Procesos Energéticos Celulares: Fotosíntesis, Fermentación y Respiración
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Procesos Energéticos Celulares
Los procesos energéticos son fundamentales para la vida, permitiendo a los organismos obtener y utilizar la energía necesaria para sus funciones vitales. Se pueden clasificar en dos grandes categorías:
- Procesos de formación de compuestos orgánicos: Aquellos que llevan a la formación de compuestos orgánicos a partir de CO2 y H2O, como la Fotosíntesis y la Quimiosíntesis.
- Procesos de liberación de energía: Aquellos que implican la liberación de energía contenida en las moléculas orgánicas, como la Respiración aeróbica, la Respiración anaeróbica y la Fermentación.
Fermentación
La fermentación es un conjunto de reacciones químicas en las que las moléculas orgánicas son degradadas a moléculas más simples con liberación de energía, sin la intervención de oxígeno.
Proceso de Fermentación
Durante la fermentación, los hidrógenos capturados por el ácido pirúvico se reducen, originando otros compuestos. Estos pueden ser ácido láctico, ácido acético y CO2, o alcohol etílico, dependiendo del tipo de fermentación.
Tipos de Fermentación
- Fermentación Láctica: Ocurre en los tejidos animales (especialmente en músculos bajo esfuerzo intenso), en ciertos protozoarios, hongos y bacterias.
- Fermentación Alcohólica: Se produce en plantas, levaduras y algunos hongos. En este proceso, el azúcar es degradado a ácido pirúvico y luego transformado en etanol y CO2.
- Fermentación Acética: Consiste en la transformación de etanol en ácido acético.
La Fermentación como Proceso Metabólico
La fermentación ocurre cuando la glucosa se desintegra en compuestos más simples sin la intervención de oxígeno. La glucosa origina dos moléculas de ácido pirúvico con liberación de energía. Este proceso puede seguir dos vías principales:
- Vía Alcohólica: En presencia de levaduras y otros microorganismos, el ácido pirúvico se descompone, liberando una molécula de anhídrido carbónico y resultando en la formación de alcohol etílico.
- Vía Láctica: En los tejidos animales, bajo condiciones anaeróbicas, el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico.
Fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas con clorofila sintetizan hidratos de carbono a partir de CO2 y H2O, utilizando la energía solar captada por la clorofila.
Mecanismo Fotosintético
Las reacciones químicas que ocurren en la fase lumínica de la fotosíntesis se pueden representar con la siguiente ecuación general:
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Respiración Celular
La respiración celular es la función por la cual las células vegetales y animales utilizan el oxígeno tomado de la atmósfera y eliminan el CO2.
La ecuación general de la respiración celular es:
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + ENERGÍA
Factores que Inciden en la Fotosíntesis
Diversos factores ambientales pueden influir en la eficiencia de la fotosíntesis:
Luz Solar
Está constituida por un conjunto de radiaciones de diversa longitud de onda y de energía, que conforman el espectro visible de la luz.
Temperatura
La temperatura hace variar la actividad de las enzimas que intervienen en las diversas fases de la fotosíntesis.
Concentración de CO2
Si la cantidad de anhídrido carbónico asciende a 1.25 por 100 (1.25%), la fotosíntesis ocurre más rápido a los 30°C, en comparación con los 21°C a los que se realiza habitualmente.
¿Qué Sucede con la Energía Liberada por la Glucosa en la Respiración?
Una parte de la energía liberada durante la respiración se dispersa como calor, y el resto se acumula en moléculas de ATP (Adenosín Trifosfato) para hacer frente a las diversas actividades celulares, tales como:
- Síntesis de polisacáridos, grasas y aceites.
- Síntesis de los ácidos nucleicos y proteínas.
- Transporte activo de sustancias.
- División celular.