Fotosíntesis y respiración celular

Fotosíntesis

Respiración

celularAnaeróbica (sin Oxígeno)

Aeróbica ( con Oxígeno)

¿Qué elementos presentes en el aire

entran y salen en la hoja de una

planta?

Fotosíntesis

Fotos = luz y síntesis = formación de

sustancias.

Es un proceso biosintético por medio del cual

la planta es capaz de sintetizar materia

orgánica a partir de las moléculas inorgánicas

que encuentra en el medio utilizando la

energía lumínica.

Es un proceso anabólico.

Organismos que realizan la

fotosíntesis

Los organismos que realizan fotosíntesis reciben el

nombre de foto-autótrofos e incluyen a las plantas

verdes, las algas y algunas bacterias.

Los organismos foto autótrofos obtienen energía y

carbono del entorno físico y lo utilizan para producir

su comida. Mediante el proceso de fotosíntesis

elaboran azúcares y otros compuestos usando la luz

solar como fuente de energía y el dióxido de carbono

como fuente de carbono.

La mayoría de las bacterias, muchos

protistas, todos los hongos y animales son

incapaces de obtener energía y carbono de

dicho entorno, y reciben el nombre de

heterótrofos, esto es, se alimentan de

autótrofos, de otros heterótrofos y desechos

orgánicos.

Organela que lleva a cabo la

fotosíntesis

Cloroplastos son estructuras en forma de

balón de futbol.

Miden entre 2 y 6 micras, es aquí donde

ocurre el proceso.

Cada célula tiene entre 25-75 cloroplastos

aunque puede variar.

Partes del cloroplasto

Región externa se compone de doble

membrana:

Membrana externa: cubre, protege e

intercambia sustancias.

Región interna: sistema interno de

membranas:

Estroma: matriz de sustancia líquida

Tilacoide: saco o bolsa rodeada de

membrana interna.

Grana: apilamiento de tilacoides.

Lamela: puentes de unión entre los grana.

Lumen: canal o espacio interno entre grana y

lamelas.

¿En qué consiste

la fotosíntesis? La fotosíntesis se lleva a cabo en dos etapas

conocidas como fase obscura y fase

luminosa.

1. Fase luminosa

En esta fase las primeras reacciones requieren

luz para dar inicio al proceso y se lleva a cabo en

la membrana de los grana.

Dentro de esta fase se consideran dos grupos de

reacciones: las no cíclicas(acíclica) y las cíclicas.

Durante las reacciones no cíclicas la fotosíntesis

se realiza en dos sitios conocidos como

fotosistemas I y II; mientras que en las reacciones

cíclicas solo participa el fotosistema I.

Fotofosforilización acíclica

(fotosistema I y II)

1. La luz es absorbida por la clorofila.

Desprende dos electrones, a la vez rompe la

molécula de agua (fotólisis).

Como consecuencia se libera una molécula

de oxígeno que pasa a la atmósfera y es

respirado luego por los seres vivos.

2. Se forma un flujo de electrones que permiteunir el ADP (adenosin difosfato) al Pi (ácidofosfórico) para formar el ATP (adenosintrifosfato).

ADP + Pi ATP

3. Los electrones se descargan sobre unasustancia llamada NADP+ que adquiere los 2 e-H provenientes de la hidrólisis del agua.

Para formar el Nicotínamida AdenínDinucleótido Fosfato diHidrogenado

NADP+ + 2H+ NADPH2

Fotofosforilización cíclica

(fotosistema I)

1. Se realiza de forma idéntica al proceso

acíclico hasta llegar a la clorofila 700.

2. Los 2e- que llegan a esta clorofila se

devuelven hasta la 680 y cierra el ciclo.

3. No se produce el NADPH2 solamente el ATP.

Eventos importantes

La energía es absorbida por la molécula de

clorofila.

Se descompone la molécula de agua.

Se forma el ATP y el NADPH2

Desprendimiento de oxígeno.

Convierte la energía radiante en energía

química.

Fase oscura (ciclo de Calvin)

No requiere de energía lumínica.

1. Fijación de la molécula de carbono: Inicia

cuando un azúcar de 5 carbonos (ribulosa

difosfato), se une al CO2 para juntos formar una

molécula de 6 C, que termina rompiendose en

dos moléculas de 3C.

2. Sínetsis del fofogliceraldehído (PGAL): el

ATP devuelve la energía y el NADPH2, los

hidrógenos que transportaba a la molécula de

3C como resultado se forma el PGAL.

3. Formación de compuestos orgánicos: el

PGAL puede dar origen a la glucosa, fructosa,

almidón y también formar glicerol y ácidos

grasos para formar grasas y aminoácidos

(proteínas)

Eventos importantes

Síntesis de glucosa.

Consumo de CO2

Se forma el PGAL a partir de la molécula de

3C.

Se obtiene moléculas orgánicas.

Fase lumínica Fase oscura

La clorofila absorbe la energía. El CO2 se incorpora a un azúcar

de 5C y se forma una molécula

de 6C.

La energía rompe la molécula de

agua y produce ATP a partir de

ADP + Pi

Se rompe la molécula de 6C en

dos moléculas de 3C.

El NADP atrapa los H y se libera

oxígeno.

La molécula de 3C se convierte

el PGAL.

Ocurre en los tilacoides Ocurre en el estroma

Importancia de la fotosíntesis

Produce la transformación de la energía

luminosa en energía química, necesaria y

utilizada por los seres vivos.

Se libera oxígeno que será utilizado en la

respiración aeróbica oxidante de los seres

vivos.

De este proceso depende la energía

almacenada en combustibles fósiles como

carbón, petróleo y gas natural.

Permite el equilibrio necesario entre los seres

autótrofos y heterótrofos el cual no sería

posible si este proceso.

La diversidad de la vida existente en la Tierra

depende principalmente de la fotosíntesis.

Actividad de cierre

1. ¿Qué sustancias necesitan las plantas pararealizar la fotosíntesis?

1. ¿Quienes realizan el proceso de fotosíntesis?

1. ¿Qué pigmento es el encargado de captar laenergía de la luz solar?

1. ¿Qué gas es liberado al aire como subproductode la reacción?

1. Señala dos razones por la que es importante lafotosíntesis para los seres vivos.

Respiración

celular

RESPIRACIÓN CELULAR Es aquella función vital en la cual el oxígeno

degrada a la glucosa en dióxido de carbono y

agua, produciendo energía en forma de ATP

(adenosintrifosfato).

C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12 H2O + ATP

1. RESPIRACIÓN

ANAERÓBICA

Es un proceso que no requiere de la

presencia de oxígeno y ocurre en el

citoplasma de las células.

Comprende los siguientes procesos:

Glucólisis y fermentación.

A) GlUCÓLISIS Es el proceso por medio la cual la glucosa se degrada

en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato

(C3H8O3)

Ocurre en el citoplasma

La ganancia de moléculas es de 2 ATP

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

B) FERMENTACIÓN Es la degradación parcial de la glucosa en ácido

láctico, etílico y acético.

El fin de la fermentación es para regenerar elNAD+ mas permitiendo que la glucólisis continúe yproduzca una provisión pequeña de ATP.

Comprende tres tipos: Alcohólica, láctica yacética.

ALCOHÓLICA Las levaduras puede realizar este proceso y otros

organismos produciendo:

Glucosa 2ácido etílico + 2CO2 + 2ATP

2 ácid pirúvicos + 2NADH 2 etanol + 2CO2 + 2NAD+

LÁCTICA Se produce en los músculos, en los glóbulos rojos y

otros organismos y cuando se almacena causa dolor

muscular. También es importante en la producción de

productos lácteos como quesos y yogurt.

Glucosa 2ácido láctico + 2CO2 + 2ATP

2 ácid pirúvicos + 2NADH 2 acid láctico + 2CO2 + 2NAD+

ACÉTICA

Es una fermentación bacteriana que

transforma el alcohol en ácido acético o

vinagre. La materia prima para obtener

vinagre es el alcohol etílico.

2. RESPIRACIÓN

AERÓBICA

Es un proceso que se realiza por medio del

oxígeno, y la mayoría de sus reacciones

ocurren en la mitocondria.

Comprende los procesos denominados: el

puente, ciclo de krebs y el sistema de

citocromos (cadena respiratoria).

A) El PUENTE

Las moléculas de piruvato sufren ciertas reacciones

mediante las cuales pierden CO2 y se convierten en

acetato, además se desprenden iones de Hidrógeno

y electrones.

Ocurre en la mitocondria

Piruvato (3C) acetato(2C) + CO2 + 2 H+ + 2e-

B) CICLO DE KREBS

(ÁCIDO CÍTRICO) Ocurre en la mitocondria.

El acetato (2C) se combina con una molécula de

(4C) y da lugar a un citrato (6C).

El citrato desprende CO2 y se transforma en una

molécula de 5C, lo cual continua la

descarboxilación y pasa a ser (4C)

En esta etapa ocurre una total degradación de

los compuestos orgánicos.

3 H2O + acetato(2C) 2CO2 + 8H+ + 8e-

Glucólisis Ciclo de Krebs

Ocurre en el citoplasma Ocurre en la mitocondria

Se produce ácido pirúvico Se produce CO2 y agua

Se obtiene 2 ATP Se obtiene de 36 a 38 ATP

C) SISTEMA DE CITOCROMOS

(CADENA RESPIRATORIA)

Se representa cómo ocurre la transferencia

de e- y la eficiente producción de energía.

Es la responsable de la producción de la

mayor cantidad de ATP que se produce en la

respiración (32 – 34 ATP).

6ATP + 6Pi + 4H+ + 4e- + O2 6ATP + 2H2O

Cadena respiratoria

Importancia de la Respiración

Celular

Esta energía en forma de ATP es

aprovechada por los seres vivos en:

a. Trabajo mecánico llevado a cabo por la

contracción de las fibras musculares.

b. Transporte activo, en el transporte celular los

iones y moléculas contra sus gradientes de

concentración.

c. Producción de calor para los organismoscomo las aves y los mamíferos que dependendel calor generado internamente.

d. Industrialmente, se obtienen productos en elproceso de la fermentación tales comomedicamentos, yogurt, queso, sidra, vinos,licores, alcohol etílico.

FOTOSÍNTESIS RESPIRACION CELULAR

Se realiza en los Cloroplastos

en estroma y tilacoides.

Se realiza en el Citoplasma y

Mitocondrias.

Lo realizan seres autótrofos o

productores.

Lo realizan todos los seres

vivos tanto autótrofos,

heterótrofos y saprófitos.

Se realiza en presencia de luz

para efectuarse.

No necesita de la presencia de

luz para efectuarse.

Se utiliza o necesita agua y

CO2

Se produce o libera agua y

CO2

La energía lumínica se

transforma en energía

química.

La energía química se

transforma en energía calórica

o mecánica.

Se produce materia orgánica

(glucosa, almidón, fructosa,

proteínas, lípidos).

Se produce materia inorgánica

(agua, dióxido de carbono).

Se acumula energía. Se desprende energía.

Se desprende O2 Se consume O2

Proceso por el cual las

plantas producen millones

de toneladas de azúcar y

mantienen suficiente

oxígeno en la atmósfera.

Proceso transductor de energía

en la cual la molécula de

glucosa se oxida en presencia

de oxígeno liberando agua,

energía en forma de ATP y CO2

Cuanto mayor es la actividad

realizada por los seres vivos

autótrofos, mayor en la dilución

de dióxido de carbono, lo cual

amortigua el efecto de

invernadero.

Permite que se realice trabajo

mecánico.

Elaboración de moléculas

orgánicas complejas a partir de

moléculas inorgánicas simples

La fermentación láctica es

fundamental en la producción

de muchos productos lácteos

como la mayoría de quesos y

yogurt.

Gracias por su

atención