Activitat. Respiració cel·lular




Totes les cèl·lules necessiten energia per viure. L'energia s'obté del catabolisme de les molècules orgàniques (principalment dels glúcids i lípids) i es transfereix a la molècula d'ATP. L'energia emmagatzemada en l'ATP és utilitzada per la cèl·lula per dur a terme processos que requereixen aportament d'energia com per exemple en la contracció muscular, en el transport actiu a través de membrana, en la síntesi de proteïnes, en la síntesi d'hormones,...

Les cèl·lules del múscul esquelètic humà, per dur a terme la contracció muscular, obtenen energia del catabolisme aeròbic i del catabolisme anaeròbic. Si la intensitat de l'esforç físic és suau el 85% de l'energia s'obté per degradació aeròbica, si l'esforç físic és màxim el 95% de l'energia prové del catabolisme anaeròbic.


Observeu la taula amb els següents resultats:

Intensitat del treball
Consum d'oxigen (litres/minut)
Lactat a la sang (mg/litre)
A
Repòs
0,3 1,0
B
Marxa (caminar lentament)
0,5 1,0
C
Marxa (caminr de pressa)
0,7 1,0
D
Cursa (ritme suau)
0,9
1,5
E
Cursa (ritme mitjà)
1,1
2,5
F
Cursa (ritme intens) 1,3 3,5
G
Cursa (ritme molt intens)
1,3 4,5
H
Cursa (màxim esforç)
1,3 9

Taula extreta de les PAAU setembre del 2000, convocatòria incidències, Sèrie 2


Representeu les dades de la taula en el gràfic següent:

 


  • Quina de les dues dades: "consum d'oxigen" o "lactat en sang" reflecteix el catabolisme aeròbic? Quina és la funció de l'oxigen que inspirem en el catabolisme aeròbic?



En el laboratori també es pot dur a terme la combustió de la glucosa, la reacció és la següent:

 

  • Expliqueu perquè es perd molta més energia en forma de calor amb la combustió no biològica de la glucosa que amb la combustió biològica de la glucosa.

  • Quina de les dues dades: "consum d'oxigen" o "lactat en sang" correspon al catabolisme anaeròbic?

  • Per què en la situació F, G i H no hi ha augment del consum d'oxigen però si hi ha augment de l'esforç físic?



Observeu l'esquema general de les vies metabòliques d'una cèl·lula animal i indiqueu les vies metabòliques assenyalades amb un número, i si es produeixen en condicions aeròbiques o anaeròbiques:

Font: Esquema extret de les adaptada de les PAAU setembre del 2000, convocatòria incidències, Sèrie 2

1. ____________________________________________________.

2. ____________________________________________________.

3. ____________________________________________________.

4. ____________________________________________________.

5. ____________________________________________________.

 

  • En el catabolisme dels glúcids el piruvat obtingut de la glucòlisi, en condicions anaeròbiques, pot realitzar fermentació làctica (ex: cèl·lula muscular humana) o fermentació alcohòlica (ex: cèl·lules del llevat). En quina de les dues fermentacions s'obté un rendiment energètic més elevat?. Expliqueu-ho.

  • Imagineu que només s'obtingués energia del catabolisme de la glucosa. Calculeu quantes molècules de glucosa s'haurien d'oxidar per segon per generar 6840 molècules d'ATP/minut en:

    • condicions aeròbiques

    • condicions anaeròbiques.

  • Una persona que mengi molts glúcids pot tenir un excés de greixos. Expliqueu com es poden transformar els glúcids a lípids? Expliqueu també si és possible el cas invers, que els lípids es transformin a glúcids? Podeu utilitzar l'esquema general de les vies metabòliques de l'apartat "f" per complementar la resposta.

  • A l'aula un company de classe ha preguntat: si pràcticament totes les cèl·lules del cos (excepte les neurones) poden realitzar fermentació làctica, perquè ens morim quan no podem inspirar oxigen? Què li contestaríeu?

CDEC. Projecte Biologia en Context. Coordinació: Lucia Cortinas. Edició: Roger Pruñonosa.