Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2022

La figura adjunta representa las concentraciones de glucosa, etanol y $\text{O}_{2}$ presentes en un medio de cultivo celular a lo largo de un periodo de tiempo. En relación con esta imagen conteste a las siguientes cuestiones:



a) ¿Cómo se denominan los procesos metabólicos que se están produciendo en los periodos t1 y t2? [0,3 puntos]

b) ¿En qué compartimentos celulares se realizan estos procesos? [0,2 puntos]

c) Indique en qué proceso se obtiene más energía. [0,3 puntos]

d) ¿Son estos procesos anabólicos o catabólicos? [0,2 puntos]

$\textbf{a) ¿Cómo se denominan los procesos metabólicos que se están produciendo en los periodos t1 y t2? [0,3 puntos]}$










Durante $t_{1}$ se está produciendo la respiración celular aerobia: se consume glucosa y, a la vez, se consume oxígeno, mientras no aparece nada de etanol.

Durante $t_{2}$ se está produciendo la fermentación alcohólica: el oxígeno se ha agotado y, sin embargo, la glucosa se sigue consumiendo, apareciendo etanol como producto.





Es el mismo cultivo el que cambia de ruta al quedarse sin oxígeno, de modo que se trata de un microorganismo anaerobio facultativo, como la levadura Saccharomyces cerevisiae.

$\textbf{b) ¿En qué compartimentos celulares se realizan estos procesos? [0,2 puntos]}$

La respiración celular empieza en el citosol, donde ocurre la glucólisis, y continúa en la mitocondria: la descarboxilación oxidativa del pirúvico y el ciclo de Krebs en la matriz, y la cadena transportadora de electrones y la fosforilación oxidativa en la membrana mitocondrial interna.

La fermentación alcohólica se realiza íntegramente en el citosol, y no necesita ningún orgánulo.

$\textbf{c) Indique en qué proceso se obtiene más energía. [0,3 puntos]}$

En la respiración celular, con mucha diferencia. En ella la glucosa se oxida por completo hasta dióxido de carbono y agua, y los electrones arrancados llegan hasta el oxígeno a través de la cadena transportadora, lo que permite sintetizar ATP por fosforilación oxidativa: el rendimiento es de unos $36$ o $38$ ATP por molécula de glucosa.

En la fermentación la oxidación es solo parcial y el producto final, el etanol, sigue siendo una molécula orgánica que conserva la mayor parte de la energía del sustrato; el rendimiento se queda en los $2$ ATP de la glucólisis. Esto explica, además, que en $t_{2}$ el cultivo tenga que consumir mucha más glucosa para obtener la misma energía.

$\textbf{d) ¿Son estos procesos anabólicos o catabólicos? [0,2 puntos]}$

Los dos son catabólicos: en ambos se degrada una molécula orgánica compleja, la glucosa, en otras más sencillas, mediante reacciones de oxidación, y en ambos se libera energía que se almacena en forma de ATP.