Fotosíntesis y respiración

1. Introducción.

1.1 generalidades.
A) respiración (en forma general) este termino es empleado para englobar el conjunto de procesos mecánicos, físicos y químicos, donde las células, animales o vegetales toman el oxígeno del aire y a través de una serie de reacciones químicas, logran la transformación de la energía continuada en los alimentos en las moléculas útiles (atp) para los seres vivos y el desprendimiento de CO2 y agua en forma de vapor.

La respiración es básicamente un intercambio de gases (CO2 y O2) entre las células de cualquier ser vivo y su ambiente 

B) Tipos de sistema de respiración 

B.1) Difusión: los organismos microscopicos como las bacterias o poco complejos como los gusanos no poseen estructuras especializadas para el intercambio de los gases, por lo tanto realizan su respiración a través de una membrana o por la piel mediante un proceso llamado difusión, también ocurre en animales como protozoos y anelidos

B.2) Traqueas: en los insectos su sistema de respiración consiste en un conjunto de tubos microscopicos que se extienden a todo un órganos internos, permitiendo el intercambio de gases entre todas las células; las traqueas se comunican al exterior por unos orificios llamados espiraculos: en los moluscos también se da este proceso

B.3) Branquias: Constituye una aclaptacion de los peces y otros seres acuáticos para obtener el oxígeno disuelto en el agua y liberar en esta el CO2, esta constituida por un conjunto de pliegues formados por capilares verosos arteriales, cubiertos por una capa que facilita el intercambio gaseoso en el agua

B.4) Pulmones: Los anfibios, reptiles, aves, animales, mamíferos, respiran por los pulmones, estos son estructuras continuadas por cavidades internas las cuales poseen una red de capilares, estas estructuras están adaptadas para aprovechar el oxígeno existente en el agua. 
El sistema respiratorio pulmonar consiste en: fosas nasales, faringe, laringe, traquea, bronquios, bronquiolos, alveolos pulmonares y diafragma. 

1.2 Proceso mecánico de la respiración: Consiste en los movimientos respiratorios que hacen pasar al aire al interior de los pulmones pasar al aire al interior de los pulmones (inspiración y expiración) y expulsarlo de nuevo al exterior. 
Cuando se realiza el intercambio de gases, el oxígeno pasa de los alveolos a los capilares pulmonares y el CO2 se traslada en sentido opuesto, ya que cada gas van de una región donde esta mas concentrado a otra donde esta menos concentrado.
Al transportar el oxígeno y el CO2 por los globulos rojos de la sangre se da el siguiente proceso: el CO2 es poco soluble en el plasma sanguíneo (parte liquida de la sangre) por esta razón tiene la capacidad de transportar el oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos corporales y esta se debe a una molécula especial que se encuentra en los globulos rojos, llamada hemoglobina; esta molécula cuando entra en contacto con el oxígeno, produce una combinación llamada oxihemoglobina. Una vez que libera el oxígeno, la hemoglobina absorbe una pequeña parte del CO2 (debido a que este si es soluble en el plasma) como resultado la respiración interna, transformándose en carbohemoglobina.

2. Respiracion (proceso metabolico) : Respiracion (metabolica) es ena via catabolica que se basa en la degradacion de glucosa (azucar basico de 6 carcones C6H12O6) Existen dos vias, dependiendo si el organismo utiliza el oxigeno o no, los cuales son:
a) Respiracion Anaerobica
b) respiracion Aerobica

Ambos tipos parten de una misma via llamada "glucosis" o via embdem - meyerhoff; esta via parte de una molecula de glucosa la cual es fosforilada al reaccionar con el ADP favoreciendo su actividad para proporcionar energia. 

A) respiracion anaerobica :esta se lleva a cabo sin la utilización de oxígeno como aaceptor de H2 ( protones). Debido a que es una via comun en orgaanismos poco desarrollados como las bacterias, los complejos enzimaticos se halla en el citoplasma a su vez existen 2 vías anaeróobicas.

A.1) glicolisis homolactica: durante esta via el acido piruvico es traansformado en acido lactico; todo esto comienza cuando enn la glicosis utilizamos ATP para suministrar la energia necesaria para la activacion de reacciones vitales. Cada molecula de glucosa reacciona con 2moleculas de ATP pata formar un compuesto con 6 atomoos de carbono con 2grupos fosfato. Al abandonar los grupos fosfato la glucosa queda convertida en acido piruvico que luego sigue reacciionando hasta proporcionar 2 moleculasde acido lactico y ATP con aalgunos productos secundarios. ( C6H2O6+2Pi+2ADP->2C3H4O3+H2O+2ATP [acido lactico])

A.2) fermentacion alcoholica: a partiir del acido piruvico la enzima piruvato carboxilaSa produce una medula de CO2 y aceltadehido, el cual es trasformado en alcohol etilico( 2 moleculas) ademas de energia. Esto completa el proceso de fermentacion alcoholica no sin antes dejar de ver la importacia de esta secuencia de cambios en los cuales se pone a disposicion de la celula en forma de ATP. Parte de la energia quimica contenida en la glucosa; la fermentacion de la glucosa (para ambos procesos tanto glicolisis como fermentacion) se lleva. Cabo en todos los organismos vivientes; incluyendo al hoMbre ya que en las primeras etapas en la obtencion de energia desde la glucosa hasta el acido piruvico son identicas,dependiendo esto del tipo de enzima los procesos tomaran via diferente. 
Existen muchas bacterias qqque utilizan el nitrato(NO3) las cuales poseen enzimas que toman el oxigeno de este y lo reducen como aceptod de electrones, formando nitruro(N2) y moleculas de agua (H2O), existen otros que utilizan sulfato y CO2, tales como pseudomonas y bacillos; algunos de estos microorganismos alguna vez tuvieron respiracion aerobicas pero por condiciones de adaptacion fue modificada hasta ser anoerobicas( C6H12O6+2Pi+2ATP->2C H5OH+2CO2+2ATP) 

B) respiracion aerobica: 
Es un proceso de fosforilacion oxidativa el cual ocurre a nivel de las mitocondrias laas cuales estan presentes en organizaciones plucelulares, los cuales requieren de mucha energia para sus procesos vitales. El acido piruvico se transforma en acetil~CoA producido por el complejo en zimatico llamado piruvato deshidrogenoso. Los productos obtenidos de esta respiracion seran CO2, agua en forma de vapor y ATP. (C6H12O6+O2->6CO2+6HO+36ATP)

C) fotosintesis: proceso con virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, captan energia en forma de luz( energia luminica) y la transforma en energia quimica. Practicamente toda la energia que consume la vida de la biosfera (la zona del planeta en la cual hay vida) procede de la fotosintesis. 
Ecuacion generalizada y no valanceada 
CO2+2H2A->(CH)+H2O+H2A 

El H2A representa en compuestos oxidable, el cual dona electrones, el CO2 es dioxido de carbono; El CH2 simboliza los carbohidratos qque produce el organismo vivo. En la mayuria de los organismos fotosinteticos como las algas y plantas verdes; pero en algunas bacterias se convierte en azufre (H2A-H25)

*concepto general de la fotosintesis: es un poceso llevado a cabo por un organelo celular llamado cloroplasto, localizado en la celula de las plantas verdes y que tienne en su interior un pigmento llamado clorofila; esta se encarga de captar la energia luminosa para transformar la en energia quimica, transformando asi el dioxido de carbono tomado de la atmosfera asi como el agua del suelo en azucar y oxigeno, los cuales son utilizados por la palnta y tambien como alimento por otros organismos.
Ecuacion de la fotosintesis para algas y plantas verdes: ( CO2+H2O->clorofila->C6H12O6+6O2) 

*cloroplastos: organelo citomasmatico que se encuentra en celulas vegetales y en las algas, donde ocurre la fotosintesis. 

*clorofila: pigmento que da color verde a los vegetales y se encarga de absorver la luz necesaria para realizar la fotosintesis, absorven la luz roja, violeta y azul.
La fotosintesis es una via catabolixa, donde partiendo de sustancias inorganicas, utilicando la luz solar como energia, se producen compuestos organicos que actuan como fuente de energia. La fotosintesis tiene 2 fases, ambas ocurren durante el dia, una depende de la luz y otra no. Estas son : 
A) fase luminosa: en esta primera fase se requiere de la presencia de la clorofila "a", la cual no participa directamente en el proceso quimico, actuando de esta forma como catalizados y presentando las siguientes formulas C55H52O5N4Mg.

Los pasos son los siguientes:
a.1) Activación de la clorofila: cuando la clorofila contenida en los cloroplastos recibe la energía solar, los electrones se exatan y pasan a un nivel de energía mayor. La energía sinética de la liz se transforma en energía química potencial, activando como un vector de enrgía. 

a.2) Ruptura de las moleculas de agua: la energia liberasa por la clorofila porduce las moleculas necesarias para las moleculas del H2O.

a.3) Exeso de energía en el ATP: en la fase luminosa, ocurre otra importante transferencia de energía, que permite las secusivas reacciones químicas. Los cloroplastos contienen ADP.

a.4) NADP: el H liberado es fijado por el NADP. El H liberado en la fotosintesis de la molecula de H2O es captado antes de que salgan las celulas o. Se recombine con el O2 y se une a algunas coenzimas. 

b) Fase obscura: Para las reacciones de la segunda fase, es suficiente la enrgia quimica de los cloroplastos contenido en el ATP y se habla se reacciones de fase oscura, las cuales ocurren simultaneameste con la luminosa. El resultado mas importante se esta fase es la transformacion de C para formar glucosa.

b.1) Fijacion del CO2: cuando el CO2 llega a los cloroplastos se une un compuesto contenido en ellos, formados por 5C y 2PO4. El producto en un azúcar llamada acido fosfoglicerico.

b.2) transformacion del PGA en PGAI: Luego de un segundo PGA se une al H liberado por el NAPDH2 para formar una molecula se fosfogliceraldehido y una molecula de H2O 

b.3) El destino del PGAI: Seha dicho que el PGAI puede ser directamente 
Utilizado por la célula como sustancia nutritiva.

Factores que inciden en la Fotosíntesis:

1) Luz solar
2) Temperatura 
3) Efecto de la concentracion se CO2

1) PGA: acido 3- fosfoglicerino: es una molecula que tiene 3 carbonos , formada cuando el CO2 se fija a una molecula se ribulosa bifosfato (RuBP) durante la "fase oscura" de la fotosíntesis. 

2) PGAI: Gliceraldehido-3-fosfato: en una sustancia formada a partir del PGA durante la fase obscura de la fotosíntesis. Alguna moleculas de PGAI salen se este acido y pueden ser transformadas en glucosa mientras que otras permanecen y se utilizan para regenrar la ribulosa bifosfato para continuar el acido. 

3) NAPDH2: nicotamida adenin dinucleotido fosfato se hidrogenado: Es un metabolismo coenzimatico que interviene en numerosas reacciones metabolicas, hidrogenando compuestos bioquímicos