Fermentación

Es la obtención de energía de las moléculas orgánicas sin utilización de oxígeno.

La fermentación comienza utilizando ATP para suministrar la energía de activación para reacciones posteriores.

Cuando un grupo P del ATP se combina con la glucosa, el compuesto requiere menos energía de activación.

Cada molécula de glucosa reacciona con dos moléculas de ATP para formar un compuesto de 6 átomos de carbono y 2 grupos P. Luego, este compuesto se desdobla y se le añade otro grupo P.

Esta vez, el fosfato proviene de un compuesto de fósforo inorgánico y no del ATP. Hasta aquí, el organismo no ha ganado energía, sino que ha usado 2 moléculas de ATP. A continuación, cada una de las dos mitades de glucosa proporciona energía que se usa para formar nuevas moléculas de ATP. Las moléculas de ATP se forman a partir de cada mitad de glucosa mediante la combinación de dos grupos P con dos moléculas de ADP. Al abandonar sus grupos P, las dos mitades de glucosa quedan convertidas en dos moléculas de ácido pirúvico. Este ácido se desdobla luego en dióxido de carbono y alcohol etílico para completar el proceso.

En este proceso, la molécula de glucosa usa 2 moléculas de ATP para comenzar la fermentación, pero también produce 4 moléculas de ATP durante el proceso. De esto se concluye que, de cada molécula de glucosa, se ganan 2 ATP, que se utilizan para iniciar otro proceso.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso biológico mediante el cual las plantas con clorofila captan la energía solar y sintetizan los hidratos de carbono a partir de dióxido de carbono y agua.

La fotosíntesis consta de dos procesos:

Fase Luminosa

Consta de dos ciclos:

a) Fotofosforilación Acíclica

Cuando la luz llega a la clorofila contenida en los cloroplastos de las hojas, excita a uno de sus electrones a un nivel energético suficiente como para desprenderse de la molécula.

Este electrón es capturado por sustancias aceptoras de electrones, como la ferredoxina, la cual cede dicho electrón a otra llamada plastoquinona para unir un fosfato al ADP y formar ATP.

El electrón pasa ahora a otro aceptor de electrones llamado sistema de citocromos, el cual, a su vez, cede este electrón a la clorofila, desprendiéndose nuevamente energía para unir otro P al ADP para formar una segunda molécula de ATP.

b) Fase Cíclica

Las reacciones cíclicas comienzan cuando la luz golpea a la molécula de clorofila, excitando sus electrones a un nivel energético suficiente como para desprenderse de la molécula. Estos electrones son aceptados por la ferredoxina.

Durante esta fase cíclica se produce, además, el rompimiento de la molécula de agua en oxidrilos (OH-) e iones de hidrógeno (H+), o sea, protones.

Una vez ocurrida la ruptura o ionización del agua, se producen, a partir de 4 moléculas de agua, 4 protones que, al unirse con 4 electrones transportados por la molécula de ferredoxina, formarán 2 moléculas de NADP+, el cual se convierte en 2 moléculas de NADPH2.

Por otro lado, las 4 moléculas de agua ionizadas producen 4 oxidrilos de carga negativa. Estos, al perder 4 electrones, originan radicales (OH) sin carga. Estos radicales se unen entre sí para formar 2 moléculas de agua y 1 de oxígeno.

Los 4 electrones desprendidos de los OH- regresan a la molécula de clorofila por intermedio del citocromo, liberándose, en este último transporte de electrones, suficiente energía para formar 2 moléculas de ATP.

Fase Oscura de la Fotosíntesis

• La ribosa monofosfato (5 carbonos) gana 1 grupo fosfato proveniente de la descomposición de una molécula de ATP.
• El difosfato o bifosfato de ribulosa es más reactivo y es la sustancia que se une al CO2 mediante una reacción de carboxilación.
• El producto formado por la unión del CO2 con el difosfato de ribulosa sería un compuesto de 6 carbonos muy inestable, no identificado.
• El compuesto inestable de 6 átomos de carbono, al descomponerse, origina 2 moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA), cada una de 3 carbonos.
• Posteriormente, las 2 moléculas de PGA aceptan cada una un fosfato proveniente de la descomposición de 2 moléculas de ATP, transformándose en 2 moléculas de ácido difosfoglicérico (DPGA).
• Más tarde, las 2 moléculas de DPGA, por acción reductora del NADPH2, se transforman en 2 moléculas de aldehído fosfoglicérico (PGAL). Este último es un azúcar de 3 átomos de carbono.

Factores que Influyen en la Fotosíntesis

• Presencia de la luz solar: a medida que aumenta la intensidad de la luz, se acelera el proceso fotosintético hasta llegar a una intensidad óptima; luego, comienza a descender el proceso.

Respiración

La respiración es un proceso mediante el cual se queman las glucosas en presencia de oxígeno, generando agua y anhídrido carbónico, y liberando cierta cantidad de energía. La energía desprendida por cada molécula de glucosa en el interior de la célula es consecuencia de la respiración. Cada vez que se completa un ciclo de Krebs se liberan 2 moléculas de dióxido de carbono, más las que se desprenden al formarse el compuesto de 2 carbonos, son las 3 moléculas de CO2 que se producen a partir de una molécula de ácido pirúvico.

Ruta o Vía del Hidrógeno

La vía del CO2 implica una transferencia de carbono sin producción de energía. Sin embargo, en las reacciones de transferencia de hidrógeno se libera energía cuando los átomos de hidrógeno se transfieren hasta el oxígeno. Se produce un conjunto de reacciones conocidas como vía del hidrógeno en la respiración.

El Proceso de Respiración

Al quemarse en el proceso de respiración celular, la glucosa produce CO2, agua y libera energía. Este proceso comprende un gran número de reacciones controladas por enzimas específicas. Un grupo de reacciones toma el carbono de la glucosa para producir CO2, en tanto que otro grupo de reacciones toma los átomos de hidrógeno de la glucosa y cada uno se transforma en un hidrógeno y un electrón de alta energía, que con el oxígeno respiratorio formará agua. Llamamos a estas reacciones «vía del hidrógeno».

Vía del CO2 en la Respiración

La primera etapa de la respiración es similar a la fermentación. El oxígeno no participa. La molécula de glucosa, mediante la glucólisis, se divide en 2 moléculas de 3 átomos de carbono cada una (ácido pirúvico). Al mismo tiempo, se libera energía. Cada molécula de ácido pirúvico pierde una molécula de CO2 y se convierte en un compuesto de 2 átomos de carbono llamado ácido acético.

Las moléculas de ácido acético no permanecen como tales y se unen de inmediato a una molécula de coenzima A, formándose acetil-coenzima A. Posteriormente, la acetil-coenzima A dará origen a 2 moléculas de CO2.

Ciclo de Krebs

Las dos moléculas de acetil-CoA se unen a un compuesto de 4 átomos de carbono (ácido oxalacético) para formar un compuesto de 6 átomos de carbono (ácido cítrico).

Este se desdobla produciendo una molécula de CO2 y un compuesto de 5 átomos de carbono.

El compuesto de 5 carbonos se rompe, liberando una molécula de CO2 y un nuevo compuesto de 4 átomos de carbono. Este se transforma en ácido fumárico y, por fin, el ácido fumárico se transforma en ácido oxalacético, el cual comenzará nuevamente el proceso.

División Schizonta

Características

Abarca a las bacterias, que son organismos que pueden ser autótrofos o heterótrofos, pueden presentar pared celular o carecer de ella.

Clasificación de las Bacterias

Arqueobacterias

Son bacterias que viven en hábitats extremos, muy primitivos.

Tipos:

• Halófilas extremas

  Hábitat: Viven en sitios salinos extremos.

  Características: Las fotosintéticas tienen bacteriorrodopsina como pigmento de color violeta.

• Metanógenas

  Hábitat: En cloacas, pantanos y tractos digestivos.

  Función: Descomponen la materia orgánica produciendo gas metano.

• Termoacidófilas

  Hábitat: Viven en condiciones de acidez extremas, como en los fondos subacuáticos y pantanos sulfurosos.

Bacterias Típicas o Eubacterias

Hábitat: Es universal.

Características: Son unicelulares y algunas forman colonias. Son microscópicas y presentan pared celular compuesta por peptidoglucano, una molécula de gran tamaño.

Características (por su forma):

• Cocos: Son de forma redondeada y se dividen en:
  • Diplococos: Cocos en parejas o en pares.
  • Estreptococos: Cocos en forma de cadenas.
  • Estafilococos: Cocos en grupos no definidos.
• Bacilos: Son de forma alargada y cilíndrica. Se dividen en:
  • Diplobacilos: Bacilos en pares.
  • Estreptobacilos: Bacilos en cadenas.
  • Estreptobacilos en pares.
• Espirilos: Tienen forma cilíndrica en espiral. Se dividen en:
  • Espiroquetas: Presentan varios espirales (sacacorchos).
  • Vibriones: Con un espiral o en forma de coma.

Reproducción

• Asexual: Se reproducen por fisión binaria; no sufren mitosis.
• Sexual: Cuando ocurre, se realiza por conjugación y hay intercambio de material genético entre las dos bacterias.

Hipótesis del Origen de la Vida

Aristóteles: Pensó que en ciertos materiales había un principio activo que originaba la vida, tal era el caso de la materia que se descomponía y originaba seres «inferiores», como las moscas. Esta hipótesis se conoció como la «Hipótesis de la Generación Espontánea», ya que la vida podía originarse de materiales inertes.

Van Helmont: Quiso comprobar la hipótesis; puso una camisa sudada con algunos granos de cereal en un lugar oscuro durante veintiún días. Al cabo de ese tiempo, obtuvo ratones provenientes del principio activo, que era el sudor.

Redi: Tomó dos recipientes y colocó carne en ellos; uno fue tapado y el otro se dejó destapado. Al cabo de una semana, ambos trozos de carne se habían descompuesto, pero solo el frasco que estaba destapado tenía moscas y gusanos. Por esto, dedujo que, al tener el frasco tapado, las moscas no podían entrar y posarse sobre la carne para poner sus huevos. Eran los inicios de la «Hipótesis de la Biogénesis», que dice que la vida solo proviene de la vida preexistente.

Pasteur: Colocó caldo nutritivo en dos balones de cuello corto, y a uno le alargó el cuello hasta hacer una «S». Calentó ambos balones y esperó una semana, al cabo de la cual observó que en el balón de cuello corto había crecimiento de microorganismos, mientras que en el otro no había corrupción del caldo, pero sí había crecimiento de microorganismos en los ángulos del cuello, por lo que supuso que las bacterias se habían quedado allí atrapadas y no habían llegado al caldo. Al romper el cuello, el caldo se contaminaba rápidamente.

Hipótesis Heterótrofa: Los experimentos de Oparin demostraron que, de sustancias poco complejas, como son la goma arábiga y la gelatina, se podían obtener vesículas. Oparin propuso que eran heterótrofas (Hipótesis heterótrofa), alimentándose de la abundante materia orgánica que se hallaba en el océano en aquel momento. Estos coacervados se organizaban de tal forma que la «cabeza» polar miraba hacia el medio externo, donde había agua, y las «colas» apolares quedaban hacia adentro, aislando un medio interno coloidal.