1. ¿Qué es la fotosíntesis?
Es un proceso complejo donde los seres autótrofos, por medio de la clorofila, captan la energía luminosa y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH). Con ellos transforman el agua (H₂O) y el dióxido de carbono (CO2) en compuestos orgánicos reducidos (glucosa) liberando oxígeno.
2. ¿Qué elementos o factores intervienen en la fotosíntesis?
Luz Solar:
- Fuente de energía necesaria para iniciar el proceso de fotosíntesis.
- Capturada por los pigmentos fotosintéticos como la clorofila.
Dióxido de Carbono (CO2):
- Gas tomado del aire a través de los estomas en las hojas.
- Utilizado en la fase oscura de la fotosíntesis para formar glucosa.
Agua (H2O):
- Absorbida por las raíces de la planta desde el suelo.
- Fuente de electrones y protones (H+) y produce oxígeno como subproducto durante la fotólisis del agua.
Cloroplastos:
- Orgánulos donde ocurre la fotosíntesis.
- Contienen membranas internas llamadas tilacoides, que es donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos y donde se produce la fase luminosa.
3. ¿Qué es la fase luminosa y oscura?
La fase luminosa (dependiente de la luz): los cloroplastos absorben la energía de la luz, para descomponer el agua y producir NADPH y ATP, liberando oxígeno. La fase oscura (independiente de la luz): el dióxido de carbono se convierte en glucosa, utilizando el NADPH y el ATP producidos.
4. ¿Qué es la fotofosforilación? Explique
La fotofosforilación es el proceso mediante el cual se produce ATP (adenosín trifosfato) en las plantas, algas y algunas bacterias utilizando la energía de la luz solar durante la fotosíntesis. Este proceso ocurre en las membranas de los tilacoides dentro de los cloroplastos y es parte de la fase luminosa de la fotosíntesis.
5. Explique el ciclo de Calvin
El Ciclo de Calvin, también conocido como ciclo de fijación del carbono o ciclo de Calvin-Benson, es una serie de reacciones bioquímicas que tienen lugar en el estroma de los cloroplastos durante la fotosíntesis. Su principal función es convertir el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa. Este ciclo no requiere luz directamente y, por eso, se le conoce como la fase oscura de la fotosíntesis, aunque depende de los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH).
- Fijación: El CO2 se une a la ribulosa 1,5-bisfosfato.
- División: La molécula resultante se divide en dos ácidos 3-fosfoglicéricos.
- Fosforilación: El ATP dona fosfatos a los PGA, formando 1,3-difosfoglicerato.
- Reducción: El 1,3-difosfoglicerato se reduce a gliceraldehído 3-fosfato (PGAL) usando NADPH + H+.
- Formación de glucosa: Los (PGAL) se combinan para formar fructosa 1,6-bisfosfato.
- Regeneración: Se utiliza PGAL para regenerar ribulosa fosfato y mantener el ciclo.
- Fosforilación: Un ATP fosforila la ribulosa 1,5-bisfosfato, reiniciando el ciclo.
6. ¿Cuál es la importancia biológica de la fotosíntesis?
Importancia biológica de la fotosíntesis: La fotosíntesis es uno de los procesos biológicos más importantes, por las siguientes razones:
- Genera materia orgánica a partir de inorgánica, sustentando las cadenas alimentarias.
- Convierte la energía solar en energía química.
- Produce oxígeno vital para la respiración aeróbica.
- Transformó la atmósfera primitiva, creando condiciones aeróbicas.
- Permite la formación de combustibles fósiles.
- Es fundamental para el equilibrio entre organismos autótrofos y heterótrofos, sustentando toda la vida en la Tierra.
7. ¿Qué es la respiración celular? Explique
La respiración celular es el proceso que transforma la energía química almacenada en la glucosa en energía metabólica acumulada en los enlaces del fosfato del ATP.
8. Explique la glucólisis
La glucólisis es un proceso de degradación de la glucosa a ácido pirúvico, también conocido como vía de Embden-Meyerhof. Sus fases son:
- Fosforilación de la glucosa a fructosa 1,6-bisfosfato.
- Rompimiento de la fructosa 1,6-bisfosfato en dos triosas (PGAL).
- Oxidación del PGAL a ácido 1,3-difosfoglicérico, generando NADH + H+.
- Producción de ATP por fosforilación a nivel de sustrato, resultando en ácido pirúvico.
Se generan cuatro ATP y dos ácidos pirúvicos a partir de dos moléculas de PGAL.
9. Explique el ciclo de Krebs y dónde ocurre
Ciclo de Krebs: Es la principal vía aeróbica de degradación oxidativa de los productos de la glucólisis. Este ciclo también se conoce con el nombre de ciclo del ácido tricarboxílico, porque en él intervienen ácidos orgánicos con tres grupos carboxílicos.
El ciclo de Krebs ocurre en la matriz mitocondrial.
10. ¿Qué es la cadena transportadora de electrones?
La cadena de transporte de electrones (CTE) es la fase final de la respiración aeróbica, donde pigmentos respiratorios de la mitocondria transportan electrones y protones desde coenzimas reducidas (NADH, FADH2) hasta el oxígeno.
11. Explique la fermentación alcohólica y láctica
Fermentación Láctica: La fermentación del ácido láctico es un proceso metabólico mediante el cual la glucosa u otros azúcares de seis carbonos se convierten en energía celular y el metabolito lactato, que es ácido láctico en solución. Es una reacción de fermentación anaeróbica que se produce en algunas bacterias y células animales, como las células musculares.
Fermentación Alcohólica: La fermentación del etanol, también llamada fermentación alcohólica, es un proceso biológico que convierte azúcares como la glucosa, la fructosa y la sacarosa en energía celular, produciendo etanol y dióxido de carbono como subproductos.
Proceso de la Fermentación Alcohólica:
- Glucólisis
- Descarboxilación del Piruvato
- Reducción del Acetaldehído
Proceso de la Fermentación Láctica:
- Glucólisis
- Reducción del Piruvato
Tipos de Fermentación Láctica:
Fermentación Homoláctica:
- Produce solo lactato como producto final.
- Común en bacterias lácticas utilizadas en la producción de yogur y otros productos lácteos fermentados.
Fermentación Heteroláctica:
- Produce lactato junto con otros productos como etanol y dióxido de carbono.
- Ocurre en algunas bacterias lácticas y es utilizada en la producción de ciertos tipos de quesos y vegetales fermentados.
Importancia de la Fermentación:
- Energía Rápida: Ambos procesos permiten a los organismos obtener energía rápidamente en ausencia de oxígeno, aunque la cantidad de ATP producida es menor que en la respiración aeróbica.
- Aplicaciones Industriales:
- Fermentación Alcohólica: Es crucial en la producción de bebidas alcohólicas y panificación.
- Fermentación Láctica: Es esencial en la producción de alimentos fermentados como yogur, kéfir y ciertos tipos de quesos.
- Adaptación Metabólica: En los animales, la fermentación láctica permite a las células musculares continuar produciendo ATP durante períodos de ejercicio intenso cuando el suministro de oxígeno es insuficiente.