4TO A CLASE del 27/9 - REVISIÓN DE RESPIRACIÓN CELULAR

REVISIÓN – RESPIRACIÓN CELULAR-

CONTESTA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS EN LA FORMA MÁS  DESARROLLADA QUE PUEDAS….

1-      ¿QUÉ ES LA RESPIRACIÓN CELULAR?

2-      DEFINE Y EJEMPLIFICA LOS SIGUIENTES CONCEPTOS:  METABOLISMO, CATABOLISMO, ANABOLISMO, REACCIÓN ENDERGÓNICA, REACCIÓN EXERGÓNICA, ENERGÍA.

3-      ¿CUÁLES SON LAS ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR?

4-      ¿CUÁLES  SON LOS HECHOS DESTACADOS DE LA GLUCÓLISIS?

5-      ¿CUÁLES  SON LOS HECHOS DESTACADOS DEL CICLO DE KREBS?

6-      ¿CUÁLES  SON LOS HECHOS DESTACADOS DEL TRANPORTE DE ELECTRONES Y LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA?

7-      ¿QUÉ COMPUESTOS RELACIONAN LA GLUCÓLISIS CON EL CICLO DE KREBS? ¿POR QUÉ?

8-      ¿QUÉ COMPUESTOS RELACIONAN EL CICLO DE KREBS CON EL TRANSPORTE DE ELECTRONES?

9-      ¿ CUÁL ES LA IMPORTANCIA DEL OXÍGENO EN EL PROCESO DE RESPIRACIÓN?

10-   ¿EN QUÉ PARTE DE LA CÉLULA SUCEDE CADA ETAPA? ¿POR QUÉ?

11-   ¿POR QUÉ LA GLUCÓLISIS NO REQUIERE LA PRESENCIA DE OXÍGENO?

12-   ¿QUÉ ES EL ATP? ¿Y EL ADP?

13-   ¿CÓMO SE GENERA EL ATP?

14-   ¿QUÉ ES LA FERMENTACIÓN?

15-   DIFERENCIA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA DE FERMENTACIÓN LÁCTICA.

16-   RELACIONA  LA RESPIRACIÓN AERÓBICA CON LA RESPIRACIÓN ANAERÓBICA.

17-   ¿POR QUÉ ES MÁS “EFICIENTE” LA RESPIRACIÓN AERÓBICA QUE LA ANAERÓBICA?

18-   ¿POR QUÉ UNA CÉLULA (QUE HACE RESPIRACIÓN AERÓBICA) MUERE SI FALTA OXÍGENO?

19-   INVESTIGA LA PRODUCCIÓN DE BEBIDAS ALCOHÓLICAS Y RELACIÓNALO CON LO ESTUDIADO SOBRE RESPIRACIÓN.

20-   INVESTIGA LA PRODUCCIÓN DE MASA DE PAN O PIZZAS Y RELACIÓNALO CON LO ESTUDIADO SOBRE RESPIRACIÓN

4to. A Clases 20/9 - Respiración celular-

LUEGO DE LA EXPLICACIÓN Y CON TODO EL MATERIAL DE CONSULTA POSIBLE A MANO, RESOLVERÁN EL SIGUIENTE CUESTIONARIO...

RESPIRACIÓN CUESTIONARIO

En casa busca material informativo adecuado al nivel que estamos trabajando, sobre respiración celular y tráelo a clase. 

Preguntas sobre Respiración Celular para realizar en clase con el material 

Contesta la opción correcta fundamentando tu elección.

1. La finalidad de la respiración celular es:

A) Liberar   nutrientes

B) Degradar los nutrientes

C) Realizar procesos anabólicos

D) Sintetizar moléculas con enlaces de alta energía

E) Consumir el  oxígeno atmosférico 

2. La respiración a diferencia de la fotosíntesis:

A) Permite formar ATP

B) Libera oxígeno  como producto final

C) Utiliza un sistema transportador de electrones

D) Sintetiza moléculas orgánicas

E) Permite liberar  dióxido de carbono

3. La fermentación alcohólica se realiza a nivel de: 

A) Citosol

B) Matriz mitocondrial

C) Membrana externa mitocondrial

D) Cresta mitocondrial

E) Cloroplasto

4. Durante la glucólisis sucede lo siguiente, excepto:

A) Reducción del NAD

B) Un proceso catabólico

C) Síntesis de ATP

D) Ganancia neta de 4 ATP

E) Obtención del ácido pirúvico 

5. La mayor ganancia de ATP durante la respiración aeróbica sucede en:

A) Ciclo de Calvin

B) Crestas mitocondriales

C) Glucólisis

D) Ciclo de Krebs

E) Cloroplastos

6. Colocar V si es verdadero o F si es falso cada uno de los siguientes enunciados:

(      )   La energía química de las sustancias nutritivas se encuentran en las uniones covalentes.

(      )   La formación de lípidos dentro de la célula es una reacción endergónica.  

(      )   El ATP tiene 3 uniones de alta energía.

(     )    El primer paso de la liberación de energía es la glucólisis.

A) VVVV

B) VVVF

C) FVFV

D) FFVV

E) VVFV

7. Sobre la respiración aeróbica marque la relación correcta:

1. Glucólisis

2. Ciclo de krebs

3. Cadena respiratoria

(      ) Cresta mitocondrial

(      ) Citosol

(      ) Matriz mitocondrial

A) 3,1,2

B) 3,2,1

C) 2,1,3

D) 1,2,3

E) 2,3,1

8. De los siguientes enunciados, marque lo incorrecto:

A) La fermentación láctica se realiza en el citosol

B) La fermentación alcohólica se realiza en el citosol

C) El ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial

D) El transporte de electrones se realiza en las crestas mitocondriales

E) La fosforilación oxidativa se realiza en la membrana externa mitocondrial  

9. El ciclo de Krebs es una vía común para:

A) Degradación de carbohidratos

B) Degradación de ácidos grasos

C) Degradación de aminoácidos

D) Degradación de carbohidratos, ácidos grasos

E) Degradación de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos

10. El ciclo de Krebs se inicia con la unión de acetil – CoA con ……………… para formar………………..

A) Succinato – Succinil CoA

B) Oxalacetato – Citrato

C) Malato – Citrato

D) Citrato – Isocitrato

E) Fumarato - Malato

11. La obtención de piruvato es una característica de: 

A) La cadena respiratoria

B) Ciclo de Krebs

C) Glucogenolisis

D) Glucólisis

E) Ciclo de Calvin 

12. Sobre la respiración marcar la alternativa falsa:

A) En eucariotas el ciclo de Krebs se da en las crestas mitocondriales

B) En los procariontes la glucólisis  ocurre en el citoplasma

C) Requiere de oxígeno en la vía aeróbica

D) Se libera la mayor cantidad de energía en la vía aeróbica.

E) En la fosforilación oxidativa se produce la mayor cantidad de ATP     

13. La fosforilación oxidativa se realiza en las crestas mitocondriales y es parte de la cadena respiratoria cuya finalidad es:

A) Aprovechar los desprendimientos de   para formar glucosa.

B) Utilizar los hidrógenos que se desprenden para formar NADH y 

C) Aprovechar la energía que se desprende de las oxidaciones y reducciones para formar moléculas de ATP

D) Utilizar la cantidad de energía que se produce en la síntesis de glucosa

E) Utiliza la energía de la descarboxilación y deshidrogenación 

14. Son reacciones catabólicas:

1. Degradación de glucógeno

2. La disociación de 

3. La fotolisis del agua

4. La síntesis de esteroides

5. La degradación de proteínas

A) 1 y 5

B) 1,2,3 y 5

C) 1,2 y 5

D) 1,4 y 5

E) Todas

15. Son reacciones exergónicas:

1. Traducción de una proteína

2. Isomerización de la fructosa en glucosa

3. Degradación de aminoácidos

4. En el hígado la glucogenolisis

A) 1 y 2

B) 3

C) 3 y 4

D) 2 y 4

E) 4

16. Es la molécula energética más abundante e importante denominada “Moneda energética” de un ser vivo:

A) Ácido ribonucleico

B) Ácido desoxirribonucleico

C)  Adenosin Trifosfato

D) Nicotidamida adenina dinucleótido

E) Difosfato de guanosina  

17.¿En cuál de los siguientes procesos no se usa la energía de ATP?

A) Contracción muscular

B) Transmisión del impulso nervioso

C) Transporte activo y gasto cardíaco

D) Difusión y ósmosis

E) Excreción.

4to. A - Clase 6 y 13/9 - Respiración celular - Introducción + Act. previas +Act. de clase

ANTES DE LA CLASE :   MIREN Y TOMEN APUNTES SOBRE ESTE EXCELENTE  video para relacionar conceptos e introducirse en el proceso de respiración celular, luego sobre este otro VIDEO. 

TAMBIÉN , ANTES DE LA CLASE, REALIZA EN CASA UN RESUMEN (QUE USARÁS EN CLASE) SOBRE ESTE TEXTO :

Respiración celular

La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en forma de ATP) aprovechable por la célula. Los substratos habitualmente usados en el proceso son la glucosa, otros hidratos de carbono, ácidos grasos, incluso aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos combustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante la digestión, o de las reservas corporales. En las plantas su origen pueden ser asimismo las reservas, pero también la glucosa obtenida durante la fotosíntesis.

La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en el cual la energía contenida en los substratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo celular [anabolismo]

Su ecuación general es la siguiente (respiración aeróbica):

Tipos de respiración celular

Existen dos tipos de respiración, en función del aceptor final de electrones; ambas tienen en común la existencia de una cadena transportadora de electrones.

• Respiración aeróbica. El aceptor final de electrones es el oxígeno molecular, que se reduce a agua. La realizan la inmensa mayoría de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos aeróbicos.
• Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, más raramente una molécula orgánica. Es un tipo de metabolismo poco común exclusivo de ciertosmicroorganismos. No debe confundirse con la fermentación, proceso también anaeróbico pero en el que no interviene nada parecido a una cadena transportadora de electrones.

Glucólisis

Reacción global de la glucólisis1
+
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2 2Piruvato + 2NADH + 2ATP + 2H+ + 2H2O

La glucólisis o glicolisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.

El tipo de glucólisis más común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhof, explicada inicialmente por Gustav Embden yOtto Meyerhof. El término puede incluir vías alternativas, como la vía de Entner-Doudoroff. No obstante, glucólisis se usa con frecuencia como sinónimo de la vía de Embden-Meyerhof. Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos.

Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH; el ATP puede ser usado como fuente de energía para realizar trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse como fuente de poder reductor en reacciones anabólicas; si hay oxígeno, puede oxidarse en la cadena respiratoria, obteniéndose tres ATPs; si no hay oxígeno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentación láctica), o a CO₂ y etanol(fermentación alcohólica), sin obtención adicional de energía.

La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula y, en el metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre. Se encuentra estructurada en 10 reacciones enzimáticas que permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato mediante un proceso catabólico.

La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energía y la segunda fase, de obtención de energía.

La primera fase consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído (una molécula de baja energía) mediante el uso de 2 ATP. Esto permite duplicar los resultados de la segunda fase de obtención energética.
En la segunda fase, el gliceraldehído se transforma en un compuesto de alta energía, cuya hidrólisis genera una molécula de ATP, y como se generaron 2 moléculas de gliceraldehído, se obtienen en realidad dos moléculas de ATP. Esta obtención de energía se logra mediante el acoplamiento de una reacción fuertemente exergónica después de una levemente endergónica. Este acoplamiento ocurre una vez más en esta fase, generando dos moléculas de piruvato. De esta manera, en la segunda fase se obtienen 4 moléculas de ATP.

Luego de que una molécula de glucosa se transforme en 2 moléculas de piruvato, las condiciones del medio en que se encuentre determinarán la vía metabólica a seguir.

Funciones

Las funciones de la glucólisis son:

• La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).
• La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.
• La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.

Ciclo de Krebs

Esquema didáctico del ciclo del ácido cítrico.

El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, específicamente en el citosol.

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidoshasta producir CO₂, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).

El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH₂) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una víaanfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.

El Ciclo de Krebs fue descubierto el por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel.

Visión simplificada y rendimiento del proceso

• El paso final es la oxidación del ciclo de Krebs, produciendo un oxaloacetato y dos CO₂.
• El acetil-CoA reacciona con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos) para formar citrato (6 carbonos), mediante una reacción de condensación.
• A través de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato.
• Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO₂
• El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO₂. También consume 3 NAD⁺ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H⁺ y 1 FADH₂.
• El rendimiento de un ciclo es (por cada molécula de piruvato): 1 ATP, 3 NADH +3H⁺, 1 FADH₂, 2CO₂.
• Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria, originará 2,5 moléculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH₂ dará lugar a 1,5 ATP. Por tanto, 7,5 + 1,5 + 1 GTP = 10 ATP por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.
• Cada molécula de glucosa produce (vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que a su vez producen dos acetil-CoA, por lo que por cada molécula de glucosa en el ciclo de Krebs se produce: 4CO₂, 2GTP, 6 NADH + 6H ⁺ , 2 FADH₂; total 32 ATP.

Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa    LUEGO DE LA GLUCÓLISIS Y DEL CICLO DE KREBS SE PRODUCE ESTA ETAPA PARA FINALIZAR EL PROCESO DE RESPIRACIÓN AERÓBICA

En las mitocondrias, el sistema que aporta la energía para la síntesis de ATP por la ATPsintetasa utiliza el flujo de protones H+ para su activación, lo que se conoce como cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones.
La cadena está formada por una serie de enzimas diseñadas por la evolución para aceptar y ceder electrones, o sea, que su función es la de reducirse (aceptar electrones) y oxidarse (perder electrones). El aceptor final de los electrones que viajan por la cadena respiratoria es el oxígeno. De hecho, la mayor parte del oxígeno que nosotros respiramos se usa para aceptar los electrones que pasan por la cadena respiratoria; después de que un átomo de oxígeno recibe dos electrones, éste reacciona con dos H+ y forma una molécula de agua.

EN SÌNTESIS... La respiración aerobia es un conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico producido por glucólisis se desdobla a bióxido de carbono y agua, y se producen grandes cantidades de ATP. Utiliza la glucosa como combustible y el oxígeno como aceptor final de electrones. Se distinguen cuatro etapas en la respiración aerobia:
1. Glucólisis.
2. Formación de acetil coenzima A.
3. Ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico.
4. Cadena respiratoria.

LA "OTRA" RESPIRACIÓN  ... Respiración anaerobia o fermentación

Muchos organismos (especialmente microorganismos) sobreviven en los intestinos de los animales, en el suelo profundo, en sedimentos u otros sitios donde el oxígeno está casi, o totalmente, ausente. Aun en algunas de nuestras células corporales resisten breves periodos a la ausencia de oxígeno.
Probablemente en condiciones anaerobias evolucionaron la vida y la glucólisis, produciéndose por cada molécula de glucosa dos moléculas de ácido pirúvico, el cual puede seguir diferentes caminos: la fermentación alcohólica, la láctica, la acética y la respiración aerobia.

Fermentación láctica
Se realiza en los músculos de nuestro organismo, sobre todo cuando se hace ejercicio de manera exagerada, ya que aunque la respiración celular aerobia proporciona más ATP que la glucólisis, se encuentra limitada por la capacidad del organismo para brindar oxígeno a sus células musculares, y cuando sus músculos están desprovistos de oxígeno no dejan de trabajar de manera inmediata. En lugar de eso, la glucólisis continúa durante un tiempo proporcionando sus escasas dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y generando ácido pirúvico y NADH, entonces, el ácido pirúvico (C3H4O3) se vuelve aceptor del hidrógeno y se forma el ácido láctico (C3H6O3). Sin embargo, el ácido láctico es tóxico en concentraciones elevadas, por lo que pronto causa malestar intenso y fatiga, haciendo que el individuo disminuya su ritmo o se detenga y mientras descansa respira rápidamente para restituir el suministro de oxígeno, haciendo que el ácido láctico se vuelva a convertir en ácido pirúvico, lo que no ocurre en las células musculares sino en el hígado.Fermentación alcohólica
Se lleva a cabo en muchos microorganismos como las levaduras del género Saccharomyces. Después de que se obtienen las dos moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), éstas se degradan hasta formar dos moléculas de CO2, dos moléculas de alcohol etílico (C2H6O) y más dos moléculas de ATP.
La fermentación alcohólica se utiliza en la industria en la fabricación de diferentes tipos de bebidas alcohólicas y en la elaboración de pan, donde el alcohol se evapora y el CO2 provoca que el pan esponje. Algunos otros microorganismos realizan otros tipos de fermentación, se produce ácido acético o alcohol. Otros más respiran anaerobiamente desechando metano u otros productos. La respiración anaerobia se considera ineficiente porque produce poca energía, se obtienen dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

BUENO, EN CLASE , CON EL RESUMEN REALIZADO ... DESARROLLA CUATRO BREVES REDES CONCEPTUALES (SI ES POSIBLE EN LA MISMA HOJA).

LOS TEMAS DE LAS CUATRO REDES SON:
                              1RA. RED ---> GLUCÓLISIS

                              2DA. RED---> CICLO DE KREBS

                              3RA. RED ---> CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

                              4TA. RED ---> RESPIRACIÓN ANAEROBIA O FERMENTACIÓN

ESTE TRABAJO (EN LÁPIZ) SE ENTREGA AL FINALIZAR LA CLASE.