metabolismo la esencia de la vida

8/17/2019 Metabolismo La Esencia de La Vida

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Metabolismo vegetal

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Ing. Agr. Edin Alejandro Gil E. Facultad de

Agronomía, USAC


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• Reacciones biologicas

catalizadas por

enzimas

• La importancia

Ecológica de la

Fotosíntesis y laRespiración Celular

• Autótrofos

•

Heterótrofos

Metabolismo

VIDA = ENERGIA (Biológica)


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• Enzimas son proteinas que regulan lamayoría de actividades metabólicas.

• Anabolismo – ConstruyeMoléculas/Almacena Energía

• Reacciones de la Fotosíntesis

• Catabolismo –Degradamoléculas/Consume Energía almacenada

• Reacciones de la Respiración celular

Metabolismo vegetal


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La Energía no se crea ni se

destruye solamente se transforma

LUZ SOLAR


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Transferencia de

Energía (EnergíaBiológica)

• Energía para la mayoría de actividad celularinvolucra a la Adenosina Trifosfato ( ATP) – Las Plantas fabrican azucares en los cloroplastos

usando luz como fuente de energía• Se lleva a cabo en los cloroplastos

• Las Plantas usan el azúcar para hacer ATP en losmitocondrias


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Vista General de la Fotosíntesis

CO2

6CO2+12H2O + luz carbohidrato +6O2

cloroplasto O2


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AirE

CO2

La Atmósfera terrestre:78% Nitrógeno

21% Oxigeno1% CO2

6CO2+12H2O + luz

carbohidrato +6O2


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Bióxido de Carbono

• Bióxido de Carbono llega a los cloroplastos en lascélulas del mesófilo, al interior de la hoja, pordifusión a través de los estomas.


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Water

H2O

Fuente de electrones y protones

para la fotosíntesis

OH

+H

+

H2O H2O

H2O

3

6CO2+12H2O + luz

carbohidrato +6O2

El Agua


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• Menos del 1% detoda el agua

absorbida por las

plantas es usada enla fotosíntesis

• La mayoría del resto

es t ranspirada oincorporada en

materiales vegetales

El Agua


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La luz• Cerca del 40% de laenergía radiante recibidaen la tierra está en laforma de luz visible. – Las hojas comunmente

absorben cerca del 80% dela luz visible que llega a

ellas.• La intensidad lumínica varía

con la hora del día, laestación del año, altitud,latitud, y composición de laatmósfera.

– Variación considerable enlas intensidades lumínicases necesaria para óptimastasas fotosintéticas.

6CO2+12H2O + luz carbohidrato +6O2


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La Clorofila captura la luz

• Varios diferentes tipos de

clorofila. – La mayoría de plantas

contienen ambas:clorofila “a” (azul-verde) y

clorofila “b” (amarillo-verde). – Otros pigmentos incluyen

carotenoides (amarillo yanaranjado) ficobilinas (azul o

rojo), y varios otros tipos declorofilas. – Cerca de 250-400 pigmentos

moleculares se agrupan comouna unidad fotosintética.


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El

Cloroplasto• Las reaccionesdependientes de laluz (la cosecha dela luz) ocurren enla membrana del

tilacoide• Las reacciones de

fijación delcarbono

(formación decarbohidratos)ocurren en elestroma


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LOCALIZACION DE LA FOTOSINTESIS


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Fotosíntesis

Reaccionesdependientes dela luz

(ReaccionesLumínicas)

• Ocurren dentro dela membrana delTilacoide en elinterior delcloroplasto

ReaccionesIndependientesde la

luz(Reaccionesobscuras)

• Ocurren dentrodel Estroma


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REACCIONES DE LA FOTOSINTESIS


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Reacciones Dependientes de la Luz


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Reacciones Independientes de la Luz

El Ciclo de Calvin


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Como son usados los azucares?• Madera

• Fibras

• Azucares simples

• Celulosa

• Almidón

• Grasas

• Proteínas

FOTOSINTATO

S


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Modificaciones de la Fotosíntesis

• Fotorrespiración

– Cuando el sol calientamucho

– Girando el ciclo

• Fotosíntesis C4

– Como manejar lafotorrespiración

– Plantas de praderas ypasturas

• Fotosíntesis CAM

– Manejando climascalientes y agua limitada

– Plantas de desierto


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• Bajo ciertas condiciones ambientales, las plantas

“quieren” prevenir la pérdida de agua y cierran susestomas

• Cierre de estomas no permite la entrada del CO2 y, por

lo tanto, frena la fotosíntesis


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Fotorrespiración

Los estomas usualmente se cierran en días

calurosos, secos.

– Estomas cerrados previenen la entrada de

bióxido de carbono a la hoja.• Cuando los niveles de bióxido de carbono caen por

debajo de cerca de 50 partes por millón, se inicia la

fotorespiración.

– Rubisco fija oxígeno en lugar de bióxido decarbono.

– No se produce ATP

– La planta está “girando sus ruedas”


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Energía

Lumínica• Hora del día• Estacionalmente

• Latitud• Altitud

• Condiciones

atmosféricas

n rgy


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Plantas C3 y C4

• Plantas C3 son lasmás comunes

• Llamadas asi porque

el ciclo de Calvinproduce un azúcar de3-carbonos (3 PGA)

• Son vulnerables a lafotorrespiración

• Plantas C4 cuentan para~1000 especies de pastostropicales y plantas de

regiones áridas• Producen un compuesto

de 4-carbonos (ácidooxaloacético)

• Su ventaja es unareducción en lafotorespiración


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La PraderaNorteamericana

La

SavanaAfricana


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Fotosíntesis C-4

La Ruta de 4-Carbonos

– Las Plantas tienen la Anatomía de Kranz.

– Dos formas de cloroplastos1. Células del Mesófilo tienen cloroplastos mas

pequeños con grana bien desarrollada

(tilacoides) y casi sin gránulos de almidón

2. Células de la Vaina del haz tienen cloroplastosgrandes con poca o casi nada de grana. Estos

cloroplastos tienen gránulos de almidón grandes.


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célula de la vaina del haz

célula del mesófilo


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La Ruta de 4-Carbonos


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Fotosíntesis CAM

•C rassulacean Acid M etabol ism(Metabo l ismo A cido de las Crassulaceas)

• Encontrado en ~ 30 familias de plantas – Cactos

– Nueces – Orquídeas

– Bromelias (Piña)

– Otras plantas suculentas (almacenadoras de

agua en tallos y hojas)• Permite que las plantas funcionen bien bajo

condiciones limitantes de provisión de agua,así como alta intensidad lumínica.


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• Similar a la fotosíntesis C4 en que

compuestos 4-Carbonados son producidos

en lugar de los compuestos 3-Carbonados• Sin embargo, en CAM, los ácidos orgánicos

se acumulan en la noche y se degradan

durante el día, liberando bióxido decarbono

– PEP carboxilasa está igualmente involucrada

Fotosíntesis CAM

F t í t i CAM


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Fotosíntesis CAM


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Glucosa + O2 ATP

CO2

H2O

CO2

H2OATP O2 Glucosa

Respiración aeróbicaMitocondria (células eucarióticas anim. y veg.)

FotosíntesisCloroplastos (células de algunas plantas y algas)

Luz

++ +

CloroplastoMitocondria

FotosíntesisRespiración


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Catabolismo

RESPIRACIÓN CELULARIng. Agr. Edin Alejandro Gil E.


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Respiración celular • La degradación de la glucosa mediante el uso

de oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica,se conoce como respiración celular. – La respiración celular que necesita oxígeno se llama

respiración aeróbica.


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•El ciclo del ácidocítrico


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La cadena de transporte deelectrones


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Respiración anaeróbica

• No todas las formas de respiración requierenoxígeno.

• Algunos organismos (bacterias) degradan sualimento por medio de la respiraciónanaeróbica.

• Aquí, el aceptor final de electrones es otrasustancia inorgánica diferente al oxígeno.

• Se produce menos ATP que en la respiraciónaeróbica.


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FERMENTACIÓN

Es la degradación de laglucosa y liberación deenergía utilizandosustancias orgánicas comoaceptores finales de

electrones. Algunos organismos como

las bacterias y las célulasmusculares humanas,pueden producir energía

mediante la fermentación. La primera parte de la

fermentación es la glucólisis. La segunda parte difiere

según el tipo de organismo.


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Fermentación alcohólica

Este tipo defermentación producealcohol etílico y CO2, apartir del ácido pirúvico.

Es llevada a cabo porlas células de levadura(hongo).

La fermentación

realizada por laslevaduras hace que lamasa del pan suba yesté preparada parahornearse.


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Fermentación láctica

• Este tipo de fermentación convierte el ácidopirúvico en ácido láctico.

• Al igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene

una ganancia neta de 2 ATP por cada glucosadegradada.

• Es importante en la producción de lácteos.


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• Reacciones biologicas

catalizadas por

enzimas

• La importancia

Ecológica de la

Fotosíntesis y laRespiración Celular

• Autótrofos

• Heterótrofos

VIDA = ENERGIA (Biológica)

metabolismo la esencia de la vida

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