Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2026

Los historiadores tienen evidencias sólidas de que los sumerios de la antigua Mesopotamia ya sabían fabricar cerveza unos 5.000 años atrás, hecho que nos indica que controlaban los procesos de fermentación.

Contestar los apartados a), b) y dos más, a elegir entre los apartados c), d) y e):

a) Describa brevemente qué es la fermentación.

b) Explique brevemente los factores que condicionan la actividad enzimática.

c) ¿Qué tipo de fermentación controlaban los sumerios para fabricar cerveza?

d) ¿Cuál es la levadura que se emplea para fabricar cerveza?

e) ¿En qué orgánulo de las células eucariotas animales encontraríamos un gran número de enzimas hidrolíticos que se encargan de la digestión celular?

$\textbf{a) Describa brevemente qué es la fermentación.}$

La fermentación es un proceso catabólico de degradación parcial de la materia orgánica que transcurre en ausencia de oxígeno y en el que el aceptor final de los electrones es una molécula orgánica, no el oxígeno ni ningún otro compuesto inorgánico.

$\text{glucosa}\longrightarrow \text{productos orgánicos}+\text{energía (ATP)}$

Tiene lugar íntegramente en el citosol y consta de la glucólisis más una reacción final cuyo único objeto es reoxidar el NADH a $\mathrm{NAD^+}$, para que la glucólisis pueda seguir funcionando.

Su rendimiento energético es muy bajo: solo los 2 ATP netos de la glucólisis por cada molécula de glucosa, frente a los alrededor de 30 de la respiración aerobia. La razón es que los productos finales —etanol, ácido láctico— siguen siendo moléculas orgánicas con mucha energía sin extraer.

$\textbf{b) Explique brevemente los factores que condicionan la actividad enzimática.}$

La actividad de un enzima depende de que su centro activo mantenga la conformación adecuada y de que encuentre sustrato con el que trabajar.

Factor	Efecto Temperatura	La velocidad aumenta con la temperatura hasta un óptimo; por encima, el enzima se desnaturaliza y la actividad cae bruscamente. pH	Cada enzima tiene un pH óptimo; fuera de él cambian las cargas de los aminoácidos del centro activo y el enzima pierde actividad o se desnaturaliza. Concentración de sustrato	La velocidad crece con la concentración de sustrato hasta que todos los centros activos están ocupados; entonces se alcanza la velocidad máxima y la curva se hace horizontal. Concentración de enzima	Con sustrato en exceso, la velocidad es directamente proporcional a la cantidad de enzima. Inhibidores	Los competitivos se parecen al sustrato y compiten por el centro activo; los no competitivos se unen en otro punto y deforman el enzima. Cofactores y coenzimas	Muchos enzimas solo son activos en presencia de iones metálicos o de coenzimas como el NAD o el FAD.

Los dos primeros factores explican por qué la fermentación de la cerveza se hace a temperatura controlada: unos grados de más desnaturalizan los enzimas de la levadura y el proceso se detiene.

$\textbf{c) ¿Qué tipo de fermentación controlaban los sumerios para fabricar cerveza?}$

La fermentación alcohólica o etílica, en la que el ácido pirúvico de la glucólisis se descarboxila y se reduce a etanol, liberando dióxido de carbono.

$\mathrm{C_6H_{12}O_6}\longrightarrow 2\,\mathrm{CH_3\text{-}CH_2OH}+2\,\mathrm{CO_2}+2\ \text{ATP}$

El etanol es lo que da a la cerveza su graduación y el dióxido de carbono, las burbujas.

$\textbf{d) ¿Cuál es la levadura que se emplea para fabricar cerveza?}$

La levadura de cerveza, $\textbf{Saccharomyces cerevisiae}$, un hongo unicelular eucariota que fermenta los azúcares de la malta. La misma especie se usa en la panificación, donde lo que interesa no es el etanol, sino el dióxido de carbono que hace subir la masa. En las cervezas de baja fermentación se emplea una especie próxima, $\textbf{Saccharomyces pastorianus}$.

$\textbf{e) ¿En qué orgánulo de las células eucariotas animales encontraríamos un gran número de enzimas hidrolíticos que se encargan de la digestión celular?}$

En los $\textbf{lisosomas}$, vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen unas cuarenta hidrolasas ácidas capaces de degradar proteínas, lípidos, glúcidos y ácidos nucleicos.

Su interior se mantiene a un pH próximo a 5 gracias a bombas de protones de la membrana, que es justamente el pH óptimo de esos enzimas; si un lisosoma se rompe, sus hidrolasas quedan casi inactivas en el pH neutro del citosol, lo que protege a la célula.