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?

Anaerobiosis Signup and view all the answers

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

Oxidan hierro 2 a hierro 3 Signup and view all the answers

¿Qué proceso realizan los quimiolinoautótrofos para fijar el CO2?

Ciclo de Calvin-Benson Signup and view all the answers

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

Donar electrones Signup and view all the answers

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

Utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono Signup and view all the answers

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

9 ATP Signup and view all the answers

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

En los carboxisomas Signup and view all the answers

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

6 moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) Signup and view all the answers

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

Alta concentración de O2 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?

Gliceraldehído-3P (G3P) Signup and view all the answers

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

Son donadores de electrones. Signup and view all the answers

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

Eliminan el nitrógeno de la naturaleza. Signup and view all the answers

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

Amonio y nitrito. Signup and view all the answers

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

Por generación de ATP a partir de electrones. Signup and view all the answers

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

Se libera a la atmósfera como nitrógeno. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de organismos son los ANAMOX?

Anaerobios estrictos. Signup and view all the answers

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

Oxidan Fe2+ a Fe3+. Signup and view all the answers

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

Porque la oxidación de estos compuestos genera poca energía. Signup and view all the answers

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

Compuestos inorgánicos Signup and view all the answers

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

Los quimiolitoheterótrofos utilizan compuestos orgánicos. Signup and view all the answers

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

Oxígeno Signup and view all the answers

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

Hidrógeno molecular Signup and view all the answers

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

Fosforilación oxidativa Signup and view all the answers

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

Oxígeno Signup and view all the answers

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

Genera energía que impulsa la síntesis de ATP. Signup and view all the answers

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

Bacterias y arqueas Signup and view all the answers

¿Qué ocurre durante la metanogénesis con el hidrógeno?

Se oxida y libera electrones Signup and view all the answers

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

H2 Signup and view all the answers

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

Impulsar la síntesis de ATP Signup and view all the answers

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

Porque el donador de electrones tiene un potencial redox más positivo. Signup and view all the answers

¿Qué bacterias participan en el proceso de nitrificación?

Bacterias nitrito oxidantes Signup and view all the answers

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

Obtenen energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos. Signup and view all the answers

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

Nitrato Signup and view all the answers

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

Son exclusivamente anaerobios Signup and view all the answers

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.