Ejercicios: Metabolismo: respiración y fermentación

Diferenciá anabolismo de catabolismo. Para cada uno, indicá si consume o libera energía y dá un ejemplo de proceso. Luego clasificá la digestión de la glucosa para obtener ATP y la síntesis de proteínas musculares como anabólicas o catabólicas.

Ordená las siguientes etapas de la respiración celular aeróbica de la glucosa según ocurren y, para cada una, indicá en qué parte de la célula se desarrolla: cadena respiratoria, glucólisis, ciclo de Krebs.

Escribí la ecuación global de la respiración celular de la glucosa con las fórmulas químicas de reactivos y productos, e indicá cuál es el aceptor final de electrones. Luego nombrá un alimento o bebida cotidiana que se obtenga por fermentación y el microorganismo que la produce.

Completá el balance de la glucólisis de una molécula de glucosa: indicá cuántas moléculas de piruvato se forman, cuántas de ATP se consumen y se producen en total (y por lo tanto el rendimiento neto), y cuántas de NADH se generan. Explicá en qué etapa de la glucólisis se invierte ATP y en cuál se genera.

Santino hace masa de pan con levadura y observa que la masa aumenta de volumen. (a) Escribí la ecuación de la fermentación alcohólica de la glucosa. (b) Explicá por qué la masa crece y por qué el alcohol no queda en el pan horneado. (c) Indicá el rendimiento neto de ATP por molécula de glucosa en este proceso.

Durante un sprint intenso, las células musculares de Agustina reciben poco oxígeno y obtienen energía por fermentación láctica. (a) Escribí qué sustancia se produce a partir del piruvato. (b) Compará el rendimiento de ATP por glucosa con el de la respiración aeróbica, suponiendo que esta rinde unos 30 a 32 ATP. (c) Explicá por qué el organismo recurre a esta vía aunque rinda menos.

Una célula consume 5 moléculas de glucosa por segundo en condiciones aeróbicas, con un rendimiento de 30 ATP por glucosa. Luego el oxígeno se agota y pasa a fermentación láctica con el mismo consumo de glucosa. (a) Calculá la producción de ATP por segundo en cada situación. (b) Calculá cuántas moléculas de glucosa por segundo necesitaría consumir en fermentación para igualar la producción aeróbica. (c) Analizá qué consecuencias tendría para la célula y para el consumo de las reservas de glucosa.

Un grupo de estudiantes compara dos cultivos de levadura con la misma cantidad inicial de glucosa: uno con aireación abundante y otro cerrado, sin oxígeno. Después de unas horas, el cultivo aireado tiene mucha más biomasa de levadura, y el cerrado produjo más alcohol y gas. Explicá este resultado relacionando las vías metabólicas (respiración y fermentación), el rendimiento de ATP por glucosa y el destino del carbono. Indicá qué cultivo elegirías para producir cerveza y cuál para producir levadura de panadería, y justificá.