Cellular Respiration McGraw Hill

Summary

El proceso de digerir alimentos y convertirlos en energía para las células se describe en cuatro etapas: digestión, glicolisis, ciclo de citrato (Krebs) y cadena de transporte de electrones. La digestión separa los nutrientes, que luego son oxidados en la respiración celular. La glicolisis, ocurriendo en el citoplasma, produce ATP y NADH. En la mitocondria, el ciclo de citrato y la cadena de transporte de electrones generan más ATP, con oxígeno como aceptor final de electrones y dioxiduo de carbono como desecho.

Takeaways

• 🍴 La digestión convierte los alimentos en compuestos químicos que las células pueden utilizar como energía.
• 💧 Los carbohidratos, como la glucosa, son transportados al torrente sanguíneo y luego ingresan a las células a través de las paredes capilares.
• ⚡ La respiración celular es el proceso en el que las células transforman la glucosa en ATP, la principal forma de energía.
• 🧪 El primer paso de la respiración celular es la glucólisis, que ocurre en el citoplasma de la célula.
• 🔄 La glucólisis consta de dos fases: inversión de energía y cosecha de energía, produciendo 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvatos.
• 🏭 En presencia de oxígeno, los piruvatos y el NADH entran en las mitocondrias, donde comienza la oxidación del piruvato.
• 🔋 El ciclo del ácido cítrico (o ciclo de Krebs) convierte los piruvatos en dióxido de carbono y agua, produciendo NADH, FADH2 y ATP.
• 🔌 La cadena de transporte de electrones en las mitocondrias utiliza NADH y FADH2 para generar la mayor parte del ATP.
• 🌬️ El oxígeno actúa como el aceptor final de electrones, siendo reducido a agua en la cadena de transporte de electrones.
• 🏁 El resultado final de la respiración celular es la producción de 36 ATP por cada molécula de glucosa, con CO2 como subproducto.

Q & A

¿Cuál es el primer paso para convertir los alimentos en energía que las células puedan usar?

El primer paso es la digestión, donde los alimentos se descomponen en sus compuestos químicos, como los carbohidratos, y estos se transportan al torrente sanguíneo.

¿Qué sucede con la glucosa una vez que entra en la célula?

La glucosa es completamente oxidada en la célula a través de la respiración celular, lo que libera electrones de alta energía.

¿Cuál es el objetivo principal de la respiración celular?

El objetivo principal de la respiración celular es producir ATP, una forma de almacenamiento de energía utilizada por la mayoría de las células.

¿Qué es la glucólisis y dónde ocurre?

La glucólisis es el primer paso de la respiración celular y significa la 'división de azúcares'. Ocurre en el citoplasma de la célula.

¿Qué ocurre durante la fase de inversión de energía en la glucólisis?

Durante esta fase, dos moléculas de ATP transfieren energía a la molécula de glucosa, formando una molécula de fosfato de azúcar de seis carbonos que luego se divide.

¿Qué se produce como resultado de la glucólisis?

Se producen un total neto de dos moléculas de ATP, dos moléculas de piruvato y dos moléculas portadoras de electrones de alta energía llamadas NADH.

¿Qué sucede con el piruvato después de la glucólisis?

El piruvato entra en las mitocondrias donde se convierte en acetil-CoA a través del proceso de oxidación del piruvato, liberando CO2 y produciendo NADH.

¿Qué es el ciclo del ácido cítrico y cuál es su función?

El ciclo del ácido cítrico, también llamado ciclo de Krebs, oxida completamente el acetil-CoA, liberando CO2 y agua, y produciendo NADH, FADH2 y ATP.

¿Cómo se produce la mayor parte del ATP durante la respiración celular?

La mayor parte del ATP se produce en la cadena de transporte de electrones, donde los electrones de NADH y FADH2 pasan a través de proteínas en la membrana mitocondrial, impulsando la síntesis de ATP.

¿Cuál es el papel del oxígeno en la respiración celular?

El oxígeno actúa como el aceptor final de electrones en la cadena de transporte de electrones, lo que permite la producción de agua y el funcionamiento continuo de la cadena.

Outlines

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🍎 Proceso de Digestión y Obtención de Energía en las Células

El proceso de convertir los alimentos en energía que las células pueden usar comienza con la digestión, que descompone los alimentos en sus componentes químicos. Los nutrientes como la glucosa se transportan al torrente sanguíneo y luego a las células, donde se inicia la respiración celular para producir ATP, una forma de almacenamiento de energía. La respiración celular consta de cuatro etapas: glucólisis, oxidación del piruvato, ciclo del ácido cítrico y cadena de transporte de electrones. En la glucólisis, la glucosa se divide en piruvato y se produce un pequeño rendimiento de ATP y NADH. Luego, el piruvato se oxida a acetil-CoA, generando NADH y liberando dióxido de carbono. El ciclo del ácido cítrico descompone completamente el piruvato en dióxido de carbono y agua, produciendo NADH, FADH2 y una pequeña cantidad de ATP. Finalmente, los electrones de NADH y FADH2 se transfieren a la cadena de transporte de electrones, donde el ATP se sintetiza en grandes cantidades mediante un gradiente de protones y el uso de oxígeno como aceptor final de electrones, formando agua como subproducto.

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🔋 Resumen de la Respiración Celular y su Producción de Energía

La respiración celular convierte la energía de la glucosa en ATP, la fuente de energía para la célula. En promedio, se producen 36 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa procesada. En este proceso, el oxígeno se usa como aceptor final de electrones en la cadena de transporte, mientras que el dióxido de carbono es liberado como subproducto. El objetivo principal de la respiración celular es transformar la energía de los alimentos que consumimos en ATP utilizable para el cuerpo, comenzando con la digestión de los alimentos y culminando con la captura de energía mediante la descomposición completa de los nutrientes en ATP y dióxido de carbono.

Keywords

💡Digestión

La digestión es el proceso por el cual los alimentos son transformados en compuestos químicos más simples que pueden ser absorbidos por el cuerpo. En el vídeo, se menciona que la digestión es el primer paso para convertir los alimentos en energía utilizable por las células, al separar los carbohidratos y otras moléculas de los alimentos consumidos y transportarlos a la sangre.

💡Célula

Las células son las unidades básicas de la vida, y en el vídeo se describe cómo una vez que los nutrientes entran en las células, comienza el proceso de respiración celular que transforma la energía en ATP. Las células son fundamentales para entender el tema del vídeo, ya que son el lugar donde se procesa la energía alimentaria.

💡Respiración celular

La respiración celular es el proceso por el cual las células producen energía a partir de los nutrientes. En el vídeo, se explica que la respiración celular es un proceso de cuatro etapas que comienza con la glicólisis y termina con la cadena de transporte de electrones, generando ATP como forma de almacenamiento de energía.

💡Glicólisis

La glicólisis es la primera etapa de la respiración celular y se lleva a cabo en el citoplasma de la célula. Se describe en el vídeo como el proceso de 'dividir azúcares', donde dos moléculas de ATP se transfieren a una molécula de glucosa, formando una molécula de fosfato de glucosa de seis carbonos. Este proceso es crucial para la producción de energía en las células.

💡Pyruvato

El pyruvato es una molécula resultante de la glicólisis y es esencial para la siguiente etapa de la respiración celular. En el vídeo, se menciona que el pyruvato y NADH entran a las mitochondrias, donde se produce más energía a través de la oxidación del pyruvato.

💡Mitochondria

Las mitochondrias son las 'fábricas de energía' de las células y se mencionan en el vídeo como el lugar donde ocurren las etapas posteriores de la respiración celular después de la glicólisis. Aquí, el pyruvato se oxida y se produce energía a través de la cadena de transporte de electrones.

💡Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo de la ácido cítrico, es la siguiente etapa después de la oxidación del pyruvato. En el vídeo, se explica que en este ciclo, el acetyl CoA se une a oxaloacetato y, a través de una serie de reacciones redox, todos los carbonos, hidrógenos y oxígeno en el pyruvato terminan como dióxido de carbono y agua.

💡Cadena de transporte de electrones

La cadena de transporte de electrones es una serie de portadores en las membranas de las mitochondrias que transfieren electrones y producen ATP. En el vídeo, se describe cómo esta cadena es crucial para la producción de la mayoría de la energía en la respiración celular, ya que es donde se sintetiza ATP a partir de la energía capturada.

💡ATP

El ATP, adenosina trifosfato, es la molécula que almacena y transporta energía en las células. En el vídeo, se enfatiza que el objetivo general de la respiración celular es producir ATP, que es la 'bateria de energía' de la célula, y se menciona que se producen 32 a 36 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que entra en la célula.

💡Dióxido de carbono

El dióxido de carbono es un producto de la respiración celular y se menciona en el vídeo como un desecho que se libera al final del proceso. Se produce como resultado de la glicólisis, la oxidación del pyruvato y el ciclo de Krebs, y se expulsa del cuerpo como un desecho.

Highlights

The first step of cellular respiration is altering food into chemical compounds and getting those molecules into cells, a process called digestion.

Cellular respiration begins once molecules like glucose enter cells, aiming to make ATP, the storage form of energy for most cells.

Glycolysis, the first stage of cellular respiration, involves splitting sugars in the cytoplasm of the cell.

Glycolysis consists of two phases: an energy investment phase and an energy harvesting phase, resulting in the formation of pyruvate and ATP.

A net of two ATP molecules, two pyruvate molecules, and two NADH molecules are produced in glycolysis.

In the presence of oxygen, pyruvate and NADH enter the mitochondria, leading to the second stage of cellular respiration.

Pyruvate undergoes oxidation in the mitochondria, converting into acetyl-CoA and producing NADH and carbon dioxide.

The citric acid cycle, also called the Krebs cycle, fully oxidizes acetyl-CoA into carbon dioxide and water, while producing ATP, NADH, and FADH2.

For every glucose molecule, the citric acid cycle occurs twice, generating a total of eight NADH, two FADH2, two ATP, and six CO2 molecules.

The electron transport chain is a membrane-bound series of carriers that pass electrons to generate energy in the form of ATP.

Proteins in the electron transport chain pump hydrogen ions across the membrane, and the flow back through ATP synthase produces ATP.

Oxygen acts as the terminal electron acceptor in the electron transport chain, forming water as a byproduct.

The majority of ATP production occurs in the electron transport chain, with a net yield of 32 to 36 ATP per glucose molecule.

Oxygen is essential for the final stage of cellular respiration as it accepts electrons, while carbon dioxide is released as a byproduct.

Cellular respiration transfers energy from food into ATP, allowing our bodies to use this energy for various functions.

Transcripts

how do you turn that bite of food into a

chemical that a cell can recognize and

use as energy the first step is altering

the food into its component chemical

compounds and then getting those

molecules into your cells that process

is called digestion once inside your

cells the process of turning that bite

of food into useful energy by cellular

respiration begins the process of

digestion results with carbohydrates and

other molecules being removed from the

consumed food and transported into the

bloodstream from there nutrients like

the carbohydrate glucose will leave the

bloodstream through a capillary wall and

enter a tissue cell once inside the cell

cellular respiration will completely

oxidize the glucose molecule releasing

high-energy electrons the overall goal

is to make ATP a storage form of energy

for most cells cellular respiration is a

four stage process that begins with

glycolysis glycolysis literally means

splitting sugars and it is the first

step of cellular respiration occurring

in the cytoplasm of the cell

glycolysis consists of two distinct

phases an energy investment phase and an

energy harvesting phase in the energy

investment phase two ATP molecules

transfer energy to the glucose molecule

forming a six carbon sugar dye phosphate

molecule this molecule splits and the

energy harvesting phase begins during

this phase the two three carbon

molecules are converted to pyruvate and

ATP is formed glycolysis is a ten step

reaction that involves the activity of

multiple enzymes and enzyme assistants

in the process a net of two molecules of

ATP two molecules of pyruvate and two

high energy electron carrying molecules

of NADH are produced when oxygen is

present the pyruvate molecules and NADH

enter the mitochondria and the next

stage of cellular respiration

begins

the next stage of cellular respiration

involves the movement of pyruvate into

the mitochondria where it undergoes

oxidation each pyruvate molecule is

converted into a compound called acetyl

co a in the process of pyruvate

oxidation electrons are transferred to

nad producing NADH and a carbon is lost

forming carbon dioxide

the next stage is the citric acid cycle

also called the Krebs cycle here acetyl

co a will bind with a starting compound

called oxaloacetate and through a series

of enzymatic redox reactions all carbons

hydrogen's and oxygens in pyruvate

ultimately end up as carbon dioxide and

water the pathway is called a cycle

because oxaloacetate is the starting and

ending compound of the pathway for every

glucose that enters glycolysis the cycle

completes twice once for each molecule

of pyruvate that entered the

mitochondria during pyruvate oxidation

and the citric acid cycle a net of eight

NADH to fadh2 to ATP and six co2 are

produced for each glucose molecule in

order to understand how the majority of

the energy is produced by aerobic

respiration we need to follow the nadh

and fadh2 molecules to the next stage

the electron transport chain

the electron transport chain is a series

of membrane bound carriers in the

mitochondria that pass electrons from

one to another as the electrons are

transferred between the membrane

proteins the cell is able to capture

energy and use it to produce ATP

molecules proteins in the chain pump

hydrogen ions across a membrane when the

hydrogen ions flow back across the

membrane through an ATP synthase complex

ATP is synthesized by the enzyme ATP

synthase oxygen acts as the terminal

electron acceptor by accepting electrons

oxygen is reduced to form water a

byproduct of the electron transport

chain all the high-energy electron

carriers from the previous stages of

cellular respiration bring their

electrons into the chain from this the

bulk of ATP from the entirety of

cellular respiration is produced a net

of 32 to 36 ATP

in summary we have seen how the four

stages of cellular respiration are

responsible for converting the energy

found in the glucose molecule into ATP

the energy battery of the cell on

average thirty six ATP molecules are

produced per glucose molecule that

entered the cell in the process of

producing ATP oxygen is brought in from

the bloodstream to be the final electron

acceptor in the electron transport chain

and the carbon dioxide that is produced

as a by-product is released the goal of

cellular respiration is to transfer the

energy from the food that we eat daily

into ATP that our bodies can use this

process starts with the eating of a

snack or meal and ends with capturing

the energy from the complete breakdown

of the nutrients into energy and carbon

dioxide