Ud.11. anabolismo
- 1. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo 11 El anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 2. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo 1. Anabolismo ANABOLISMO AUTÓTROFO ANABOLISMO QUIMIOSINTETÍCO ANABOLISMO FOTOSINTÉTICO Bacterias quimiosintéticas Plantas, algas, cianobacterias y (nitrobacterias o las bacterias Paso de moléculas inorgánicas, bacterias fotosintéticas metanógenas) a moléculas orgánicas sencillas. Obtienen el carbono para sintetizar las moléculas del CO2 atmosférico. El hidrógeno lo consigue, generalmente, del agua. El oxígeno lo proporciona el CO2. El nitrógeno se logra del suelo, excepto algunos organismos que son capaces de fijarlo… ANABOLISMO HETERÓTROFO Transformación de moléculas orgánicas sencillas en otras de mayor complejidad (almidón, grasas, proteínas…) . Común a los organismos autótrofos y heterótrofos Ej: GLUCOGENOGÉNESIS C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 3. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 4. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Intercambio de gases Estomas CO2 O2 Envés C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 5. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fotosíntesis Sales Materia Cloroplasto minerales Luz solar orgánica CO2 O2 O2 Estoma CO2 H2O Savia bruta Savia elaborada C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 6. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Metabolismo y respiración celular en plantas Nutrientes inorgánicos 1 O2 1 DÍA Fotosíntesis Nutrientes orgánicos 2 2 Reacciones O2 catabólicas NOCHE Energía Reacciones anabólicas Nutrientes Almidón, CO2 H2O orgánicos celulosa, Respiración celular sencillos enzimas, etc. LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 7. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 8. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo 2. Concepto de fotosíntesis Conversión de energía luminosa procedente del Sol en energía química (ATP), que queda almacenada en moléculas orgánicas. Cianobacterias Este proceso es posible gracias a los pigmentos fotosintéticos (capaces de captar la energía luminosa y utilizarla para activar alguno de los electrones y transferirlos a otros átomos) ¿Cómo se recuperan esos electrones? C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 9. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo 2. Concepto de fotosíntesis FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA Los electrones se obtienen de Se libera oxígeno a la atmósfera la fotólisis del agua Cianobacterias La realizan las plantas, las algas y las cianobacterias FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA o BACTERIANA La realizan bacterias purpúreas y verdes del S (viven en aguas sulfuradas) Se descomponen moléculas de Se libera azufre Ácido sulfhídrico C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 10. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fases de la fotosíntesis FASE LUMÍNICA: Fase de absorción y conversión de la energía lumínosa en energía química (ATP) y poder reductor (NADPH) . Ocurre: membrana de los tilacoides del cloroplasto.. FASE OSCURA: Fase de fijación de CO2 y biosíntesis de fotoasimilados. Ocurre: estroma del cloroplastos C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 11. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo ECUACIÓN GLOBAL DE LA FOTOSÍNTESIS 6 CO2 + 12 H2O + Energía luminosa C6H12O6 + 6O2 + 6H2O C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 12. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Estructuras fotosintéticas Corte transversal de la hoja Cloroplasto Tilacoide en grana Tilacoide en lamela C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 13. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 14. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 15. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS • Las plantas elaboran materia orgánica a partir de inorgánica. • Primer eslabón de la cadena trófica de los ecosistemas (mantiene los ciclos biogeoquímicos). PRODUCTORES • La E luminosa no puede ser utilizada por los seres vivos. La energía química sí. Origina el flujo de energía en los ecosistemas. • Liberación de oxigeno, imprescindible para la vida. • Fijación de CO2 (reducción efecto invernadero) C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 16. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Pigmentos fotosintéticos Clorofila A β-caroteno C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 17. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo ESTRUCTURA DE LA CLOROFILA Anillo de porfirina Su función es absorber la luz Cola de fitol Los dobles enlaces alternativos permiten la Mantiene la clorofila integrada descolocación de los en la membrana fotosintética electrones favoreciendo la pérdida de uno hacia un aceptor. C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 18. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 19. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Pigmentos fotosintéticos Para que la energía de la luz pueda ser utilizada primero tiene que ser absorbida ¿Dónde localizamos a los pigmentos? C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 20. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo ¿Cómo actúan los pigmentos? 3. El electrón es captado por el primer aceptor de electrones (se reduce) Fotón hν 1. Incide la luz (capta fotones y 4. El dador repone pasan a un estado el electrón perdido excitado) por el pigmento 2. Se lanza 1 electrón a un estado excitado El pigmento queda (nivel energético oxidado (con superior). defecto de electrones) C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 21. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo La radiación solar es solo una pequeña parte del amplio espectro de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. La luz se propaga en forma de fotones o cuantos de energía. Las sustancias absorben parte de la luz que reciben y emiten otra parte, lo que se percibe como el color. Si absorben toda la luz son negros. Menor longitud de onda Mayor longitud de onda Más energéticas Menos energéticas La luz que incide sobre una hoja se compone de una gran variedad de longitudes de onda, por lo que la presencia de pigmentos con diferente capacidad de absorción permite que un mayor porcentaje de fotones pueda estimular la fotosíntesis. C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 22. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 23. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Espectro de absorción de los pigmentos fotosintéticos Clorofila b Carotenoides Clorofila a C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 24. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fotosistemas Agrupación de pigmentos fotosintéticos junto a proteínas transmembrana. Contiene dos moléculas de clorofila a (pigmento diana) y los electrones que liberan son enviados a la cadena de transporte electrónico. Centro de reacción Fotón Complejo captador de luz. Cuando una molécula se excita Moléculas con numerosas Estructura antena transfiere energía a las cercanas por moléculas de pigmentos (clorofila a, b, un proceso de resonancia y así hasta carotenoides) el centro de reacción. Atrapan fotones de diferente longitud de onda. Absorción máxima del Localización centro de reacción Membranas de 700 nm. 2 moléculas Fotosistema I (PSI) tilacoides no apilados clorofila a P700 Fotosistema II (PSII) Grana 680 nm. 2 moléculas de clorofila a P680 C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 25. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo El primer aceptor cederá los electrones hacia la cadena de transporte Fotosistemas electrónico de la membrana tilacoidal. Primer aceptor Centro de reacción Fotón Complejo captador de luz. Moléculas antena La transferencia de electrones deja los pigmentos con un electrón menos y pasan de estar excitados a oxidados Con carga neta positiva), denominándose P+680 y P+700; estos atraen electrones, iniciándose el flujo electrónico. C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 26. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Estructura interna de un fotosistema Centro de reacción Antena Fotón Transferencia de energía Aceptor de electrones Moléculas de pigmento diana C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 27. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 28. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Localización de los fotosistemas I y II Cadena de transporte de electrones VOLVER ATP-sintetasa Fotosistema I Fotosistema II C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 29. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Visión general de la fotosíntesis FASE LUMINOSA FASE LUMINOSA FASE LUMINOSA ACÍCLICA (esquema Z) CÍCLICA FOTOSISTEMA I Y II FOTOSISTEMA I FOTÓLISIS DEL AGUA FOTOFOSFORILACIÓN DEL ADP H2O → ½ O2 + 2H+ + 2e- ADP + Pi → ATP + H2O FOTOFOSFORILACIÓN DEL ADP ADP + Pi → ATP + H2O FOTORREDUCCIÓN DEL NADP+ NADP+ + 2H+ + 2e- → NADPH + H+ C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 30. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fase luminosa de la fotosíntesis: transporte de electrones Dirección del flujo de electrones -0,4 Ao A1 -0,2 Fx FA Ao FB A1 Ferredoxina Fx NADPH FA FB 0 Ferredoxina Feofitina NADP+ +0,2 Feofitina 2e - QA Luz QA QB +0,4 2e - QB H2O Cit b6f Fotólisis Cit b6f Pc +0,6 ADP + Pi 2e - P700 Pc PS I P680 Fotones ATP PS II +0,8 Fotones C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 31. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 32. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fosforilación cíclica Primer aceptor 2e - Citocromo b-c 2e - 2e - 2e - P700 Plastocianina PS I Fotones C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 33. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fase luminosa de la fotosíntesis: fotofosforilación Estroma H+ Luz Luz OH - ATP H+ NADP+ OH - ADP + Pi H+ H+ NADPH OH - OH - Fe QA Membrana Cit b6f tilacoidal P680 P700 QB 2e- Pc PS I PS II H2O H+ H+ H+ H+ 2 H+ Espacio H+ 1/2 O2 tilacoidal C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 34. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo H2O + 4 fotones → ½ O2 + 2H+ + 2e- 2H2O + 8 fotones → O2 + 4H+ + 4e- C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 35. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Visión general de la fotosíntesis VOLVER FASE LUMINOSA ACÍCLICA C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 36. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Visión general de la fotosíntesis FASE LUMINOSA CÍCLICA VOLVER C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 37. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Fase oscura de la fotosíntesis (fase independiente de la luz) En esta fase se utiliza la energía (ATP) y el NADPH obtenidos en la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 38. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Visión general de la fotosíntesis FASE OSCURA 2. Reducción del CO2 fijado 1. Fijación del CO2 RUBISCO C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 39. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Etapas del ciclo de Calvin CO2 ATP RUBISCO ADP + Pi ADP + Pi 3-fosfoglicérico 3 CO2 6 PGA Ribulosa 3 RuBP NADPH bifosfato 6 BPG ATP 1,3-bifosfoglicérico 3 RuP 6 GAP 5 GAP NADP+ 6 GAP Ribulosa Gliceraldehído fosfato -3-fosfato Gliceraldehído Gliceraldehído -3-fosfato -3-fosfato 1 GAP C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 40. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Formación de dos moléculas de PGA La condensación de la RuBP con CO 2 y su escisión en dos moléculas de PGA sucede en el estroma. CH2OPO3 - 2 CH2OPO3 - - 2 2 O CH2OPO3 HC OH O C OH C C OH H COOH C C O H+ O- C O + O + O- HC OH HC OH H COOH CH2OPO32 - CH2OPO32 - HC OH CH2OPO32 - RuBP Intermediario PGA Este proceso tiene lugar gracias a la intervención de la ribulosa bifosfato-carboxilasa o RUBISCO. C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 41. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Visión general de la fotosíntesis 18 ATP, 12 NADPH 48 fotones H2O CO2 Luz NADP+ ADP Fase + Pi oscura Fase ATP luminosa NADPH Cloroplasto O2 CnH2nOn C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 42. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Factores que condicionan el rendimiento fotosintético (I) 200 123 lux 180 160 21,9 lux mm3 de O2/hora 140 El aumento de 120 CO2 incrementa 100 80 6,31 lux el rendimiento de 60 la fotosíntesis. 40 1,74 lux 20 0 0,407 lux 0 5 10 15 20 25 30 Concentración de CO2 (mol/l) 100 0,5% O2 Asimilación de CO2 (mol/l) 80 20% O2 El aumento de 60 O2 disminuye la 40 eficacia de la fotosíntesis. 20 0 0 10 20 30 40 50 Intensidad de la luz (x10 erg/cm /seg) 4 2 C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 43. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Factores que condicionan el rendimiento fotosintético (II) Intensidad fotosintética Al disminuir la humedad se produce una sensible disminución de la fotosíntesis. Humedad 400 350 mm3 de O2/hora 300 El rendimiento 250 200 fotosintético aumenta con 150 la temperatura hasta un 100 punto máximo (Tª óptima 50 de actividad enzimática). 0 0 10 20 30 40 10 20 30 40 Temperatura ( C) o C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 44. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Factores que condicionan el rendimiento fotosintético (III) Intensidad fotosintética La fotosíntesis es proporcional a la Planta de sol intensidad de luz hasta Planta de un punto en el que su sombra rndimiento se estabiliza. Intensidad luminosa Tasa relativa de fotosíntesis 120 100 80 El tipo de luz: el 60 rendimiento óptimo se 40 realiza con luz roja o azul. 20 0 400 500 600 700 Longitud de onda (nm) C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 45. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Factores que influyen en la fotosíntesis Intensidad luminosa Temperatura Concentración de CO2 Concentración de O2 C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 46. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo La quimiosíntesis BACTERIAS INCOLORAS DEL AZUFRE BACTERIAS DEL HIERRO BACTERIAS DEL HIDRÓGENO BACTERIAS DEL NITRÓGENO C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 47. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Quimiosíntesis QUIMIOSÍNTESIS DEL NITRÓGENO + -- 2 NH4 + 3 O2 2 NO2 + 4 H+ + 2 H2O - - 2 NO2 + O2 2 NO3 QUIMIOSÍNTESIS DEL AZUFRE H 2 S + 2 O2 SO42- + 2 H+ 2 SO + 2 HO2 + 3 O2 2 SO42- + 4 H+ HS - + O2 + H+ SO + H2O S2O32- + H2O + 2 O2 SO42- + 2 H+ QUIMIOSÍNTESIS DEL HIERRO 4 Fe2+ + 4H+ + O2 4 Fe3+ + 2 H2O QUIMIOSÍNTESIS DEL HIDRÓGENO 6 H2 + 2O2 + CO2 (CH2O) + 5 H2O 5 H2 + 2 HNO3 N +6HO 2 2 C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 48. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Metabolismo en una célula eucariota C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 49. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Gluconeogénesis Gluconeogénesis Glucólisis C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 50. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Síntesis de ácidos grasos C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 51. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Síntesis de glicerina y triacilglicéridos GLICERINA TRIACILGLICÉRIDOS VOLVER Glicerol - 3-fosfato Acil-CoA Triacilglicérido CoA C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 52. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Biosíntesis de aminoácidos no esenciales C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid
- 53. Biología. 2º bachillerato Unidad 11. Metabolismo II. Anabolismo Síntesis de nucleótidos BASES PÚRICAS Adenín-monofosfato Ácido inosínico Guanosín-monofosfato BASES PIRIMIDÍNICAS Orotidín monofosfato Uridín-monofosfato Citidín-monofosfato Timidín-monofosfato C.E.M HIPATIA-FUHEM Miguel Ángel Madrid