METABOLISMO, RESPIRACION CELULAR Y FOTOSINTESIS DR. JORGE FLORES LOZADA CATEDRA DE BIOLOGIA 2017 UTE

LOS SERES VIVOS TIENEN ESTRUCTURAS COMPLEJAS , ALTAMENTE ORGANIZADAS QUE LES CONFIERE CAPACIDAD PARA OBTENER, ALMACENAR Y TRANSFORMAR ENERGIA. PARA QUE LAS CELULAS Y LOS ORGANISMOS SE MANTENGAN VIVOS , NECESITAN NUTRIRSE, ES DECIR INGERIRIO PRODUCIR SUSTANCIAS DE LAS CUALES OBTIENEN ENERGIA. ALGUNOS ORGANISMOS NECESITAN UNA FUENTE EXTERNA DE ALIMENTOS (HETEROTROFOS), MIENTRAS QUE OTROS, SON CAPACES DE PRODUCIR SUS PROPIOS ALIMENTOS (AUTOTROFOS)

LA FOTOSINTESIS ES EL MECANISMO POR EL CUAL LOS AUTOTROFOS SINTETIZAN MOLESCULAS ORGANICAS COMO LA GLUCOSA. LA MAYORIA DE LOS ORGANISMOS ROMPEN O DEGRADAN LOS ENLACES QUIMICOS DE COMPUESTOS COMO LA GLUCOSA, POR MEDIO DEL PROCESO DE RESPIRACION CELULAR PARA PRODUCIR ENERGIA LOS PROCESOS DE FOTOSINTESIS Y DE RESPIRACION CELULAR SON INVERSOS DEBIDO A QUE EL PRODUCTO FINAL DE LA FOTOSINTESIS ES LA GLUCOSA Y SE LIBERA OXIGENO; MIENTRAS QUE RESPIRACION CELULAR SE REQUIERE OXIGENO Y SE DEGRADA LA GLUCOSA

ANABOLISMO Y CATABOLISMO METABOLISMO AL TOTAL DE REACCIONES QUIMICAS QUE OCURREN DENTRO DE LA CELULA PARA QUE ESTA REALICE TODAS SUS FUNCIONES, SE LA LLAMA METABOLISMO. EL PROCESO METABOLICA SE DIVIDE EN 2 FASES: ANABOLISMO Y CATABOLISMO

ANABOLISMO LAS REACCIONES ANABOLICAS DEL METABOLISMO SON CONSIDERADAS DE CREACION Y REQUIEREN ENERGIA PARA LLEVARSE A CABO. POR MEDIO DE LAS REACCIONES ANABOLICAS LA CELULA PRODUCE NUEVOS MATERIALES CELULARES O ALMACENA ENERGIA FOTOSINTESIS LAS REACCIONES ANABOLICAS SON AQUELLAS EN LAS CELULAS SE TRANSFORMAN LAS SUSTANCIAS SENCILLAS EN OTRAS MAS COMPLEJAS

REACCION ANABOLICA

CATABOLISMO DURANTE LAS REACCIONES CATABOLICAS O CATABOLISMO, SE LIBERA ENERGIA. ADEMAS EN ESTE TIPO DE REACCIONES METABOLICAS SE DESDOBLAN O DEGRADAN LAS SUSTANCIAS COMPLEJAS EN OTRAS MAS SENCILLAS RESPIRACION AL DESDOBLAMIENTO O DEGRACION DE SUSTANCIAS COMPLEJAS EN OTRAS MAS SENCILLAS, SE LA LLAMA CATABOLISMO

REACCION CATABOLICA

EN LA CELULA AMBOS TIPOS DE REACCIONES OCURREN DE MANERA SIMULTANEA LAS REACCIONES ANABOLICAS PRODUCEN MOLECULAS COMPLEJAS QUE SE DESDOBLAN MEDIANTE REACCIONES CATABOLICAS

RELACION ENTRE LA RESPIRACION CELULAR Y LA FOTOSINTESIS FOTOSINTESIS: BIOXIDO DE CARBONO + AGUA + ENERGIA GLUCOSA + OXIGENO RESPIRACION CELULAR: GLUCOSA + OXIGENO BIOXIDO DE CARBONO + AGUA + ENERGIA

RESPIRACION CELULAR LOS ORGANISMOS HAN DESARROLLADO DIFERENTES PROCESOS PARA TRANSFORMAR LA ENERGIA ALMACENADA EN LA GLUCOSA EN UNIDADES DE ATP LA RESPIRACION CELULAR ESEL PROCESO QUE PERMITE LA TRANSFORMACION DE LA ENERGIA QUIMICA, CONTENIDA EN LA GLUCOSA, EN ENERGIA METABOLICA ACUMULADA EN LOS ENLACES DEL FOSFATO DEL ATP. EXISTEN 2 FORMAS DE RESPIRACION CELULAR: RESPIRACION ANAEROBIA (NO SE REQUIERE OXIGENO) RESPIRACION AEROBIA (EN LA QUE INTERVIENE EL O2)

RESPIRACION AEROBIA LA VIA METABOLICA QUE REQUIERE OXIGENO PARA OBTENER ENERGIA A PARTIR DE LA GLUCOSA, RECIBE EL NOMBRE DE RESPIRACION AEROBIA, Y SE PRESENTA TANTO EN CELULAS ANIMALES Y VEGETALES

RESPIRACION AEROBIA LA RESPIRACION AEROBIA ES UN PROCESO COMPLEJO QUE INCLUYE GRAN CANTIDAD DE REACCIONES QUIMICAS SE LLEVA A CABO EN 3 FASES: GLUCOLISIS CICLO DE KREBS CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES

GLUCOLISIS TANTO LA RESPIRACION AEROBIA COMO LA ANAEROBIA SE INICIA CON LA GLUCOLISIS, QUE CONSISTE EN EL ROMPIENTO DE LA MOLECULA DE GLUCOSA

GLUCOLISIS CONSISTE EN EL ROMPIMIENTO DE UNA MOLECULA DE GLUCOSA (6 CARBONOS) EN 2 MOLECULAS DE 3 CARBONOS (ACIDO PIRUVICO). SE DIVIDE EN 2 ETAPAS: ETAPA PREPARATORIA ETAPA DE PRODUCCION DE ATP

CICLO DE KREBS EL CICLO DE KREBS ESTA INTEGRADO POR UNA SERIE DE REACCIONES, MEDIANTE LAS CUALES EL ACIDO PIRUVICO SE CONVIERTE EN ACIDO CITRICO, SE OBTIENE CO2, ATOMOS DE HIDROGENO, Y ENERGIA.

CICLO DE KREBS EL CICLO DE KREBS SE LLEVA A CABO EN LAS MITOCONDRIAS DE OS ORGANISMOS EUCARIOTAS

CICLO DE KREBS

CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES LOS HIDROGENOS PRODUCIDOS DURANTE LA GLUCOLIS, Y EL CICLO DE KREBS SE DESCOMPONEN EN DOS COMPONENTES: HIDROGENION O PROTON (H+) Y ELECTRONES

CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES LOS ELECTRONES SE TRANSFIEREN A LO LARGO DE LOS CITOCROMOS (PROTEINAS QUE CONTIENEN HIERRO) DE LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELETRONES SINTETIZANDO ATP DURANTE EL TRAYECTO

CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES

PRODUCCION FINAL DE ATP

RESPIRACION ANAEROBIA SI NO EXISTE OXIGENO EN LA CELULA EL ACIDO PIRUVICO DEBERA SEGUIR UN CAMINO DIFERENTE A LA RESPIRACION AEROBIA PARA LIBERAR ENERGIA. LA VIA QUE UTILIZA ES LA FERMENTACION LA FERMENTACION ES UN TIPÓ DE RESPIRACION ANAEROBIA DE LA CUAL SE OBTIENE DIVERSOS PRODUCTOS, COMO CO2, ALCOHOL ETILICO, ACIDO LACTICO, ETC LOS ORGANISMOS FERMENTADORES MAS CONOCIDOS SON LAS LEVADURAS(HONGOS UNICELULARES), QUE PRODUCEN ALCOHOL ETILICO Y BIOXIDO DE CARBONO.

FERMENTACION LOS FERMENTADORES TRANSFORMAN LOS PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN DURANTE LA GLUCOLISI, EN OTROS COMPUESTOS RICOS EN ENERGIA COMO ALCOHOL ETILICO (FERMENTACION ALCOHOLICA) O ACIDO LACTICO (FERMENTACION LACTICA). FERMENTACION ALCOHOLICA: ESTE TIPO DE FERMENTACION ES LA QUE LLEVAN A CABO LAS LEVADURAS Y ALGUNAS BACTERIAS , LOS PRODUCTOS FINALES DE ESTE PROCESO SON EL ALCOHOL ETILICO Y BIOXIDO DE CARBONO. (PAN –VINO) Y DA COMO RESULTADO FINAL DOS MOLECULAS DE ATP.

FERMENTACION FERMENTACION LACTICA: ALGUNAS BACTERIAS REALIZAN ESTA CUYO PRODUCTO FINAL ES EL ACIDO LACTICO, INDISPENSABLE EN LA PRODUCCION DE YOGURT, QUESOS, ETC. A DIFERENCIA DEL PROCESO DE RESPIRACION AEROBICA, DURANTE LA FERMENTACION SOLO SE OBTIENENDOS ATP DE CADA MOLECULA DE GLUCOSA METABOLIZADA.

FERMENTACION LÁCTICA MUSCULAR ALGUNOS ANIMALES INCLUYENDO EL HOMBRE, PUEDE PRODUCIR ACIDO LACTICO A PARTIR DEL ACIDO PIRUVICO SI NO HAY SUFICIENTE OXIGENO EN LA CELULA. ESTE FENOMENO SE OBSERVA CUANDO SE REALIZA EJERCICIO INTENSO Y PROLONGADO, COMO EL DE LOS MARATONISTA, Y NO LLEGA SUFICIENTE OXIGENO A LOS MUSCULOS. EL ACIDO LACTICO QUE SE ACUMULA EN LOS MUSCULOS, PRODUCE FATUGA Y DOLOR QUE CARACTERIZA A LAS PERSONAS EXHAUSTAS POR EL EJERCICIO INTENSO O QUE CARECEN DE CONDICION FISICA ADECUADA.

COMPARACION ENTRE AEROBIA Y ANAEROBIA

FOTOSINTESIS LOS ORGANISMOS CAPACES DE REALIZAR FOTOSINTESIS SON TODAS LAS PLANTAS VERDES, LAS ALGAS Y ALGUNAS BACTERIAS. LA FOTOSINTESIS ES EL PROCESO POR EL MEDIO DEL CUAL LOS ORGANISMOS AUTOTROFOS CONVIERTEN LA ENERGIA PROVENIENTE DEL SOL EN ENERGIA QUIMICA APROVECHABLE. OTRO PUNTO QUE REALZA LA IMPORTANCIA DE ESTE FENOMENO, ES QUE UNO DE SUS PRODUCTOS ES EL OXIGENO.

FOTOSINTESIS LA CLOROFILA CAPTA LA ENERGIA PRIMARIA QUE PROPORCIONA LA ENERGIA DEL SOL Y LA TRANSFORMA EN ENERGIA QUIMICA

CLOROPLASTOS LO CLOROPLASTOS SON LOS ORGANELOS ENCARGADOS DE LA FOTOSINTESIS.

CLOROFILAS LAS CLOROFILAS A Y B (COLOR VERDE) Y SE LOCALIZAN EN LA GRANA DE LOS CLOROPLASTOS. SU IMPORTANCIA RADICA, EN QUE FUNCIONAN COMO ANTENAS RECEPTORAS DE LUZ Y DE CONCENTACION DE ENERGIA OTROS PIGMENTOS COMO LOS CAROTENOS, XANTOFILAS Y ANTOCIANINASQUE DAN COLOROS AMARILLOS , ROJOS Y AZULES.

ENERGIA SOLAR LA ENERGIA SOLAR ES LA FUENTE DE ENERGIA QUE INICIA EL PROCESO FOTOSINTETICO ESTA ES CAPTADA POR LA CLOROFILA QUE LA TRANSFORMA EN ENERGIA QUIMICA EL AGUA ES LA FUENTE DE ELECTRONES, DE PROTONES Y DEL OXIGENO QUE SE LIBERA A LA ATMOSFERA. ABSORBIDA POR LAS RAICES

CO2 EL BIOXIDO DE CARBONO (CO2), ES LA FUENTE DE CARBONO PARA LA FORMACION DE GLUCOSA DURANTE LA FOTOSINTESIS, POR LO QUE PODEMOS DECIR QUE TODOS LOS ATOMOS DE CARBONO DE LAS MOLECULAS ORGANICAS PROVIENEN DIRECTA O INDIRECTAMENTE DEL CO2

FOTOSINTESIS FASES DE LA FOTOSINTESIS: FASE LUMINOSA FASE OSCURA

FASE LUMINOSA ES LA ENCARGADA DE TRANSFORMAR LA ENERGIA LUMINOSA EN ENERGIA QUIMICA LO QUE ES LO MISMO LA PRODUCCION DE ATP SE CONSIDERAN DOS TIPOS DE REACCIONES LAS NO CICLICAS (FOTOSISTEMAS I Y II) CICLICAS (FOTOSISTEMA I)

FASE LUMINOSA P680 P700 CLOROFILA A CLOROFILA A

FASE OSCURA O CICLO DE CALVIN LA FASE OSCURA O CICLO DE CALVIN , SE LLEVA A CABO EN EL ESTROMA DEL CLOROPLASTO, DONDE UTILIZA EL CO2 TOMADO DEL AIRE, Y SE FORMA LA GLUCOSA.