- Metabolisme de la lactosa (part de la pregunta "Intolerància a la lactosa", setembre 2010)

La lactosa és un disacàrid format per glucosa i galactosa. En prendre llet, una part de la glucosa és metabolitzada a l'intestí de manera anaeròbica fins a lactat (àcid làctic). La resta de glucosa és oxidada fins a CO2 en altres teixits.
  1. A partir de quina d'aquestes dues possibilitats s'obté més quantitat d'energia? Per què? Justifiqueu la resposta.
  2. Escriviu el nom dels processos i de les molècules que corresponen a cada número i a cada lletra de l'esquema següent:
paau-esquema-catabolisme.jpg



- Cicle de Cori (setembre 2010)

L'any 1947, Carl i Gerty Cori van rebre el Premi Nobel de Medicina pel descobriment del «cicle de Cori», que relaciona el metabolisme del múscul amb el del fetge. El lactat, produït en el múscul durant l’exercici físic, viatja per la sang fins al fetge, que el fa servir per a tornar a fabricar glucosa. El cicle de Cori es representa en l’esquema següent:
paau-cicle-cori.jpg

1. Interpreteu l’esquema i escriviu, en la taula següent, el nom de la biomolècula polímer A i de les vies metabòliques B i C. Indiqueu també a quin compartiment cel·lular tenen lloc aquestes vies metabòliques.

Nom
Localització cel·lular
Polímer A

---
Via metabòlica B


Via metabòlica C



2. Quan fem un exercici aeròbic, les cèl·lules musculars no converteixen el piruvat en lactat, sinó que l'oxiden totalment fins a diòxid de carboni i aigua. Empleneu la taula següent indicant-hi quines vies metabòliques consecutives permeten fer aquesta oxidació total del piruvat i a quin orgànul cel·lular tenen lloc (concreteu la part de l'orgànul).

Vies metabòliques que oxiden totalment el piruvat
Localització





3. Les cèl·lules del fetge i les cèl·lules musculars també poden obtenir energia oxidant àcids grassos. Empleneu la taula següent indicant-hi quines vies metabòliques consecutives permeten oxidar àcids grassos i a quin orgànul cel·lular tenen lloc (concreteu la part de l’orgànul).
Vies metabòliques que oxiden els àcids grassos
Localització





- Diabetis (part de la pregunta "Diabetis", juny 2010)

La diabetis és una malaltia causada per una alteració en la producció o en l’acció de la insulina, una hormona proteica que se sintetitza a les cèl·lules beta del pàncrees. Les persones diabètiques tenen uns nivells alts de glucosa a la sang perquè aquest monosacàrid no es pot incorporar a l'interior de la major part de les cèl·lules de l'organisme.
Dos dels possibles símptomes de la diabetis són la pèrdua de pes i la debilitat. Com explicaríeu la pèrdua de pes des del punt de vista metabòlic?

- Fotoperiode (juny 2010)

Per al seu treball de recerca, la Gisela i en Baldiri han decidit analitzar la influència del fotoperíode en la generació de matèria orgànica en les plantes, i disposen dels elements següents:
  • geranis
  • aigua
  • terra
  • testos
  • una habitació amb llum solar
  • una habitació que poden mantenir completament a les fosques

Han dissenyat l’experiment següent:
  • Han agafat 40 esqueixos de gerani i els han repartit en quatre grups, amb 10 esqueixos per grup. Han tingut en compte que els esqueixos de cada grup pesin exactament igual, 200 grams, i tinguin la mateixa superfície foliar.
  • Han plantat els esqueixos en testos, amb la mateixa quantitat de terra, i els han regat cada dos dies amb la mateixa quantitat d’aigua. També han controlat la temperatura perquè es mantingués constant en els quatre grups de plantes.
  • Han sotmès cada grup de plantes al fotoperíode següent:
    • Grup 1: 4 hores de llum i 20 hores de foscor.
    • Grup 2: 7 hores de llum i 17 hores de foscor.
    • Grup 3: 10 hores de llum i 14 hores de foscor.
    • Grup 4: 13 hores de llum i 11 hores de foscor.
  • Trenta dies després de començar l’experiment, han agafat els esqueixos, els han netejat amb cura per a treure’n tota la terra i els han tornat a pesar.

La taula següent indica el pes mitjà de les plantes de cada grup:
GRUP
Pes mitjà de les plantes en grams (g)
1
250
2
300
3
375
4
500
  1. Representeu gràficament els resultats de l'experiment.
  2. Respecte l’experiment anterior, responeu a les qüestions següents:
    1. Indiqueu quin és el problema a investigar i quines són la variable independent i la variable dependent.
    2. Interpreteu els resultats obtinguts. Quines conclusions es poden extreure d’aquest experiment?
  3. El procés metabòlic que es veu afectat en aquest experiment és la fotosíntesi. Anomeneu les dues fases d'aquest procés i expliqueu com es veuen afectades en l'experiment.

- Beri-beri (juny 2010)

El beri-beri és una malaltia causada per un dèficit en la vitamina B1 (tiamina). És endèmica en alguns països asiàtics i és pròpia de les poblacions que s'alimenten gairebé exclusivament d'arròs blanc que quasi no conté vitamines del complex B. La tiamina és indispensable per a la síntesi del pirofosfat de tiamina (TPP). Aquest compost és un coenzim que participa, juntament amb l’enzim piruvat-deshidrogenasa i d’altres coenzims, en la transformació del piruvat en acetil-CoA.
  1. Les persones que pateixen beri-beri presenten nivells elevats de piruvat en sang, especialment després d'una ingesta rica en glucosa. Quina relació hi ha entre aquest fet i el dèficit de vitamina B1?
  2. Un dels símptomes de les formes lleus de beri-beri és l'astènia, això és, la sensació patològica de debilitat o cansament, generalitzada a tot el cos, semblant a la que s'experimenta després de fer exercici físic intens. Utilitza els teus coneixements sobre el metabolisme energètic per a relacionar el dèficit de vitamina B1 amb l'astènia associada amb les formes lleus de beri-beri.

- Bioetanol (setembre 2009)

La cel·lulosa és una de les matèries primeres usades per a l’obtenció de bioetanol. Per aconseguir degradar aquest polisacàrid fins formar molècules de glucosa, el monòmer constitutiu de la cel·lulosa, s'utilitzen fongs de l’espècie Trichoderma reesei modificats genèticament que produeixen grans quantitats d'una substància anomenada cel·lulasa. (Atenció, no confongueu la “cel·lulosa” amb la “cel·lulasa”).
L’esquema següent mostra el procés d’obtenció del bioetanol a partir de restes vegetals:
paau-bioetanol.jpg

  1. Responeu a les qüestions següents:
    1. Quin tipus de substància és la cel·lulasa? Quina funció biològica té la cel·lulasa per a aquest fong?
    2. Per obtenir l'etanol a partir de la glucosa s’utilitzen grans tancs amb llevats del gènere Saccharomyces. Com s'anomena el procés metabòlic que duen a terme aquests llevats? Completeu el següent esquema que el representa.
paau-saccharomyces.png
  1. En l'esquema següent es representen els processos que permeten als vegetals sintetitzar la cel·lulosa:
paau-cellulosa.png
    1. Expliqueu en què consisteix, com s'anomena i a quina part de les cèl·lules dels vegetals té lloc el procés nº1.
    2. Els vehicles que usen bioetanol emeten diòxid de carboni i vapor d'aigua, com els vehicles que utilitzen combustibles convencionals, però això no provoca un augment de la quantitat de diòxid de carboni a l'atmosfera. Justifiqueu aquesta afirmació tenint en compte els esquemes anteriors.

- Ós bru (juny 2009)

Els ossos bruns, tot i que són omnívors, ingereixen el 85% dels aliments d'origen vegetal. Al final de la primavera i a l'estiu, s'alimenten preferentment de fruits com els gerds o les móres. Així que s'acosta l'hivern, s'alimenten durant gairebé vint hores diàries, ingerint tubercles i fruits secs com les glans o les castanyes. Aquest canvi en els hàbits alimentaris els permet acumular les reserves que aniran consumint durant els mesos que duri la hibernació.
  1. Tant els tubercles com les glans i les castanyes són molt més rics en polisacàrids que no pas en triacilglicèrids. Tot i això, durant la tardor els ossos bruns augmenten força de pes per l'acumulació de triacilglicèrids en el teixit adipós.
    1. L'esquema adjunt representa el procés de conversió dels polisacàrids de la dieta en triacilglicèrids. Completeu-lo anomenant el metabòlit que correspon a cada lletra i el procés que correspon a cada número.
      paau-triglicerids.png
    2. El fet que la major part de l'energia de reserva s'acumuli en forma de triacilglicèrids és molt avantatjós per als animals hibernants. Expliqueu raonadament el motiu d’aquest avantatge.
  2. Estudis experimentals han demostrat que els ossos hibernants només utilitzen triacilglicèrids com a font d'energia.
    1. Utilitzeu els vostres coneixements sobre catabolisme per justificar si la següent afirmació és correcta: “El rendiment energètic d'una molècula d’àcid gras és molt superior al d'una molècula de glucosa.”
    2. L'aigua és del tot indispensable per a la vida. Durant els mesos que dura la hibernació, els ossos bruns no beuen ni una gota d'aigua ja que l’obtenen del seu metabolisme. Quina via metabòlica genera com a producte final l'aigua que necessiten els ossos durant la hibernació?