Asignatura: Ciencias Naturales Curso: SEPTIMO Profesora: Cecilia Delgado Galeano RESPIRACION CELULAR La respiración celular consiste en un conjunto de reacciones químicas que extraen la energía de los alimentos, consumiendo oxígeno y produciendo CO2 y agua. La energía de los alimentos es depositada inicialmente en la molécula de ATP, que luego servirá para proveer de energía a los distintos procesos celulares. El principal nutriente energético es la glucosa, la cual a través de un conjunto de reacciones químicas ocurridas en la mitocondria y en presencia de oxígeno, genera energía en forma de ATP. Esta reacción genera CO2 el cual es liberado de la célula y finalmente eliminado en la espiración y también genera H2O que es eliminado, a través del sudor, orina y vapor de agua. La glucosa también puede generar energía sin la presencia de oxígeno, este proceso se conoce como FERMENTACIÓN: Respiración anaeróbica La glucosa puede utilizarse para producir energía aún en ausencia de oxígeno, condición llamada anaerobiosis. Esta se aprovecha para la producción de alcohol por levadura, y también ocurre en las fibras musculares durante un ejercicio intenso, al agotarse el oxígeno por la actividad física. En ambos casos la glicólisis se acompaña de un proceso de fermentación, que produce ácido láctico en el músculo y alcohol en las levaduras. El ácido láctico produce los síntomas de la fatiga muscular. ¿Cómo podrías darte cuenta que tus músculos están obteniendo energía de forma anaeróbica? ¿Cuáles son algunos usos del proceso de fermentación? Respiración aeróbica Este tipo de respiración ocurre en presencia de oxígeno y consta de varias etapas: • Glicólisis • Formación de acetil – coenzima A • Ciclo de krebs • Cadena transportadora de electrones/Fosforilación En resumen, a partir de una molécula de glucosa y oxígeno, se obtendrá dióxido de carbono, agua y energía en forma de ATP. C6H12O6 + 6 O 2 6 CO2 + 6 H2O + Energía (ATP) Glicolisis Significa “división del azúcar”, Una serie de reacciones químicas , en el citoplasma permiten que una molécula de glucosa (C6H12O6) se convierta en dos moléculas de piruvato ( C3 H4 O3) . Cada una de las reacciones es catalizada por una enzima específica, liberando en el proceso 2 moléculas de ATP y 2 NADH. La reacción no depende de la presencia de oxígeno. Formación de acetil-CoA El pirúvico debe pasar al interior de la mitocondria, en el proceso se convierte en acido pirúvico. Al interior de la mitocondria, la molécula del ácido pirúvico es convertida en acetil- coenzima A (AcetilCoA), compuesto que puede entrar al ciclo de Krebs. También se libera dióxido de carbono (descarboxilación), que sale de la célula por difusión simple. 2 piruvato + 2 NAD+ + 2CoA 2acetil CoA + 2NADH + 2CO2 Ciclo de Krebs Conocido como el ciclo del ácido cítrico, es una vía metabólica que empieza y termina con este mismo ácido orgánico. Ocurre en la matriz mitocondrial. La primera reacción se produce cuando el acetil-CoA transfiere dos carbonos, al ácido oxalacético, y forman ácido cítrico. La energía liberada es utilizada para formar una molécula de ATP. Los electrones y protones separados durante el ciclo son tomados para producir NADH yFADH. En cada vuelta del ciclo de Krebs, por cada ácido cítrico que entra se liberan: 2 CO2, 3 NADH,1 FADH, 1 ATP y una molécula de ácido oxaloacético. (El producto final es el doble por ingresar dos acetil-coA al ciclo) Cadena transportadora de electrones Es una serie de moléculas complejas alineadas en la membrana interna de la mitocondria, cada una de las cuales puede ser oxidada y reducida alternadamente. Esta secuencia transfiere átomos de hidrógeno y electrones ( H + e- ) de una molécula a otra, a lo largo de la cadena, liberando energía que sirve para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi (fosfato inorgánico). Fosforilación oxidativa Moléculas de NADH y FADH liberadas en el ciclo de Krebs entran a la cadena -Por cada NADH que entra a la cadena transportadora de electrones se forman 3 ATP -Por cada FADH que entra a la cadena transportadora de electrones se forman 2 ATP. - Ocurre en la membrana interna de la mitocondria. ACTIVIDAD: Contesta las siguientes preguntas con ayuda de tu guía: 1. Indica en qué lugar o lugares específicos de la mitocondria se lleva a cabo: La síntesis de ATP / El ciclo de Krebs / Cadena transportadora de electrones / descarboxilación oxidativa. 2. ¿Cuántos ATP se producen de manera directa por cada Ciclo de Krebs? 3. ¿Cuántos NADH se producen en total por ciclo? 4. ¿Cuántas moléculas de dióxido de carbono se producen por cada Acetil-CoA? 5. ¿Cuántos ATP se forman en total por ciclo? 6. ¿Cuál es la finalidad de la respiración celular? 7. ¿En qué se diferencia la respiración de la fotosíntesis? 8. ¿En qué región de la célula se realiza la fermentación alcohólica? 9. ¿Qué vías metabólicas requieren de la presencia directa de oxigeno? 10. ¿Por qué en algunas ocasiones se producen 38 ATP y en otras 36? 11. ¿Qué funciones cumplen NADH y FADH? 12. ¿En qué momentos ocurre la fermentación láctica?