Capítulo 8 Aprovechamiento de la energía: glucólisis y respiración celular Lecture Outlines by Gregory Ahearn, University of North Florida Copyright © 2011 Pearson Education Inc. 8.1 ¿Cómo obtienen energía las células? energía del Sol fotosíntesis 6 CO2 6 H2O 6 O2 respiracion C6H12O6 glicólisis celular ATP Fig. 8-1 Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. 8.1 ¿Cómo obtienen energía las células? La glucosa es una molécula clave de almacenamiento de energía Todas las células metabolizan glucosa La energía se almacena en largas cadenas de glucosa (almidón, glucógeno, o como grasa) Estas moléculas se convierten en glucosa para producir ATP C6H12O6 + 6 O2 Biology: Life on Earth, 9e 6 CO2 + 6 H2O + ATP + calor Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Degradación de la Glucosa • La primera etapa es la glucólisis Ocurre en el citoplasma, en condiciones aeróbicas (con oxígeno) o anaeróbicas (sin oxígeno) Se producen dos moléculas de ATP Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Degradación de la Glucosa • La segunda etapa (condición aeróbica) es la respiración celular Ocurre en la mitocondria Dos moléculas de piruvato se rompen en seis moléculas de dióxido de carbono y seis moléculas de agua Por cada dos moléculas de piruvato, se producen 34 o 36 moléculas adicionales de ATP Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Degradación de la Glucosa • En condición anaeróbica la segunda etapa es la fermentación – No produce ATP – El piruvato permanece en el citoplasma y se convierte en lactato o etanol + CO2 Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Resumen de la degradación de la glucosa (fluído glucosa citoplasmático) glicólisis 2 ATP lactato fermentación 2 piruvato O2disponible IO2 no disponible etanol + CO2 6 O2 respiración celular 6 CO2 34 o ATP 36 6 H2O mitocondria Biology: Life on Earth, 9e Fig. 8-2 Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Glucólisis 2 ATP, 2 NADH y 2 C3H4O3 Dinucleótido de nicotinamida y adenina Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. La glucólisis comprende dos etapas Activación de glucosa Toma de la energía 2 ATP C C C C C C glucosa 4 ADP 2 ADP C C C C C C P fructosa bifosfato 1 Activación de la glucosa P 4 ATP 2 C C C G3P P 2 C C C piruvato 2 NAD+ 2 NADH 2 Toma de energía Fig. 8-3 Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. 8.2 ¿Qué pasa durante la glucólisis? 1- Activación de glucosa Formación de la fructosa 1,6-bifosfato (se pierden 2 ATP) Formación del fosfogliceraldehido (PGAL) 2- Toma de energía Formación del fosfoglicerato y 2 NADH Formación del fosfoenolpiruvato (se ganan 2 ATP) Formación del Piruvato (se ganan 2 ATP) Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Glucólisis Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Inc. Fig.Education 8-4b (1), p. 127 Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Inc. Fig.Education 8-4b (2), p. 127 8.3 ¿Qué pasa durante la respiración celular? 1. El piruvato se degrada en la matriz mitocondrial, liberando energía y CO2 2. Los electrones energizados viajan a través de la cadena de transporte de electrones 3. Se genera ATP por quimiósmosis Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Mitocondria matriz membrana interna espacio intermembrana membrana externa Biology: Life on Earth, 9e Fig. 8-4 Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Respiración celular C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP 1.Glucólisis 2.Formación del acetil CoA 3.Ciclo de Krebs 4.Cadena transportadora de electrones 36-38 ATP Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Fig. Education Inc. 8-3b, p. 125 Respiración aeróbica 1. Glucólisis: 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH 2. Formación de acetil CoA: 2 NADH + 2 CO2 3. Ciclo de Krebs: 2 ATP, 6 NADH y 2 FAD H2 + 4 CO2 4. Cadena transportadora de electrones: 32-34 ATP (3 ATP x cada NADH, 2 ATP x cada FADH2) FADH2: Dinucleótido de flavina-adenina Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Formación de Acetil-Co y Ciclo de Krebs Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Cadena Transportadora de Electrones (ETC) 1. Los electrones energizados recorren la ETC 2. La acumulación de H+ en el espacio intermembrana se usa para generar ATP por quimiósmosis 3. Al final de la CTE, los electrones que no tienen energía se transfieren al oxígeno, que funciona como un aceptor de electrones y se forma agua. Por cada dos electrones que pasan por la CTE se produce una molécula de agua Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Cadena de transporte de electrones (matriz) ADP + P H+ 3 1 NADH 2 e– 2 e– FADH2 NAD+ 1 2 O2 + 2 H+ + 2 e– FAD ATP 4 H2O ATP sintasa (membrana interna) ETC H+ 2 H+ H+ H+ (espacio intermembrana) Biology: Life on Earth, 9e H+ H+ Fig. 8-6 Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Resumen Respiración celular glucosa (Fluído citoplasmático) glucólisis 2 NADH 2 ATP 2 piruvato mitocondria CoA 2 NADH 2 CO2 2 acetyl CoA 6 NADH Ciclo de Krebs 2 ATP 2 FADH2 4 CO2 O2 H2O Cadena de transporte de electrones Biology: Life on Earth, 9e 32 or ATP 34 total: 36 o 38 ATP Fig. 8-7 Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Resumen Respiración celular Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. 8.4 ¿Qué pasa en la fermentación? Ocurre en condiciones anaeróbicas La fermentación total no produce ATP, pero es necesaria para regenerar NAD+ La fermentación láctica produce ácido láctico a partir del piruvato La fermentación alcohólica genera alcohol y CO2 a partir de piruvato Los organismos anaeróbicos que dependen de la fermentación deben consumir más azúcar Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Fermentación láctica Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Ácido láctico y ejercicio Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc. Fermentación alcohólica Biology: Life on Earth, 9e Copyright © 2011 Pearson Education Inc.