La respiración celular en el ecosistema
Vicente juega a la pelota en la plaza del barrio. Después de unos minutos respira agitado y el corazón le late fuerte. Nadie le ordenó hacerlo, pero su cuerpo lo necesita. ¿Qué pasa dentro de sus músculos que exige tanto aire? Lo averiguaremos y lo cerraremos al final de la página.
¿Qué es la respiración celular?
Cuando decimos «respirar» pensamos en inhalar y exhalar. Eso es la ventilación pulmonar. La respiración celular ocurre dentro de las células y es otra cosa: es el proceso en que la célula libera la energía química de la glucosa y la guarda en una molécula que puede usar de inmediato.
La glucosa es como un billete grande: sirve, pero no se puede pagar el pasaje de la micro con él. La célula lo «cambia» por monedas pequeñas, el ATP, que se gastan en moverse, construir moléculas, transportar sustancias o mantener la temperatura. Por eso el ATP se llama la moneda energética de la célula.
Las primeras reacciones de la degradación de la glucosa ocurren en el citoplasma y liberan poca energía. La etapa que libera la mayor parte del ATP ocurre en la mitocondria, y requiere oxígeno.
Define la respiración celular e indica en qué organelo de la célula eucarionte ocurre principalmente la etapa que libera más energía. Aclara también si este proceso…
Define la respiración celular e indica en qué organelo de la célula eucarionte ocurre principalmente la etapa que libera más energía. Aclara también si este proceso ocurre solo en animales o en otros seres vivos.
Reactantes, productos y ATP
La respiración celular aeróbica se resume así (ecuación global simbólica):
$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{ATP}$$¿Por qué es una ecuación «de energía»? Los enlaces de la glucosa guardan energía química. Al romperse con ayuda del oxígeno, parte de esa energía queda en el ATP y otra parte se libera como calor. Por eso cuando haces ejercicio sientes calor: es la energía que no quedó en el ATP.
El CO₂ es un desecho que la célula debe eliminar: pasa a la sangre (en animales) o al aire (en plantas). El agua también sale o se reutiliza.
Escribe los reactantes y los productos de la respiración celular aeróbica. Luego indica cuál de los productos corresponde a la molécula que la célula usa como moneda…
Escribe los reactantes y los productos de la respiración celular aeróbica. Luego indica cuál de los productos corresponde a la molécula que la célula usa como moneda energética.
Vicente corre durante veinte minutos y nota que respira más rápido y que su corazón late más fuerte. Explica la relación entre estos cambios y la respiración celular de…
Vicente corre durante veinte minutos y nota que respira más rápido y que su corazón late más fuerte. Explica la relación entre estos cambios y la respiración celular de las células de sus músculos. Menciona qué reactantes llegan más rápido a las células y qué producto debe eliminarse.
Dónde ocurre: ¿respiración, fotosíntesis o ambas?
Los seres vivos obtienen la glucosa de dos maneras. Los autótrofos (plantas, algas) la fabrican con fotosíntesis. Los heterótrofos (animales, hongos) la obtienen comiendo. Pero todos la degradan con respiración celular.
| Organismo o tejido | Fotosíntesis | Respiración celular |
|---|---|---|
| Hoja verde con luz | Sí | Sí |
| Hoja verde en la noche | No (no hay luz) | Sí |
| Raíz, tubérculo, semilla | No (sin clorofila ni luz) | Sí |
| Células de un animal | No | Sí |
La fotosíntesis exige clorofila y luz; la respiración celular exige solo glucosa y oxígeno (y mitocondrias). Por eso una planta de día hace ambas, pero una raíz bajo tierra solo respira.
Clasifica cada situación según si en ella ocurre respiración celular, fotosíntesis o ambas: una hoja de palta a pleno sol, una raíz de papa bajo tierra, un futbolista de…
Clasifica cada situación según si en ella ocurre respiración celular, fotosíntesis o ambas: una hoja de palta a pleno sol, una raíz de papa bajo tierra, un futbolista de la Roja corriendo en un partido y una hoja de lechuga durante el día. Escribe una breve justificación para cada caso.
Florencia tapa herméticamente un frasco con semillas de poroto en germinación y, después de unas horas, observa que la concentración de dióxido de carbono dentro del…
Florencia tapa herméticamente un frasco con semillas de poroto en germinación y, después de unas horas, observa que la concentración de dióxido de carbono dentro del frasco aumentó. Explica a qué se debe este aumento y por qué las semillas, aunque no tengan hojas verdes, realizan este proceso. Indica también qué ocurre con la energía de la glucosa almacenada en la semilla.
Dos procesos complementarios
Compara las ecuaciones: lo que produce una es lo que consume la otra.
| Criterio | Fotosíntesis | Respiración celular |
|---|---|---|
| Reactantes | CO₂, H₂O y luz | Glucosa y O₂ |
| Productos | Glucosa y O₂ | CO₂, H₂O y ATP |
| Energía | Se almacena (luz → energía química) | Se libera (glucosa → ATP y calor) |
| Organelo | Cloroplasto | Mitocondria (y citoplasma) |
| Quiénes | Autótrofos con clorofila | Todos los seres vivos |
Los productos de una son los reactantes de la otra: la materia circula. El carbono, el hidrógeno y el oxígeno se reciclan entre seres vivos y atmósfera. La energía, en cambio, entra como luz del Sol, pasa a la glucosa, luego al ATP y termina como calor que se pierde. No vuelve a transformarse en luz utilizable por los seres vivos.
En el ecosistema, esto se ve en el ciclo del carbono. Por ejemplo, en el bosque valdiviano: el carbono del CO₂ atmosférico pasa por fotosíntesis al alerce, al coihue o al helecho; los consumidores (pudú, zorro, insectos) lo obtienen al comer; y los descomponedores lo toman de hojas y animales muertos. En todos estos grupos la respiración celular devuelve CO₂ a la atmósfera. La energía del Sol, en cambio, se va perdiendo como calor en cada paso.
Compara la respiración celular y la fotosíntesis en una tabla con al menos cuatro criterios: reactantes, productos, tipo de transformación de energía (liberación o…
Compara la respiración celular y la fotosíntesis en una tabla con al menos cuatro criterios: reactantes, productos, tipo de transformación de energía (liberación o almacenamiento) y organelo en que ocurre. Luego explica en dos o tres líneas por qué se dice que ambos procesos son complementarios.
Se colocan dos frascos cerrados con la misma planta pequeña: uno expuesto a la luz y otro cubierto con papel negro. Se mide la concentración de dióxido de carbono en el…
Se colocan dos frascos cerrados con la misma planta pequeña: uno expuesto a la luz y otro cubierto con papel negro. Se mide la concentración de dióxido de carbono en el aire de cada frasco después de seis horas. El frasco en la luz muestra una disminución leve y el frasco oscuro, un aumento marcado.
- a) Explica el resultado de cada frasco considerando los dos procesos.
- b) Plantea qué habría que observar para afirmar que, en el frasco con luz, la fotosíntesis supera a la respiración.
- c) Indica qué ocurriría con el oxígeno en cada frasco.
Analiza el ciclo del carbono en un bosque nativo del sur de Chile, integrando fotosíntesis y respiración celular. Describe cómo se mueve el carbono entre la atmósfera,…
Analiza el ciclo del carbono en un bosque nativo del sur de Chile, integrando fotosíntesis y respiración celular. Describe cómo se mueve el carbono entre la atmósfera, los productores, los consumidores y los descomponedores, y explica por qué la energía, a diferencia de la materia, no se recicla sino que fluye en una sola dirección y se disipa como calor.
Cuando haces ejercicio
Volvamos a Vicente. Al correr, sus músculos gastan mucho ATP. Para fabricarlo más rápido, sus células necesitan más glucosa y más oxígeno, y deben eliminar más CO₂.
-
Respira más rápido: entra más O₂ por los pulmones y sale más CO₂.
-
El corazón late más fuerte: la sangre transporta O₂ y glucosa a los músculos, y se lleva el CO₂ hacia los pulmones.
-
Siente calor: parte de la energía de la glucosa se libera como calor.
Es decir, los sistemas respiratorio y circulatorio trabajan para abastecer la respiración celular. (Aquí basta la relación cualitativa.)
Vuelve al principio: Vicente respira agitado y su corazón late fuerte porque sus células musculares aumentaron la respiración celular. Necesitan más oxígeno y glucosa para fabricar ATP, y deben eliminar el CO₂ que se produce.