1. Capítulo 8: ¿Cómo liberan las células
energía química?
Prof. Carol V. López
C_lopez_pr@yahoo.com
B_204

2. Introducción
• Los seres vivos necesitan continuamente fuentes de
energía para poder funcionar
– Con este objetivo llevan a cabo reacciones
metabólicas para obtener esa energía necesaria
para poder producir ATP y otras moléculas
indispensables para su supervivencia
• Las células obtienen energía química a partir de la
degradación de moléculas de alimento tales como
carbohidratos, como la glucosa, lípidos y proteínas

3. Introducción
• La energía que la célula obtiene del
ambiente es usualmente obtenida en
forma de energía química en las
moléculas de nutrientes.
• Este tipo de energía necesita ser
convertido a una forma de energía que
pueda ser utilizada por las células.
• Este energía es convertida y almacenada
en forma de ATP.

4. Introducción
• ATP: molécula que actúa como la forma de
almacenaje temporero de la energía para uso celular:
– La energía que utilizan las células proviene
mayormente del ATP es por eso que para efectos
prácticos, impulsa casi todas las actividades que la
célula realiza
– La energía química almacenada en la glucosa, por
ejemplo, es transformada y almacenada a energía
en forma de ATP
– La energía liberada al degradar el ATP es utilizada
para impulsar reacciones en la célula

5. ATP

6. Vías metabólicas para la síntesis de
ATP
• Vías aerobias: emplean oxígeno
– Organismos aerobio
– Respiración aerobia
• Vías anaerobias: se realizan en ausencia
de oxígeno.
– Organismos anaerobio
– Anaerobios facultativos
– Fermentación

7. Introducción: Semejanzas y diferencias
• Tanto la respiración celular aerobia como la
fermentación empiezan con el mismo paso:
Glucolisis
– 1 molécula de glucosa(6) se transforma en 2
moléculas de piruvato (3 carbono)
• Respiración aerobia: finaliza en el
mitocondria, oxígeno acepta los electrones al final
.Termina con 36 o 38 ATP
• Fermentación: termina en el citoplasmas, una
molecula distinta de oxígeno acepta los electrones.
Termina con 2 ATP

8. Fig. 8-2b, p. 124

9. Introducción
• Respiración celular :
– es el proceso mediante el cual las células obtienen
energía a partir de la glucosa y otros compuestos
orgánicos.
– En todos los organismos la degradación de glucosa
para producir ATP.( triofosfato de adenosina)
comienza con el proceso de glucolisis.
– En éste la molécula de glucosa se degrada a dos
moléculas de ácido pirúvico ( piruvato)

10. Glucolisis

11. Continuación
• A partir de este proceso se pueden seguir dos
rutas dependiendo del organismo y la
disponibilidad de oxígeno.
1.Fermentación ausencia de oxígeno, los
organismos anaeróbicos y los anaeróbicos
facultativos convierten el acido pirúvico en
etanol o ácido láctico y CO2
Glucosa 2 ácido pirúvico 2 etanol + 2 CO2
Glucosa 2 ácido pirúvico 2 acido láctico

12. Continuación
2. Respiración Aeróbica En presencia de
oxígeno , los organismos aeróbicos y los
facultativos oxidan el ácido pirúvico formando
CO2, H2O y 36-38 moléculas de ATP
Glucosa: 2 ácido pirúvico  6CO2 + 6H2O + 36-38 ATP

13. Respiración celular aerobia
Glucosa: 2 ácido pirúvico  6CO2 + 6H2O + 36-38 ATP

14. Overview of Aerobic Respiration
• Tres etapas
– Glycolysis
– Formación Acetyl-CoA y Ciclo de Krebs (Ciclo de
Acido Citrico)
– Cadena de transporte de electrones (ATP
formation)
C6H12O6 (glucose) + O2 (oxygen) →
CO2 (carbon dioxide) + H2O (water)
– Las Coenzymas NADH and FADH2 transportan
electrones e hidrógenos

15. Fig. 8-3b, p. 125

16. Glycolysis

17. Glycolysis Formation Citric acid Electron
of cycle transport and
acetyl chemiosmosis
Glucose coenzyme A
Mitochondrion
Acetyl Electron
Citric transport and
coenzym acid
eA chemiosmosi
cycle s
Pyruvate
Fig. 8-2, p. 174

18. glucose Cytoplasm
A The first stage, glycolysis, occurs in
the cell’s cytoplasm. Enzymes convert
ATP Glycolysis 4 ATP ATP
2 ATP a glucose molecule to 2 pyruvate for
(2 net) a net yield of 2 ATP. During the
reactions, 2 NAD+ pick up electrons
2 NADH 2 pyruvate and hydrogen ions, so 2 NADH form.
Mitochondrion
B The second stage occurs in
mitochondria. The 2 pyruvates are
Krebs 6 CO2 converted to acetyl–CoA, which enters
Cycle 2 ATP ATP the Krebs cycle. CO2 forms and leaves
the cell. 2 ATP form. During the
reactions, 8 NAD+ and 2 FAD pick up
electrons and hydrogen ions, so 8
8 NADH, 2 FADH2 NADH and 2 FADH2 also form.
ATP C The third and final stage, electron
transfer phosphorylation, occurs
inside mitochondria. 10 NADH and 2
Electron Transfer FADH 2 donate electrons and
oxygen 32 ATP
Phosphorylation hydrogen ions to electron transfer
chains. Electron fl ow through the
chains sets up H+ gradients that
drive ATP formation. Oxygen accepts
electrons at the end of the chains.
Fig. 8-3a, p. 125

19. Glucolisis
Se forma: 2ATP, 2NADH, 2pirivatos
Ocurre en :citoplasma

20. Fig. 8-4b, p. 127

21. Fig. 8-4b (1), p. 127

22. Fig. 8-4b (2), p. 127

23. Formación acetil CoA, Ciclo de Krebs
Se forma: 6 CO2, 2ATP,8NADH,2FAD
Ocurre: mitocondria

24. Fig. 8-5a, p. 128

25. glucose
(glycolysis)
2 pyruvate
OUTER COMPARTMENT
6 CO2 INNER COMPARTMENT
2 acetyl-CoA 2 ATP Breakdown of 2 pyruvate 6
CO2 yields 2 ATP. Also, 10
8 coenzymes (8 NAD+, 2 FAD)
NADH
are reduced. The coenzymes
Krebs carry hydrogen ions and
Cycle 2 FADH2
electrons to the third stage of
aerobic respiration.
Fig. 8-5b, p. 128

26. Las dos
moléculas de
piruvato se
descarboxilan
(pierden un
Carbon CO2)
dioxide
Pyruvate
NAD+ se reduce a
NADH Coenzyme A Entra a la reacción
Coenzima A
Resumen:Se forman
2 acetil CoA Se forma acetil
2NADH
coenzima A
2CO2
Acetyl coenzyme A (molécula de dos
carbonos)
Fig. 8-5, p. 180

27. Overview of the Citric Acid Cycle
Las dos
moléculas de
acetil CoA entran
al ciclo de krebs)
Resumen:
Se forman:
6NADH
2FADH
2ATP

28. Cadena de transporte de electrones
Se forman 32 ATP
Ocurre : Mitocondrio

29. Cadena de Transporte de electrones
• La mayoría del ATP es formdo durante la
cadena de transporte de electrones en a
respiración aerobia

30. Cadena de transporte de electrones
• Las Coenzymas NADH and FADH2 donan los
electrones y iones H+ a la cadena de transporte de
electrones
• Se forma un gradiente de concentración de iones
de H+ en el compartimiento externo del
mitocondria
• El gradiente de iones de H+ pasa a través de la ATP
sintetasa quien forma ATP a partir de ADP
• Finamente oxígeno acepta los electrones en la
cadena de transporte y se combina con iones de
H+, para formar agua.

31. Electron Transfer Phosphorylation

32. Summary: The Energy Harvest
 Tipicamente, el rompimiento de una
molécula de glucosa permite la formación de
36 ATP
• Glycolysis: 2 ATP
• Acetyl CoA formation and Krebs cycle: 2 ATP
• Electron transfer phosphorylation: 32 ATP

33. Summary: Aerobic Respiration

34. Links Between Photosynthesis
and Aerobic Respiration

35. • Las plantas consumen
oxígeno del exterior
llevando a cabo
respiración celular.
• La fotosíntesis ocurre
en los
cloroplastos, mientras
la respiración celular
ocurre en el
mitocondrio.

36. Vias anaerobias
Fermentación

37. Continuación
• A partir del proceso de glucolisis se pueden
seguir dos rutas dependiendo del organismo y
la disponibilidad de oxígeno.
1.Fermentación ausencia de oxígeno, los
organismos anaeróbicos y los anaeróbicos
facultativos convierten el acido pirúvico en
etanol o ácido láctico y CO2
Glucosa 2 ácido pirúvico 2 etanol + 2 CO2
Glucosa 2 ácido pirúvico 2 acido láctico

38. Fermentación alcohólica
• Este tipo de fermentación ocurre
en levaduras, ciertos hongos y
algunas bacterias, produciéndose Cerveza
CO2 y alcohol etílico (etanol);
ambos productos se usan en la
producción de pan, cerveza y
vino. Vino
Pan

39. Fermentación alcohólica

40. Fermentación láctica
Yogurt
Ácido pirúvico + NADH + H+ ácido láctico + NAD+
• Fermentación láctica- ocurre en algunas bacterias y gracias
a este proceso obtenemos productos de origen lácteo tales
como yogurt, crema agria y quesos.
• Este proceso sucede también en el músculo esqueletal
humano cuando hay deficiencia de oxígeno, como por
ejemplo, durante el ejercicio fuerte y continuo.
• La acumulación del ácido láctico causa el dolor característico
cuando ejercitamos los músculos excesivamente.

41. Fermentación láctica

42. Fermentation

43. Otras rutas metabólicas

44. Otras rutas metabólicas
• Otras moléculas diferentes de glucosa también
son utilizadas como fuentes de energía.
• Rutas metabólicas diferentes pueden convertir
lípidos y proteínas a substancias que entran y
participan de glucolisis o el ciclo de Krebs

45. Alternative Energy Sources
in the Human Body