Metabolismo completo
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Metabolismo completo (Prof. Jimena Lens)
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- 2. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Concepto de metabolismo: conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras . Las distintas reacciones químicas del metabolismo se denominan vías metabólicas y las moléculas que en ellas intervienen metabolitos. Catabolismo: transformación de moléculas orgánicas complejas en otras sencillas con liberación de energía que se almacena en los enlaces fosfato de ATP. Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de otras sencillas , para lo cual se necesita suministrar energía. Las moléculas de ATP pueden proceder de las reacciones catabólicas, de la fotosíntesis y quimiosíntesis.
- 3. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Tipo Fuente carbono Fuente ener gía Ejemplos Fotoautótrofos CO2 Luz vegetales, algas cianofíceas, bact. verdes del S Quimioautotrofos CO2 Reacc redox Bact. nitrificantes .Bact incoloras. del S Fotoheterótrofos c. orgánicos Luz bacterias purpúreas no- sulfúreas Quimioheterótrofos c. orgánicos Reacc redox animales, hongos, protozoos, resto de bacterias CLASES DE ORGANISMOS SEGÚN SU TIPO DE METABOLISMO
- 4. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO UTILIZACIÓN CELULAR DE LA ENERGÍA PARA: 1. Síntetizar biomoléculas y macromoléculas a partir de precursores simples. 2. Transportar activamente iones y moléculas a través de su membrana. 3. Realizar trabajo mecánico en la contracción muscular y en otros movimientos celulares. 4. Producir calor para mejorar las reacciones
- 5. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Catabolismo: Las moléculas orgánicas complejas se transforman en sencillas y se libera energía en forma de ATP. Las reacciones que tienen lugar en el metabolismo son reacciones redox, en las que unos compuestos ganan electrones y se reducen y otros los ceden y se oxidan. Las enzimas que intervienen en estas reacciones son las deshidrogenasas. Una molécula cuando pierde hidrógenos pierde electrones y se oxida y cuando los gana se reduce. (GRUPO)
- 6. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Los hidrógenos desprendidos antes de llegar a la molécula final aceptora de hidrógenos son captados por NAD, NADP, FAD, que son coenzimas de las deshidrogenasas. Los protones van por una vía y los electrones por otra. Los electrones son captados por los citocromos que se van oxidando y reduciendo según ceden y captan los electrones y los protones suelen ser bombeados en determinados puntos acoplados al transporte de electrones y por tanto , se forma ATP, cuando los protones son captados por la ATP sintetasa. Existen dos tipos de catabolismo: fermentación y respiración. En la fermentación el aceptor y dador de electrones son compuestos orgánicos . En la respiración el dador de electrones es un compuesto orgánico y el aceptor es un compuesto inorgánico, si es el oxígeno sería respiración aerobia y si es el ión nitrato, sulfato la respiración es anaerobia.
- 7. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Cadena respiratoria Cadena respiratoria Desaminación Desaminación Glucólisis Glucólisis ß -oxidación ß -oxidación Ácido pirúvico Ácido pirúvico Acetil -CoA Aminoácidos Aminoácidos Glúcidos Glúcidos Grasas Grasas Rutas metabólicas del catabolismo aerobio CO2, H2O y ATP
- 8. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Catabolismo de la glucosa (oxidación de la glucosa- Respiracion celular) Glucólisis en el citoplasma. Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial. Cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria, en la membrana interna mitocondrial.
- 27. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO CO2 Oxidación del ácido pirúvico Coa - SH NAD + NADH + 2 H+ CH3 CO COOH CH3 CO SCoA Ácido pirúvico Acetil - CoA COMPLEJO DE LA Piruvato - deshidrogenasa 2 2 2 2 2 2
- 33. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Transporte de electrones Durante el transporte terminal, loe electrones del NADH y FADH2, poseen un alto nivel energético, pero durante el proceso son conducidos a un nivel energético menor a través de una secuencia de reacciones redox que forman la cadena respiratoria. La cadena respiratoria esta formada por complejos multienzimáticos que poseen unidas moléculas de citocromos, que son enzimas que reconocen los diferentes niveles energéticos en los cuales están los electrones, de manera que al pasar a niveles energéticos inferiores liberan energía para sintetizar ATP a partir de ADP, proceso denominado FOSFORILACION OXIDATIVA, siendo el ultimo aceptor el O2.
- 34. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Entonces… Por cada 2 electrones que pasan del NADH al oxigeno, se forman 3 moléculas de ATP. Por cada 2 electrones que pasan del FADH2, se forman 2 moléculas de ATP.
- 43. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO ATP 38 Ciclo de Krebs NADH 2 NADH 2 Balance energético global Acetil- CoA Acetil- CoA Glucosa Glucosa Ácido pirúvico Ácido pirúvico FADH2 2 NADH 6 Cadena respiratoria Cadena respiratoria ATP 2 ATP 2 Glucólisis Glucólisis 38 ATPx (-7Kcal/mol= . -266Kcal
- 51. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO ANABOLISMO. Es la vía constructiva del metabolismo, es decir la ruta de síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias sencillas. Si las moléculas son inorgánicas (nitrato, CO2)….se denomina anabolismo autótrofo y si son orgánicas (glucosa, aa…) anabolismo heterótrofo. Anabolismo autótrofo: →Fotosíntesis, gracias a la energía luminosa. Lo realizan las plantas , algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas →Quimiosíntesis, por medio de la energía desprendida de las reacciones de oxidación-reducción. Algunas bacterias. Anabolismo heterótrofo: Se da en todos los organismos y es muy similar en todos ellos. Su objeto es la síntesis de reservas energéticas y crear estructuras para que el organismo pueda crecer o renovar estructuras determinadas. Ejemplos: gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de aminoácidos. Glucogenogénesis: síntesis de glucógeno. Síntesis de ácidos grasos en el citosol a partir de acetil CoA. Síntesis de aa a partir de componentes del ciclo de Krebs y glucólisis.
- 95. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Factores que influyen en la fotosíntesis: •Concentración de CO2 (favorable) •Concentración de O2 (desfavorable) •Cantidad de agua (favorable) •Temperatura (cada especie tiene su intervalo optimo) •Intensidad de la luz (favorable, excepto foto oxidación) •Color de la luz
- 96. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO 0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 100 Factores que condicionan el rendimiento fotosintético 0 5 10 15 20 25 30 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Concentración de CO2 (mol/l) 123 lux 21,9 lux 6,31 lux 1,74 lux 0,407 lux Intensidad de la luz (x104 erg/cm2 /seg) 0,5% O2 20% O2 El aumento de CO2 incrementa el rendimiento de la fotosíntesis. El aumento de O2 disminuye la eficacia de la fotosíntesis. R.. . foto sint etic o R . f o t o s i n t e t i c o
- 97. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO 0 10 20 30 40 10 20 30 40 50 100 150 200 250 300 350 400 0 Factores que condicionan el rendimiento fotosintético Temperatura (o C) El rendimiento fotosintético aumenta con la temperatura hasta un punto máximo (Tª óptima de actividad enzimática). Escasez de agua: disminuye el rendimiento fotosintético, ante la falta de agua se cierran los estomas para evitar la desecación y aumenta la fotorrespiración. R.f oto sin teti co
- 98. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Intensidad fotosintética Intensidad luminosa Factores que condicionan el rendimiento fotosintético Planta de sombra Planta de sol La fotosíntesis es proporcional a la intensidad de luz hasta un punto en el que su rendimiento se estabiliza.
- 99. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Color de la luz: El mayor rendimiento fotosintético se consigue con luz azul o roja, que es donde absorben las clorofilas. Si la luz es superior a 680 nm solo funciona el fotosistema I y el rendimiento fotosintético disminuye.
- 113. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Ciclo del azufre El ciclo del S, es un ciclo biogeoquímico, que sucede en los siguientes pasos. 1- El S surge de la erosión de las rocas, por lo que entra en contacto con el aire convirtiéndose en sulfato. 2- Las plantas y otros microorganismos absorben el sulfato por sus raíces, en forma de sales de sulfato, los cuales son usados para síntesis proteica. 3- Una vez en las plantas y vegetales, estos son ingeridos por animales herbívoros y estos luego por organismos carnívoros.
- 114. Biología. 2º Bachillerato METABOLISMO Entonces… 4- Cuando los organismos mueren y se descomponen, parte del azufre es liberado y es oxidado por bacterias, para ser utilizado nuevamente por las plantas. 5- Las otras fuentes de S: la atmosfera, las erupciones volcánicas y la descomposición de materia orgánica en pantanos, eventualmente llega a la tierra como precipitaciones. Aquí el S esta como SO2 (también proveniente de las acciones humanas) y en la atmosfera se combina con agua para formar ac. Sulfúrico, responsable de la lluvia acida.