METABOLISMO ANAERÓBICO: GLUCÓLISIS Y FERMENTACIÓN PRÁCTICA UNIDAD TEMÁTICA 10

Transcripción

1 METABOLISMO ANAERÓBICO: GLUCÓLISIS Y FERMENTACIÓN PRÁCTICA UNIDAD TEMÁTICA 10 I. INTRODUCCION. Las células requieren un suministro continuo de energía para llevar a cabo reacciones metabólicas indispensables para su supervivencia; la mayoría de veces, metabolizan glucosa para producir un tipo de energía utilizable, el trifosfato de adenosina o ATP. Las reacciones iniciales para la degradación de la glucosa se denominan: vía glucolítica, y permiten que la glucosa se convierta en dos moléculas de piruvato, a la vez que se produce una ganancia neta de dos moléculas de ATP. Sin embargo, durante este proceso oxidativo (degradación parcial de la glucosa), se transfieren electrones de la glucosa al NAD + y este se convierte a NADH. En un proceso posterior a la glucólisis, denominado respiración celular (proceso oxidativo total), el oxígeno molecular (O 2 ) actúa como aceptor final de los electrones del NADH; pero en ausencia de éste último, ocurre otro proceso denominado fermentación. Durante la fermentación, se generan como productos finales: etanol, dióxido de carbono (CO 2 ) entre otros, dependiendo el organismo que la realice. No se produce más ATP, como ocurre durante la respiración celular, pero sí se regenera el NAD + para que la glucólisis continúe. El hombre ha utilizado estos procesos a su favor, obteniendo productos como: pan, vino y otras bebidas; vinagre, salsa soya, yogur y otros fermentos a partir azúcares, las cuales son transformadas a través de enzimas específicas producidas por diversos microorganismo (levaduras, bacterias, protozoos y otros). En el ser humano, ocurre otro tipo de fermentación, denominada láctica, ya que los productos son: ácido láctico y NAD +. II. OBJETIVOS. Al finalizar el laboratorio el estudiante estará en la capacidad de: 1. Interpretar la utilidad de las reacciones glucolíticas en la producción de energía para las células. 2. Identificar los sustratos utilizables para la vía de la glucólisis. 3. Valorar el proceso de fermentación para permitir la continuidad de la glucólisis en ausencia de oxígeno. 4. Identificar los productos de la fermentación.

2 III. MATERIALES. APORTADOS POR GRUPO DE ESTUDIANTES 10g de Levadura granulada 4 Tubos de ensayo 4 Tubos de hemólisis 3 pipetas de 2 a 5 ml Crayón graso Gradilla APORTADOS POR LA UNIDAD DIDÁCTICA Termómetros Hornilla eléctrica Solución de glucosa al 1% Solución de almidón al 1% Solución de maltosa al 1% Agua destilada 1 Beaker de 500 ml. 3 goteros Jabón líquido por salón 1 rollo de papel mayordomo Frasco con cloro diluido, para descartar material IV. CUESTIONARIO PRELABORATORIO. Nota: Resuélvalo ANTES de ingresar al laboratorio 1. Qué organismos realizan glucólisis? 2. Cuál es la utilidad de la fermentación en condiciones anaeróbicas? 3. Qué tipo de células son las levaduras? 4. Cuál es la importancia de la fermentación para las fibras musculares en caso de un ejercicio intenso? V. PROCEDIMIENTO. 1. Coloque un beaker con agua y caliente a 37 C. 2. Numere 3 tubos de de hemólisis, y agregue 2.1. Tubo 1: 2 ml de agua destilada y ¼ de cucharadita de levadura 2.2. Tubo 2: 2 ml de glucosa y ¼ de cucharadita de levadura 2.3. Tubo 3: 2 ml de almidón y ¼ de cucharadita de levadura 3. Abra el grifo con la menor presión posible (un hilo de agua) y llene los 3 tubos de hemólisis hasta que se forme la convexidad creada por la tensión superficial

3 del agua (menisco). Tenga mucho cuidado de no permitir que se formen corrientes fuertes que introduzcan oxígeno al sistema o rebalses que permitan la pérdida del contenido del tubo de hemólisis. 4. Con el mismo grado de corriente de agua del grifo, llene los tubos de ensayo tomando en cuenta las recomendaciones del llenado con agua de los tubos de hemólisis. 5. Siempre con el agua del grifo corriendo escasamente y cayendo sobre el tubo de ensayo, introduzca rápidamente los tubos de hemólisis invertidos dentro de los tubos de ensayo para formar la Campana de Durham. 6. Observe inmediatamente si existe burbuja de aire en el tubo de hemólisis (el cual se encuentra invertido dentro del tubo de ensayo), si este es el caso, repita el procedimiento. Si no existe aire, continúe con el siguiente paso. 7. Coloque los tubos dentro del beaker durante 30 minutos, teniendo cuidado de que la temperatura sea contante (a 37 C). 8. Observe los cambios en los tubos a lo largo del proceso de incubación, y anote cada 5 minutos la variación observada, utilice un signo negativo (-) al no observar cambio y un signo positivo (+) cuando sí hay. 9. Analice e interprete los resultados obtenidos y concluya. VI. RESULTADOS. TIEMPO (MINUTOS) SUSTRATO CONCLUSIÓN TUBO 1 TUBO 2 TUBO 3

4 VII. CUESTIONARIO POST LABORATORIO. De acuerdo a los resultados obtenidos en el laboratorio, responda las siguientes preguntas: 1. Cuál fue el papel de la levadura en el proceso de fermentación? 2. En qué sitio celular ocurrió el metabolismo de los carbohidratos? 3. Qué carbohidratos fueron los utilizados como sustrato? 4. Cómo afecta el metabolismo de los carbohidratos si se permite la entrada de aire en la campana de Durham durante la inversión de los tubos de hemólisis dentro de los tubos de ensayo? 5. Haga un resumen de la secuencia enzimática del proceso catabólico:

5 6. Explique sí existe alguna(s) diferencia(s) entre fermentación y glucolisis, y por qué. 7. Por qué razón es necesario mantener la temperatura del beaker a 37ºC? 8. PROBLEMA: Hace algunos años un tren de carga volcó y derramó un cargamento de granos. Como el grano ya no servía, se enterró en el terraplén. Aunque no hay escasez de otros alimentos en el lugar, la población local de osos se ha convertido en una molestia porque continuamente desentierra los granos. Las levaduras son comunes en el suelo. Qué crees que le ocurrió a los granos que induce a los osos a desenterrarlos, y qué relación tiene su comportamiento con la evolución cultural humana? VIII. REFERENCIAS. Audesirk, T., G. Audesirk, & B. Byers. (2008). Biología la vida en la Tierra. 8ª. ed.: Pearson Educación, México pp. Bruce, A. (1998). Biología Molecular de la célula. España: Felicia. Becker, W., L. Kleinsmith & J. Hardin. (2007). El Mundo de la Célula. 6ª. ed.:pearson Educación, Madrid. Cooper, G. (2004). La Célula. 2ª. ed.: Marbán S.L., Madrid. Karp, G. (2004). Biología Celular y Molecular. Mc Graw-Hill Interamericana, México. Lodish, H., A. Berk, L. Zipursky, P. Matsudarira, D. Baltimore & J. Darrell. (2002). Biología Celular y Molecular. 4ª ed.: Médica Panamericana pp.