Retroalimentación

a) ¿Cómo se denominan los procesos bioquímicos numerados del 1 al 4? (1,0 punto)

Cada número representa una ruta metabólica distinta relacionada con la degradación de la glucosa y la obtención de energía:

1.- Glucólisis (0,25 p)
Proceso anaeróbico (no requiere oxígeno) que se desarrolla en el citoplasma. Consiste en la degradación de la glucosa (6C) en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato (3C).
Genera una pequeña cantidad de energía: 2 ATP netos y 2 NADH por molécula de glucosa.

2.- Respiración aerobia (0,25 p)
Proceso aeróbico que requiere oxígeno y tiene lugar en la mitocondria. Incluye:

• Ciclo de Krebs (en la matriz mitocondrial): el piruvato se convierte en acetil-CoA y entra en el ciclo, liberando CO₂ y produciendo NADH y FADH₂.

• Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa (en la membrana mitocondrial interna): se genera la mayor parte del ATP celular (hasta 34 ATP).

3.- Fermentación láctica (0,25 p)
Proceso anaerobio, que ocurre cuando no hay oxígeno disponible. El ácido pirúvico se reduce a ácido láctico, regenerando NAD⁺ para mantener activa la glucólisis.

4.- Fermentación alcohólica (0,25 p)
También anaerobia. El piruvato se transforma en etanol y CO₂, regenerando NAD⁺. Es típica de algunos organismos como levaduras y ciertas bacterias.

b) ¿Dónde ocurren estos procesos en células eucarióticas? (0,5 puntos)

c) Fermentación láctica en células humanas: células implicadas y esquema del proceso (1,0 punto)

Células implicadas (0,25 p):

Las células musculares humanas (músculo esquelético) llevan a cabo la fermentación láctica cuando hay déficit de oxígeno, por ejemplo, durante un ejercicio físico intenso o prolongado

Esquema del proceso bioquímico (0,75 p):

1. Glucólisis (en el citoplasma):
   Glucosa + 2 ADP + 2 NAD⁺ → 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH

2. Fermentación láctica (cuando falta oxígeno):
   2 Piruvato + 2 NADH → 2 Ácido láctico + 2 NAD⁺

Objetivo clave: regenerar NAD⁺ para mantener la glucólisis activa en ausencia de oxígeno.
Este mecanismo permite una producción rápida (pero limitada) de energía.

Importancia fisiológica:

• Es un mecanismo de supervivencia energética temporal.

• El ácido láctico acumulado puede provocar fatiga muscular y debe ser eliminado o reconvertido en glucosa en el hígado (ciclo de Cori).

Retroalimentación

A) ¿Cuál será el uso principal que harán sus células de las unidades constituyentes de los carbohidratos? (0,2 puntos)

Tras la digestión de los garbanzos, los carbohidratos complejos (almidón) se descomponen en monosacáridos, principalmente glucosa, que es absorbida y transportada por la sangre a las células.

El uso principal de la glucosa en las células será su oxidación para obtener energía en forma de ATP, que es la molécula energética utilizada por la célula para realizar funciones vitales como el movimiento, el transporte activo, la síntesis de macromoléculas o la contracción muscular.

B) ¿Qué vías o procesos metabólicos tendrán lugar en sus células para ello, en condiciones aeróbicas? Indique el nombre de las vías o procesos y su localización precisa en la célula. ¿Cuáles serán los productos finales obtenidos? (1,3 puntos)

En condiciones aeróbicas, la glucosa sigue una serie de vías metabólicas coordinadas que permiten su oxidación completa. Estas vías son:

1. Glucólisis

• Ubicación: citoplasma.

• Descripción: la glucosa (6 carbonos) se transforma en 2 moléculas de piruvato (3 carbonos).

• Productos:

  • 2 piruvatos

  • 2 ATP (netos)

  • 2 NADH

2. Descarboxilación oxidativa del piruvato

• Ubicación: matriz mitocondrial.

• Descripción: cada piruvato se transforma en acetil-CoA, liberando CO₂.

• Productos por cada glucosa (2 piruvatos):

  • 2 acetil-CoA

  • 2 NADH

  • 2 CO₂

3. Ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico)

• Ubicación: matriz mitocondrial.

• Descripción: cada acetil-CoA entra en el ciclo y se oxida completamente.

• Productos por 2 acetil-CoA (una glucosa):

  • 6 NADH

  • 2 FADH₂

  • 2 ATP (por fosforilación a nivel de sustrato)

  • 4 CO₂

4. Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa

• Ubicación: membrana interna de la mitocondria.

• Descripción: los electrones de NADH y FADH₂ se transfieren a complejos proteicos que bombean protones, generando un gradiente que impulsa la síntesis de ATP.

• Productos:

  • 26–28 moléculas de ATP (aproximadamente, por glucosa)

  • H₂O (al aceptar el oxígeno los electrones)

  • Regeneración de NAD⁺ y FAD

Productos finales de la oxidación aeróbica de la glucosa:

• ATP: aproximadamente 30–32 ATP por molécula de glucosa.

• CO₂: se libera durante la descarboxilación del piruvato y en el ciclo de Krebs.

• H₂O: producida en la cadena de transporte de electrones.

Resumen:

Retroalimentación

a) En los seres humanos, la glucosa puede ser catabolizada tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas, utilizando diferentes vías metabólicas, localizaciones celulares y generando distintos productos finales y rendimientos energéticos.

Catabolismo aeróbico de la glucosa:

• Vías metabólicas implicadas:

  • Glucólisis: Ocurre en el citoplasma y convierte una molécula de glucosa en dos de piruvato, generando 2 ATP y 2 NADH.

  • Descarboxilación oxidativa del piruvato: El piruvato entra en la mitocondria y se transforma en acetil-CoA.

  • Ciclo de Krebs (ciclo de los ácidos tricarboxílicos): Se realiza en la matriz mitocondrial, donde el acetil-CoA es completamente oxidado a CO₂, produciendo NADH y FADH₂.

  • Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: Ocurre en la membrana interna mitocondrial (crestas), donde los electrones de NADH y FADH₂ son transferidos al oxígeno, generando H₂O y una gran cantidad de ATP.

• Productos finales:

  • CO₂ (dióxido de carbono)

  • H₂O (agua)

  • ATP (energía utilizable por la célula)

• Localización celular:

  • Glucólisis: Citosol.

  • Descarboxilación oxidativa y ciclo de Krebs: Matriz mitocondrial.

  • Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: Membrana interna mitocondrial.

• Rendimiento energético:

  • Entre 30 y 38 ATP por molécula de glucosa, dependiendo del sistema celular y el transporte de NADH al interior mitocondrial.

Catabolismo anaeróbico de la glucosa:

• Vías metabólicas implicadas:

  • Glucólisis: Igual que en condiciones aeróbicas, ocurre en el citoplasma y produce 2 piruvato, 2 ATP y 2 NADH.

  • Fermentación láctica: En ausencia de oxígeno, el piruvato se reduce a lactato para regenerar NAD⁺, permitiendo que la glucólisis continúe.

• Productos finales:

  • Lactato (ácido láctico)

  •  ATP (en menor cantidad)

• Localización celular:

  • Tanto la glucólisis como la fermentación láctica ocurren en el citosol.

• Rendimiento energético:

  • Solo 2 ATP por molécula de glucosa, ya que la mayor parte de la energía permanece en el lactato.

b) El transporte pasivo y el transporte activo son dos mecanismos fundamentales para el movimiento de sustancias a través de la membrana celular, pero presentan diferencias esenciales:

• Transporte pasivo:

  • No requiere gasto de energía celular (ATP).

  • Las moléculas o iones se desplazan a favor del gradiente de concentración, es decir, desde una zona de mayor concentración hacia una de menor concentración.

  • Puede ocurrir por difusión simple, difusión facilitada (a través de proteínas de canal o transportadoras) u ósmosis.

  • Ejemplo: La difusión del oxígeno (O₂) desde los alvéolos pulmonares hacia los capilares sanguíneos, o el paso de agua a través de aquaporinas en la membrana celular.

• Transporte activo:

  • Requiere gasto de energía (generalmente en forma de ATP).

  • Las moléculas o iones se mueven en contra del gradiente de concentración, es decir, desde una zona de menor concentración hacia una de mayor concentración.

  • Es realizado por proteínas especializadas llamadas bombas o transportadores.

  • Ejemplo: La bomba sodio-potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa), que transporta iones sodio fuera de la célula e iones potasio hacia el interior, ambos en contra de sus respectivos gradientes de concentración.

En resumen, la principal diferencia es que el transporte pasivo no requiere energía y se realiza a favor del gradiente, mientras que el transporte activo sí consume energía y se realiza en contra del gradiente de concentración.