tema 13 metabolismo ii.concepto de anabolismo. anabolismo autotrofo

7/25/2019 TEMA 13 Metabolismo II.concepto de Anabolismo. Anabolismo Autotrofo

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Tema 13: Metabolismo II. Concepto de anabolismo. Anabolismo auttrofo

Biologa 2 Bac!illerato

TEMA 13: METABOLISMO II: CONCEPTO DE ANABOLISMO. ANABOLISMO AUTTROFO

1. CONCEPTO DE ANABOLISMO

2. ANABOLISMO AUTTROFO

a. FOTOSNTESIS

i. FASE LUMINOSA

ii. FASE OSCURA

iii. BALANCE ENERGTICO DE LA FOTOSNTESIS

iv. SINTESIS DE COMPUESTOS ORGNICOS NITROGENADOS YSINTESIS DE COMPUESTOS ORGNICOS CON AZUFRE (M!"#

i$%"&'a!'

v.FACTORES )UE INFLUYEN EN LA FOTOSNTESIS

*. )UIMIOSNTESIS

i. TIPOS DE ORGANISMOS )UIMIOSINTTICOS

1. CONCEPTO DE ANABOLISMO

C"!+,!'" - %&"#"# "!#'&,'iv"# /, #,-! ! ,!a 0,a ! "# /, # %&"-, a

#!'#i# - $"0,a# "$%+a# a %a&'i& - "'&a# $3# #!ia#. E a!a*"i#$" # !-&45!i"6

!#i'a a i!"&%"&ai5! - !&4a.

P"-$"# -i#'i!4,i& -"# 'i%"# - a!a*"i#$"7

Anabolismo au!"o#o.$ C"!#i#' ! a #!'#i# - $"0,a# "&43!ia# #!ia# a %a&'i& -

%&," i!"&43!i"# 'a# "$" CO26 82O 9 N8:. S"a$!' %,-! &ai;a&" a#

0,a# a,'5'&"


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a a*" ('a$*i0! a# a,'5'&"i&&".

).1. LA FOTOS-NTESIS

La


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-"# "$%,#'"# # ,'ii;a-a %a&a '&a!#aia ,!a !ia $"0,a - "&"


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#eg$n la longitud de onda a la %ue se e&citan los pigmentos fotosint'ticos podemos

diferenciar dos fotosistemas diferentes:

Fotosistema I 8PS I o P96: capta lu( de )* +,, nm. -a antena est constituida por unagran proporcin de clorofila /0 una pe%uea proporcin de clorofila carotenos. -a

clorofila diana es un dmero de clorofila I%ue absorbe a +,, nm0 antes conocida como4+,,. 5l aceptor primario es poco conocido se llama aceptor Xo Ao el dador es la

plastocianina.

Fotosistema II 8PS II o P;erdes del a(ufre0 en las %ue el dador de electrones no es agua0 sino0

generalmente0 el sulfuro de !idrgeno0 por lo %ue no se desprende o&igeno0 sino

a(ufre0 %ue puede acumularse en el interior de la bacteria o ser e&pulsado al agua

892#29;; 2e


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dador primario se denomina dador Z es tambi'n poco conocido. Abundan ms

en los tilacoides apilados %ue forman la grana 8figuras 2b 2c"

o -a cadena transportadora de electronesbsicamente est constituida por un

comple@o de dos protenas0 cuos grupos prost'ticos son citocromos0 el

denominado comple@o citocromo b6an con@untamente protones electrones. 5ntre el 4#II el comple@o

citocromo b


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-a fotosntesis comprende dos fases: una fase inicial llamada fase lumnica o

fase fotoumicaen la cual tiene lugar la captacin de la energa luminosaF

una fase posterior llamada fase oscura o biosinttica0 en la cual se sinteti(a

materia orgnica. -a fase luminosa puede presentarse en dos modalidades: con

transporte acclico de electrones o contransporte cclico de electrones. 5n la

modalidad acclica inter>ienen los dos fotosistemas en la modalidad cclicasolo inter>iene el fotosintema I.

= FASE LUMINOSA AC-CLICA

C"!#i#' ! ,! "ans4o"& 5& &l&,"on&sa '&av0# - ,!a a-!a '&a!#%"&'a-"&a ,*ia-a ! a

$$*&a!a 'ia"i-a - "# "&"%a#'"#. Mi!'&a# /, ! a $i'""!-&ia '&a!#%"&'

'&5!i" # &ai;a*a a a#'a NADP+6 /, # &-, !'"!# %a&a -a& NADPH.

E %&"#" "$i!;a "! a 4a-a -


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%&"-, a >i-&5i#i# - a4,a6 " /, # -!"$i!a


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= FASE LUMINOSA C-CLICA

E! a a9 a9 &-,i5!

- NADPH6 !i # -#%&!- "=i4!". S5" # "*'i! ATP.

La


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5n el siguiente es%uema se muestra una comparacin de la fase luminosa acclica

cclica:

P"-i# v& "# #i4,i!'# vi-"# - a vUQ/)Q-P:Q

>''%#7.9",',*."$a'>v$ES")TF9A

= FASE OSCURA

C"!#i#' ! a #!'#i# - $"0,a# "&43!ia# #!ia# %"& &-,i5! - $"0,a#

i!"&43!ia#6 ,'ii;a!-" NADP8 9 ATP "*'!i-"# ! a


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LA FIACIN DEL CO): EL CICLO DE CALIN

La #!'#i# - "$%,#'"# - a&*"!" # &ai;a $-ia!' ,! %&"#" i". F, -#,*i&'"

%"& *i"/,$i" !"&'a$&ia!" Mvi! Cavi! (!ai-" ! 111 %"& " /, &i* !"$*&

- i" - Cavi!. E! 0 # %,-! -i#'i!4,i& "# #i4,i!'# %a#"#7

1. Fi7a,i!n 5&l CO)7 E! #'&"$a - "&"%a#'"6 CO2 a'$"#$

5i#os#ao 9 '" ! "'&a# *i"#!'#i# ("$" %"& +$%" %a&a 4!&a& 4,"#a.

:. R&*&n&"a,i!n 5& la "ibulosa$1>$5i#os#ao @ s%n&sis 5& biomol+,ulas7 S &ai;a a

%a&'i& -4i&a->i-":


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BALANCE ENER2TICO DE LA FOTOS-NTESIS :

La i-&54!"# #"! !#a&i"# %a&a %a#a& "# O2 #"*&a!'# - CO2a A4,a. C"$" i!'&vi!! 2

8i-&54!"#6 a%a&! a# 2 %&"'"!# 9 2 '&"!# 96 "$" a-a '&5! %&i#a -"#

i-&"i;a-a 9 # 4a#'a! 12 a4,a#6 # %&"-,! 1J. ATPV '" >a#'a 1 # #,%"! /,

%&"- - a


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3" 5l amonaco obtenido0 %ue resulta t&ico para la planta0 es captado

rpidamente por el acido /e en la sntesis de otros amino"cidos.

ac. /


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) In&nsi5a5 5& la ilumina,i!n.E! 4!&a a i!'!#i-a- - a i,$i!ai5! a,$!'a

&!-i$i!'" - a


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) T&m4&"au"a. La# &ai"!#


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5n la primera fase8a!3"4a a a


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'&a!#i-&"'&$a# 9 a$*i!'# &i"# ! a;,


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6.< Justifica la obtencin neta de una mol'cula de glucosa a tra>'s de las etapas del ciclo

de Cal>in

+.< H?e %u' forma obtienen la energa los organismos fotosint'ticos Hu' diferencias

e&isten entre la fotosntesis la %uimiosntesis

7.< 5&plica cmo influen los siguientes factores en el rendimiento de la fotosntesis: a"

Concentracin de C2b" Concentracin de 2. c" Temperatura

G.< 5&plica la importancia de las bacterias nitrificantes en los ciclos biogeo%umicos.

$%&'(I%)*$+

1.< H5n %u' fases se di>ide la fotosntesis Indica su locali(acin celular.

#olucin: -a fotosntesis es un proceso de nutricin auttrofa. Consiste en sinteti(ar

materia orgnica a partir de materia inorgnica0 utili(ando la energa de la lu(0

liberndose o&geno a la atmsfera. -a fotosntesis tiene lugar en dos fases: -a fase

luminosa se produce solo en presencia de lu( se reali(a en la membrana de los

tilacoides0 en los cloroplastos. ?urante esta fase los pigmentos fotosint'ticos captan la

energa de la lu( la transforman en energa %umica: en forma de poder reductor

8DA?49" energa libre 8AT4". 5n esta fase se libera o&geno a la atmsfera

procedente de la rotura de mol'culas de agua 8fotlisis del agua". -a fase oscura es una

ruta metablica cclica llamada ciclo de Cal>in. #e reali(a en el estroma del cloroplasto

es independiente de la lu(. Consiste en la reduccin de mol'culas de C20 para

obtener mol'culas orgnicas0 utili(ando la energa producida en la fase lumnica

8DA?49 AT4".

2.< HCmo se sinteti(a el AT4 durante la fase lumnica de la fotosntesis

#olucin: -a sntesis de AT4 en la fase lumnica de la fotosntesis se reali(a en un

proceso llamado fosforilacin fotosint'tica o fotofosforilacin.-a cadena fotosint'tica

presenta una orientacin especfica en la membrana del tilacoide. 5sta orientacin

permite %ue durante el transporte de electrones 8tanto cclico como no cclico" se

produ(ca la liberacin de 9; al espacio intratilacoide.?urante el transporte no cclico0

se traslocan protones desde el estroma !asta el lumen por accin del comple@o cit bf.

Adems0 se acumulan los protones procedentes de la fotlisis del agua.5n el transporte

cclico0 $nicamente se acumulan los traslocados por el comple@o cit bf0 debido a %ue nose produce fotlisis del agua.-a acumulacin de 9; en el espacio intratilacoide crea un

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gradiente de p90 %ue es apro>ec!ado por la AT4 sintetasa cloroplstica para sinteti(ar

AT4. -a base !idrfoba de la AT4asa forma un canal0 por donde salen los 9;0 desde el

espacio intratilacoide !asta el estroma. -a energa liberada por la corriente de 9; se

con>ierte en energa %umica en la esfera C10 %ue sinteti(a AT4 a partir de A?4;4i.

4or cada par de protones %ue atra>iesan la AT4 sintetasa0 se libera energa para sinteti(ar

entre una dos mol'culas de AT4.

3.< ase oscura de la fotosntesis:a" HCuntas mol'culas de DA?49 de AT4 son

necesarias para sinteti(ar una mol'cula de glucosa b" #eala las reacciones del ciclo de

Cal>in en las %ue se utili(a el DA?49 el AT4.c" ormula la ecuacin general de la

fase oscura de la fotosntesis para la formacin de una mol'cula de glucosa.

#olucin: a" 4ara sinteti(ar una mol'cula de glucosa durante el ciclo de Cal>in0 se

necesita el poder reductor aportado por 12 mol'culas de DA?49 la energa de 17

mol'culas de AT4. 5stas mol'culas se fabrican en la fase lumnica de la fotosntesis.b"

-as mol'culas de DA?49 de AT4 %ue se utili(an en el ciclo de Cal>in son

consumidas en la fase de reduccin0 %ue se lle>a a cabo en dos etapas: 4rimero se

produce la fosforilacin del 3 4K a 103 difosfoglicerato por accin del AT4.4osteriormente0 el 103 difosfoglicerato es reducido por el DA?49 a gliceralde!doide en dos fases0

e%ui>alentes a las fases lumnica oscura de la fotosntesis: btencin de energa. 5n la

%uimiosntesis la energa se obtiene de reacciones %umicas inorgnicas e&ergnicas0

en las %ue se produce una o&idacin %ue desprende energa en forma de AT4

coen(imas reducidas 8DA?9". 4roduccin de materia orgnica. 5l AT4 el DA?9

obtenidos en la fase anterior se utili(an para la sntesis de materia orgnica por medio

del ciclo de Cal>in.

E.< H?e dnde procede el o&geno desprendido en la fotosntesis HCmo demostraras

e&perimentalmente este !ec!o

#olucin: 5l 2liberado durante la fotosntesis procede del agua %ue es la mol'cula %ue

act$a como dador de electrones. ?urante la fotolisis la mol'cula de agua se rompe libera 9;0 %ue ser>irn para reducir el C2a mol'culas orgnicas. 5l o&geno se libera a

la atmsfera como producto residual.

6.< Justifica la obtencin neta de una mol'cula de glucosa a tra>'s de las etapas del ciclo

de Cal>in.

#olucin: -a obtencin de una mol'cula de glucosa 8!e&osa de 6 tomos de carbono"

durante las etapas del ciclo de Cal>in re%uiere la fi@acin de 6 mol'culas de C2. 5stas

son las %ue0 en el balance global0 originarn la mol'cula de glucosa. 5ste proceso

re%uiere %ue el ciclo se produ(ca seis >eces. As0 6 mol'culas de C2 se fi@arn sobre 6

mol'culas orgnicas de E carbonos 8la ribulosa 10E difosfato"0 las cuales se rompen en

12 mol'culas de 3 tomos de carbono 812 mol'culas de 3 4K". 5n este momento e&isten36 tomos de carbono en mol'culas orgnicas. 12 mol'culas & 3 carbonos * 36 tomos

1G


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de carbono Tras la fase de reduccin0 de las 12 mol'culas de 3 4K se obtienen 12 triosas

fosforiladas 8?9A4 Kin

7.< 5&plica cmo influen los siguientes factores en el rendimiento de la fotosntesis: a"

Concentracin de C2b" Concentracin de 2. c" Temperatura.

#olucin: a" Concentracin de C2. -a concentracin de di&ido de carbono es un

factor limitante de la fotosntesis. 4uesto %ue es un sustrato esencial0 su carencia frena la

fotosntesis. A ba@as concentraciones la acti>idad es tambi'n ba@a. b" Concentracin de

2. 5l o&geno es un producto de la fotosntesis act$a como in!ibidor de la ruta. 4ero

su accin ms importante se debe a su efecto acti>ador de la fotorrespiracin. As0

cuando la relacin C2L2es ba@a0 el o&geno act$a como in!ibidor de la rubisco0 lo %ue

supone una importante p'rdida de rendimiento de la fotosntesis. c" Temperatura. -a

temperatura no influe de forma importante en la fotosntesis. #in embargo0 las

temperaturas ele>adas des>an la acti>idad de la rubisco !acia la fotorrespiracin. -as

plantas tropicales de climas clidos se !an adaptado a este fenmeno a tra>'s de la

ruta C.

G.< 5&plica la importancia de las bacterias nitrificantes en los ciclos biogeo%umicos.

#olucin: -a importancia de las bacterias nitrificantes en los ciclos biogeo%umicosradica en su participacin dentro del ciclo del nitrgeno. 5ste grupo de bacterias

produce la transformacin del amoniaco en nitratos0 proceso llamado nitrificacin. 5l

amoniaco del suelo procedente de los restos de seres >i>os de la fi@acin del D2

atmosf'rico %ue reali(an algunas bacterias0 es transformado en nitritos por las bacterias

del g'nero Ditrosomonas0 en una reaccin llamada nitrosacin. 5n una reaccin

posterior0 llamada nitratacin0 se transformarn en nitratos por accin de bacterias del

g'nero Ditrobacter. -os nitratos son la forma en %ue las plantas pueden absorber por sus

races el nitrgeno0 pudiendo incorporarlo a sus protenas0 de a!0 pasar al resto de la

biocenosis del ecosistema.

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