BIOLOGIA 12: 4. Fotosíntesis y respiración celular

Fotosíntesis

Es un proceso donde los organismos auótrofos (plantas, algas y cianobacterias) utilizan para su desarrollo, metabolismo, crecimiento y reproducción a la energía del sol o lumínica y la transforman en energía química, al igual que la materia inorgánica en materia orgánica.

Se lleva a cabo en los cloroplastos de las hojas o tallos jóvenes que absorben energía solar. Los cloroplastos están formados por granas y tilacoides. Estos últimos contienen los pigmentos que absorben energía del sol y en el estroma se realizan las reacciones que no dependen de la luz o sea de fase oscura.

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS

1. Fase lumínica, luminosa, dependiente de la luz o captura de luz :

Las reacciones de luz ocurren en los tilacoides, aquí la luz choca contra una molécula de clorofila p 680 o fotosistema II, la energía que desprende el electrón impacta una molécula de agua liberando oxígeno (O2) y 2 átomos de hidrógeno, los electrones continúan su camino hacia los moléculas aceptoras de electrones, las cuales envían los electrones hacia la clorofila p 700 o fotosistema I en ese proceso se sintetiza ATP (ADP + P1) y NADPH2 que son sustancias energéticas necesarias para a fase oscura de la fotosíntesis..

Si la energía liberada no es suficiente los electrones se devuelven a la clorofila 680 cerrando un ciclo y si esto sucede no producirán ATP ni NADPH2.

2. Fase no lumínica, oscura, independiente de la luz o ciclo de Calvin Benson

Las reacciones de oscuridad ocurren en el estroma. El CO2 es capturado y el carbono es fijado en los carbohidratos.

3. Síntesis de glucosa
Seis moléculas de Ribulosa difosfato se unen al carbono de la etapa anterior y producen 12 moléculas de ácido fosfoglicerico (PGA) usando el ATP y el NADPH2 producido en la fase luminosa para obtener fosfogliceraldehido (PGAL) que se convertirá en glucosa y ribulosa difosfato para cerrar el ciclo.

Ecuación química de la fotosíntesis

Importancia de la fotosíntesis

Los autotrofos son la base de la cadena trófica
Reciclan la materia orgánica, desde que es producida por los autotrofos, hasta que es utilizada por los consumidores y los descomponedores
Gracias a la fotosíntesis se obtiene el O2 (oxígeno), gas fundamental para que los heterotrofos consuman materia organica y la transformen en energía.
La fotosíntesis ha hecho posible que aparezca la respiración celular que tienen la gran mayoría de los organismos mediante la cual obtienen el máximo de energía de los nutrientes.
La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora.
De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles

QUIMIOSINTESIS

Es un tipo de nutrición autotrofa realizado por las bacterias, se obtiene energía de la oxidación de amoniaco y metano

2H2S + CO2 ---> [CH2O] + H2O + 2 S

Reactivos
- energía de la luz del sol
- dióxido de carbono (su sustrato a reducir)
- sulfuro de hidrógeno (en lugar del agua, como dador de electrones que se oxida )

Productos
- fabrican glúcidos
- se libera azufre a el medio acuoso donde habitan o se aloja en el interior de la bacteria.
- H2O

Respiración celular

Se realiza en las mitocondrias, en este proceso la glucosa se degrada produciendo agua y CO2 y liberando energía en forma de ATP.

Ecuación química de la respiración celular

Fases de la respiración celular

Respiración anaerobia (sin presencia de oxigeno):

1. Glucolisis : se realiza en el citoplasma de la célula, corresponden al rompimiento de una molécula de glucosa en dos moléculas de ácido piruvico, se producen 2 ATP como ganancia neta. El ácido piruvico producto de la reaccion puede seguir dos caminos continua en la fermentación (resp. anaerobia ) o con el Ciclo de Krebs (resp. aerobia).

Fermentación : es un proceso donde no esta presente el oxigeno (anaerobio), y puede convertir el ácido piruvico en diferentes productos al final de este proceso se obtienen 2 ATP como ganancia, se clasifica en

Láctica: se produce en la s bacterias y en los músculos su resultado final es ácido láctico y mediante este proceso se desarrollan los quesos, el yogur y en el musculo produce arratonamiento por fatiga.
Alcohólica:se produce en las levaduras, su resultado final es alcohol etílico, se utiliza también en la elaboración de pan.
Acética: se produce en las bacterias, transforma el alcohol en ácido acético o vinagre

Respiración aerobia (con presencia de oxigeno):

2. Ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs: se realiza en la mitocondria, el ácido piruvico o piruvato reacciona con una molécula coenzima A para producir Acetilcoenzima A (acetil Co A) liberando un CO2 al ambiente. El acetil Co A se une a un ácido oxalacetico para formar ácido cítrico que va perdiendo carbonos de forma sucesiva hasta convertirse nuevamente en ácido oxalacetico para cerrar el ciclo, en este proceso se liberan 2 ATP.

3. Cadena respiratoria o transportadora de electrones: los electrones asociados a las moleculas de NADH y FADH son transportados a través de los citocromos liberando 32 ATP, al sumar las 2 moléculas de ATP liberadas en la glucolisis y las 2 moléculas liberadas en el ciclo de Krebs se obtienen una ganancia neta de 36 ATP por cada molécula de glucosa degradada.