METABOLISMO RUTAS ANABOLICAS FOTOSÍNTESIS

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1 METABOLISMO RUTAS ANABOLICAS FOTOSÍNTESIS

2 Diversidad de los procesos anabólicos La nutrición autótrofa en el planeta existe en dos modalidades: La quimiosíntesis La fotosíntesis

3 Nutrición Autótrofa está presente en Fotoautótrofos a este grupo pertenecen utilizan Luz solar CO2 Algas Fuente Carbono llevan a cabo Fotosíntesis a este grupo pertenecen utilizan como Fuente energía Quimioautótrofos Plantas Sustancias inorgánicas Cianobacterias tales como Compuestos de S y Fe como Fuente de Energía Arqueobacterias por ejemplo CO2 Eubacterias Halobacterium por ejemplo como Fuente de Carbono Bacterias del Fe llevan a cabo Quimiosíntesis Bacterias del N

4 Fotosíntesis y quimiosíntesis Tanto en la fotosíntesis como en la quimiosíntesis, se distinguen dos fases: Primera fase: síntesis de ATP y NADH Segunda fase: el ATP y NADH se utilizan para sintetizar glucosa y otros compuestos orgánicos a partir de CO2.

5 QUÉ ES LA FOTOSÍNTESIS? Es un proceso anabólico que consiste en la síntesis de compuestos orgánicos a partir de bióxido de carbono (CO2) y agua, usando como fuente de energía la luz solar. Ecuación general: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

6 Esquema general de la fotosíntesis (ecuación)

7 FOTOSÍNTESIS Quién la realiza? Todas las plantas verdes Algas Cianobacterias Algas filamentosas Algas microscópicas Cianobacterias

8 FOTOSÍNTESIS Qué se requiere? Agua (H2O) Energía Luminosa Dióxido de Carbono (CO2) Clorofila

9 FOTOSÍNTESIS Energía luminosa

10 FOTOSÍNTESIS Pigmentos

11 FOTOSÍNTESIS Clorofila

12

13 Dónde se realiza? Se lleva a cabo en los cloroplastos de las hojas o tallos jóvenes, mientras que en las cianobacterias ocurre en el citoplasma y membrana celular. Los cloroplastos están formados por granas y tilacoides. Estos últimos contienen los pigmentos que absorben la luz blanca.

14 FOTOSÍNTESIS Sitio de reacción

15 FOTOSÍNTESIS Estructura del Cloroplasto

16 FOTOSÍNTESIS Ultraestructura del cloroplasto

17 FOTOSÍNTESIS Esquema General

18 En cuantas etapas ocurre? En dos etapas: Las reacciones dependientes de la luz (fase luminosa): Síntesis de ATP y NADPH Las reacciones independientes de la luz (Ciclo de Calvin o fase oscura) : síntesis de carbohidratos

19 FOTOSÍNTESIS Esquema General

20

21 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 clorofilaa denominada molécula diana. Fotosistema Las diferentes sustancias captan luz de diferente longitud de onda. De esta manera, gran parte de la energía luminosa es captada.

22 Flujo de electrones: ácíclico y cíclico Durante la fase luminosa puede ocurrir: Un flujo constante de electrones desde el fotosistema II hasta el I, donde el aceptor final es el NADP: Fotofosforilación acíclica o Un flujo de e- que circulen sólo en el fotosistema I donde únicamente se obtiene ATP y no se libera oxígeno: Fotofosforilación cíclica.

23 Flujo de electrones: ácíclico y cíclico

24 Fotofosforilación acíclica

25 FOTOSÍNTESIS Fase Luminosa: transporte de electrones acoplado a la síntesis de ATP

26 Funcionamiento de los fotosistemas y síntesis de ATP en los tilacoides

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28 El ciclo de Calvin

29

30 El ciclo de Calvin

31 Rutas alternativas para fijar CO2 Fotorrespiración en una planta C3 1. Compuesto de tres Carbonos (gliceraldehído fosfato) 2. Fijación del Carbono por medio del Ciclo de Calvin 3. Con la enzima RuBP carboxilasa que combina una molécula de dióxido de carbono con la ribulosa difosfato. Fijación de C en una planta C4 1. La enzima PEPC une primero el dióxido de carbono al PEP para formar un compuesto de cuatro carbonos (ácido málico u ácido aspartico). 2. Luego de una serie de reacciones químicas el ácido es transportado a espacios internos dentro de la hoja y finalmente se libera CO2 que ingresa en el ciclo de Calvin. Fijación de C en una una planta CAM 1. Incorporación de dióxido de carbono en la noche 2. Dióxido de carbono fijado en ácidos orgánicos 3. Liberación de CO2 en el día y utilizado en el Ciclo de Calvin 4. Reducción de la pérdida de agua, los estomas están cerrados de día.

32

33 FOTOSÍNTESIS Productos Finales Energía química: Glucosa (C6H12O6) u otros compuestos orgánicos Oxígeno (O2)

34 Relación entre la fotosíntesis y la respiración celular

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