Este documento describe los principales procesos metabólicos que involucran moléculas en las células vivas, incluyendo la glucólisis, la respiración celular aeróbica, el ciclo de Krebs, la cadena transportadora de electrones, la fotosíntesis y la fermentación. Explica cómo estas rutas metabólicas degradan moléculas como la glucosa y los lípidos para producir energía en la forma de ATP, o cómo la fotosíntesis usa la energía solar para sintetizar moléculas orgánic

1. MOLÉCULAS
QUE INTERVIENEN
EN EL
METABOLISMO
Metabolitos
Nucleótidos
Moléculas
con
enlaces ricos en energía
Moléculas
externas
del
ambiente

2. Polímeros
Proteínas
Ácidos nucleicos
Polisacáridos
Lípidos
Monómeros
Aminoácidos
Nucleótidos
Monosacáridos
Ácidos grasos
Glicerol
Intermediarios
Metabólicos
Piruvato
Acetil-CoA
Intermediarios
del ciclo de Krebs
Moléculas
Pequeñas sencillas
H2O, CO2
NH3
CATABOLISMO ANABOLISMO
ADPi + Pi+ NAD+
+ NADP+
ATP + NADH + NADPH
Célula animal y vegetal
Moléculas del metabolismo
Composición química célula
METABOLISMO

3. Anabolismo y catabolismo

4. FOTOSÍNTESIS QUIMIOSÍNTESIS
Moléculas orgánicas
sencillas
ANABOLISMO CATABOLISMO
Moléculas orgánicas complejas
Estructuras celulares
Respiración
Fermentación
METABOLISMO

5. Glucosa (C6H12O6)
2 Ac.pirúvico
2 etanol + 2CO2
2 láctico
CO2 + H2O
Glucólisis
Respiración
Celular
aerobia
Respiración
Celular
anaerobia
CO2 + N2
O2
NO3
-
Fermentación
(sin oxígeno) Fermentación
(sin oxígeno)
OXIDACION DE LA
GLUCOSA
Rutas catabólicas

6. C6H12O6
+ 6 H2O
6 CO2
6O2
12 H2O
34 0 36
ATP
2
ATP
Oxidación de la glucosa: glucolisis + respiración celular aeróbica
C6H12O6 + 6 H2O + 6O2  6CO2 + 12 H2O + energía (ATP + calor))
10 NAD+
2 FAD
10 NADH + 10 H+
2 FADH2

7. Cadena respiratoria
G
L
U
C
O
L
I
S
I
s
Glucosa
C6H12O6
2 Ác. pirúvico
Ciclo
De
Krebs
2 Acetil - CoA
6 O26 NADH
2 FADH2
12 H2O
2 ATP2 ATP
2 NADH2 NADH
2 CO2
2 NADH2 NADH
4 CO2
34 ATP2 ATP
10 NAD+
2 FAD
10 NAD+
2 FAD
12 e-
24 H+
e-
6 H2O

8. Glucólisis
Es una ruta de nivel 2 para la degradación de los
hidratos de carbono, en las células aerobias o
anaerobias.
La principal entrada a la glucólisis es la glucosa,
que generalmente procede de los polisacáridos
de almacenamiento de energía o de los hidratos
de carbono del alimento. Esta ruta conduce al
ácido pirúvico.
Los organismos anaerobios reducen el ácido
pirúvico a diversos productos, por ejemplo,
etanol y dióxido de carbono, en la fermentación
alcohólica
En la respiración, el ácido pirúvico se oxidación a
acetil-CoA. Los dos carbonos del grupo acetilo
sufren posteriormente una oxidación en el ciclo
del ácido cítrico o de Krebs
http://youtu.be/d_8q-bgpvAw

9. 2 ADP
2 ATP
2 Pirúvico
G
l
U
C
O
L
I
S
I
S
2 NAD
2 NADH
BALANCE TOTAL
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2H2O
GlucosaCitosol

10. FASE PREPARATORIAFASE PREPARATORIA FASE DE BENEFICIOFASE DE BENEFICIO
BALANCE TOTAL
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2H+
+ 2H2O

11. 2 Acetil – CoA
(2 x 2)C
2 Ac. Pirúvico
(2 x 3)C
2 NADH
2 CoA
2 CO2
(1 x 2)C
2 NAD+
TRANSFORMACIÓN DEL ÁC. PIRÚVICO EN ACETIL - CoA

12. RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA
(Mitocondria)
Transformación
del ac. pirúvico en acetil – CoA
(Matriz mitocondrial)
Ciclo de Krebs
(Matriz mitocondrial)
Cadenas de transporte de electrones
y fosforilación oxidativa
(Membrana interna)

13. Acetil – CoA
(2c)
CoA
Ac. Cítrico
(6C)
Compuesto de
5C
Compuesto de
4C
Ac. Oxalacético
(4C) NAD+
NADH
CO2
NAD+
NADH
CO2
ADPATP
FAD
FADH2
NAD+
NADH
CICLO
DE
KREBS
Acetil-CoA + 3 NAD+
+ FAD + ADP + Pi + 2 H2O 
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA
Descaboxilación
oxidativa
Descaboxilación
oxidativa
Fosforilación
Oxidación

14. H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
2e-
NADH NAD+
H+
2H+
+ ½ O2 H2O
H+
CoQ
Cit
c
ATP ADP + Pi
H+
H+
ATP sintasa
H+
H+

15. MatrizMatriz
Pirúvico
A.grasos
Aminoácidos
Pirúvico
A.grasos
Aminoácidos
NADH
Acetil-CoAAcetil-CoA
NADH
del citosol
NADH
NAD+
FADH2
FAD
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
H2O
1/2O2
NADH
Aminoácidos
Membrana
externa
Membrana
externa
Membrana
interna
Membrana
interna ATP
sintasa
Ciclo
de
Krebs
H+
2e-
2e-
2e-
2e-
H+

16. Acetil-CoA + 3 NAD+
+ FAD + ADP + Pi + 2 H2O 
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA
2 Acetil-CoA + 6 NAD+
+ 2FAD + 2ADP + 2Pi + 4 H2O 
4 CO2 + 2 ATP + 6 NADH + 2FADH2 + 2 CoA
x 2
GLUCOSA + 2 ADP + 2 NAD+

2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH
2 Ác. Pirúvico + 2 CoA + 2 NAD+

2 acetil – CoA + 2NADH + 2 CO2

18. Glucólisis
2 ADP + 2 Pi
2 ATP
2 A.pirúvico
2 NAD+
2 NADH
Glucosa
2 Etanol
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi  2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP
2 CO2
D
e
s
c
a
r
2 AcetaldehídoReducción

19. Fermentación alcohólica

20. glucólisis
2 ADP + 2 Pi
2 ATP
2 A.pirúvico
2 NAD+
2 NADH
Glucosa
2 A. láctico
FERMENTACIÓN LÁCTICA
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi  2 A.lactico + 2 ATP
R
e
d
u
c

21. Fermentación láctica

22. Triacilglicérido
(grasa)
Lipasa
Glicerina DHAP Glucólisis
A. grasos
β-oxidación
Acetil - CoA
Ciclo
De
Krebs
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
G3P

23. Proteínas
proteasas
Aminoácidos
Transaminación
Desaminación
NH3
Esqueleto
carbonado
(Cetoácido)
Ciclo
de
Kreebs

24. FAD
FADH2
H2O
NAD+
NADH
CoA - SH
β - Oxidación
CAC

25. O2
Moléculas
orgánicas
(ricas en energía)
GLUCÓLISIS
RESPIRACIÓN
CELULAR
AEROBIA
FOTOSÍNTESISFOTOSÍNTESIS CO2 + H2O
Productos
de la glucólisis
Energía para
trabajo celular
34-36 ATP
Energía para
trabajo celular
2 ATP
Energía
de la luz
solar

27. FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA
2H2S + CO2  (CH20) + H20 + 2S
Para reducir el CO2 no se utiliza
No de libera O2
La realizan bacterias purpúreas
no del azufre, bacterias verdes
filamentosas…
FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA
2H2S + CO2  (CH20) + H20 + 2S
Para reducir el CO2 no se utiliza
No de libera O2
La realizan bacterias purpúreas
no del azufre, bacterias verdes
filamentosas…
FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA
nH20 + nCO2 (CH20)n + n02
Utilizan el H2O para reducir el
CO2
Se libera O2
La realizan la planta, las
algas y las cianobacterias
FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA
nH20 + nCO2 (CH20)n + n02
Utilizan el H2O para reducir el
CO2
Se libera O2
La realizan la planta, las
algas y las cianobacterias
FOTOSÍNTESIS
Proceso mediante el cual las moléculas inorgánicas simples (CO2, H2O y por
extensión nitratos y sulfatos) se combinan para formar moléculas orgánicas
Simples, utilizando para ello la energía de la luz
FOTOSÍNTESIS
Proceso mediante el cual las moléculas inorgánicas simples (CO2, H2O y por
extensión nitratos y sulfatos) se combinan para formar moléculas orgánicas
Simples, utilizando para ello la energía de la luz
2H2D + CO2  (CH20) + H20 + 2D2H2D + CO2  (CH20) + H20 + 2D
Fotosíntesis

28. FASE LUMINOSA
se realiza en los
tilacoides de los
cloroplastos
FASE OSCURA
se produce en el
estroma de los
cloroplastos
Energía
Solar
(48 fotones)
6O2
12 NADPH
18 ATP
12 NADP+
18ADP + 18Pi
Azúcares + 6 H2O
6CO2
12 H2O Fotosíntesis
oxigénica
Fotosíntesis
oxigénica

29. 12H2O12H2O
12NADP+
18ADP + 18Pi 18 ATP
12NADPH + 12H+
6O2
6O2 6CO2
6CO2
12NADP+
C6H12O6 + 6H2OC6H12O6 + 6H2O
18 ADP + 18Pi
48 hu
Fase luminosaFase luminosa Fase oscuraFase oscura
Luz
RESUMEN DE LAS REACCIONES LUMINOSA Y OSCURA DE LA FOTOSÍNTESIS
cloroplasto

30. LuzLuz
Las seis moléculas extras de H2O
adicionadas en este lado para
tener los 12 átomos de oxígeno
de este lado
Las seis moléculas extras de H2O
adicionadas en este lado para
tener los 12 átomos de oxígeno
de este lado
Estas moléculas de agua se
forman durante el proceso,
sus átomos de
oxígeno provienen del CO2
Estas moléculas de agua se
forman durante el proceso,
sus átomos de
oxígeno provienen del CO2
6H20 + 6CO2  C6H1206 + 602
6H20 + 6CO2  C6H1206 + 602
Ecuación general de la fotosíntesis oxigénica

31. Glucosa
Fotosistema II Fotosistema II
Luz
2e-
Tilacoide
NADP+
NADPH
ADP + Pi
ATPCO2
C5
2 x C3
Ciclo de Calvin
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Luz
ATP
SINTASA
2e-
2e-
2e-
2e-
2e-
H2O
2H+
1/2O2
Espacio
tilacoidal
H+
H+
H+
H+
H+

32. FOTOSISTEMA
Formado por un complejo antena y un centro reactivo
o centro de reacción fotoquímica, junto con un dador y
un aceptor de electrones.

33. Antena Centro
de reacción
H2O 2H+
+ 1/2O2
Energía
de la luz
2e-
2e-
2e-
2e-
2e-
Energía
de la luz
2e-
2e-
2e-
NADP+ + H+
NADPH
Fotosistema IFotosistema I
Fotosistema IIFotosistema II
Antena Centro
de reacción
CO2
C6H12O6
Pi + ADP ATP
2e-
Cloroplasto
FOTOSÍNTESIS

34. Ac. 3- fofoglicérico
(12 moléculas)
Ac. 1,3- bis fofoglicérico
(12 moléculas)
Ribulosa-5-fosfato
(6 moléculas)
12 ATP
12ADP
Gliceraldehído 3-fosfato)
(2 moléculas)
Gliceraldehído 3-fosfato)
(12 moléculas)
12 NADPH
12 NADP+
12Pi
6 ATP
6ADP
6 moléculas
Rubisco
Ribulosa-1,5-bis fosfato
(6 moléculas)
Fructosa 1,6-bis fosfato
Glucosa AlmidónSacarosa
1. FIJACION
2. REDUCCION
3. REGENERACION
CICLO DE
CALVIN

35. Ac. 3- fofoglicérico
(12 moléculas)
Ac. 1,3- bis fofoglicérico
(12 moléculas)
Ribulosa-5-fosfato
(6 moléculas)
12 ATP
12ADP
Gliceraldehído 3-fosfato)
(2 moléculas)
Gliceraldehído 3-fosfato)
(12 moléculas)
12 NADPH
12 NADP+
12Pi
6 ATP
6ADP
6 moléculas
Rubisco
Ribulosa-1,5-bis fosfato
(6 moléculas)
Fructosa 1,6-bis fosfato
Glucosa AlmidónSacarosa
1. FIJACION
2. REDUCCION
3. REGENERACION
CICLO DE CALVIN

36. 1. Fase de fijación
o carboxilación
1. Fase de fijación
o carboxilación
RubiscoCO2
(6 moléculas)
12 ATP 12 ADP
12 NADPH
12 NADP+Pi
2. Fase de reducción2. Fase de reducción
6 ATP
6 ADP
2 gliceraldehído-3-fosfato2 gliceraldehído-3-fosfato
Fructosa 1,6 bisfosfato
GlucosaSacarosaSacarosa AlmidónAlmidón
Ciclo
de
Calvin
3. Fase de regeneración
del compuesto aceptor
3. Fase de regeneración
del compuesto aceptor
Monosacáridos

37. Obtención
de
energía
Formación de
materia orgánica
Concepto
Fases
QUIMIOSÍNTESIS