ATP y metabolismo. La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos

Transcripción

1 ATP y metabolismo La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos

2 El metabolismo es el conjunto de procesos químicos que se producen en la célula, catalizadas por enzimas y que tienen como objetivo obtener materiales y energía para las diferentes funciones vitales

3 Tipos de Rxn Reacciones endergónicas

4 Reacciones Exergónica

5 Reacciones acopladas La degradación del ATP es exotérmica La contracción del músculo es endotérmica La contracción del músculo se vuelve exotérmica y ocurre cuando se acopla a la degradación de ATP

6 MONEDA ENERGÉTICA ATP

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9 Un COFACTOR es un componente no proteico, termoestable y de baja masa molecular, necesario para la acción de una enzima Ejemplos Fe 2+, Cu 2+, K +, Mn 2+, Mg 2+, El dinucleótido de nicotinamida y adenina, más conocido como nicotinamida adenina dinucleótido (abreviado NAD + en su forma oxidada y NADH en su forma reducida), es una coenzima encontrada en células vivas

10 El flavín adenín dinucleótido o dinucleótido de flavina-adenina (abreviado FAD en su forma oxidada y FADH 2 en su forma reducida) es una coenzima que interviene en las reacciones metabólicas de oxidación-reducción. La acetil coenzima A es una molécula clave en el metabolismo de diversas rutas anabólicas (biosíntesis),es el producto común del catabolismo de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas.

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14 Portadores de electrones Dinucleótido de favina y adenina FAD

15 Portadores de electrones Dinucleótido de nicotinamida y adenina NAD+

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18 FASES DEL METABOLISMO - CATABOLISMO Conjunto de procesos por los que las moléculas complejas son degradadas a moléculas más simples. Se trata de procesos destructivos,productores deenergía. Ejemplos:Glucólisis, Respiración celular, Fermentaciones

19 - ANABOLISMO o BIOSÌNTESIS Tiene como finalidad la obtención de moléculas orgánicas complejas a partir de otras mas simples con consumo de energía Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de proteínas, de glúcidos y de lípidos, replicación o duplicación de ADN,formación de tejidos corporales y del crecimiento.

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24 A modo de recordatorio: El metabolismo celular funciona sobre la base de dos tipos de reacciones químicas: catabolismo y anabolismo. Catabolismo es desintegración (rutas convergentes), mientras que anabolismo significa reorganización (rutas divergentes). El Catabolismo implica liberación de energía (reacciones exergónicas), mientras que el anabolismo implica captura de energía (reacciones endergónicas). En el catabolismo ocurre una desorganización de los materiales, en tanto que en el anabolismo ocurre una reorganización más compleja de los materiales Degrada biomoléculas Catabolismo Produce energía (la almacena como ATP) Implica procesos de oxidación Sus rutas son convergentes Ejemplos: glucólisis, ciclo de Krebs, fermentaciones, cadena respiratoria Anabolismo Fabrica biomoléculas Consume energía (usa las ATP) Implica procesos de reducción Sus rutas son divergentes Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de proteínas

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26 CURIOSIDADES La velocidad del metabolismo, el rango metabólico, también influye en cuánto alimento va a requerir un organismo. El rango metabólico varía con el correr de los años, lo cual hace que muchas personas cambien abruptamente de peso en pocos años.

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28 Fotosíntesis Proceso en el que los organismos (plantas) absorben y convierten la energía lumínica en energía química. 6CO H 2 O Luz Clorofila C 6 H 12 O 6 +6O 2 + 6H 2 O La clorofila se almacena en los cloroplastos abunda en las células de las hojas de las plantas verdes. La energía física es convertida en energía química y almacenada durante la transformación de CO2.

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32 Fotosíntesis La energía que se almacena en fotosíntesis puede ser liberada durante la oxidación celular de alimentos. El órgano fotosintético principal de una planta verde superior hoja. La clorofila existe en agrupaciones específicas que hacen la captación de luz más eficiente. Toda luz visible puede ser absorbida por la clorofila. Se absorbe más el azul y rojo. El verde se refleja.

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35 Clorofila a presente en el fotosistema I Clorofila b presente en el fotosistema II

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37 Proceso de fotosíntesis Un electrón de la clorofila se excita al absorber luz adquiere un nivel mayor de energía. Esa energía es transferida a NADP o ADP NADPH o ATP. El electrón que sale de una molécula de clorofila puede: Volver a la misma molécula fosforilación cíclica Ir a otra molécula fosforilación acíclica El oxígeno de la fotólisis del agua se combina con otros iones de oxígeno O2 molecular respiración aerobia.

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41 Fase luminosa de la fotosíntesis La fase luminosa o fotoquímica puede presentarse en dos modalidades: con transporte acíclico de electrones o con transporte cíclico de electrones. En la acíclica se necesitan los dos fotosistemas el I y el II. En la cíclica sólo el fotosistema I.

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44 Las células fotosintéticas obtienen el carbono del CO 2. Las células de las algas obtienen el CO 2 directamente del agua que las rodea. En las plantas, en cambio, el CO 2 llega a las células a través de unos poros especializados, llamados estomas, que se encuentran en las hojas y tallos verdes

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47 Fase oscura de la fotosíntesis: ciclo de Calvin La fijación del CO2 se produce en tres fases: 1.Carboxilativa: se fija el CO2a una molécula de 5C. 2.Reductiva:PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH. 3.Regenerativa/Sintética: de cada seis moléculas PGAL formadas 5 se utilizan para regenerar la Ribulosa 1,5BP y una será empleada para poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos.

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50 Balance energético de la fotosíntesis: La fase luminosa de la fotosíntesis produce ATP y NADPH. Si se sintetiza una molécula de glucosa (C6H12O6) se necesitan 6 CO2 y 12 de Agua. El agua libera 6 O2 a la atmósfera y aporta 12 hidrógenos de la glucosa y los 12 hidrógenos necesarios para pasar los 6 O2 sobrantes del CO2 a Agua. Intervienen 24 Hidrógenos. Aparecen así 24 protones y 24 electrones y, como cada electrón precisa dos fotones (uno en el PSI y otro en el PSII), se necesitan 48 fotones. El ciclo de Calvin necesita por cada CO2 incorporado, 2 NADPH y 3 ATP. Para una molécula de glucosa se necesitan 12 NADPH y 18 ATP.

51 IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos: 1.La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis. Posteriormente irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser finalmente transformada en materia propia por los diferentes seres vivos. 2.Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos. 3.En la fotosíntesis se libera oxígeno que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.

52 VIDEOS DE LA FOTOSÍNTESIS fotosintesis 1 fotosíntesis 2 experimentos de Calvin CICLO DE PLANTAS C3 y C4