Los Procesos energéticos en los seres vivos

Procesos que llevan a la formación de Compuestos orgánicos a partir de CO2 y H2O:

- Fotosíntesis: Es el proceso por el que se produce CO2 a un compuesto orgánico (proviene de la luz).

- Quimiosintesis: Este también reduce el CO2 a un compuesto orgánico pero lo hace mediante la oxidación.

Procesos de liberación de energía contenida en las moléculas orgánicas:

- Respiración Aerobica: Los receptores de los hidrógenos producidos por las oxidaciones de moléculas orgánicas es el oxigeno.

- Respiración Anaerobica: Los receptores de los hidrógenos producidos. Son sustancias inorgánicas diferentes al oxigeno.

- Fermentación: Los receptores de los hidrógenos son sustancias orgánicas producto de la reacción en acción.

Tipos de Fermentación

Acética: su característica principal es la de transformar el agua en ácido acético, que como bien es conocido se lo puede observar dentro de la composición del vinagre. La formación de dicho ácido surge de la oxidación que produce una bacteria sobre el elemento alcohólico cuando existe oxigeno en el ambiente. Considerablemente distintas de otras, las bacterias que la causan necesitan de la presencia de mucha cantidad de oxigeno para poder llevarla a cabo.

Alcohólica: se trata de la realizada por microorganismos que trabajan sobre los hidratos de carbono, observables en gran cantidad de frutas y cereales. Su producto resultante es un etanol (una forma específica de alcohol) o un gas (forma de dióxido de carbono). El etanol es utilizado industrialmente para la producción de la mayoría de las bebidas alcohólicas como cerveza o vino. Por otra parte, también dan lugar a algunas moléculas de ATP pero son consumidas en simultáneo mediante el metabolismo celular energético de los microorganismos. En este caso el proceso en su totalidad se dará sin presencia alguna de oxigeno en el ambiente.

Butírica: al igual que la anterior se produce únicamente en ausencia de oxigeno. En particular se trata de el proceso por el cual se transforman los glúcidos, específicamente la lactosa, en el llamado acido butírico. A su vez, puede encontrarse también como resultado de este proceso la formación de gas. Los organismos encargados de esta transformación son bacterias pertenecientes al grupo Clostridium, y dentro de este la variedad Clostridium butyricum. El desarrollo de este proceso es fácilmente detectable dada la aparición inmediata de olores característicos fuertes y repulsivos.

Láctica: es la vía por la cual se da lugar a la elaboración de ácido láctico. El proceso consiste en la oxidación de una parte de la glucosa contenida en el citosol de la célula para lograr la producción de energía. Diferente de la butírica, esta puede ser llevada a cabo por más de un tipo de bacteria, siempre y cuando cumplan con la condición fundamental de pertenecer al grupo de las llamadas bacterias lácticas. Pero además, puede producirse por otros microorganismos como ser hongos y protozoos; como también a través de tejidos humanos y animales, como ser por ejemplo los músculos.

Fermentación como proceso metabólico

La fermentación es uno de los procesos metabólicos mediante los cuales los seres vivos obtienen energía.

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleto. Es anaerobio, es decir, que no necesita oxígeno.

El producto final de la fermentación es un compuesto orgánico. La fermentación genera también CO2 como subproducto.

El proceso de fermentación lo realizan levaduras y algunas bacterias.

Fotosíntesis y sus fases

La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan para su desarrollo, crecimiento y reproducción a la energía de la luz. Consiste en la transformación de la energía lumínica en química que hace que la materia inorgánica (agua y dióxido de carbono) se vuelva orgánica. y que se combina con el agua que hay dentro de las células de la planta.La fotosíntesis es importante no sólo para las plantas. Sin ella, la vida animal nunca podría haber evolucionado ni podría continuar. Al producir alimento, las plantas absorben el bióxido de carbono de la atmósfera, factor importante para controlar el efecto de invernadero, y liberan oxígeno.

- Fases de la fotosíntesis:

- La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill:es la primera etapa de lafotosíntesis, que convierte la energía solar en energía química.
La fase luminosa requiere la presencia de la luz para que ocurran los siguientes procesos:Síntesis de ATP(fotofosforilación cíclica, fotofosforilación acíclica)

- Fase oscura de la fotosíntesis son un conjunto de reacciones independientes de la luz
(mas llamadas reacciones oscuras porque pueden ocurrir tanto de día como de al mediodía, más se llaman así por la marginación fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y no en la superficie celular de las mismas) que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa.
El ciclo de Calvin es el proceso en el cual el dióxido de carbono se incorpora a la ribulosa-

1,5-bisfosfato que acaba rindiendo una molécula neta de glucosa, que la planta usa como energía (respiración mitocondrial) y como fuente de carbono, y de la cual depende la mayor parte de la vida en la Tierra.

Fotosíntesis y Respiración

1º) La Fotosíntesis se reliza sólo en las plantas verdes, mientras que la respiración es común a plantas y animales.

2º) Durante el proceso de la Fotosíntesis se forman compuestos que tienen mucha energía, mientras que, durante la respiración se desdobla la glucosa pra desprender energía.

3º) La Fotosíntesis además de luz utiliza agua y CO2 para sintetizar glucosa, mientras que, durante la respiración se elimina agua y CO2.

4º) Durante la Fotosíntesis se libera oxígeno, en cambio, durante la respiración se consume o se utiliza oxígeno.

5º) En la Fotosíntesis se acumula energía, mientras que en la respiración se libera energía.

- Los Factores que inciden en el proceso de la fotosíntesis son:

1) La luz.- las plantas realizan la fotosíntesis en relación a la cantidad de luz que reciben. 

2) La temperatura.- La temperatura debe oscilar entre los 10º y 35º C. de lo contario, las enzimas se podrían destruir. 

3) Pigmentos fotosintéticos: la clorofila es la molécula que permite la captación de energía luminosa en el proceso de fotosíntesis. 

4) Dióxido de carbono: La fotosíntesis crece al aumentar al aumentar la cantidad de CO2, hasta llegar a un límite a partir del cual el rendimiento se estabiliza. 

5) Agua: Si es escasa, los estomas de cierran e impiden el intercambio de gases entre las hojas y la atmósfera. 
6) Minerales: La carencia de Calcio, Nitrógeno y Magnesio afecta al desarrollo de las plantas.

- Respiración:  

La respiración celular o respiración interna es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable por la célula (principalmente en forma de ATP).

Esta se comprende dos fases:

* PRIMERA FASE:

Se oxida la glucosa (azúcar) y no depende del oxígeno, por lo que recibe el nombre de respiración anaeróbica y glucolisis, reacción que se lleva a cabo en el citoplasma de la célula.

* SEGUNDA FASE:

Se realiza con la intervención del oxígeno y recibe el nombre de respiración aeróbica o el ciclo de krebs y se realiza en estructuras especiales de las células llamadas mitocondrias.

Tanto que es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en el cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos (azúcares, carbohidratos), es liberado de manera controlada.

Transporte de Energía

Se da por medio del intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana plasmática, por ejemplo con la energía liberada por la glucosa en la respiración, una parte se dispersa como calor, en los animales de sangre caliente, ese calor sirve para mantener constante la temperatura del cuerpo, la demás energía se acumula en el ATP, para hacer frente a las actividades celulares como: polisacaridos, grasas, aceites, sintesis de acidos nucleicos y las proteinas.

- Su Evolución: Todos los procesos de producción de energía y de síntesis de componentes celulares son compartidos por todas las formas de vida. La vida está sustentada por un flujo de energía. Vida y energía son temas de estudio de la bioenergética. 

Las células contemporáneas son el resultado de miles de millones de años de evolución, un proceso estrechamente relacionado con la forma en que las células resolvieron sus necesidades energéticas. Por el hecho de que las primeras células tuvieron origen en una atmósfera sin oxígeno, y de que la glucólisis es una ruta metabólica altamente conservada en todas las células, las fermentaciones anaerobias son posiblemente las rutas metabólicas más antiguas para obtención de energía por degradación de moléculas orgánicas.

En células anaerobias, la fermentación alcohólica, la fermentación láctica o alguna otra fermentación anaerobia puede ser el único proceso productor de energía. El desarrollo de la fotosíntesis fue un logro trascendental en la historia evolutiva de las células. Por ser laluz solar un recurso natural abundante en la Tierra, la fotosíntesis resolvió de manera muy eficiente las necesidades energéticas de las células desde hace tres mil millones de años. A través del tiempo, el oxígeno liberado a la atmósfera por fotosíntesis habría de acumularse, lo cual permitió la evolución subsiguiente de las células aerobias. 

Hay una simplicidad subyacente en bioenergética. En la fotosíntesis, la energía de la luz solar es utilizada para transformar dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno. En la respiración, glucosa y oxígeno son transformados en dióxido de carbono y agua, con la liberación de energía. 

En la naturaleza, la fotosíntesis y la respiración crean un ciclo en el cual la energía de la luz solar es transformada en energía química, y a través de los alimentos esta energía química es aprovechada por todas las formas de vida del planeta. 

El Sol es la fuente final de energía para la vida en la Tierra.