Metabolismo. Introducción a la Fotosíntesis y Respiración (4º ESO).

Biología/Geología 4º ESO/ Instituto Bidebieta, San Sebastián.

METABOLISMO. Introducción a la FOTOSÍNTESIS y RESPIRACIÓN.

Dr. Miguel Ibáñez Artica.

En primer lugar consideraremos la materia orgánica como la unión de elementos C= carbono, O: oxígeno y H= hidrógeno, unidos por una energía (e), ubicada en los electrones de los enlaces covalentes que unen los átomos para formar la molécula orgánica (por ejemplo la glucosa).

Vamos a ver de donde proceden estos cuatro elementos que componen la Materia Orgánica (Carbono, Oxígeno, Hidrógeno y Energía) que es sintetizada por las plantas verdes en un proceso denominado FOTOSÍNTESIS (= síntesis o fabricación de materia orgánica utilizando la energía de la luz).

En una primera fase, denominada FASE LUMÍNICA, la energía de la luz rompe la molécula de agua, en un proceso denominado FOTOLISIS DEL AGUA, y el oxígeno (que no sirve), se desprende a la atmósfera.

Por tanto, en esta primera fase ya tenemos dos de los cuatro componentes de la materia orgánica, el Hidrógeno (del agua) y la energía (en el electrón del Hidrógeno activado por un fotón de luz solar).

*En realidad el electrón que se activa por el fotón de luz es uno de los electrones de la molécula de CLOROFILA, y este electrón activado que "sale" de la clorofila, es inmediatamente repuesto por el electrón procedente del hidrógeno de la molécula de agua que se ha "roto" en la fotolisis. 

Al final de la fase lumínica tenemos energía (en forma de ATP) e Hidrógeno activado que puede unirse a otros elementos. Ahora se produce la FASE OSCURA denominada también Ciclo de Calvin, donde se fija el CO₂ atmosférico completando lo que nos faltaba para fabricar la MATERIA ORGÁNICA.

Recopilando: las plantas verdes, (Autótrofos= autosuficientes, no necesitan “comer”), mediante la fotosíntesis, obtienen la energía de la luz del sol, el hidrógeno de la molécula de agua y el carbono y oxígeno del CO₂.

Como producto residual, emiten oxígeno (procedente del agua).

Vamos a ver ahora como funcionamos los animales Heterótrofos (Sí necesitamos “comer” materia orgánica).

Tomamos el alimento compuesto por Materia Orgánica (la misma que fabricaron las plantas)

Haremos un proceso similar al que hacen las plantas, pero al revés. Lo que nos interesa en realidad es la energía contenida en los enlaces covalentes de la molécula orgánica, así que eliminaremos primero el Carbono y el Oxígeno como CO₂, y nos quedaremos con un Hidrógeno con un electrón rico en energía. Usaremos la energía de ese electrón para fabricar moléculas de ATP (que es la forma de energía con la que funcionamos) y nos desharemos de este hidrógeno (a cuyo electrón ya le hemos “extraido” la energía) gracias a un “basurero” (aceptor de electrones) que en nuestro caso (respiración aerobia), es precisamente el mismo oxígeno que fabricaron las plantas y que tomamos del aire al respirar. Al unirse el hidrógeno (procedente de la materia orgánica) y el oxígeno que tomamos del aire, formamos H₂O que eliminamos. Es decir hacemos exactamente lo contrario de lo que habían hecho las plantas.

Las plantas rompen la molécula de agua, se quedan con el hidrógeno y expulsan el oxígeno. Nosotros los animales unimos el hidrógeno procedente de la materia orgánica con ese oxígeno y volvemos a fabricar agua.

Las plantas incorporan el CO₂ de la atmósfera para fabricar materia orgánica, nosotros eliminamos el carbono y oxígeno de la materia orgánica en forma de CO₂.