Anabolisme autòtrof
Anabolisme
Construcció de molècules complexes a partir de
molècules senzilles. Podem distingir:
Anabolisme autòtrof: Éssers que fabriquen la seva
matèria orgànica a partir de la inorgànica.

•

Fotosintètics: Energia lluminosa

•

Quimiosintètics: Energia procedent de reaccions
químiques
Anabolisme heteròtrof: Comú a tots els éssers vius.
Té com a objectiu la fabricació de macromolècules
( midó, cel.lulosa)
Fotosíntesi
Què és?: La conversió de l’ energia lumínica en energia
química, emmagatzemada en molècules orgàniques.
Com es possible? Pels pigments fotosintètics que capten
l’energia lluminosa per a activar electrons i transferir-los.
Els electrons perduts pels pigments es recuperen de dos
maneres:

•

Descompondre molècules d’aigua, procès que allibera
oxigen: Fotosíntesi Oxigènica (plantes, algues,
cianobacteris).
Descompondre molècules d’àcid sulfhídric: Fotosíntesi
Anoxigènica (Bacteris porprats i verds del sofre).
On es produeix la
fotosíntesi en les plantes i
algues?
Altres fotosintetitzadors
Cianobacteris: No tenen de cloroplasts però disposen
de til.lacoides al citoplasma. (Recorda: els moneres
no tenen orgànuls membranosos, tampoc
mitocondris)
Bacteris de fotosíntesi anoxigènica: Tenen uns
orgànuls proteïcs que contenen bacterioclorofil.la
Els fotosistemes
Complexos proteïcs transmembrana (til.lacoides) formats per dues
subunitats:
1. Complex captador de llum o antena:

•

Pigments: Clorofil.la a, Clorofil.la b i carotenoids.

•

Capten energia lluminosa (Energia d’ exitació) i la tansmeten al
centre de reacció. No hi ha transferència d’ electrons

2. Centre de reacció:

•

Contè dues molècules d’un tipus especial de clorofil.la a anometat
Pigment Diana.

1. Aquest pigment , per cada fotó de llum rebut, transfereix un electró
a una molècula anomenada Primer acceptor d’electrons que
passarà els electrons a una molècula fora del centre de reacció.
El pigment diana es capaç d’ inciar un seguit de
reaccions Redox. Aquest pigment reposa els
electrons perduts a través del primer donador d’
electrons
Tipus de fotosistemes
Fotosistema I (PSI): Té un pigment diana que capta
la llum de 700 nm (Clorofil.la P700)

•

Es troba sobretot als til.lacoids d’estroma.

•

No pot trencar la molècula d’aigua per aconseguir
electrons.

Fotosistema II (PSII): Llum de 680 nm (Clorofil.la
P680)

•

Més abundant als til.lacoides de grana.
Recupera els electrons perduts trencant una
molècula d’ aigua.
En l’aparell fotosintetitzador de les membranes dels
til.lacoides a continuació de cada fotosistema hi ha
una cadena de molècules transportadora d’ electrons
i proteïnes ATP-sintetases
2.4. Fotosíntesi dels compostos del carboni
Reacció global de la fotosíntesi d’ una molècula de glucosa:
6CO2+12H2O+Energia lluminosa

C6H12O6+6O2+6H2O

No es poden simplificar les aigües perquè l’ entrada i la sortida es du a terme en etapes
diferents.
Acíclica

Fase Lluminosa
Resum fase acíclica
1. Fotòlisi Aigua: Reposar els electrons del P680
H2O

1/2 O2 + 2H+ + 2e-

2. Fotofosforilació ATP: Diferència de potencial
ADP+Pi

ATP + H2O

3. Fotoreducció del NADP+: P700
NADP+ + 2H+ + 2e4h
v

NADPH + H+
1,3
(ADP+P)

H2O______ 1/2 O2 + 2H+ + 2e-

1,3
ATP

2H+ + 2e-

NADP+

NADPH + H+
Fase lluminosa cíclica

- Hi intervè tan sols el fotosistema 1
- Finalitat: obtenir més ATP per a la fase fosca: En aquesta fase per cada NADPH + H +
consumit es necessiten 1,5 ATP. Mentre que en la fase lluminosa acíclica per cada
NADPH + H+ produit es generen 1,3 ATP.
Fase cíclica&acíclica

Vídeo fase lluminosa
Com és la
clorofil.la
Espectre de la llum
Fase fosca
Té lloc a l’estroma
L’ ATP i el NADPH s’ utilitzen com a font d’ energia i
poder reductor per a sintetitzar matèria orgànica a
partir de matèria inorgànica (CO2, Nitrats i sulfats)
No es necessita la llum solar
Fase fosca

Recursos
cnice
Balanç fotosíntesi oxigènica del carboni
Fotosíntesi dels compostos orgànics nitrogenats
Alguns bacteris poden fixar el N atmosfèric.
Normalment les plantes absorveixen els nitrats del sòl i
aquests són reduits fins a amoníac, a partir de qual es
sintetititzen les proteïnes.
Fotosíntesi dels compostos del Sofre
Es redueixen els sulfats del sòl fins a H2S. Aquest
combinat amb l’acetilserina dóna lloc a la cisteïna.
Fotorespiració
Fotorespiració
La fotorespiració té lloc en climes secs i càlids, els
estomes es tanquen per evitar la pèrdua d’aigua i l’
oxigen produit en la fotoíntesi fa que l’enzim rubisco
actui amb funció oxidativa.
Mecanisme evolutiu per a solucionar aquest
problema: En plantes d’aquests climes s’ha
desenvolupat un sistema diferent de fixació del
carboni del CO2 atmosfèric. Ruta de Hatch-Slack:
Plantes C4
Ruta de Hatch-Slack
3. Quimiosíntesi
Quimiosíntesi: Síntesi d’ATP a partir de l’energia que
es desprèn de les reaccions d’oxidació.
Els organismes que fan la quimiosíntesi són bacteris.
Aquests organismes utilitzen substàncies reduides
com l’amoníac i sufídric. En oxidar-les les
transformen en nitrats i sulfats, substàncies que
poden ser absorvides per les plantes.
Fases de la quimiosítesi
Obtenció d’ ATP i de NADPH.
Fixació del carboni a través del Cicle de Calvin.
Bacteris quimiosintètics
Bacteris incolors del Sofre: Obtenen l’ energia de la
descomposició de l’H2S.
Bacteris del nitrogen: Oxiden compostos reduits del
nitrogen per a obtenir energia.
1. Bacteris nitrosificants: Transformen amoníac en
nitrits.
2. Bacteris nitrificants: Transformen nitrits en nitrats.
Fixadors de nitrogen
Fixen el N2 atomosfèric perquè tenen un complex
enzimàtic anomenat nitrogenasa.
Aquests bacteris són: molts cianoacteris, bacteris
simbionts de plantes, alguns bacteris fotosintètics,
bacteris de vida lliure heteròtrofs (Clostridium)

Anabolisme autòtrof

  • 1.
  • 2.
    Anabolisme Construcció de molèculescomplexes a partir de molècules senzilles. Podem distingir: Anabolisme autòtrof: Éssers que fabriquen la seva matèria orgànica a partir de la inorgànica. • Fotosintètics: Energia lluminosa • Quimiosintètics: Energia procedent de reaccions químiques Anabolisme heteròtrof: Comú a tots els éssers vius. Té com a objectiu la fabricació de macromolècules ( midó, cel.lulosa)
  • 6.
    Fotosíntesi Què és?: Laconversió de l’ energia lumínica en energia química, emmagatzemada en molècules orgàniques. Com es possible? Pels pigments fotosintètics que capten l’energia lluminosa per a activar electrons i transferir-los. Els electrons perduts pels pigments es recuperen de dos maneres: • Descompondre molècules d’aigua, procès que allibera oxigen: Fotosíntesi Oxigènica (plantes, algues, cianobacteris). Descompondre molècules d’àcid sulfhídric: Fotosíntesi Anoxigènica (Bacteris porprats i verds del sofre).
  • 7.
    On es produeixla fotosíntesi en les plantes i algues?
  • 9.
    Altres fotosintetitzadors Cianobacteris: Notenen de cloroplasts però disposen de til.lacoides al citoplasma. (Recorda: els moneres no tenen orgànuls membranosos, tampoc mitocondris) Bacteris de fotosíntesi anoxigènica: Tenen uns orgànuls proteïcs que contenen bacterioclorofil.la
  • 10.
    Els fotosistemes Complexos proteïcstransmembrana (til.lacoides) formats per dues subunitats: 1. Complex captador de llum o antena: • Pigments: Clorofil.la a, Clorofil.la b i carotenoids. • Capten energia lluminosa (Energia d’ exitació) i la tansmeten al centre de reacció. No hi ha transferència d’ electrons 2. Centre de reacció: • Contè dues molècules d’un tipus especial de clorofil.la a anometat Pigment Diana. 1. Aquest pigment , per cada fotó de llum rebut, transfereix un electró a una molècula anomenada Primer acceptor d’electrons que passarà els electrons a una molècula fora del centre de reacció.
  • 11.
    El pigment dianaes capaç d’ inciar un seguit de reaccions Redox. Aquest pigment reposa els electrons perduts a través del primer donador d’ electrons
  • 12.
    Tipus de fotosistemes FotosistemaI (PSI): Té un pigment diana que capta la llum de 700 nm (Clorofil.la P700) • Es troba sobretot als til.lacoids d’estroma. • No pot trencar la molècula d’aigua per aconseguir electrons. Fotosistema II (PSII): Llum de 680 nm (Clorofil.la P680) • Més abundant als til.lacoides de grana. Recupera els electrons perduts trencant una molècula d’ aigua.
  • 13.
    En l’aparell fotosintetitzadorde les membranes dels til.lacoides a continuació de cada fotosistema hi ha una cadena de molècules transportadora d’ electrons i proteïnes ATP-sintetases
  • 15.
    2.4. Fotosíntesi delscompostos del carboni Reacció global de la fotosíntesi d’ una molècula de glucosa: 6CO2+12H2O+Energia lluminosa C6H12O6+6O2+6H2O No es poden simplificar les aigües perquè l’ entrada i la sortida es du a terme en etapes diferents.
  • 17.
  • 18.
    Resum fase acíclica 1.Fotòlisi Aigua: Reposar els electrons del P680 H2O 1/2 O2 + 2H+ + 2e- 2. Fotofosforilació ATP: Diferència de potencial ADP+Pi ATP + H2O 3. Fotoreducció del NADP+: P700 NADP+ + 2H+ + 2e4h v NADPH + H+ 1,3 (ADP+P) H2O______ 1/2 O2 + 2H+ + 2e- 1,3 ATP 2H+ + 2e- NADP+ NADPH + H+
  • 19.
    Fase lluminosa cíclica -Hi intervè tan sols el fotosistema 1 - Finalitat: obtenir més ATP per a la fase fosca: En aquesta fase per cada NADPH + H + consumit es necessiten 1,5 ATP. Mentre que en la fase lluminosa acíclica per cada NADPH + H+ produit es generen 1,3 ATP.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 24.
    Fase fosca Té lloca l’estroma L’ ATP i el NADPH s’ utilitzen com a font d’ energia i poder reductor per a sintetitzar matèria orgànica a partir de matèria inorgànica (CO2, Nitrats i sulfats) No es necessita la llum solar
  • 25.
  • 26.
  • 27.
    Fotosíntesi dels compostosorgànics nitrogenats Alguns bacteris poden fixar el N atmosfèric. Normalment les plantes absorveixen els nitrats del sòl i aquests són reduits fins a amoníac, a partir de qual es sintetititzen les proteïnes.
  • 28.
    Fotosíntesi dels compostosdel Sofre Es redueixen els sulfats del sòl fins a H2S. Aquest combinat amb l’acetilserina dóna lloc a la cisteïna.
  • 29.
  • 30.
    Fotorespiració La fotorespiració télloc en climes secs i càlids, els estomes es tanquen per evitar la pèrdua d’aigua i l’ oxigen produit en la fotoíntesi fa que l’enzim rubisco actui amb funció oxidativa. Mecanisme evolutiu per a solucionar aquest problema: En plantes d’aquests climes s’ha desenvolupat un sistema diferent de fixació del carboni del CO2 atmosfèric. Ruta de Hatch-Slack: Plantes C4
  • 31.
  • 32.
    3. Quimiosíntesi Quimiosíntesi: Síntesid’ATP a partir de l’energia que es desprèn de les reaccions d’oxidació. Els organismes que fan la quimiosíntesi són bacteris. Aquests organismes utilitzen substàncies reduides com l’amoníac i sufídric. En oxidar-les les transformen en nitrats i sulfats, substàncies que poden ser absorvides per les plantes.
  • 33.
    Fases de laquimiosítesi Obtenció d’ ATP i de NADPH. Fixació del carboni a través del Cicle de Calvin.
  • 34.
    Bacteris quimiosintètics Bacteris incolorsdel Sofre: Obtenen l’ energia de la descomposició de l’H2S. Bacteris del nitrogen: Oxiden compostos reduits del nitrogen per a obtenir energia. 1. Bacteris nitrosificants: Transformen amoníac en nitrits. 2. Bacteris nitrificants: Transformen nitrits en nitrats.
  • 35.
    Fixadors de nitrogen Fixenel N2 atomosfèric perquè tenen un complex enzimàtic anomenat nitrogenasa. Aquests bacteris són: molts cianoacteris, bacteris simbionts de plantes, alguns bacteris fotosintètics, bacteris de vida lliure heteròtrofs (Clostridium)