Ciencias Naturales Guía No 12: Respiración

 RESPIRACIÓN EN ORGANISMOS UNICELULARES Y PLANTAS

RESPIRACIÓN EN ORGANISMOS UNICELULARES

Los seres vivos unicelulares desarrollan diferentes mecanismos de respiración. Por ejemplo, las bacterias son organismos procariotas que realizan el intercambio gaseoso por medio de su membrana celular.

Para un grupo de bacterias el oxígeno es un compuesto tóxico, por lo que viven en medios en donde este elemento esté ausente, y por lo tanto para obtener energía de los nutrientes que consumen realizan respiración anaerobia. Este tipo de bacterias se les conoce como anaerobias estrictas u obligadas. Un ejemplo de estas bacterias es Propionibacterium acnés, la cual es responsable del acné en los adolescentes.

Existen otras bacterias que son aerobias estrictas u obligadas, y que no sobreviven sin la presencia del oxígeno, por lo que dependen de él para respirar; tal como ocurre con la Mycobcterium tuberculosis, responsable de la tuberculosis, enfermedad que afecta a los pulmones.

Sin embargo existe un grupo de bacterias que son anaeróbicas pero tienen la capacidad de sobrevivir en ambientes con presencia de oxígeno, por lo que pueden realizar alternadamente respiración aeróbica y anaeróbica. A este grupo de bacterias se les llama anaerobias facultativas. Un ejemplo, Escherichia coli, hace parte de la microbiota intestinal del ser humano.

Otro grupo importante de organismos unicelulares son los pertenecientes al reino de los Protistos; los cuales son eucariotas que presentan respiración aerobia, dado que el oxígeno entra por difusión a través de su membrana plasmática.

Dentro de los protistos existe un filo flaglado que no presenta mitocondrias y por tanto, depende de la respiración anaerobia para poder obtener energía: Los  Maetamonada son uno de los grupos más primitivos de este reino y algunos de ellos parasitan el tracto intestinal, urogenital y la cavidad bucal de los humanos.

La Fermentación

Existen hongos unicelulares y un grupo de bacterias que realizan un proceso conocido como fermentación. Esta es otra forma por la cual las células obtienen energía alterna al proceso normal de respiración. Ejemplos de estos hongos son las levaduras usadas para la producción del pan y bebidas alcohólica; así como derivados lácteos y el biocombustible.

En los seres vivos la fermentación es un proceso anaeróbico, en el que se genera como producto final un compuesto orgánico, es decir, un compuesto constituido esencialmente por átomos de carbono (C).

Si se compara la cantidad de energía producida por el proceso de fermentación con la cantidad de energía que se produce en la respiración aeróbica, se podría concluir que la fermentación es un proceso poco productivo, debido a que por cada molécula de glucosa (C₆H₁₂O₆) se producen sólo dos moléculas de ATP. 

Existen dos tipos de fermentación:

Fermentación alcohólica: genera como producto final un alcohol llamado etanol o alcohol etílico(CH₃-CH₂-OH), , el cual es usado en la fabricación de bebidas alcohólicas.

Fermentación láctica: genera como producto al ácido láctico (C₃H₆O₃), el cual es usado en la producción de derivados de la leche como el yogurt.

La fermentación también puede producirse en las células de los animales; es el caso de los glóbulos rojos, los cuales no presentan mitocondrias y, por tanto, deben fermentar. Otro ejemplo son las células musculares; cuando se hace un esfuerzo físico sin haber calentado previamente, la cantidad de oxígeno que llega a las células musculares, no es suficiente para producir de inmediato el volumen de energía requerido, por lo que las células se ven obligadas a producir ATP en la ruta de la fermentación. Sin embargo esta ruta también genera ácido láctico, el cual si se acumula genera dolor.

RESPIRACIÓN EN PLANTAS

  

Durante el proceso de fotosíntesis las plantas incorporan CO₂ y expulsan O₂; este proceso captura energía del Sol. En la respiración se consume la energía almacenada en los enlaces químicos de los azúcares sintetizados en la fotosíntesis (glucosa), por ello la planta absorbe O₂ y elimina CO₂. Ambos procesos, fotosíntesis y respiración ocurren de forma simultánea. Para que las plantas puedan crecer, la fotosíntesis debe exceder la velocidad de la respiración. 

Las plantas tienen respiración aeróbica y para ello incorporan oxígeno expulsan dióxido de carbono, a través de estomas, lenticelas y neumatóforos. 

 

METABOLISMO Y REACCIONES CELULARES EN LAS PLANTAS

La gráfica muestra dos tipos de reacciones: la primera anabólicas, de síntesis o fabricación de moléculas orgánicas (glucosa), a partir de moléculas inorgánicas (dióxido de carbono y agua) en presencia de luz solar: Fotosíntesis.

La segunda catabólicas de degradación de las moléculas orgánicas sintetizadas en la fotosíntesis por acción del oxígeno incorporado generalmente por los estomas aun cuando éstos se encuentren cerrados, con el fin de obtener energía.