Fotosíntesis y respiración
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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. | |||
A principios del siglo XVII el científico Jean Baptiste Van Helmont planificó un experimento que resultó de gran importancia. Llenó una cuba con 100 Kgs. de tierra que había secado previamente en un horno, luego la empapó bien con agua de lluvia y plantó un árbol de sauce. Durante los cinco años de crecimiento regaba el suelo con agua de lluvia y le hizo una cubierta para evitar que cayera tierra en la cuba. El árbol creció más y más. | ![]() Jean Baptiste Van Helmont | ||
Después de cinco años sacó el árbol con sus raíces y encontró que pesaba 84.586 Kgs., secó la tierra y encontró que faltaban 56 gramos para llegar al peso original. Concluyó entonces que 82.030 Kgs. de madera, corteza y raíces procedían del agua exclusivamente. | |||
![]() Joseph Priestley | Van Helmont trabajó a principios del siglo XVII cuando se sabía poco del crecimiento de las planta. Hoy se sabe que las plantas absorben algo más que agua. Años después Joseph Priestley, a fines del siglo XVIII, descubrió que además de agua, absorbe bióxido de carbono del aire y las plantas verdes despiden o exhalan oxígeno. Siete años más tarde Ian Ingenhousz demostró que las plantas pueden dar oxígeno sal aire cuando hay suficiente luz solar, lo cual afirma que la luz es necesaria para la producción de oxígeno. | ||
La vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos vitales: La fotosíntesis y la respiración. | |||
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 dependen la una de la otra. Haz click aquí para observar el esquema que representa este proceso | |||
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 ( ![]()
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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 . | |||
¿Que 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 ![]() | |||
El objetivo final de la respiración celular es producir la energía que la célula necesita para realizar trabajo mecánico, químico y de transporte. La ecuación química de la respiración aeróbica es: | |||
¿Que es la glucólisis? En este proceso la molécula de glucosa se desdobla para dar origen a: dos moléculas de Ácido Pirúvico donde cada una de ella posee tres átomos de carbono liberando energía. El ácido pirúvico resultante de la glucólisis se oxida y forma el ácido acético que se combina con la coenzima A para formar el acetil coenzima A. | |||
¿Que es el Ciclo de Krebs? Son una serie de reacciones que se realizan en todas las células desde las procariotas hasta las eucariotas. Esto ocurre en las mitocondrias y durante este ciclo se liberan 2 moléculas de ![]() | |||
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¿Qué es la cadena transportadora de electrones? Durante el proceso de transferencia de carbonos que ocurre en el ciclo de Krebs no se obtuvo energía, es sólo a través de la transferencia del hidrógeno que la energía se libera en la respiración. Durante el ciclo de Krebs los hidrógenos y los electrones son transferidos al oxígeno desde ciertos productos del ácido cítrico. Cuando se esta está dando la transferencia de electrones, se efectúa la máxima liberación de energía y se captura en forma de ATP. Los electrones de los átomos de hidrógeno son transferidos por unas enzimas conocidas como cadena respiratorio. En le transcurso de la respiración, aproximadamente la mitad de la energía que tiene la molécula de azúcar es convertida en ATP obteniéndose 38 moléculas de ATP. | |||
¿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:
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La capa exterior de la Tierra es gaseosa, de composición y densidad muy distintas de las capas sólidas y líquidas que tiene debajo. Pero es la zona en la que se desarrolla la vida y, además, tiene una importancia trascendental en los procesos de erosión que son los que han formado el paisaje actual.
Los cambios que se producen el la atmósfera contribuyen decisivamente en los procesos de formación y sustento de los seres vivos y determinan el clima.
Composición del aire

Los gases fundamentales que forman la atmósfera son: Nitrógeno (78.084%), Oxígeno (20.946%), Argón (0.934%) y Dióxido de Carbono (0.033%). Otros gases de interés presentes en la atmósfera son el vapor de agua, el ozono y diferentes óxidos.
También hay partículas de polvo en suspensión como, por ejemplo, partículas inorgánicas, pequeños organismos o restos de ellos y sal marina. Muchas veces estas partículas pueden servir de núcleos de condensación en la formación de nieblas muy contaminantes.
Los volcanes y la actividad humana son responsables de la emisión a la atmósfera de diferentes gases y partículas contaminantes que tienen una gran influencia en los cambios climáticos y en el funcionamiento de los ecosistemas.
El aire se encuentra concentrado cerca de la superficie, comprimido por la atracción de la gravedad y, conforme aumenta la altura, la densidad de la atmósfera disminuye con gran rapidez. En los 5,5 kilómetros más cercanos a la superficie se encuentra la mitad de la masa total y antes de los 15 kilómetros de altura está el 95% de toda la materia atmosférica.

La mezcla de gases que llamamos aire mantiene la proporción de sus distintos componentes casi invariable hasta los 80 km, aunque cada vez más enrarecido (menos denso) conforme vamos ascendiendo. A partir de los 80 km la composición se hace más variable.
Formación de la atmósfera
La mezcla de gases que forma el aire actual se ha desarrollado a lo largo de 4.500 millones de años. La atmósfera primigenia debió estar compuesta únicamente de emanaciones volcánicas, es decir, vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y nitrógeno, sin rastro apenas de oxígeno.
Para lograr la transformación han tenido que desarrollarse una serie de procesos. Uno de ellos fue la condensación. Al enfriarse, la mayor parte del vapor de agua de origen volcánico se condensó, dando lugar a los antiguos océanos. También se produjeron reacciones químicas. Parte del dióxido de carbono debió reaccionar con las rocas de la corteza terrestre para formar carbonatos, algunos de los cuales se disolverían en los nuevos océanos.
Más tarde, cuando evolucionó la vida primitiva capaz de realizar la fotosíntesis, empezó a producir oxígeno. Hace unos 570 millones de años, el contenido en oxígeno de la atmósfera y los océanos aumentó lo bastante como para permitir la existencia de la vida marina. Más tarde, hace unos 400 millones de años, la atmósfera contenía el oxígeno suficiente para permitir la evolución de animales terrestres capaces de respirar aire.