L’anabolisme autòtrof

Tema3Col·legi Sagrada Família

Rosa Marfà

Tipus d’anabolisme• La fotosíntesis

– Fotosíntesis anoxigènica o bacteriana• Bacteris porprats• Bacteris verds

– Fotosíntesis oxigènica• Cianobacteris• Algues• Plantes

• La quimiosíntesis – Bacteris (reacció d’oxidació de les substàncies inorgàniques és la font d’energia per fer ATP i obtenir

NADH)• Bacteris incolors del sofre• Bacteris del nitrogen

– Bacteris nitrosificants (transformen l’amoníac a nitrits)– Bacteris nitrificants ( transformen els nitrits a nitrats)

• Bacteris d’hidrogen• Bacteris del ferro

• Organismes fixadors de nitrogen– Bacteris heteròtrof– Bacteris simbionts de lleguminoses– Cianobacteris

La fotosíntesis I

Concepte de fotosíntesis ( la fase lluminosa és per tots igual)

Síntesis dels compostos del carboni

(cicle de Calvin)

Síntesis dels compostos del nitrogen

1-Els ions nitrat són reduïts a

ions nitrit, gastant NADH.

En el citosol (E=nitrat

reductasa)

2-Els ions nitrit són reduïts a

amoníac en els cloroplast (E=nitrit

reductasa)

3-L’amonìac obtingut és

captat per l’àcid alfa cetoglutàric i el converteix a àcid glutàmic.

Síntesis dels compostos del sofre

1-Els ions sulfat són reduïts a

ions sulfit

2-Els ions sulfit són reduïts a

sulfur d’hidrogen

3-Aquest es combina amb acetilserina i dóna lloc a

cisteïna.

La fotosíntesis II

Estructures fotosintetitzadores Cloroplast

Membrana externa , espai intermembranal i

membrana interna

Estroma

Til·lacoides

Molècules transportadores

d’electrons

ATP-sintetases

Fotosistemes

Fotosíntesis III

fotosistemes

Fotosistema I• Complex captador: clorofil·la

700nm, no pot trencar la molècula d’aigua i abunda en els til·lacoides estroma

• Centre de reacció

Fotosistema II• Complex captador: clorofil·la

680nm, trenca la molècula d’aigua i abunda en els til·lacoides grana

• Centre de reacció

Tipus de til·lacoides

Grana

Estroma o lamel·la

Fotosíntesis IV

Parts del procés de la fotosíntesis

Fase lluminosa

acíclica

Fase lluminosa

cíclicaFase fosca

Fase lluminosa: fase acíclica IFotosistema II

68onm

• Capta 2 fotons de llum• Els quals trenquen 1

molècula d’aigua• Es desprenen 2H i 1O

Plastoquinona • Deixa entrar 2H dins del til·lacoid

Citocrom b i citocrom f

Plastocianina

Fotosistema I 700nm

• Capta dos fotons de llum

Ferredoxina

NADH reductasa

• El NADP es transforma en NADPH H

Fotolisis de l’aigua

Cadena de transport

d’electrons Fotoreducció del NADP

Til·lacoid ( la membrana)

Dins de l’espai de dins del til·lacoid

2e

2e

2e

2e

2e

2e

H

H

O2

Fase lluminosa: fase acíclica IIQuimioosmosi i fotofosforilació de l’ADP

ADP+Pi=ATP

HH H

Són els H que venen de dins del til·lacoide.

Atravessen l’ATP-sintetasa

H

HH

Fase lluminosa: fase cíclica IFotosistema I 700nm•Capta 2 fotons de llum

Ferredoxina

Complex citocrom b-f•Deixa entrar 2H dins del til·lacoide

Plastoquinona

Complex citocrom b-f

Plastocianina

Fase lluminosa: cíclica IIQuimiosmosi i fotofosforilació de l’ADP

ADP+Pi=ATP

HH H

Els H entren per l’ATP-sintesa a favor de gradient

Fase fosca

• 1-Fixació del diòxid de carboni– El diòxid de carboni atmosfèric entra en l’estroma del cloroplast.– Allà s’uneix a la ribulosa-1,5-difosfat (gràcies a l’enzim ribulosa-

difosfat-carboxilasa-oxidasa)– Dóna lloc a un compost inestable que es trenca en dos compostos

de 3C (plantes C3)• 2-Reducció del diòxid de carboni fixat , l’ATP i NADPH de la

fase lluminosa el gliceraldehid-3-fosfat pot fer tres coses diferents:– 1 Regeneració de la ribulosa-1,5-difosfat.– 2 Síntesi de midó, àcids grassos i aminoàcids– 3 Síntesi de glucosa i fructosa.

Diòxid de carboni

atmosfèric

La Fotorespiració ( cas de les plantes C4)

• Fotorespiració:– Ambient càlid i sec– Estomes de les fulles es tanquen per evitar la pèrdua d’aigua.– L’oxigen produït per la fotosíntesis no pot sortir cap l’exterior– Llavors la ribulosa-difosfat-carboxilasa-oxidasa oxida i destrueix la ribulosa-

1,5-difosfat i no pot captar diòxid de carboni. I no poden fer el cicle de Calvin.• Les plantes que estan adaptades a aquestes condicions fan la ruta de

Hatch-SlaK ( cas de les plantes C4)– Cèl·lules del mesòfil (parènquima perifèric): agafen el diòxid de carboni amb

l’àcid fosfoenolpirúvic convertint-se en l’àcid oxalacètic. Aquest es transforma en àcid màlic. Què travessa pels plasmodesmes i allibera diòxid de carboni a les cèl·lules internes.

– Cèl·lules internes (a prop dels vasos conductors): agafen el diòxid de carboni i els seus cloroplast fan el cicle de Calvin

Factors que influeixen en la fotosíntesis

• La temperatura• La concentració de diòxid de carboni• La concentració d’oxigen• Intensitat lluminosa• Escassetat d’aigua

Bacteris quimiosintètics

Bacteris incolors del sofre

Bacteris aerobis

Transformen el sulfur d’hidrogen en sulfat

El sulfur d’hidrogen procedent de la matèria orgànica

residual

Bacteris del nitrogen

Bacteris aerobis

Transformen l’amoníac a nitrat

L’amoníac es procedent de la

descomposició de matèria orgànica

Bacteris del ferro

Bacteris aerobis

Transformen el carbonat de ferro a

hidròxid de ferro

El carbonat de ferro es troba en jaciments

d’òxids de ferro.

Bacteris de l’hidrogen

Bacteris facultatius

Transformen l’hidrogen gas a

aigua

Abundant en processos volcànics

Bacteris fixadors de nitrogen

• Poden ser fotosintètics i quimiosintètics• Capten el nitrogen en forma gas de l’atmosfera i el

transformen a amoníac.• Tenen un enzim, la nitrogenasa.• Funcionament de la nitrogenasa:– Necessitem:

• Ferredoxina• 3NADH H• 2N

– Obtenim:• 2 Amoníac.