¿Cómo son la respiración celular y la fotosínteis procesos casi contrarios?

Escrito por dr. david warmflash | Traducido por natalia navarro
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¿Cómo son la respiración celular y la fotosínteis procesos casi contrarios?
Aprende todo sobre la fotosíntesis y la respiración celular. (spring leaf image by John Sfondilias from Fotolia.com)

La respiración celular y la fotosíntesis son procesos esencialmente opuestos. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual los organismos hacen compuestos de alta energía - la glucosa de azúcar en particular - a través de la "reducción" química del dióxido de carbono (CO2). La respiración celular, por otro lado, incluye la descomposición de la glucosa y otros compuestos químicos a través de "oxidación". La fotosíntesis consume CO2 y produce oxígeno. La respiración celular consume oxígeno y produce CO2.

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Fotosíntesis

En la fotosíntesis, la energía de la luz se convierte en energía química de los enlaces entre los átomos de los procesos de energía dentro de las células. La fotosíntesis surge en los organismos hace 3.5 mil millones años, desarrollando complejos mecanismos bioquímicos y biofísicos, y hoy en día se produce en plantas y organismos unicelulares. Es a causa de la fotosíntesis que la atmósfera terrestre y los mares contienen oxígeno.

Cómo funciona la fotosínstesis

En la fotosíntesis, el CO2 y la luz solar se utilizan para producir la glucosa (azúcar) y el oxígeno molecular (O2). Esta reacción se lleva a cabo a través de varios pasos en dos fases: la fase ligera y la fase oscura.

En la fase de luz, la energía de la luz produce reacciones que dividen el agua para liberar oxígeno. En el proceso, de alta energía, las moléculas de ATP y NADPH, se forman. Los enlaces químicos de estos compuestos almacenan la energía. El oxígeno es un subproducto, y esta fase de la fotosíntesis es la opuesta de la fosforilación oxidativa del proceso de la respiración celular, discutido más abajo, en el que se consume el oxígeno.

La fase oscura de la fotosíntesis también se conoce como el ciclo de Calvin. En esta fase, que utiliza los productos de la fase de luz, el CO2 se utiliza para hacer la glucosa del azúcar.

Respiración celular

La respiración celular es la descomposición bioquímica de un sustrato a través de la oxidación, en el que los electrones se transfieren desde el sustrato a un "aceptor de electrones", que puede ser cualquiera de una variedad de compuestos, o átomos de oxígeno. Si el sustrato es un carbono y compuesto que contiene oxígeno, tal como la glucosa, el dióxido de carbono (CO2) se produce a través de la glucólisis, la descomposición de la glucosa.

En la glucólisis, que tiene lugar en el citoplasma de una célula, se rompe la glucosa a piruvato, un compuesto más "oxidado". Si existe suficiente oxígeno presente, se mueve el piruvato en organelos especializados llamados mitocondrias. Allí, se divide en acetato y CO2. El CO2 se libera. El acetato entra en un sistema de reacción conocido como el ciclo de Krebs.

El ciclo de Krebs

En el Ciclo de Krebs, el acetato se desglosa aún más para que sus átomos de carbono restantes se liberen en forma de CO2. Esto es lo contrario de un aspecto de la fotosíntesis, se unen los carbonos del CO2 para hacer azúcar. Además del CO2, el ciclo de Krebs usa energía de la glucólisis de los enlaces químicos de sustratos (tales como glucosa) para formar compuestos de alta energía, tales como ATP y GTP, que son utilizados por los sistemas celulares. También los que se producen son compuestos reducidos de alta energía: NADH y FADH 2. Estos compuestos son los medios por los cuales los electrones, que tienen la energía derivada inicialmente a partir de la glucosa o de otro compuesto de alimentos, se transfieren al siguiente proceso, llamado la cadena de transporte de electrones.

Cadena de trasnporte de electrones y fosforilación oxidativa

En la cadena de transporte de electrones, que en las células animales se encuentra principalmente en las membranas internas de las mitocondrias, los productos reducidos tales como NADH y FADH2 se utilizan para crear un gradiente de protones, un desequilibrio en la concentración de átomos de hidrógeno no apareados en un lado de la membrana contra el otro. El gradiente de protones, a su vez, impulsa la producción de ATP más, en un proceso llamado fosforilación oxidativa.

Efectos generales

En general, la fotosíntesis implica la excitación de electrones por la energía de la luz para reducir (añadir electrones a) CO2 para construir un compuesto más grande (glucosa), produciendo oxígeno como un subproducto. La respiración celular, por otra parte, consiste en tomar electrones de un sustrato (glucosa, por ejemplo), es decir, la oxidación, y en el proceso el sustrato se degrada de modo que sus átomos de carbono se liberan en forma de CO2, mientras que el oxígeno se consume. Por lo tanto, la fotosíntesis y la oxidación celular son procesos bioquímicos casi opuestos.

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