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Biología · 2.º de Bachillerato · PAU

Fermentación y beta-oxidación

Cómo continúa la glucólisis cuando el NADH no se puede reoxidar por una cadena, qué separa la fermentación de la respiración y cómo entran los ácidos grasos en la respiración. Lee y juega con cada figura.

  • 13 min de lectura
  • 9 figuras interactivas
  • 3 ejercicios resueltos
¡lee y juega!

La idea que conecta estos procesos es esta: para continuar oxidando nutrientes, la célula debe recuperar los transportadores de electrones en su forma oxidada.

Por ejemplo, cuando el NAD⁺ capta electrones, se transforma en NADH. Para volver a utilizarlo, es necesario que el NADH ceda esos electrones y se regenere el NAD⁺.

  • En la respiración, los electrones pasan por una cadena de transporte de electrones.
  • En la fermentación, los electrones se transfieren a una molécula orgánica sin pasar por una cadena respiratoria.

Esta diferencia explica tanto la función de las fermentaciones como su bajo rendimiento energético.

Antes de empezar…

¿Qué tienen en común el pan y un esprint?

La levadura hace subir la masa del pan. Un músculo que hace un esprint acumula lactato. Parecen dos historias distintas, pero empiezan con el mismo problema: la glucólisis gasta NAD⁺, y la célula solo tiene una reserva limitada.

Si el NADH no vuelve a ser NAD⁺, la glucólisis se para aunque haya glucosa. La fermentación es una manera de recuperarlo: los electrones del NADH pasan a una molécula orgánica, como el piruvato o el acetaldehído.

Pruébalo con una reserva de 10 NAD⁺: haz llegar glucosas una a una, primero sin reciclaje y después con fermentación láctica.

Míralo en 40 segundos

Ahora pruébalo tú:

Modelo simplificado: 10 unidades de NAD⁺, sin síntesis de NAD⁺ nuevo ni ninguna otra ruta que lo regenere.

01

¿Por qué hay que regenerar el NAD⁺?

La glucólisis tiene lugar en el citosol y transforma una glucosa, de seis carbonos, en dos piruvatos, de tres carbonos cada uno.

Por cada glucosa, el balance neto de la glucólisis es:

Producto Cantidad
Piruvato 2
ATP neto 2
NADH 2

La glucólisis produce cuatro ATP, pero antes ha consumido dos. Por eso la ganancia neta es de dos ATP por glucosa.

Durante la glucólisis, dos moléculas de NAD⁺ se reducen a dos de NADH. Si el NADH no vuelve a oxidarse, disminuye la disponibilidad de NAD⁺.

La relación de causa y consecuencia es:

No se regenera NAD⁺ → falta NAD⁺ para la glucólisis → la glucólisis se detiene → deja de producirse ATP por esta vía.

La fermentación evita este bloqueo: utiliza el NADH para reducir una molécula orgánica y, así, recupera el NAD⁺.

La función clave de la fermentación es permitir que continúe la glucólisis. Las reacciones posteriores a la glucólisis no aportan ATP adicional en las fermentaciones láctica y alcohólica.

02

Fermentación láctica

¿Qué entra y qué se obtiene?

El piruvato recibe los electrones del NADH y se transforma en lactato. Al mismo tiempo, el NADH se oxida a NAD⁺.

Por cada glucosa, la reacción posterior a la glucólisis es:

2 piruvatos + 2 NADH + 2 H⁺ → 2 lactatos + 2 NAD⁺

Por tanto:

  • Entradas de esta reacción: dos piruvatos y dos NADH.
  • Productos: dos lactatos y dos NAD⁺ regenerados.
  • Localización: citosol.
  • ATP producido en esta reacción: ninguno.

Si contamos la glucólisis y la fermentación conjuntamente:

1 glucosa → 2 lactatos, con una ganancia neta de 2 ATP

Este esquema resume el destino del carbono y el rendimiento energético; no es una ecuación química completa.

¿Por qué no se libera CO₂?

Cada piruvato tiene tres carbonos y cada lactato también tiene tres. Como no se pierde ningún carbono durante esta conversión, no se produce CO₂.

Los seis carbonos de la glucosa quedan repartidos entre los dos lactatos.

¿Dónde se produce?

Es característica de diversas bacterias, como las que intervienen en la elaboración del yogur. También se produce en las células musculares humanas cuando la capacidad de oxidar el NADH mediante la respiración no es suficiente para el ritmo de la glucólisis.

En este caso:

Aumenta mucho la demanda de ATP → se acelera la glucólisis → se forma NADH rápidamente → la formación de lactato ayuda a regenerar NAD⁺ → la glucólisis puede continuar.

No hay que interpretarlo siempre como una ausencia total de oxígeno: puede haber oxígeno, pero la capacidad respiratoria resultar insuficiente para el ritmo metabólico.

03

Fermentación alcohólica

En esta fermentación, el piruvato se transforma en etanol en dos etapas.

Primera etapa: el piruvato pierde un carbono

Cada piruvato, de tres carbonos, pierde un carbono en forma de CO₂ y origina acetaldehído, de dos carbonos:

2 piruvatos → 2 acetaldehídos + 2 CO₂

Segunda etapa: se regenera el NAD⁺

El acetaldehído recibe los electrones del NADH y se reduce a etanol:

2 acetaldehídos + 2 NADH + 2 H⁺ → 2 etanoles + 2 NAD⁺

Por cada glucosa:

  • Entradas de las reacciones posteriores a la glucólisis: dos piruvatos y dos NADH.
  • Productos: dos etanoles, dos CO₂ y dos NAD⁺ regenerados.
  • Localización: citosol.
  • ATP producido después de la glucólisis: ninguno.

El resultado conjunto es:

1 glucosa → 2 etanoles + 2 CO₂, con una ganancia neta de 2 ATP

De nuevo, es un esquema del destino del carbono y del rendimiento energético.

¿Por qué se libera CO₂?

La glucosa tiene seis carbonos. Los dos etanoles conservan cuatro en total. Los otros dos carbonos se liberan como dos moléculas de CO₂.

Esta fermentación es característica de las levaduras. En la elaboración del pan, el CO₂ queda retenido en la masa y contribuye a que aumente de volumen.

04

Comparación de las dos fermentaciones

Característica Láctica Alcohólica
Punto de partida después de la glucólisis 2 piruvatos 2 piruvatos
Molécula que recibe los electrones del NADH Piruvato Acetaldehído
Producto orgánico final 2 lactatos 2 etanoles
CO₂ producido por glucosa 0 2
NAD⁺ regenerado por glucosa 2 2
Localización Citosol Citosol
ATP neto por glucosa, incluida la glucólisis 2 2

En ambas, el NADH formado en la glucólisis se consume en las reacciones fermentativas. Por eso no hay una acumulación neta de este NADH ni un consumo neto del NAD⁺: el transportador se reutiliza.

Ejemplo resuelto: balance de una fermentación alcohólica

Unas levaduras fermentan completamente 5 mmol de glucosa. ¿Qué productos y qué ganancia neta de ATP se esperan?

Por cada glucosa se obtienen dos etanoles, dos CO₂ y dos ATP netos. Por tanto:

  • Etanol: 5×2=105 \times 2 = 10 mmol.
  • CO₂: 5×2=105 \times 2 = 10 mmol.
  • ATP neto: 5×2=105 \times 2 = 10 mmol.

Además, durante la glucólisis se forman 10 mmol de NADH, que después se utilizan para regenerar 10 mmol de NAD⁺.

Los 10 mmol de ATP proceden de la glucólisis, no de la conversión de acetaldehído en etanol.

05

Fermentación, respiración aeróbica y respiración anaeróbica

La ausencia de oxígeno no es suficiente para identificar una fermentación, porque también existe la respiración anaeróbica.

La pregunta decisiva es: ¿se utiliza una cadena respiratoria en este proceso? Si se utiliza, hay que identificar el aceptor final de electrones. Un mismo organismo puede disponer de cadena y, en otras condiciones, fermentar; hay que identificar la vía que está utilizando.

Característica Fermentación Respiración aeróbica Respiración anaeróbica
Uso de cadena respiratoria en el proceso No Sí Sí
Aceptor de los electrones Molécula orgánica, como el piruvato o el acetaldehído O₂ Un aceptor distinto del O₂, como el nitrato o el sulfato
Gradiente de protones generado por la cadena No Sí Sí
ATP por fosforilación oxidativa No Sí Sí
ATP por glucosa 2 en las fermentaciones estudiadas Muy superior a 2 Variable según el proceso

En los ejemplos habituales de respiración anaeróbica, los aceptores son compuestos inorgánicos. Sin embargo, el criterio general más seguro para distinguir respiración y fermentación es el uso o no de una cadena respiratoria en el proceso estudiado.

Respiración aeróbica

El oxígeno es el aceptor final de los electrones y se reduce para formar agua.

Los electrones circulan por la cadena → se genera un gradiente de protones → la ATP-sintasa aprovecha este gradiente → se produce ATP por fosforilación oxidativa.

La célula puede oxidar mucho más completamente el nutriente. Por eso obtiene mucha más energía que con la fermentación, en la que buena parte de la energía química queda en el lactato o en el etanol.

Respiración anaeróbica

Hay cadena respiratoria, pero el aceptor final no es el oxígeno. Es propia de determinados microorganismos.

Otro aceptor recibe los electrones → la cadena puede funcionar sin O₂ → se puede generar un gradiente de protones → se puede sintetizar ATP por fosforilación oxidativa.

El rendimiento depende del aceptor final y de la cadena utilizada; no hay un único valor aplicable a todas las respiraciones anaeróbicas.

Ejemplo resuelto: identificar el proceso a partir de datos

Una bacteria crece sin oxígeno y utiliza una cadena de transporte de electrones con nitrato como aceptor final.

La conclusión es respiración anaeróbica, no fermentación:

  1. La ausencia de O₂ descarta la respiración aeróbica.
  2. El uso de la cadena respiratoria en este proceso identifica una respiración.
  3. El nitrato actúa como aceptor final de electrones.
06

β-oxidación: ¿cómo entran los ácidos grasos en el metabolismo respiratorio?

La β-oxidación es una vía que degrada los ácidos grasos en fragmentos de dos carbonos, que se obtienen en forma de acetil-CoA.

En las células animales, la vía mitocondrial tiene lugar en la matriz mitocondrial. Antes de empezar, el ácido graso debe activarse, uniéndose al coenzima A. Los ácidos grasos de cadena larga también necesitan un sistema de transporte para entrar en la matriz.

La activación tiene un coste equivalente a dos ATP, porque el ATP se transforma en AMP, no simplemente en ADP.

¿Qué ocurre en cada ciclo?

En un ácido graso saturado de número par de carbonos, cada ciclo:

  • Acorta la cadena en dos carbonos.
  • Produce un NADH.
  • Produce un FADH₂.
  • Separa un fragmento de dos carbonos como acetil-CoA.

En el último ciclo, la cadena de cuatro carbonos se divide en dos acetil-CoA. Esta es la razón por la que el número de acetil-CoA es una unidad mayor que el número de ciclos.

Fórmulas de recuento

Para un ácido graso saturado y de número par de carbonos, con nn carbonos, llamamos AA al número de acetil-CoA y cc al número de ciclos:

A=n2 A=\frac{n}{2}
c=n2−1 c=\frac{n}{2}-1

Como cada ciclo produce un NADH y un FADH₂, solo en la β-oxidación se forman cc moléculas de NADH y cc moléculas de FADH₂.

Estas fórmulas no deben aplicarse directamente a los ácidos grasos insaturados o de número impar de carbonos.

Ejemplo resuelto: ácido graso de 16 carbonos

Consideremos un ácido graso saturado de 16 carbonos.

Acetil-CoA:

16/2=8 16/2=8

Ciclos:

16/2−1=7 16/2-1=7

Por tanto, la β-oxidación produce:

  • 8 acetil-CoA
  • 7 NADH
  • 7 FADH₂

No son ocho ciclos: después de seis ciclos queda una cadena de cuatro carbonos, y el séptimo ciclo la divide en los dos acetil-CoA finales.

07

Conexión con Krebs y con la cadena respiratoria

Los productos de la β-oxidación siguen dos caminos conectados.

El acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs

Cada acetil-CoA aporta un grupo de dos carbonos. Por cada acetil-CoA oxidado, el balance del ciclo de Krebs es:

  • 2 CO₂.
  • 3 NADH.
  • 1 FADH₂.
  • 1 GTP o ATP equivalente.

Por tanto, la degradación del ácido graso proporciona acetil-CoA → el acetil-CoA entra en Krebs → se forman más transportadores reducidos.

El NADH y el FADH₂ ceden electrones a la cadena

Tanto los transportadores formados en la β-oxidación como los formados en Krebs aportan electrones a la cadena respiratoria.

La conexión completa es:

Ácido graso → β-oxidación → acetil-CoA → Krebs

y, paralelamente:

NADH y FADH₂ → cadena respiratoria → gradiente de protones → ATP-sintasa → ATP

La β-oxidación no produce ATP directamente. La mayor parte del ATP asociado a la oxidación del ácido graso se obtiene gracias a la fosforilación oxidativa.

¿Por qué esta oxidación depende del oxígeno en las células humanas?

La β-oxidación no consume O₂ directamente. Pero la cadena respiratoria humana sí lo necesita.

Si falta O₂ → la cadena deja de recibir un aceptor final de electrones → disminuye la reoxidación de los transportadores → se acumulan las formas reducidas → la β-oxidación y Krebs acaban frenándose.

Por tanto, la dependencia del oxígeno es indirecta, a través de la cadena respiratoria.

08

Ejemplo integrado: seguir los productos de un ácido graso de 16 carbonos

Ya hemos calculado que la β-oxidación produce 8 acetil-CoA, 7 NADH y 7 FADH₂.

Los ocho acetil-CoA pasan por el ciclo de Krebs:

Producto β-oxidación Krebs de los 8 acetil-CoA Total
NADH 7 8×3=248 \times 3=24 31
FADH₂ 7 8×1=88 \times 1=8 15
GTP o ATP equivalente 0 8×1=88 \times 1=8 8
CO₂ 0 8×2=168 \times 2=16 16

Esta tabla permite explicar tres consecuencias:

  1. La β-oxidación no libera CO₂: los carbonos quedan en los acetil-CoA.
  2. Krebs permite completar la oxidación del carbono: el balance final es de 16 CO₂ por el ácido graso de 16 carbonos.
  3. Se forman muchos transportadores reducidos: cuando ceden electrones a la cadena, permiten obtener una gran cantidad de ATP.

Si el enunciado pide calcular el ATP

Hay que utilizar las equivalencias indicadas en el enunciado y no mezclar criterios de cálculo.

Con las equivalencias actuales aproximadas de 2,5 ATP por NADH y 1,5 ATP por FADH₂:

31(2,5)+15(1,5)+8−2=106 31(2,5)+15(1,5)+8-2=\boxed{106}

El resultado es 106 ATP netos por molécula de ácido graso. El término −2 corresponde al coste de activación del ácido graso.

Si el enunciado utiliza las equivalencias clásicas de 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH₂:

31(3)+15(2)+8−2=129 31(3)+15(2)+8-2=\boxed{129}

El resultado es 129 ATP netos por molécula de ácido graso. La diferencia procede de las equivalencias empleadas para estimar la fosforilación oxidativa, no del recuento de ciclos o de acetil-CoA.

09

Cómo interpretar datos metabólicos

Cuando te den una tabla o un gráfico, separa qué se observa de qué se puede concluir.

Dato observado Interpretación
Aumento del lactato asociado al consumo de glucosa Indica actividad de fermentación láctica
Producción de etanol y CO₂ a partir de glucosa Indica fermentación alcohólica
Ausencia de oxígeno No permite distinguir, por sí sola, fermentación de respiración anaeróbica
Cadena respiratoria con nitrato como aceptor final Indica respiración anaeróbica
Aumento del consumo de O₂ al oxidar ácidos grasos Es coherente con un mayor flujo de electrones por la cadena aeróbica
Acumulación de NADH cuando se inhibe la cadena Indica que el NADH se forma pero no se reoxida lo suficiente
Producción de CO₂ No demuestra, por sí sola, que haya respiración: la fermentación alcohólica también lo produce

Ejemplo: en unas células animales se inhibe la cadena respiratoria y disminuye la oxidación de los ácidos grasos.

La explicación no es que la β-oxidación utilice directamente el oxígeno. Es que la cadena bloqueada no permite reoxidar lo suficiente los transportadores; como consecuencia, faltan formas oxidadas y la β-oxidación se frena.

10

Ideas clave que debes recordar

  • Fermentar permite regenerar NAD⁺ y mantener la glucólisis.
  • Las fermentaciones láctica y alcohólica tienen lugar en el citosol y dan 2 ATP netos por glucosa, todos procedentes de la glucólisis.
  • La fermentación láctica produce lactato sin CO₂; la alcohólica produce etanol y CO₂.
  • Respiración no significa necesariamente consumo de oxígeno: hay respiración anaeróbica. Ambas respiraciones utilizan una cadena respiratoria.
  • En un ácido graso saturado de número par de carbonos: acetil-CoA = n/2n/2 y ciclos = n/2−1n/2-1.
  • La β-oxidación aporta acetil-CoA a Krebs y electrones a la cadena mediante NADH y FADH₂.
  • Para explicar un cambio metabólico, conecta siempre la causa con la consecuencia: qué se bloquea, qué producto se acumula, qué reactivo deja de estar disponible y qué proceso se frena.

Practica

Ponte a prueba

Tres ejercicios resueltos paso a paso, de menor a mayor dificultad. Inténtalos antes de abrir la solución; si te atascas, abre las pistas de una en una.

Básico

1Sin oxígeno: ¿fermentación o respiración?

Se han estudiado tres microorganismos:

Microorganismo Uso de cadena respiratoria en el proceso Aceptor de los electrones al final del proceso
A Sí O₂
B Sí Nitrato, NO₃⁻
C No Acetaldehído, que se transforma en etanol
  1. a
    Identifica el tipo de metabolismo de cada uno.
  1. b
    Indica cuáles pueden obtener ATP por fosforilación oxidativa y justifícalo.
  1. c
    Un compañero afirma: «Si no hay oxígeno, cualquier microorganismo tiene que realizar fermentación». Corrige esta afirmación.
  1. d
    Explica por qué la fermentación alcohólica tiene menos rendimiento energético por glucosa que la respiración aeróbica.
Pista 1

Mira primero si el proceso utiliza una cadena respiratoria.

Pista 2

Si la hay, identifica si el aceptor final es el O₂ u otra sustancia.

Pista 3

La fosforilación oxidativa requiere la conexión entre cadena, gradiente y ATP-sintasa.

Pista 4

En la fermentación queda energía química en los productos orgánicos finales.

Muestra la solución

a)

  • A: respiración aeróbica, porque utiliza una cadena respiratoria con O₂ como aceptor final.
  • B: respiración anaeróbica, porque utiliza una cadena respiratoria con nitrato como aceptor final en lugar de O₂.
  • C: fermentación alcohólica, porque no utiliza una cadena respiratoria en este proceso y el acetaldehído se reduce a etanol.
  1. b
    A y B pueden obtener ATP por fosforilación oxidativa.

La cadena permite generar un gradiente de protones, y la ATP-sintasa aprovecha este gradiente para sintetizar ATP.

C obtiene, en el proceso descrito, ATP por fosforilación a nivel de sustrato durante la glucólisis.

  1. c
    La afirmación es incorrecta. Sin oxígeno, algunos microorganismos pueden realizar respiración anaeróbica si disponen de una cadena respiratoria y de un aceptor final alternativo.

Por tanto, ausencia de O₂ no equivale a fermentación.

  1. d
    En la fermentación alcohólica, la glucosa no se oxida completamente: una parte importante de su energía química queda en el etanol.

Además, no hay producción de ATP por fosforilación oxidativa. Por eso la ganancia queda limitada a los dos ATP netos de la glucólisis, mientras que la respiración aeróbica permite un aprovechamiento energético mucho mayor.

Intermedio

2Un músculo que necesita ATP rápidamente

Durante una contracción intensa, se registran estos datos en una muestra de células musculares. Son datos simplificados. Las dos primeras filas comparten una misma escala de cantidad de NADH por unidad de tiempo: permiten comparar directamente la formación de NADH con la capacidad máxima de reoxidarlo por la vía respiratoria.

Variable Antes del esfuerzo Durante el esfuerzo intenso
Velocidad de formación de NADH por la glucólisis 1 8
Capacidad máxima de reoxidación respiratoria de este NADH 1 3
Producción de lactato Baja Alta
Oxígeno disponible Sí Sí
  1. a
    Explica por qué aumenta la producción de lactato aunque haya oxígeno.
  1. b
    Relaciona la formación de lactato con la disponibilidad de NAD⁺ y la continuidad de la glucólisis.
  1. c
    Supón que se inhibe completamente la conversión de piruvato en lactato y que la capacidad respiratoria no aumenta. ¿Qué pasará con el NADH, el NAD⁺ y la glucólisis?
  1. d
    ¿La formación de lactato permite obtener mucho ATP por glucosa? Distingue entre rendimiento por glucosa y velocidad de producción de ATP.
Pista 1

Compara la velocidad de formación de NADH con la capacidad máxima de reoxidarlo: las dos filas utilizan la misma escala.

Pista 2

La formación de lactato consume NADH y regenera NAD⁺.

Pista 3

Si se elimina esta vía, pregúntate si la respiración puede reoxidar todo el NADH que se forma.

Pista 4

Producir pocos ATP por glucosa no significa necesariamente producirlos lentamente.

Muestra la solución
  1. a
    Durante el esfuerzo, la glucólisis forma NADH a una velocidad de ocho unidades, mientras que la capacidad máxima de reoxidación respiratoria de este NADH es de tres unidades en la misma escala.

Por tanto, el NADH se forma más rápidamente de lo que la vía respiratoria puede reoxidarlo. La conversión de piruvato en lactato proporciona una vía adicional de regeneración del NAD⁺.

Los datos muestran que la formación de lactato no exige una ausencia total de oxígeno.

  1. b
    El piruvato recibe los electrones del NADH y se transforma en lactato. El NADH se convierte en NAD⁺.

Formación de lactato → regeneración de NAD⁺ → continuidad de la glucólisis → producción de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

  1. c
    Si se bloquea la formación de lactato y la respiración no puede compensarlo:
  1. Se reoxida menos NADH del necesario.
  2. El NADH tiende a acumularse.
  3. Disminuye el NAD⁺ disponible.
  4. La glucólisis se frena porque necesita NAD⁺.
  5. Disminuye la producción de ATP por esta vía.
  1. d
    El rendimiento es bajo: dos ATP netos por glucosa.

Pero una glucólisis muy activa puede consumir muchas glucosas por unidad de tiempo. Esto permite producir ATP rápidamente, aunque se aproveche poco cada glucosa.

  • Rendimiento: ATP obtenidos por glucosa.
  • Velocidad: ATP producidos por unidad de tiempo.

Son magnitudes diferentes.

Tipo PAU

3Tipo PAU: identificar y oxidar un ácido graso

Ejercicio de estilo PAU — 3 puntos. Los datos son de un modelo simplificado de oxidación mitocondrial completa.

Un ácido graso saturado de número par de carbonos experimenta nueve ciclos de β-oxidación.

Utiliza:

  • 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP y 2 CO₂ por acetil-CoA oxidado en Krebs.
  • 2,5 ATP por NADH y 1,5 ATP por FADH₂.
  • 1 ATP equivalente por GTP.
  • Dos ATP equivalentes de coste de activación.

a) [0,5 puntos]

Determina el número de carbonos del ácido graso y los acetil-CoA obtenidos.

b) [1 punto]

Calcula el NADH, el FADH₂ y el GTP totales, así como el rendimiento neto de ATP. Separa la β-oxidación de Krebs.

c) [1 punto]

En una preparación mitocondrial, la oxidación de este ácido graso se detiene cuando se elimina el oxígeno. Explica la cadena de causas que conecta la falta de O₂ con la detención de la β-oxidación.

d) [0,5 puntos]

Para oxidar completamente una molécula de este ácido graso, el modelo requiere 29 moléculas de O₂ y produce 20 moléculas de CO₂. Calcula el cociente:

Q=n(CO2)n(O2) Q=\frac{n(\mathrm{CO}_2)}{n(\mathrm{O}_2)}

Aquí nn indica la cantidad de CO₂ producido o de O₂ consumido, en moles o en número de moléculas.

Compáralo con el de la oxidación completa de la glucosa, que consume seis O₂ y produce seis CO₂. Explica por qué la producción de CO₂, por sí sola, no permite identificar una respiración aeróbica.

Pista 1

Nueve ciclos implican diez acetil-CoA.

Pista 2

Separa los transportadores de los nueve ciclos de los transportadores de las diez vueltas de Krebs.

Pista 3

Resta el coste de activación solo una vez.

Pista 4

La β-oxidación no consume O₂ directamente, pero depende de la reoxidación de los transportadores.

Pista 5

El cociente solicitado es 20/2920/29. Recuerda un proceso que produce CO₂ sin cadena respiratoria.

Muestra la solución

a)

n2−1=9 \frac{n}{2}-1=9
n2=10 \frac{n}{2}=10
n=20 n=\boxed{20}

Resultado: 20 carbonos.

Se forman:

20/2=10 20/2=\boxed{10}

Resultado: 10 acetil-CoA.

  1. b
    Los nueve ciclos de β-oxidación producen:
  • 9 NADH.
  • 9 FADH₂.
  • 10 acetil-CoA.

Las diez vueltas de Krebs producen:

  • 10×3=3010\times3=30 NADH.
  • 10×1=1010\times1=10 FADH₂.
  • 10×1=1010\times1=10 GTP.
  • 10×2=2010\times2=20 CO₂.
Producto β-oxidación Krebs Total
NADH 9 30 39
FADH₂ 9 10 19
GTP 0 10 10
CO₂ 0 20 20

ATP neto:

39(2,5)+19(1,5)+10−2 39(2,5)+19(1,5)+10-2
97,5+28,5+10−2=134 97,5+28,5+10-2=\boxed{134}

Resultado: 134 ATP netos.

El coste de activación se resta una sola vez porque se oxida una molécula de ácido graso.

  1. c
    El O₂ es el aceptor final de electrones de la cadena respiratoria.

La secuencia completa es:

  1. Se elimina el O₂.
  2. La cadena se queda sin aceptor final.
  3. Se detiene el flujo de electrones.
  4. Los transportadores reducidos no se pueden reoxidar al ritmo necesario.
  5. Disminuye la disponibilidad de las formas oxidadas.
  6. Las reacciones oxidativas de la β-oxidación se frenan hasta detenerse.

También se frena Krebs y deja de mantenerse el gradiente necesario para la fosforilación oxidativa.

La β-oxidación no utiliza O₂ directamente: depende del funcionamiento de la cadena que permite reoxidar los transportadores.

  1. d
    Para el ácido graso:
Q=2029≈0,69 Q=\frac{20}{29}\approx\boxed{0,69}

Para la glucosa:

Q=66=1 Q=\frac{6}{6}=\boxed{1}

Por tanto, el modelo de oxidación del ácido graso consume más O₂ por cada CO₂ producido que el de la glucosa.

La producción de CO₂ no identifica, por sí sola, una respiración aeróbica: la fermentación alcohólica también produce CO₂, pero no utiliza una cadena respiratoria ni el O₂ como aceptor final de electrones.