fotosíntesis   

 La fotosíntesis (del griego antiguo φῶς-φωτός [fos-fotós], ‘luz’, y σύνθεσις [sýnthesis], ‘composición’, ’síntesis’) es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso laenergía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera moléculaen la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100 000 millones de toneladas de carbono.^1 2

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación deldióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.¹

Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que realizan la quimiosíntesis) y fijan el CO₂ atmosférico. En la actualidad se diferencian dos tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica. La primera de las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador de electrones es el agua y, como consecuencia, se desprende oxígeno. Mientras que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que el dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado no será oxígeno sino azufre, que puede ser acumulado en el interior de la bacteria, o en su defecto, expulsado al agua.³

A comienzos del año 2009, se publicó un artículo en la revista científica Nature Geoscience en el que científicos norteamericanos daban a conocer el hallazgo de pequeños cristales de hematita (en el cratón de Pilbara, en el noroeste de Australia), un mineral de hierro datado en el eón Arcaico, reflejando así la existencia de agua rica en oxígeno y, consecuentemente, de organismos fotosintetizadores capaces de producirlo. Según este estudio y atendiendo a la datación más antigua del cratón, la existencia de fotosíntesis oxigénica y la oxigenación de la atmósfera y océanos se habría producido desde hace más de 3.460 millones de años, de lo que se deduciría la existencia de un número considerable de organismos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis para oxigenar la masa de agua mencionada, aunque sólo fuese de manera ocasional, si bien la formación biológica de dichos restos está cuestionada.

Quimiosintesis   

La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se libera en reacciones de compuestos inorgánicos reducidos. Los organismos que realizan quimiosíntesis se denominan quimoautótrofos, quimiolitótrofos o quimiosintéticos; todos ellos son bacterias que usan como fuente de carbono el dióxido de carbono en un proceso similar al ciclo de Calvin de las plantas.

La ecuación global de la quimiosíntesis, usando como molécula oxidable el sulfuro de hidrógeno es la siguiente:

CO₂ + O₂ + 4H₂S → CH₂O + 4S + 3H₂O

La quimiosíntesis depende de la existencia de potenciales químicos importantes, los que acompañan a mezclas no estables de sustancias, las cuales aparecen sólo localmente, allí donde los procesos geológicos las han generado. Así, cadenas alimentarias completas basan su existencia en la producción quimiosintética en torno a las emanacioneshidrotermales que se encuentran en las dorsales oceánicas, así como en sedimentos profundos.

Muchas bacterias en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin el requerimiento de luz solar, en contraste con la fotosíntesis la cual se ve inhibida en aquel hábitat. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico, siendo el comportamientosimbiótico muy común.

Muchos de los compuestos reducidos que utilizan las bacterias, como el NH₃ o el H₂S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas, las transforman en sustancias minerales, NO₃- y SO₄^2-, respectivamente, que pueden ser absorbidas por las plantas. Estas bacterias cierran, por tanto, los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta.

  

respiración aerobica 

La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y cuando llega a la mitocondria se mezcla con el agua haciendo un compuesto químico llamado Glucosticko en el que el oxígeno procedente delaire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración) y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP.

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36 energía (ATP)

respiración anaerobica 

La respiración anaeróbica (o anaerobia) es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es unamolécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente una molécula orgánica, a través de una cadena transportadora de electrones análoga a la de la mitocondria en larespiración aeróbica.¹ No debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también anaeróbico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica como el piruvato. Es un proceso metabólico exclusivo de ciertos microorganismos.

fermentación  

  La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, y el producto final es un compuesto orgánico. Según los productos finales, existen diversos tipos de fermentaciones.

«El vino es un mar de organismos. Merced a algunos vive, merced a otros se descompone.»

Louis Pasteur.¹

Fue descubierta por Louis Pasteur, quien la describió como la vie sans l'air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla.

El proceso de fermentación es anaeróbico, es decir, se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar elNADH a NAD⁺. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no intervienen las mitocondrias ni la cadena respiratoria. El proceso de fermentación es característico de algunos microorganismos: algunas bacterias y levaduras. También se produce en la mayoría de lascélulas de los animales (incluido el ser humano), excepto en las neuronas, que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animalesrealiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y lacontracción muscular.

Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa solo se obtienen dos moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen de 36 a 38. Esto se debe a la oxidación del NADH que, en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.

  

fermentación lactica  

La fermentación láctica es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en la matriz citoplásmica de la célula, en la cual se oxidaparcialmente la glucosa para obtener energía metabólica y un producto de desecho que principalmente es el ácido láctico (fermentación homoláctica), además de otros ácidos (fermentación heteroláctica). Se trata de un proceso biológico en el que los azúcares presentes en el medio (generalmente azúcares de seis carbonos como son la glucosa, galactosa y fructosa) se transforman en ácido láctico.² La presencia de ácido láctico como metabolito en los alimentos provoca la desactivación de los procesos de descomposición, y por lo tanto la fermentación láctica es tradicionalmente empleada como un método de conserva de alimentos.

Las bacterias capaces de promover este proceso biológico se denominan bacterias lácticas.³ Y corresponden a hongos, algunosprotozoos y bacterias existentes habitualmente en tejidos animales. La fermentación láctica también se verifica en el tejido muscularcuando, a causa de una intensa actividad motora anaeróbica, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica. Cuando el ácido láctico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados con lafatiga muscular. Algunas células, como son los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a obtener energía por medio de la fermentación láctica; por el contrario, el parénquima muere rápidamente ya que no fermenta, y su única fuente de energía es la respiración aeróbica.

Entre los alimentos que se ven sometidos a este proceso de fermentación láctica se encuentran las verduras frescas tales como la col (sauerkraut alemán, o el kimchi coreano), los encurtidos de verduras y hortalizas (pepinillos), los yogures fermentados de cereales (el oginigeriano, o el uji de Kenia), los panes de masa madre o los productos sucedáneos que se elaboran sin trigo o cebada (el idli indio o elputo de Filipinas), las leches fermentadas (yogures y quesos), las mezclas de cereal y leche (el kishk egipcio o el trahanas griego), las verduras ricas en proteínas que son sucedáneos de la carne (el tempeh indonesio), las salsas y pastas producidas por fermentación láctica de cereales y legumbres (el miso japonés, la salsa de soja china), las mezclas de gambas y cereal (el Balao-Balao y el buron dalag de filipinas) y algunas carnes embutidas como el salami.⁴

fermentación alcohólica  

La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O₂), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, sirve con cualquier sustancia que tenga la forma empírica de la glucosa, es decir, que sea una Hexosa.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH₃-CH₂-OH), dióxido de carbono (CO₂) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.¹Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible.^2 3

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares(levaduras) en ausencia de oxígeno a partir de la glucosa. En el proceso las levaduras obtienen energía disociando las moléculas deglucosa y generan como desechos alcohol y dióxido de carbono CO₂. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados (véaseEvaluación sensorial).⁴ Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O₂), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un procesoanaeróbico.

fermentación Acética  

La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol etílico en ácido acético, la sustancia característica del vinagre.¹ La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es uno de los fallos del vino, un proceso que degrada sus cualidades. La fermentación acética es un área de estudio dentro de la cimología.

Aunque es una fermentación en el sentido original de la palabra, un proceso que partiendo de un azúcar produce ácidos, gases o alcohol, se aparta de la regla en que es un proceso aerobio, es decir, que requiere oxigeno

fase luminosa de la fotosintesis 

La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa o fase de la fotosíntesis, que depende directamente de la luz o energía lumínica para poder obtener energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de moléculas de agua, formando oxígeno e hidrógeno.¹ La energía creada en esta fase, será utilizada durante la fase oscura, para de esta forma continuar con la fotosíntesis.

Este proceso se realiza en la cadena transportadora de e- del cloroplasto, en los complejos clorofila-proteína que se agrupan en unidades llamadas fotosistemas que están en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos.Organización de los Fotosistemas en la memrana interna de los cloroplastos

Existen dos tipos de fotosistemas y funcionan gracias a los pigmentos que son los que se encargan de captar la luz, como las clorofilas a y b, o los carotenoides, los cuales absorben diferentes longitudes de onda, formando así tanto al fotosistema 

fase oscura de la fotosíntesis 

 La fase oscura de la fotosíntesis, es un conjunto de reacciones independientes de la luz (llamadas reacciones oscuras que solo ocurren en ausencia de luz solar, se llaman así por la marginar fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y en la superficie celular de las mismas) que convierten el dióxido de carbono, el oxígeno y el Hidrógeno en glucosa. Estas reacciones a diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos generados de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos: la fijación del carbono y el ciclo de Calvin.

factores que inciden en la fotosíntesis 

 Los factores que inciden o intervienen en el proceso fotosintético son seis: 

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 es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al proceso metabólico de respiración celular, indispensable para la vida de los organismos aeróbicos.

Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas dehematosis: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del proceso decombustión del metabolismo energético.

Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivelmacroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C₆ H₁₂ O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energía (ATP)

La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a través delpulmón. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxígeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azúcares) la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

La respiración humana consta básicamente de los siguientes procesos:

• Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones.
• hematosis: intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares.
• Transporte de oxígeno a las células del cuerpo.
• Respiración celular.

En el proceso de inhalación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con el dióxido de carbono de desecho. En la inhalación también llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de cilios (pelos) que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta con estos filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.

fase de la respiración celular 

Glicólisis

La glicólisis, el primer paso de la respiración, rompe una simple molécula de glucosa en dos de carbón, llamadas piruvato o ácido pirúvico. Este proceso ocurre dentro del citoplasma de la célula, que es el líquido contenido en la membrana. Una pequeña cantidad de energía se libera en la forma de trifosfato de adenosina (ATP), moléculas de energía, para el uso inmediato de la célula; sin embargo, los piruvatos contienen la mayor parte de la energía de la glucosa. Estos entran en la mitocondria, orgánulos en los que el ATP es producido y transformado en una sustancia llamada coenzima de acetil A, que es el mayor alimento de la molécula para el siguiente paso de la respiración.

Ciclo de Krebs

La coenzima acetil A entra al ciclo del ácido cítrico, o ciclo de Krebs, una vez que está dentro de la mitocondria. Las enzimas dentro del orgánulo se combinan con oxígeno para romper la coenzima de acetil A en moléculas de carbón. Este proceso crea un producto de deshecho, el dióxido de carbón, que abandona la mitocondria. La célula expulsa el dióxido de carbón a través de las paredes de las células. La mayoría de las células ATP producidas en esta fase es en la forma de dos portadores de electrones ricos en energía llamados NADH y FADH2, que se usan para agregar grandes cantidades de ATP en los estadios finales de la respiración celular.

transporte de energia 

La Red de transporte de energía eléctrica es la parte del Sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar la energía generada en las centrales hidroeléctricas, térmicas, de ciclo combinado o nucleares a través de grandes distancias hasta los puntos de consumo.

Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar el voltaje se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por efecto Joule. Con este fin se emplean subestaciones elevadoras en que dicha transformación se efectúa empleando transformadores.

De esta manera, una red de transmisión emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión.

Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el medio físico mediante el cual se realiza dicha transmisión de energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, como de sus elementos de sustentación, las torres de alta tensión. Como éstas son estructuras hechas de perfiles de acero, entre ambos, como medio de soportación del conductor se emplean aisladores de disco y herrajes