1. T13 – ANABOLISMO

2. T13. Anabolismo.
1 – Formas de nutrición de los organismos.
Cualquier organismo necesita para vivir:
1. Una fuente de CARBONO (para construir el esqueleto de sus biomoléculas).

CO2 ambiental → AUTÓTROFOS.

Moléculas orgánicas → HETERÓTROFOS.
2. Una fuente de HIDRÓGENO (e-) (para reducir moléculas).

H2O, H2S → LITÓTROFOS.

Moléculas más complejas → ORGANÓTROFOS.
3. Una fuente de ENERGÍA (para hacer posibles las reducciones).


Luz → FOTÓTROFOS.
Energía química → QUIMIÓTROFOS.
4. Un ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES (para la liberación de energía).

O2 → AEROBIOS.

OTRA SUSTANCIA → ANAEROBIOS.
5- Un suministro de H2O y SALES MINERALES (N para construir proteínas).

3. T13. Anabolismo.
1 – Formas de nutrición de los organismos.
FUENTE DE ENERGÍA
FOTÓTROFOS
(Luz)
QUIMIÓTROFOS
(Energía química)
LITÓTROFOS
(H2O, H2S)
FOTOLITÓTROFOS
(bacterias fotosintéticas del
azufre, vegetales con clorofila)
QUIMIOLITÓTROFOS
(bacterias quimiosintéticas)
ORGANÓTROFOS
(Moléculas complejas)
FOTOORGANÓTROFOS
(bacterias purpúreas no
sulfurosas)
QUIMIOORGANÓTROFOS
(otras bacterias, animales y
hongos)
FUENTE DE
HIDRÓGENO
ÚLTIMO ACEPTOR DE H (e-)
AEROBIOS
(Oxígeno)
ANAEROBIOS
(Otras sustancias)
SUMINISTRO DE NITRÓGENO
Para fabricar proteínas
AUTÓTROFOS
(CO2)
HETERÓTROFOS
(Materia orgánica)
FUENTE DE
CARBONO

4. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
Nuestra vida en la Tierra depende de un
proceso muy especial que tiene lugar en
las algas y plantas verdes:
FOTOSÍNTESIS.
FOTOSÍNTESIS
VEGETALES
CLOROPLASTOS
Principios inmediatos

5. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
Pigmentos fotosintéticos.

Son moléculas que absorben luz y se sitúan en la membrana de los tilacoides
formando los FOTOSISTEMAS (junto con proteínas específicas).

6. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.



TIPOS DE PIGMENTOS:
► CLOROFILA a, b y c.
► CAROTENOIDES.
• Cada pigmento incluye un cromóforo: grupo químico capaz de absorber una longitud de onda del
espectro visible.
• Cada pigmento capta la luz de determinada longitud de onda permitiendo un amplio rango de
captación energética.
• Cuanta mayor sea la variedad de pigmentos que tiene un cloroplasto, mayor eficiencia en la absorción
de luz mostrará.
ESTRUCTURA DE LA CLOROFILA:
• Anillo de porfirina: absorbe la luz, los e- forman una nube a su alrededor.
• Cadena hidrófoba de fitol: mantiene la clorofila en la membrana fotosintética.
EXCITACIÓN DE PIGMENTOS:
• Fotones → Pigmentos captan energía → excitación (cambio en la distribución de e-).
• Pigmentos vuelven a su estado inicial → liberación de energía química + Q + fluorescencia.-12
-15
Excitación → 10
segundos.
Liberación → 10
segundos.

7. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
La Radiación Fotosintéticamente Activa
PAR = 400-700 nm
• La energía de 1 fotón (= cuanto de luz) es mayor en
el extremo VIOLETA que en el ROJO.
• 1 mol de fotones = 1 Einstein = 6 ∙ 1023 fotones.
• La energía de 1 Einstein = 170-300 kJ.
• En el extremo del INFRARROJO o MICROONDAS la
energía de 1 Einstein es demasiado pequeña.
• En el extremo del ULTRAVIOLETA o RAYOS X 1
Einstein tiene tanta energía que puede dañar proteínas
y ácidos nucleicos.
LAS PLANTAS UTILIZAN LA LUZ VISIBLE
PARA HACER FOTOSÍNTESIS

8. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
Fotosistemas.

SON: conjunto de pigmentos fotosintéticos (≈300) + proteínas específicas.

Actúan a modo de ANTENA para atrapar fotones de diferente longitud de onda.

¿Cómo captan los fotones?



Un pigmento se excita al captar un fotón.
La energía “rebota” sobre pigmentos cercanos.
(patata caliente entre las manos).
Finalmente llega a moléculas especiales de estas moléculas→ CENTRO
¿Por qué son especiales Clorofila a de Clorofila a
del CENTRO DE REACCIÓN?
DE REACCIÓN.
Cuando absorben la energía, se oxidan.
transfieren e- a un Aceptor Primario de Electrones
Inicio de la Cadena de Transporte de Electrones

9. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
TIPOS DE FOTOSISTEMAS:
 Fotosistema I (PS I):



En membranas de tilacoides no apilados en contacto con el estroma.
Centro Reacción: 2 clorofilas a P700 (máxima absorción a 700 nm de λ).
Fotosistema II (PS II):


En los grana.
Centro Reacción: 2 clorofilas a P680 (máxima absorción a 680 nm de
λ).

10. T13. Anabolismo.
2 – Fotosíntesis (I): Pigmentos y fotosistemas.
Fotosíntesis.
FASE LUMÍNICA
• Conjunto de reacciones dependientes de luz.
• LUGAR: membranas tilacoides.
• OBJETIVOS:
• Los e- liberados en los fotosistemas se utilizan para NADP- → NADPH.
• Cadenas Transportadoras de e- → Energía → síntesis ATP
(FOTOFOSFORILACIÓN).
FASE OSCURA
• Conjunto de reacciones Independientes de luz.
• LUGAR: estroma.
• OBJETIVO:
• Se aprovecha la ENERGÍA y PODER REDUCTOR
biomoléculas (FIJACIÓN DEL CARBONO).
para obtener

11. T13. Anabolismo.
3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.
H2O (raíz)
Fotólisis del H2O
2H+
2e- 2e
O
Base de la vida AEROBIA del
Base de la vida AEROBIA del
planeta
planeta

12. 3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.


FASES:
Una vez que los fotones de la luz excitan los dos fotosistemas y producen la
fotólisis del H2O:

Los 2 e- del H2O son recogidos por el PSII.

2 e- excitados salen del PSII y son captados por la FEOFITINA.
Los e- pasan a varias moléculas de PLASTOQUINONA y de ahí al
CITOCROMO b6f.
Simultáneamente otros 2 e- han salido del PSI y han sido captados por la
FITOQUINONA A0.
Los 2 e- captados por la feofitina se desplazan hasta el PSI reemplazando los eperdidos.
Los 2 e- captados por la fitoquinona A0 llegan hasta el NADP+y se sintetiza
NADPH.
El movimiento de los e- a través de los transportadores permite al citocromo
b6f utilizar la energía que estos liberan para transportar H+ en contra de un
gradiente electroquímico, desde el estroma hacia el espacio tilacoidal.
Este gradiente es aprovechado por la ATP-sintetasa para fosforilar ATP.







13. T13. Anabolismo.
3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.

Al absorber energía, algunos e- pasan a niveles energéticos superiores en los aceptores
primarios de e-. La vuelta a la posición primitiva desprende energía que excita a una molécula
contigua y continua el proceso.

14. 3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.
T13. Anabolismo.

Se produce en las membranas tilacoidales.

La energía captada permite romper la molécula de H2O que produce O2, libera H+ y e-. Los eliberados sustituyen a los excitados por la luz que sirven para reducir el NADP+ , fabricar NADPH
y, simultáneamente, fabricar ATP. Se utilizan 4 H+ para fabricar un ATP.

Intervienen los 2 fotosistemas y los e- que liberan no regresan a ellos.

15. T13. Anabolismo.
3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.


Fotofosforilación (síntesis de ATP):
Puede ser CÍCLICA (→ PSII al PSI) y NO CÍCLICA (→ PSI).

Los H+ van del estroma → membrana tilacoidal.

Los H+ vuelven de la membrana tilacoidal → estroma (ATP-sintetasa).
Fotofosforilación NO cíclica.

Es el “camino” explicado hasta ahora.

Excitación PSII → Feofitina → Plastoquinonas → Citocromo b6f → PSI → Fitoquinona A 0 → Síntesis de NADH y
ATP.

El complejo ATP-sintetasa se localiza en la cara estromática de la membrana tilacoidal.

Los H+ son bombeados hacia el interior del tilacoide a través del Citocromo b6f → se crea un
gradiente electroquímico → se genera fuerza protomotriz.

Los H+ atraviesan la ATP-sintetasa hacia el estroma, fosforilando ADP + Pi → ATP.
 (4H+ → 1ATP)

16. T13. Anabolismo.
3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.
Fotofosforilación cíclica.

Puede ocurrir que haya transporte cíclico de e- independiente del PSII:
Fotones estimulan el PSI.
Transferencia e- a la FERREDOXINA → no se llega a formar NADPH
Transferencia e- al CITOCROMO b6f
→ H+ al interior tilacoide
→ se forma ATP
→ no se rompe H2O

17. T13. Anabolismo.
3 – Fotosíntesis (II): Fase lumínica.




Se produce en las membranas tilacoidales.
No se reduce NADP+ a NADPH, ni se rompen moléculas de H2O por lo que no se produce
O2.
Solo intervienen el fotosistema I (P700) que al excitarse deslocaliza los e- hacia la
ferredoxina y, desde esta, al Cit b6f que si transporta H+ hacia el interior de los tilacoides.
Se utilizan 4 H+ para fabricar un ATP pasando por la ATPasa.
Estroma
Espacio
tilacoidal