Procesos Energéticos Fundamentales: Fotosíntesis, Respiración y Metabolismo

Importancia Biológica de la Fotosíntesis

1. La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis; luego se irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.
2. Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos.
3. En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
4. La fotosíntesis fue la causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora.
5. De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en los combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural.
6. El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis.

Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.

Comparación entre Fotosíntesis y Respiración

Proceso:

Fotosíntesis: Anabólico.

Respiración: Catabólico.

Reactivos:

Fotosíntesis: CO₂, H₂O, sales.

Respiración: Glucosa, ácidos grasos y aminoácidos (aa).

Productos:

Fotosíntesis: Oxígeno, glúcidos, aa y ácidos grasos.

Respiración: CO₂ y H₂O.

Reacciones:

Fotosíntesis: Endotérmicas, redox, síntesis.

Respiración: Exotérmicas, degradación, redox.

Lugar:

Fotosíntesis: Cloroplastos (tilacoides y estroma).

Respiración: Mitocondrias (matriz y crestas).

Organismos:

Fotosíntesis: Autótrofos fotosintéticos.

Respiración: Autótrofos y heterótrofos.

Energía:

Fotosíntesis: Luminosa a química.

Respiración: Química: ATP.

Fosforilación:

Fotosíntesis: Fotofosforilación.

Respiración: Fosforilación oxidativa.

Transporte de electrones:

Fotosíntesis: Cadena de transporte de electrones en tilacoides.

Respiración: Cadena de transporte de electrones en membrana interna mitocondrial.

Etapas:

Fotosíntesis: Fase luminosa y fase oscura.

Respiración: Ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.

Nutrición

La nutrición es una de las funciones características y esenciales de todos los organismos vivos. Cualquier ser vivo necesita tomar de su entorno la materia y la energía para sintetizar sus biomoléculas y estructuras celulares. Las moléculas orgánicas que constituyen los organismos vivos son, sobre todo, las cadenas carbonadas con distintos grupos funcionales. Por ello, es esencial para la síntesis de biomoléculas la adquisición de compuestos carbonados.

Clasificación por Fuente de Carbono

La forma de obtener el carbono permite clasificar a los seres vivos en dos grupos:

• Autótrofos
• Heterótrofos

Clasificación por Fuente de Energía

La fuente de energía para sintetizar ATP es otro criterio para clasificar a los seres vivos; se diferencian:

• Fototrofos
• Quimiotrofos

Anabolismo

El anabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los cuales las células sintetizan la mayoría de las sustancias que las constituyen. La composición química de una célula revela que muchos de sus constituyentes son macromoléculas formadas por condensación de monómeros. Muchas reacciones anabólicas requieren un aporte de energía para llevarse a cabo. Esta energía la proporciona la hidrólisis del ATP, una reacción altamente exergónica.

La estrategia metabólica celular consiste en acoplar la síntesis de un compuesto con la hidrólisis del ATP mediante una ruta de varios pasos. El ATP impulsa las reacciones de biosíntesis reaccionando con una molécula y creando un intermediario fosforilado muy reactivo.

Por otra parte, para sintetizar moléculas biológicas, la célula necesita llevar a cabo una serie de reacciones de reducción. Acoplando estas reacciones a la oxidación del NADH o del NADPH, se consiguen los electrones necesarios para iniciar las reducciones precisas. Para obtener estas coenzimas reducidas, se precisa disponer de moléculas donadoras de electrones que proporcionen este poder reductor.