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2. Tema: Bioenergética II:
Respiración celular
BIOLOGÍA

3. OBJETIVOS
• Analizar la importancia de la respiración celular en los
organismos vivos.
• Comprender las fundamentos y reacciones de la
respiración celular.

4. Mantén en forma tus mitocondrias
https://www.eldiario.es/tumejoryo/
estar_bien/manten-forma-
mitocondrias_1_1155701.html
Las mitocondrias son unos orgánulos en el interior de todas las células del cuerpo. Las mitocondrias llevan a
cabo la llamada respiración celular, en la que convierten la glucosa en una molécula llamada ATP, que aporta la
energía necesaria para las reacciones químicas en nuestro organismo.
Precisamente, uno de los principales identificadores del envejecimiento es cuando las mitocondrias dejan de
funcionar correctamente. Del mismo modo, si fallan las mitocondrias se disparan procesos inflamatorios y
aparecen enfermedades metabólicas bien conocidas, desde la obesidad hasta la aterosclerosis, Alzheimer e
incluso el cáncer.
El origen evolutivo de las mitocondrias es curioso. La teoría más aceptada es que eran células independientes
(tienen su propio ADN) que formaron una simbiosis con otros organismos unicelulares y que con el curso de la
evolución terminaron formado parte de ellos.
Además del envejecimiento, ¿qué afecta a la salud de las mitocondrias? Pues los sospechosos habituales: la falta
de ejercicio físico y el sedentarismo, el tabaco y la contaminación atmosférica, el exceso de grasas y azúcares en
la dieta y, como no, el estrés.
Mantener las mitocondrias en forma es uno de los campos más pujantes en la medicina hoy en día, y cada vez
hay mayor interés en curar y prevenir haciendo caso a estos orgánulos. Esto es lo que puedes hacer:
Intervalos de alta intensidad
Los ejercicios de intervalos de alta intensidad tienen muchas ventajas frente al ejercicio moderado de larga
duración. Pero además se ha observado que los intervalos mejoran la función de las mitocondrias y pueden
prevenir la trombosis. Se ha visto que el ejercicio en general puede reparar el daño producido en las
mitocondrias por una mala dieta .
Sueño
La falta de sueño puede afectar a nuestra salud mucho más de lo que pensamos, especialmente a nuestro
cerebro. La molécula beta amiloide, que interviene en las funciones de las neuronas, puede acumularse cuando
no hay buena calidad del sueño y afectar a las mitocondrias en las neuronas , lo que más tarde contribuye al
Alzheimer.

5. IMPORTANCIA DE LA RESPIRACIÓN CELULAR
Radiación solar
C6H12O6
O2
H2O
CO2
Es parte del “Ciclo del
carbono”, permite que
vuelva a la atmósfera y este
disponible para la
fotosíntesis.
ENERGÍA
CALOR
ATP
ATP
ATP
Es la forma mediante la cual
las células producen la
energía requerida en todas
las actividades biológicas.

6. DEFINICIÓN Y ECUACIÓN GENERAL DE LA RESPIRACIÓN CELULAR
6CO2
C6H12O6
6O2
6H20
DIÓXIDO DE
CARBONO
GLUCOSA AGUA
OXÍGENO
MOLECULAR
PROCESO EXERGÓNICO Libera energía como
calor y una porción importante es
transformada en enlaces químicos de alta
energía. La sustancia más importante que se
sintetiza con valor energético es el ATP.
PROCESO CATABÓLICO Los sustratos
experimentan la ruptura de sus enlaces y se
transforman en sustancias más simples. Las
sustancias orgánicas se transforman en
inorgánicas.
PROCESO CONTINUO. Las reacciones son
constantes e ininterrumpidas. Para propósitos
de estudio se divide en etapas.
38 ADP
ADENOSÍN
DIFOSFATO
38 P
FOSFATO
38 ATP
ADENOSÍN
TRIFOSFATO
PROCESO OXIDATIVO. En algunas reacciones
hay transferencia de electrones y protones de
una sustancia a otra, finalmente el oxígeno es
el aceptor final .
La Respiración aerobia es un proceso redox en el cual se transfieren electrones de la glucosa(que se oxida) al oxígeno que se reduce. Se
producen hasta 36 a 38 moléculas de ATP por cada glucosa. (Eldra Solomon ,Linda Berg & Diana Martin)

7. LOCALIZACIÓN
• Glucólisis
CITOSOL
Matriz
mitocondrial
• Desaminación
• B oxidación
• Acetilación
• Ciclo de Krebs
Membrana
Interna
• Fosforilación
oxidativa
CÉLULA EUCARIOTA
MITOCONDRIA

8. EL ATP (ADENOSÍN TRIFOSFATO)
El adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada
Adenina unida al carbono uno de un azúcar de tipo pentosa , la ribosa y a 3 grupos fosfato.

9. FASE ANAERÓBICA Y FASE AERÓBICA
Glucólisis
Formación
de acetil Ciclo de
Krebs
Fosforilación
oxidativa
Corazón, Hígado, Riñones 2 ATP 2 ATP 34 ATP(Con LGF) 38 ATP
Neurona, Miocito esquelético
2 ATP 2 ATP 32 ATP(con LGM) 36 ATP
Citosol
Mitosol Membrana interna
Mitosol

10. GLUCÓLISIS
Glucosa (6C)
2 Piruvatos
2 ATP
Citosol
NAD+
NADH+H+
2ATP
2ADP
2ADP
P
P
P
P
P
P P P
Pi Pi
2ADP
2 ATP
NAD+
NADH+H+
BALANCE ENERGÉTICO
GASTA 2ATP
PRODUCE 4 ATP,
2NADH+H+
GANANCIA
NETA DE ATP
2ATP
Una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de piruvato, con la formación de ATP y NADH. El proceso es anaerobio.
Fructosa 1,6 bifosfato(6C)
Gliceraldehido fosfato
Difosfoglicerato

11. ACETILACIÓN
Coenzima A
(CoA)
Piruvato (3C)
Acetilcoenzima A
o Acetil-CoA (2C)
Citosol
Mitosol
MITOCONDRIA
CO2
NADH+H+
NAD+
Por cada piruvato que se descarboxila y oxida , se genera 1
grupo acetil-CoA (2C), 1 CO2 y 1 NADH + H+
Es la descarboxilación oxidativa del piruvato, con la formación de Acetil Coenzima A.

12. CICLO DE KRBES
El acetil se oxida a 2 CO2 ,
generando por cada ciclo: 1
ATP , 3 NADH+H+ y
1 FADH2
Serie de reacciones que oxidan el acetil a dos moléculas de CO2 ,de modo que la energía liberada se utiliza en la síntesis de ATP y los
compuestos reducidos NADH y FADH2. El Oxalacetato media la oxidación de muchas moléculas de acetil.
CoA
CICLO
DE
KREBS
OXALACETATO (4C)
NAD+
α CETOGLUTARATO(5C)
SUCCINIL CoA ( 4C)
CITRATO (6C)
NADH+H+
CO2
NAD+ CoA
NADH+H+
CO2
(2C)ACETIL-CoA + H2O
GDP
GTP
ADP
NAD+
NADH+H+
FADH2
FAD
Mitosol
(Matriz Mitocondrial)
SUCCINATO( 4C)
FUMARATO( 4C)
MALATO( 4C)
H2O

13. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
II
NADH+H+ NAD+
I
FADH2
FAD
IV
III
½ O2 H2O
H+ H+
H+
ADP + Pi
ATP
Matriz
mitocondrial
Membrana
interna
Cámara
externa
H+ H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
2H+
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Transporte de electrones (e-) y bombeo de protones ( H+ ) que crean una
gradiente de H+ a través de la membrana mitocondrial interna.
QUIMIÓSMOSIS Síntesis
de ATP impulsada por el
flujo de H+
CoQ
Cit C
1NADH+H+ = 3ATP
1FADH2 = 2ATP
Modo de síntesis de ATP impulsada por las reacciones redox de la cadena respiratoria. Incluye los proceso de transporte de electrones
y quimiósmosis .La energía contenida en los NADH+H+ y FADH2 se transfiere al ATP.

14. LANZADERAS
Piruvato (3C)
Citosol
Mitosol
2 NADH+H+
Permite transportar a la mitocondria los electrones y protones de los NADH+H+ generados en la glucólisis.
Glucosa (6C)
Dihidroxiacetona
2 NAD+ Glicerolfosfato 2FAD
2FADH2
LANZADERA MALATO-ASPARTATO
Aspartato
2 NAD+
Malato
2 NADH+H+
2NAD+
2NADH+H+
Membrana mitocondrial interna
2 ATP
netos Cresta
mitocondrial
(En las neuronas, los músculos, etc.)
(En el corazón, el hígado y los riñones)
LANZADERA GLICEROL FOSFATO

15. BALANCE ENERGÉTICO
GLUCÓLISIS ACETILACIÓN CICLO DE KREBS FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Glucosa (6C)
2 Piruvatos (3C)
Transporte de
electrones y
quimiósmosis
2 ATP 2 ATP 32 o 34 ATP
2CO2
2 AcetilCoA(2C)
H2O
FASE MITOCONDRIAL (AERÓBICA)
FASE CITOSÓLICA (ANAERÓBICA)
O2
4CO2
2 NADH+H+
2 NADH+H+
6 NADH+H+
2 FADH2
18 ATP
4 ATP
4 ATP ó 6 ATP
6 ATP

16. BALANCE ENERGÉTICO
DE LA GLUCÓLISIS
DE LA FORMACIÓN DE ACETIL
DEL CICLO DE KREBS
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
2 ATP
1 NADH+H+ x 2
3 NADH+H+ x 2
1 FADH2 x 2
1 ATP x 2
2 NADH+H+
2 FADH2
6 NADH+H+
2 NADH+H+
2 FADH2 ó 2 NADH+H+
POR LANZADERAS
ENERGÍA
2 ATP
2 ATP
4 ATP
18 ATP
6 ATP
4 ó 6 ATP
4 ATP
POR FOSFORILACIÓN A
NIVEL DEL SUSTRATO
32 o 34 ATP
POR FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA
36 ó 38 ATP

17. FERMENTACIÓN LÁCTICA
Lactobacillus lactis
Regeneración de NAD , por la síntesis de Lactato. Por ejemplo ocurre en las bacterias que se utilizan en la producción de yogur.
2NADH+H+
2NAD+
Lactato
deshidrogenasa

18. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
2CO2
Piruvato
descarboxilasa
2NADH+H+
2NAD
Alcohol
deshidrogenasa
Saccharomyces cerevisiae
Regeneración de NAD , por la síntesis de Etanol y liberación de dióxido de carbono. Por ejemplo ocurre en las levaduras que se utilizan
en la producción de pan y cerveza.

19. PREGUNTA DE EXAMEN DE ADMISIÓN UNMSM 2018 – II
Un intrépido deportista decide nadar entre la costa del Callao y la isla San Lorenzo.
Después de recorrer más de la mitad de la distancia, comienza a sufrir dolor en los
músculos de las piernas y a sentirlas acalambradas. Su entrenador atribuye los
síntomas al acúmulo de lactato en los músculos. ¿Qué le recomendaría hacer para
evitar estos síntomas?
A. Incrementar el ejercicio y usar un algodón con alcohol .
B. Detener el ejercicio e incrementar la glucosa sanguínea .
C. Detener el ejercicio e incrementar el oxígeno sanguíneo .
D. Incrementar el piruvato para evitar la fermentación láctica .
E. Interrumpir el ejercicio e incrementar el ácido pirúvico.

20. BIBLIOGRAFÍA
• Asociación Fondo de Investigadores y Editores. (2013)
Biología, una perspectiva evolutiva. Tomo I. Lima :
Asociación Fondo de Investigadores y Editores-Lumbreras
Editores.
• Curtis, Helena (2008). Biología. Buenos Aires: Editorial
Médica Panamericana
• Solomon, Eldra (2008) Biología. México. D.F: McGraw-Hill
Interamericana.
• Universidad Nacional Mayor de San Marcos Centro
Preuniversitario.(2019) .Biología .Lima: Universidad
Nacional Mayor de San Marcos Fondo Editorial.

21. w w w. ad un i. ed u. p e