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7.2.2.3. Fermentaciones

Fermentación

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno (condiciones anaerobias), en el que el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico.

La fermentación se puede producir en el citoplasma de bacterias, levaduras, células musculares y células vegetales.

Según los productos finales, existen diversos tipos de fermentación.

En las células de un mismo organismo pueden producirse tanto respiración celular como fermentación, según las condiciones ambientales de las células. Por ejemplo, algunas células vegetales, que cuando tienen poco oxígeno oxidan el NADH obtenido en la glucólisis produciendo alcohol etílico. Otro ejemplo, es el de las agujetas, que aunque son producidas por microrroturas de fibras musculares, algunos autores opinan que son producidas por la cristalización de ácido láctico. Sin embargo, son los microorganismos (levaduras y bacterias) en los que mayor variedad de tipos de fermentación encontramos.

En la fermentación se produce la oxidación incompleta de los compuestos orgánicos, por lo que no se libera toda la energía contenida. El rendimiento energético obtenido es muy bajo, ya que sólo se forman 2 moléculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato, en la glucólisis, sin la participación de la cadena respiratoria.

Aunque parezca que la fermentación no es rentable energéticamente por el poco ATP producido, permite regenerar el NAD+, necesario para que la glucólisis se pueda seguir realizando.

Probablemente, las fermentaciones son las rutas catabólicas más antiguas que han existido, ya que la atmósfera primitiva no tenía oxígeno.

La fermentación de los glúcidos tiene una primera etapa común con la respiración, la glucólisis, y después, del ácido pirúvico obtenido, se obtienen distintos productos finales. Las etapas de la fermentación son:

  • Glucólisis: oxidación de la glucosa a ácido pirúvico. Se consume NAD+ y se produce NADH y 2 ATP.
  • Reducción del ácido pirúvico para obtener los productos finales. Se obtiene NAD+, que volverá a ser utilizado en la glucólisis. Si el producto originado es ácido láctico se ha producido la fermentación láctica, mientras que si se ha obtenidos etanol y CO2 se trata de la fermentación alcohólica.

Según el producto final obtenido se distinguen varios tipos de fermentaciones:

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

Andalucía, Junio de 2018, opción B, cuestión 3. Andalucía, Junio de 2019, opción A, cuestión 2.

a) Defina fermentación [0,5].

b) Indique dos tipos de células que la realizan [0,5] y en qué lugar de las mismas se lleva a cabo [0,2].

c) ¿Por qué su rentabilidad energética es diferente a la de la respiración celular? [0,8]

Aragón .Septiembre de 2016, opción A, cuestión 2. Septiembre de 2012, opción A. 2. (2 puntos).

En relación con la imagen adjunta, conteste las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué vía metabólica comprende el conjunto de reacciones que transforman la glucosa en ácido pirúvico? (0,2 puntos). ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en ácido láctico? (0,2 puntos). ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en etanol? (0,2 puntos). Indique el nombre de la molécula señalada con el número 1 (0,2 puntos) y el de la vía metabólica señalada con el número 2. (0,2 puntos)

b) Explique razonadamente cuál de los tres destinos del ácido pirúvico será más rentable para la célula desde el punto de vista energético (0,4 puntos). Indique el destino del CO2, FADH2 y NADH (0,2 puntos). Defina los términos anabolismocatabolismo (0,4 puntos)

Aragón. Junio de 2014, opción B, cuestión 3.

Fermentaciones. (2 puntos)

a) Concepto y localización celular. (1 punto)

b) Explique brevemente dos tipos de fermentaciones de la glucosa citando los productos resultantes. (1 punto)

Aragón. Septiembre de 2013, opción A. Cuestión 1. 

Tema de desarrollo corto: Fermentaciones. (3 puntos)

a) Concepto, tipos de células que la realizan y localización celular.

b) Explicar brevemente dos tipos de fermentaciones de la glucosa citando los productos resultantes en cada una de ellas e indicar un ejemplo de aplicación práctica para cada tipo.

Aragón. Septiembre de 2010, opción A. 4.

Describa un proceso de fermentación realizada en células eucariotas y otro en microorganismos, indicando su importancia en cada tipo de organismo y sus etapas fundamentales. (2 puntos)

Aragón. Septiembre de 2005 opción B. Cuestión 2.- Responda brevemente (2 puntos):

a) ¿Qué función desempeña el ATP en el metabolismo celular? (ejemplo);

b) ¿Por qué se obtiene más ATP en la cadena respiratoria que en una fermentación?;

c) Indique tres fermentaciones industriales y qué tipo de fermentación se trata;

d) ¿Por qué es peligroso entrar en una bodega donde se esté produciendo la fermentación del mosto de la uva?;

e) En determinadas circunstancias en los músculos se pueden dar fermentaciones. ¿por qué?.

Navarra, Julio de 2019, opción B, cuestión 4

a) Explica en qué consiste el proceso de fermentación.

b) Indica cómo es el rendimiento de este proceso en comparación con la respiración aerobia.

c) ¿En qué circunstancias ocurre en las células animales? Razona la respuesta.

La Rioja, Julio de 2020, pregunta 10

Defina fermentación e indique el lugar de la célula donde se realiza. Cite dos ejemplos de fermentación indicando en cada caso el tipo de células/organismo que la realiza. Explique la diferencia entre el rendimiento energético de la fermentación y de la respiración. (1 punto)

Madrid, modelo de 2020. pregunta A5

A.5.- (2 puntos) Referente al metabolismo en una célula eucariota:

a) Indique una semejanza y dos diferencias entre fermentación y respiración celular (0,75 puntos).
b) Indique la localización subcelular de los procesos metabólicos referidos en el apartado anterior (0,5 puntos).
c) Indique los mecanismos de obtención de ATP que presenta una célula vegetal (0,75 puntos).

Madrid, Julio de 2020, pregunta B4

B.4.- (2 puntos) Respecto a los procesos energéticos celulares:

b) Indique las diferencias entre los procesos de fermentación alcohólica y láctica en cuanto a: organismos que los realizan y procesos industriales en los que se emplean (1 punto).

Aragón, Junio de 2021, pregunta 7

7.- En la gráfica adjunta se representa la variación de la glucosa en un medio de cultivo de células eucariotas, primero en condiciones aeróbicas, aunque en un momento dado se retira el oxígeno: (2 puntos)

a) En presencia de oxígeno, ¿qué proceso(s) es/son responsable(s) de la disminución de glucosa en el medio? ¿En qué lugar de la célula se produce(n)? (0,5 p)
b) En ausencia de oxígeno, ¿qué proceso/s es/son responsable(s) de la disminución de glucosa en el medio? ¿En qué lugar de la célula se produce(n)? (0,5 p)
c) Cite dos productos finales de la reacción que podríamos detectar en presencia de oxígeno. (0,5 p)
d) ¿En cuál de las dos situaciones se obtendrá más energía? Razone la respuesta. (0,5 p)

Ideas fundamentales sobre la fermentación

La fermentación

  • La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno (condiciones anaerobias), en el que el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico.
  • Se produce en el citoplasma de bacterias, levaduras, células musculares y células vegetales.
  • Oxidación incompleta de los compuestos orgánicos.
  • Etapas de la fermentación:
    • Glucólisis: oxidación de la glucosa a ácido pirúvico. Se consume NAD+ y se produce NADH y 2 ATP. Solo se obtienen estos 2 ATP.
    • Reducción del ácido pirúvico para obtener los productos finales. 
  • Principales tipos de fermentación:
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