PROCESO Y SIMULACIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR.

PROCESO Y SIMULACIÓN  DE LA FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR.

Martínez, G; y Martínez, L1 

1Estudiantes de Ingeniería Ambiental, 1 Semestre. Universidad Santo Tomas Villavicencio Meta, Biología.

RESUMEN

La fotosíntesis y la respiración son dos procesos esenciales para la vida de los seres vivos. La primera permite la obtención de energía química a partir de la energía luminosa captada por la clorofila. Por su parte, la respiración es el proceso mediante el cual se obtiene la energía (ATP), necesaria para otras funcione, como la duplicación del ADN. En el presente informe se analizarán los diferentes factores que influyen en la fotosíntesis, centrándonos principalmente en la intervención e importancia de ambos procesos mediante los cambios de acides de una solución se podrá verificar las características de estos.  Las planta, en presencia de la luz (proveniente de los rayos solares), realizan la fotosíntesis en la que utilizan el dióxido de carbono y el agua para convertirlos en oxígeno y glucosa. En cambio, en la oscuridad ocurre lo contrario, ya que en la respiración se obtiene dióxido de carbono producido mediante el uso de la glucosa. Este proceso se lleva a cabo tanto en las plantas como en otros seres vivos.

Palabras clave: Fotosíntesis, Respiración, Energía, Solución, Luz, Oscuridad.

ABSTRACT

Photosynthesis and respiration are two processes essential to the life of living beings. The first allows to obtain chemical energy from light energy captured by chlorophyll. Furthermore, respiration is the process by which gets the energy (ATP), necessary for other work, such as duplication of the DNA. This report will analyse the different factors affecting photosynthesis, mainly focusing on intervention and importance of both processes through changes of acidity of a solution can verify the characteristics of these. Plant them, in the presence of light (from sunlight), they perform photosynthesis which uses carbon dioxide and water into oxygen and glucose. Instead, in the dark is the opposite, since breathing gets carbon dioxide produced by the use of glucose. This process takes place both in plants and other living beings.

Key words: photosynthesis, respiration, energy, solution, light, darkness.

INTRODUCCIÓN

La fotosíntesis es un 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 (Molina, 2005) Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biósfera terrestre la zona del planeta en la cual hay vida procede de la fotosíntesis (Molina, 2005) 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 (Molina, 2005) La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura (Molina, 2005). 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 (figura.1) (Molina, 2005).[pic 1]

(figura.1). Etapas de la fotosíntesis (Anna, 2008).

Fase primaria o lumínica

La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila (Arrieta, 2008). La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio (Arrieta, 2008). Estos elementos se organizan en una estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el centro rodeado de todos los demás átomos (Arrieta, 2008). La clorofila capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O), separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz. El proceso genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas especiales llamadas ATP. En consecuencia, cada vez que la luz esté presente, se desencadenará en la planta el proceso descrito (figura.2) (Arrieta, 2008).

[pic 2]

(figura.2). Fase luminosa o de Hill (Kerchak, 2012).

Fase secundaria u oscura

La fase oscura de la fotosíntesis es una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en la fase lumínica (Arrieta, 2008). En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno (Arrieta, 2008). Dicho proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C6HI2O6), un tipo de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho (figura.3) (Arrieta, 2008).                     [pic 3]

(figura.3) Período oscuro de la fotosíntesis (Díaz, 2010).

RESPIRACIÓN CELULAR:

Los seres vivos necesitan de un consumo constante de energía, que las células emplean en forma de energía química (Estrada, 2008). La respiración celular, proceso utilizado por la mayoría de las células animales y vegetales, es la degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se produzca la liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda cumplir con sus funciones vitales (Estrada, 2008). Mediante la degradación de la glucosa (glucólisis) se forma ácido pirúvico. Este ácido se desdobla a dióxido de carbono y agua, generándose 36 moléculas de ATP (Estrada, 2008). La respiración celular es una parte del metabolismo, más precisamente del catabolismo, en la cual la energía presente en distintas biomoléculas es liberada de manera controlada. Durante la respiración, parte de esa energía es utilizada para sintetizar ATP, que a su vez es empleado en el mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo) (Estrada, 2008).

La respiración celular es un proceso mediante el cual las células de los organismos oxidan nutrientes de los alimentos para que liberen energía (Estrada, 2008). Como resultado, el carbono presente en dichos nutrientes queda oxidado, es decir, se transforma en dióxido de carbono que es eliminado por medio de la respiración a la atmósfera (Estrada, 2008). Para que se realice la respiración celular es fundamental la presencia de oxígeno (respiración aeróbica) (Estrada, 2008). Los animales lo toman de la atmósfera a través de órganos especializados (pulmones, branquias). Los vegetales lo hacen mediante un aparato denominado estomas, ubicados en las hojas y que será explicado más adelante (Estrada, 2008). La respiración se efectúa durante las 24 horas. La cantidad de oxígeno que los vegetales absorben de la atmósfera a raíz del proceso respiratorio es menor que la que desprenden al efectuar la fotosíntesis, y el dióxido de carbono que desprenden también es menor a la cantidad que absorben (Estrada, 2008).

Durante la noche, momento en que los vegetales no realizan la fotosíntesis, ocurre lo contrario. Mientras que la fotosíntesis provee los hidratos de carbono necesarios para las plantas, la respiración celular es el proceso donde la energía contenida en esos hidratos de carbono es liberada de manera controlada (Alvarado, 2001). En la respiración aeróbica, la degradación de glucosa comprende una serie de reacciones (Alvarado, 2001). La respiración celular se lleva a cabo dentro de las mitocondrias, pequeños organelos ubicados en el citoplasma de las células vegetales y animales. Estas estructuras, de forma oblonga y aplastada, procesan el oxígeno y convierten a los carbohidratos, ácidos grasos y proteínas de los alimentos en energía (figura.4) (Alvarado, 2001)[pic 4]

(figura.4). Proceso de respiración celular (Alvarado, 2001).

La respiración celular puede dividirse en dos tipos, según sea la presencia de oxígeno.

Respiración aerobia o aeróbica:

Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida de respiración, propia de la mayoría de las bacterias y de los organismos eucariotas. Es por ello que a los seres que requieren de oxígeno se los llama aerobios (figura.5) (Alvarado, 2001).

[pic 5]

(figura.5). Respiración aerobia (Joseleg, 2010)

Respiración anaerobia o anaeróbica:

No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, generalmente minerales. La respiración anaeróbica está presente en algunos organismos procariotas, en general habitantes de suelos y sedimentos, y de vital importancia en los ciclos biogeoquímicos de los elementos. Al no requerir de oxígeno se los denomina anaerobios. Algunas especies de bacterias, denominadas facultativas, se adaptan sobreviven ante la presencia o ausencia de oxígeno en el medio que las rodea (Díaz, 2010)./

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