Laboratorio Respiración Celular

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Laboratorio # 9 UNIVERSIDAD LATINA DE PANAMÁ FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD Dr. WILLIAM C. GORGAS LICENCIATURA EN TECNOLOGÍA MÉDICA PRESENTADO POR: CINDY IBAÑEZ YUZEYMA MANZANÉ ORLANDO SÁNCHEZ JAISON LOMBARDO RESPIRACIÓN CELULAR INDICE INTRODUCCION OBJETIVOS MARCO TEORICO MATERIALES PROCEDIMIENTO DISCUSION CONCLUSION BIBLIOGRAFIA P á g i n a 2 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR INTRODUCCION Los organismos están constituidos por células las cuales cumplen diferentes funciones, por ejemplo, la respiración celular. Para esta y otras funciones, las células necesitan de energía en forma de ATP. Este se obtiene a través de reacciones químicas que integran el proceso denominado metabolismo. El metabolismo es uno de los procesos fundamentales que se llevan a cabo en el interior de la célula. Los términos anabolismo y catabolismo se utilizan para de scribir los dos tipos principales de actividad metabólica. Las reacciones químicas anabólicas requieren ATP y las reacciones catabólicas, como las oxidativas, extraen energía de los nutrientes. P á g i n a 3 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR OBJETIVOS Entender qué es la respiración celular, su importancia y los pasos principales de la misma. Comprender la importancia de la respiración celular como la principal vía de obtención de energía y de la fermentación como vía anaeróbica alternativa. Diferenciar entre la respiración aeróbica y la anaeróbica. El estudiante se familiarizará con el proceso de fermentación y sus fundamentos P á g i n a 4 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR MARCO TEORICO RESPIRACIÓN CELULAR EN PLANTAS Y ANIMALES La respiración es la oxidación de moléculas de alimento por parte de la célula con la utilización de oxígeno. Este proceso, es calificado como respiración celular. La respiración celular tienen lugar en dos etapas: en la primera se produce el ciclo de Krebs y en la segunda el transporte terminal de electrones. La energía lumínica es capturada por las plantas verdes y otros organismos fotosintéticos, que la transforman en energía química fijada en moléculas como la glucosa. Estas moléculas son luego degradadas dentro de las células, liberando energía química y calor al sistema metabólico. Los procesos metabólicos mediante los cuales los organismos convierten la energía de las moléculas orgánicas en energía utilizable en forma de ATP, son procesos de degradación que integran la vía de la respiración celular. RESPIRACIÓN AERÓBICA Es el conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico producido por la glucólisis se transforma en CO2 y H2O, y en el proceso, se producen 36 moléculas de ATP. En las células eucariotas este proceso ocurre en la mitocondria en dos etapas llamadas el Ciclo de Krebs (o ciclo de ácido cítrico) y la cadena de transporte de electrones. RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Este mecanismo no es tan eficiente como la respiración aeróbica, ya que sólo produce 2 moléculas de ATP, pero al menos permite obtener alguna energía a partir del piruvato que se produjo en la glucólisis. Hay dos tipos de respiración celular anaeróbica: fermentación láctica y fermentación alcohólica. P á g i n a 5 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR FERMENTACIÓN La fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos, efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberando energía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condiciones fermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos de carbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, sólo una pequeña cantidad de la energía potencial disponible se libera. Los conocimientos sobre la fermentación fueron atesorados desde la antigüedad por importantes civilizaciones como la egipcia y la asiria que la emplearon para la producción de bebidas alcohólicas; o como la azteca y la china que la utilizaron en la obtención de productos alimenticios tales como salsas fermentadas. Las técnicas de fermentación se modernizaron a partir de la aparición de técnicas de cultivos puros de células animales y vegetales, al igual de otro tipo de cultivos microbianos.  Así, se industrializa la fermentación y da origen a grandes industrias tales como las alimenticias donde se destacan la panificadora y la de bebidas alcohólicas; la industria farmacéutica en el campo de las vacunas, medicamentos, etc., y la industria química que produce ácidos, aldehídos, etc. La primera explicación bioquímica del proceso por el cual el azúcar en solución acuosa es descompuesto en alcohol y gas carbónico, en virtud de la acción de células vivas de levadura, la dio el químico francés Louis Pasteur, el cual vio que mientras descomponen el azúcar en ausencia de aire, las células de levadura viven y se propagan en el líquido en fermentación y llamó al proceso de la fermentación alcohólica `vida sin oxígeno'. La explicación de Pasteur fue modificada por Buchner, quien demostró que podía realizarse la fermentación en una solución acuosa de azúcar por el jugo obtenido prensando células muertas de levadura. Se observó, entonces, que el jugo filtrado de células de levadura que habían sido molidas con arena contenía una sustancia eficaz para descomponer los azúcares, y a esta sustancia activa o mezcla catalizadora se dio el nombre de fermento, enzima o zimasa. De acuerdo con la interpretación bioquímica hecha por Pasteur, la fermentación se conoce como la desasimilación anaeróbica de compuestos orgánicos por la acción de microorganismos u otras células o de extractos celulares; además, es un conjunto de reacciones bioquímicas a través de las cuales una sustancia orgánica se transforma en otras por acción de ciertos microorganismos (bacilos, bacterias, células de levadura), que en general van acompañadas de un desprendimiento gaseoso y de un efecto calorífico. El proceso de fermentación no sólo incluye la desasimilación anaeróbica como la formación de alcohol, butanol-acetona, ácido láctico, etc., sino también la producción industrial de vinagre, ácido cítrico, enzimas, penicilina e tc... Todos estos productos son el resultado de procesos microbianos y se llaman productos de P á g i n a 6 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR fermentación. Análogamente, el término fermentador no sólo hace referencia a los recipientes en los cuales se realiza la fermentación con exclusión de aire, sino también a los tanques en los cuales se producen oxidaciones microbian as aeróbicas y a los tanques de propagación de levaduras y otros microorganismos en presencia del aire. La diferencia con la putrefacción radica en que mientras la putrefacción descompone la materia de origen animal y/o vegetal que contiene compuestos nitrogenados, la fermentación realiza descomposición únicamente de material vegetal que no contiene compuestos nitrogenados. Se conocen centenares de especies de levaduras, bacterias y mohos que producen alcohol, pero sólo dos o tres especies de levadura se aplican industrialmente en la producción de alcohol; su rapidez en la fermentación, su tolerancia de concentraciones elevadas de azúcar y alcohol y su rendimiento elevado de alcohol, hacen que se usen más que las otras. Algunos microorganismos ofrecen más de una aplicación industrial. Las levaduras, por ejemplo, producen alcohol y glicerol partiendo de azúcares, hacen subir la masa en la fabricación del pan y son una fuente de proteínas, vitaminas y enzimas. Importancia de la FERMENTACION: La fermentación es una reacción química muy importante, pues en los alimentos desempeña un papel muy importante en la obtención de productos con mejores calidades organolépticas y mejores propiedades nutricionales, además se pueden obtener combustibles como alcoholes, lácteos, etc. La FERMENTACIÓN en la Biotecnología La biotecnología no es, en sí misma, una ciencia; es un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias (biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria entre otras). Hay muchas definiciones para describir la biotecnología. En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre. Como tal, la biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos. Históricamente, biotecnología implicaba el uso de organismos para realizar una tarea o función. Si se acepta esta definición, la biotecnología ha estado presente por mucho tiempo. Procesos como la producción de cerveza, vino, queso y yoghurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo P á g i n a 7 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR de uvas, en un producto de fermentación más apetecible como el yoghurt o el vino Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidad del suelo permitiendo que microorganismos del suelo descompongan residuos orgánicos. Otras aplicaciones incluyen la producción y uso de vacunas para prevenir enfermedades humanas y animales. En la industria alimenticia, la producción de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la biotecnología. La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales y animales. Esta tecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía, productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos. Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos. Por ejemplo, resultados exitosos en fermentaciones de desechos agrícolas, podrían afectar tanto la economía del sector energético como la de agroindustria y adicionalmente ejercer un efecto ambiental favorable. Una definición más exacta y específica de la biotecnología "moderna" es "la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA". Esta definición implica una serie de desarrollos en técnicas de laboratorio que, durante las últimas décadas, han sido responsables del tremendo interés científico y comercial en biotecnología, la creación de nuevas empresas y la reorientación de investigaciones y de inversiones en compañías ya establecidas y en Universidades. La biotecnología consiste en un gradiente de tecnologías que van desde las técnicas de la biotecnología "tradicional", largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas (fermentación de alimentos, control biológico), hasta la biotecnología moderna, basada en la utilización de las nuevas técnicas del DNA recombinante (llamadas de ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo de células y tejidos. P á g i n a 8 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR MATERIALES A UTILIZAR Matraz Erlenmeyer de 250 ml, Probeta Tubos de ensayo P á g i n a 9 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR Gradilla, Baño María, Gotero P á g i n a 10 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR Balanza REACTIVOS Levadura de pan, Glucosa al 5 % P á g i n a 11 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR Solución de azul de bromotimol Reactivo de Flehling A Y B Jugo de naranja P á g i n a 12 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR 1 Globo P á g i n a 13 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR PROCEDIMIENTO 1.- Coloca 3 ml de jugo en un tubo (tubo No 1), y 3 ml en otro tubo (tubo No2). 2.- al tubo No1 agrégale 1 g de levadura. Deja fermentar por 10 minutos. 3.- agrégale a ambos tubos 4 gotas de reactivo de Flehlig A, y 4 gotas de reactivo de Flehlig B 4- calienta en baño maría y observa si hay cambio de color en los tubos. 5.- coloca 10 g de levadura de pan en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. 6.- agrega 100 ml de solución de glucosa a 5 % 7.- tapa la boca del matraz con un globo 8.- deja fermentar por 10 minutos 9.- observa cambios en el globo. P á g i n a 14 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR 10- coloca 100 ml de agua en un matraz Erlenmeyer, agrégale 2 gotas de azul de bromotimol para obtener un color azul tenue en la solución 11.- con la ayuda de un carrizo, burbujea en el agua hasta observar un cambio de color, toma el tiempo requerido para obtener el cambio. P á g i n a 15 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR P á g i n a 16 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR DISCUSION DE RESULTADO CUESTIONARIO  Anota, cuáles fueron los resultados obtenidos en la experiencia de laboratorio.  A Cambio de coloración en los tubos con reactivo de Fehling Ay B, cuando fue sometido al calor en baño maría, se aceleró la reacción de las levaduras y se determinó presencia de azucares reductores. B Cambio de coloración al burbujear en el Erlenmeyer en el experimento con azul de bromotimol demostrando la adición de CO2. C El globo se inflo debido a la fermentación en proceso en el Erlenmeyer con levaduras en solución de glucosa 5%. Qué tipo de respiración es la que se representó en la experiencia, y como fundamentas tu respuesta. Respiración Anaerobia Que indica los cambios de colores en los tubos de ensayos. Presencia de Azucares/ Presencia de CO2/ aceleración de la fermentación por calor. Que función realiza el globo en esta experiencia El globo viene siendo un tapón para atrapar los gase s producidos en el metabolismo de las levaduras. Cuál es la importancia fundamental del proceso de respiración celular y donde ocurre. La respiración celular es la que mantiene el funcionamiento de las células de todos los organismos vivos, y dependiendo del tipo de célula ocurre e n distintos organelos destinados para tal fin. P á g i n a 17 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR CONCLUSION La respiración celular es un proceso que se lleva a cabo en todos los seres vivos, ya sea en ausencia de oxigeno (anaerobio) o en presencia de oxigeno (aerobio) En la respiración aerobia se obtiene energía a partir de la ruptura de la glucosa en presencia de oxigeno, en la anaerobia se realiza en ausencia de oxígeno y se obtiene mucha menos energía, en comparación con la aerobia. En la respiración anaerobia hay desprendimiento de iones de hidrogeno sin la intervención del oxígeno. Lo que ocurre es un proceso de fermentación, el cual da como producto el alcohol en las levaduras más co2 y lactato en las células musculare s más co2- Esto lo pudimos comprobar en los ensayo de la levadura con zumo de naranja las levaduras degradan la glucosa para obtener energía y se produce alcohol y co2. En los ensayos con azul de bromotimol se detectó co2 que al entrar en contacto con el reactivo se tornaba de un color más claro Se observó y relacionó el proceso de la respiración celular con el intercambio de gases al respirar. La fermentación es una transformación que sufren un gran número de sustancias orgánicas en determinadas circunstancias y que se traduce por una oxigenación o una hidratación. La fermentación de los líquidos azucarados produce alcohol. A través de la fermentación de diversos granos (tales como: la cebada, el trigo, el maíz, el mijo, el sorgo y el centeno), es posible producir diversos tipos de bebidas alcohólicas, principalmente de cerveza. El grano más común, o más bien, la cerveza que solemos tomar comúnmente proviene de la fermentación del grano cebada, el cual se utiliza en forma de malta. Esta cerveza es la que más suele verse en el mercado, teniendo así una gran demanda. Es por eso que existe una gran gama de industrias que producen cerveza proveniente de la cebada. Esto no quiere decir que de los otros tipos de cerveza no existan industrias que la produzcan, sino que se producen en menores cantidades ya que a estas se les conoce como cervezas especiales, que las hacen de un costo más elevado, o más bien, de una categoría más alta que la de cebada. P á g i n a 18 | 19 RESPIRACIÓN CELULAR BIBLIOGRAFIA http://www.slideshare.net/leo-canis-lupus/respiracin-aerbica-y-anaerbica http://www.slideshare.net/pnieto81/laboratorio-respiracin-celular BIOLOGIA. CONCEPTOS Y RELACIONES MITCHELL, LAWRENCE G. CAMPBELL, NEIL A. Editorial: PEARSON ISBN: 9684444133 P á g i n a 19 | 19