Retroalimentación

a) ¿Qué rutas utilizarán las células principalmente para degradar la glucosa hasta obtener energía durante los cuatro primeros minutos? ¿Y a partir de ese momento? Indique dónde se llevan a cabo cada una de las rutas citadas en ambos casos. (0,9 puntos)

Hasta el minuto 4:

Durante los primeros cuatro minutos, las células musculares disponen de oxígeno (aunque en disminución), tal como muestra la gráfica. En estas condiciones, realizan respiración aerobia, utilizando las siguientes rutas metabólicas para degradar la glucosa y obtener energía:

• Glucólisis, que convierte la glucosa en piruvato.

• Ciclo de Krebs, donde el piruvato se oxida completamente en la matriz mitocondrial.

• Fosforilación oxidativa (transporte de electrones y quimiósmosis), que aprovecha el oxígeno como aceptor final de electrones para generar ATP de forma eficiente.

Tras el minuto 4:

A partir del minuto 4, se observa que el nivel de oxígeno desciende hasta agotarse, mientras aumenta la producción de ácido láctico. Ante la ausencia de oxígeno, las células no pueden continuar con el Ciclo de Krebs ni con la fosforilación oxidativa. Por tanto, pasan a realizar fermentación láctica, una ruta anaerobia que les permite seguir obteniendo algo de energía:

• Glucólisis, que sigue transformando glucosa en piruvato.

• Fermentación láctica, donde el piruvato se convierte en ácido láctico para regenerar el NAD⁺ necesario para que continúe la glucólisis.

Localización de los procesos:

• Glucólisis: en el citoplasma celular.

• Ciclo de Krebs: en la matriz mitocondrial (únicamente cuando hay oxígeno disponible).

• Fosforilación oxidativa (transporte de electrones y quimiósmosis): en la membrana interna de la mitocondria.

• Fermentación láctica: en el citoplasma.

Retroalimentación

a) Si la mezcla de yogur y leche se mantuviera en el frigorífico a 4ºC durante 8 horas, o no se realizaría la fermentación o se ralentizaría mucho, ya que la baja temperatura inhibiría el crecimiento bacteriano y la actividad enzimática. Para que se produzca la fermentación es necesario que las temperaturas sean altas.

b) Si la leche utilizada estuviera esterilizada no influiría en el proceso de fermentación, puesto que las bacterias se encuentran en el yogur.

c) Si se esteriliza el yogur no habría bacterias y no se produciría la fermentación.

d) Las bacterias que se utilizan en esta fermentación son Lactobacillus.

Retroalimentación

a) ¿Qué ocurriría si la mezcla de yogur y leche se mantuviera en el frigorífico a 4 ºC durante 8 horas? (0,5 puntos)

Si la mezcla se mantiene a 4 ºC en el frigorífico, el proceso de fermentación láctica se ralentizaría considerablemente. Las bacterias lácticas responsables de la fermentación tienen una temperatura óptima de actividad en torno a los 35-40 ºC. A temperaturas bajas como 4 ºC, su metabolismo se inhibe casi por completo, impidiendo que transformen eficazmente la lactosa de la leche en ácido láctico. Por tanto, no se obtendría yogur tras 8 horas.

b) ¿Qué pasaría si la leche utilizada estuviera esterilizada? (0,5 puntos)

Si la leche está esterilizada, no ocurriría ningún problema para la fermentación siempre que se añada después el yogur con bacterias activas. La esterilización de la leche elimina los microorganismos presentes de forma natural, pero como se añade el yogur que contiene las bacterias específicas necesarias, el proceso de fermentación se desarrollaría con normalidad.

c) ¿Qué pasaría si se esterilizara el yogur antes de añadirlo a la leche? (0,75 puntos)

Si se esterilizara el yogur antes de mezclarlo con la leche, las bacterias lácticas responsables de la fermentación serían destruidas debido a las altas temperaturas del proceso de esterilización. Como consecuencia, no habría bacterias vivas capaces de llevar a cabo la fermentación láctica y, por tanto, no se podría transformar la leche en yogur. La mezcla simplemente permanecería como leche, sin acidificarse ni adquirir la textura ni el sabor característicos del yogur.

d) ¿Qué tipo de bacterias se utilizan en esta fermentación? (0,25 puntos)

Las bacterias utilizadas en la fermentación para producir yogur son fundamentalmente del género Lactobacillus, especialmente Lactobacillus bulgaricus, y también bacterias del género Streptococcus, como Streptococcus thermophilus. Ambas actúan de forma simbiótica para transformar la lactosa de la leche en ácido láctico, dando lugar a la coagulación de las proteínas de la leche y al sabor ácido característico del yogur.

Retroalimentación

a. ¿Qué dos vías metabólicas se representan en la gráfica con los colores rojo y azul? (Calificación 0.5 puntos)

Las dos vías metabólicas representadas son:

• Color rojo: Vía anaerobia mediante fermentación láctica.

• Color azul: Vía aerobia mediante respiración celular.

b. Indica qué ocurre a los 10 segundos (primera línea discontinua), a los 38 segundos (segunda línea discontinua) y a los 70 segundos (tercera línea discontinua). (Calificación 0.5 puntos)

• A los 10 segundos: Se alcanza el máximo de energía obtenida a través de la vía anaerobia (fermentación láctica).

• A los 38 segundos: La cantidad de energía producida por la vía anaerobia y la vía aerobia es igual.

• A los 70 segundos: Deja de generarse energía mediante la vía anaerobia y toda la energía pasa a ser suministrada por la vía aerobia.

c. ¿Cuál de las dos vías se utilizará para obtener energía en una competición de ejercicio breve y muy intenso, como los cien metros lisos en atletismo? Justifica la respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

Se utilizará la vía anaerobia. Esto se debe a que esta vía puede proporcionar grandes cantidades de energía en un corto periodo de tiempo, lo cual es ideal para eventos de alta intensidad y corta duración como los cien metros lisos.

d. ¿Qué biomolécula se catabolizará preferentemente para obtener energía en una competición de ejercicio mantenido de varias horas, como una maratón? Justifica la respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

Se catabolizarán preferentemente los lípidos. Los lípidos son la principal reserva de energía en el organismo y tienen un valor calórico más alto que los carbohidratos, lo cual es beneficioso para proporcionar energía durante un ejercicio prolongado como una maratón.

Retroalimentación

1a) 

1b) El consumo de oxígeno puede considerarse una medida del grado de funcionamiento de las vías aeróbicas de obtención de energía. El lactato en sangre es un parámetro que nos indica el grado de funcionamiento de las vías anaeróbicas de obtención de energía. En el tránsito de las situaciones F → G y G → H, el consumo de oxígeno se mantiene al mismo nivel (por lo tanto, no se incrementa la obtención aeróbica de energía), en cambio se produce un incremento del lactato en sangre, que indica un aumento del funcionamiento de las vías anaeróbicas de obtención de energía.

1 Glucólisis (vía anaeróbica).

2 Betaoxidación (vía aeróbica).

3 Ciclo de Krebs (vía aeróbica).

4 Fermentación láctica (vía anaeróbica).

5 Cadena respiratoria (vía aeróbica).

Retroalimentación

Retroalimentación

En 1947, Carl y Gerty Cori recibieron el Premio Nobel de Medicina por el descubrimiento del «ciclo de Cori», que relaciona el metabolismo del músculo con el del hígado. El lactato, producido en el músculo durante el ejercicio físico, viaja por la sangre hasta el hígado, que lo usa para volver a fabricar glucosa. El ciclo de Cori se representa en el siguiente esquema:

1. Interprete el esquema y escribí, en la tabla siguiente, el nombre de la biomolécula polímero A y de las vías metabólicas B y C. Indicar también a cuál compartimento celular tienen lugar estas vías metabólicas. [1 punto]

2. Cuando hacemos un ejercicio aeróbico, las células musculares no convierten el piruvato en lactato, sino que lo oxidan totalmente hasta dióxido de carbono y agua. Cumplimente la tabla siguiente indicando qué vías metabólicas consecutivas permiten hacer esta oxidación total del piruvato y a qué orgánulo celular tienen lugar (concrete la parte del orgánulo). [1 punto]

3. Las células del hígado y las células musculares también pueden obtener energía oxidante ácidos grasos. Cumplimente la tabla siguiente indicando qué vías metabólicas consecutivas permiten oxidar ácidos grasos y a qué orgánulo celular tienen lugar (concreta la parte del orgánulo). [1 punto]

Retroalimentación

1) Cuando la alumna quita el oxígeno de la atmósfera del tubo de ensayo, la concentración de CO ₂ se estabiliza. Esto se debe a que, sin oxígeno, la glucosa no se puede oxidar hasta CO₂. La cadena respiratoria y el ciclo de Krebs no funcionan y, por tanto, se produce la fermentación láctica de la glucosa.

2) Cuando la alumna quita el oxígeno de la atmósfera del tubo de ensayo, la concentración de glucosa disminuye más rápidamente. Esto se debe a que, por fermentación (vía anaeróbica), el rendimiento energético de la metabolización de la glucosa es mucho más bajo que por ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones (vía aeróbica). Solo se aproximadamente 2-3 ATP/glucosa respecto a 36-38 ATP/glucosa, respectivamente. Por este motivo, la célula deberá metabolizar mucha más cantidad de glucosa para poder obtener la misma cantidad de ATP por unidad de tiempo.

3) 

Retroalimentación

a) La vía metabólica que produce ácido láctico es la fermentación láctica, o bien glucólisis (glicólisis) + fermentación láctica.

Cuando los atunes se ven amenzados, intentan escapar y sus músculos hacen un esfuerzo intenso en un período muy corto de tiempo, sin dar tiempo a que llegue suficiente oxígeno a los músculos. Para obtener energía solo pueden recurrir, entonces, a la fermentación láctica. 

b) Las vías metabólicas que utilizan los atunes en desplazamientos largos son la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.

Las vías metabólicas que implican la oxidación total de los combustibles metabólicos tienen un rendimiento energético bastante más alto (36 ATP por molécula de glucosa y aún más por cada ácido graso) que la fermentación (2 ATP por molécula de glucosa). Por ello, es bastante más rentable para los atunes llevar a cabo estas vías metabólicas.

Retroalimentación

Tipo de fermentación que hace Lactobacillus pentosus: Fermentación láctica.

Balance de la reacción:

Glucosa + 2ADP + 2Pi → 2 ácido láctico +2 ATP

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pio → 2 C₃H₆O₃ + 2 ATP

Tipo de fermentación que hace Saccharomyces cerevisiae: Fermentación alcohólica.

Balance de la reacción:

1 glucosa + 2ADP + 2P_i → 2 alcohol etílico (o etanol) + 2 CO₂+2 ATP

C₆H₁₂O₆ + 2ADP+ 2P_i → 2CH₃-CH₂OH + 2CO₂+ 2ATP

Retroalimentación

a) Explique qué ha ocurrido en el vaso 1 [0,4].

En el vaso 1, la adición de zumo de limón ha provocado un descenso del pH de la leche, generando un medio ácido. Como consecuencia, las proteínas de la leche, principalmente la caseína, han sufrido un proceso de desnaturalización.
Esta desnaturalización hace que las proteínas pierdan su estructura tridimensional original, se agreguen y precipiten, separándose del suero (parte líquida). Por eso se observa un líquido transparente sobre una fase más densa.

b) Explique por qué ha ocurrido lo mismo en el vaso 2 [0,4].

En el vaso 2, se ha añadido la bacteria Lactobacillus acidophilus, que durante la incubación a 37 ºC ha realizado una fermentación láctica.
En este proceso, las bacterias transforman la lactosa de la leche en ácido láctico, disminuyendo así el pH. Al igual que en el vaso 1, el medio ácido resultante provoca la desnaturalización de las proteínas de la leche (caseína), que se coagulan y precipitan, quedando una parte líquida por encima.

c) Razone por qué no ha ocurrido ningún cambio en el vaso 3 [0,2].

En el vaso 3, aunque se añadió Lactobacillus acidophilus, este fue sometido previamente a una temperatura de 90 ºC durante 5 minutos, lo que provocó la destrucción de las bacterias.
Al no quedar bacterias viables, no se produce fermentación láctica, por lo que el pH de la leche se mantiene estable y no se desnaturalizan sus proteínas. Por ello, no se observan cambios en la leche tras la incubación.

Retroalimentación

a) ¿Cómo obtienen la energía dichas células? [0,4]

Los eritrocitos humanos obtienen su energía exclusivamente a través de la fermentación láctica. Al carecer de mitocondrias, no pueden realizar la respiración celular aerobia. Por tanto, degradan la glucosa mediante la glucólisis en el citoplasma, generando piruvato, que se transforma en ácido láctico y permite la regeneración de NAD⁺ necesario para mantener activa la glucólisis.

b) ¿Cómo afectarán los niveles de oxígeno a dicho metabolismo? [0,3]

Los niveles de oxígeno no afectan al metabolismo energético de los eritrocitos, ya que la fermentación láctica es un proceso anaerobio, es decir, no requiere oxígeno. Aunque estas células transportan oxígeno unido a la hemoglobina, no lo utilizan en su propio metabolismo.

c) El rendimiento energético obtenido de la glucosa ¿será mayor o menor que en el resto de las células del organismo? [0,3] Razone las respuestas.

El rendimiento energético será menor, ya que en la fermentación láctica, por cada molécula de glucosa degradada se obtienen únicamente 2 moléculas de ATP procedentes de la glucólisis. En cambio, en las células que realizan respiración aerobia completa (glucólisis + ciclo de Krebs + cadena de transporte de electrones), se producen aproximadamente 36-38 moléculas de ATP por cada glucosa.

Retroalimentación

a) ¿Cómo es posible que la célula siga produciendo ATP? 

Cuando a una célula se le bloquea la entrada de oxígeno, puede continuar produciendo ATP mediante la glucólisis, un proceso que se lleva a cabo en el citoplasma y que no requiere oxígeno (proceso anaeróbico). En esta vía metabólica, la glucosa se degrada hasta obtener ácido pirúvico, liberando 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

Sin embargo, para que la glucólisis pueda mantenerse en ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico generado se transforma en ácido láctico (lactato) mediante el proceso de fermentación láctica. Este proceso permite regenerar las moléculas de NAD⁺ necesarias para que la glucólisis continúe funcionando y se siga produciendo ATP, aunque en menor cantidad.

b) ¿Cómo será el rendimiento en la producción de ATP si la comparamos con una célula de igual naturaleza a la cual no se le ha bloqueado la entrada de oxígeno? [0,5] Explique razonadamente ambas cuestiones.

El rendimiento energético será mucho menor en la célula sin oxígeno, ya que en condiciones anaerobias solamente obtiene 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa degradada en la glucólisis. En cambio, en una célula de igual naturaleza que dispone de oxígeno, la degradación de la glucosa se completa mediante el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, alcanzando un rendimiento energético de aproximadamente 36 a 38 moléculas de ATP por molécula de glucosa.

Retroalimentación

a) ¿Desde el punto de vista metabólico, qué ocurre en el minuto 4 en ambas gráficas?

• Gráfica A (Etanol y CO₂):
  En el minuto 4 se observa un cambio en el tipo de metabolismo: se pasa de un metabolismo aeróbico (presencia de oxígeno) a un metabolismo anaeróbico. Esto se deduce porque a partir de ese momento comienza a aumentar la producción de etanol, lo que indica que ha comenzado la fermentación alcohólica.
  ➤ El piruvato, producto de la glucólisis, ya no entra al ciclo de Krebs, sino que se transforma en etanol y CO₂.

• Gráfica B (Ácido láctico y CO₂):
  También en el minuto 4 se produce el paso de metabolismo aeróbico a anaeróbico, pero en este caso lo que se acumula es ácido láctico, lo cual indica el inicio de la fermentación láctica.
  ➤ En esta vía, el piruvato se transforma directamente en ácido láctico, sin liberar CO₂.

b) ¿Qué rutas de degradación de la glucosa se están llevando a cabo antes y después del minuto 4 en cada gráfica?

• Antes del minuto 4 en ambas gráficas:
  ➤ La glucosa se degrada mediante glucólisis, y el piruvato generado entra en la respiración celular aeróbica: ciclo de Krebs + cadena de transporte de electrones en la mitocondria. Se produce CO₂, H₂O y gran cantidad de ATP.

• Después del minuto 4:

  • Gráfica A:
    Se activa la fermentación alcohólica: el piruvato se convierte en etanol + CO₂. Ruta típica de levaduras en condiciones anaeróbicas.

  • Gráfica B:
    Se activa la fermentación láctica: el piruvato se convierte en ácido láctico, sin liberar CO₂. Ruta típica en células musculares animales o bacterias lácticas.

c) Explique el comportamiento de la concentración de CO₂ a lo largo del tiempo en ambos casos. ¿A qué se debe este patrón?

• Gráfica A:
  ➤ La cantidad de CO₂ aumenta de forma continua:

  • Antes del minuto 4 se debe a la respiración aeróbica, donde el ciclo de Krebs genera CO₂.

  • Después del minuto 4, al iniciarse la fermentación alcohólica, también se libera CO₂ como subproducto, lo que explica el aumento más rápido.

• Gráfica B:
  ➤ El CO₂ aumenta ligeramente al inicio (por la respiración aeróbica), pero se estabiliza después del minuto 4, porque la fermentación láctica no produce CO₂, ya que no hay descarboxilación del piruvato.

d) Tras un tiempo de incubación, ¿cómo habrá cambiado el pH en ambas gráficas? Justifíquelo.

• Gráfica A:
  ➤ El pH se mantendrá relativamente estable o bajará muy ligeramente. El etanol no es ácido, pero el CO₂ puede disolverse en agua y formar ácido carbónico, provocando una leve acidificación.

• Gráfica B:
  ➤ El pH disminuirá de forma más acusada, ya que se produce ácido láctico, que sí es un ácido fuerte y se acumula en el medio, haciendo el entorno más ácido.

e) ¿Cuál de las dos gráficas representaría el proceso para la obtención del pan? ¿Y del vino? Justifique su respuesta, indicando en ambos casos qué sucede al final con el producto representado por la línea verde.

• Obtención del pan:
  ➤ Gráfica A, porque el proceso de fermentación alcohólica por levaduras libera CO₂, que es el gas responsable de que la masa crezca, por las burbujas que se forman esponjando la masa.
  El etanol (línea verde) se evapora durante la cocción.

• Obtención del vino:
  ➤ También Gráfica A, ya que el vino se obtiene por fermentación alcohólica.
  En este caso, el etanol es el producto deseado y se mantiene en la bebida como componente alcohólico.

Nota: La gráfica B no representa ningún proceso industrial típico de obtención de alimentos fermentados como vino o pan, aunque sí está relacionada con productos como el yogur o procesos anaerobios en células musculares.

f) En la industria alimentaria, en agricultura, en medicina, etc., se están utilizando organismos modificados genéticamente (OMG) y organismos transgénicos. ¿Cuál es la diferencia? Cite un ejemplo de cada uno.

• Organismo Modificado Genéticamente (OMG):
  ➤ Es cualquier organismo cuyo ADN ha sido modificado en el laboratorio, pero sin necesidad de introducir genes de otra especie. Puede tratarse de mutaciones, silenciamiento génico, etc.
  Ejemplo: Tomate modificado para que madure más lentamente mediante la desactivación de un gen propio.

• Organismo Transgénico:
  ➤ Es un tipo de OMG al que se le ha introducido ADN de otra especie, es decir, contiene genes exógenos.
  Ejemplo: Maíz Bt, que contiene un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis, lo que le permite producir una toxina insecticida que le hace ser resistente a las plagas.

Retroalimentación

a) La producción de yogur se basa en una fermentación láctica, un proceso anaerobio en el que los azúcares (principalmente la lactosa de la leche) se transforman en ácido láctico.
Los microorganismos responsables de esta fermentación son bacterias del género Lactobacillus (por ejemplo, Lactobacillus bulgaricus) y Streptococcus thermophilus, que trabajan en simbiosis.

b) En la elaboración del pan se utiliza la fermentación alcohólica, un proceso anaerobio en el que los azúcares presentes en la masa se transforman en etanol y dióxido de carbono (CO₂).
El microorganismo implicado es una levadura, normalmente del género Saccharomyces, como Saccharomyces cerevisiae.
Durante la fermentación, se produce CO₂, que queda atrapado en la masa, formando burbujas que la hacen esponjosa y ligera.
El otro producto de la fermentación es el etanol, pero no está presente en el pan final porque se evapora durante el horneado por efecto del calor.
c) Tres características diferenciadoras entre los microorganismos que producen el yogur (bacterias) y los que producen el pan (levaduras) son:

d) Las enzimas que participan en los procesos de fermentación tienen una temperatura óptima de funcionamiento.
Un aumento moderado de la temperatura que se acerque a esta temperatura óptima puede aumentar su actividad.
Por el contrario, un descenso moderado o un aumento excesivo puede disminuir su actividad o incluso desnaturalizarlas si se sobrepasan ciertos límites, afectando negativamente a la producción de pan o yogur.

Retroalimentación

a) Indique dos similitudes y diferencias entre las reacciones de la fermentación alcohólica y las de la láctica, empleadas habitualmente en la industria alimentaria (1 punto).

Similitudes:

• Ambas son fermentaciones, es decir, procesos de catabolismo anaerobio (sin oxígeno), donde la glucosa se degrada parcialmente.

• En ambas, de la glucosa (u otro glúcido) se obtiene energía útil para la célula (ATP) mediante glucólisis, produciendo piruvato como intermediario.

• Ambos procesos permiten a los microorganismos regenerar el NAD⁺, necesario para que continúe la glucólisis.

Diferencias:

b) Para elaborar un yogur casero, la reacción de fermentación se suele llevar a cabo a una temperatura de 35-40 ºC durante unas ocho horas. Explique qué sucedería si dicho proceso se realizase a una temperatura de 70-75 ºC (0,5 puntos).

A temperaturas de 70-75 ºC, las bacterias lácticas que realizan la fermentación (como Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus) mueren por desnaturalización de sus proteínas, especialmente de sus enzimas.

Como consecuencia:

• No se produce fermentación, porque las enzimas responsables de convertir la lactosa en ácido láctico pierden su estructura funcional.

• El yogur no se formará, ya que no habrá producción de ácido láctico, lo cual impide la coagulación de las proteínas de la leche.

c) Razone qué ocurriría en el caso de que la fermentación se realizase a 10-15 ºC (0,5 puntos).

A temperaturas demasiado bajas (10-15 ºC), las bacterias lácticas siguen vivas pero su actividad metabólica disminuye drásticamente.

Esto provoca:

• Una fermentación muy lenta o incluso paralizada.

• El yogur tardaría muchas más horas en formarse o no se llegaría a formar adecuadamente, ya que no se alcanza suficiente producción de ácido láctico.

Recuerda: la temperatura óptima para la fermentación láctica en la elaboración del yogur está entre 35 y 45 ºC, ya que las bacterias implicadas son termófilas moderadas.

Retroalimentación

a) ¿Qué proceso metabólico se puede ver afectado por esta situación de bajo oxígeno? (0,5 puntos)
El proceso metabólico que se ve afectado es la respiración celular aerobia, en particular la cadena de transporte de electrones, que se lleva a cabo en la membrana interna de las mitocondrias.
Este proceso requiere oxígeno como aceptor final de electrones para producir ATP de forma eficiente. Si la concentración de oxígeno desciende por debajo del 18,5 %, como en el caso del espeleólogo, este proceso se ralentiza o se detiene, obligando a la célula a activar vías metabólicas alternativas menos eficientes, como la fermentación láctica.

b) ¿Cómo afectaría a nivel celular y qué consecuencias tendrá en la actividad física del espeleólogo? (0,5 puntos)
A nivel celular, la falta de oxígeno (hipoxia) impide que la mitocondria complete la cadena respiratoria, reduciendo drásticamente la producción de ATP, que es la molécula energética fundamental para la contracción muscular y otras funciones celulares.

Como alternativa, las células —especialmente las musculares— recurren a la fermentación láctica, un proceso anaerobio que permite seguir obteniendo ATP, pero en muy baja cantidad y con la acumulación de ácido láctico como subproducto. Esto provoca:

• Fatiga muscular,

• Disminución del rendimiento físico,

• Sensación de agotamiento o debilidad,

• E incluso, si la hipoxia persiste, puede provocar mareos, desorientación o pérdida de conciencia.

En conjunto, la hipoxia limita el rendimiento físico y cognitivo del espeleólogo y puede representar un riesgo grave para su salud si no se restablecen niveles adecuados de oxígeno mediante ventilación o evacuación del entorno.

Retroalimentación

a) En un cultivo celular se ha puesto de manifiesto que hay una ruta catabólica, la número 1, que se desarrolla en el interior de un orgánulo. ¿De qué ruta se trata? [0,1]

Se trata del ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Es una ruta catabólica fundamental para la obtención de energía en forma de moléculas reducidas (NADH, FADH₂) que posteriormente alimentarán la cadena respiratoria.

b) Indique qué tipo de organización tienen las células de dicho cultivo [0,2]. Cuál es el nombre del orgánulo y del compartimento de dicho orgánulo donde se desarrolla la ruta 1 [0,4].

Estas células presentan organización eucariota, ya que poseen orgánulos membranosos especializados.
El orgánulo en el que se localiza el ciclo de Krebs es la mitocondria, concretamente en la matriz mitocondrial, que es la zona interna limitada por la membrana mitocondrial interna.

c) Indique la naturaleza química del GTP y su composición [0,4].

El GTP (guanosín trifosfato) tiene naturaleza nucleotídica.
Su composición incluye:

• Guanina, que es la base nitrogenada.

• Ribosa, que es un monosacárido (una monosacárido de cinco carbonos).

• Tres grupos fosfato, formando el trifosfato.

Por tanto, GTP = guanina + ribosa + tres fosfatos.

d) En un proceso biotecnológico tradicional, que tiene lugar en las células representadas con el número 2, se lleva a cabo una ruta alternativa a la 1. Indique el nombre de la ruta y sus productos finales [0,4].

El proceso al que se refiere es la fermentación alcohólica, característico de algunas levaduras (células eucariotas unicelulares utilizadas en biotecnología).
Sus productos finales son etanol (alcohol etílico) y dióxido de carbono (CO₂).
Esta fermentación se aprovecha, por ejemplo, en la elaboración de pan y bebidas alcohólicas.

e) Una ruta del mismo tipo que la anterior ocurre en el órgano representado con el número 3. Indique el nombre de la ruta y en qué condiciones se lleva a cabo dicha reacción [0,5].

La ruta es la fermentación láctica, que se produce en las células musculares humanas cuando no reciben suficiente oxígeno.
Esto sucede típicamente durante el ejercicio físico intenso, cuando la demanda de ATP supera la capacidad del sistema circulatorio de aportar oxígeno a los músculos, obligando a realizar la glucólisis anaerobia para generar energía de forma rápida.