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7.2.2.3.2. Fermentación láctica

Fermentación láctica

En la fermentación láctica, se forma ácido láctico a partir del ácido pirúvico procedente de la glucólisis. Así se regenera el NAD+, necesario para proseguir la glucólisis.

En la glucólisis, la glucosa se oxida a dos moléculas de ácido pirúvico, generándose NADH. Después, el ácido pirúvico acepta los electrones del NADH, reduciéndose a ácido láctico. El rendimiento energético es de 2 moléculas de ATP, obtenidas por fosforilación a nivel de sustrato.

Entre las bacterias que realizan fermentación láctica, cabe destacar los lactobacilos (Lactobacillus) y los Streptococcus, que se localizan en la leche y en el intestino. El queso, yogur, kéfir, son algunos de los productos que se obtienen por este tipo de fermentación.

Esta fermentación también se puede usar para la conservación de ciertos productos vegetales o cárnicos como algunos embutidos.

En células musculares, durante ejercicios intensos en los que no hay suficiente oxígeno para oxidar la glucosa por vía aerobia, el ácido pirúvico se reduce a ácido láctico. Después el ácido láctico se transforma nuevamente en glucosa (gluconeogénesis).

La fermentación láctica se realiza en bacterias y en células eucariotas, como las células musculares y los eritrocitos (carecen de mitocondrias).

En la fermentación láctica, las células degradan anaeróbicamente a la glucosa, obteniendo dos moléculas de ácido láctico y sólo 2 ATP. Ésta es muy poca energía si se compara con la que se hubiera obtenido con la respiración aerobia, donde se produce la oxidación total de los seis carbonos de la glucosa a 6 CO2.

Gerty Cori y el efecto Matilda

Gerty Cori, junto con su marido Carl, recibió el Premio Nobel de Medicina en 1947. A pesar de tener la misma cualificación que su marido, tuvo muchos más problemas para encontrar trabajos en investigación y mal pagados. Carl insistía en trabajar en colaboración con Gerty, aunque las instituciones le ponían muchas dificultades.

Juntos consiguieron el Premio Nobel por descubir cómo el glucógeno se transforma en ácido láctico en el tejido muscular y luego es convertido en el hígado en glucosa por gluconeogénesis, (ciclo de Cori).

Se conoce como efecto Matilda el prejuicio en contra de reconocer los logros de las mujeres científicas, cuyo trabajo a menudo se atribuye a sus colegas masculinos.

Cuestión de reflexión

Aragón, Septiembre de 2018, Opción B, cuestión 2

Si se quiere hacer yogur casero, debemos mezclar un poco de yogur con leche y mantener la mezcla a 35 ó 40ºC durante 8 horas para que se realice la fermentación bacteriana de la leche. (2 puntos)

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

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

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

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

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Aragón, Junio de 2019, opción B, cuestión 4.

Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) Indique una aplicación industrial en la que intervengan especies del género Lactobacillus, mencionando el tipo de reacción que llevarían a cabo en dicha aplicación. (0,5 puntos)

b) Esta misma reacción puede ser llevada a cabo por los músculos ¿En qué situación y en qué compartimento de la célula? (0,5 puntos)

c) En el caso de la fabricación del vino, en primer lugar, se exprimen las uvas para obtener el mosto, el cual se procesa durante unos meses durante los cuales se producen una serie de reacciones anaerobias. ¿Por qué con el transcurso del tiempo el mosto deja de ser dulce? (0,5 puntos)

d) ¿Por qué es peligroso entrar en una bodega en la que se está procesando el mosto? (0,5 puntos)

Aragón, Septiembre de 2018, Opción B, cuestión 2

Si se quiere hacer yogur casero, debemos mezclar un poco de yogur con leche y mantener la mezcla a 35 ó 40ºC durante 8 horas para que se realice la fermentación bacteriana de la leche. (2 puntos)

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

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

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

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

Comunidad Valenciana, Junio de 2017, opción B, bloque 4, cuestión 3.

Para preparar yogur casero se mezcla una cierta cantidad de leche con un poco de yogur y se mantiene a 35-40ºC durante 48 horas. Contesta a las siguientes preguntas justificando la respuesta (3 puntos).

a) ¿Qué pasaría si por error se mantuviera la mezcla durante 8 horas a 1ºC?

b) ¿Obtendríamos yogur si se emplea leche previamente esterilizada?

c) ¿Y si lo que se esteriliza es el yogur antes de añadirlo a la leche?

Murcia, Julio de 2020, pregunta 4.6

En relación con los microorganismos en la industria alimentaria:

a) Indique un microorganismo empleado en la elaboración del pan y describa brevemente las características del proceso en el que participa. (0,5 puntos)
b) ¿Qué microorganismos se utilizan en la fabricación de derivados lácteos (queso, yogurt)? Describe brevemente el proceso en el que participan. (0,5 puntos)

País Vasco, Julio de 2020, opción 4B

Aplicaciones de los microorganismo en biotecnología a escala industrial:

a) (0,5 puntos) ¿Qué microorganismo se utilizan para producir yogur, pan y cerveza?

b) (0,5 puntos) ¿Qué tipo de organismos son en cada caso, procarióticos o eucarióticos?

c) (1 punto) ¿Qué tipo de metabolismo (aeróbio o anaeróbio) realizan estos organismos para obtener estos productos? Razona la respuesta.

d) (0,5 puntos) Indica qué beneficio energético sacan los organismos que realizan estas transformaciones, indicando qué sustrato utilizan y qué producto químico aparece al final.

Extremadura, Junio de 2021, pregunta 3

3.- En relación con la fermentación:

A. Concepto de fermentación alcohólica y fermentación láctica. Ecuación global de cada proceso. (1 punto)
B. Cite un proceso industrial en el que se requiera la fermentación láctica y el tipo de microorganismo que lo realiza y otro proceso industrial en el que se requiera la fermentación alcohólica y el tipo de microorganismos que lo realiza. (1 punto)

Murcia, Junio de 2021, pregunta 2.4

2.4. Tras la glucólisis el piruvato obtenido puede tener dos destinos distintos:

1. Piruvato + NADH + H+ → lactato + NAD+
2. Piruvato + CoA + NAD+ → acetil-CoA + CO2 + NADH

a) Explique en qué condiciones se produce cada uno de ellos. (0,75 puntos)
b) Indique si el lactato y el acetil-CoA obtenidos podrían continuar oxidándose. En caso afirmativo, indique en qué ruta metabólica debería entrar cada uno de ellos y si ambos procesos proporcionarían finalmente la misma energía. (0,75 puntos)

Murcia, Julio de 2021, pregunta 4.6

Tanto el pan como el yogurt se obtienen por un proceso de fermentación, llevado a cabo por diferentes levaduras y bacterias.

a) ¿Por qué el yogurt tiene un marcado sabor ácido y no ocurre lo mismo con el pan? Razónelo ayudándose de las reacciones que se llevan a cabo en cada caso. (0,5 puntos)
b) Para hacer yogurt casero, basta con repartir leche en varios vasitos y añadir un poco de yogurt comercial a cada uno. Después se dejan durante toda la noche a unos 35-40ºC. ¿Qué ocurriría si antes de hacer la mezcla esterilizamos el yogurt comercial? ¿Y si esterilizamos la leche? Razone las respuestas. (0,5 puntos)

Ideas fundamentales sobre la fermentación láctica

Fermentación láctica

  • En la glucólisis, la glucosa se oxida a dos moléculas de ácido pirúvico, generándose NADH. Después, el ácido pirúvico acepta los electrones del NADH, reduciéndose a ácido láctico y se regenera el NAD+, necesario para proseguir la glucólisis.
  • Rendimiento energético: 2 moléculas de ATP.
  • Bacterias que realizan fermentación láctica: lactobacilos (Lactobacillus) y los Streptococcus, que se localizan en la leche y en el intestino.
  • Se utiliza para la producción de queso, yogur, kéfir, ...
  • También se realiza en algunas células eucariotas, como las musculares y los eritrocitos.
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