LA RESPIRACIÓN
El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR, Aquí debemos recordar que todos los sistemas del cuerpo humano, animal y vegetal tienen relación, en este caso hablamos de la relación que hay entre el sistema digestivo y respiratorio. Más adelante profundizaremos en el tema.
Por el momento hablemos de la respiración a nivel microscópico. En la célula así como hay organelos encargados de la digestión, también hay encargados de la respiración, en este caso esta función la cumplen las MITOCONDRIAS. Pero esto no ocurre si no participa la MEMBRANA CELULAR que es la que permite que ocurra el intercambio de gases. Debes recordar que los gases que intervienen en la respiración son el DIOXIDO DE CARBONO (CO2) y el OXÍGENO (O2).
Reacción de la Respiración Celular:
Glucosa + oxígeno producen dioxido de carbono + agua + ATP
En la mitocondria cuando la célula respira se produce una liberación de energía química, cuando el oxígeno llega al interior de las mitocondrias, actúa sobre el alimento y lo rompe en unidades más sencillas para que se libre la energía que el alimento contiene. Como resultado de este proceso se libera CO2 que es eliminado a través de la membrana celular.
La respiración celular es un conjunto de reacciones en las que una sustancia llamada ácido piruvico producido por la glucólisis se convierte en dioxido de carbono y agua. En este proceso se producen grandes cantidades de ATP (adenosín trifosfato). Las reacciones finales de este proceso necesitan oxígeno porque éste actúa como el receptor final de los electrones.
La respiración celular ocurre en 5 pasos:
Lo más importante que debes recordar de este tema es que por este medio se produce el ATP, que es la energía necesaria para que la célula realice los procesos metabolicos que necesita.
Tomado de:
Observa el video que puede aclarar un poco más la información:
Realizar un resumen del video anterior y de los siguientes que apoyan el concepto de respiración celular:
FERMENTACION
La fermentación es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas, en moléculas simples, dentro del metabolismo. Así la fermentación es un proceso catabólico de oxidación que tiene lugar de forma incompleta, siendo además un proceso totalmente anaeróbico (sin presencia de oxígeno), dando como producto final un compuesto de tipo orgánico, el cual caracteriza por lo general, a los distintos tipos de fermentaciones existentes, pudiendo así realizar una clasificación y una diferenciación.
Características
El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato,...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.
Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.
En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.
Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.
En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.
Tipos de Fermentación
Los tipos de fermentación que existen son:
- Alcohólica: Se lleva a cabo fundamentalmente por levaduras del género Saccharomyces, que son Hongos unicelulares que, en dependencia de la especie, se utilizan en la producción de pan, cervezaso vinos.
- Láctica: es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico.
- Acética: es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino.
- Butírica: es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.
Usos
El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en dióxido de carbono para hacer pan. De acuerdo con Steinkraus (1995), la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales:
- Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos.
- Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentaciones alcalinas.
- Enriquecimiento de substratos alimenticios con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas.
- Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia.
- Disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos de combustible.
De acuerdo al tipo de fermentación, algunos productos (ej. alcohol fusel) pueden ser dañinos para la salud. En alquimia, la fermentación es a menudo lo mismo queputrefacción, significando permitir el pudrimiento o la descomposición natural de la sustancia.
Curiosidades
- Desde tiempos de la antigüedad el hombre obtenía bebidas alcohólicas a partir del jugo defrutas y miel, pero ignoraba que aran productos de la fermentación que realizaban algunos microorganismos.
- El término fermentación, a menudo, es erróneamente empleado para designar algunos procesos aerobios de oxidación en que participan las acetobacterias, que trasforman el alcohol en ácido acético. No obstante, estas bacterias, aunque no son fermentativas, se utilizan en la producción industrial de vinagre.
- El CO2 desprendido en el proceso de fermentación de las levaduras, permite el esponjamiento e incremento de la masa del pan, y el alcohol producido, al evaporarse, le confiere su olor característico.
Fuentes
- L/T Biología 4, 10mo grado. Enseñanza preuniversitaria. Editorial Pueblo y Educación. 2005.
Actividades
Para desarrollar en el cuaderno:
- En qué consiste la respiración anaerobia y que se produce
- Por qué se habla de fermentación láctica y de fermentación alcohólica
- Realice una consulta de las aplicaciones industriales de la fermentación láctica y de la alcohólica
- Cuál es le producto de la fotosíntesis
- Por qué la fotosíntesis y la respiración son dos procesos opuestos
- Indique al menos 5 diferencias entre la fotosíntesis de la respiración celular
- Qué papel cumple la respiración celular en todos los seres vivos
- Por qué la respiración es un proceso catabólico
- Cuál es la diferencia entre catabolismo y anabolismo
- Se puede decir que el catabolismo y el anabolismo son procesos complementarios? Explique
- Desarrollar en el cuaderno las actividades planteadas en: nutrición en las plantas
- completar el cuadro
- Laboratorio virtual: las levaduras
- Evaluación en línea para responder y listo!
http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/planta1.htm
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