BIOLOGÍA
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Las celulas requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desechos del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, es decir, permite el paso a moleculas lipofilas y regula el paso de las que no son lipofilas. Entonces, la mayor parte de moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la concurrencia de proteínas portadoras especiales o de canales proteicos.
El paso a traves de la membrana tiene dos transportes:
El pasivo, que no requiere gasto de energia
El activo, que requiere de energia
- TRANSPORTE PASIVO:
- DIFUSION SIMPLE: Difusion de pequeñas moleculas solubles, pueden realizarse a traves de la bicapa lipidica
- DIFUSION FACILITADA: Permite el paso de moleculas como aminoacido, como la glucosa, que debido a su tamaño no pueden pasar la bicapa lipidica requieren de un canal o de proteinas portadoras para que facilite el paso
PROTEÍNA PORTADORA: Las proteínas transportadoras, las cuales pueden cambiar su forma para llevar una molécula de un lado a otro en la membrana, cambian de forma en respuesta a la unión con su molécula y dicho cambio es el que mueve las moléculas al lado opuesto de la membrana.
- ÓSMOSIS:
- MEDIOS ACUOSOS
Los medios acuosos separados por membranas semipermeables pueden tener diferentes concentraciones, y se denominan hipertónicos, hipotónicos o isotonico
- MEDIO HIPERTONICO: Solución con mayor concentración de soluto y menos concentracion de agua, debido a la diferencia de presion, llega incluso a deshidratarse
- MEDIO HIPOTONICO: Solucion de menor concentracion de solutos en el medio externo en relacion al medio citoplasmatico de la celula y tiene mayor concentracion de agua.
- MEDIO ISOTONICO: La concentracion de soluto y agua son las mismas en el interior y exterior de la membrana celular y hay un constante paso de agua
- TRANSPORTE ACTIVO: Es el transporte de moleculas en contra de su gradiante de concentracion, este requiere de energia en forma ATP para transportar las moleculas al otro lado de la membrana. Participan proteinas transportadores que se encuentran en la membrana celular, cuya funcion es permitir el ingreso de la sustancias al interior o exterior de la celula
- ENDOCITOSIS: Es el proceso por el que la celula capta particulas de gran tamaño del medio externo desplazándolo hacia el interior de la membrana.Cuando la endocitosis da lugar a la captura de partículas se denomina fagocitosis, y cuando son solamente porciones de líquido las capturadas, se denomina pinocitosis.
- EXOCITOSIS: La exocitosis consiste en el transporte de moléculas que estan encerradas en un saco membranoso que se desplaza desde el interior celular hacia el medio extra celular.
FOTOSÍNTESIS
¿QUE ES LA FOTOSINTESIS?
A diferencia de los animales, que necesitan digerir alimentos ya elaborados, las plantas son capaces de producir sus propios alimentos a través de un proceso químico llamado fotosíntesis. Para realizar la fotosíntesis las plantas disponen de un pigmento de color verde llamado clorofila que es el encargado de absorber la luz adecuada para realizar este proceso.Podemos considerar las plantas como fábricas de azúcar y otros hidratos de carbono, cuyas materias primas son el agua y el dióxido de carbono, y con la luz como fuente de energía. Y su ecuación química seria: H2O + Luz + CO2 = C6H12O6
La fotosintesis se produce principalmente por la reacciones de la luz y el ciclo de calvin
Se lleva a cabo dos fases
-FASE LUMINICA
-FASE OSCURA
-FASE OSCURA
- FASE LUMINICA: La fase luminosa es la primera etapa de la fotosíntesis, y convierte la energía solar en energía química. La luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas llamados fotosistemas, que se ubican en los cloroplastos. Los cloroplastos capturan la energia de la luz y fabrican moleculas de glucosas apartir del CO2 y agua del suelo. La energía luminosa puede ser empleada en la síntesis de ATP mediante la fotofosforilación y en la síntesis de NADPH.
- La nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (abreviada NADP+ en su forma oxidada y NADPH+ en su forma reducida)
La formación de ATP se denomina fotofosforilación, y existen doos variantes de ésta: la cíclica y la acíclica.
- En la fotofosforilación cíclica, una molécula llamada plastocianina transporta los electrones (e–) hasta el fotosistema, que también posee un centro de reacción y una estructura para la captación de luz.Una vez que el electrón ha excitado el centro de reacción, los electrones que llegan a PSI son de nuevo impulsados por la energía de la luz a un nivel energético superior y también transportados a través de la nueva cadena de aceptores hasta llegar a una molécula final aceptora.
- En la fotofosforilación acíclica, el proceso es distinto. Los fotones inciden sobre el PSII, excitando y liberando dos electrones, que pasan al primer aceptor de electrones, la feofitina. Los electrones los repone el primer dador de electrones, el dador Z, con los electrones procedentes de la fotólisis del agua en el interior del tilacoide. Los protones de la fotólisis se acumulan en su interior, y el oxígeno es liberado en forma gaseosa
- FASE OSCURA: En esta fase oscura, la ribulosa bifosfato se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Toda esta cadena de transformación se denomina ciclo de Calvin. La fase oscura de la fotosintesis se divide en dos partes: FIJACIÓN DE CABONO,REDUCCIÓN Y REGENERACION
- Fijación: la primera enzima que interviene en el ciclo de Calvin se denomina RUbisCO, y fija 3 átomos de CO2 atmosférico uniéndolos a 3 unidades de ribulosa bifosfato. El resultado de tal unión son 6 moléculas de 3-fosfoglicerato.
- Reducción: La molécula se transforma en 1,3 bisfosfoglicerato por la acción de 6 unidades de ATP (generado en la fase luminosa), y dicho compuesto se transforma en G3P por acción de 6 unidades de NADPH. Una de estas dos moléculas de G3P pasa a las vías metabólicas de la planta para producir compuestos superiores como glucosa o almidón.
- Regeneración: Finalmente, la adición de fósforo mediante 3 ATP acaba generando una nueva molécula de ribulosa-1,5-bisfosfato, que desencadenará el proceso de nuevo
Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más. A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal.
CICLO DE CALVIN: En las plantas, el dioxido de carbono entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar. Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente. En la fase oscura sucede el ciclo de calvin, y este se divide en fijacion de carbono, reduccion y regeneracion.
La fotosintesis es importante ya que el resultante de este proceso, es el oxígeno. El oxígeno, que se forma por la reacción entre el CO2 y el agua, es expulsado de la planta a través de los estomas de las hojas. Las plantas han tenido y tienen un papel fundamental en la historia de la vida sobre la Tierra. Ellas son las responsables de la presencia del oxígeno, un gas necesario para la mayoría de seres que pueblan actualmente nuestro planeta y que lo necesitan para poder respirar.
RESPIRACIÓN CELULAR
Los seres vivos necesitan de un consumo constante de energía, que las células emplean en forma de energía química. La respiración celular, proceso utilizado por la mayoría de las células animales y vegetales, es la degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se produzca la liberación de energía necesaria.
La respiración celular es una parte del metabolismo, más precisamente del catabolismo, en la cual la energía presente en distintas biomoléculas es liberada de manera controlada. Durante la respiración, parte de esa energía es utilizada para sintetizar (fabricar) ATP, que a su vez es empleado en el mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo)
Se lleva a cabo dentro de las mitocondrias, pequeños organelos ubicados en el citoplasma de las células vegetales y animales. Estas estructuras, de forma oblonga y aplastada, procesan el oxígeno y convierten a los carbohidratos, ácidos grasos y proteínas de los alimentos en energía.
La respiración celular puede dividirse en dos tipos, según sea la presencia de oxígeno.
- Respiración aerobia: hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida de respiración, propia de la mayoría de las bacterias y de los organismos eucariotas. Es por ello que a los seres que requieren de oxígeno se los llama aerobios.
- Respiración anaerobia: no interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, generalmente minerales. La respiración anaeróbica está presente en algunos organismos procariotas, en general habitantes de suelos y sedimentos, y de vital importancia en los ciclos biogeoquímicos de los elementos.
- ETAPAS:* Glucólisis* Fermentación
- LA GLUCOLISIS: La glucolisis es una serie de reacciones que extraen energía de la glucosa al romperla en dos moléculas de tres carbonos llamadas piruvato. En los organismos que realizan respiración celular, la glucólisis es la primera etapa de este proceso. Sin embargo, la glucólisis no requiere de oxígeno, por lo que muchos organismos anaerobios (organismos que no utilizan oxígeno) también tienen esta vía.
Se compone de 9 pasos:
- Paso 1
- Paso 2La glucosa 6-fosfato sufre una reacción de reordenamiento catalizada por una isomerasa, con lo que se forma fructosa 6-fosfato
- Paso 3La fructosa 6-fosfato acepta un segundo fosfato del ATP, con lo que se genera fructosa 1,6-difosfato; es decir fructosa con fosfatos en las posicio-nes 1 y 6.
- Paso 4La fructosa 1,6 -difosfato se divide luego en dos azúcares de 3 carbonos, gliceraldehído 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato. La dihidroxiacetona fosfato es convertida enzimáticamente (isomerasa) en gliceraldehído fósfato. Todos los pasos siguientes deben contarse dos veces para tener en cuenta el destino de una molécula de glucosa.
- Paso 5Las moléculas de PGAL se oxidan es decir, se eliminan átomos de hidrógeno con sus electrones, y el NAD+ se reduce a NADH. Esta es la primera reacción de la cual la célula cosecha energía. El producto de esta reacción es el fosfoglicerato. Este compuesto reacciona con un fosfato inorgánico (Pi) para formar 1,3 difosfoglicerato. El grupo fosfato recién incorporado se encuentra unido por medio de un enlace de alta energía.
- Paso 6El fosfato rico en energía reacciona con el ADP para formar ATP. (en total dos moléculas de ATP por molécula de glucosa). Esa transferencia de energía desde un compuesto con un fosfato, de alta energía se conoce como fosforfiación.
- Paso 7El grupo fosfato remanente se transfiere enzimáticamente de la posición 3 a la posición 2 (ácido 2-fosfoglicérico).
- Paso 8En este paso se elimina una molécula de agua del compuesto 3 carbono. Este reordenamiento interno de la molécula concentra energía en la vecindad del grupo fosfato. El producto es el ácido fosfoenolpirúvico (PEP).
- Paso 9El ácido fosfoenolpirúvico tiene la capacidad de transferir su grupo fosfato a una molécula de ADP para formar ATP y ácido pirúvico. (dos moléculas de ATP y ácido pirúvico por cada molécula de glucosa).
Al final de la glucólisis nos quedan dos moléculas de A, T, P, dos de ADP y dos de piruvato. Si hay oxígeno presente, el piruvato se puede degradar (oxidar) hasta dióxido de carbono en la respiración celular y así obtener más moléculas de
- FERMENTACION: Es un proceso catabólico de oxidación completa, siendo el producto final de un compuesto orgánico. La fermentacion típica es llevada acabo por las levaduras. También unos metazoos y plantas menores son capaces de producirla. El proceso de fermentación anaeróbica se produce en la ausencia de oxigeno como aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis
- TIPOS DE FERMENTACIÓN:
- Fermentación acetica
- Fermentación alcoholica
- Fermentación butirica
- Fermentación de la glicerina
- Fermentación lactica
- Fermentación putrica
Empezando por el transporte de membrana, se puede decir que en el transporte pasivo no se requiere energia ATP y este va a favor de su gradiente. esta compuesto por la difusión simple, que es el paso de las lameculos a través de la picaba, la difusión facilitada, que a través de canales o proteínas portadoras las moléculas se pueden desplazar de un lugar a otro y también esta la ósmosis que es el paso de el agua a través de la membrana. La ósmosis esta compuesta por tres medios: HIPERTONICO, HIPOTONICO E ISOTONICO. El medio hipertonico tiene mayor concentración de soluto y menos concentración de agua, el medio hipotonico tiene menor concentración de solutos y mayor concentración de agua y en el medio isotonico, es igual cantidad de soluto en el interior y exterior de la membrana. En el transporte activo, va en contra de su gradiente a través de proteínas y a diferencia del pasivo, requiere energia ATP. En la endocitosis se desplazan moléculas de gran tamaño al interior de la celula. En la exocitosis desplaza moléculas encerradas en un saco membranoso hacia el exterior de la célula
La fotosintesis es el proceso mediante el cual las plantas adquiere energia luminosa convirtiéndola en energía química que almacenan como glucosa. En las hojas de las plantas, específicamente en las celulas, se encuentran los cloroplastos. Los cloroplastos están llenos de clorofila que es un pigmento verde fundamental para la fotosintesis, los cloroplastos capturan la luz del dia y fabrican moleculas de glucosas a partir del dióxido de carbono y agua del suelo.
La fotosintesis se divide en dos: fase luminosa y oscura. En la fase luminosa convierte la energia luminosa en ATP y otros componentes necesarios para la fase oscura. Este proceso se lleva a cabo en la membrana tilacoide, que se encuentra al interior de los cloroplastos.
El ciclo principal de esta etapa se denomina CICLO DE CALVIN, que se divide en tres etapas: Fijación de carbono, Reducción y Regeneración. En la etapa 1, es cuando el CO2 se le agrega bifosfato ribulosa (RuBP) un azúcar con cinco carbonos. En la etapa 2, el ATP se utiliza para convertir el producto de la etapa 1 en azúcar. En la etapa 3, se vuelve a usar el ATP para regenerar los niveles de reserva de RuBP de la celula.
La respiración celular es la degradación de algunas moleculas para que produzcan la energia necesaria, la energia es contenida en las moleculas de alimento y se utiliza para sintetizar el ATP, la respiración celular libera dioxido de carbono y agua, es un proceso exotermico, es decir, libera energia.
La respiracion celular puede dividirse en dos tipos: AEROBICA Y ANAEROBICA. La respiracion aerobica hace uso del oxigeno. La respiracion anaerobica hace uso de energia y en esta estan los procesos de la glucolisis y la fermentación. La glucolisis es la energia extraída al romper una molécula de glucosa en dos moleculas de tres carbonos llamándose Piruvato, y esta compuesta por 9 pasos en las que al final quedan dos moleculas de ATP , dos de ADP y dos de Piruvato. La fermentación es un proceso catabolismo de oxidacion incompleto y anaerobico siendo al final un compuesto organico.
Las diferencias entre la respiracion celular y la fotosintesis es que, para que se produzca la fotosíntesis hace falta la presencia de un catalizador, que en este caso es la clorofila, en cambio en la respiracion celular no se necesitan catalizadores
PREGUNTA ICFES
1.El movimiento de moléculas por medio de las proteínas transportadas de la membrana celular se llama:
a. Difusión Simple.
b. Osmosis.
c. Difusión Facilitada.
d. Transporte activo.
"Proponemos un modelo alternativo de organización de la cadena de transporte de electrones mucho más dinámico, donde los complejos respiratorios están formando variadas combinaciones que permiten adaptar su funcionamiento a la disponibilidad de nutrientes."
http://www.sebbm.es/web/es/divulgacion/acercate-nuestros-cientificos/2092-acisclo-perez-martos-mayo-2017-respiracion-celular-modelos-de-organizacion
Video: https://www.youtube.com/watch?v=jtzgLIXW0Ro
By: Isabella Montero Carrillo
Comentarios
Publicar un comentario