Transformación energética: fotosíntesis frente a respiración celular

Energía en los seres vivos

En este momento, aunque esté sentado y leyendo esta lección, su cuerpo está consumiendo energía. Necesita energía solo para pensar, respirar y bombear sangre a través de su cuerpo. Entonces, ¿de dónde sacamos esta energía? Puede que estés pensando en comida o bebida, lo cual es cierto. Pero, en última instancia, su alimento proviene de las plantas. Incluso si comes una dieta rica en carne y lácteos, esos animales originalmente obtuvieron su energía de las plantas, que te fue transferida cuando las comiste. Pero, para empezar, ¿de dónde obtienen las plantas su energía?

Las plantas son autótrofos u organismos que producen su propio alimento a través de un proceso llamado fotosíntesis. Las plantas utilizan la fotosíntesis para convertir la energía luminosa del sol en una forma más utilizable durante un proceso llamado transformación de energía. Los humanos también usan transformaciones de energía. El cuerpo toma la energía almacenada en los alimentos y la convierte en una forma que el cuerpo puede utilizar. Este proceso se llama respiración celular. Aprenda cómo ocurre cada proceso y luego compare y contraste la fotosíntesis y la respiración celular.

Cambios de energía en la fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas para convertir la energía del sol en energía utilizable para sus células. Las plantas utilizan la energía luminosa del sol, el dióxido de carbono y el agua para producir glucosa (un azúcar) y oxígeno. La energía del sol se captura y almacena en los enlaces entre los átomos de las moléculas de glucosa.

Los diminutos compartimentos donde ocurre la fotosíntesis se llaman cloroplastos , usando un pigmento llamado clorofila , que hace que las plantas se pongan verdes. La primera transformación de energía ocurre cuando la energía luminosa del sol se convierte en energía química en forma de trifosfato de adenosina (o ATP) y otra molécula llamada fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina (o NADPH). ATP y NADPH proporcionan la energía necesaria para la próxima transformación energética.

Las células vegetales luego usan el ATP y NADPH para ensamblar moléculas de dióxido de carbono y otras cadenas de carbono en moléculas de glucosa. Las moléculas de glucosa se pueden unir para formar celulosa, que las plantas pueden usar para hacer crecer nuevas hojas y tallos.

Las reacciones en la fotosíntesis se conocen como reacciones anabólicas o reacciones químicas que se utilizan para almacenar energía o crear moléculas. Este tipo de reacciones generalmente requieren una entrada inicial de energía, en el caso de la fotosíntesis, energía luminosa del sol, para producir moléculas más grandes como la glucosa.

Cambio de energía: respiración celular

La respiración celular es un tipo diferente de reacción, llamada reacción catabólica , donde las moléculas complejas se descomponen para liberar energía. En la respiración celular, la glucosa y el oxígeno se utilizan para producir ATP y el dióxido de carbono se libera como producto de desecho. Algunas células realizan la respiración celular a lo largo de su barrera principal, la membrana plasmática, y otras lo hacen en un pequeño compartimento similar al cloroplasto, llamado mitocondria .

El primer paso de la respiración celular es llevar la glucosa a las células. Una vez que las células tienen glucosa, utilizan una serie de reacciones químicas para descomponer la glucosa. A medida que los átomos de la glucosa se rompen, liberan energía. La energía se captura como ATP, así como la molécula NADH. La energía almacenada en NADH se transforma luego en más ATP. Luego, su cuerpo usa el ATP para realizar todos los procesos que necesita, incluida la energía de su cerebro para leer esta lección ahora mismo.

Comparaciones

La fotosíntesis y la respiración celular son similares en que ambas requieren una entrada de energía y la transforman en una forma utilizable. En la fotosíntesis, la energía inicial está en forma de luz y en la respiración celular la energía inicial se almacena en los enlaces químicos de la glucosa. Piense en estos procesos como hornear. Si tiene harina, azúcar, huevos y mantequilla, puede hacer varios tipos de postres. Puede usar estos ingredientes iniciales para hacer un pastel, muffins o pan. La respiración celular y la fotosíntesis comienzan con energía, pero terminan con ella en diferentes formas.

La fotosíntesis y la respiración celular dependen la una de la otra. Las transformaciones de energía que ocurren en la fotosíntesis se utilizan para impulsar las reacciones en la respiración celular. Veamos un ejemplo. La hierba es una planta y utiliza la fotosíntesis para producir su propio alimento. Cuando transforma la energía luminosa en energía química en forma de glucosa, la glucosa se utiliza para formar nuevas estructuras vegetales y la hierba crece. Las vacas en el campo consumen la hierba y descomponen la glucosa durante la respiración celular. La energía química de la glucosa se convierte en ATP y se utiliza para alimentar a la vaca, lo que le permite mantenerse viva y crecer.

Resumen de la lección

La fotosíntesis es el proceso de convertir la energía luminosa en energía química en forma de glucosa, en pequeñas estructuras llamadas cloroplastos. La glucosa producida en la fotosíntesis se usa luego durante la respiración celular. En la respiración celular , la energía almacenada en los enlaces de la molécula de glucosa se descompone y se transforma en otro tipo de energía, ATP.

Tanto la fotosíntesis como la respiración celular comienzan con un tipo de energía y la convierten en otro, pero los tipos involucrados son diferentes. La fotosíntesis usa energía de la luz para formar moléculas complejas en una reacción anabólica, y la respiración celular descompone esas moléculas para liberar energía en una reacción catabólica.