ANABOLISMO.

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1 ANABOLISMO

2 1. FORMAS DE NUTRICIÓN Según la forma de obtener el carbono para formar las moléculas orgánicas, los seres vivos pueden ser : Autótrofos que obtienen el carbono del dióxido de carbono del aire o del agua ( vegetales, algas y algunas bacterias). Heterótrofos que obtienen el carbono a partir de otras moléculas orgánicas ( animales, hongos, protozoos y algunas bacterias) Según la fuente de energía para la reducción pueden ser: Fototrofos que utilizan la luz y quimiotrofos de reacciones químicas. Según el origen de los hidrógenos para reducir las moléculas pueden ser litotrofos que utilizan sustancias inorgánicas ( H2 O, H2 S ) y quimiotrofos de moléculas complejas. Clases de organismos: - Fotolitotrofos: Vegetales, bacterias fotosintéticas del azufre. - Fotoorganotrofos: Bacterias purpureas - Quimiolitotrofos: Bacterias quimiosintéticas. - Quimioorganotrofos: Bacterias, animales, hongos

3 2. FOTOSÍNTESIS GENERALIDADES
Es un proceso en el que los seres fotosintéticos transforman energía lumínica del sol en energía química (ATP) y poder reductor (NADPH) para transformar el H2 O y el CO2 en azúcares, liberando oxígeno a la atmósfera. Aparecen dos etapas: - Fase lumínica (necesita luz). En los tilacoides. Capta energía lumínica y la transforma en ATP Se consigue poder reductor en forma de NADPH, a partir del agua y se libera oxígeno a la atmósfera. - Fase oscura ( no necesita luz). En el estroma. Los productos obtenidos en la fase lumínica se utilizan para reducir al dióxido de carbono a azúcares sencillos.

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5 FOTOSISTEMAS. PIGMENTOS
ESTRUCTURA. Son agrupaciones de pigmentos que captan energía lumínica de distinta longitud de onda y la transfiere al centro de reacción donde se encuentra la clorofila “a” que se excita pierde electrones . Se localizan en la membrana de los tilacoides. PIGMENTOS. Clorofila a, clorofila b, carotenoides, clorofila c(algas), ficobilinas (algas)

6 FUNCIONAMIENTO Cada pigmento del fotosistema capta una longitud de onda determinada de energía solar., la transfieren al centro de reacción donde se excitan las dos moléculas de clorofila “a” que ceden sus electrones a un aceptor que se reduce y la clorofila queda oxidada e inestable.

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8 TIPOS DE FOTOSISTEMAS Existen dos fotosistemas en las membranas de los tilacoides. Fotosistema I que absorbe mejor la longitud de onda de 700 nm, por eso se le conoce también como P700. Fotositema II absorbe mejor la luz de longitud de onda de 680 nm y se le denomina también P680. Cada uno de ellos cede electrones a moléculas aceptoras distintas.

9 3. FASE LUMÍNICA FOTOFOSFORILACIÓN NO CICLICA. FOTOSINTESIS OXIGÉNICA.
La luz es captada por el fotosistema II las dos clorofilas “a” pierden su electrón quedando la clorofila inestable. Para recuperar el electrón y por tanto la estabilidad se realiza la fotolisis del agua, en la que el agua por efecto de la energía lumínica se rompe en oxígeno que vuelve a la atmósfera, protones que vuelven al espacio tilacoideo y electrones que estabilizan a la clorofila

10 Los electrones emitidos por las clorofilas “a” son aceptados por la feofitina que los va cediendo a través de una cadena transportadora de electrones, mediante reacciones de oxidación-reducción,formada por la conezima Q, plastoquinona, citocromos y plastocianina, hasta el fotosistema I . De esta forma las clorofilas “a” , que también perdieron sus electrones y se encuentran inestables, se estabilicen En esta cadena transportadora de electrones se libera energía que permite fosforilar al ADP y almacenarla en forma de ATP .Este proceso se denomina fotofosforilación. Los electrones emitidos por el fotosistema I pasan a un aceptor la ferredoxina que lo cede a otra cadena transportadora hasta el NADP que se reduce a NADPH+H aceptando dos protones del medio. En este proceso se obtiene energía en forma de ATP, poder reductor en forma de NADPH+H y oxígeno de la fotolisis del agua que se libera a la atmósfera.

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13 FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA. FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA.
En ocasiones funciona independientemente el fotosistema I El fotosistema I absorbe la luz y transfiere los electrones a la ferredoxina que lo cede a la cadena transportadora, a la altura del citocromo b . En este caso no se reduce el NADP para formar el NADPH+H, ni se realiza la fotolisis del agua. Por tanto no se obtiene poder reductor ni oxígeno. Sólo se forma ATP. Se realiza uno u otro dependiendo de las necesidades energética de la célula, el ciclo de Calvin necesita mucho ATP.Por tanto cuando tiene suficiente cantidad de poder reductor se realiza este proceso y se obtiene sólo energía.

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15 4. FASE OSCURA GENERALIDADES Se localiza en el estroma
Consiste en incorporar el dióxido de carbono y reducirlo por el NADPH y la energía del ATP, obtenidos de la fase lumínica, para formar azúcares Se realiza mediante el ciclo de Calvin o de las pentosas

16 ETAPAS FASE DE FIJACIÓN O CARBOXILACIÓN.
Esta reacción la controla la enzima rubisco (ribulosa 1,5 difosfatocarboxilasa) Una molécula de CO2 se une a una de ribulosa 1, 5 difosfato, formandose un intermediario de 6 carbonos inestable, que rápidamente se rompe en dos moléculas de 3 carbonos 3-fosfoglicérido. FASE DE REDUCCIÓN. La molécula de 3PG se fosforila con el ATP y se reduce con el NADPH y se obtiene GAP (gliceraldehido-3-fosfato). Con este GAP se puede fabricar glucosa, formar ácido pirúvico y acetil-CoA ( para fabricar ácidos grasos) o regenerar la ribulosa-1,5-difosfato utilizada inicialmente. FASE DE REGENERACIÓN. Para que se produzca se necesita partir de 6 moléculas de CO2 que se unen a 6 de ribulosa -1,5-difosfato, dando lugar a 12 GAP. De estas, dos van a originar una de glucosa (6C) y las diez restantes para regenerar las 6 moléculas de ribulosa-1,5-difosfato.

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18 BALANCE DEL CICLO DE CALVIN

19 TIPO DE PLANTAS SEGÚN LA FASE OSCURA
PLANTAS C3. Son la mayoría de las plantas y se denominan así ya que realizan el ciclo de Calvin y el primer compuesto que se obtiene es el 3-fosfoglicérido de tres carbonos. PLANTAS C4. Algunas plantas como la caña de azúcar y el maíz no fijan el dióxido de carbono de la misma forma. Para fijar el CO2 utilizan el PEP (fosfoenolpirúvico) de tres carbonos y se obtiene el OAA (ácido oxalacético) de cuatro carbonos de ahí el nombre.

20 5. FACTORES INFLUYEN EN FOTOSINTESIS
Concentración de dióxido de carbono. El aumento en su concentración, aumente el rendimiento fotosintético, hasta alcanzar un valor estable, distinto según la especie. Concentración de oxígeno. Al aumentar la concentración, disminuye la actividad fotosintética. Se debe a la competencia entre el oxígeno y el dióxido de carbono por unirse a la enzima rubisco.. Humedad. Al descender el grado de humedad, desciende la actividad fotosintética, ya que las plantas cierran los estomas para no perder agua y toman menos dióxido de carbono. Intensidad lumínica y tipo de luz. Aumenta la actividad al hacerlo la intensidad lumínica, hasta estabilizarse..Tambien está condicionado por la longitud de onda de la luz. Temperatura. Condicionada por la temperatura óptima de la actuación de las enzimas

21 6. IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS.
Transforma energía luminica, fuente en principio inagotable, en energía química utilizable. Fabrica materia orgánica a partir de materia inorgánica del medio. Reduce los niveles de dióxido de carbono de los ecosistemas , realizando el papel de sumidero y reduciendo el efecto invernadero. Libera oxígeno a la atmosfera, que permite a los seres aerobios realizar su respiración con más eficacia.

22 7. QUIMIOSÍNTESIS CARACTERÍSTICAS. PROCESO.
Existe un grupo de bacterias autótrofas que en lugar de utilizar el sol como fuente energética, utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos. Según el compuesto oxidable que utilicen para obtener energía existen bacterias nitrificantes, sulfooxidantes, ferrooxidantes y metanógenas. Existen dos fases; - 1ª Fase: Oxidación de moléculas inorgánicas, obteniéndose energía en forma de ATP y coenzimas reducidas (poder reductor). - 2ª Fase: Los productos obtenidos en la 1ª fase se utilizan para reducir compuestos inorgánicos y transformarlos en orgánicos

23 IMPORTANCIA Permite la independencia del sol como fuente de energía. Pudiendo utilizarse para colonizar zonas afóticas. Muchas bacterias quimiosintéticas viven en el suelo y forman parte de los descomponedores que transforman la materia orgánica en inorgánica . Esto permite cerrar las cadenas tróficas y que las plantas utilicen la materia inorgánica. Las bacterias del nitrógeno posibilitan la transformación del nitrógeno del aire en amoniaco y luego en nitritos y nitratos, para enriquecer el suelo en nitrógeno.