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7.1. Metabolismo

Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en la célula y en el organismo, en los que se intercambian materia y energía con su entorno.

Los principales objetivos del metabolismo son:

  • Obtener energía química, que se almacena en los enlaces fosfato del ATP.
  • Transformar sustancias químicas del exterior celular en moléculas aprovechables por la célula.
  • Construcción de materia orgánica propia a partir de la energía y de las moléculas obtenidas del medio ambiente. Esta materia orgánica almacena gran cantidad de energía en los enlaces.
  • Destrucción de estas moléculas para obtener la energía que contienen.

El metabolismo se divide en dos fases interrelacionadas que se producen simultáneamente:

  • Fase de obtención de energía: En el catabolismo se produce la transformación de sustancias orgánicas complejas en moléculas más sencillas, almacenando la energía química liberada en forma de enlaces fosfatos de los ATP.
  • Fase de construcción de materia orgánica: En el anabolismo se construye materia orgánica compleja a partir de las moléculas sencillas del citoplasma, utilizando la energía obtenida en el catabolismo o en otros procesos, como son la fotosíntesis y la quimiosíntesis.

By Vtvu (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Según sea la fuente de carbono que utilizan para construir sus biomoléculas en el anabolismo, las células pueden ser:

  • Autótrofas: su fuente de carbono es el CO2 atmosférico, y según de dónde obtengan la energía, pueden ser:
    • Fotoautótrofas: obtienen la energía de la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos.
    • Quimioautótrofas: obtienen la energía de los enlaces de moléculas inorgánicas.
  • Heterótrofas: incorporan el carbono a través de moléculas orgánicas. Obtienen la energía al romper los enlaces de las moléculas orgánicas.

Todas las reacciones metabólicas están reguladas por enzimas específicas.

En relación al catabolismo, distinguiremos los siguientes procesos:

  • Respiración: el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica.
    • Respiración aerobia: el aceptor de hidrógenos es el O2.
    • Respiración anaeróbica: el aceptor de hidrógenos no es el O2.
  • Fermentación: el aceptor final de electrones es una molécula orgánica.

Organismos según su anabolismo

Completa las palabras que faltan:

  • Células fotoautótrofas: utilizan como fuente de carbono y obtiene energía de .
  • Células fotoheterótrofas: utilizan como fuente de carbono y como fuente de energía.
  • Células quimioautótrofas: utilizan la energía de y materia para obtener materia .
  • Células quimioheterótrofas: utilizan como fuente de carbono y de energía.

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Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Aragón, Junio de 2008, opción B, parte c y d. Cuestión 3

Defina cada uno de estos términos y exprese las diferencias entre ellos (2 puntos):

a) Catabolismo y anabolismo. (0,5 puntos)

Aragón, Junio de 2018, opción A, cuestión 1Junio de 2015, opción A, cuestión 3

En relación con el esquema adjunto, conteste las siguientes cuestiones: (2,5 puntos)

a) ¿Qué nombre recibe el grupo de procesos A? ¿Y el grupo de procesos B? Definir ambos procesos. ¿Qué nombre recibe el conjunto de todos esos procesos? (1 punto)

b) ¿Qué es el ATP? ¿Qué papel desempeña en estos procesos?. Cita un proceso biológico en el que se obtenga ATP y otro en el que se gaste (1 punto)

c) ¿Cuál es la composición de un nucleótido? (0,5 puntos)

Aragón, Junio de 2016, opción B, cuestión 1.

Tema de desarrollo corto: metabolismo. (3 puntos)

a) Definición de metabolismo. (0,5 puntos)

b) Diferencia entre anabolismo y catabolismo. Poner un ejemplo de cada uno de los procesos. (1 punto)

Galicia, Julio de 2021, pregunta 4

a) Relacione los procesos de respiración, fermentación, fotosíntesis y glucolisis con las letras A, B, C y D de la figura 4, justifique brevemente su respuesta.
b) Señale en qué condiciones ambientales se producen los procesos A, C y D.
c) ¿Qué rutas metabólicas se llevan a cabo en los procesos A y C?

Extremadura, Julio de 2023, pregunta 3

Respecto al metabolismo:

A. Indique dos diferencias entre anabolismo y catabolismo. (0,5 puntos)
B. ¿En qué proceso metabólico participa la enzima piruvato-deshidrogenasa? (0,5 puntos)
C. ¿En qué ruta metabólica participa la enzima ribulosa-(1,5)-difosfato-carboxilasa (Rubisco)? (0,5 puntos)
D. Razone con cuál de estos procesos se asocia la fosforilación oxidativa: (0,5 puntos)

- Síntesis de ATP en la mitocondria.
- Fermentación de la glucosa para producir etanol.

Comunidad Valenciana, Julio de 2023, pregunta 3.1

Indica las diferencias entre un organismo fotoautótrofo y un quimioheterótrofo. Define catabolismo y anabolismo ¿en qué tipo de metabolismo incluirías la glucólisis y por qué? (3 puntos).

Asturias, Junio de 2024, Pregunta 7.

El esquema representa el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de las células.

a. Indica el nombre que recibe el conjunto de las reacciones A y explica cuál es el objetivo central de ese conjunto de reacciones. (Calificación 0.5 puntos)
b. Indica el nombre que recibe el conjunto de las reacciones B y señala dos ejemplos de estas reacciones que ocurran en una célula animal.(Calificación 0.5 puntos)
c. Indica el nombre completo (no solo las siglas) de las moléculas que se representan con las letras C y Cpi y señala cuál es su función. (Calificación 0.5 puntos)
d. ¿Qué sucede en un organismo si el conjunto de las reacciones B es mayor que el de las reacciones A? Pon un ejemplo en el que ocurra esta circunstancia. (Calificación 0.5 puntos)

Murcia, Junio de 2024, pregunta 2.3.

En relación con el metabolismo:

A) Explique las diferencias entre catabolismo y anabolismo (0,5 puntos).
B) Describa el papel en las rutas metabólicas de:

i) NADH (0,5 puntos)
ii) ATP (0,5 puntos).

Extremadura, Julio de 2024, pregunta 6.

Respecto al metabolismo:

A. Indique dos diferencias entre anabolismo y catabolismo y ponga un ejemplo de cada uno de estos procesos metabólicos. (0,6 puntos).
B. Diferencie entre fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa (0,2 puntos) e indique un orgánulo en el que suceda esta última (0,2 punto).
C. Describa dos procesos biotecnológicos tradicionales en los cuales sea importante utilizar microorganismos que posean una elevada actividad fermentativa (1 punto)

La Rioja, Julio de 2024, pregunta 9

Copie en su cuadernillo de respuestas el cuadro siguiente y rellene los espacios vacíos. (0,125 puntos por respuesta correcta)

Proceso metabólico 

Localización subcelular
(orgánulo y lugar dentro de él)
Productos que se obtienen y/o se forman
Fase luminosa de la fotosíntesis
Fase oscura de la fotosíntesis
Ciclo de Calvin
Fosforilación oxidativa



Tabla completa de procesos metabólicos y sus productos

Proceso metabólico Localización subcelular Reactivos principales Productos principales
Otros productos relevantes
Glucólisis Citoplasma Glucosa Piruvato, ATP, NADH H⁺
Respiración celular
Descarboxilación oxidativa Matriz mitocondria Piruvato Acetil-CoA, CO₂, NADH H⁺
Ciclo de Krebs Matriz mitocondrial Acetil-CoA, NAD⁺, FAD CO₂, ATP, NADH, FADH₂ H⁺
Fosforilación Oxidativa Membrana interna mitocondrial NADH, FADH₂, O₂ ATP, H₂O, NAD+,FAD+  Calor
Fotosíntesis Cloroplasto
Fase Luminosa Membrana de los tilacoides H₂O, Luz solar
O₂, ATP, NADPH
Fase Oscura (Ciclo de Calvin) Estroma CO₂, ATP, NADPH Gliceraldehído-3-fosfato (GAP), ADP, NADP+
Fructosa-1,6-bifosfato, Glucosa (producto final)

Repasando el metabolismo

Pregunta

¿Cuál es uno de los principales objetivos del metabolismo?

Respuestas

Obtener energía luminosa.

Almacenar información genética en el ADN.

Obtener energía química almacenada en los enlaces fosfato del ATP.

Retroalimentación

Pregunta

¿En qué fase del metabolismo se produce la transformación de sustancias orgánicas complejas en moléculas más sencillas?

Respuestas

Anabolismo.

Catabolismo.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cómo obtienen energía las células fotoautótrofas?

Respuestas

Rompiendo enlaces de moléculas inorgánicas.

Utilizando la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos.

A través de moléculas orgánicas.

Obtienen energía directamente del oxígeno.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué caracteriza a las células heterótrofas en relación con la fuente de carbono?

Respuestas

Utilizan CO2 atmosférico.

Obtienen energía de la luz solar.

Sintetizan compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos.

Incorporan carbono a través de moléculas orgánicas.

Retroalimentación

Pregunta

¿En qué proceso metabólico el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica?

Respuestas

Fermentación.

Respiración.

Fotosíntesis.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la función principal del anabolismo en el metabolismo celular?

Respuestas

Obtener energía química.

Almacenar la información genética en el ADN.

Construir materia orgánica compleja a partir de moléculas sencillas.

Destruir moléculas para obtener energía.

Retroalimentación

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