Las formas predominantes de vida visible en la Tierra, plantas y animales, operan de manera complementaria, lo que definitivamente no es casualidad.
Una sustancia vital para la nutrición de las plantas no es más que un producto de desecho en humanos y otros animales, y un La sustancia descartada como desecho por las plantas es necesaria para los animales (y diferentes partes de la misma célula vegetal) para aeróbicos. respiración. Otras moléculas también se "conservan" de esta manera.
Las cuatro sustancias recicladas durante la fotosíntesis y la respiración son: dióxido de carbono (CO2), que se emite como desecho en la respiración celular y que las plantas utilizan para producir glucosa, oxígeno (O2), que es emitido como desecho por las plantas y absorbido por los animales para permitir que proceda la respiración celular, glucosa (C6H12O6), que se consume en la respiración celular y se elabora a partir de CO2 en la fotosíntesis y agua(H2O), que es un producto de desecho de la respiración celular pero necesario para la fotosíntesis y una serie de otras reacciones.
En algunas formas de respiración celular, sin embargo, las sustancias son no se reciclan en las reacciones y, por lo tanto, se consideran desechos, aunque esto no significa necesariamente que los humanos no hayan encontrado usos para este material "desechable".
Fotosíntesis
Fotosíntesis Así es como las plantas, que carecen de boca y sistema digestivo en general, obtienen su alimento. Al absorber dióxido de carbono a través de aberturas en sus hojas llamadas estoma, incorporan la materia prima que necesitan para producir glucosa. Parte de esa glucosa es utilizada por la propia planta en la respiración celular, mientras que el resto puede convertirse en alimento para los animales.
La primera parte de la fotosíntesis consiste en la reacciones de luz y requiere una fuente de luz para continuar. La luz incide en estructuras dentro de las células vegetales llamadas cloroplastos, que contienen tilacoides, que a su vez contienen un grupo de pigmentos llamados clorofila. El resultado final es la recolección de energía para la segunda parte de la fotosíntesis y la liberación de gas oxígeno como desecho.
En el reacciones oscuras, que no requieren luz solar (pero no se ven afectados negativamente por ella), el dióxido de carbono se combina con un compuesto llamado ribulosa-1,5-bifosfato para hacer un intermedio de seis carbonos, algunos de los cuales finalmente se convierten en glucosa. La energía para esta fase proviene del ATP y NADPH producidos en las reacciones de luz.
La ecuación de la fotosíntesis es:
6 CO2 + 6 H2O + Energía luminosa → C6H12O6 + 6 O2
Respiración celular
La respiración celular es la oxidación completa de la glucosa en las células eucariotas.
Incluye cuatro pasos: glucólisis, la conversión de glucosa en piruvato independiente del oxígeno; la reacción puente, que es la oxidación del piruvato a acetil coenzima A, el ciclo de Krebs, que combinó acetil CoA con oxaloacetato para hacer un compuesto de seis carbonos que eventualmente se convierte nuevamente en oxaloacetato, produciendo portadores de electrones y ATP y el cadena de transporte de electrones, que es donde se genera la mayor parte del ATP de la respiración celular.
Los últimos tres de estos pasos, que comprenden la respiración aeróbica, ocurren en las mitocondrias, mientras que la glucólisis ocurre en el citoplasma. Un error común es que las plantas se someten a la fotosíntesis. en vez de respiración celular; de hecho, utilizan ambos, utilizando el primer proceso para producir glucosa como entrada para el segundo proceso.
La ecuación completa para la respiración celular es
C6H12O6 + 6 O2→6 CO2 + 6 H2O + 36 (o 38) ATP
Productos de desecho de la respiración celular
Cuando el piruvato no puede procesarse a través de las reacciones aeróbicas de la respiración celular, ya sea porque no hay suficiente oxígeno presente o porque el organismo carece de las enzimas para utilizarlo, fermentación es una alternativa. Esto es lo que sucede cuando corres a toda velocidad o levantas pesos pesados y te "endeudamos" con este ejercicio anaeróbico.
En este proceso de fermentación de ácido láctico, que también ocurre en el citoplasma, el piruvato se convierte en ácido láctico en una reacción de reducción que genera NAD+ de NADH. Esto hace más NAD+ disponible para la glucólisis, que, junto con la eliminación del piruvato del medio ambiente, tiende a impulsar la glucólisis. Algunas células animales pueden usar lactato, pero generalmente se considera un producto de desecho.
En la levadura, la fermentación produce el etanol producto de dos carbonos en lugar de lactato. Si bien sigue siendo un desperdicio, es innegable que las sociedades humanas se verían muy diferentes si no hubiera etanol, el ingrediente activo de las bebidas alcohólicas en todo el mundo.