Transcript Respiración celular Laboratorio 8 BIOL 3051L

Respiración celular
Laboratorio 8
BIOL 3051L
Objetivos



Entender que es la respiración celular,
su importancia y los pasos principales
de la misma.
Diferenciar entre la respiración aeróbica
y la anaeróbica.
Diferenciar entre la fermentación láctica
y alcohólica, y conocer sus aplicaciones.
Objetivos



Entender como ocurre la fermentación
alcohólica al usar distintos carbohidratos.
Medir la respiración aeróbica en varios
organismos.
Conocer como se lleva a cabo una titilación.
Respiración


La respiración celular es una serie de
reacciones por las cuales la célula
degrada moléculas orgánicas y produce
energía.
Usualmente:
C6H12O6
glucosa
C O2 + H2O + Energía (ATP)
Respiración (cont)




ATP
ADP
La respiración celular sigue distintas
rutas dependiendo si en la célula hay
oxigeno o no.
Respiración aeróbica (oxigeno),
Respiración anaeróbica (sin oxigeno)
En ambos primero ocurre glucólisis
Glucólisis
Ocurre en citoplasma
 Todos los organismos vivos llevan a
cabo la glucólisis
Glucosa + 2Pi + 2ADP +2NAD+
2 Ácidos pirúvicos + 2ATP +
2NADH + 2H+

Glucólisis (cont)



En ausencia de oxígeno, luego de la
glucólisis, se lleva a cabo la fermentación
(respiración celular anaeróbica)
Bacterias (respiración celular anaerobia)
Humanos (respiración celular aeróbica y
anaeróbica)
Respiración celular aeróbica


Es el conjunto de reacciones en las
cuales el ácido pirúvico producido
por la glucólisis se transforma en
CO2 y H2O (36 ATP)
Eucariota (mitocondria: ciclo de
Krebs y cadena de transporte de
electrones)
Mitocondria
Mitocondria :ciclo de Krebs
y cadena de transporte de
electrones
Cadena de transporte de electrones


Es un sistema multienzimático ligado a
membrana que transfiere electrones desde
moléculas orgánicas al oxígeno.
Los electrones producidos en glucólisis y en el
ciclo de Krebs, pasan a niveles mas bajos de
energía y se libera energía que se usa para
formar ATP.
Cadena de transporte
Respiración celular anaeróbica



1.
2.
Ocurre en células que no tienen
oxigeno
Menos eficiente pues solo produce 2
ATP
Existen dos tipos:
Fermentación láctica
Fermentación alcohólica
Fermentación láctica




Ácido pirúvico + NADH + H+
ácido láctico + NAD+
Ocurre en algunas bacterias: aprovechando
esta propiedad se produce yogurt, crema
agria y quesos.
Algunos protozoarios
Músculo esqueletal humano (cuando hay
deficiencia de oxígeno), la acumulación de
ácido láctico causa el dolor característico.
Fermentación láctica
Yogurt
Fermentación alcohólica

Ocurre en levaduras, otros hongos y
algunas bacterias, produciendo alcohol
(etanol) y CO2. Se usa para obtener
varios alimentos como
el pan, la
cerveza y el vino.
Ácido pirúvico
acetaldehído + CO2
Acetaldehído + NADH + H+
etanol + NAD+
Fermentación alcohólica
Cerveza
Vino
Pan
Resumen (Respiración)
Diferencias entre respiración celular
aeróbica y anaeróbica


La diferencia básica es la cantidad de
moléculas de ATP que se producen.
En la respiración celular anaeróbica, los
hidrógenos (electrones) pasan al piruvato
para formar el ácido láctico y el etanol,
mientras que en la aeróbica, los hidrógenos
pasan a la cadena de transporte de
electrones para formar ATP
Diferencias entre respiración (cont)


En la respiración aeróbica, el piruvato, al
pasar por el ciclo de Krebs, produce
hidrógenos adicionales que pasan también a
la cadena de transporte de electrones para
formar ATP.
Por lo anterior, en la respiración aeróbica se
termina con 36 ATP mientras que en la
anaeróbica se extraen 2 ATP
Ejercicio 1. Respiración anaerobia
A. Fermentación alcohólica en levaduras

La levadura es capaz de llevar a cabo
respiración aerobia y anaerobia

Sacharomyces cerevisiae (pan, cerveza)

Fermentación alcohólica produce; bióxido
de carbono (efervescencia en cerveza y
crecimiento del pan) y alcohol (presente en
cerveza y vinos)
Procedimiento
1. Prepare una suspensión de levadura
por laboratorio mezclando:

Un paquete de levadura

2 g de sacarosa o melaza

100 ml de agua tibia
2. Rotule 4 tubos del 1-4. Añada y
mezcle bien lo siguiente:
Procedimiento (cont)
Tubo 1: 2 ml de solución de sacarosa +
ml de suspensión de levadura
Tubo 2: 2 ml de solución de galactosa +
ml de suspensión de levadura
Tubo 3: 2 ml de solución de maltosa +
ml de suspensión de levadura
Tubo 4: 2 ml de solución de lactosa +
ml de suspensión de levadura
2
2
2
2
Procedimiento (cont)
3. Para cada tubo:
a. Llene una pipeta graduada con la solución
del tubo
b. Tape el extremo con el dedo mientras sella el
lado opuesto con papel de parafina
c. Utilizando la pipeta “pasteur”, llene la pipeta
graduada con la solución hasta que se
desborde
d. Invierta la pipeta, colocándola en el tubo de
ensayo
Procedimiento (cont)
4. Durante la fermentación, el CO2 subirá
y se acumulara en el extremo superior
de la pipeta. Anote la producción de
CO2 en cada pipeta a intervalos de 5
minutos por 20 minutos (mirar tabla).
Esta formación de gas es lo que va a
medir (en ml) y anotar en la siguiente
tabla:
Procedimiento (cont)
Tabla 1. Resultados producción de CO2 en la fermentación
Tiempo (en
minutos)
5
10
15
20
Tubo 1
Tubo 2
Tubo 3
Tubo 4
Procedimiento (cont)
5. Cuál fue la producción final de CO2
(ml/20 minutos) para cada tubo?
6. Que tipo de fermentación ocurrió?
7. La levadura puede usar diferentes
carbohidratos para la fermentación?
Analice los resultados según la
composición química de los azúcares
usados.
8. Que pasaba si no sellaba con parafina
ambos extremos de la pipeta?
Ejercicio 2. Respiración aeróbica
A. Respiración celular en plantas y animales

Recuerde que en la respiración celular se
produce CO2, agua y 36 ATP.

Se usarán organismos que viven en agua
dulce, que al liberar CO2 producen ácido
carbónico en el agua (medición con
fenoltaleína)

Se compara la respiración celular en una
planta acuática en oscuridad y en luz para
determinar si se lleva a cabo respiración
celular en todo momento.
Procedimiento
1. Determine los volúmenes de los organismos
que se van a utilizar en este experimento, y
anote la información en la tabla 2. Los
pasos a seguir para determinar el volumen
del organismo son los siguientes:
a. Añada el organismo a un vaso (beaker)
pequeño con 50 ml de agua
b. Haga una marca donde queda el menisco
c. Remueva el organismo
Procedimiento
d. Con una pipeta completamente llena, añada
agua hasta llegar a la marca
e. La lectura en la pipeta será el volumen del
organismo
f. Repita para cada organismo
2. Rotule cinco vasos (150 ml) de 1-5, y añada
lo siguiente a cada uno:
1: 100 ml de agua + 1 pez o camarón
2: 100 ml de agua + 1 caracol grande
Procedimiento (cont)
3: 100 ml de agua + 5 cm de Elodea fresca.
4: 100 ml de agua + 5 cm de Elodea fresca.
5: 100 ml de agua.
Nota: es importante tratar el agua con anticloro
antes de añadir los animales
Procedimiento (cont)
3. Tape la boca de los vasos con papel de aluminio,
excepto el vaso 4 que se cubrirá por completo para
mantener la Elodea en oscuridad.
4. Coloque el vaso 3 cerca de la bombilla.
5. Después, de 30 minutos remueva los organismos y
devuélvalos a los recipientes correspondientes en la
mesa del instructor.
6. Transfiera 25 ml de la solución del vaso 1 a un vaso
pequeño.
7. Añada cuatro gotas de fenolftaleína y mezcle.
Procedimiento (cont)
8. Llene la pipeta de titilación con la solución de
0.0025 M de NaOH.
9. Titule hasta observar un color rosa pálido
persistente, dejando caer gotas de la
solución de NaOH en el vaso mientras
mueve este de forma giratoria para mezclar.
Previo a este punto, podrá observar que al
añadir gotas de NaOH se ve un color rosado
que desaparece.
10. Anote la cantidad de NaOH que se utilizó en
la tabla 2
Procedimiento (cont)
11. Repita el proceso con los otros vasos.
12. Calcule la producción de CO2 para cada
vaso utilizando la siguiente ecuación:
Producción de CO2= [ml NaOH (experimental) – ml NaOH (control*)] X 2.5 ml NaOH
Volumen del organismo (ml)
* Al titular agua del vaso 5.
Procedimiento (cont)
13. Coloque los resultados en la tabla 2.
Tabla 2. Resultados respiración celular aeróbica en plantas y animales
Vaso de
Organismo
precipitado
1
Pez o
camarón
2
Caracol
3
Elodea (en
4
Elodea (en
5
Agua
(control)
luz)
oscuridad)
NaOH
(ml)
Volumen del
organismo
(ml)
Cantidad
de CO2
(ml)
Procedimiento (cont)
14. Cuál organismo tiene un metabolismo más alto?
15. Cuál organismo tiene un metabolismo más bajo?
16. Qué indican los resultados?
17. Compare los resultados de Elodea en la oscuridad y
en la luz. Cuál tiene una mayor tasa de respiración
celular? Por qué?
18. Identifique lo siguiente para este experimento:
hipótesis, variables dependiente e independiente,
réplicas, control.