Respiración anaeróbica
La respiración celular es un conjunto de reacciones y procesos metabólicos que tienen lugar en las células de los organismos para convertir la energía bioquímica de los nutrientes en ATP, y luego liberar los productos de desecho. Las reacciones implicadas en la respiración son reacciones catabólicas, que rompen moléculas grandes en otras más pequeñas, liberando energía en el proceso. Estos procesos requieren un gran número de enzimas, cada una de las cuales realiza una reacción química específica. Debido a las leyes de la termodinámica comentadas en el capítulo sobre las enzimas, cada vez que la energía se convierte de una forma a otra, parte de la energía se pierde en forma de calor. Esto significa que durante cada una de estas reacciones catalizadas por enzimas, parte de la energía original de la molécula de azúcar se pierde en forma de calor.
La respiración aeróbica requiere oxígeno. Esta es la razón por la que respiramos el oxígeno del aire. Este tipo de respiración libera una gran cantidad de energía de la glucosa que puede almacenarse como ATP. La respiración aeróbica se produce constantemente en los animales y las plantas, donde la mayoría de las reacciones tienen lugar en las mitocondrias. Incluso algunos procariotas pueden realizar la respiración aeróbica (aunque como los procariotas no contienen mitocondrias, las reacciones son ligeramente diferentes). La fórmula química general de la respiración aeróbica puede escribirse como
Diagrama de la respiración celular
Como profesores, todos tenemos ese tema que odiamos enseñar. Para mí, es la fotosíntesis y la respiración celular. En la escuela secundaria aprenden lo básico: las plantas necesitan agua, dióxido de carbono y luz solar, y a su vez crean oxígeno y glucosa. Luego la glucosa se descompone y se convierte en energía. Fin de la historia.
En la universidad o en biología AP, los estudiantes tienen que aprender los detalles de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. La bioquímica puede hacer que tus ojos se vuelvan vidriosos. Siempre me ha costado averiguar qué es exactamente lo que hay que cubrir para el estudiante medio de secundaria. ¿Cuál es el “término medio” que puedo cubrir para darles algo más que la fórmula básica, pero sin que se sientan abrumados?
1. Cuando introduzco el tema de la respiración celular, suelo utilizar el azul de bromotimol como demostración. Llene un vaso de precipitados con unos 150mL de agua y 2mL de azul de bromotimol. Explique a los alumnos que el azul de bromotimol es un indicador de pH y que cambiará de azul a verde a medida que la solución se vuelva más ácida. Pida a un voluntario que sople con una pajita en el vaso de precipitados. Cronometra el tiempo que tarda en cambiar de azul a verde. A continuación, repite el experimento, pero antes de permitirles soplar en la pajita, haz que el alumno haga algunos saltos, flexiones o algo para poner en marcha su corazón. Pregunta a la clase: ¿crees que el color tardará más o menos tiempo en cambiar de azul a verde? ¿Por qué?
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La respiración celular es el proceso por el cual los combustibles biológicos se oxidan en presencia de un aceptor de electrones inorgánico como el oxígeno para producir grandes cantidades de energía, para impulsar la producción masiva de ATP. La respiración celular puede describirse como un conjunto de reacciones y procesos metabólicos que tienen lugar en las células de los organismos para convertir la energía química de los nutrientes en trifosfato de adenosina (ATP), y luego liberar los productos de desecho[1].
Las reacciones implicadas en la respiración son reacciones catabólicas, que rompen moléculas grandes en otras más pequeñas, liberando energía. La respiración es una de las principales formas en que una célula libera energía química para alimentar la actividad celular. La reacción global se produce en una serie de pasos bioquímicos, algunos de los cuales son reacciones redox. Aunque la respiración celular es técnicamente una reacción de combustión, es una reacción inusual debido a la liberación lenta y controlada de energía de la serie de reacciones.
Ecuación de la respiración celular
Los alumnos aprenden los fundamentos de la respiración celular. A través de la actividad práctica asociada, también aprenden sobre la aplicación de la respiración celular a la ingeniería y la biorremediación. Además, se les presenta el proceso de biorremediación y ejemplos de cómo se utiliza la biorremediación durante la limpieza de contaminantes ambientales.
En la biorremediación, las bacterias digieren los compuestos tóxicos y los descomponen en subproductos inofensivos en un proceso análogo a la forma en que los humanos comen, respiran y producen residuos. Los ingenieros pueden controlar si se está produciendo la biorremediación midiendo la disminución de lo que las bacterias “inhalan” y el aumento de lo que “exhalan”. Medir estos resultados de las funciones celulares es un proceso generalmente más fácil que tratar de llevar la cuenta de la cantidad real de material tóxico existente. En la biorremediación, los ingenieros promueven el crecimiento de células que descomponen los compuestos tóxicos en subproductos inofensivos. Al comprender cómo “respiran” las células, los ingenieros pueden controlar el crecimiento celular midiendo los cambios en la concentración de sustancias químicas que las bacterias “inhalan” y “exhalan”.