El documento describe los procesos de fotosíntesis y respiración. La fotosíntesis implica la conversión de CO2, H2O y luz solar en azúcares y O2 mediante dos fases: la fase fotoquímica, que produce ATP y NADPH, y el ciclo de Calvin, que fija el CO2. La respiración implica la oxidación de alimentos para producir energía, consumiendo O2 y produciendo CO2. Ambos procesos son afectados por factores externos como la luz, el CO2, la temper

1. Barraza Greyssy

2. OBJETIVOS
Conocer el proceso de la respiración
Estimar la dinámica de crecimiento de una
población con base en el incremento de la
tasa de respiración
Conocer el proceso de la fotosíntesis
Identificar los pigmentos fotosintéticos
Analizar el efecto de la intensidad lumínica
sobre el proceso fotosintético

3. FOTOSINTESIS
La fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz solar,
llevan a cabo una serie de reacciones químicas por las cuales se transforma el CO2 en
azucares simples y además se libera O2. A continuación se puede observar la ecuación
general de este proceso:
6 CO2 + 6 H2O+ luz! C6H12O6 + 6 O2

4. La fotosíntesis consta de dos fases estas son:
1 fase fotoquímica
 En esta fase se produce la activación de la clorofila de ambos fotosistemas, que libera electrones:
 En el fotosistema II, los electrones excitados van activando secuencialmente a electrones de diferentes moléculas en la
llamada cadena transportadora de electrones. Su energía es usada para bombear protones de hidrógeno y sintetizar ATP, a
partir de un grupo fosfato y ADP, en una reacción llamada fotofosforilación. La energía de la luz produce, además, la
descomposición (fotólisis) del agua, en oxígeno, protones y electrones. El oxígeno sale al exterior y los electrones son
incorporados al fotosistema II, en reemplazo de los que salieron al inicio de las reacciones.
 En el fotosistema I, los electrones excitados también entran en una cadena transportadora y su energía es utilizada para
sintetizar NADPH a partir de NADP+, protones provenientes del agua y los electrones cedidos por el fotosistema I.
 Cuando actúan ambos fotosistemas, se produce la llamada fotofosforilación no cíclica, que genera ATP y NADPH. Si solo
actúa el fotosistema I, el proceso se denomina fotofosforilación cíclica y se genera solamente ATP, sin liberación de oxígeno.
Este último proceso es considerado una forma primitiva de la fotosíntesis, pero se suele producir de manera simultánea a la
fotofosforilación no cíclica.

5.  2 Ciclo de Calvin- Benson
 El ciclo de Calvin llamado también vía de los tres carbonos o C3- porque el primer producto formado contiene
tres carbonos- ocurre en el estroma de los cloroplastos y genera, a partir de seis moléculas de dióxido de
carbono, una molécula de glucosa.
 La enzima que cataliza esta fijación del carbono es la RuBP carboxilasa, llamada comúnmente rubisco. Esta
enzima también puede combinarse con oxígeno en un proceso llamado fotorrespiración, que libera CO2 en lugar
de fijarlo. Para evitar la fotorrespiración, ciertas plantas han desarrollado una vía previa al ciclo de Calvin,
llamada vía de los cuatro carbonos (o C4). Algunas plantas que usan la vía de los cuatro carbonos, como la caña
de azúcar y el maíz, crecen en los trópicos y están adaptadas a mayores temperaturas.
 Otra variante del ciclo de Calvin-Benson está representada por la vía CAM (en español, metabolismo ácido de las
crasuláceas). Este ciclo se diferencia del C4 en un producto intermedio de sus reacciones: un ácido que se
acumula en la vacuola de la célula, desde donde es luego tomado para continuar el ciclo. Como parte de las
características de este proceso, las estomas se abren de noche y se cierran de día, de forma inversa a las demás
plantas. Esto reduce enormemente la pérdida de agua en las plantas CAM, lo que las habilita para vivir en
ambientes secos y calurosos. Los cactus y las plantas suculentas presentan la vía CAM.

6. Factores que afectan la fotosíntesis
1 Factores externos.
 Luz: La influencia luz depende de la longitud de onda (calidad) y cantidad.
 Longitud de onda: Los fotosistemas que captan la energía luminosa, lo pueden hacer a diferentes longitudes de onda. Sin embargo, si se
ilumina una planta con una longitud de onda superior a los 680nm el fotosistema II no actúa. Longitudes de onda entre 280 y 315nm conocida
como luz ultravioleta pueden entorpecer la capacidad fotosintética y el crecimiento de las plantas, la cuales se ven enfrentadas por el
aumento de la luz ultravioleta a causa de contaminantes humanos que afectan la capa de ozono.
 Cantidad de luz: Las plantas que reciben menos luz, por ejemplo, las que se encuentran a la sombra, realizan con menor eficiencia la
fotosíntesis. Sin embargo, cuando la intensidad de luz es excesiva, se detiene el proceso fotosintético.
 Concentración de dióxido de carbono: El CO2 es la molécula utilizada para producir distintas sustancias orgánicas. La falta de el
disminuye la productividad y en exceso el proceso se satura (porque depende de enzimas).
 Si la intensidad ruinosa es suficiente y constante al aumentar la cantidad de CO2 aumenta el rendimiento fotosintético, hasta que se alcanza
un valor máximo. El CO2 también presenta fluctuaciones diarias y estacionarias; por ejemplo, aumenta durante la noche, cundo aumenta la
respiración, en cambio durante el día las plantas retiran CO2 del aire y su concentración diminuye considerablemente. Durante la estación de
crecimiento la concentración atmosférica de CO2 también se reduce.
 Temperatura: Las plantas poseen una temperatura optima para realizar la fotosíntesis, mas allá de la cual la cual la tasa fotosintética
disminuye, el aumento de la temperatura produce una aumento del rendimiento de la fotosíntesis debido al incremento de la actividad de las
enzimas, que es máxima, a un determinado valor de temperatura, pero sobrepasado este valor la actividad enzimática disminuye, y con ello,
el rendimiento fotosintético. La temperatura el igual que la humedad y la luz, es un factor ambiental muy variable, de hecho varia a lo lago del
año, por lo que existen platas que pueden realiza fotosíntesis adaptadas a distintas temperaturas.
2 Factores internos.
 Corresponden principalmente a la estructura de la hoja, por ejemplo se incluye el grosor de la cutícula y/o de la epidermis, numero de
estomas y los espacios de las células del mesófilo. Estos factores influyen directamente en la difusión del CO2 u O2, así como el la perdida
de agua.
 Estomas: La difusión de los gases incluido el vapor de agua, hacia el interior y el exterior de la hoja es regulada por los estomas. Los
estomas se abren o se cierran con la acción de células oclusivas (o guarda), debido a cambios en la turgencia, de estas células

7. LA RESPIRACION
La respiración se acompaña de consumo de oxigeno y producción de CO2.
La respiración puede definirse como el proceso mediante el cual los seres vivos
intercambian con el medio, oxigeno y CO2.
En los seres vivos mas evolucionado, el intercambio de los gases se realiza ante el
ambiente, los órganos especializados que forman parte del aparato respiratorio y las
células. En algunos seres vivos el transporte de gases se realiza a través de la sangre. El
oxigeno que se encuentra en el interior oxida las sustancias protoplasmáticas. En este
proceso se libera la energía y se produce gas carbónico (CO2).
Las reacciones químicas de la respiración solo se pueden realizar en presencia de
enzimas especializadas. Por esta razón muchos autores le denominan reacciones
enzimáticas.
La respiración acompaña a la transformación bioquímica de la energía disponible en los
orgánicos derivados de alimentos, hasta la energía utilizada para los fenómenos de
síntesis y transporte. La transformación anterior, que suele identificarse como
metabolismo, requiere a menudo la presencia de oxigeno y comprende la oxidación
completa de orgánicos hasta bióxido de carbono y agua (respiración aerobia). Si la
oxidación es incompleta, los productos terminales son compuestos orgánicos, no
intervienen en forma típica el oxigeno y el proceso se identifica como respiración
anaerobia.
El proceso físico que hace que pasen los gases por los tejidos vivos, es el de la difusión
pasiva simple.

8.  El intercambio de gases de la respiración también depende de dos
movimientos de convección de líquidos. El primero es el transporte masivo del
medio externo, aire o agua, a través de las superficies para intercambio
respiratorio externo. El segundo es el transporte de líquidos celómicos o a
través de las superficies internas del órgano respiratorio. Estos dos
transportes de convección se conocen como ventilación y circulación. Y son
procesos activos, impulsados por bombas ciliares o musculares.
 Por eso los órganos o aparatos respiratorios se hallan estrechamente ligados
al sistema circulatorio, en el que se han desarrollado elementos celulares
especializados en transportar el oxigeno, lo que consiguen capturando a este
mediante pigmentos tales como la hemoglobina.
 En muchos vertebrados e innumerables invertebrados, el medio interno
circulante de liquido celómicos, hemolinfa o sangre, contiene un pigmento
respiratorio como seria hemocianina o la hemoglobina, que se liga
reversiblemente con O2, CO2, y protones+. Los pigmentos respiratorios
aumentan el intercambio de gases de la respiración al aumentar la capacidad
para el transporte masivo de ellos y también al influir en la presión parcial de
gases y sus gradientes entre las superficies del intercambio tisular.

9. tipos de respiración
 Respiración Anaerobia: Esta se realiza en ausencia de oxigeno del aire. Es la
descomposición parcial de la glucosa sin la participación de oxigeno. La
respiración anaerobia se conoce con el nombre de fermentación que es la
industrialización de bebidas alcohólicas.
 Respiración Aerobia: Esta se realiza en presencia de abundante oxigeno del aire el
cual se usa para descomponer la glucosa.
 La respiración aerobia se divide en dos tipos:
 Externa: Es el intercambio de O2 y CO2 entre el organismo y su medio. En casi
todos los organismos multicelulares y en casi todos los vertebrados, con
excepción de unas cuantas salamandras que carecen de pulmones y branquias, la
respiración externa se hace en estructuras especializadas llamados órganos
respiratorios, como los ya dichos pulmonares y branquiales.
 Interna: Esta consiste en el proceso gradual de reacción química entre el O2 y las
pequeñas moléculas orgánicas procedentes del alimento.
 Respiración Directa: Se realiza a través de una membrana que se encuentra en
contacto con el aire.
 Respiración Indirecta: Es cuando las células no se encuentran en contacto con el
medio y los gases tienen que llevarse hacia el cuerpo y hacia la célula. Para esta
respiración es necesario un conjunto de órganos especializados para el
intercambio gaseoso.
 El conjunto de órganos y tejidos responsables de suministrar oxígeno al
organismo y liberar CO2 recibe el nombre de aparato respiratorio.

10. FERMENTACION
La fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos,
efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberando
energía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condiciones
fermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos de
carbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, sólo una pequeña
cantidad de la energía potencial disponible se libera.
La fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos,
efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberando
energía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condiciones
fermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos de
carbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, sólo una pequeña
cantidad de la energía potencial disponible se libera.

11. Clasificación de las reacciones de fermentación según el agente
Hay dos clases bien definidas que son:
 Fermentación microbiana: Promovidas o catalizadas por microorganismos. La reproducción de los
microorganismos conlleva a que la reacción tenga un comportamiento autocatalítico siendo la
concentración de los microorganismos variable. Dentro de este tipo de reacción hay 2 clases bien
definidas:
 Cultivos de tejidos o macro organismos (células vegetales y animales).
 Reactores microbianos en sí (cultivo de microorganismos).
 Reacciones enzimáticas: Catalizadas por enzimas, el agente catalítico no se reproduce y cuando
se opera discontinuamente este permanece constante.
 Clasificación de las reacciones de fermentación según el consumo de
oxígeno
 - Aeróbicas: Aquí los microorganismos necesitan de oxígeno para poder sobrevivir. Por ejemplo la
reacción de transformación de la glucosa
O2 + C6H12O6 CO2 + BIOMASA
 - Anaeróbicas: Aquí los microorganismos no necesitan de oxígeno para su supervivencia. Por
ejemplo la reacción de transformación de la glucosa por vía glucolítica
C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + ENERGÍA

12. PROCEDIMIENTO 1
Fermentación Separamos 3ml de Glucosa en un tubo de
ensayo y le agregamos reactivo de Benedic y
se puso en el Baño de María
Comprobación de la glucosa
Se preparo una gran cantidad de
solución de glucosa Tomamos 2ml de la muestra del sacarímetro
y se le agrego el reactivo de Benedic. Luego
se sometió al baño de María
Luego de separar la muestra de 3ml, Comprobación de la presencia de
tomamos una espátula y untamos la Etanol
punta con levadura para disolverla en Tomamos 2ml de la solución del sacarímetro y
la solución restante lo echamos en un tubo de ensayo, se agrego
unos cristales de Bicromato Potásico, luego
2ml de acido sulfúrico diluido. Calentamos al
baño de María
Llenamos el sacarímetro de Eihorn,
cuidando que no queden burbujas de
aire para conseguir un ambiente
Luego colocamos el sacarímetro delante de
anaerobio.
una hoja milimetrada apoyada sobre la
pared y observamos

13. ANALISIS DE RESULTADOS 1
Solución de Glucosa +
levadura
Cada 10 min se marcaba en la hoja
Glucosa en el milimetrada el descenso de la
sacarímetro solución
Sacarímetro y papel
milimetrado listos

14. Anotaciones en la
hoja milimetrada
Que paso?
A medida que transcurría La fermentación alcohólica
el tiempo, las levaduras tiene como finalidad biológica
llevaban a cabo el proceso proporcionar energía
de la fermentación en la anaeróbica a los
solución de glucosa. microorganismos unicelulares
Consumían la solución (levaduras) en ausencia de
desdoblando las oxígeno para ello disocian las
moléculas de glucosa para moléculas de glucosa y
obtener energía. obtienen la energía necesaria
Produciendo CO2 y para sobrevivir, produciendo el
alcohol. Por ello el alcohol y CO2 como desechos
volumen de la solución consecuencia de la
cambio. fermentación.

15. Comprobación de la Glucosa y de la
presencia de alcohol
1 2 3
Solución de glucosa con Solución de Solución de glucosa
levaduras y bicromato glucosa con
potásico levaduras y
Benedic

16. La prueba de Benedict identifica
azúcares reductores (aquellos que
tienen su OH anomérico libre), como la
1 2 3 lactosa, la glucosa, la maltosa, y
celobiosa
Por ello, dio positiva en el tubo 3, al
cambiar de color. En el 2 alcanzamos a
notar una ligera enmarcación del color
en al solución.
El bicromato potásico, junto con
el acido sulfúrico, identifican los
aldehídos (glucosa)

17. PROCEDIMIENTO 2
Análisis de los pigmentos
Foto sintetizadores, por
medio de la cromatografía Colocamos 2ml de la solución de acetona-
de papel éter del petróleo en el fondo de un tubo de
ensayo
En mortero maceramos hojas
frescas de espinaca, sin las Cortamos la tira de papel de filtro sobre la que
nervaduras; en 5ml de acetona al se coloco la muestra de pigmentos, a tal altura
80%. Luego, apartamos las hojas que quede el extremo inferior que lleva la
maceradas y acumulamos el muestra, apenas sumergido en el solvente y el
filtrado. Tomamos una muestra extremo superior a la altura del tubo, en el cual
del filtrado y una tira de papel hicimos un desdobles para que la tira de papel
filtro con extremo recto , en este se sostenga en el borde del tubo
agregamos unas gotas del
filtrado , previniendo que se
acumulen residuos de las hojas
maceradas y esperamos a que
seque Pusimos la tira de papel en el tubo de
ensayo, y colocamos este sobre una
gradilla y tapamos la boca del tubo

18. ANALISIS DE RESULTADOS 2
Papeles filtro y macerado
Macerando las hojas
frescas de espinaca
Maceración

19. Entre los distintos métodos que existen para
separar y obtener esos pigmentos se encuentra el
de la cromatografía, que es una técnica que
permite la separación de las sustancias de una
mezcla y que tienen una afinidad diferente por el
disolvente en que se encuentran. De tal manera
que al introducir una tira de papel en esa mezcla el
disolvente arrastra con distinta velocidad a los
pigmentos según la solubilidad que tengan y los
separa, permitiendo identificarlos perfectamente
según su color.
Al observar el papel donde hemos hecho la
cromatografía de la espinaca, vemos cuatro
bandas o zonas, que corresponden a los distintos
pigmentos fotosintéticos presentes en las hojas
de espinaca. Según su grado de solubilidad con el
éter de petróleo se reconocen estas bandas y en
este orden: clorofila b, clorofila a, xantofila y
carotenos. Como podemos observar en el
esquema.

20. CUESTIONARIO
1. ¿A que se le conoce como fotorrepiracion inútil y que tipo
de plantas son menos susceptibles de padecerla?
R/ La fotorrespiración es un proceso que ocurre en el mesófilo de
la hoja, en presencia de luz, y en donde la concentración de
O2 es alta. Se realiza en plantas C3 (¿?especialmente en época
de verano en donde la planta aumenta la frecuencia con la que
cierra sus estomas para evitar pérdida de H2O ¿? no).
 la fotorrespiración produce gasto de RuBP y CO2; es un proceso
de gasto energético pero permite recuperar 3 moléculas de
carbono en los 3-fosfoglicerato. Se pierde un átomo de carbono
en el CO2liberado.
 Necesita 3 orgánulos, el cloroplasto, el peroxisoma y
la mitocondria.

21. Recientemente se pensaba que la fotorrespiración -aparentemente, una
pérdida ruinosa de carbono fotosintético- era un proceso útil e inevitable
causado por los efectos envenenadores del oxígeno. Algunos fisiólogos no
consideran correcto este punto de vista; sin embargo, los argumentos
relacionados con el papel útil de la fotorrespiración no son concluyentes.
Se ha argumentado que si la fotorrespiración fuera totalmente inútil o nociva,
se habría perdido durante los prolongados periodos de la evolución vegetal.
Por otra parte, la oxigenasa característica de la RuBPcasa (enzima ribulosa
difosfato) pudiera ser ineludiblemente inherente a la naturaleza de la
carboxilasa. Se ha alegado también que la fotorrespiración es innecesaria ya
que las plantas C-4 no fotorrespiran. No obstante, éste es un tema debatible

22. 2. ¿Para que se le agrega levadura al pan y que pasa con el alcohol que produce
durante la elaboración del pan?
R/ La adición de la levadura al pan provoca la fermentación de la masa antes del horneado, y
como consecuencia le proporciona un volumen y una esponjosidad debido a la
producción de pequeñas burbujas de dióxido de carbono (CO2) que se quedan inmersas
entre la masa húmeda de la harina. La fermentación del pan ocurre en diversas etapas.
La denominada 'fermentación primaria' empieza a ocurrir justamente tras el amasado y
se suele dejar la masa en forma de bola metida en un recipiente para que 'repose' a una
temperatura adecuada. Durante esta espera la masa suele adquirir mayor tamaño debido
a que la levadura (si se ha incluido) libera dióxido de carbono (CO2) durante su etapa
de metabolismo: se dice en este caso que la masa fermenta. La masa parece que se va
'inflando' a medida que avanza el tiempo de 'reposo'. La temperatura de la masa durante
esta fase del proceso es muy importante debido a que la actividad metabólica de las
levaduras es máxima a los 35 C, pero de la misma forma a esta temperatura se produce
CO2 a mayor ritmo pero al mismo tiempo también malos olores. Tras el reposo se
produce una segunda fermentación; antes de que ésta ocurra se le suele dar a la masa
su forma definitiva: barra, trenza, etcétera. Hay panaderos que vuelven a dar un ligero
amasado antes de proporcionar la forma definitiva, con el objetivo de elongar las burbujas
de gas en la masa. Esta segunda fermentación es previa al horneado. el horneado, con
su elevada temperatura "mata" el horneado, con su elevada temperatura "mata" las
levaduras (si se hizo el pan con levadura), pero la 'aireación' que hinchó la masa tras la
fermentación permanece. Desde el punto de vista reológico el horneado convierte una
masa viscoelástica en un pan elástico. las levaduras (si se hizo el pan con levadura),
pero la 'aireación' que hinchó la masa tras la fermentación permanece. Desde el punto de
vista reológico el horneado convierte una masa viscoelástica en un pan elástico.

23. 3. ¿Por qué es necesario el oxigeno para que suceda la respiración celular?
R/ La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales
determinados compuestos orgánicos son degradados completamente,
por oxidación, hasta su conversión en Sustancias inorgánicas, proceso que rinde
energía aprovechable por la célula.
En la respiración aeróbica el O2 actúa como aceptor último de
los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas oxidadas. Por ejemplo, a partir
de la glucosa o de ácidos grasos, los productos resultantes consisten, exclusivamente,
en H2O, formada a expensas del O2 aceptor, y en CO2, ambos compuestos inorgánicos.
Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los
organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a
los organismos que, por este motivo, requieren O2.
La ecuación química es
C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP

24. 4. ¿Qué objeto tiene la fermentación en los organismos
superiores?
R/ En el caso del hombre, fermentar ciertas sustancias sirven para
fines económicos y alimenticios, como es en caso del pan, el
vino, la sidra, la cerveza, los biocombustibles, etc.

25. GRACIAS