Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
Preparatoria Regional “Enrique
Cabrera Barroso”
Laboratorio de Biología
Practica 1
Bloque II
3sAM
Equipo 8
Integrantes: Joseline González Flores
Marisol Ventura Carrera
Josue Olayo Ramos
Julio Cesar Salinas Hernández
Josue Alberto Ramos Santos
Ciclo Escolar:
2019 - 2020
Introducción:
Imagina que somos una célula. Te acaban de dar una molécula de glucosa y te gustaría
convertir parte de su energía en algo más utilizable, algo que puedas utilizar para impulsar
tus reacciones metabólicas.
Para nosotros, nuestras células y las de otros organismos vivos son excelentes en la
recolección de energía de la glucosa y otras moléculas orgánicas, como grasas y
aminoácidos.
Las reacciones que extraen energía de moléculas como la glucosa se llaman reacciones
catabólicas. Eso significa que una molécula grande se rompe en moléculas más pequeñas.
Por ejemplo, cuando la glucosa se fragmenta en presencia de oxígeno, se obtienen seis
moléculas de dióxido de carbono y seis moléculas de agua.
Entre sus distintas acciones que forman parte el Ciclo de Vida tenemos por un lado a
la Alimentación como una de las más importantes, siendo la incorporación de nutrientes y
proteínas para saciar sus necesidades energéticas cotidianas, la Relación tanto con el medio
como con otros individuos de su misma u otra especie y por último la reproducción que les
permite engendrar nuevos seres de su misma especie continuando con un linaje.
Es importante reconocer el papel que la respiración celular tiene en nuestro organismo, ya
que sin él no podríamos incorporar los nutrientes y por lo tanto no nos desarrollaríamos de la
manera adecuada, lo cual nos traería muchos problemas en el cuerpo.
Aprendizajes esperados:
Al término de la práctica se espera que el estudiante sepa:
Diferenciar la respiración celular
Reconocer sus partes
Explicar el porqué de cada etapa
Aplicarlo en la vida cotidiana
Apreciar la importancia de la respiración celular
Marco teórico de respiración celular
¿Qué es?
La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en
las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la
energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde.
Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se
conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de
un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más
eficiente.
La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión
de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a
moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía.
Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.
Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la
combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al
mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrarío la respiración es la
degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido
por enzimas específicas.
En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía
química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es
utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP).
La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxidoreducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y
degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por
coenzimas.
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que
ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en
el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las
mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el
citoplasma).
Importancia
Es importante por que al respirar, las células toman oxígeno del aire y a la vez expulsan
dióxido de carbono. De no ser por las plantas verdes que toman ese dióxido de carbono y
liberan oxigeno en la fotosíntesis, llegaría un momento en que la vida sería imposible por falta
de oxigeno.
Se ve reflejada en
Crecimiento.
·
Transporte activo de sustancias energéticas.
·
Movimiento, ciclosis.
·
Regeneración de células.
·
Síntesis de proteínas
·
División de células
·
Proceso más importante dentro de la célula.
·
Comprende la respiración aeróbica que consiste en la degradación de los piruvatos
producidos durante la glucólisis hasta CO2, H2O y obtención de 36 a 38 ATP.
·
Permite a los músculos esqueléticos realizar su contracción.
·
Comprende el proceso de glicolisis, la glucólisis es la única vía que produce ATP en los
animales.
·
Es la degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se produzca la
liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda cumplir con sus funciones vitales.
·
Sin respiración celular las células no obtienen su combustible o sea, el adenosina trifosfato
(ATP).
·
Un aspecto importante es la liberación de agua a la atmosfera, la liberación de moléculas
de CO2 (dióxido de carbono) útil para las plantas para realizar la fotosíntesis.
·
Todas las células vivas llevan a cabo respiración celular para obtener la energía necesaria
para sus funciones.
·
Usualmente se usa glucosa como materia prima, la cual se metaboliza a dióxido de
carbono y agua, produciéndose energía que se almacena como ATP (adenosin trifosfato).
·
Su importancia es que es la que permite la obtención de energía a las células.
·
Sin la respiración no se realizarían los procesos biológicos.
El ATP es una molécula energética utilizada por los seres vivos en:
·
Trabajo mecánico llevado a cabo por la contracción de las fibras musculares.
·
Transporte activo, en el trasporte celular de iones y moléculas contra sus gradientes de
concentración.
·
Producción de calor para los organismos como las aves y los mamíferos que dependen
del calor generado internamente.
Momentos de la respiración celular
Para ver cómo una molécula de glucosa se convierte en dióxido de carbono y cómo se
recolecta su energía en forma de ATP y en una de las células de tu cuerpo, vamos a ver paso
a paso las cuatro etapas de la respiración celular.
1. Glucólisis.(Se abre en una ventana nueva) En la glucólisis, la glucosa —un azúcar de seis
carbonos— se somete a una serie de transformaciones químicas. Al final, se convierte en dos
moléculas de piruvato, una molécula orgánica de tres carbonos. En estas reacciones se
genera ATP
2. Oxidación del piruvato. Cada piruvato de la glucólisis viaja a la matriz mitocondrial, que es el
compartimento más interno de la mitocondria. Ahí, el piruvato se convierte en una molécula
de dos carbonos unida a coenzima A, conocida como acetil-CoA. En este proceso se libera
dióxido de carbono.
3. Ciclo del ácido cítrico. El acetil-CoA obtenido en el paso anterior se combina con una
molécula de cuatro carbonos y atraviesa un ciclo de reacciones para finalmente regenerar
la molécula inicial de cuatro carbonos. En el proceso se genera ATP, \text{NADH}NADHstart
text, N, A, D, H, F, A, D, H, y se libera dióxido de carbono.
4. Fosforilación oxidativa. El N, A, D, H, y el F, A, D, H, producidos en pasos anteriores depositan
sus electrones en la cadena de transporte de electrones y regresan a sus formas "vacías". El
movimiento de los electrones por la cadena libera energía que se utiliza para bombear
protones fuera de la matriz y formar un gradiente. Los protones fluyen de regreso hacia la
matriz, a través de una enzima llamada ATP sintasa, para generar ATP. Al final de la cadena
de transporte de electrones, el oxígeno recibe los electrones y recoge protones del medio
para formar agua.
La glucólisis puede ocurrir en ausencia de oxígeno en un proceso llamado fermentación. Las
otras tres etapas de la respiración celular —la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico
y la fosforilación oxidativa— necesitan de la presencia de oxígeno para suceder. Solo la
fosforilación oxidativa usa oxígeno directamente, pero las otras dos etapas no pueden
proceder sin la fosforilación oxidativa.
DESARROLLO
PARTE I.
1. Rotula 2 tubos de ensayo del 1 y 2 respectivamente.
2. Coloca 4 ml de jugo de manzana en ambos tubos de ensayo
3. Al tubo No. 2 agrégale 1.5g de levadura. Deja fermentar por 10 minutos
4. Agrega a ambos tubos 4 gotas de reactivo de Fehling A y 4 gotas de reactivo de Fehling
B
5. Calienta a baño María. Observa si hay cambio de color en los tubos.
PARTE II.
1. Coloca 12g de levadura en un matraz Erlenmeyer de 150 ml
2. Agrega 100 ml de solución de glucosa al 5 %
3. Tapa la boca del matraz con un globo
4. Deja fermentar por 10 minutos
5. Observa los cambios en el globo
PARTE III.
1. Coloca 100 ml de agua en un matraz Erlenmeyer
2. Agrega 2 gotas de azul de bromotimol para obtener un color azul tenue en la solución.
3. Con la ayuda de un popote, burbujea en el agua hasta observar un cambio de color.
4. Toma el tiempo requerido para obtener el cambio.
Dominio
conceptual:
Filosofía:
RESPIRACIÓN CELULAR
Dominio metodológico:
Preguntas centrales:
¿Qué es la respiración
celular?
¿Cómo es este proceso?
La base de la producción de
energía de un organismo
con células eucariotas y
procariotas es la respiración
celular. En las eucariotas
ocurren en el orgánulo
especializado,
la
mitocondria
¿Cuáles son sus principales
afirmaciones?
¿Para qué nos sirve este
proceso?
Afirmaciones de valor:
En la respiración aerobia,
está presente el oxígeno. Se
da justo después de la
degradación de la glucosa.
Se obtiene la oxidación
escalonada
del
ácido
pirúvico
a
dióxido
de
carbono y agua.
Afirmaciones de
conocimiento:
Teorías:
La
respiración
celular
aerobia se lleva a cabo de
la mitocondria.
Teoría de celular:
La teoría celular, aplicada a la
biología, es aquella que identifica
y describe las propiedades de las
células.
Transformaciones:
Principios y leyes:
En el mecanismo intervienen una
molécula de glucosa y 6 moléculas de
Oxígeno
que
son
tomadas
y
convertidas en 6 moléculas de Dióxido
de carbono, 6 moléculas de agua y
energía útil para las funciones vitales,
como movimiento muscular, actividad
cerebral, etc.
Conceptos clave:
Respiración
Célula
ATP
Energía
Registro de datos:
Como pudimos observar, la levadura genera
procesos que permiten la emisión de gases
que en este caso, recolectamos en globo con
la presencia de sacarosa como fuente
energética.
Acontecimientos:
La palabra “célula” fue utilizada por primera vez por el botánico inglés Robert Hooke para
designar las primeras cámaras o alveolos que había observado al estudiar al microscopio
delgadas láminas de tejidos vegetales. El libro “Micrografía” (1665) de Robert Hooke
contiene algunos de los primeros dibujos nítidos de células vegetales.
CONCLUSIÓN:
Como conclusión de esta práctica se puede decir que el tema es demasiado interesante y
es de suma importancia pues; aunque no pudimos terminar de hacer todos los pasos que
venían indicados en la práctica, pudimos captar muchas cosas muy útiles. Una de nuestras
partes que disfrutamos mucho fue cuando pusimos las muestras a baño maría, porque fue
algo complicado pues llegaba un punto en el que los tubos de ensayo se calentaron mucho
y pues teníamos que buscar una de forma de agarrarlos para que no se resbalaran y no
provocara un accidente de pronto tuvimos la idea de utilizar una pinzas pero de madera,
en un caso contrario de que fueran de metal no funcionaría pues podríamos tener una
quemadura ,observamos muchos cambios durante ese proceso como por ejemplo el
cambio de color.
También nos gustó mucho la parte en donde el globo que estaba cubriendo la boca de un
matraz Erlenmeyer se empezaba a inflar pues esa era su reacción, la de fermentar y producir
gases.
REFLEXIÓN:
Durante la respiración celular, una molécula de glucosa se degrada poco a poco en dióxido
de carbono y agua. Al mismo tiempo, se produce directamente un poco de ATP (Adenosín
trifosfato)en las reacciones que transforman a la glucosa. No obstante, más tarde se produce
mucho más ATP en un proceso llamado fosforilación oxidativa. La fosforilación oxidativa es
impulsada por el movimiento de electrones a través de la cadena de transporte de
electrones, una serie de proteínas incrustadas en la membrana interna de la mitocondria.
Existen cuatro pasos de la respiración celular las cuales son:
1. Glucólisis. En la glucólisis, la glucosa —un azúcar de seis carbonos— se somete a una serie
de transformaciones químicas.
2. Oxidación del piruvato.
Cada piruvato de la glucólisis viaja a la matriz mitocondrial, que es el compartimento más
interno de la mitocondria.
3. Ciclo del ácido cítrico. El acetil-CoA obtenido en el paso anterior se combina con una
molécula de cuatro carbonos y atraviesa un ciclo de reacciones para finalmente regenerar
la molécula inicial de cuatro carbonos.
4. El movimiento de los electrones por la cadena libera energía que se utiliza para bombear
protones fuera de la matriz y formar un gradiente. Los protones fluyen de regreso hacia la
matriz, a través de una enzima llamada ATP sintasa, para generar ATP. Al final de la cadena
de transporte de electrones, el oxígeno recibe los electrones y recoge protones del medio
para formar agua.
La glucólisis puede ocurrir en ausencia de oxígeno en un proceso llamado fermentación. Las
otras tres etapas de la respiración celular —la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico
y la fosforilación oxidativa— necesitan de la presencia de oxígeno para suceder. Solo la
fosforilación oxidativa usa oxígeno directamente, pero las otras dos etapas no pueden
proceder sin la fosforilación oxidativa.
