INTRODUCCIÓN El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR. Este implica el desdoblamiento del ácido pirúvico (producido por la glucólisis) en dióxido de carbono y agua, junto a la producción de moléculas de moléculas de adenosín trifosfato (ATP). En otras palabras, la respiración celular supone un proceso metabólico mediante el cual las células reducen el oxígeno el oxígeno y producen energía producen energía y agua. Estas reacciones son indispensables para la actividad celular. La liberación de energía se desarrolla de manera controlada. Una parte de dicha energía se incorpora a las moléculas de ATP que, gracias a este proceso, pueden utilizarse en procesos en procesos endotérmicos como el anabolismo (el mantenimiento y desarrollo del organismo). Es posible dividir la respiración celular en dos tipos: la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. La respiración aeróbica, cuenta con la presencia de oxígeno, la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua. Se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente). En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática. La respiración anaeróbica, consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; o tras; a la respiración anaeróbica también se le l e llama fermentación. Probablemente la respiración anaeróbica más conocida sea la de las lavaduras de la cerveza, que son hongos unicelulares. Existen dos tipos de respiración anaeróbica: la fermentación alcohólica y la fermentación láctica. Fermentación alcohólica El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a aceltaldehído. Este tipo de fermentación ocurre en levaduras y algunas bacterias. Produce CO2 y alcohol etílico, ambos son usados en la producción del pan y de la cerveza. Alcohólica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH = 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+ Fermentación láctica Es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de las células, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. Este proceso lo realizan muchas bacterias, hongos y muchos tejidos animales. En el caso de las células musculares, la fermentación láctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulación del ácido láctico en estas células produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios. En esta reacción el NADH se oxida ox ida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico. Láctica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH = 2 ácido láctico + 2 NAD+
OBJETIVOS: 1. Comprende los procesos de respiración celular. 2. Investiga el efecto de un antimetabolito en la respiración celular. 3. Demuestra la acción de algunos carbohidratos como los facilitadores de la respiración anaeróbica.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
Materiales del laboratorio
9 tubos de ensayo pequeños 9 tubos de base grandes Agua destilada Solución de glucosa al 5% Solución de fructuosa al 5% Solución de sacarosa al 5% Solución de almidón al 5% 3mL de NaF 0.01 molar 3 mL de NaF 0.10 molar Pipetas Gradilla Varilla de vidrio Plumón marcador para vidrio Incubadora a 37°C
Materiales del estudiante
Levadura seca Regla milimetrada
Procedimiento: Fabricación de un Respirómetro artesanal
Se llenó con agua uno de los pequeños tubos de ensayo (en el experimento se usó la suspensión de levaduras y las otras sustancias en lugar de agua). Se invirtió el tubo de ensayo sobre el tubo de base plana. Se hizo rápidamente, de tal manera que se derrame la menor cantidad posible de líquido del tubo de ensayo. Hubo una burbuja de aire y se midió con la regla graduada en milímetros; este contuvo células de levadura respirando, el dióxido de carbono se tendió a acumular y se desplazó así más líquido. Después de un rato, el volumen de la cámara de aire constituyó una medida de la cantidad de respiración a la que tuvo lugar.
Preparación de las muestras experimentales
1. Preparación de muestras utilizando diferentes carbohidratos
Se rotularon los tubos de ensayo numerándolos del 1 al 5 por el lado curvo, se mantuvieron boca abajo mientras se inscribía el número. Se llenó como indicó la siguiente tabla: REACTIVO
1
2
3
4
5
Levadura
3mL 5mL
3mL
3mL
3mL
3mL
Agua destilada
5mL
Glucosa Fructuosa
5mL 5mL
Almidón
5mL
Sacarosa 2. Preparación de muestras utilizando antimetabolitos
Se rotularon los tubos de ensayo numerándolos del 1 al 5 por el lado curvo, se mantuvieron boca abajo mientras se inscribía el número. Se llenó como indicó la siguiente tabla: REACTIVO
1
2
3
4
Levadura
3mL 5mL
3mL
3mL
3mL
5mL
2mL 3mL
2mL
Agua destilada Glucosa NaF (0,01 M) NaF (0,10 M)
3mL
Se llenaron los tubos hasta el borde. Se invirtió cada tubo de ensayo dentro de un tubo de base plana para armar el respirómetro. Se midió la cámara de aire formada y se anotaron los resultados en la tabla de esta página como “lectura inicial”.
Se llevaron los respirómetros a una incubadora a 37°C durante una hora. Se volvió a medir la cámara de gas de cada tubo y se anotaron los resultados bajo la columna “lectura final” en la misma tabla.
RESULTADOS TABLA DE RESULTADOS MUESTRA 1
TUBO
Longitud inicial (nm)
Longitud (nm)
final
(Longitud final – longitud inicial) (producción de CO2)
final
(Longitud final – longitud inicial) (producción de CO2)
Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tubo 5
TABLA DE RESULTADOS MUESTRA 2 TUBO
Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4
Longitud inicial (nm)
Longitud (nm)
REFERENCIAS (1) es.slideshare.net, Biología general. Ciencias Agronómicas UES: es.slideshare.net; 2012. Disponible en: http://es.slideshare.net/berosagon/respiracion-celular-12607327 (2) genomasur.com, Respiración celular. Silvia Márquez: genomasur.com; 2013. Disponible en: http://www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm (3) blogspot.com, Respiración celular. Natalia Bernal: blogspot.com; 2011. Disponible en: http://larespiracioncelular.blogspot.com/2010/07/fermentacion-lactica-yalcoholica.html
