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Respiración CelularRespiración Celular
Respiración Celular
• La respiración celular es un proceso
donde la célula convierte energía de los
nutrimentos (alimentos) en energía (ATP)
que será utilizada para los procesos que será utilizada para los procesos
metabólicos que requieren energía.
Respiración Celular cont.
• La respiración celular puede ser aerobia o
anaerobia.
• La respiración aerobia requiere oxígeno
molecular (O2), mientras que las vías molecular (O2), mientras que las vías
anaeróbicas, como la respiración anaerobia y
la fermentación, no necesitan oxígeno.
• La mayor parte de las células utilizan la
respiración aerobia. La respiración aerobia es
un proceso redox.
Metabolismo Aeróbico
• El metabolismo o respiración aeróbica
tiene cuatro etapas:
• 1-Glucólisis -
• 2-Formación de acetilcoenzima A• 2-Formación de acetilcoenzima A
• 3-Ciclo del ácido cítrico
• 4-Cadena de transporte de electrones y
quimiósmosis
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organizacion_sv/imagenes/mitocondria_letreros.jpg
Detalle de la estructura de una mitocondria.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Mitochondria,_mammalian_lung_-_TEM.jpg
Dos mitocondrias de tejido pulmonar de mamífero vistas al microscopio electrónico de transmisión.
Se pueden apreciar algunas estructuras de la
mitocondria, como sus membranas, las crestas mitocondriales y la matriz.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Animal_mitochondrion_diagram_es.svg
Simetría entre ecuaciones de
Fotosíntesis y Respiración Celular
• Fotosíntesis
6CO2 + 6H2O + energía → C6H12O6 + 6O2
• Respiración Celular
C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6 H2O + energía
Glucólisis
• En el proceso de glucólisis, una molécula
de glucosa (6C) se rompe convirtiéndose
en dos de ácido pirúvico (3C).
• La glucólisis no necesita oxígeno. Ocurre • La glucólisis no necesita oxígeno. Ocurre
en el citosol. Consiste de una serie de
reacciones catalizadas por enzímas
específicas.
• Ganancia neta: 2 ATP y 2 NADH.
Fermentación
• Fermentación – reacción anaeróbica que
convierte el ácido pirúvico producido por
glucólisis en ácido láctico o alcohol y CO2
• Ocurre cuando se hace demasiado • Ocurre cuando se hace demasiado
ejercicio, estamos obteniendo poco
oxígeno es necesario regenerar NAD+
para producir NADH por glucólisis
Formación de acetilcoenzima A
• Cada molécula de piruvato entra a la
mitocondria y se oxida para convertirse en
una molécula de dos carbonos (acetato)
que se combina con coenzima A y forma que se combina con coenzima A y forma
acetilcoenzima A; se produce NADH y se
libera bióxido de carbono como producto
de desecho.
Ciclo del ácido cítrico
• El grupo acetato del acetilCoA se combina
con una molécula de cuatro carbonos
(oxalacetato), y se forma una molécula de
seis carbonos (citrato). En el transcurso seis carbonos (citrato). En el transcurso
del ciclo ésta se recicla a oxalacetato y se
libera bióxido de carbono como producto
de desecho. Se captura energía como
ATP y los compuestos reducidos de alto
contenido de energía NADH y FADH2.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Citric_acid_cycle_with_aconitate_2-es.svg
Cadena de transporte de
electrones y quimiósmosis.• Los electrones extraídos de la glucosa durante las etapas precedentes se transfieren de NADH y FADH2 a una cadena de compuestos aceptores de electrones. A medida que los electrones pasan de un aceptor a otro, parte de electrones pasan de un aceptor a otro, parte de su energía se emplea para bombear hidrogeniones (protones) a través de la membrana mitocondrial interna, formando un gradiente de protones. En un proceso denominado quimiósmosis, la energía de este gradiente se usa para producir ATP.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Mitochondrial_electron_transport_chain.png
Representación de la cadena de transporte de electrones.
Productos de RC
• Glucólisis – 2 Piruvatos + 2 NADH + 2 ATP
• Formación de AcetilCoa – 2 AcetilCoA + 2 CO2
+ 2 NADH
• Ciclo de Acido Cítrico – 4 CO2 + 6 NADH• Ciclo de Acido Cítrico – 4 CO2 + 6 NADH
• + 2 FADH2 + 2ATP
• Las 10 moléculas de NADH pueden producir de
28 a 30 de ATP
• La oxidación deFADH2 genera 2 de ATP, osea,
4 ATP en total
Rendimiento Energético
• Glucólisis: 2 ATP
• Ciclo del ácido cítrico: 2 ATP
• Cadena de transporte de electrones y
quimiósmosis: 32-34 ATPquimiósmosis: 32-34 ATP
• Si se suman todas las moléculas de ATP
producidas, el metabolismo aerobio de
una molécula de glucosa produce un total
de 36 a 38 ATP.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cellular_respiration_lowchart_(es).png
Esquema generalizado de la respiración celular.
Otros nutrimentos como fuente
de energía• Muchos organismos dependen de otros
nutrimentos distintos de la glucosa (o
además de ésta) como fuente de energía.
Los seres humanos y otras especies de Los seres humanos y otras especies de
animales suelen obtener su energía de la
degradación de ácidos grasos. Los amino
ácidos de las proteínas también se utilizan
como moléculas de combustible.
Otros nutrimentos como fuente de
energía
• Los aminoácidos se metabolizan en
reacciones en las que primero se disocia
el grupo amino, en un proceso llamado
desaminación. En los mamíferos y otros desaminación. En los mamíferos y otros
animales, este grupo se convierte en urea
y se excreta, pero la cadena de carbonos
se metaboliza y tarde o temprano se
emplea como reactivo en uno de los
pasos del ciclo del ácido cítrico.
Metabolismo Anaeróbico
• La respiración anaeróbica, en la que no
se emplea al oxígeno como aceptor final
de electrones. Está presente en algunos
tipos de bacterias que viven en ambientes tipos de bacterias que viven en ambientes
privados de oxígeno (anaerobios), como
suelos inundados, aguas estancadas o los
intestinos de animales. El aceptor final de
electrones es una sustancia inorgánica
como nitrato (NO3)- o sulfato (SO4)
-2 .
Metabolismo Anaeróbico cont.
• Existe otro tipo de bacterias específicas
así como algunos hongos que utilizan la
fermentación, una vía anaerobia en la que
no participa una cadena de transporte de no participa una cadena de transporte de
electrones.
Metabolismo Anaeróbico cont.
• Las levaduras son anaerobios facultativos.
Estos hongos unicelulares (eucarióticos) tienen
mitocondrias y realizan respiración aeróbica
cuando el oxígeno está presente, pero cambian
a fermentación alcohólica cuando no hay a fermentación alcohólica cuando no hay
oxígeno. La fermentación alcohólica es la base
de la producción de cerveza, vino y otras
bebidas alcohólicas. Las levaduras se usan
además en la producción de pan.
Metabolismo Anaeróbico cont.
• Algunos hongos y bacterias realizan fermentación láctica (de ácido láctico). Este mecanismo es similar al que ocurre en las células musculares de humanos y otros animales complejos durante otros animales complejos durante actividad muscular intensa. Si la cantidad de oxígeno que llega a las células musculares es insuficiente para sostener la respiración aerobia, las células cambian con rapidez a la fermentación láctica.
Metabolismo Anaeróbico cont.
• Este cambio es solo temporal, y se
requiere oxígeno para el trabajo
sostenido. La acumulación de lactato en
las células musculares contribuye a la las células musculares contribuye a la
fatiga y a los calambres del músculo. Los
seres humanos pueden usar este
mecanismo solo por escasos minutos.
Metabolismo Anaeróbico cont.
• La capacidad de algunas bacterias para
producir lactato se aprovecha para la
fabricación de yogurt.
Metabolismo Anaeróbico cont.
• Tanto la fermentación alcohólica como la
de ácido láctico son mecanismos de
producción de energía menos eficientes
que la respiración aerobia. Una célula que la respiración aerobia. Una célula
muscular que realiza fermentación debe
consumir hasta 20 veces más glucosa por
segundo para hacer el mismo trabajo que
una que lo hace por la vía aerobia.
Relación entre Fotosíntesis y
Respiración Celular
• Aunque al mirar estos procesos puede dar
la impresión de que sean opuestos
fotosíntesis y respiración celular son fotosíntesis y respiración celular son
procesos complementarios. La
fotosíntesis permite a los organismos
capaces de hacerla capturar energía del
medio ambiente y convertirla en una forma
accesible a todos los seres vivos.
Cont. relación entre foto….
Ecuaciones Balanceadas
• Fotosíntesis
• 6 CO2+ 6H2O + energía solar -----►
C6H12O6 + 6O2
• Respiración Celular
• C6H12O6 + 6O2 ----►6CO2 + 6H2O +
energía