: Proporciona soporte estructural a la célula.

b) ¿El esquema corresponde a una célula animal o vegetal? Justifique la respuesta.

No se puede determinar con certeza, se necesita más información para poder identificar si se trata de una célula animal o vegetal. Para poder identificarla, se debería poder observar si existe pared celular (vegetal) o centriolos (animal).