Quimiolitotrofía: Conceptos Generales
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Questions and Answers

¿Cuál es el principal aceptor de electrones en la mayoría de organismos quimiolitotrofos?

  • Sulfuro de hidrógeno
  • Nitrato
  • Oxígeno (correct)
  • Ácido sulfúrico

¿Qué tipo de microorganismos utilizan el CO2 como fuente de carbono en la quimiolitotrofía?

  • Quimiotrofos
  • Quimiolitoautótrofos (correct)
  • Heterótrofos
  • Fototrofos

¿Qué compuesto se fija en el ciclo de Calvin-Benson durante la quimiolitotrofiá?

  • Oxígeno
  • Ácido pirúvico
  • Glucosa
  • CO2 (correct)

Los ANAMOX utilizan amonio y nitrito generando N2. ¿En qué condiciones realizan este proceso?

<p>Anaerobiosis (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica clave de los microorganismos que oxidan hierro?

<p>Oxidan hierro 2 a hierro 3 (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué proceso realizan los quimiolinoautótrofos para fijar el CO2?

<p>Ciclo de Calvin-Benson (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal del NADPH en el ciclo de Calvin-Benson?

<p>Donar electrones (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a los quimiolitoheterótrofos en comparación con los quimiolitoautótrofos?

<p>Utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuántos ATP se gastan en el Ciclo de Calvin-Benson para la producción de glucosa?

<p>9 ATP (C)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde se lleva a cabo el proceso de fijación del CO2 en los quimiolitoautótrofos?

<p>En los carboxisomas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué moléculas resultan de la carboxilación de la ribulosa fosfato en el Ciclo de Calvin-Benson?

<p>6 moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué inhibe el proceso de fijación de CO2 realizado por la enzima Rubisco?

<p>Alta concentración de O2 (D)</p> Signup and view all the answers

En el ciclo de Calvin-Benson, ¿qué se obtiene como producto final que se destina a la producción de glucosa?

<p>Gliceraldehído-3P (G3P) (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué rol desempeñan los electrones en la oxidación de compuestos inorgánicos por las bacterias nitrificantes?

<p>Son donadores de electrones. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal función de las bacterias nitrificantes en el ecosistema?

<p>Eliminan el nitrógeno de la naturaleza. (D)</p> Signup and view all the answers

En el proceso de oxidación anaerobia por ANAMOX, ¿qué compuestos se utilizan?

<p>Amonio y nitrito. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se obtiene la energía durante la oxidación de compuestos del azufre por ciertas bacterias?

<p>Por generación de ATP a partir de electrones. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el amonio durante el proceso de oxidación de ANAMOX?

<p>Se libera a la atmósfera como nitrógeno. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de organismos son los ANAMOX?

<p>Anaerobios estrictos. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de las bacterias oxidadoras de hierro en ambientes ácidos?

<p>Oxidan Fe2+ a Fe3+. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué necesidad tienen las bacterias nitrificantes para acumular amonio o nitrato?

<p>Porque la oxidación de estos compuestos genera poca energía. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué compuestos se oxidan para obtener electrones para la reducción de NAD a NADH?

<p>Compuestos inorgánicos (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal diferencia entre quimiolitoautótrofos y quimiolitoheterótrofos respecto a su fuente de carbono?

<p>Los quimiolitoheterótrofos utilizan compuestos orgánicos. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el aceptor final de electrones en la respiración aerobia?

<p>Oxígeno (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué compuesto se considera una fuente de electrones en los quimiolitoheterótrofos?

<p>Hidrógeno molecular (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué proceso utilizan las bacterias oxidadoras de hidrógeno para generar ATP?

<p>Fosforilación oxidativa (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el aceptor de electrones normalmente utilizado en condiciones aeróbicas?

<p>Oxígeno (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función desempeña el proton gradient en la generación de ATP?

<p>Genera energía que impulsa la síntesis de ATP. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de organismos son conocidos como oxidadores de hidrógeno?

<p>Bacterias y arqueas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre durante la metanogénesis con el hidrógeno?

<p>Se oxida y libera electrones (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes compuestos tiene un alto poder reductor y sirve para generar NADH?

<p>H2 (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumple el gradiente de protones en la respiración celular?

<p>Impulsar la síntesis de ATP (A)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué no fluirían espontáneamente los electrones hacia NAD+ para su reducción?

<p>Porque el donador de electrones tiene un potencial redox más positivo. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué bacterias participan en el proceso de nitrificación?

<p>Bacterias nitrito oxidantes (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones es correcta sobre la obtención de energía en los quimiolitoheterótrofos?

<p>Obtenen energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué aceptor de electrones se utiliza habitualmente en condiciones anaerobias?

<p>Nitrato (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones no describe a los oxidadores de hidrógeno?

<p>Son exclusivamente anaerobios (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Quimiolitotrófia

Proceso que obtienen energía y poder reductor a partir de compuestos inorgánicos como H2, Fe2+, SH2.

Quimiolitotrofos

Organismos que utilizan compuestos inorgánicos para producir energía y poder reductor.

Quimiolitoautótrofos

Utilizan CO2 como fuente de carbono.

Quimiolitoheterótrofos

Utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono.

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Fijación de CO2

Proceso por el cual los quimiolitoautótrofos fijan el CO2 para obtener compuestos orgánicos como la glucosa.

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Rubisco

Enzima que fija el CO2 durante la fijación de carbono.

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Carboxisomas

Estructura donde se realiza el Ciclo de Calvin-Benson en los quimiolitoautótrofos.

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Oxidación de compuestos inorgánicos

El uso de compuestos inorgánicos para obtener energía en los Quimiolitoheterótrofos.

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Aceptor de electrones en la quimiolitotrofia

El oxígeno.

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Fuente de carbono en la quimiolitotrofia

El CO2.

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Bacterias que oxidan hierro

Las bacterias que oxidan hierro producen energía al convertir el hierro 2 en hierro 3.

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Fuente de Carbono en Quimiolitoheterótrofos

Los quimiolitoheterótrofos no pueden fijar el CO2. Necesitan compuestos orgánicos como fuente de carbono.

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Obtención de Energía en Quimiolitoheterótrofos

Para generar ATP, los quimiolitoheterótrofos utilizan la energía obtenida de la oxidación de compuestos inorgánicos.

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Aceptores de Electrones en Quimiolitoheterótrofos

Los quimiolitoheterótrofos usan compuestos inorgánicos, como el nitrato, sulfato, o el oxígeno, como aceptores finales de electrones.

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Donadores de Electrones en Quimiolitoheterótrofos

Los quimiolitoheterótrofos utilizan compuestos inorgánicos como el H2, NH3, NO2-, H2S, S0, (S2O3)-2 y (Fe)2+ como donadores de electrones.

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Transporte Inverso de Electrones

Los quimiolitoheterótrofos a menudo necesitan transportar electrones de regreso al NAD+ en un proceso llamado transporte inverso de electrones.

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Necesidad de Electrones Extra

El transporte inverso de electrones en los quimiolitoheterótrofos requiere electrones adicionales de la oxidación de compuestos inorgánicos.

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Generación de Gradiente de Protones

En los quimiolitoheterótrofos, el flujo de electrones de un compuesto inorgánico a otro genera energía para bombear protones, creando un gradiente de protones.

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Quimiolitotrofía

Proceso donde las bacterias utilizan compuestos inorgánicos como fuente de energía para producir ATP. Los electrones de estos compuestos inorgánicos se usan para reducir NAD a NADH.

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Oxidadores de hidrógeno

Estas bacterias aprovechan el hidrógeno como fuente de energía, oxidándolo para obtener electrones y protones. Los electrones se utilizan en la cadena de transporte de electrones para generar ATP mediante la fosforilación oxidativa. Los protones también contribuyen a la creación de un gradiente de protones que genera ATP.

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NADH

En la quimiolitotrofía, el NADH actúa como donador de electrones para la cadena de transporte de electrones.

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Electrones en quimiolitotrofía

Durante la oxidación de compuestos inorgánicos se liberan electrones. Estos electrones viajan por la cadena de transporte de electrones, impulsando el bombeo de protones fuera de la membrana celular.

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ATP sintasa

La ATP sintasa utiliza la energía del gradiente de protones para sintetizar ATP, la moneda energética de la célula.

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Fosforilación quimiosmótica

El movimiento de protones debido al gradiente de concentración impulsa la síntesis de ATP. Este proceso es similar a la fosforilación oxidativa en la respiración aeróbica.

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Nitrificación

Las bacterias oxidan amonio (NH4+) a nitritos (NO2-) o nitritos a nitratos (NO3-), obteniendo energía en el proceso.

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Quimiolitotrofía (resumen)

Proceso que utiliza compuestos inorgánicos como el hidrógeno o el amonio como fuente de energía para producir ATP. Permite a algunas bacterias sobrevivir en ambientes sin oxígeno.

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Bacterias nitrificantes

Bacterias que utilizan el amonio como fuente de energía y lo oxidan a nitrito y luego a nitrato.

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Transporte inverso de electrones (Bacterias nitrificantes)

Proceso en el que las bacterias nitrificantes usan energía para mover electrones en sentido contrario a través de su membrana, creando un gradiente de protones.

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Cadena de transporte de electrones (Bacterias nitrificantes)

Los electrones generados por la oxidación de compuestos inorgánicos son transferidos a la cadena de transporte de electrones (cte). El oxígeno actúa como aceptor final de electrones, produciendo agua y energía a través de la fosforilación oxidativa.

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ANAMOX

Organismos que usan amonio y nitrito para producir nitrógeno gaseoso (N2) y agua como subproducto.

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Oxidación anaerobia de amoniaco (ANAMOX)

El amonio se oxida a nitrógeno gaseoso (N2) que se libera a la atmósfera. Este proceso es anaeróbico, sin necesidad de oxígeno.

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Oxidadores de compuestos azufrados

Bacterias que oxidan compuestos de azufre, como azufre elemental, ácido sulfhídrico o tíosulfato. Generalmente son autótrofas, pero algunas pueden utilizar compuestos orgánicos.

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Oxidadores de hierro (Fe2+)

En ambientes ácidos, el Fe2+ es oxidado por bacterias y arqueas a Fe3+. El Fe2+ funciona como donador de electrones, mientras que el oxígeno es el aceptor.

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Bacterias quimioautótrofas (oxidadores de azufre)

Bacterias que utilizan el ciclo de Calvin para producir nutrientes orgánicos a partir del CO2. Generalmente son quimioautótrofas, pero algunas pueden ser mixotróficas.

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Study Notes

Quimiolitotrófia: Conceptos Generales

  • Quimiolitotrófia es un proceso donde se obtiene energía y poder reductor a partir de compuestos inorgánicos como H2, Fe2+, SH2, etc.
  • Los quimiolitotrofos juegan un rol crucial en los ciclos biogeoquímicos, oxidando grandes cantidades de compuestos inorgánicos.
  • Todos los quimiolitotrofos usan la oxidación de compuestos químicos (ya sean orgánicos o, más comúnmente, inorgánicos) como fuente de energía.
  • Su fuente de electrones proviene de moléculas inorgánicas reducidas.
  • Se distinguen dos grupos según la fuente de carbono:
    • Quimiolitoautótrofos: utilizan CO2 como fuente de carbono. La mayoría de los quimiolitotrofos son de este tipo.
    • Quimiolitoheterótrofos: utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono.

Obtención de Carbono (Fijación de CO2) en Quimiolitoautótrofos

  • Los quimiolitoautótrofos utilizan el ciclo de Calvin-Benson para convertir CO2 en compuestos orgánicos (como glucosa).
  • El ciclo de Calvin-Benson tiene tres etapas:
    • Fijación de CO2: El CO2 se une a la ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP) mediante la enzima RuBisCO, formando un compuesto inestable que se divide en dos moléculas de 3-fosfoglicerato (3-PGA).
    • Reducción: Las moléculas de 3-PGA son fosforiladas y reducidas a gliceraldehído-3-fosfato (G3P) utilizando ATP y NADPH.
    • Regeneración: Algunos G3P se utilizan para producir glucosa, mientras que otros se utilizan para regenerar RuBP, completando el ciclo.
  • El NADPH proporciona electrones para la reducción de compuestos.
  • El ciclo requiere 9 moléculas de ATP y 6 moléculas de NADPH por cada 3 moléculas de CO2 fijadas.
  • Este proceso se lleva a cabo en carboxisomas, estructuras que concentran CO2.

Obtención de Energía y Poder Reductor en Quimiolitotrófos

  • La energía se obtiene oxidando moléculas inorgánicas.
  • Los electrones liberados en la oxidación son conducidos a través de una cadena de transporte de electrones.
  • El flujo de electrones genera un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP.
  • El poder reductor (como NADH) se genera por la cadena de transporte de electrones.
  • En quimiolitotrofos, a diferencia de la respiración aeróbica normal, el transporte inverso de electrones es posible.
  • El aceptor final de electrones puede ser oxígeno (condiciones aeróbicas) o compuestos inorgánicos (condiciones anaeróbicas), como nitratos o sulfatos. Esto depende de las condiciones y de los organismos en cuestión.

Tipos de Quimiolitotrófos

  • Oxidadores de hidrógeno: Obtienen energía oxidando hidrógeno molecular (H2).
  • Oxidadores de compuestos reducidos de nitrógeno: Oxidación de compuestos como amoniaco (NH4+) y nitritos (NO2-)
  • Oxidadores de compuestos azufrados: Oxidación de compuestos como azufre elemental (S), sulfuro de hidrógeno (H2S).
  • Oxidadores de hierro: Oxidación de hierro ferroso (Fe2+) a férrico (Fe3+).

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Description

Este cuestionario explora los fundamentos de la quimiolitotrofía, un proceso esencial en los ciclos biogeoquímicos. Aprenderás sobre la obtención de energía y carbono a través de compuestos inorgánicos, con un enfoque específico en quimiolitoautótrofos y quimiolitoheterótrofos. Además, se discutirá el ciclo de Calvin-Benson y su importancia en la fijación de CO2.

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