Ejercicio resuelto de Hongos · Biología · País Vasco · 2021

Opción 3B (2.5 puntos)
Las levaduras y sus aplicaciones:

a) (1.0 punto) ¿Qué son las levaduras? ¿Cómo se reproducen? Utiliza dibujos o diagramas en la respuesta.
b) (1.0 punto) ¿Qué tipo de metabolismo utilizan para obtener energía? ¿Qué sustratos utilizan y qué productos producen?
c) (0.5 puntos) Menciona tres alimentos o productos que se obtienen empleando levaduras.

$\textbf{a) (1.0 punto) ¿Qué son las levaduras? ¿Cómo se reproducen? Utiliza dibujos o diagramas en la respuesta.}$

Las levaduras son hongos unicelulares, y por tanto organismos eucariotas. La especie más conocida es Saccharomyces cerevisiae, la levadura del pan y de la cerveza.

Como eucariotas que son, tienen núcleo verdadero con envoltura y nucléolo, y orgánulos membranosos: mitocondrias, aparato de Golgi, retículo endoplasmático y una gran vacuola. Sus ribosomas son de tipo 80S. Por fuera de la membrana plasmática poseen una pared celular rígida, como todos los hongos, pero compuesta de glucanos, mananos y quitina, no de peptidoglucano como la bacteriana ni de celulosa como la vegetal. Son heterótrofas y anaerobias facultativas.



Se reproducen asexualmente por gemación, que es lo que la figura muestra: en un punto de la superficie la pared se abomba y forma una yema; el núcleo se divide por mitosis y uno de los núcleos hijos pasa a la yema junto con parte del citoplasma y algunos orgánulos; la yema crece y acaba desprendiéndose como una célula hija más pequeña, dejando una cicatriz en la madre. A veces las yemas no se separan y se forman cadenas de células, los pseudomicelios.

En condiciones desfavorables pueden reproducirse también sexualmente, formando ascosporas en el interior de un asca.

$\textbf{b) (1.0 punto) ¿Qué tipo de metabolismo utilizan para obtener energía? ¿Qué sustratos utilizan y qué productos producen?}$

Son organismos quimioheterótrofos, y su metabolismo depende de que dispongan o no de oxígeno, porque son anaerobias facultativas.

En presencia de oxígeno realizan la respiración celular aerobia: oxidan los azúcares por completo hasta $\mathrm{CO_2}$ y agua, con un rendimiento de unas 30 moléculas de ATP por glucosa. Es lo que hacen cuando se las cultiva aireadas para multiplicarlas.

En ausencia de oxígeno realizan la fermentación alcohólica, que es lo que interesa a la industria. La glucólisis degrada la glucosa hasta piruvato en el citosol; después el piruvato se descarboxila dando acetaldehído y liberando $\mathrm{CO_2}$, y el acetaldehído se reduce a etanol reoxidando el $\mathrm{NADH}$, con lo que se regenera el $\mathrm{NAD^+}$ que la glucólisis necesita.

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

Los sustratos son azúcares: la glucosa, la fructosa y la sacarosa del mosto, o la maltosa procedente del almidón de la harina y de la malta. Los productos son etanol y dióxido de carbono, más 2 ATP por glucosa, un rendimiento quince veces menor que el de la respiración porque la oxidación es solo parcial.

$\textbf{c) (0.5 puntos) Menciona tres alimentos o productos que se obtienen empleando levaduras.}$

El pan, en cuya masa interesa el $\mathrm{CO_2}$: las burbujas quedan retenidas por la red de gluten y hacen subir la masa, mientras el etanol se evapora al hornear.

El vino, obtenido por fermentación de los azúcares del mosto de uva, donde interesa el etanol y el gas se deja escapar.

La cerveza, obtenida por fermentación de los azúcares de la malta de cebada.

Podrían citarse igualmente la sidra, tan característica del País Vasco, el cava —en el que se provoca una segunda fermentación dentro de la botella precisamente para retener el gas— y, fuera de la alimentación, el bioetanol como combustible y la producción de proteínas recombinantes en levaduras modificadas genéticamente.