Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2021

La figura representa una parte del metabolismo celular.



a) ¿Son procesos anabólicos o catabólicos? ¿Por qué? (0.4)

b) ¿Cómo se denominan los procesos señalados con los números 1-2-3-4? (0.8)

c) ¿Los procesos 1, 2 y 3 están presentes en organismos fotosintéticos? ¿En qué partes de la célula ocurren los procesos 1-2-3? (0.6)

d) ¿En qué condiciones se produce el proceso número 4? (0.2)

$\textbf{a) ¿Son procesos anabólicos o catabólicos? ¿Por qué? (0.4)}$

Son procesos catabólicos. La razón es que en todos ellos se parte de moléculas orgánicas complejas y se obtienen otras más sencillas, liberándose energía que la célula conserva en forma de ATP y de coenzimas reducidas. Son, además, reacciones de oxidación y rutas convergentes: la glucosa acaba en piruvato, el piruvato en acetil-CoA y este en $CO_2$. El anabolismo hace justo lo contrario, construir moléculas complejas a partir de sencillas consumiendo energía.

$\textbf{b) ¿Cómo se denominan los procesos señalados con los números 1-2-3-4? (0.8)}$

$\text{Número}$	$\text{Proceso}$
1	Glucólisis: de glucosa a ácido pirúvico
2	Descarboxilación oxidativa del piruvato: de piruvato a acetil-CoA
3	Ciclo de Krebs junto con la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa
4	Fermentación láctica: de piruvato a ácido láctico

$\textbf{c) ¿Los procesos 1, 2 y 3 están presentes en organismos fotosintéticos? ¿En qué partes de la célula ocurren los procesos 1-2-3? (0.6)}$

Sí, están presentes también en los organismos fotosintéticos. Es un error frecuente pensar que una planta solo hace fotosíntesis: la fotosíntesis es su forma de fabricar materia orgánica, pero para obtener el ATP que gasta a todas horas —también de noche, y también en las raíces, que no tienen cloroplastos— la planta respira exactamente igual que un animal, degradando esa materia orgánica en sus mitocondrias. Los tres procesos son, por tanto, universales entre los organismos aerobios.

En cuanto a su localización: el proceso 1, la glucólisis, ocurre en el citosol o citoplasma; el proceso 2, la descarboxilación oxidativa, en la matriz mitocondrial; y el proceso 3 se reparte entre la matriz mitocondrial, donde tiene lugar el ciclo de Krebs, y la membrana mitocondrial interna con sus crestas, donde están la cadena de transporte de electrones y la ATP-sintasa.

$\textbf{d) ¿En qué condiciones se produce el proceso número 4? (0.2)}$

En condiciones anaerobias, es decir, en ausencia de oxígeno. Cuando no hay oxígeno que recoja los electrones al final de la cadena respiratoria, el NADH producido en la glucólisis no puede reoxidarse por esa vía y la glucólisis se detendría; la fermentación lo resuelve usando el propio piruvato como aceptor final, que se reduce a ácido láctico y devuelve el $NAD^{+}$. Ocurre, por ejemplo, en el músculo esquelético sometido a un esfuerzo intenso, cuando el aporte de oxígeno no basta.