El metabolismo celular: la respiración celular

Este cuestionario de Biología de Bachillerato se centra en la respiración celular aeróbica, uno de los bloques con más peso numérico en los exámenes de PAU/Selectividad por su nivel de detalle bioquímico. Se recorre la secuencia completa del catabolismo de la glucosa: la glucólisis, con su balance neto de 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvato por molécula de glucosa; el ciclo de Krebs, con el oxalacetato como aceptor inicial de los grupos acetilo procedentes del acetil-CoA y la liberación de CO2, NADH y FADH2; y la fosforilación oxidativa, en la que la ATP-sintasa utiliza la fuerza protón-motriz generada en la membrana mitocondrial interna para fosforilar ADP a ATP.

Un bloque específico distingue la fosforilación oxidativa de la fosforilación a nivel de sustrato — esta última propia de la glucólisis y el ciclo de Krebs, sin depender del gradiente de protones. También se aborda el papel del oxígeno como aceptor final de electrones en la cadena transportadora y la importancia del gradiente de protones para la síntesis de ATP.

Un punto que suele generar dudas en el alumnado es el destino del NADH citosólico producido en la glucólisis: al no poder atravesar directamente la membrana mitocondrial, sus electrones deben transferirse mediante sistemas lanzadera como el de malato-aspartato o el de glicerol-3-fosfato — un matiz bioquímico frecuente en las preguntas de ampliación de la PAU.

El cuestionario cierra comparando la respiración aeróbica completa (con un rendimiento aproximado de 30-32 ATP por molécula de glucosa según las estimaciones actuales, revisadas a la baja respecto a los antiguos 36-38 ATP) con la fermentación láctica, destacando por qué esta última es vital en condiciones de anaerobiosis: regenera el NAD+ necesario para que la glucólisis continúe produciendo ATP en ausencia de oxígeno.

Con 10 preguntas de examen y 12 tarjetas de repaso, esta lección cubre con precisión el nivel de detalle bioquímico exigido en la PAU para el bloque de metabolismo energético.

• Calcular el balance neto de ATP, NADH y piruvato producido en la glucólisis
• Describir las moléculas clave del ciclo de Krebs: aceptor inicial, productos y subproductos
• Diferenciar la fosforilación oxidativa de la fosforilación a nivel de sustrato
• Explicar el papel de los sistemas lanzadera para el NADH citosólico en la respiración aeróbica
• Justificar por qué la fermentación es necesaria en condiciones anaeróbicas

"¿Qué molécula actúa como aceptor inicial de los grupos acetilo en el ciclo de Krebs?" — El oxalacetato se combina con el acetil-CoA para formar citrato al inicio del ciclo de Krebs. "En condiciones de anaerobiosis, ¿por qué es vital la fermentación para la célula?" — La fermentación es esencial para regenerar el NAD+ y que la glucólisis pueda seguir produciendo ATP en ausencia de oxígeno.