Fotosíntesis y respiración

Introducción

Se estará estudiando acerca de la
fotosíntesis y la respiración, tomando en cuenta de
que la vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos vitales
los cuáles son precisamente la fotosíntesis y la
respiración.

La fotosíntesis tiene que ver con la forma
cómo las plantas transforman la energía solar en
energía química liberando al mismo tiempo
oxígeno y agua y almacenando la energía bajo la
forma de carbohidratos. La respiración se refiere al
proceso mediante el cual las plantas toman oxígeno y
desprenden dióxido de carbono. Ambos procesos son
inversos.

Fotosíntesis y
respiración

La respiración se refiere al proceso mediante el
cual las plantas toman oxígeno y desprenden dióxido
de carbono. Ambos procesos son inversos.

La vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos
vitales: La fotosíntesis y la
respiración.

LA FOTOSÍNTESIS

Se ha avanzado mucho, sobre todo en los últimos
años, en cuanto a los procesos de la fotosíntesis,
aunque todavía hay aspectos que no se conocen
suficientemente. El proceso se puede empezar a partir de la
siguiente reacción química:

Este proceso se realiza en un organoide llamado
cloroplasto que es único y exclusivo de las células
vegetales y tienen en su interior la clorofila. Se considera que
se produce en dos fases sucesivas: Una, en presencia de luz o
reacción fotoquímica y la otra se da en la fase
oscura o afotónica.

¿Qué ocurre en la fase
luminosa?

Es la primera fase del proceso fotosintético y
ocurre en las membranas tilacoidales de los cloroplastos y en
presencia de luz, poseen dos sistemas: un sistema de pigmentos
que captan la luz y un sistema o cadena de transporte de
electrones. En esta fase la clorofila capta la luz, "se excita" y
trae como consecuencia tres sucesos:

1. Fotólisis del agua ()

2. Síntesis de nicotinamida – adenin –
dinucleótido fosfato (NADPH)

3.Síntesis de adenosin – trifosfato
(ATP)

La fotolisis del agua ocurre por descomposición
de la molécula de agua en sus elementos constituyentes (H
y O) por acción de la luz.

El oxígeno es liberado (O2) a la atmósfera
a través de los estomas de las hojas. La
síntesis del (NADPH) se forma a partir del NADP+ el cual
acepta electrones. La síntesis de adenosin – trifosfato
(ATP) se forma a partir del adenosin – difosfato (ADP) y el
fosfato inorgánico (Pi)

¿Que
ocurre en la etapa oscura?

En esta etapa se realiza la síntesis de la
glucosa mediante la participación del NADPH y el ATP
producidos en la etapa luminosa además del Dióxido
de Carbono () que es tomado de la atmósfera, en esta etapa
no se requiere de luz para realizar sus funciones.

La síntesis de la glucosa ocurre en el estroma de
los cloroplastos e implica una serie de reacciones
químicas que forman el llamado Ciclo de Calvin las fases
más importantes de este ciclo son: Fijación del
dióxido de carbono. Síntesis de azúcares.
Regeneración de la ribulosa – 1,5 – difosfato.

La
respiración

La mayoría de los seres vivos realizan esta
función, mediante la cual toman el oxígeno de la
atmósfera y expulsan el dióxido de carbono,
además del agua dicho, en otros términos en la
transformación de la molécula de azúcar y
oxigeno, producto de la fotosíntesis en dióxido de
carbono, agua y ATP. Los animales poseen estructuras
respiratorias como pulmones, bronquios, traqueas o piel
según sea la especie del animal, mientras que las plantas
respiran a través de los estomas de las hojas.

Cualquiera que sea la manera de como se incorpora el
oxígeno al organismo, el destino es llegar a la
célula donde se produce la respiración celular y en
organoide especifico llamado Mitocondria que se encuentra en la
célula ya sea animal o vegetal. El proceso de
respiración no es igual para todas las células ya
que existen dos tipos de respiración, según sean
los requerimientos de oxígeno por parte de la
célula; respiración aeróbica y
anaeróbica.

¿Qué es la respiración
aeróbica?

Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren
intracelularmente y consiste en la degradación de la
glucosa hasta que se convierte en Monografias.com agua y energía en forma de ATP en
presencia de oxigeno. La respiración comprende tres
procesos: La glucólisis, el Ciclo de Krebs y la cadena de
transporte de electrones. El objetivo final de la
respiración celular es producir la energía que la
célula necesita para realizar trabajo mecánico,
químico y de transporte.

¿Qué ocurre en la
respiración anaeróbica?

Este tipo de respiración se caracteriza por una
serie de reacciones en las que se obtienen energía (ATP) a
partir de compuestos orgánicos. El proceso
fundamentalmente consiste en realizar la oxidación del
alimento o materia orgánica. Los productos finales de la
respiración anaeróbica no son tan simples, ya que
se obtienen productos que almacenan bastante energía y
dióxido de carbono. Esta respiración es propia de
organismos poco evolucionados y son de gran utilidad ya que esto
permite explicar los fenómenos de fermentación y
putrefacción de ciertos alimentos.

Se puede decir que la fermentación consiste en el
catabolismo anaeróbico de los nutrientes orgánicos
para producir ATP, además de alcohol etílico,
ácido láctico, acetato, ácido
butírico y otros. Hay dos tipos de fermentación
importantes:

la fermentación alcohólica que es
producida por algunos microorganismos como ciertas bacterias
y hongos que degradan la glucosa hasta producir alcohol,
y
la fermentación homoláctica que puede
ocurrir en los músculos y producir ácido
láctico. Esta se da en ausencia de oxígeno y es
propia de los organismos inferiores y poco evolucionados como
las bacterias y los hongos microscópicos conocidos
como levaduras.

Fotosíntesis

Proceso en virtud del cual los organismos con clorofila,
como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan
energía en forma de luz y la transforman en energía
química.

Prácticamente toda la energía que consume
la vida de la biosfera terrestre la zona del planeta en la cual
hay vida procede de la fotosíntesis.

Una ecuación generalizada y no equilibrada de la
fotosíntesis en presencia de luz sería: CO2 + 2H2A
? (CH2) + H2O + H2A El elemento H2A de la fórmula
representa un compuesto oxidable, es decir, un compuesto del cual
se pueden extraer electrones; CO2 es el dióxido de
carbono; CH2 una generalización de los hidratos de carbono
que incorpora el organismo vivo. En la gran mayoría de los
organismos fotosintéticos, es decir, en las algas y las
plantas verdes, H2A es agua (H2O); pero en algunas bacterias
fotosintéticas, H2A es anhídrido sulfúrico
(H2S). La fotosíntesis con agua es la más
importante y conocida y, por tanto, será la que tratemos
con detalle.

La fotosíntesis se realiza en dos etapas:
una serie de reacciones que dependen de la luz y son
independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la
temperatura y son independientes de la luz. La velocidad de la
primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta
con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites),
pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada
reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la
temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la
intensidad luminosa.

Fase luminosa en
el proceso de la fotosíntesis

Los experimentos de Blackman se incluía que en la
fotosíntesis actúan dos procesos: uno oscuro
(dependientes de la concentración de CO2) y otro luminoso.
Mientras que la velocidad del primero es fuertemente afectada por
la temperatura, la velocidad del proceso luminoso es poco
afectada por ella. Experimentos posteriores han confirmado la
utilidad de la separación conceptual de ambos procesos,
oscuro y luminoso.

En el primer proceso, las llamadas "reacciones
luminosas", los protones derivados del agua se utilizan en la
síntesis quimiostática de ATP a partir de ADP y Pi,
en tanto un átomo de hidrógeno del agua se utiliza
para la reducción de NADP+ a NADPH. Las reacciones se
caracterizan por la producción, dependiente del a luz, de
oxigeno gaseoso que deriva de la ruptura de las moléculas
de agua. Estas reacciones son posibles debido a que los
organismos fotosintéticos pueden recolectar la
energía luminosa mediante varios procesos y la utilizan
para conducir reacciones metabólicas.

REACCIONES DEPENDIENTES DE LA
LUZ

Las reacciones dependientes de la luz requieren luz;
convierten la energía lumínica en energía
química, que se captura en el ATP y el NADPH (una
molécula que transporta electrones y átomos de
hidrógeno). Solo la energía química puede
hacer trabajo biológico.

La energía lumínica se transforma en
energía química cuando mueve electrones más
lejos de sus núcleos atómicos: Recuérdese
que cuando más lejos esta un electrón del
núcleo más energía química
retiene.

La energía adicional retenida por el
electrón desplazado se libera cuando el electrón se
mueve más cerca del núcleo del otro átomo:
La energía liberada es capturada y utilizada para formar
las moléculas transportadoras especiales, ATP o NADPH, las
cuales luego son usadas en las reacciones independientes de la
luz.

Las reacciones de fotosíntesis dependientes de la
luz tienen lugar en membranas, donde enzimas y otras
moléculas que promueven las reacciones son embebidas. En
los cloroplastos de las plantas y las algas, estas membranas son
bolsas aplanadas, llamadas tilacoides, que se organizan en pilas
llamadas granas

Reacción
en la oscuridad

La reacción en la oscuridad tiene lugar en el
estroma o matriz de los cloroplastos, donde la energía
almacenada en forma de ATP y NADPH2 se usa para reducir el
dióxido de carbono a carbono orgánico. Esta
función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones
llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y
NADPH2. Cada vez que se recorre el ciclo entra una
molécula de dióxido de carbono, que inicialmente se
combina con un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa
1,5-difosfato para formar dos moléculas de un compuesto de
tres carbonos llamado 3-fosfoglicerato. Tres recorridos del
ciclo, en cada uno de los cuales se consume una molécula
de dióxido de carbono, dos de NADPH2 y tres de ATP, rinden
una molécula con tres carbonos llamada
gliceraldehído 3-fosfato; dos de estas moléculas se
combinan para formar el azúcar de seis carbonos glucosa.
En cada recorrido del ciclo, se regenera la ribulosa
1,5-difosfato.

Por tanto, el efecto neto de la fotosíntesis es
la captura temporal de energía luminosa en los enlaces
químicos de ATP y NADPH2 por medio de la reacción
en presencia de luz, y la captura permanente de esa
energía en forma de glucosa mediante la reacción en
la oscuridad. En el curso de la reacción en presencia de
luz se escinde la molécula de agua para obtener los
electrones que transfieren la energía luminosa con la que
se forman ATP y NADPH2. El dióxido de carbono se reduce en
el curso de la reacción en la oscuridad para convertirse
en base de la molécula de azúcar.

Conclusión

En la fotosíntesis las células con
clorofila de las plantas verdes atrapan una pequeña
cantidad de energía luminosa para convertir el
dióxido de carbono que toman del aire y el agua que toman
del suelo en azúcar y oxígeno que es energía
química. Se estudian juntas porque son dos funciones
metabólicas antagónicas, pero complementarias ya
que depende la una de la otra. Este proceso se realiza en un
organoide llamado cloroplasto que es único y exclusivo de
las células vegetales y tienen en su interior la
clorofila. Se considera que se produce en dos fases sucesivas:
Una, en presencia de luz o reacción fotoquímica y
la otra se da en la fase oscura o afotónica.

La mayoría de los seres vivos realizan la
función de la respiración, mediante la cual toman
el oxígeno de la atmósfera y expulsan el
dióxido de carbono, además del agua dicho, en otros
términos en la transformación de la molécula
de azúcar y oxigeno, producto de la fotosíntesis en
dióxido de carbono, agua y ATP. El proceso de
respiración no es igual para todas las células ya
que existen dos tipos de respiración, según sean
los requerimientos de oxígeno por parte de la
célula; respiración aeróbica y
anaeróbica.

Bibliografía

http://fotosntesisyrespiracin.blogspot.com/

http://www.md.ucl.ac.be/celil/vanhelmont.html
http://jquarter.members.beeb.net/morelunar.htm
http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Biologia/fotosintesisyrespiracion.html
http://html.rincondelvago.com/fotosintesis-y-respiracion_2.html
http://ve.kalipedia.com/ecologia/tema/respiracion-fotosintesis.html?x1=20070418klpcnaecl_1.Kes
http://fotosntesisyrespiracin.blogspot.com/

Autor:

Maria de los A.
Pérez