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ANABOLISMO
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
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.
• FOTOSISTEMAS. PIGMENTOS
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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)
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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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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.
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
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.
• 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.
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
• ETAPAS
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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-1,5difosfato.
• BALANCE DEL CICLO DE CALVIN
• TIPO DE PLANTAS SEGÚN LA FASE OSCURA
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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.
5. FACTORES INFLUYEN EN FOTOSINTESIS
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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
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.
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
• IMPORTANCIA
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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.