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TEMA 8B. El metabolismo (Anabolismo)

TEMA 8B. El metabolismo (Anabolismo). Bonifacio San Millán IES Muriedas. 2º Bachillerato - Biología. El metabolismo (anabolismo). PANORÁMICA GENERAL DEL METABOLISMO: Simultaneidad NECESIDAD DE REGULACIÓN : De la síntesis enzimática: (A nivel de transcripción, traducción o maduración)

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TEMA 8B. El metabolismo (Anabolismo)

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  1. TEMA 8B. El metabolismo (Anabolismo) Bonifacio San Millán IES Muriedas 2º Bachillerato - Biología

  2. El metabolismo (anabolismo) • PANORÁMICA GENERAL DEL METABOLISMO: • Simultaneidad • NECESIDAD DE REGULACIÓN: • De la síntesis enzimática: (A nivel de transcripción, traducción o maduración) • De la actividad enzimática: (Activación de proenzimas, inhibición, etc.) • Por compartimentación : localización de los enzimas

  3. LA FOTOSÍNTESIS • LA FOTOSÍNTESIS • INTRODUCCIÓN • PROCESO GENERAL : 6 CO2 + 12 H2O  C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O • ETAPAS: • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • FASE OSCURAFijación de CO2 y síntesis orgánica: • Consumo de los productos de la fase lumínica (ATP y NADPH)

  4. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • PIGMENTOS: clorofilas a y b (vegetales y cianobacterias) c y d (algas) bacterioclorofila (bacterias fotosintéticas), carotenoides y ficobilinas (algas) • ESPECTRO ÚTIL (visible 400- 700 nm) • FUNDAMENTO: resonancia, excitación electrónica y transporte redox de e- • UNIDADES FUNCIONALES: • LOS FOTOSISTEMAS: • CCL (c.antena) + Centro de reacción (Clor. a, dador y aceptor) • Fotosistema I (P700) y Fotosistema II (P680) • ATPasa • TRANSPORTADORES ELECTRÓNICOS

  5. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • PIGMENTOS: • Clorofilas (verdes) • a y b (vegetales y cianobacterias) • c y d (algas) • Bacterioclorofila (bacterias fotosintéticas), • Carotenoides (vegetales, algas y cianobacterias) • Carotenos (marrones y anaranjados) • Xantofilas (amarillos) • Ficobilinas (algas y cianobacterias) • Ficocianinas (azules) • Ficoeritrinas ( rojos)

  6. CLOROFILAS

  7. CAROTENOIDES Carotenos Xantofilas

  8. Ficobilinas Ficocianina Ficoeritrina

  9. Cromatografía

  10. LA FOTOSÍNTESIS (Fase lumínica) • PIGMENTOS: • ESPECTRO ÚTIL (visible 400- 700 nm)

  11. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • FUNDAMENTOS: • Fluorescencia: No se da en la fotosíntesis El electrón excitado vuelve al orbital original y pierde la energía absorbida en forma de luz y calor

  12. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • FUNDAMENTOS: • Resonancia La energía pasa por resonancia de unos pigmentos a otros hasta el centro de reacción

  13. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • FUNDAMENTOS: • Excitación electrónica

  14. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • FUNDAMENTOS: • Transporte de e- (cadena redox)

  15. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • UNIDADES FUNCIONALES: • LOS FOTOSISTEMAS: • CCL (c.antena) + Centro de reacción (Clor. a, dador y aceptor) • Fotosistema I (P700) y Fotosistema II (P680) • CCL: Centro colector de luz. Diferentes pigmentos: clorofilas, carotenos,… • Centro de reacción: • 3. Dímero de clorofila A • 4. Dador de electrones • 5. Aceptor de electrones • 6. Membrana de un tilacoide

  16. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • UNIDADES FUNCIONALES: • LOS FOTOSISTEMAS: (PSI y PSII) • Fotosistema I (P700) y Fotosistema II (P680)

  17. LA FOTOSÍNTESIS • FASE LUMINOSA síntesis de ATP y NADPH • UNIDADES FUNCIONALES: • ATPasa • TRANSPORTADORES ELECTRÓNICOS Estroma Espacio intratilacoidal

  18. LA FOTOSÍNTESIS • FASE OSCURAFijación de CO2 y síntesis orgánica • Consumo de los productos de la fase luminica (ATP y NADPH)

  19. LA FOTOSÍNTESIS : Fase luminosa FLUJO “NO” CÍCLICO de e- (Fotofosforilación acíclica) • Esquema en Z: • Genera ATP y NADPH • Fotolísis del H2O O2 atmosférico

  20. FLUJO “NO” CÍCLICO de e- (Fotofosforilación acíclica)

  21. LA FOTOSÍNTESIS : Fase luminosa FLUJO CÍCLICO de e- (Fotofosforilación cíclica) • Esquema en D: • Genera solamente ATP: • Existe mayor requerimiento • Anoxigénica

  22. La Hipótesis quimiosmótica de Mitchell

  23. Estroma Interior del tilacoide

  24. LA FOTOSÍNTESIS: Fase oscura • FASE OSCURAFijación de CO2 y síntesis orgánica • Consumo de los productos de la fase lumínica (ATP y NADPH)

  25. LA FOTOSÍNTESIS: Fase oscura • Fases: • 1.- Fijación o Carboxilación • 2.- Reducción: • Ácido a aldehído • 3.- Regeneración: • Compleja vía de las pentosas que regenera la Ribulosa 1,5 diP

  26. LA FOTOSÍNTESIS: Fase oscura F. Fijación F. Regeneración F. Reducción

  27. LA FOTOSÍNTESIS Proceso general, fase luminosa: 12 H2O + 18 ADP + 18Pi + 12 NADP + → 18 ATP + 12 NADPH + 12 H + + 6O2 Proceso general, fase oscura: 6 CO2 + 18 ATP + 12 NADPH +12 H+ + 6 H2O → HEXOSA + 12 H2O +18 ADP + 18Pi +12 NADP+ Sumemos ambos procesos: Proceso global: 6 CO2 + 12 H2O → HEXOSA (C6H12O6) + 6O2 + 6 H2O Proceso global simplificado: 6 CO2 + 6 H2O → HEXOSA (C6H12O6) + 6O2

  28. ASPECTOS ECOLÓGICOS Y EVOLUTIVOS • 1º FOTOSISTEMA I Fotosíntesis anoxigénica (Ej.actual: sulfobacterias fotosíntéticas verdes) • 2º FOTOSISTEMA II  Fotosintesis oxigénica (Ej. cianobacterias y plantas superiores): • Implicaciones: • Atmósfera oxidante (O2)  aparición y expansión de los aerobios • Capa de ozono: O2 + O2   O3+ ½ O2 protección (aspectos evolutivos) • Aparición de los PRODUCTORES (autótrofos), base de las cadenas y redes tróficas (aspectos ecológicos)

  29. Bacterias fotosintéticas Bacterias fotosintéticas Bacterioclorofila Y fotofosforilación anoxigénica Cianobacterias Otras bacterias fotosintéticas con con Bacterias púrpuras Bacterias verdes Clorofila y fotofosforilación oxigénica Sulfubacterias No sulfureas Sulfubacterias No sulfureas con con con con Fotofosforilación cíclica muy antigua . La mayoría fotoheterótrofas Fotofosforilación cíclica Fotofosforilación cíclica. La mayoría fotoheterótrofas Fotofosforilación acíclicay cíclica

  30. ASPECTOS ECOLÓGICOS Y EVOLUTIVOS • 1º FOTOSISTEMA IFotosíntesis anoxigénica Ej.actuales (Con bacterioclorofila): • Sulfobacterias fotosíntéticas verdes • Sulfobacterias fotosíntéticas púrpuras • Bacterias No sulfureas fotosíntéticas verdes • Bacterias No sulfureas fotosíntéticas púrpuras

  31. ASPECTOS ECOLÓGICOS Y EVOLUTIVOS • 1º FOTOSISTEMA IFotosíntesis anoxigénica Ej.actuales: • Bacterias No sulfureas fotosíntéticas púrpuras • Mayoría fotoheterótrofas

  32. ASPECTOS ECOLÓGICOS Y EVOLUTIVOS • 1º FOTOSISTEMA IFotosíntesis anoxigénica Ej.actuales: • Sulfobacterias fotosíntéticas verdes • La mayoría fotoautótrofas

  33. LA QUIMIOSÍNTESIS • Concepto: Energía a partir de la oxidación de compuestos INORGÁNICOS normalmente por fosforilación oxidativa y síntesis orgánica Autótrofos no fotosintéticos. • Fases: • 1ºSust. inorgánica A Sust. Inorgánica B + ATP (por fosforilación oxidativa) • Aceptor final: normalmente, O2  tipo especial de respiración aerobia • NADH por flujo inverso de e- con gasto de ATP • 2º Biosíntesis orgánica (c. Calvín o c. Krebs inverso) oxidación

  34. LA QUIMIOSÍNTESIS oxidación • 1ºSust. inorgánica A Sust. Inorgánica B + ATP (por fosforilación oxidativa) • Aceptor final: normalmente, O2 tipo especial de respiración aerobia Ej. NO2 + 2H+ NO3 ATP ½ O2 Cadena de transporte Electrónico (redox) H2O

  35. LA QUIMIOSÍNTESIS oxidación • 1ºSust. inorgánica A Sust. Inorgánica B + ATP • NADH por flujo inverso de e- con consumo de parte del ATP sintetizado. NAD+ NADH +H+ Consumo de ATP NO3 - Cadena de transporte Electrónico (redox) NO2-

  36. LA QUIMIOSÍNTESIS

  37. LA QUIMIOSÍNTESIS • Grupos de organismos quimiosintéticos: • Organismos: Todos son bacterias • Todos quimiolitotróficos  (QUIMIOAUTÓTROFOS) • Transformadores  cierran los ciclos biogeoquímicos

  38. LA QUIMIOSÍNTESIS • Grupos de organismos quimiosintéticos: • A) B. Nitrificantes: • ej. NH3 NO2 NO3 • Importantes en el ciclo del nitrógeno • B) B. Del hierro: • Fe+2 Fe+3 ej. Ferrobacillus • C) B. Incoloras del azufre: • H2S S H2SO4 • D) B. del Hidrógeno y del Metano: • H2 H2O • CH4   CO2 + H2O • Algunas c y d de las dorsales oceánicas: ProductoresEcosistemas independientes del sol Nitrosomomas: Nitrobacter

  39. LA QUIMIOSÍNTESIS • Grupos de organismos quimiosintéticos: • A) B. Nitrificantes: • ej. NH3 NO2  NO3 • Importantes en el ciclo del nitrógeno Nitrosomomas Nitrobacter Nitrosomomas: NH4+ + 3/2 O2 NO2 + 2H+ + H2O NO2 + ½ O2 NO3 NH4+ + NO2- N2 + 2 H2O (X) (X) En este caso el aceptor final no es el O2, sino el NO2  Nitrobacter: Bacterias anammox:

  40. LA QUIMIOSÍNTESIS • Grupos de organismos quimiosintéticos: • A) B. Nitrificantes: • ej. NH3 NO2  NO3 • Importantes en el ciclo del nitrógeno • Ej. Nitrosomomas Nitrobacter NO2 + ½ O2 NO3

  41. LA QUIMIOSÍNTESIS

  42. LA QUIMIOSÍNTESIS • B) B. Del hierro: • Fe+2 Fe+3 ej. Ferrobacillus Fe2+ + 2H+ + ½ O2 Fe3+ + H2O

  43. LA QUIMIOSÍNTESIS • Grupos de organismos quimiosintéticos: • C) B. Incoloras del azufre: • H2S S H2SO4 H2S + ½ O2 S + H2O S + 2O2 SO42- • Algunas c y d de las dorsales oceánicas: • ProductoresEcosistemas independientes del sol

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