Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2023

En la gráfica adjunta se representa la variación de la glucosa en un medio de cultivo de células eucariotas, primero en condiciones aerobias, pero en un momento determinado se retira el oxígeno:



a) ¿Qué proceso(s) es/son responsable(s) de la disminución de glucosa en el medio, en presencia de oxígeno?
b) ¿En qué lugar de la célula se produce(n)?
c) ¿Qué proceso/s es/son responsable(s) de la disminución de glucosa en el medio, en ausencia de oxígeno?
d) ¿En qué lugar de la célula eucariota se produce(n)?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{proceso(s)}}\mathbf{\text{es/son}}\mathbf{\text{responsable(s)}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{disminuci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{glucosa}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{medio,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{presencia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno?}}$

La respiración celular aerobia, que comprende la glucólisis, la descarboxilación oxidativa del piruvato, el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones con la fosforilación oxidativa. La glucosa se oxida por completo hasta dióxido de carbono y agua.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce(n)?}}$

La glucólisis, en el citosol. El resto, en la mitocondria: la descarboxilación del piruvato y el ciclo de Krebs en la matriz, y la cadena transportadora junto con la ATP-sintasa en la membrana mitocondrial interna.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{proceso/s}}\mathbf{\text{es/son}}\mathbf{\text{responsable(s)}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{disminuci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{glucosa}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{medio,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ausencia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno?}}$

La glucólisis seguida de una fermentación, láctica o alcohólica según el tipo celular. Sin oxígeno la cadena respiratoria se detiene y la fermentación es lo único que permite reoxidar el NADH y recuperar el $NA{D}^{+}$ que la glucólisis necesita para seguir funcionando.

La gráfica lo confirma: a partir del minuto 30, cuando se retira el oxígeno, la pendiente se hace mucho más pronunciada. La razón es que la fermentación solo rinde dos ATP por molécula de glucosa frente a los treinta y tantos de la respiración, de modo que la célula ha de consumir mucha más glucosa para obtener la misma energía.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{eucariota}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce(n)?}}$

En el citosol o hialoplasma, tanto la glucólisis como la fermentación posterior. No interviene ningún orgánulo.