Glicolisis - Aprendiendo y Haciendo Cienci@s

Biología I medio
Profesora Bernardita Barraza
Profesora María Soledad Ríos
Departamento
Ciencias
Guía de contenido: Glicolisis y respiración celular
Nombre:
Fecha:
Objetivo:
Conocer y comprender los mecanismos de incorporación de la energía que presentan los heterótrofos, en relación con
los autótrofos.
Respiración celular: liberación de la energía contendida en los nutrientes
Recordemos que la célula es la unidad funcional de los seres vivos. Su actividad es la base de la actividad de los
organismos. Si nos preguntamos de donde y como los organismos obtienen energía para mantenerse vivos, nos estamos
preguntando de donde y como sus células obtienen energía para realizar los trabajos celulares que mantienen vivos a
los organismos de que forman parte. Recordemos también que los trabajos celulares son, básicamente, tres: anabolismo,
transporte activo y movimiento y que la hidrólisis de ATP provee la energía para ellos.
Las células obtienen energía para sus procesos desintegrando ciertos nutrientes en moléculas más pequeñas y que el
conjunto de reacciones químicas en que esto ocurre se llama catabolismo.
Los nutrientes que las células pueden usar como fuentes de energía en el catabolismo, vale decir, como combustible,
son: monosacáridos (principalmente glucosa), ácidos grasos y aminoácidos, siendo los dos primeros los más usados por
la mayoría de las células.
El proceso por el cual las células utilizan la glucosa y otras moléculas como fuente de energía, se llama respiración
celular.
¿Cómo se obtiene energía a partir del principal combustible, la glucosa?
Ocurre en varias etapas que van liberando energía poco a poco; gracias a ellos no toda la energía se libera como calor,
sino que una importante fracción se puede almacenar en moléculas de ATP como energía química.
PRMERA ETAPA: La primera parte del proceso de oxidación de la glucosa es la glicólisis, ocurre en el citosol (citoplasma)
sin la participación de oxigeno, por lo que se dice que es un proceso anaeróbico. Resumidamente, podemos decir que la
glicolisis consiste en una serie de reacciones químicas que dejan a la glucosa (6 átomos de carbono) convertida en dos
moléculas de acido pirúvico o piruvato (3 átomos de carbono cada una). En este proceso, una fracción muy pequeña de
la energía contenida en la glucosa queda guardada en moléculas de ATP, lo que significa que el piruvato contiene
todavía mucha energía. El resultado neto de esta etapa genera 2 ATP y 2 NADH
En algunos casos, a la glicolisis le sigue un par de reacciones químicas que ponen fin a este proceso de respiración
anaeróbica, también llamado fermentación. La respiración anaeróbica ocurre, por ejemplo, en la levadura, y se llama
fermentación alcohólica, ya que dos de los átomos de carbono del piruvato terminan formando un alcohol llamado
etanol. El tercer carbono se desprende de las células como CO2. La respiración anaeróbica que ocurre en las células
musculares se llama fermentación láctica, porque el piruvato termina convertido en acido láctico, que causa fatiga y
dolor en los músculos.
En presencia de oxigeno
(ambiente
aeróbico)
el
piruvato ingresa a las
mitocondrias y se desarrolla
la respiración celular
Fig. 1 Esquema global de la
oxidación de la glucosa
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Fig.2 Los pasos de la
glucólisis
SEGUNDA PARTE: EL CICLO DE KREBS
El piruvato entra en la matriz de la mitocondria y pierde un átomo de carbono,
que se libera como CO2. Con ellos de origina un fragmento de dos átomos de
carbono llamado acetato. Paralelamente se oxida, con lo que produce un NADH
por cada piruvato. El fragmento de acetato se une inmediatamente a la coenzima
A, generándose un compuesto llamado acetil coenzima A o simplemente acetil
coA. También los ácidos grasos pueden transformarse en acetil coA.
El proceso continua cuando la porción de acetato del acetil coA se une a una
molécula de acidooxalacetico, de 4 carbonos, con lo que se genera acido cítrico
de seis, este se va oxidando paso a paso, con lo que se genera 3 NADH y un FADH2 por cada molécula de acetil coA.
Además ocurren otras dos descarboxilaciones, con lo que se liberan dos CO2 y se forma de nuevo el oxaloacetato.
Durante el ciclo de krebs ocurre, además una reacción energéticamente muy favorable, que libera energía para la
formación de una molécula de ATP.
Los dadores de hidrogeno (NADH Y FADH2) que se han generado durante la glicolisis, durante la transformación del
piruvato en acetil coA y en el ciclo de krebs, no solo son importantes porque ceden hidrógenos y electrones, sino
también por su participación en la última etapa de la respiración, aquella que es aeróbica.
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Fig. 3 El ciclo de Krebs
ÚLTIMA ETAPA: FORMACION DE ATP ASOCIADA A LA CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES
Ocurre en las crestas mitocondriales, las moléculas de NADH y FADH2 se desprenden de sus hidrógenos y de electrones.
Los átomos de hidrogeno quedan formando protones (H+) y los electrones pasan a moléculas que tienen mayor afinidad
por ellos, las cuales hacen lo mismo con otras y así sucesivamente en una cadena de reacciones de oxido reducción que
termina con el oxigeno. Al final de esta cadena, el oxigeno se une con dos electrones y con dos protones generando
moléculas de agua.
Teoría quimiosmótica
La adición de grupos fosfatos a las moléculas se llama fosforilacion. Las primeras personas que trataron de explicar la
formación de ATP suponían que las oxidaciones que ocurren en la cadena transportadora de electrones liberaban
energía necesaria para formar ATP y se la llamo fosforilacion oxidativa. El nombre se conserva pero la explicación que
hoy se conoce es bastante más compleja. La teoría quimiosmótica se resume en dos partes:
Primero, la energía liberada en el paso de los electrones por la cadena transportadora se utiliza para bombear protones
hacia el espacio intermembrana.
Segundo, el transporte pasivo de los protones de vuelta hacia la matriz mitocondrial libera energía y parte de ella se
almacena en el ATP. Esto ocurre gracias a una proteína por donde se devuelven los protones y acopla este transporte
con la síntesis de ATP
Fig 4 cadena
transportadora de
electrones
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fig 5 fosforilacion oxidativa
Actividades
1.- Completa el crucigrama, usando las palabras correspondientes.
Claves:
1) Células con núcleo.
2) Gas usado para oxidar a la molécula de glucosa.
3) Carbohidrato que ingresa a la respiración celular
4) Ácido nucleico de función energética.
5) Tipo de energía que se almacena en moléculas orgánicas, como los carbohidratos.
6) Grupo de moléculas orgánicas a las que pertenece la glucosa y el almidón.
7) Nombre que se les da a las reacciones químicas en las que se degradan sustancias complejas, transformándose en
sustancias más simples.
8) Organoide celular en el que ocurre el proceso de respiración.
9) Reacción química en la que reacciona el oxígeno con moléculas, como la glucosa.
10) Gas que se libera como desecho metabólico en el proceso de combustión biológica.
11) Moléculas que tienen un "esqueleto" de átomos de carbono, entre las que se hallan las proteínas, los carbohidratos
y otras.
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2.- Completa las siguientes oraciones:
1. La respiración celular sigue una vía metabólica aeróbica cuando.......................................................................................
2.
En
la
fermentación
no
se
usa
.....................................,
por
lo
que
es
considerada
una
vía
metabólica ......................................... Es un proceso muy común en organismos como .....................................
y ........................................En esta reacción se producen moléculas orgánicas como el ........................................... y
el ....................................................................
3. La glucólisis no ocurre en el interior de las mitocondrias, sino en el ............................................de las células. En esta
serie de reacciones químicas, la molécula de glucosa es degradada a dos moléculas de .......................................
4. La molécula de ATP está formada por ........................................., ....................................... y tres grupos ……................
Cuando uno de estos grupos se desprende se libera .............................. y el ATP se transforma en ........................... Este
último se vuelve a transformar en ATP cuando ........................................................................................................... La
energía necesaria para esto es obtenida a partir de ......................................................................................................
5. Se dice que la molécula de glucosa se oxida porque .........................................................................................................
6. Por cada molécula de glucosa completamente oxidada se pueden obtener ............. moléculas de ATP.
7. Aparte de la glucosa, también pueden combustionarse en las mitocondrias otras moléculas orgánicas
portadoras de energía, como los .............................. y los .......................................................
3.- Completa la siguiente tabla
4.- Define los siguientes conceptos

Fosforilación

Catabolismo

Fermentación

Glicólisis

Anaeróbico

Aeróbico