ANABOLISMO

ÍNDICE CARACTERÍSTICAS ETAPAS TIPOS DE ANABOLISMO AUTÓTROFO FOTOSÍNTESIS

CARACTERÍSTICAS TIPOS ESTRUCTURAS FOTOSINTÉTICAS PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS FOTOSISTEMAS VISIÓN GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS

ANABOLISMO

ANABOLISMO

Frente a las vías catabólicas de destrucción molecular, existen otras vías de construcción molecular↔ANABOLISMO:

RUTA DE SÍNTESIS DE MOLÉCULAS COMPLEJAS A PARTIR DE OTRAS MÁS SENCILLAS.

ANABOLISMO

Dos etapas:A. AUTÓTROFO: Seres autótrofos.

Moléc. inorgánicas→Moléc. Orgánicas sencillas

Ej: H2O, CO

2→Glc

A. HETERÓTROFO: Común a autótrofos y heterótrofos.

Moléc. Orgán. Senc.→Moléc. Orgán.Complejas

Ej:Glc→Almidón

ANABOLISMO

Dos tipos de ANABOLISMO AUTÓTROFO:A. Fotosintético: Utiliza la energía luminosa.

Plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas.

A. Quimiosintético: Utiliza la energía de las reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos.

Algunos tipos de bacterias (pocos).

ANABOLISMO AUTÓTROFOFOTOSINTÉTICO

Fotosíntesis Energía luminosa (sol) energía química

(almacenada en sustancias orgánicas)

Los pigmentos fotosintéticos: captan la energía luminosa

activan sus e- y los transfieren a otros átomos

Inician laFOTOSÍNTESIS.

Los e- que se pierden se recuperan disociando otras moléculas.

ANABOLISMO: Fotosíntesis

Según la molécula que se disocia:F. OXIGÉNICA: Los e- se obtienen del H

2O

F. ANOXIGÉNICA o bacteriana: Los e- se obtienen del ác. sulfhídrico (H

2S)

FOTOSÍNTESIS

Diferentes procesos según el átomo que se incorpore:•C•N•S

ESTRUCTURAS FOTOSINTÉTICAS

EUCARIOTAS: plantas y algas

Se realiza en los cloroplastos (tilacoides)

PROCARIOTAS: Cianobacterias: Tienen tilacoides en el citosol Bacterias anoxigénicax:

Clorosomas (orgánulos con mb. proteicas)

PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS

Moléculas lipídicas, unidas a proteínas en la mb. del tilacoide.

Plantas: Clorofilas y carotenoidesCianobacterias y algas rojas: Clorofilas, carotenoides, ficocianina y ficoeritrina.

Bacterias fotosintéticas: Bacterioclorofila.

PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS

CLOROFILA: Anillo porfirínico con un átomo de Mg en el centro. Hay dos tipos según la longitud de onda que absorban. Clorofila a: 683 nm Clorofila b: 660 nm

CAROTENOIDES: Isoprenoides. Absorben luz de 440 nm. Tipos: Carotenos: Rojos Xantofilas: Amarillentas

PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS

Presentan enlaces dobles y sencillos alternos→ e- libres que necesitan poca energía para excitarse (suben a niveles energéticos mayores), es suficiente con la energía lumínica.

También tienen mucha facilidad para liberar esa energía.

Al estar muy próximos, la energía captada por unos es transferida a otros hasta llegar a un pigm. fotosínt. que puede transferir los e- excitados a otras moléculas para empezar una reacción química.

FOTOSISTEMAS (PS) Se encuentran en las mb de los tilacoides. Complejos formados por proteínas

transmembranosas que contienen pigm. fotosint. y que forman dos subunidades funcionales: Complejo captador de luz o antena: Tiene pig.

fotos. (a, b y carotenoides) que captan energía luminosa, se excitan y van transmitiendo la energía hasta que llega al cento de reacción.

Centro de reacción: El pigmento diana (a especial) recibe la energía y la transfiere al primer aceptor de e-. Los e- se reponen por el primer dador de e-.

FOTOSISTEMAS

En la fotosíntesis intervienen dos PS:PS I: Su pig. Diana capta luz de λ ≤ 700nm→ clorofila P700

Abunda en los tilacoides del estroma No puede romper el H

2O para liberar e- al medio.

PS II: Su pig. Diana capta luz de λ ≤ 680nm→ clorofila P680

Abunda en los tilacoides apilados (grana) Puede romper el H

2O para liberar e- al medio que

repongan los que cede el pig. diana.

VISIÓN GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS

Dos fases en función de su dependencia de luz:F. Luminosa o dependiente de la luz: En los tilacoides. Se capta la energía luminosa y se generan ATP y NADPH+H+ (nucleótidos reducidos).

F. Oscura o independiente de la luz: En el estroma. Se emplean el ATP y los nucleótidos reducidos obtenidos en la otra fase para sintetizar moléculas orgánicas.

Si la fotosíntesis es de compuestos de C se obtienen hidratos de C a partir de CO2 atmosférico

ECUACIÓN GLOBAL DE LA FOTOSÍNTESIS

ECUACIÓN GLOBAL DE LA FOTOSÍNTESIS

VISIÓN GENERAL DE LA FOTOSÍNTESIS

ECUACIÓN GLOBAL DE LA FOTOSÍNTESIS

FASE LUMINOSA

DOS MODALIDADES:Transporte cíclico: Interviene el PSI Transporte acíclico: Intervienen el PSI y el PSII

ADEMÁS INTERVIENEN (TAMBIÉN EN LA MB DE LOS TILACOIDES):

Cadenas de transporte electrónico: Transfieren e- de unas moléculas a otras.

ATP-sintetasas: Sintetizan ATP por el bombeo de H+.

FASE LUMINOSA

FASE LUMINOSA

FASE LUMINOSA ACÍCLICA

TRES PROCESOSFOTÓLISIS DEL AGUA:

H2O→1/2O

2 + 2H+ + 2e-

FOTOFOSFORILACIÓN DEL ADP:

ADP + Pi → ATP + H2O

FOTORREDUCCIÓN DEL NADP:

NADP+ + 2H+ + 2e-→ NADPH + H+

FASE LUMINOSA ACÍCLICA

http://plantandsoil.unl.edu/croptechnology2005/weed_science/animationOut.cgi?anim_name=transferencia_electrones.swf

FASE LUMINOSA CÍCLICA

UN SOLO PROCESO:FOTOFOSFORILACIÓN DEL ADP:

ADP + Pi → ATP + H2O

Solo interviene el PSI, se genera un flujo cíclico de e-, que hace que se introduzcan H+ en el

tilacoide, este gradiente se emplea para formar

ATP.

Al no intervenir PSII no hay fotolisis del agua, por lo que ni se desprende oxígeno ni se reduce el NADP+

FASE LUMINOSA CÍCLICA

COMPARACIÓN ENTRE FASE LUMINOSA CÍCLICA Y ACÍCLICA

http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120072/bio12.swf

BALANCE DE LA FASE LUMINOSA

F. ACÍCLICA:

Se sintetiza NADPH+H+ y 1,33 ATP por cada molécula de H2O. Es insuficiente para la fase oscura (se necesitan 3 ATP por cada 2 NADPH)

F. CÍCLICA:

Se genera el ATP necesario para la biosíntesis de moléculas.

La ecuación global:2 H2O + 2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pi    luz    6  O2 + 2 NADPH + 2 H+ + 3 ATP

http://biologiaygeologiaguadalete.blogspot.com/2012/02/fase-luminosa-o-reaccion-de-hill.html

FASE OSCURA

Se utiliza el ATP y el NADPH de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica.

No necesita luz, pero no significa que sólo se haga de noche.

Se diferencia según el tipo de átomo que se incorpore a la materia orgánica: Compuestos de carbono, de nitrógeno y de azufre.

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de carbono

Se realiza por el Ciclo de Calvin en el que se distinguen dos procesos:

Fijación del CO2: El CO2 atmosférico entra en

el estroma y se une a la ribulosa-1,5-difosfato (5C) por medio de la rubisco (enz. más abundante del planeta) dando dos ác-3-fosfoglicérico (3C).

Reducción del CO2 fijado: Con el ATP y NADPH de la etapa luminosa el ác-3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído-3-fosfato: G3P (3C).

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de carbono

Animación del ciclo de Calvin http://www.bionova.org.es/animbio/anim/ciclocalvin.swf Vídeo: http://biologiaygeologiaguadalete.blogspot.com/2010/0

2/fotosintesis-fase-oscura.html

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de carbono. Ciclo de Calvin

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de carbono. Ciclo de Calvin

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de carbono

El G3P puede ir a 3 vías: Regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato en el

ciclo de las pentosas fosfato. En el cloroplasto. Síntesis de almidón, ácidos grasos y

aminoácidos. En el cloroplasto. Síntesis de glucosa y fructosa. En el citosol

(glucólisis en sentido inverso).

BALANCE DE LA SÍNTESIS DE COMPUESTOS DE CARBONO

EJERCICIO: Leer el punto 2.6.2. y escribir en qué pasos se obtiene cada una de las moléculas citadas.

En hoja suelta, contará para nota.

FASE OSCURA: Síntesis de compuestos de nitrógeno y azufre

La proporción de N y S necesaria en la materia orgánica se incorpora en los cloroplastos:

Toman el N como ion nitrato que se reduce a glutámico en el cloroplasto con gasto de ATP y poder reductor (NADPH).

Toman el S como ion sulfato que se reduce y forma parte de la cisteína, también con gasto de ATP y poder reductor.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS

En el rendimiento de la fotosíntesis influyen:

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS:

TEMPERATURA

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS:

TEMPERATURA

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS:Intensidad de la

luz

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS:Intensidad de la

luz

Fotooxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos

FACTORES QUE INFLUYEN FOTOSÍNTESIS:Concent. de CO

2

FACTORES QUE INFLUYEN FOTOSÍNTESIS:Concent. de CO

2

FACTORES QUE INFLUYEN FOTOSÍNTESIS: Concentrac. de O

2

Disminuye con la concentración de O2 debido a la fotorrespiración

ANABOLISMO AUTÓTROFOQUIMIOSINTÉTICO

QUIMIOSÍNTESIS Síntesis de ATP a partir de la energía que se

desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas.

Las bacterias que la realizan: quimioautótrofas o quimiolitotrofas.

Muchos de los compuestos utilizados proceden de la descomposición de la materia orgánica, que al oxidarlas se transforman en sales minerales que podrán ser absorbidas por las plantas.

Estas bacterias cierran los procesos biogeoquímicos

QUIMIOSÍNTESIS: Esquema general

QUIMIOSÍNTESIS

Bacterias incoloras del azufre: Oxidan azufre o compuestos que contienen azufre.

Bacterias del nitrógeno: Oxidan compuestos reducidos de nitrógeno hasta que pueden ser asimilados por las plantas.

Bacterias del hierro: Oxidan compuestos ferrosos a férricos.

Bacterias del hidrógeno: Quimioautótrofas facultativas, pueden usar el hidrógeno molecular.

QUIMIOSÍNTESIS

Amoniaco Oxido nítrico

NitratoOxido nítrico

QUIMIOSÍNTESIS: Fases

Dos fases:Genera ATP y poder reductor: Fosforilación oxidativa y transporte inverso de electrones.

Usa la energía y el poder reductor para sintetizar compuestos orgánicos a partir de inorgánicos: Igual que la fase oscura de la fotosíntesis.

ANABOLISMO HETERÓTROFO

Hacer esquema para entregar.

FIN