Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2025

4.- Elija una de las dos propuestas (A o B) y responda a las preguntas planteadas:
4. A- En relación con el metabolismo:
Los camellos y dromedarios son animales adaptados a vivir en climas áridos. Ambas especies pueden sobrevivir en los desiertos sin beber durante largos periodos de tiempo y su alimentación, frecuentemente se compone de vegetales salobres con poca cantidad de agua. En un estudio sobre estos animales se han obtenido los datos sobre su metabolismo a partir de diferentes nutrientes:

$Tipodenutrienteconsumido$	$Producci\acute{o}nmetab\acute{o}licadeaguaporgramodenutriente$	$Ox\acute{\mathrm{ı}}genoconsumidoporgramodenutriente$	$Energ\acute{\mathrm{ı}}aproducidaporgramodenutriente$
Almidón	0,6 g	820 cm³	4 kcal
Triglicéridos	1,07 g	2020 cm³	9 kcal
Proteínas	0,41 g	970 cm³	4 kcal

a) Justifique por qué se produce mayor cantidad de agua a partir de los lípidos que de los glúcidos (0,5 puntos).
b) Con los datos de la tabla justifique por qué los camellos pueden estar largos periodos de tiempo sin beber (0,25 puntos).
c) Explique en qué fase de la respiración celular se produce la mayor cantidad de H2O (0,5 puntos).
d) Indique la vía metabólica específica de los glúcidos y de los ácidos grasos (0,25 puntos).
e) Explique la razón por la que el catabolismo de los ácidos grasos consume una mayor cantidad de oxígeno que la de los otros nutrientes (0,5 puntos).

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{cantidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{agua}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{partir}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pidos}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{gl}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

El agua metabólica procede de la oxidación de los hidrógenos del nutriente, que al final de la cadena respiratoria se combinan con el oxígeno. Cuanto más hidrógeno por gramo aporte la molécula, más agua se obtiene.

Los ácidos grasos de los triglicéridos son cadenas hidrocarbonadas muy reducidas, apenas oxigenadas, con una proporción de hidrógeno por átomo de carbono mucho mayor que la de los glúcidos, que ya llevan un oxígeno por cada carbono. Por eso un gramo de triglicérido rinde $\mathrm{1,07}\text{ g}$ de agua frente a los $\mathrm{0,6}\text{ g}$ del almidón.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Con}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{datos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tabla}}\mathbf{\text{justifique}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{camellos}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{estar}}\mathbf{\text{largos}}\mathbf{\text{periodos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{tiempo}}\mathbf{\text{sin}}\mathbf{\text{beber}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Porque acumulan grasa, sobre todo en la joroba, y al oxidarla obtienen a la vez la energía y el agua que necesitan: cada gramo de triglicérido les proporciona $9\text{ kcal}$ y $\mathrm{1,07}\text{ g}$ de agua metabólica, más del doble de agua y del doble de energía que un gramo de almidón o de proteína.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{fase}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respiraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{celular}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{cantidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{H2O}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Se produce en la cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria, en la membrana interna de la mitocondria, dentro de la fosforilación oxidativa.

Los coenzimas reducidos NADH y ${\text{FADH}}_2$ ceden allí sus electrones, que van pasando de un complejo a otro hasta llegar al complejo IV. El oxígeno actúa como aceptor final y se reduce combinándose con los protones del medio:

$\frac{1}{2}{\text{O}}_2+2{\text{H}}^{+}+2e^{-}\to {\text{H}}_2\text{O}$

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{v}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica}}\mathbf{\text{espec}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{fica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{gl}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos).}}$

La vía específica de los glúcidos es la glucólisis, que degrada la glucosa hasta piruvato en el citosol. La de los ácidos grasos es la $\beta$-oxidación o hélice de Lynen, que en la matriz mitocondrial los degrada de dos en dos carbonos hasta acetil-CoA.

$\mathbf{\text{e)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{raz}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{catabolismo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{grasos}}\mathbf{\text{consume}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{cantidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{otros}}\mathbf{\text{nutrientes}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Porque los ácidos grasos son las moléculas más reducidas de las tres: casi todos sus carbonos van unidos a hidrógenos y apenas llevan oxígeno propio. Al oxidarlos hay que aportar todo el oxígeno desde fuera, tanto para formar el ${\text{CO}}_2$ como para reducir a agua la gran cantidad de hidrógenos que liberan.

Los glúcidos parten ya parcialmente oxidados y necesitan menos oxígeno por gramo. Esa misma diferencia explica el mayor rendimiento energético de la grasa: más oxígeno consumido significa más electrones cedidos a la cadena respiratoria y más ATP.