El fenómeno fundamental en la fotosíntesis es la transformación de energía radiante de la luz solar en energía química, bajo forma de ATP y dinucleótidos de niacina-adenina-fosfato reducido.
Van Helmont, demostró que las plantas producían sus propias sustancias orgánicas sin absorberlas del suelo. Pesó una maceta de tierra junto con el sauce que contenía y mostró que el árbol había ganado 80kg en cinco años, pero la tierra solo pesaba 60gramos menos. Van Helmont concluyó que el resto de la substancia provenía del agua que había añadido; sabemos ahora que el bióxido de carbono tomado del aire por el vegetal formo 70% de la substancia sintetizada por la planta.
En 1772, Joseph Priestley enseño que una ramita de menta podía restaurar el aire que había sido consumido al quemar una vela. Siete años más tarde Jan Ingenhousz reveló que la vegetación podía reponer el aire malo solo si había sol, y que esta facultad de la planta era proporcional a la claridad del día y a la duración de la exposición al sol.
El siguiente adelanto en la comprensión de la fotosíntesis se obtuvo en 1804, en que De Saussure pesó antes de la fotosíntesis y después de la misma, tanto al aire como a la planta y comprobó que el aumento de peso de la planta seca era mayor que el peso de bióxido de carbono perdido por el aire. Concluyo que la otra substancia que contribuía al aumento de peso era el agua. Por lo tanto, hace ya 170 años, las líneas generales del fenómeno de la fotosíntesis se expresaban de este modo: bióxido de carbono, más agua, más energía luminosa, tienen como resultado el suministro de oxigeno y substancia orgánica.
Ingenhousz sugirió que en la fotosíntesis la luz desempeñaba la función de desdoblar el bióxido de carbono para liberar oxígeno y dejar carbono que se utiliza para formar la substancia de la planta. Sobre esta base los organismos vivos se dividieron en plantas verdes, que podían emplear la energía radiante para asimilar bióxido de carbono y otros organismos, sin clorofila, que no podían usar energía radiante ni asimilarCO2.
Esta división lógica del mundo viviente se vino abajo cuando Winogradsky descubrió (1887) las bacterias quimiosintéticas, organismos sin clorofila que, sin embargo, podían asimilar el bióxido de carbono (transformarlo en substancias orgánicas) en la obscuridad. Sufrió también otro golpe con el descubrimiento de Engelmann (1883), de que las bacterias purpura llevaban a cabo un tipo de fotosíntesis en el cual no se liberaba oxígeno.
En 1905, Blackman, especialista británico en fisiología vegetal logró un importante avance en nuestros conocimientos del fenómeno de la fotosíntesis al demostrar que incluye dos series sucesivas de reacciones, una rápida, reacción en la luz y otra más lenta integrada por varias fases, que no es afectada por la luz, a la que denomino reacción en la obscuridad. Al usar la luz de gran intensidad, observó que la fotosíntesis progresaba con igual rapidez cuando se apagaba y encendía la luz con intervalos de una fracción de segundo, que cuando alumbraba de forma continua, aun cuando el sistema fotosintético recibiera menos de la mitad de energía. Solo cuando aumentó considerablemente la duración del periodo de obscuridad se registró disminución de la velocidad de la fotosíntesis.
La hipótesis siguiente respecto al fenómeno principal de la fotosíntesis correspondió a los experimentos de C. B. van Niel, quien demostró en 1931 que la fotosíntesis por bacterias podía tener lugar por anaerobiosis sin liberación de oxígeno. Sugirió que hay semejanza básica entre la fotosíntesis de bacterias y plantas verdes; en el último caso se utiliza energía luminosa para la fotolisis del agua para dar un reductor (H) que reacciona de alguna manera para la asimilación de bióxido de carbono y un oxidante (OH), considerado como precursor del oxigeno molecular. En la fotosíntesis bacteriana el fenómeno es fundamentalmente igual pero se utiliza un donador de hidrogeno diferente, que puede ser H2S o hidrogeno molecular, sin liberación de oxígeno.
lunes, 7 de diciembre de 2009
Historia De La Fotosintesis
El fenómeno fundamental en la fotosíntesis es la transformación de energía radiante de la luz solar en energía química, bajo forma de ATP y dinucleótidos de niacina-adenina-fosfato reducido.
Van Helmont, demostró que las plantas producían sus propias sustancias orgánicas sin absorberlas del suelo. Pesó una maceta de tierra junto con el sauce que contenía y mostró que el árbol había ganado 80kg en cinco años, pero la tierra solo pesaba 60gramos menos. Van Helmont concluyó que el resto de la substancia provenía del agua que había añadido; sabemos ahora que el bióxido de carbono tomado del aire por el vegetal formo 70% de la substancia sintetizada por la planta.
En 1772, Joseph Priestley enseño que una ramita de menta podía restaurar el aire que había sido consumido al quemar una vela. Siete años más tarde Jan Ingenhousz reveló que la vegetación podía reponer el aire malo solo si había sol, y que esta facultad de la planta era proporcional a la claridad del día y a la duración de la exposición al sol.
El siguiente adelanto en la comprensión de la fotosíntesis se obtuvo en 1804, en que De Saussure pesó antes de la fotosíntesis y después de la misma, tanto al aire como a la planta y comprobó que el aumento de peso de la planta seca era mayor que el peso de bióxido de carbono perdido por el aire. Concluyo que la otra substancia que contribuía al aumento de peso era el agua. Por lo tanto, hace ya 170 años, las líneas generales del fenómeno de la fotosíntesis se expresaban de este modo: bióxido de carbono, más agua, más energía luminosa, tienen como resultado el suministro de oxigeno y substancia orgánica.
Ingenhousz sugirió que en la fotosíntesis la luz desempeñaba la función de desdoblar el bióxido de carbono para liberar oxígeno y dejar carbono que se utiliza para formar la substancia de la planta. Sobre esta base los organismos vivos se dividieron en plantas verdes, que podían emplear la energía radiante para asimilar bióxido de carbono y otros organismos, sin clorofila, que no podían usar energía radiante ni asimilarCO2.
Esta división lógica del mundo viviente se vino abajo cuando Winogradsky descubrió (1887) las bacterias quimiosintéticas, organismos sin clorofila que, sin embargo, podían asimilar el bióxido de carbono (transformarlo en substancias orgánicas) en la obscuridad. Sufrió también otro golpe con el descubrimiento de Engelmann (1883), de que las bacterias purpura llevaban a cabo un tipo de fotosíntesis en el cual no se liberaba oxígeno.
En 1905, Blackman, especialista británico en fisiología vegetal logró un importante avance en nuestros conocimientos del fenómeno de la fotosíntesis al demostrar que incluye dos series sucesivas de reacciones, una rápida, reacción en la luz y otra más lenta integrada por varias fases, que no es afectada por la luz, a la que denomino reacción en la obscuridad. Al usar la luz de gran intensidad, observó que la fotosíntesis progresaba con igual rapidez cuando se apagaba y encendía la luz con intervalos de una fracción de segundo, que cuando alumbraba de forma continua, aun cuando el sistema fotosintético recibiera menos de la mitad de energía. Solo cuando aumentó considerablemente la duración del periodo de obscuridad se registró disminución de la velocidad de la fotosíntesis.
La hipótesis siguiente respecto al fenómeno principal de la fotosíntesis correspondió a los experimentos de C. B. van Niel, quien demostró en 1931 que la fotosíntesis por bacterias podía tener lugar por anaerobiosis sin liberación de oxígeno. Sugirió que hay semejanza básica entre la fotosíntesis de bacterias y plantas verdes; en el último caso se utiliza energía luminosa para la fotolisis del agua para dar un reductor (H) que reacciona de alguna manera para la asimilación de bióxido de carbono y un oxidante (OH), considerado como precursor del oxigeno molecular. En la fotosíntesis bacteriana el fenómeno es fundamentalmente igual pero se utiliza un donador de hidrogeno diferente, que puede ser H2S o hidrogeno molecular, sin liberación de oxígeno.
Van Helmont, demostró que las plantas producían sus propias sustancias orgánicas sin absorberlas del suelo. Pesó una maceta de tierra junto con el sauce que contenía y mostró que el árbol había ganado 80kg en cinco años, pero la tierra solo pesaba 60gramos menos. Van Helmont concluyó que el resto de la substancia provenía del agua que había añadido; sabemos ahora que el bióxido de carbono tomado del aire por el vegetal formo 70% de la substancia sintetizada por la planta.
En 1772, Joseph Priestley enseño que una ramita de menta podía restaurar el aire que había sido consumido al quemar una vela. Siete años más tarde Jan Ingenhousz reveló que la vegetación podía reponer el aire malo solo si había sol, y que esta facultad de la planta era proporcional a la claridad del día y a la duración de la exposición al sol.
El siguiente adelanto en la comprensión de la fotosíntesis se obtuvo en 1804, en que De Saussure pesó antes de la fotosíntesis y después de la misma, tanto al aire como a la planta y comprobó que el aumento de peso de la planta seca era mayor que el peso de bióxido de carbono perdido por el aire. Concluyo que la otra substancia que contribuía al aumento de peso era el agua. Por lo tanto, hace ya 170 años, las líneas generales del fenómeno de la fotosíntesis se expresaban de este modo: bióxido de carbono, más agua, más energía luminosa, tienen como resultado el suministro de oxigeno y substancia orgánica.
Ingenhousz sugirió que en la fotosíntesis la luz desempeñaba la función de desdoblar el bióxido de carbono para liberar oxígeno y dejar carbono que se utiliza para formar la substancia de la planta. Sobre esta base los organismos vivos se dividieron en plantas verdes, que podían emplear la energía radiante para asimilar bióxido de carbono y otros organismos, sin clorofila, que no podían usar energía radiante ni asimilarCO2.
Esta división lógica del mundo viviente se vino abajo cuando Winogradsky descubrió (1887) las bacterias quimiosintéticas, organismos sin clorofila que, sin embargo, podían asimilar el bióxido de carbono (transformarlo en substancias orgánicas) en la obscuridad. Sufrió también otro golpe con el descubrimiento de Engelmann (1883), de que las bacterias purpura llevaban a cabo un tipo de fotosíntesis en el cual no se liberaba oxígeno.
En 1905, Blackman, especialista británico en fisiología vegetal logró un importante avance en nuestros conocimientos del fenómeno de la fotosíntesis al demostrar que incluye dos series sucesivas de reacciones, una rápida, reacción en la luz y otra más lenta integrada por varias fases, que no es afectada por la luz, a la que denomino reacción en la obscuridad. Al usar la luz de gran intensidad, observó que la fotosíntesis progresaba con igual rapidez cuando se apagaba y encendía la luz con intervalos de una fracción de segundo, que cuando alumbraba de forma continua, aun cuando el sistema fotosintético recibiera menos de la mitad de energía. Solo cuando aumentó considerablemente la duración del periodo de obscuridad se registró disminución de la velocidad de la fotosíntesis.
La hipótesis siguiente respecto al fenómeno principal de la fotosíntesis correspondió a los experimentos de C. B. van Niel, quien demostró en 1931 que la fotosíntesis por bacterias podía tener lugar por anaerobiosis sin liberación de oxígeno. Sugirió que hay semejanza básica entre la fotosíntesis de bacterias y plantas verdes; en el último caso se utiliza energía luminosa para la fotolisis del agua para dar un reductor (H) que reacciona de alguna manera para la asimilación de bióxido de carbono y un oxidante (OH), considerado como precursor del oxigeno molecular. En la fotosíntesis bacteriana el fenómeno es fundamentalmente igual pero se utiliza un donador de hidrogeno diferente, que puede ser H2S o hidrogeno molecular, sin liberación de oxígeno.
lunes, 30 de noviembre de 2009
Respiracion
La mayoría de los seres vivos realizan esta función, mediante la cual toman el oxígeno de la atmósfera y expulsan el dióxido de carbono, además del agua dicho, en otros términos en la transformación de la molécula de azúcar y oxigeno, producto de la fotosíntesis en dióxido de carbono, agua y ATP. Los animales poseen estructuras respiratorias como pulmones, bronquios, traqueas o piel según sea la especie del animal, mientras que las plantas respiran a través de los estomas de las hojas.
Cualquiera que sea la manera de como se incorpora el oxígeno al organismo, el destino es llegar a la célula donde se produce la respiración celular y en organoide especifico llamado Mitocondria que se encuentra en la célula ya sea animal o vegetal. El proceso de respiración no es igual para todas las células ya que existen dos tipos de respiración, según sean los requerimientos de oxígeno por parte de la célula; respiración aeróbica y anaeróbica .
¿Que es la respiración aeróbica?
Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren intracelularmente y consiste en la degradación de la glucosa hasta que se convierte en , agua y energía en forma de ATP en presencia de oxigeno. La respiración comprende tres procesos: La glucólisis, el Ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.
El objetivo final de la respiración celular es producir la energía que la célula necesita para realizar trabajo mecánico, químico y de transporte. La ecuación química de la respiración aeróbica es:
¿Que es la glucólisis?
En este proceso la molécula de glucosa se desdobla para dar origen a: dos moléculas de Ácido Pirúvico donde cada una de ella posee tres átomos de carbono liberando energía. El ácido pirúvico resultante de la glucólisis se oxida y forma el ácido acético que se combina con la coenzima A para formar el acetil coenzima A.
¿Que es el Ciclo de Krebs?
Son una serie de reacciones que se realizan en todas las células desde las procariotas hasta las eucariotas. Esto ocurre en las mitocondrias y durante este ciclo se liberan 2 moléculas de por cada molécula de ácido pirúvico. El ciclo ocurre de la siguiente manera:
- La molécula de dos carbonos, ácido acético, que se origino por el desdoblamiento de una molécula de ácido pirúvico entra en una serie de reacciones químicas conocidas como el ciclo de Krebs
- El ácido acético se combina con el ácido oxalacético para dar origen al ácido cítrico
.
- El ácido cítrico pierde un y se origina el ácido cetoglutárico .
- El ácido cetoglutárico pierde un y se transforma en ácido oxalacético que se combina nuevamente con el ácido acético para iniciar el ciclo.
¿Qué es la cadena transportadora de electrones?
Durante el proceso de transferencia de carbonos que ocurre en el ciclo de Krebs no se obtuvo energía, es sólo a través de la transferencia del hidrógeno que la energía se libera en la respiración. Durante el ciclo de Krebs los hidrógenos y los electrones son transferidos al oxígeno desde ciertos productos del ácido cítrico. Cuando se esta está dando la transferencia de electrones, se efectúa la máxima liberación de energía y se captura en forma de ATP. Los electrones de los átomos de hidrógeno son transferidos por unas enzimas conocidas como cadena respiratorio. En le transcurso de la respiración, aproximadamente la mitad de la energía que tiene la molécula de azúcar es convertida en ATP obteniéndose 38 moléculas de ATP.
¿Qué ocurre en la respiración anaeróbica?
Este tipo de respiración se caracteriza por una serie de reacciones en las que se obtienen energía (ATP) a partir de compuestos orgánicos. El proceso fundamentalmente consiste en realizar la oxidación del alimento o materia orgánica. Los productos finales de la respiración anaeróbica no son tan simples, ya que se obtienen productos que almacenan bastante energía y dióxido de carbono. Esta respiración es propia de organismos poco evolucionados y son de gran utilidad ya que esto permite explicar los fenómenos de fermentación y putrefacción de ciertos alimentos.
Se puede decir que la fermentación consiste en el catabolismo anaeróbico de los nutrientes orgánicos para producir ATP, además de alcohol etílico, ácido láctico, acetato, ácido butírico y otros. Hay dos tipos de fermentación importantes:
- la fermentación alcohólica que es producida por algunos microorganismos como ciertas bacterias y hongos que degradan la glucosa hasta producir alcohol, y
Fotosintesis
La fotosíntesis
En la fotosíntesis las células con clorofila de las plantas verdes atrapan una pequeña cantidad de energía luminosa para convertir el dióxido de carbono que toman del aire y el agua que toman del suelo en azúcar y oxígeno que es energía química. Se estudian juntas porque son dos funciones metabólicas antagónicas, pero complementarias ya que dependen la una de la otra.
Se ha avanzado mucho, sobre todo en los últimos años, en cuanto a los procesos de la fotosíntesis, aunque todavía hay aspectos que no se conocen suficientemente. El proceso se puede empezar a partir de la siguiente reacción química:
Este proceso se realiza en un organoide llamado cloroplasto que es único y exclusivo de las células vegetales y tienen en su interior la clorofila. Se considera que se produce en dos fases sucesivas: Una, en presencia de luz o reacción fotoquímica y la otra se da en la fase oscura o afotónica.
¿Qué ocurre en la fase luminosa?
Es la primera fase del proceso fotosintético y ocurre en las membranas tilacoidales de los cloroplastos y en presencia de luz, poseen dos sistemas: un sistema de pigmentos que captan la luz y un sistema o cadena de transporte de electrones. En esta fase la clorofila capta la luz, "se excita" y trae como consecuencia tres sucesos:
1. Fotólisis del agua
2. Síntesis de nicotinamida - adenin - dinucleótido fosfato (NADPH)
3.Síntesis de adenosin - trifosfato (ATP)
La fotolisis del agua ocurre por descomposición de la molécula de agua en sus elementos constituyentes (H y O) por acción de la luz.
El oxígeno es liberado (O2) a la atmósfera a través de los estomas de las hojas.
La síntesis del (NADPH) se forma a partir del NADP+ el cual acepta electrones.
La síntesis de adenosin - trifosfato (ATP) se forma a partir del adenosin - difosfato (ADP) y el fosfato inorgánico (Pi)
¿Que ocurre en la etapa oscura?
En esta etapa se realiza la síntesis de la glucosa mediante la participación del NADPH y el ATP producidos en la etapa luminosa además del Dióxido de Carbono que es tomado de la atmósfera, en esta etapa no se requiere de luz para realizar sus funciones. La síntesis de la glucosa ocurre en el estroma de los cloroplastos e implica una serie de reacciones químicas que forman el llamado Ciclo de Calvin las fases más importantes de este ciclo son:
- Fijación del dióxido de carbono.
- Síntesis de azúcares.
- Regeneración de la ribulosa - 1,5 - difosfato.
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