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PRÁCTICA DE LABORATORIO: “Fermentación Alcohólica en Levadura”* COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL AZCAPOTZALCO *Actividad traducida y modificada de: http://serendip.brynmawr.edu/sci_edu/waldron/

INTRODUCCIÓN

Todas las células vivas, incluyendo las células de tu cuerpo y las de la levadura, necesitan energía para cumplir con sus funciones, tales como transportar moléculas dentro o fuera de la célula o sintetizar moléculas necesarias para el organismo. El ATP es una molécula especial, la cual provee de energía a la célula para cumplir con sus funciones. Cada célula de tu cuerpo y cada célula de levadura, puede usar la energía almacenada en las moléculas orgánicas de los alimentos para fabricar ATP. Cuando el O2 está disponible, la mayoría de las células efectúan la respiración celular aerobia para transferir la energía de de las moléculas orgánicas de los alimentos al ATP. Como se muestra en la figura, la respiración celular aerobia es un proceso complejo que empieza con la glucólisis, seguida por el Ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones. La respiración celular aerobia puede fabricar arriba de 29 moléculas de ATP por molécula de glucosa. La mayoría de este ATP es producido por la cadena transportadora de electrones, la cual solo puede funcionar si el O2 está disponible.

Cuando el O2 no está disponible, algunas células las células pueden fabricar ATP mediante la glucólisis y la fermentación. La glucólisis produce 2 moléculas de ATP y la fermentación restaura las moléculas para que la glucólisis continúe. La glucólisis seguida de la fermentación produce mucho menos ATP que la respiración celular aerobia, sin embargo la fermentación es más conveniente para la célula cuando el oxígeno no está disponible. En la imagen, la fermentación es descrita como un proceso anaerobio. Se conocen dos tipos de fermentación:  Fermentación Láctica (ejemplo: en el musculo animal cuando realiza ejercicio en exceso).  Fermentación Alcohólica (ejemplo: en la levadura, la cual puede ser usada para fabricar vino o cerveza). Experimento 1. Efecto de la concentración de sacarosa en la velocidad de la fermentación alcohólica en levadura.

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PRÁCTICA DE LABORATORIO: “Fermentación Alcohólica en Levadura”*

1.- Los humanos usamos la levadura todos los días para fabricar pan, vino y cerveza. ¿Qué es la levadura?

Si quisieras hacer tu propio pan, puedes comprar la levadura en el supermercado. La levadura consiste en pequeños granos cafés. Estos pequeños granos parecieran no estar vivos, pero si los pones en agua con azúcar, la levadura absorberá el azúcar y utilizar la energía almacenada en las moléculas de azúcar para fabricar ATP y mantenerse con vida. 2.- ¿Qué es la sacarosa?

La levadura puede convertir la sacarosa en glucosa y usar esta ultima para proveer de energía y fabricar ATP. 3.- En tu experimento, debes cultivar levadura en un tubo de ensayo con agua y taparlo con un preservativo. ¿Crees que estas condiciones de crecimiento son aerobias o anaerobias?

Tomando en cuenta el esquema anterior, contesta lo siguiente. Bajo condiciones anaerobias, la levadura realiza la glucólisis seguida de la fermentación alcohólica, la cual produce ______________________ y _____________________. Para medir la velocidad de la fermentación alcohólica en la levadura, puedes medir la cantidad de CO 2 gaseoso que produce la levadura. 4.- Par probar si la concentración de sacarosa afecta la velocidad de la fermentación alcohólica en la levadura, deberás medir la producción de CO2 para cuatro diferentes concentraciones de sacarosa. Completa la siguiente tabla para predecir cuanta producción de CO2 esperas para cada caso. Tabla 1 Concentración de sacarosa

Predicción de la cantidad de CO2 producido (Ejemplo: poco, nada, menos que, más que, lo mismo que).

Tubo 1: agua Tubo 2: solución de sacarosa al 1% Tubo 3: solución de sacarosa de 5% Tubo 4: solución de sacarosa al 10% 5.- El procedimiento para medir la fermentación alcohólica es el siguiente:

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PRÁCTICA DE LABORATORIO: “Fermentación Alcohólica en Levadura”* a) Enumera los tubos del 1 al 4. Agrega 8 ml de agua al tubo número 1; 8 ml de solución de sacarosa al 1% al tubo 2; 8 ml de sacarosa al 5% al tubo 3 y 8 ml de sacarosa al 10% al tubo 4. b) Disuelve 1gr de levadura en 10ml de agua destilada. Posteriormente agrega 2 ml de esta solución a cada tubo. c) Tapa con un preservativo cada uno de los tubos y séllalo con una liga. d) Con tu palma o tu pulgar sella la parte superior, agita cada tubo hasta que la levadura se disuelva e) Observa los preservativos tan pronto como los tubos estén listos, así como en 10 y 20 minutos. f) Registra tus observaciones en la siguiente tabla. Tabla 2 Concentración Sacarosa

de

Características del preservativo: 0 minutes

10 minutos

20 minutos

Tubo 1: agua Tubo 2: solución de sacarosa al 1% Tubo 3: solución de sacarosa de 5% Tubo 4: solución de sacarosa al 10%

¿Cuál es la principal ventaja de la respiración celular aerobia?

¿Cuál es la principal ventaja de la fermentación?

Compara tus resultados registrados en la tabla 2 con tus predicciones registradas en la tabla 1. ¿Fueron diferentes las cantidades de CO 2 producido con tus predicciones? Si no, ¿en que difieren los resultados con tus predicciones?

Discute los resultados con tu equipo. ¿Qué conclusiones obtendrías sobre la relación entre la concentración de sacarosa y la tasa de fermentación alcohólica?

Experimento 2. Efecto de la temperatura en la velocidad de la fermentación alcohólica en levadura.

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PRÁCTICA DE LABORATORIO: “Fermentación Alcohólica en Levadura”* 1.- Procedimiento para observar el efecto de la temperatura en la fermentación alcohólica es el siguiente: a) Enumera los tubos del 1 al 5 b) Prepara los tubos de acuerdo a la tabla 3 c) Los tubos 1 y 3 se les agrega agua fría y azúcar, después se colocan en un vaso de precipitado con agua fría d) Los tubos 2 y 4 se les agrega agua a temperatura ambiente y azúcar, se colocan en una vaso de precipitado y se ponen en el Baño María a 37º C (utiliza el termómetro para medir la temperatura) e) Al tubo 5 agrégale agua entre 40º - 45º C TABLA 3 TUBO 1 2 3 4 5

AGUA 5 ml fría

AZÚCAR LEVADURA TRATAMIENTO CONDICIONES Colocar en agua fría 1 cda. AGITAR BIEN CADA TUBO Y 5 ml ambiente 1 cda. Colocar a 37º C TAPARLO CON Colocar en agua fría 5 ml fría 1 cda. 1 ml UN 5 ml ambiente 1 cda. 1 ml Colocar a 37º C PRESRVATIVO. AJUSTAR CON Colocar a 40º–45º C 5 ml hirviendo 1 cda. 1 ml UNA LIGA

e) Observa los preservativos a los 10 minutos. f) Registra tus observaciones en la columna de resultados. Explica las diferencias obtenidas en los diferentes tubos

¿Cómo podrías explicar la reacción del tubo 5

Experimento 3. Observación de tú producción de CO2 Ahora, vamos a observar la presencia de CO2 en el aliento exhalado.

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RESULTADOS

PRÁCTICA DE LABORATORIO: “Fermentación Alcohólica en Levadura”* 2.- Procedimiento: a) Utiliza dos tubos de ensayo. Enjuague los tubos con agua destilada b) Coloca 10 gotas de azul bromotimol en cada tubo de ensayo. c) En el primer tubo, coloca la pipeta de plástico y en la parte inferior del tubo de ensayo cerca del azul de bromotimol. Aprieta la pipeta repetidamente durante 30 segundos, se generaran burbujas con el aire atmosférico en el tubo. d) Observe si hay un cambio de color. e) En el segundo tubo sopla suavemente en el azul de bromotimol durante 30 segundos. f) Observa si hay un cambio de color ¿Qué puedes concluir acerca de la presencia de CO 2 en estos dos tubos después de su tratamiento?

¿Por qué en el tubo 1 se expuso con en el aire atmosférico?

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