Taller Termodinamica

TALLER DE TERMODINÁMICA METABÓLICA (MITOCONDRIA)

1. A partir de las siguientes semireacciones de reducción:

- Indique según los valores de Eol, cual se oxida y cual se reduce.

- Calcule la energía liberada (∆Gol) o consumida en la reacción de oxido – reducción acoplada según el punto anterior.

Nota: ∆Gol = - nF∆ Eol n = # de electrones

F = constante de Faraday ( 23.000 calorías)

mol. x voltio

Indique el signo de esta energía y explique si es endergónica o exergónica

- Teóricamente cuántos ATP se pueden sintetizar a partir de esa energía ∆Gol. (Nota: suponga que cada ATP requiere 7,3 Kcal.). En la experiencia cuanto ATP se obtiene y qué ocurre en el resto de la energía que no se emplea en ATP.

- Calcule la eficiencia en la transformación de la energía redox en ATP

2. A partir de las siguientes semireacciones de reducción de la cadena transportadora de electrones:

- Indique cuál reacción o componente se oxida y cuál se reduce; en otras

palabras, organícelas para que quede como una reacción de oxido –

reducción (uno se oxida y el otro se reduce). Calcule el ∆Gol de esa reacción oxido – reducción (indique el signo).

Nota: ∆Gol = - nF∆ Eol

- Indique si es una reacción exergónica o endergónica

- Teóricamente, cuantos ATP se podrán sintetizar / hidrolizar a partir de esta reacción, suponiendo que cada uno requiere 7.3 Kcal.

3. Calcule el ∆Gl para la siguiente reacción, si ocurre a 25 ºC, en el citosol de una célula muscular, cuyas concentraciones son: fosfocreatina 4.7 mM, creatina 1.0 mM, ADP 0.2 mM y ATP 2.6 mM.

R = 1.98 _cal_ T = 273 + 0C

mol. 0k

- Qué es ∆Gol, en qué condiciones se determina?

- Explique la importancia de ésta reacción en la célula muscular

4. En un esquema de la fosforilación oxidativa y la membrana mitocondrial, ubique la posición de los complejos I a V. Indique la dirección del flujo de los electrones a partir del NADH (H+), FADH2. En qué lugar se forma H2O y ATP?. Cuántos ATP se forman a partir de la coenzima reducida.

5. Explique como se relaciona el ciclo de Krebs con la fosforilación oxidativa. Haga un esquema.

6. Explique los mecanismos mediante los cuales las enzimas reducidas NADH (H+) que se producen en la glucólisis, ingresan sus hidrógenos y electrones a la matriz mitocondrial.

7. En cuánto a la extracción de energía en la célula a partir de los alimentos, hay una fase que es anaeróbica y otra aeróbica. Explique en qué consiste cada una, qué organelas o compartimientos celulares se requieren para que ocurran? Cuál es la eficiencia en la obtención de esa energía en cada fase? Explique los diferentes mecanismos para la formación de ATP.

8. Mediante un esquema de la fosforilación oxidativa, indique el sitio de acción de inhibidores y desacopladotes: CO, CN, oligomicina, rotenona, barbiturato y dinitrofenol. Cuál es la diferencia entre inhibidor y desacoplador? Por qué los desacopladotes producen hipertermia en el organismo?

9. Mediante un esquema de fosforilación oxidativa en la membrana mitocondrial, explique en que consiste la teoría quimiosmótica de Mitchell.

10. Respecto a la siguiente reacción de combustión de la glucosa, explique cómo se cambia la entropía e indique si ocurre espontáneamente. Justifique su respuesta.

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