En los ecosistemas la energía necesaria para la vida proviene principalmente del Sol. Por medio de la fotosíntesis los productores fijan la energía luminosa y la transforman en energía química, que se acumula en una sustancia llamada glucosa.
Este es el "combustible" que los seres vivos utilizan para liberar la energía mediante la respiración; la glucosa se degrada hasta convertirse en dióxido decarbono ( CO2 ), agua ( H2O ) y energía
Metabolismo
Se conoce con este nombre a las reacciones químicas que ocurren en la célula, y que la mantienen realizando sus funciones vitales, las cuales pueden ser de tres tipos:
Reacciones en las cuales se forman sustancias nuevas, con consumo de energía.
Procesos para conservar sustancias.
Reacciones en las cuales se degradan sustancias y se libera energía.
De esta forma se puede observar que existen tres tipos de reacciones metabólicas:
Catabolismo: Reacciones químicas que implican la ruptura de moléculas grandes ( macromoléculas ), en moléculas más pequeñas, cuya finalidad es liberar energía química. Entre ellas están las reacciones de digestión o hidrólisis de carbohidratos, lípidos y proteínas.
Anabolismo: Reacciones químicas que implican la síntesis de moléculas grandes, a partir de moléculas pequeñas. Este tipo de reacciones llamadas de biosíntesis, utilizan la energía producida en el catabolismo en forma de ATP. Entre estas reacciones se encuentran la fotosíntesis, la síntesis de ADN y la síntesis de proteínas por ejemplo.
Anfibolismo: Son aquellas reacciones metabólicas que pueden ser catabólicas o anabólicas, por ejemplo el Ciclo de Krebs.
Todos los seres vivos necesitan energía para su funcionamiento, por lo cual la naturaleza ha ideado una manera de almacenar la energía, para ser utilizada cuando sea requerida; y es por medio de sustancias químicas llamadas moléculas ricoenergéticas, como por ejemplo el ATP. La energía se obtiene de moléculas que sufren reacciones químicas y se almacena en estas moléculas ricoenergéticas.
Catabolismo de la Glucosa
Es la oxidación de azúcares, lo cual produce energía que luego es aprovechada por la célula. La glucosa se degrada con el fin de liberar energía ( proceso catabólico u oxidativo ). La respiración celular es un proceso aeróbico y en algunos libros se suele clasificar a la fermentación como respiración anaeróbica, lo cual es un error. La respiración es aeróbica y la fermentación es anaeróbica pero no es un proceso de respiración.
En ambos casos la glucosa se degrada, en ausencia de oxígeno se transforma en dióxido de carbono ( CO2 ) y alcohol CH3CH2OH ( fermentación alcohólica ) o en lactato CH3CHOHCOO- ( fermentación láctica) y produce además 2 moléculas de ATP
Parte 1. Fermentación de diferentes carbohidratos por levaduras.
Materiales:
Por grupo: 3 portaobjetos, 3 cubreobjetos, gotero.
General: Solución de glucosa 10%, solución de sacarosa 10%, solución de almidón 10%, levadura comercial.
En general las soluciones azucaradas fermentan cuando organismos microscópicos y heterótrofos como las levaduras, se encuentran en ellas. Usando como indicador el desprendimiento de burbujas de CO2 se puede comprobar que no todos los azúcares pueden servir de sustrato para la levadura.
Fermentación Alcohólica:
La llevan a cabo principalmente las levaduras, al final de este proceso se obtiene etanol, CO2, y ATP. Este proceso se utiliza en la industria de las bebidas alcohólicas ( vino, cerveza ).
Procedimiento:
Antes de realizar las observaciones agregue a cada solución unos cuantos granos de levadura comercial.
A cada uno de los portaobjetos agregue una gota de cada solución con levadura tratando de depositar células de levadura en el portaobjetos. Cubra cada portaobjetos con cuidado de que no queden burbujas.
Para cada solución ( almidón, sacarosa, glucosa ). Deje reposar al menos unos 20 minutos y observe en primera instancia a simple vista sobre un fondo oscuro.
Luego observe cada portaobjetos en mediano y alto poder y dibuje, anote también los resultados.
- ¿ Cómo es la formación de burbujas en cada uno de los tres portaobjetos ? ¿ Por qué ?
- ¿ De qué sustancia son las burbujas ? Explique.
- ¿ Qué fenómeno está ocurriendo ?
Parte 2. Fermentación láctica y efecto de la temperatura
Materiales
Por grupo: 4 tubos de ensayo grandes , gradilla, termómetro, 4 portaobjetos,
4 cubreobjetos
General: 4 matraces de leche natural, 3 mantenidas 24 horas a temperatura de 38C, ambiente y refrigerador y 1 de Yogurt natural, 3 pipetas 10 mL, solución de azul de Bromotimol al 1 %, gotero, azul de metileno
Fermentación Láctica:
Se lleva a cabo en células animales en el tejido muscular fuerte. La glucosa se degrada hasta ácido láctico y ATP, este proceso es el causante del arratonamiento.
La fermentación láctica es un proceso frecuente que llevan a cabo organismos como Lactobacillus y cuyo resultado es el agriamiento de la leche; esto se determina por cambios en el potencial eléctrico que se pueden detectar con un indicador REDOX como el azul de Bromotimol; se verificara también el efecto de la temperatura en ella.
Procedimiento
Agregue a 3 tubos de ensayo 10 mL de leche mantenida en cada una de las temperaturas y a otro 10 mL de Yogurt natural. Incorpore a cada tubo un gotero de azul de Bromotimol 1 %. Observe y anote los resultados.
Resultados:
Anote sus observaciones a continuación:
Cuadro 1. Efecto de la temperatura en la fermentación láctica
Temperatura
de la leche
Color
antes
Color
después
38
C
24 C
10
C
Yogurt
- ¿ Por qué se produjo cambio de color en cada caso?. Explique
- ¿ En cuál tubo fue el color más intenso y por qué ?
- Investigue sobre la importancia biológica de los procesos de fermentación
- ¿ Porqué se empleó un indicador redox en este caso ? Explique
Tome una gota de cada uno de los tubos de ensayo u agregue una gota de Azul de Metileno, observe al microscopio compuesto en alto poder o la lente de inmersión en aceite, dibuje lo que observa y trate de identificar los bacilos presentes en la solución
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