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Biología · DESDE CERO

Respiración celular y fermentación

Seguir rutas de degradación de glucosa. Distinguir respiración aerobia y fermentación.

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Qué vas a comprender

Las ideas, paso a paso

Desde cero: obtener ATP

La respiración celular transfiere energía de moléculas orgánicas a formas utilizables como ATP, con pérdidas como calor. La glucólisis degrada glucosa en el citosol y produce piruvato, ATP neto y transportadores reducidos.

La respiración aerobia usa oxígeno como aceptor final de electrones en su cadena de transporte. No es lo mismo que ventilación pulmonar: la ventilación mueve aire hacia dentro y fuera de los órganos respiratorios; el intercambio de gases es otro proceso relacionado. La respiración celular es un conjunto de rutas bioquímicas.

Aplicación: mitocondria y cadena

En eucariotas, tras la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs ocurre principalmente en la matriz mitocondrial. Libera CO₂ y genera transportadores reducidos que entregan electrones a una cadena en la membrana interna.

La cadena contribuye a establecer un gradiente de protones. La ATP sintasa aprovecha ese gradiente para formar ATP. No debe suponerse que todo el ATP se produce por una sola reacción ni asignar un rendimiento universal fijo sin indicar organismo y condiciones.

Reto: fermentación y balance

La fermentación regenera NAD⁺ para que pueda continuar la glucólisis cuando la reoxidación por una cadena respiratoria no cubre la demanda o no se utiliza. En los modelos clásicos no añade una gran producción de ATP más allá de la glucólisis.

La fermentación láctica produce lactato; la alcohólica produce etanol y CO₂. No toda ruta sin oxígeno es fermentación: existe respiración anaerobia con otros aceptores finales en ciertos microorganismos. Conviene especificar el proceso y organismo.

Ejemplos resueltos

Sigue el razonamiento

Una célula muscular puede usar glucosa para generar ATP. La glucólisis ocurre en el citosol y no necesita oxígeno directamente.

Si las condiciones permiten respiración aerobia, el piruvato puede continuar en rutas mitocondriales. No toda obtención de ATP se limita a una sola estructura.

Sigue el razonamiento

En una mitocondria funcional, el transporte electrónico ayuda a acumular protones a un lado de la membrana interna. Su retorno por ATP sintasa impulsa síntesis de ATP.

Si la membrana pierde su capacidad de mantener el gradiente, puede disminuir la síntesis aunque todavía existan moléculas de combustible.

Ejercicios de opción múltiple

Resuelve primero. Después abre la explicación para comparar tu razonamiento. Son ejercicios originales de práctica, con cuatro alternativas y una respuesta correcta.

1. La glucólisis en una célula eucariota ocurre principalmente en:

  1. Citosol
  2. Núcleo
  3. Pared celular
  4. Aparato de Golgi
Ver respuesta y solución paso a paso

A. Citosol

  1. Las enzimas glucolíticas están en el citosol.
  2. Allí se forma piruvato.

Por qué sí o por qué no

A. No requiere entrar primero a la mitocondria.

B. No es su ubicación habitual.

C. No es una ruta de la pared.

D. Procesa y distribuye productos, no realiza glucólisis.

2. El ciclo de Krebs en células eucariotas ocurre principalmente en:

  1. Núcleo exclusivamente
  2. Exterior de la pared vegetal
  3. Lumen del retículo rugoso
  4. Matriz mitocondrial
Ver respuesta y solución paso a paso

D. Matriz mitocondrial

  1. La matriz contiene enzimas del ciclo.
  2. La membrana interna alberga la cadena respiratoria.

Por qué sí o por qué no

A. No es el sitio de la ruta.

B. No es su ubicación.

C. No corresponde a Krebs.

D. Es el compartimento habitual de la ruta.

3. Una función central de la fermentación es:

  1. Duplicar necesariamente cromosomas
  2. Crear oxígeno a partir de luz
  3. Regenerar NAD⁺ para sostener glucólisis
  4. Eliminar la necesidad de toda enzima
Ver respuesta y solución paso a paso

C. Regenerar NAD⁺ para sostener glucólisis

  1. NADH debe reoxidarse.
  2. La fermentación regenera NAD⁺ sin una cadena respiratoria típica.

Por qué sí o por qué no

A. No es una ruta de división.

B. Eso corresponde a fotosíntesis oxigénica.

C. Permite continuar la oxidación parcial de glucosa.

D. La fermentación es enzimática.

Fuentes para estudiar y verificar

Completar los 24 pasos y las 12 preguntas →

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