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ANABOLISMO DEFINICIÓN Representa la parte constructiva del metabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas,

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Presentación del tema: "ANABOLISMO DEFINICIÓN Representa la parte constructiva del metabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas,"— Transcripción de la presentación:

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2 ANABOLISMO

3 DEFINICIÓN Representa la parte constructiva del metabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con el consiguiente gasto de energía, tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas.

4 DESTINO DE LAS MOLÉCULAS Estas moléculas sintetizadas pueden: Formar parte de la propia estructura de la célula. Formar parte de la propia estructura de la célula. Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía. Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía. Ser exportadas al exterior de la célula.Ser exportadas al exterior de la célula.

5 Procesos del Anabolismo GLÚCIDOS Ác. Pirúvico Glucosa (gluconeogénesis y es casi la inversa de la glucólisis) GlucosaGlucógeno LÍPIDOSAcetil-Co AÁcidos grasos PROTEÍNASAminoácidosProteínas ÁC. NUCLEICOSNucleótidos ADN (Replicación) ARN (Transcripción)

6 LA FOTOSÍNTESIS

7 DEFINICIÓN Proceso anabólico que se produce en los cloroplastos. La energía luminosa es transformada en energía química Posteriormente será empleada para la fabricación de sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas.

8 CONSECUENCIAS De gran importancia para los seres vivos. 1ª) Todos o casi todos los seres vivos dependen, directa o indirectamente, de la fotosíntesis para la obtención de sustancias orgánicas y energía. 2ª) A partir de la fotosíntesis se obtiene O 2, que transformó la primitiva atmósfera e hizo posible la existencia de los organismos heterótrofos aeróbicos 2ª) A partir de la fotosíntesis se obtiene O 2, que transformó la primitiva atmósfera e hizo posible la existencia de los organismos heterótrofos aeróbicos

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11 para sintetizar una molécula de glucosa 6CO H 2 O + luz C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O Proceso inverso al catabolismo aerobio de la glucosa REACCIÓN GENERAL

12 Es muy complejo y requiere de: Es muy complejo y requiere de: una primera etapa en la que se absorbe la energía solar y se transforma en energía química libre y en poder reductor (FASE LUMINOSA) una primera etapa en la que se absorbe la energía solar y se transforma en energía química libre y en poder reductor (FASE LUMINOSA) y una segunda etapa donde se utilizan esos productos para la reducción del CO 2. (FASE OSCURA). y una segunda etapa donde se utilizan esos productos para la reducción del CO 2. (FASE OSCURA). DOS ETAPAS

13 FASE LUMINOSA (Tilacoides) 1) Captación por las clorofilas y otros pigmentos fotosintéticos de la energía luminosa y su transformación en energía química contenida en el ATP. FOTOFOSFORILACIÓN 2) Obtención de electrones a partir del agua. FOTOLISIS 3) Estos electrones, convenientemente activados por la energía luminosa, servirán para reducir NADP+ FOTORREDUCCIÓN

14 FASE OSCURA (Estroma) se utilizan los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH) 1) Incorporación del carbono del CO 2 a las cadenas carbonadas. 2) Reducción por el NADPH del carbono y síntesis de compuestos orgánicos. 3) Reducción de otras sustancias inorgánicas (nitratos, nitritos, sulfatos, etc.) para su incorporación a las cadenas carbonadas.

15 Los Fotosistemas La membrana de los tilacoides tiene una estructura de membrana unitaria. Integradas en su doble capa están: –fotosistemas I (todas) y II (eucariotas y cianobacterias) –ATPasas –y citocromos.

16 Cada fotosistema contiene cientos de moléculas de clorofila y carotenoides que actúan como moléculas antena o colectoras que absorben la luz y la transmiten como en un embudo hacia. Los Fotosistemas

17 Y una molécula de clorofila especializada que forma el centro de reacción o molécula diana, que al recibir la excitación por la energía transmitida es capaz de perder un electrón y dárselo al primer aceptor. Este hecho recibe el nombre de acto fotoquímico y supone la transformación de la energía luminosa en energía química. Y una molécula de clorofila especializada que forma el centro de reacción o molécula diana, que al recibir la excitación por la energía transmitida es capaz de perder un electrón y dárselo al primer aceptor. Este hecho recibe el nombre de acto fotoquímico y supone la transformación de la energía luminosa en energía química. Los Fotosistemas

18 Fotosistemas En el fotosistema II (Phs II) la molécula diana es la clorofila aII que tiene su máximo de absorción a 680 nm (P 680). Cuando esta clorofila capta un fotón pasa a un estado excitado (P 680) y su potencial redox se hace más negativo haciéndose muy reductora.

19 Fotosistemas En el fotosistema I (Phs I), la molécula diana es la clorofila aI, cuyo máximo de absorción se encuentra a 700 nm (P 700),

20 LA FOTOFOSFORILACIÓN La disminución de los potenciales redox permite que se establezca un transporte de electrones que pueden seguir dos vías: - La fotofosforilación acíclica - La fotofosforilación cíclica

21 LA FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA Cuando inciden 2 fotones sobre el fotosistema I, el P700 se excita y emite dos e- que son inmediatamente captados por una ferredoxina que los pasa al NADP+ reduciéndolo

22 Con 2 e- emitidos por el fotosistema II al ser iluminado por dos fotones el P680, que son captados por una cadena transportadora de e- formada por la plastoquinona (Pqel complejo de los citocromos b-f y la plastocianina (Pc), que los pasa al P700. Con 2 e- emitidos por el fotosistema II al ser iluminado por dos fotones el P680, que son captados por una cadena transportadora de e- formada por la plastoquinona (Pq), el complejo de los citocromos b-f y la plastocianina (Pc), que los pasa al P700. El complejo citocromo b-f actúa además como una bomba de H+, enviándolos al espacio tilacoidal. El complejo citocromo b-f actúa además como una bomba de H+, enviándolos al espacio tilacoidal. ¿Cómo se rellena el hueco dejado por los electrones en el P700?

23 Relleno del hueco dejado por los electrones en el P700 fotosistema II P680

24 Tranquilos. Tranquilos. De esto se encarga el agua como consecuencia de su ruptura (fotolisis del agua), en la cual una molécula de agua se escinde en dos protones, dos electrones y un átomo de oxígeno. ¡OH! Dios mío, ahora el hueco está en el P680. ¡Esto no se acaba!

25 Pues que los de la fotolisis y los bombeados por el citocromo b-f en el espacio tilacoidal generan un gradiente electroquímico, al igual que ocurre en las mitocondrias según la hipótesis quimiosmótica, los protones son impulsados por el gradiente de pH a través del ATP-sintetasa que se encuentra en la membrana tilacoidal, con lo que se sintetiza ATP a partir de ADP + Pi. ¿y qué ocurre con tanto protón suelto por ahí?

26 Esta síntesis de ATP recibe el nombre de fotofosforilación no cíclica debido a que el flujo de electrones comienza en la molécula de agua y termina en el NADP, es decir, no es un flujo cíclico. En conjunto, en la transferencia no cíclica, a partir de una molécula de agua y 4 fotones de luz, se forman una molécula de NADPH, una de ATP y ½O2. ¿qué nombre, fotofosfosfosffffffff?

27 A partir de 1 molécula de agua y 4 fotones de luz, se forman –una molécula de NADPH, –una de ATP y ½O2. Al final en la Fotofosforilación acíclica o no cíclica (como más te guste) Tenemos………..

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30 FOTOFOSFORILACION CICLICA Ademas del flujo no ciclico de electrones, en casi todas las especies tiene lugar también un flujo ciclico en el que interviene solo el fotosistema I. Es ciclico porque los e- perdidos por el P700 regresan de nuevo a dicho pigmento. La finalidad del proceso ciclico es generar ATP para subsanar el deficit que, en caso contrario, se produciria ya que en la fase oscura se necesitan 3 moleculas de ATP por cada 2 de NADPH.

31 Los e- del fotosistema I son capturados por la ferredoxina, pero, en vez de continuar hacia el NADP, son desviados hacia el complejo citocromo b-c que bombea protones al espacio tilacoidal para que luego se sintetice ATP al pasar por el canal de la ATP-sintetasa. Se llama ahora FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA No se rompe el agua, no se libera oxígeno, ni se forma NADPH

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33 Y nos queda la FASE OSCURA Se utilizan el poder energetico (ATP) y el poder reductor (NADPH) obtenidos en la fase luminosa. El proceso fundamental de la fase oscura es la fijacion reductora del C a partir del CO2, formandose primero glúcidos sencillos de los que derivarán el resto de compuestos organicos o CICLO DE CALVIN

34 EL CICLO DE CALVIN Se distinguen 3 etapas: Carboxilación: Mediante el enzima RuBisCo el CO 2 se fija a un azucar preexistente, la ribulosa-1,5-difosfato formándose un compuesto muy inestable de 6 C que se rompe inmediatamente en 2 moleculas de 3- glicerato.

35 EL CICLO DE CALVIN 2. Reducción: El 3- glicerato se reduce a 3 gliceraldehido consumiendose el NADPH y el ATP que se obtuvieron en la fase luminosa.

36 EL CICLO DE CALVIN 3. Recuperación: De cada 6 moleculas de 3 gliceraldehido que se forman, 1 se considera el rendimiento neto de la fotosintesis. Las otras 5 sufren transformaciones consecutivas en las que tambien se consume ATP para regenerar la ribulosa 1,5-difosfato, con la que se cierra el ciclo.

37 6CO NADPH + 18 ATP C 6 H 12 O 6 P + 12NADP ADP + 17 Pi

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39 LA FOTORRESPIRACION El enzima RuBisCo puede funcionar en dos sentidos diferentes. En el ciclo de Calvin cataliza la carboxila- cion de la ribulosa 1,5-di, pero también puede provocar la oxigenación de dicha molécula de la que resultan compuestos ácidos que posteriormente se oxidan en los peroxisomas dando entre otros productos CO 2. Esto se denomina fotorrespiración.

40 LA FOTORRESPIRACIÓN El que el enzima actúe como carboxilasa u oxigenasa depende de las concentraciones relativas del CO 2 y del O 2 en el interior de la celula. La fotorrespiración es perjudicial para las plantas ya que descompone materia organica en CO2 y otros productos residuales, justo lo contrario de lo que se pretende con la fotosintesis.

41 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS Intensidad luminosa: La actividad fotosintetica aumenta con la intensidad luminosa hasta alcanzar un limite maximo caracteristico de cada especie. Para una misma intensidad luminosa, el rendimiento fotosintetico es superior en las plantas adaptadas a climas secos y calurosos.

42 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS 2. Concentracion de CO2: aumenta conforme va creciendo la concentracion de CO2, hasta alcanzar un limite en el que se estabiliza. 3. Fotoperiodo: El rendimiento esta en relacion directa a las horas de exposicion a la luz que tenga la planta

43 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS 4. Temperatura: Como toda actividad enzimatica, la fotosintesis aumenta con la T hasta alcanzar un limite máximo (variable según las especies de climas cálidos, templados o frios), por encima del cual se produce la desnaturalizacion de los enzimas.

44 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS 5. Humedad ambiental: Cuando hay escasez de agua, los estomas (aberturas de la epidermis de las zonas verdes de las plantas superiores) se cierran para evitar perdidas de agua por transpiracion, lo cual dificulta el paso de CO2 y la actividad fotosintetica disminuye.

45 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS 6. Concentracion de O 2 : Al aumentar baja el rendimiento fotosintetico debido a las perdidas por fotorrespiracion.

46 7. Color de la luz: Si se ilumina la planta con luz roja, con longitud de onda superior a 680nm, no actua el fotosistema II, solo se estimula el fotosistema I y se produce fotofosforilacion ciclica, con lo que el rendimiento fotosintetico es mucho menor. Este hecho se denomina declive del rojo FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS

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51 SE ACABÓ

52 Fotosistema Cada fotosistema contiene carotenos, clorofilas y proteínas. Estas moléculas captan la energía luminosa y la ceden a las moléculas vecinas presentes en cada fotosistema hasta que llega a una molécula de clorofila-a denominada molécula diana. Las diferentes sustancias captan luz de diferente longitud de onda. De esta manera, gran parte de la energía luminosa es captada.

53 Luz estroma H 2 O 3H + Interior del tilacoide ½ O 2 H+H+ La fotofosforilación acíclica e Luz ADP ATP NADP + NADPH

54 Luz estroma Interior del tilacoide La fotofosforilación acíclica Luz ADP ATP NADP + e e NADPH Phs II Phs I ATPa sa 2 2 Click

55 Luz estroma e ADP ATP Interior del tilacoide 3H + La fotofosforilación cíclica e e e e

56 Fotosistema 2e - 1)Captación de la energía luminosa por los pigmentos fotosintéticos de los fotosistemas.

57 2) Bombeo de protones generado por el transporte de electrones. FOTOLISIS DEL AGUA

58 Fotolisis del agua 3) Ambos procesos generan un aumento del pH en el interior de los tilacoides. Transporte de electrones

59 4) La salida de los protones por las ATPasas genera la síntesis del ATP

60 2 electrones 2 protones 1 átomo de oxígeno 5) Los electrones se recuperan por la fotolisis del agua

61 Fase oscura o ciclo de Calvin

62 El rendimiento fotosintético se puede medir de varias formas: -Producción de azúcares por la planta. -Consumo de CO 2. -Producción de O 2. Una forma sencilla, basada en la producción de oxígeno, se relata en la siguiente experiencia: Se introduce una ramita de la planta acuática elodea dentro de un tubo con agua, tal y como se indica en la figura. Al iluminar la planta, esta realiza la fotosíntesis y se produce un desprendimiento de burbujas de oxígeno. Contando dichas burbujas se puede saber si el rendimiento fotosintético es mayor o menor en función del factor que estemos estudiando.

63 Influencia de la temperatura: Variamos la temperatura del recipiente, calentando suavemente el agua, y vamos contando las burbujas que se producen por minuto (b/min), según la temperatura aumenta. Los resultados se indican en la tabla: T (ºC)b/min

64 Variación del rendimiento fotosintético en función de la temperatura: Rendimiento fotosintético temperatura Temperatura óptima desnaturalización


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