INTRODUCCIN

Marco teorico:El proceso por el cual las clulas degradan las molculas de alimento para obtener energa recibe el nombre de RESPIRACIN CELULAR.Este implica el desdoblamiento del cido pirvico (producido por la gluclisis) en dixido de carbono y agua, junto a la produccin demolculasde adenosn trifosfato (ATP).En otras palabras, la respiracin celular supone un proceso metablico mediante el cual las clulas reducen eloxgenoy producenenergay agua. Estas reacciones son indispensables para la actividad celular.La liberacin de energa se desarrolla de manera controlada. Una parte de dicha energa se incorpora a las molculas de ATP que, gracias a este proceso, pueden utilizarse enprocesosendotrmicos como el anabolismo (el mantenimiento y desarrollo del organismo).Es posible dividir la respiracin celular en dos tipos: larespiracin aerbicay larespiracin anaerbica.

La respiracin aerbica, cuenta con la presencia de oxgeno, la etapa siguiente de la degradacin de la glucosa es la respiracin, es decir la oxidacin escalonada del cido pirvico a dixido de carbono y agua.Se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la fosforilacin oxidativa (estos dos ltimos procesos transcurren acopladamente).En las clulas eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmtica.

La respiracin anaerbica, consiste en que laclula obtiene energade una sustanciasin utilizar oxgeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiracin anaerbica tambin se le llama fermentacin. Probablemente la respiracin anaerbica ms conocida sea la de laslavadurasde la cerveza, que son hongos unicelulares.Existen dos tipos de respiracin anaerbica: la fermentacin alcohlica y la fermentacin lctica.

Fermentacin alcohlicaEl cido pirvico formado en la gluclisis se convierte anaerbicamente en etanol. En el primer caso se libera dixido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a aceltaldehdo.Este tipo de fermentacin ocurre en levaduras y algunas bacterias.Produce CO2 y alcohol etlico, ambos son usados en la produccin del pan y de la cerveza.

Alcohlica: 2 cido pirvico + 2 NADH = 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+

Fermentacin lcticaEs una ruta metablica anaerbica que ocurre en el citosol de las clulas, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energa y donde el producto de desecho es el cido lctico.Este proceso lo realizan muchas bacterias, hongos y muchos tejidos animales. En el caso de las clulas musculares, la fermentacin lctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxgeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulacin del cido lctico en estas clulas produce la sensacin de cansancio muscular que muchas veces acompaa a esos ejercicios.

En esta reaccin el NADH se oxida y el cido pirvico se reduce transformndose en cido lctico Lctica: 2 cido pirvico + 2 NADH = 2 cido lctico + 2 NAD+

OBJETIVOS:

1. Comprende los procesos de respiracin celular.1. Investiga el efecto de un antimetabolito en la respiracin celular.1. Demuestra la accin de algunos carbohidratos como los facilitadores de la respiracin anaerbica.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALMateriales:Materiales del laboratorio 9 tubos de ensayo pequeos 9 tubos de base grandes Agua destilada Solucin de glucosa al 5% Solucin de fructuosa al 5% Solucin de sacarosa al 5% Solucin de almidn al 5% 3mL de NaF 0.01 molar 3 mL de NaF 0.10 molar Pipetas Gradilla Varilla de vidrio Plumn marcador para vidrio Incubadora a 37CMateriales del estudiante Levadura seca Regla milimetrada

Procedimiento:Fabricacin de un Respirmetro artesanalSe llen con agua uno de los pequeos tubos de ensayo (en el experimento se us la suspensin de levaduras y las otras sustancias en lugar de agua). Se invirti el tubo de ensayo sobre el tubo de base plana. Se hizo rpidamente, de tal manera que se derrame la menor cantidad posible de lquido del tubo de ensayo. Hubo una burbuja de aire y se midi con la regla graduada en milmetros; este contuvo clulas de levadura respirando, el dixido de carbono se tendi a acumular y se desplaz as ms lquido. Despus de un rato, el volumen de la cmara de aire constituy una medida de la cantidad de respiracin a la que tuvo lugar.

Preparacin de las muestras experimentales1. Preparacin de muestras utilizando diferentes carbohidratosSe rotularon los tubos de ensayo numerndolos del 1 al 5 por el lado curvo, se mantuvieron boca abajo mientras se inscriba el nmero. Se llen como indica la siguiente tabla:

REACTIVO12345

Levadura3mL3mL3mL3mL3mL

Agua destilada5mL

Glucosa5mL

Fructuosa5mL

Almidn5mL

Sacarosa5mL

2. Preparacin de muestras utilizando antimetabolitosSe rotularon los tubos de ensayo numerndolos del 1 al 5 por el lado curvo, se mantuvieron boca abajo mientras se inscriba el nmero. Se llen como indica la siguiente tabla:

REACTIVO1234

Levadura3mL3mL3mL3mL

Agua destilada5mL

Glucosa5mL2mL2mL

NaF (0,01 M)3mL

NaF (0,10 M)3mL

Se llenaron los tubos hasta el borde.Se invirti cada tubo de ensayo dentro de un tubo de base plana para armar el respirmetro. Se midi la cmara de aire formada y se anotaron los resultados en la tabla de esta pgina como lectura inicial.Se llevaron los respirmetros a una incubadora a 37C durante una hora. Se volvi a medir la cmara de gas de cada tubo y se anotaron los resultados bajo la columna lectura final en la misma tabla.

Resultados Se enumer los tubos de ensayo y se coloc 3mL de levadura a cada uno.

Se llen cada tubo de ensayo con su respectivo solucin de ambas muestras:

Los tubos de la primera muestra: #1 tubo - 5mL de agua destilada#2 tubo - 5mL de glucosa#3 tubo - 5mL de fructuosa#4 tubo - 5mL de almidon#5 tubo - 5mL de Sacarosa

Los tubos de la segunda muestra:#1 tubo - 5mL de agua destilada#2 tubo - 5mL de glucosa#3 tubo - 2 mL de glucosa y 3 mL de NaF (0,01M)#4 tubo - 2mL de glucosa y 3mL de NaF (0,10 M)

En el caso de la mesa #1 se encargaron de realizar la primera muestra.

Se invirti cada tubo de ensayo del primer experimento en un tubo de base plana para armar un respirometro. Se midi con una regla milimitrada la burbuja de aire del respirometro y se anoto en la columna Longitud inicial de la tabla de resultados.

Se coloc los respirometros en una gradilla que posteriormente se llevo a la incubadora por aproximadamente 1 hora a 37C.

Se retir la gradilla con los respirometros de la incubadora. Se observ y se volvi a medir la cmara de gas de cada tubo y se anoto los resultados en la columna Longitud Final en la misma tabla.

Se hall la produccin de CO2 restando la longitud final de la longitud inicial y se anoto en la columna final de la tabla de resultados.

Tabla de resultados de la muestra 1, fuente de carbohidratos:TuboLongitud Inicial (mm)Longitud Final (mm)(L.final L.inicial) (Produccion de CO2)

14.21472.786

2781

35.3103.598.2

45.57.41.9

59.6103.393.7

Al concluir la muestra 1 se compar los resultados con la mesa #2 y se adquiri los resultados de la muestra 2 de la mesa #3:

Comparando resultados con la mesa #2, fuente de carbohidratos:TuboMesaLongitud inicial (mm)Longitud final (mm)(L.final L.inicial) (Produccion de CO2)

1M14.21472.786

M29101

2M1781

M210270260

3M15.3103.598.2

M26100.494.4

4M15.57.41.9

M2792

5M19.6103.393.7

M2850.542.5

Resultados de la mesa #3, fuente de antimetabolitos:TuboMesaLongitud inicial (mm)Longitud final (mm)(L.final L.inicial) (Produccion de CO2)

1M37.780.3

2M31010191

3M3671

4M3891

TABLA 1:

Tabla 2:

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS:

QU PASA SI NO HAY OXIGENO?Cuando no hay presencia de oxigeno, la glucosa sera degradada en el proceso denominado glucolisis, y pasara a la siguiente fase que es la fermentacion alcoholica para asi obtener alcohol, y eso es lo que se vio en esta prctica.Se producir la combustin o oxidacin de la glucosa, el cual se convertir en acido pirvico y luego de eso, pasara a la fermentacin. Luego de esperar 30 minutos :EL tubo de ensayo que contena la levadura junto con la glucosa (5ml) empez a extenderse hacia arriba, con el mismo color de la levadura, eso demuestra la fermentacin que hubo dentro.La levadura al juntarse con la glucosa, produjo una fermentacin alcohlica lo cual produjo tal resultado que se demuestra en el tubo de ensayo. Y que se midio, 260 mm (muestra de la mesa #2), esto se calcul con la diferencia de la longitud inicial de la muestra y la flongitud final. Se repitio este procedimiento en todos los tubos de ensayo de las muestras.Glucosa + Levadura (Enzima)=Alcohol+CO2 (Anhdrido Carbnico)+ESe libero CO2 y tambien se form alcohol, producto de la fermentacion alcoholica, que se en contr en el tuvo de ensayo donde estuvo la levadura (2do tubo de ensayo)Se percibi un olor a chicha de jora o a queso pasado y este olor debe corresponder a la presencia de alcohol. Donde se puede comprobar claramente los productos de la respiracion anaerbica : CO2 y Alcohol.

POR QU EN LOS RESULTADOS SE OBTUVO DIFERENTES CANTIDADES DE PRODUCCION DE CO2?En la grafica #1 se puede observar que cuando se emplea la glucosa como fuente de energia, hay una cantidad muy baja de CO2, lo cual no es pelculiar en estos casos, lo que se esperaba fue que en presencia de glucosa debo presentarse mayor produccion de C02 debido a que la levadura tiene una mayor preferencia por la glucosa que con otros tipos de fuente de energia o carbohidrato que se utiliz. Las levaduras prefieren la glucosa como fuente de carbono, pues evolutivamente el metabolismo est ms optimizado al catabolismo de glucosa. As, en presencia de una mezcla de fuentes de carbono potenciales diferentes donde est presente la glucosaadaptansu metabolismo a catabolizar prioritariamente la glucosa. Se infiere que la razon por el cual no se haya concordado la practica con la teoria estudiada probablemnte sea por un error de elementos utilizados durante la practica, se infiere que puede que en vez de utilizar glucosa , se utiliz agua por equivocacion, o probablemnte no se tap como debio el tubo de ensayo, habido diversos factores que no podemos identificar con exactitud pero lo que queda claro es que se debio obtener una mayor cantidad de produccion de CO2 en la levadura cuando se mezcl con la glucosa.l catabolismo de Es posible darse cuenta de la diferencia de sustancias en cada tipo de azcar. Ahora bien, en la prctica se utilizo la sacarosa (3ml) pura, sta no contiene la amplia gama de sustancias que le ayudan a la levadura a oxidar de manera ms eficaz y velozmente al carbohidrato, entonces le llevar ms tiempo que si contara con algunas de estas sustancias. Otra cosa importante que se debe tomar en cuenta es el proceso que celula de la levadura lleva a cabo para lograr fermentar la gran gama de carbohidratos que se le atribuyen. En seguida se esquematiza de manera general la manera en la que la celula de la levadura asimila cada carbohidrato:http://www.feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria21/feria283_01_efecto_del_sustrato_en_la_liberacion_de_co2_por_s_.pdf

EXPLICACIN DEL ESQUEMA, SEGUIDO DE LA EXPLICACIO DE LA CANTIDAD DE PRODUCCION DE C02 DE LA SACAROSA.

En este esquema, resaltan algunas ideas como lo es el proceso enzimtico necesario para que algunos carbohidratos puedan ser asimilados por la levadura. Se resalta el hecho de que los disacridos estn unidos mediante enlaces glucosdicos, stos mismos confieren propiedades caractersticas a los hidratos de carbono, entre ellos, de 16 aqu la capacidad de la celula de la levadura para fermentar ciertos sustratos como; en la sacarosa donde el tipo de enlace que une a la glucosa y a la fructosa es alfa (12), el cual se rompe gracias a la accin de la enzima invertasa, misma que est incluida en la celula de la levadura, produiendo liberacin de CO2 y alcohol.En el caso del agua destilada que se empleo con la levadura, vemos en la grafica un produccin de CO2 relativamente bajo, y esto es debido a:

(2) los azucares que no son glucosa para poder ser metabolizados deben convertirse en algun intermediario que pueda ser sintetizados ej: lactosa----glucosa +galactosa(debe convertirse en algun intermediario).

Y esta cita textual nos da la explicacin acerca de porque la sacarosa si pudo lograr la fementacion, porque hay un intermediado

en las muestras usando diferentes carbohidratos:-en el tubo #1 no hay respiracin celular debido a que slo hay levadura y agua, es decir no hay carbohidratos para degradar y no pasa la glucolisis.- en el tubo #2(levadura y glucosa) hay respiracin celular debido a que la glucosa pasa a glucolisis, que produce piruvato y genera grandes cantidades de CO2.- en el tubo #3 (levadura y fructosa) la fructosa est presente en la gluclisis por la tanto genera piruvato que genera la fermentacin alcohlica (evidenciado por el aumento de CO2)- en el tubo #4(levadura y almidn) el almidn, debido a su alto peso molecular, la clula no tubo las enzimas para convertirlo en glucosa, por lo tanto, no pudo lograr hacer glucolisis en el tiempo que se le dio.- en el tubo #5(levadura y sacarosa) la sacarosa es un disacrido formado por glucosa ms fructosa; por lo tanto hay respiracin celular debido a que hay 2 monosacridos y estos son degradados en la gluclisis, por lo tanto generan piruvato que provoca la fermentacin alcohlica: esto se evidencia porel gran aumento de CO2.en las muestras utilizando antimetabolitos:- en el tubo #1 (levadura y agua destilada) no ocurre respiracin celular debido a que no hay carbohidratos que degradar.- en el tubo #2 (levadura y glucosa) ocurre -debido a la glucosa-la gluclisis, generando 2 piruvatos y estos provocan la fermentacin alcohlica, esto se evidencia por el aumento de CO2.- en el tubo #3(NaF al 0.01M, glucosa y levadura) el fluoruro de sodio es el antimetabolito, es decir, inhibe la respiracin celular y acta a nivel de la gluclisis, haciendo que la respiracin celular sea mnima, esto se evidencia por la poca produccin de CO2.- en el tubo #4(NaF al 0.1M, glucosa y levadura) hay mayor grado de inhibicin, por lo tanto la respiracin celular es casi nula, esto pasa por el alto grado de concentracin del antimetabolito.

CONCLUSIONES:

1. Pudimos ver el proceso de respiracion celular empleando levadura y por lo tanto fue una respiracion anaerobica o tambien llamando fermentacion alcoholica.2. Pudimos corroborar que existen inhibidoroes capaces de bloquear el proceso de glucolisis, en este caso empleamos el NaF, que es un inhibidor que actuba inhibiendo el paso de la produccion de 2FOSFOGLICERATO -FOSFOENOLPIRUVATO 3. Si es que no hay carbohidratos que degradar, no ocurre la respiracin celular.4. Si la solucin es de alto peso molecular, se demora ms en realizar la fermentacin.5. La glucosa facilita la respiracin celular.

6. El fluoruro de sodio es inhibidor de la respiracin celular. A mayor concentracin de NaF ms inhibicin para la respiracin celular.

Bibliografas:

De J, del Pino, R. Alvis, D. Liviac, G. Guilln, Biologa Celular y Molecular.2015

De Roberts, Hib&Ponzio. Biologa celular y molecular de Roberts. 15ed.Buenos Aires: Editorial El Ateneo; 2008.

Curtis, Barnes, Sheneck & Massarini. Biologa. 7 ed. Santiago de Chile, Editorial mdica Panamericana, 2009.

(1) es.slideshare.net, Biologa general. Ciencias Agronmicas UES: es.slideshare.net; 2012. Disponible en: http://es.slideshare.net/berosagon/respiracion-celular-12607327(2) genomasur.com, Respiracin celular. Silvia Mrquez: genomasur.com; 2013. Disponible en: http://www.genomasur.com/lecturas/g.htm(3) blogspot.com, Respiracin celular. Natalia Bernal: blogspot.com; 2011. Disponible en: http://larespiracioncelular.blogspot.com/2010/07/fermentacion-lactica-y-alcoholica.html