El documento trata sobre el metabolismo y la fotosíntesis. El metabolismo incluye las reacciones químicas que ocurren en los organismos, como la digestión, eliminación de desechos, y reacciones de respiración. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en azúcares, como la glucosa, liberando oxígeno como subproducto. Incluye las etapas fotodependiente, donde se produce ATP y NADPH, y la f

1. METABOLISMO
FOTOSÍNTESIS
Mg. Vania Mallqui Brito

2. Metabolismo
Conjunto de reacciones químicas que se producen en el organismo.
Reacciones químicas más importantes:
Digestión nutrientes de los alimentos
Eliminación de residuos, heces, orina, sudor.
Reacciones químicas productos de respiración.
Circulación sanguínea.
Mantenimiento metabólico.
Regulación de la temperatura del organismo.
*ANABOLISMO: Formación de sustancia propia a partir de las
sustancias que se ingieren a través de los alimentos.
*CATABOLISMO: Formación de sustancias propias en moléculas
más sencillas.
Durante el anabolismo se consume ATP y durante el catabolismo se
produce ATP.

3. Rol del NAD
¿Como resuelve la célula el problema de qué hacer con los
electrones removidos por las reacciones de oxidación?
1.El NADH (y el NADPH ) presentes en pequeñas cantidades. A
menos que sean rápidamente oxidados a NAD+ (o NADP+), se
detendrán las reacciones que los necesiten como coenzimas.
2.La célula debe encontrar un aceptor terminal para "sacarse de
encima" los electrones:
FERMENTACIÓN
- Empleo de una molécula orgánica producida durante proceso
metabólico como aceptor.
- Obtención E° en ausencia de oxígeno, Pauster: “la vie sans
l’air”

4. VIAS ANAERÓBICAS Fermentación alcohólica
Fermentación láctica
1. Fermentación alcohólica: 2 pasos
1. Piruvato acetaldehido + CO2
2. Acetaldehido + NADH + H+ etanol + NAD+
Levaduras, hongos, bacterias.
Base en la industria alimentaria: pan, cerveza, vino.
• Piruvato descarboxilasa (ausente animales) dependiente cofactor
pirofosfato de tiamina y Mg2.
• Alcohol deshidrogenasa (ADH). El NADH glicólisis es reoxidado
(ADH) , cada subunidad de la ADH se une a un NADH y ion Zn2.

5. 1.Piruvato descarboxilasa
acetaldehido
2.Alcohol Deshidrogenasa
etanol

6. 1. Piruvato descarboxilasa
2. Alcohol deshidrogenasa

7. 2. Fermentación Láctica:
Piruvato + NADH + H+ ácido láctico + NAD+
lactato deshidrogenasa
- Bacterias (lácticas), protozoos y el músculo esquelético humano.
-Responsable de productos lácticos acidificados: yogurt, quesos,
cuajada, crema ácida, etc.
-Acido láctico propiedades conservantes de los alimentos
-Acumulación ac. láctico ocasiona dolor y fatiga muscular.

8. Destino
del
Piruvato

9. FERMENTACION LÁCTICA

10. Fermentación Homoláctica:
En el músculo en periodos de actividad (demanda ATP) y el
oxígeno ha sido consumido la Lactato deshidrogenasa (LDH)
cataliza la reducción del piruvato L-lactato.
LDH mamíferos 2 tipos H (músculo cardíaco) y M (músculo e
hígado)
Cuando hay demanda ATP, fibras contracción lenta producen
lactato.
Lactato vía sanguínea HÍGADO piruvato
(lactato deshidrogenasa) glucosa (gluconeogénesis)

11. CICLO DE CORI
Utilización lactato producido por tejidos no hepaticos (músculo y
eritrocito) como fuente de carbono para la gluconeogénesis
hepatica.
Ciclo consumidor Eº, gasta 4 ATP más que los producidos en la
glicólisis.
El ciclo no se sostiene en forma indefinida
Lactato
deshidrogenasa

16. Glucogénesis

17. Gluconeogénesis

18. DESTINO DE LA GLUCOSA:
Levaduras
bacterias

19. FOTOSÍNTESIS

20.  Organismos capaces de sobrevivir con CO2 como principal fuente
de carbono (autótrofos)
 Quimioautótrofos, utilizan Eº almacenada en moléculas
inorgánicas (NH3, H2S o NO2) para convertir CO2 en
compuestos orgánicos.
 Fotoautótrofos emplean Eº radiante para lo mismo. Incluye algas,
plantas y algunos protistas flagelados
 Van Helmont, seres vivos “ingerir” alimentos para sobrevivir.
 Plantas a partir del suelo, plantó un pequeño sauce en una
maceta después de 5 años, el sauce incremento su peso en 75 kg,
mientras que la tierra había disminuido su peso en solo 70 gr,
 Concluyó que todo “alimento” se origino del agua y no del suelo.
 Descubrir el proceso de la fotosíntesis.

21.  Evolución cianobacterias simbióticas se trasformaron en
cloroplasto (análisis del genoma un solo ancestro)
CLOROPLASTO
- El CO2, O2 y otros gases ingresan
por unas aberturas “estomas”
hojas
- Células mesófilas
- Miden aprox. 10 x 4 u
- Hay 20 – 40 en cada célula
- Blg. Alemán Engelmann 1881
Iluminó Spirogyra encontró bacterias
cerca cloroplasto consumiendo O2 (aerobias)

22. -Cloroplastos formados por doble membrana separadas por un
espacio estrecho, presentan porinas de actividad selectiva y la MI es
impermeable, sust. atraviezan por medio de transportadores.
-MI maquinaria trasladar Eº se organiza en sacos aplanados
tilacoides, estan dispuestos en pilas ordenadas llamadas granas.
-Espacio interior tilacoide recibe a la luz y el espacio fuera y dentro
de la envoltura cloroplasto es estroma (síntesis carbohidratos).
-En el estroma hay DNA y ribosomas

23. -Los pigmentos principales son la clorofila a y b. También pigmentos
amarillo-naranja, los cuales son de dos tipos: carotenos y xantófilas.
Pigmentos fotosintéticos
-Los pigmentos absorben luz de diferentes longitud de onda.
-La clorofila, pigmento que hace que las hojas se vean verdes,
absorbe luz en longitudes de onda del violeta , azul y rojo. Dado que
refleja la luz verde, parece verde.
-Cuando un pigmento absorbe un fotón o cuanto de luz, un electrón de
la molécula de pigmento es lanzado a un nivel energético más alto; se
dice entonces que está excitado.
-La energía de excitación, puede disiparse como calor, puede
reemitirse como energía lumínica de mayor longitud de onda, o puede
provocar una reacción química, como sucede en la fotosíntesis.

24. Absorción de luz
-Una molécula que absorbe luz, absorbe cada
vez un electrón de esa molécula. Al ser
excitado el e- se desplaza de su posición
inicial respecto al núcleo a una distancia que
corresponde a la energía del fotón que
absorbió.
- Para la fotosíntesis es necesario que la E° de electrones excitados de
varios pigmentos se transfiera a un pigmento colector “centro de
reacción” Fotosistemas I y II, son moléculas de clorofila asociado a
proteínas y componentes de membrana específicos.

25. Clorofila
-Compuestos tipo
tetrapirrol
4 anillos pirrol formando
una porfirina.
-Unido ión Mg
-Una cadena de fitol larga
(C20H39OH).
-Plantas clorofila “a” responsable de la transformación E° lumínica
en química.
-Clorofila b y carotenoides absorben luz de longitud de onda
diferentes y transfieren la E° a la clorofila “a”
-Convierte la E° cuando está asociada a ciertas proteínas de membrana

26. -Clorofila “c” en algas pardas; “d” algas rojas
-Carotenoides amarillos y rojos insolubles en agua. Se divide en :
carotenos (hidrocarburos insaturados)
xantófilas (derivados oxigenados)
-Ficocianinas y ficoeritrinas; azul.verdoso y rojo-morado limitado a
algas verdes-azules y rojas.

27. -1905 fisiólogo botánico Blackman midió velocidad de
fotosíntesis en diferentes condiciones, sugirió coexistían al
menos 2 factores limitantes: intensidad lumínica y
temperatura.
-Temperatura no mayor de 30° C, reacciones controladas por
enzimas.

28. Etapas fotosíntesis:
1. Fotodependiente
2. Fotoindependiente o ciclo de Calvin

29. 1.ETAPA FOTODEPENDIENTE
1.Síntesis de ATP o fotofosforilación,
puede ser:
- acíclica o abierta
- cíclica o cerrada
2. Síntesis de NADPH
3. Fotolisis del agua
• Fotosistema I (FSI) asociado a
moléculas de clorofila (700 nm) como
P700
• Fotosismtema II (FSII) asociado mol.
clorofila absorben 680 nm (P680)

30. ¿Cómo actúan los fotosistemas?
-La luz es recibida por FSII (P680) se oxida al liberar un electrón,
asciende a un nivel superior de energía
-Electrón es recogido por sustancia aceptora de electrones que se
reduce y va pasando a lo largo de una cadena transportador de
electrones:
Plastoquinona (PQ) Plastocianina (PC) FSI.
-En el descenso el electrón va liberando la energía que tenía en
exceso, se bombea protones de H desde el estroma a los tilacoides,
generando un gradiente electroquímico de protones.
-Protones vuelven al estroma a través de la ATP-asa y se origina
moléculas de ATP

31. -El fotosistema II se reduce al recibir electrones procedentes de
una molécula de H2O, que por acción de la luz, se descompone en
H y O, en el proceso llamado fotólisis del H2O.
-Mantiene un flujo continuo de electrones desde el agua hacia el
fotosistema II y de éste al fotosistema I.
-En el fotosistema I la luz produce el mismo efecto sobre la
clorofila P700, de modo que algún electrón adquiere un nivel
energético superior y abandona la molécula, es recogido por otro
aceptor de electrones , la ferredoxina y pasa por una nueva cadena
de transporte hasta llegar a una molécula de NADP+ que es
reducida a NADPH, al recibir dos electrones y un protón H+ que
también procede de la descomposición del H2O.

32. -Cuando los 2 fotosistemas actúan conjuntamente se denomina
esquema en Z y producen ATP.
-El fotosistema I puede trabajar solo.
-Fosforilación no cíclica o acíclica cuando actúan los dos, se obtiene
ATP y se reduce el NADP+ a NADPH
-Fotofosforilación cíclica, cuando actúa el fotosistema I únicamente
se obtiene ATP y no se libera oxígeno

33. Suceden dos procesos bioquímicos indispensables para
formación glucosa:
1. Reducción de la coenzima NADPH
2. Síntesis de ATP

35. 2. ETAPA FOTOINDEPENDIENTE
 ATP y NADPH se utilizan para reducir carbono del CO2 a un
azúcar simple, a partir del cual se construye otras moléculas
orgánicas.
 CO2 ingresa por los estomas, el proceso es cíclico y se conoce
como Ciclo de Calvin.
Fijación CO2:
1. Carboxilativa
2. Reductiva
3.Regenerativa/sintética

36. CONVERSIÓN DE
CO2 EN
CARBOHIDRATO

37. 1. Compuesto inestable 6C, formar 2 mol. PGA.
2. PGAL (gliceraldehido 3 fosfato)
3. De cada 6 molc. 5 se emplean regenerar Ribulosa 1,5
difosfato
* Enzima Rubisco (ribulosa 1,5 difosfato
carboxilasa/oxidasa), actuacomo carboxilasa o
como oxidasa, según la concentración de CO2.

38. PGAL se transforma en almidón en el estroma del cloroplasto
Otra parte del PGAL se transforma en intermediario de la
glicólisis
Sacarosa intermediario glicólisis se transporta al floema.

39. Existen otras especies en los que la fijación del CO2 tienen cuatro
átomos de carbono (C-4), concretamente ácidos oxalacético, málico y
aspártico. Se encuentran la caña de azúcar, el maíz, el sorgo y el
amaranto (bledo o alegría).
Plantas C-4 son tropical, habitan en condiciones de alta luminosidad
y altas temperaturas. Permite competir más eficientemente con las
plantas C-3, al tener que cerrar los estomas para economizar agua y
evitar la desecación; sinembargo pueden realizar la fotosíntesis a bajas
tensiones de CO2 , debido a que la enzima PEP-carboxilasa muestra
una mayor afinidad por el CO2 que la rubisco.