SEMANA 3 BIOENERGÉTICA

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BIOENERGETICA
MSC. ADELA COLLANTES LLACZA
La energía potencial de
los alimentos es liberada
a través de la oxidación
que estos sufren en las
diferentes vías y ciclos
metabólicos
Es el estudio de los principios termodinámicos aplicados a
los seres vivos con la finalidad de explicar los fenómenos
de transformación bioquímica de la energía y su uso en la
producción de trabajo biológico
BIOENERGÉTICA
Energía es todo aquello capaz de realizar
trabajo.
CONCEPTO DE ENERGÍA
Existe en dos estados alternativos: potencial y
cinética.
“La energía total del universo permanece constante”.
La energía no se crea ni se destruye, sólo puede transformarse.
E = Q – W
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
En los seres vivos las reacciones se desarrollan a T y P 
constante y por ende el calor transferido “q” se 
conoce como cambio de entalpia (H)
E = H – W
Donde: 
E = Variación de energía interna 
Q = Cantidad de calor transferido
W = Trabajo realizado en el sistema
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
DÍA FOTOSÍNTESIS NOCHE 
RESPIRACIÓN
E = H
Los organismos vivos absorben del entorno una forma 
de energía que les es útil y devuelven al ambiente 
una cantidad equivalente de energía en alguna forma 
menos útil
La entropía total (S) del universo 
aumenta constantemente”..
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Los seres vivos mantienen un orden esencial a expensas de su 
entorno haciéndolo cada vez mas desordenado y caótico
En toda transferencia
energética se genera
energía calórica, la cual
puede ser fijada en el tejido,
utilizada como trabajo o
perderse en forma de calor
(ENTROPIA).
Los animales disipan el calor 
constantemente.
Donde: 
∆G = Cambio de Energía libre 
(cal/mol)
∆H = Cambio de entalpia
T = Temperatura absoluta (oK)
S = Perdida de E como calor 
(Entropia)
∆S = Cambio de Entropia (cal/mol.oK)
CAMBIO DE ENERGÍA LIBRE
(Energía libre de Gibbs)
La energía libre es una parte de la energía realmente útil, 
porque el resto se pierde en el medio ambiente como entropía, 
la cual esta en función directamente proporcional con la 
temperatura absoluta
∆G = ∆H –
T*∆S
La energía libre de gibbs es una fracción de la energía liberada
en los procesos bioquímicos disponible para realizar trabajo.
Además es un concepto útil para predecir la espontaneidad de
las reacciones.
Una reacción será espontánea cuando su ∆G sea negativo
(∆G<0) es decir, cuando libere energía (proceso exergónico o
Favorable).
Una reacción será no espontánea cuando su ∆G sea
positivo (∆G>0) es decir el proceso requerirá de
energía (endergónico o desfavorable)
Una reacción estará en equilibrio cuando su ∆G sea
igual a 0 (∆G=0). Cesa el cambio
APLICACIÓN DE LA ENERGÍA 
LIBRE DE GIBBS
Tipo de Reacción ΔG 
(Kcal/mol)
Reacciones de hidrólisis
ATP + Agua  ADP + Pi
Glucosa-6-P + agua  Glucosa
+ Pi
- 7,3
- 3,3
Oxidación con oxígeno molecular
Glucosa + 6 O2  6 CO2 + 6
H2O
Ác. Palmítico + 23 O2  16 CO2 +
16H2O
- 686
- 2338
∆G DE ALGUNAS REACCIONES
Los colibríes 
pueden 
almacenar 
energía suficiente 
para realizar 
vuelos largos de 
unos 800 km sin 
descansar
La transferencia de energía puede clasificarse
en:
a.- Energía de enlace químico.-
b.- Energía calorífica.-
c.- Energía para realizar trabajo útil.
TRANSFERENCIA DE 
ENERGÍA
La energía que se libera cuando una reacción se aproxima al equilibrio
puede utilizarse para realizar trabajo o transferirse como energía de
enlace químico a componentes de otra reacción.
A-B + C B-C + A
ADP + Pi ATP
 G = -RT ln K + RT ln (`[P]/[R] )
TRANSFERENCIA DE 
ENERGÍA
REACCIONES 
ACOPLADAS
Los seres vivos:
-Desarrollan trabajo para permanecer vivos, crecer y reproducirse.
- Tienen capacidad para aprovechar energía y canalizarla en trabajo biológico.
- Realizan diversidad de conversiones de una forma de energía en otra 
(transducciones de energía).
Usan la energía química de los combustibles:
- para la síntesis de moléculas complejas a partir de precursores sencillos.
- para generar gradientes de concentración o eléctricos.
- para el movimiento.
- generan calor.
- pueden generar luz.
Según la fuente de Carbono utilizada en:
- AUTÓTROFOS.
- HETERÓTROFOS.
Los Seres vivos por la fuente de energía que utilizan se dividen 
en:
- FOTOTROFOS.
- QUIMIOTROFOS.
La fuente de Nitrógeno para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos.
- En plantas se utiliza amoniaco, nitratos o nitritos.
- En vertebrados se utilizan compuestos nitrogenados orgánicos.
El Nitrógeno atmosféricos sólo es asimilado por bacterias fijadoras 
de N2 (Cianobacterias y algunas bacterias del suelo) que lo convierten en amo-
niaco.
BIOENERGÉTICA: 
CAMPO DE LA BIOQUÍMICA RELACIONADO CON LA TRANSFORMACIÓN
Y EMPLEO DE LA ENERGÍA POR LAS CÉLULAS VIVAS
ESTUDIO CUANTITATIVO DE LAS TRANSDUCCIONES DE ENERGÍA QUE
TIENEN LUGAR EN LAS CÉLULAS.
LAS TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS DE ENERGÍA SIGUEN LAS
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
LEYES DE LA TERMODINÁMICA:
-1ª LEY: EN CUALQUIER TRANSFORMACIÓN FÍSICA O QUÍMICA LA CANTIDAD
TOTAL DE ENERGÍA DEL UNIVERSO PERMANECE CONSTANTE
-2ª LEY: TODOS LOS CAMBIOS FÍSICOS O QUÍMICOS TIENDEN A EVOLUCIONAR
EN LA DIRECCIÓN EN LA QUE LA ENERGÍA ÚTIL EXPERIMENTE UNA DEGRA-
DACIÓN IRREVERSIBLE HACIA UNA FORMA AL AZAR, DESORDENADA
LLAMADA ENTROPÍA. SE INTERRUMPEN EN UN PUNTO DE EQUILIBRIO
EN EL QUE LA ENTROPÍA FORMADA ES LA MAXIMA POSIBLE EN LAS CONDI-
CIONES EXISTENTES.
Sistema reaccionante: Conjunto de materia que está experimentando
un proceso físico o químico (organismo, célula o dos compuestos que reaccionan).
Junto con el entorno constituyen el universo.
Existen SISTEMAS AISLADOS O CERRADOS que no intercambian energía
con el entorno. Pero en el mundo biológico, los sistemas que reaccionan inter-
cambian energía con su entorno. 
MAGNITUDES TERMODINÁMICAS
ENERGÍA LIBRE : CANTIDAD DE ENERGÍA CAPAZ DE REALIZAR 
TRABAJO EN UNA REACCIÓN A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTE
Reacciones exergónicas o endergónicas.
ENTALPÍA : CANTIDAD DE CALOR QUE EL SISTEMA REACCIONANTE
LIBERA O ABSORBE DEL ENTORNO A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTE
Reacciones exotérmicas o endotérmicas.
ENTROPÍA : EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL DESORDEN DEL SISTEMA
En los sistemas biológicos (temperatura y presión constantes) :
ΔG = ΔH - TΔS
LOS SERES VIVOS CONSERVAN SU ORDEN INTERNO TOMANDO DE SU
ENTORNO E. LIBRE EN FORMA DE NUTRIENTES O LUZ SOLAR Y DEVOL-
VIENDO AL ENTORNO UNA CANTIDAD IGUAL DE ENERGÍA EN FORMA DE
CALOR Y ENTROPÍA.
LAS CÉLULAS SON SISTEMAS ISOTÉRMICOS QUE FUNCIONAN A T Y P CTES
LA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE SE RELACIONA CON LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO DE UNA REACCIÓN
a A + b B <—> c C + d D
[C]c [D]d
K´eq = ------------------- ΔGº´ = - 2,303 RT log K´eq
[A]a [B]b
[C] [D]
ΔG = ΔGº´ + 2,303 RT log-----------------
[A] [B]
LAS VARIACIONES DE ENERGÍA LIBRE EN CONDICIONES ESTÁNDAR DE
LAS REACCIONES QUÍMICAS SON ADITIVAS
HIDRÓLISIS
DE ENLACES
FOSFATO EN
EL ATP
REACCIONES DE 
HIDRÓLISIS DE 
COMPUESTOS 
FOSFORILADOS
ALIMENTOS
SUSTANCIAS NUTRITIVAS
• Los alimentos tienen como componentes
sustancias nutritivas o nutrientes.
A.- Energéticos B.- Estructurales
C.- Reguladores
• Los nutrientes desde el punto de vista
funcional pueden clasificarse en:
 Por su función nutricional:
• Alimentos energéticos.
 Hidratos de carbono o grasas.
• Alimentos plásticos o formadores.
 Proteínas y calcio.
• Alimentos reguladores.
 Vitaminas, minerales y oligoelementos (elementos químicos 
esenciales para la vida: flúor, yodo, azufre…)
Clasificación de los alimentos
Funciones primordiales de los alimentos
 ALIMENTOS ENERGÉTICOS: Contribuyen a proporcionar 
energía al organismo, son ricos en carbohidratos y grasas. 
Ej. Dulces, pan, cereales, legumbres, frutos secos, aceites, 
margarinas. Los cereales y las legumbres son además 
buena fuente de proteínas, vitaminas, minerales y fibra.
Las grasas y los alimentos ricos en ellas, se han de 
consumir con moderación, son vehículode las vitaminas 
A, D y E. El aceite de oliva, los de semillas y los frutos 
secos, contienen grasas que ayudan a que el sistema 
circulatorio se mantenga en perfectas condiciones.
Funciones primordiales de los alimentos
ALIMENTOS PLÁSTICOS O FORMADORES: 
Contribuyen a la formación de tejidos, al crecimiento y 
desarrollo del organismo. Son ricos en proteínas Ej. leche, 
queso, huevos, carne, pescado.
La leche y los lácteos y sus alternativas como las bebidas 
de soja, mantienen y desarrollan nuestros huesos. Aportan 
proteínas, calcio y vitaminas.
La grasa que abunda en los pescados (omega 3) ayuda 
a proteger nuestros vasos sanguíneos y corazón.
No hay que abusar de las carnes rojas.
Combinando legumbres con frutos secos y cereales, por 
ejemplo: garbanzos con arroz, o ensalada de pasta con 
nueces, se puede obtener una buena ración de 
proteínas.
Funciones primordiales de los alimentos
ALIMENTOS REGULADORES:
Permiten que se realicen de manera correcta 
todas las funciones del organismo. Son ricos 
en vitaminas, fibra, minerales y agua.
Ej. Frutas, hortalizas y verduras.
Es importante consumirlas frescas y al 
natural.
Las frutas son dulces porque contienen 
fructosa, lo que las diferencia de las 
hortalizas. Las aceitunas, el coco y el 
aguacate, también son frutas, pero 
contienen grasas en mayor cantidad que el 
resto de frutas.
En España
La rueda de los alimentos: 
funciones
En los diferentes sectores aparecen 
alimentos repetidos. Sólo el azúcar o el 
aceite son 100% hidratos y grasas; el resto 
contienen diversidad de nutrientes. Se 
clasifican según el nutriente mayoritario.
Las legumbres y cereales son alimentos 
energéticos por su contenido en hidratos 
de carbono, y como alimentos plásticos, 
por ser buena fuente de proteínas 
vegetales.
Los frutos secos son alimentos energéticos 
porque aportan grasa y, plásticos o 
constructores por su gran contenido de 
proteína vegetal.
La rueda de los alimentos: 
funciones
 La leche y sus derivados carne y pescado son alimentos 
formadores ricos en calcio.
 Las carnes, huevos y pescados nos proporcionan las proteínas 
que construyen nuestros músculos.
 Las patatas, legumbres y frutos secos cumplen funciones 
energéticas, reguladoras y plásticas.
 Las verduras y frutas son los llamados reguladores porque su 
función es la de controlar las reacciones químicas de otras 
sustancias nutritivas. Son ricas en vitaminas y en minerales.
 Los azúcares, cereales, aceites y grasas se denominan 
energéticos.
RACIONES RECOMENDADAS
 Lácteos. 2/4 raciones/día
1 taza de leche (200-250cc)
1 cuajada
2 yogures o 2 petit suisse
4 quesitos
80 gr queso fresco
30-40 gr queso magro
 Cerales, patatas, 
legumbres. 4/6 
raciones/día
Plato de arroz, pasta o 
legumbre(60-80 gr en 
crudo)
Rebanada de pan, 4 cm 
grosor
Patata como plato (200 gr) y 
como guarnición (100 gr)
 Carne, Pescado, Huevos. 
2 raciones/día
80-100 gr de carne
100-120 gr de pescado
1-2 huevos 
30-40 gr de jamón, fiambre, 
embutidos
 Verduras.2 raciones /día
200 gr como plato
150 gr como guarnición
 Frutas. 3 raciones/día
1 pieza mediana (120-150 gr)
2-3 piezas pequeñas
1 vaso de zumo
RACIONES RECOMENDADAS
 Frutos secos. 3/7 raciones /semana. 20/30 gr.
 Azúcares. 2/4 raciones/semana. 2 terrones.
 Aceite y grasas. Recomendado aceite de oliva, complementar 
con aceite de semillas. No abusar de mantequilla, margarina, 
etc.
 Agua. Cada día unos 4/8 vasos.
UNIDADES DE ENERGÍA
• La unidad básica de energía es la caloria
(cal) y se define como la cantidad de
energía calórica necesaria para subir la
temperatura de 1 g de gua 1 grado Celsius
(de 14.5 a 15.5 oC)
• Es una unidad pequeña por lo que se
utiliza la kilocaloria (kcal).
• La unidad internacional es el joule que
equivale a 0.239 calorias
ESQUEMA DE PARTICIÓN DE ENERGÍA 
ENERGÍA BRUTA
ENERGÍA DIGESTIBLE
ENERGÍA HECES
ENERGÍA METABOLIZABLE
ENERGÍA 
URINARIA
ENERGÍA NETA
ENERGÍA 
INCREMENTO 
CALÓRICO
E.N MANTENIMIENTO E.N PRODUCCIÓN
METABOLISMO BASAL
ACTIVIDADES
REGULACIÓN TÉRMICA
PREÑEZ
CRECIMIENTO, 
LACTACIÓN
PLUMAS, HUEVOS
METABOLISMO
Serie de reacciones
químicas
interconectadas que
comienza con una
molécula y la
transforma en otra
según la ruta
específica o definida.
Los quimiotróficos,
obtienen energía
química de las reservas
por oxidación
Los
fotosintetizadores o
fotótrofos o utilizan
energía solar.
El metabolismo: conjunto de reacciones 
acopladas e interconectadas 
1. Trabajo mecánico (contracción muscular y 
movimientos celulares)
Permite que los seres vivos tengan un
suministro continuo de energía para:
2. Transporte activo de iones y moléculas
3. Síntesis de macromoléculas y biomoléculas a 
partir de intermediarios sencillos
METABOLISMO INTERMEDIARIO Y 
ANFIBÓLICO
El metabolismo presenta de
manera simultánea vías de
síntesis (anabolismo) y vías
de degradación
(catabolismo) por lo que se
describe como procesos
anfibólicos, generando
moléculas intermediarias
que pueden usarse en
ambas vías.
ANABOLISMO
Permiten la síntesis de moléculas complejas
que requiere el organismo.
Las reacciones anabólicas necesitan de
energía la que se obtiene a partir de:
.- ATP
.- NADPH.
Constituyen los aspectos 
biosintéticos del Metabolismo.
En los procesos catabólicos se produce
liberación de energía libre de las moléculas
complejas.
CATABOLISMO
Corresponde a los procesos degradativos, en
los que, moléculas complejas que derivan de
los alimentos son escindidas en compuestos
más simples.
Parte de esta energía puede
conservarse a través de las reacciones
acopladas.
ETAPAS DEL CATABOLISMO
ETAPA 2: Las moléculas simples
(glucosa, ácidos grasos, aminoácidos)
son transformados en un pequeño
número de moléculas para ser oxidadas
ulteriormente. Parte de la energía libre
se atrapa como ATP.
ETAPA 1: Las macromoléculas como las
proteínas, triglicéridos y glucógeno son
escindidas en unidades pequeñas.
En esta etapa se libera muy poca energía
ETAPA 3.-
Constituye la vía común final, la
que está constituida por: ciclo de
Krebs, transporte de electrones y
fosforilación oxidativa.
Los productos finales son: CO2, H2O
y ATP.
ETAPAS DEL CATABOLISMO
Proteínas Glucógeno
Triglicéridos
Etapa 1
Aminoácidos Glucosa Glicerol
+ Ac. grasos
Etapa 2
AOA, Piruvato Acetil CoA
Etapa 3
Ciclo de Krebs – CTE
y Fosforilación oxidativa
ETAPAS DEL CATABOLISMO
METABOLISMO
2. Cómo sintetizan las células los
componentes fundamentales de sus
macromoléculas y como se sintetizan
las propias macromoléculas?
1. Cómo obtienen las células
la energía y el poder reductor
de su entorno?
CLASIFICACIÓN DE LAS VÍAS 
METABÓLICAS
Se denomina catabolismo a las reacciones que
transforman combustibles en energía celular.
Se denomina anabolismo a las reacciones que
requieren energía (síntesis de glucosa, grasa o DNA)
1. Vías que convierte la energía en 
formas biológicamente útiles.
2. Vías que requieren un aporte 
energético para su funcionamiento.
ECONOMIA METABÓLICA
Existe una estructura coherente
• Una forma de energía,
• Un número limitado de
intermediarios activados (100
moléculas) de aparición repetitiva y
• Las vías de regulación son parecidas
Solo en E. coli se realizan más de 1000
reacciones químicas y aunque el número
de reacciones es grande, el número de
clases de reacciones es pequeño.
EL ATP: MONEDA UNIVERSAL DE 
ENERGÍA LIBRE 
ATP:PROPORCIONA ENERGÍA 
LIBRE
POTENCIAL DE TRANSFERENCIA 
DEL ATP
• El ADP tiene 3 OH 
desprotonables
en los P
• El ATP tiene 2 
enlaces 
anhídrido ácido.
• El ATP une Mg2+, 
por sus Pβ y γ en 
presencia de Mg2+, 
pierde los 4 H+.
• El ADP tiene 01 
enlace 
anhídrido ácido.
• El ADP también une 
Mg2+, y pierde los 3 
H+en presencia de 
Mg2+.
• El ATP tiene 4 OH 
desprotonables en 
los P.
1. ESTABILIZACIÓN POR RESONANCIA
El ortofosfato tiene varias formas de resonancia
con energía similar.
El ADP y el Pi tiene mayor estabilizaciónpor 
resonancia que el ATP. 
2. Repulsión electrostática.
 A pH 7 el ATP presenta 4 cargas negativas las cuales se repelen mutuamente por
estar muy próximos.
 La hidrólisis del ATP reduce la repulsión
Energía libre estándar de hidrólisis de 
algunos compuestos fosforilados.
OBTENCION DE ENERGÍA POR OXIDACIÓN
• La cantidad total de ATP en el 
organismo es de unos 100 g.
• En reposo el hombre consume 40 g ATP/24 H 
• Ejercicio intenso 0.5 kg/min
• Carrera de 02 horas consume unos 60 kg de ATP
En la célula el ATP se consume al minuto 
de su síntesis.
FUENTES DE ATP DURANTE EL EJERCICIO
MOVIMIENT
O
BIOSÍNTESIS
TRANSPORT
E
ACTIVO
AMPLIFICACI
ÓN DE 
SEÑALES
REGENERACI
ÓN DEL ATP
ALGUNOS TRANSPORTADORES 
ACTIVADOS EN EL METABOLISMO
TRANSPORTADORES ACTIVADOS DERIVAN DE 
VITAMINAS
NO TODAS LAS VITAMINAS 
ACTUAN COMO COENZIMAS
VITAMINAS QUE NO ACTUAN 
COMO COENZIMAS
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
1. Reacciones de oxido-reducción
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
2. Reacciones para la formación de enlaces
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
3. Reacciones de isomerización
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
4. Reacciones de transferencia de grupos
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
5. Reacciones de hidrólisis
REACCIONES CLAVES QUE SE 
REPITEN EN EL METABOLISMO
6. Reacciones de adición de grupos funcionales a un doble enlace 
(liasas)
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS 
METABÓLICOS
• Control de la actividad catalítica
•Control de la accesibilidad 
de sustratos
• Control de la cantidad de enzima
LA CARGA ENERGÉTICA 
REGULA EL METABOLISMO
El trifosfato de adenosina (ATP)
 La fuente principal de energía 
para los seres vivos es la glucosa.
 La energía química se almacena 
en la glucosa y en otras 
moléculas orgánicas que pueden 
convertirse en glucosa.
 Las células utilizan esta energía 
para para realizar trabajos como:
1. Halar (células musculares)
2. Transmitir impulsos (células 
nerviosas)
3. Transportar nutrientes (células 
de la raíz vegetal)
4. Sintetizar proteínas y 
compuestos necesarios para la 
célula.
 Cuando las células degradan la 
glucosa, se libera energía en 
una serie de pasos controlados 
por enzimas.
 La mayor parte de esta energía 
se almacena en otro compuesto 
químico: el trifosfato de 
adenosina o ATP.
Estructura del ATP
 Adenosina:
1. Adenina.-base nitrogenada
2. Ribosa.- un azúcar de cinco 
carbonos
 Tres grupos fosfatos.- poseen 
un átomo de fósforo unido a 
cuatro átomos de oxígeno. 
Algunos átomos de oxígeno 
están unidos al hidrógeno
 En la unión de los grupos 
fosfatos se encuentran los 
enlaces de alta energía.
 La molécula que queda 
cuando un ATP pierde el grupo 
fosfato terminal por acción de 
una enzima, es el difosfato de 
adenosina o ADP
 Una célula necesita continuamente energía, por lo cual debe 
producir continuamente ATP, a partir de ADP y fosfato, los cuales 
se encuentran en la célula.
 La energía que se necesita para formar ATP proviene de los 
alimentos, generalemente de la glucosa.
 El ATP se degrada y libera energía mucho más fácilmente que el 
alimento.
La respiración celular
 En las células vivas, la glucosa 
se degrada y se libera 
energía, parte de esta 
energía se utiliza para 
sintetizar ATP.
 En la mayoría de las células 
este proceso necesita 
oxígeno.
 La degradación de la 
glucosa mediante el uso de 
oxígeno o alguna otra 
sustancia inorgánica se 
conoce como respiración 
celular.
 La respiración celular que 
necesita oxígeno se llama 
respiración aeróbica.
 En la respiración aeróbica, la degradación de la glucosa 
comprende una serie de reacciones. 
 Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones.
 La respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de 
Krebs o ácido cítrico y el transporte de electrones.
 En las células eucarióticas, estas reacciones tienen lugar dentro 
de las mitocondrias. El 95 % del ATP producido se genera, en la 
mitocondria.
 En las procarióticas se llevan a cabo en estructuras respiratorias 
de la membrana plasmática.
 La reacción general se puede representar con la siguiente 
ecuación.
C6H12O6 + 6 O2 enzimas 6 CO2 + 6 H2O + ATP
(glucosa) (oxígeno) (bióxido de carbono) (agua) (energía)
Glucólisis
 La respiración celular ocurre en dos etapas, la primera 
anaeróbica y la segunda aeróbica.
 La producción de ATP al convertir glucosa en ácido pirúvico se 
llama glucólisis.
 El ácido pirúvico es un compuesto de tres carbonos.
 La glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula. Es 
anaeróbica porque no requiere oxígeno.
 En esta reacción se usan dos moléculas de ATP pero se 
producen cuatro moléculas de ATP. El hidrógeno, junto con 
electrones, se mueve hacia una coenzima que se llama 
nicotín adenín dinucleótido (NAD+) y forma NADH.
 El ácido pirúvico que se produce en la glucólisis se usa en la 
segunda etapa de la respiración celular.
 La glucólisis libera solamente el 10% de la energía disponible en 
la molécula de glucosa y se almacena en forma de ATP y 
NADH. 
 La energía restante en la glucosa se libera al romperse cada 
una de las moléculas de ácido pirúvico en agua y bióxido de 
carbono.
 El primer paso muestra la degradación del ácido pirúvico, una 
molécula de tres carbonos a un compuesto de dos carbonos, 
este compuesto de dos carbonos es el ácido acético, unido a 
una coenzima que se llama coenzima A (coA).
 Al formarse el acetil-coA, se produjo una molécula de CO2.
 El hidrógeno proveniente también del ácido pirúvico se une a 
NAD+, junto con electrones y forma NADH.
Ciclo de Krebs
 Llamado también ciclo de 
ácido cítrico. Es cuando el 
acetil-coA entra en una serie 
de reacciones y se completa 
la degradación de la 
glucosa.
 El acetil-coA se une a un 
compuesto de cuatro 
carbonos (ácido 
oxaloacético) para formar 
un compuesto de seis 
carbonos (ácido cítrico).
 En estas reacciones, el 
ácido cítrico vuelve a 
formarse en ácido 
oxaloacético.
 En algunos puntos se libera 
CO2, se genera NADH (o 
FADH2, transportador 
semejante de hidrógeno) y 
se produce ATP. Y el ciclo 
empieza de nuevo.
 El ciclo de ácido cítrico puede degradar otras sustancias además del 
acetil-coA.
 Algunas de las sustancias producidas por la degradación de lípidos y 
proteínas pueden entrar en las reacciones del ciclo de ácido cítrico, y 
se obtiene energía.
 El CO2 que se forma en el ciclo de ácido cítrico es un producto de 
desperdicio que se elimina.
La cadena de transporte de electrones
 Durante cada ciclo de ácido cítrico se libera ATP pero la mayor 
cantidad de energía la llevan el NADH y el FADH2, y los electrones 
que se asociaron para formar el NADH y el FADH2.
 Estos electrones sufren una serie de transferencias entre compuestos 
portadores de electrones, que se encuentran en las crestas de las 
mitocondrias.
 A la serie de portadores de electrones se conoce como la cadena de 
transporte de electrones.
 Uno de los portadores de 
electrones es una 
coenzima, los demás 
contienen hierro y se llaman 
citocromos.
 Cada portador está en un nivel de 
energía más bajo que el anterior 
portador. La energía que se libera 
al transferirse un electrón de un 
portador a otro se usa para formar 
ATP.
 La cadena de transporte de 
electrones produce 32 moléculas 
de ATP por cada molécula de 
glucosa degradada. La ganancia 
neta de ATP producido por la 
glucólisis es de 2 ATP y 2 ATP más 
que se producen en el ciclo de 
ácido cítrico. Hay una ganancia 
neta de 36 ATP por cada glucosa 
que se degrada en bióxido de 
carbono y agua.
 La mayor parte de ATP o energía 
utilizable que se forma durante la 
respiración celular, se produce 
durante la etapa aeróbica (ocurre 
en las mitocondrias).
Respiraciónanaeróbica
 No todas las formas de respiración requieren oxígeno.
 Ciertas bacterias degradan su alimento por medio de 
una respiración que es anaeróbica.
 La respiración anaeróbica es aquella donde el 
aceptador final de electrones en la cadena de 
transporte de electrones es otra sustancia inorgánica 
que no sea oxígeno.
 Esta respiración produce menos ATP que la respiración 
aeróbica.
La fermentación
 Otra forma anaeróbica de 
degradar la glucosa y producir 
energía utilizable es la 
fermentación.
 En la respiración celular, el 
aceptador de los electrones es 
una sustancia inorgánica, por lo 
general oxígeno.
 La fermentación es la 
degradación de glucosa y 
liberación de energía utilizando 
sustancias orgánicas como 
aceptadores finales de 
electrones.
 Algunos seres vivientes, como 
ciertas bacterias, obtienen 
energía solamente de la 
fermentación; no necesitan 
oxígeno.
 Algunas bacterias no pueden vivir 
en presencia de oxígeno.
 Sin embargo, la fermentación es 
una “medida de emergencia” 
para producir oxígeno cuando 
éste escasea.
 Las células musculares animales 
pueden producir energía a partir 
de la fermentación, pero solo por 
corto tiempo.
 La fermentación se produce en dos partes.
 La primera parte de la fermentación es la glucólisis.
 En la segunda parte el ácido pirúvico se convierte en alcohol etílico y 
bióxido de carbono o en ácido láctico.
 Al igual que en la respiración celular, se forman dos moléculas de ácido 
pirúvico con una ganancia neta de dos moléculas de ATP.
 La fermentación que produce alcohol etílico y CO2 se conoce como 
fermentación alcohólica.
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
(glucosa) (alcohol etílico) (bióxido de carbono) (energía)
 La células de levadura llevan a 
cabo fermentación alcohólica, 
la misma que hace que la masa 
del pan suba (crezca).
 La fermentación que forma ácido láctico se llama 
fermentación de ácido láctico.
C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH + 2 ATP
(glucosa) (ácido láctico) (energía)
 La fermentación láctica es importante para la producción de 
muchos alimentos lácteos, como quesos y yogurt.
 La fermentación láctica ocurre en el citoplasma.
 Cuando no hay suficiente 
oxígeno como en las células 
musculares de un atleta, el 
ácido láctico se fermenta. 
 La acumulación de ácido 
láctico produce fatiga 
celular y la sensación de 
quemazón que se siente al 
hacer ejercicios extenuantes.
 Para recobrase de la fatiga 
es necesario que se 
produzca energía mediante 
la respiración aeróbica.