fotosíntesis y respiración celular

FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR 

La Fotosíntesis es un proceso biológico mediante el cual las plantas con clorofila captan la energía solar y sintetizan los hidratos de carbono a partir del CO2 y del agua.

a) Fase Luminosa o Reacción fotoquímica.

b)Fase oscura o reacción termoquímica.

La Respiración Celular.

En la etapa de la respiración celular o glucólicis, la molécula de glucosa se desdobla y produce dos moléculas de ácido pirúvico y libera energía.

Las respiración celular se lleva a cabo en una estructuras de las estructuras de la célula llamas mitocondrias. Durante este proceso se desdoble la molécula de glucosa y se separan los átomos de hidrógeno [protones y electrones] de los átomos de carbono para combinarse con los átomos de oxígeno.

La energía liberada durante este proceso se utiliza para convertise el ADP (adenosindifosfato) en ATP (adenosintrifosfato).

Etapas de la Respiración Celular:

Las Respiración ocurre en tres etapas: glucólisis, ciclo de Krebs y transporte de electrones.

Relaciones entre la Fotosíntesis y la Respiración.

Existe una relacion estrecha entre la fotosíntesis y la respiración celular. En efecto, por medio de la fotosíntesis, los cloroplastos presentes en todas las células eucariotas captan la energía solar y la usan para convertir el agua y el dióxido de carbono en carbohidratos, tales como glucosa, almidón y otros. Además durante este proceso las plantas liberan oxígeno en la atmósfera con lo que purifican el ambiente y facilitan la respiración de los seres vivos.

Las mitocondrias que en las células son las responsables de la respiración, desdoblan los carbohidratos y capturan la energía contenida en ellos y la almacenan en forma de ATP (adenosintrifosfato). Durante este proceso se consume oxígeno, y como productos finales se producen dióxido de carbono y agua. De esta manera se completa el ciclo iniciado con la fotosíntesis.

Existe, por tanto, una complementación entre la fotosíntesis y la respiración, pues los productos finales de aquela, son utilizados por ésta.

Diferencias entre la Fotosíntesis y la Respiración

1º La Fotosíntesis se reliza sólo en las plantas verdes, mientras que la respiración es común a plantas y animales.

2º Durante el proceso de la Fotosíntesis se forman compuestos que tienen mucha energía, mientras que, durante la respiración se desdobla la glucosa pra desprender energía.

3º La Fotosíntesis además de luz utiliza agua y CO2 para sintetizar glucosa, mientras que, durante la respiración se elimina agua y CO2.

4º Durante la Fotosíntesis se libera oxígeno, en cambio, durante la respiración se consume o se utiliza oxígeno.

5º En la Fotosíntesis se acumula energía, mientras que en la respiración se libera energía.

LA FOTOSÍNTESIS

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.

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 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.