Anabolisme autòtrofAnabolisme autòtrof

AnabolismeAnabolismeConstrucció de molècules complexes a partir de molècules senzilles. Podem distingir:

Anabolisme autòtrof: Éssers que fabriquen la seva matèria orgànicamatèria 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)

FotosíntesiFotosíntesiQuè és?: La conversió de l’ energia lumínica en energia química, emmagatzemada en molècules orgàniques.

Com es possible? Pels pigments fotosintèticspigments 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 OxigènicaFotosíntesi Oxigènica (plantes, algues, cianobacteris).

Descompondre molècules d’àcid sulfhídric: Fotosíntesi AnoxigènicaFotosíntesi Anoxigènica (Bacteris porprats i verds del sofre).

On es produeix la On es produeix la fotosíntesi en les fotosíntesi en les plantes i algues?plantes i algues?

Altres Altres fotosintetitzadorsfotosintetitzadors

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 fotosistemesEls fotosistemesComplexos 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 fotosistemesTipus de fotosistemesFotosistema 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 2.4. Fotosíntesi dels compostos del carbonicarboni

Reacció global de la fotosíntesi d’ una molècula de glucosa:

6CO2+12H2O+Energia lluminosa C6CO2+12H2O+Energia lluminosa C66H12OH12O66+6O2+6H2O+6O2+6H2O

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

Fase LluminosaFase LluminosaAcíclica

Resum fase acíclicaResum fase acíclica1. 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+ + 2e- NADPH + H+

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

2H+ + 2e-NADPH +

H+

4hv

1,3 (ADP+P)

1,3 ATP

NADP+

Fase lluminosa cíclicaFase 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&acíclicaFase cíclica&acíclica

Vídeo fase lluminosa

Com és la clorofil.la

Espectre de la llumEspectre de la llum

Fase foscaFase foscaTé 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 foscaFase fosca

Recursos cnice

Balanç fotosíntesi oxigènica del Balanç fotosíntesi oxigènica del carbonicarboni

Fotosíntesi dels compostos orgànics Fotosíntesi dels compostos orgànics nitrogenatsnitrogenats

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 SofreFotosíntesi dels compostos del Sofre

Es redueixen els sulfats del sòl fins a H2S. Aquest combinat amb l’acetilserina dóna lloc a la cisteïna.

FotorespiracióFotorespiració

FotorespiracióFotorespiracióLa 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-SlackRuta de Hatch-Slack

3. Quimiosíntesi3. QuimiosíntesiQuimiosíntesi: 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 Fases de la quimiosítesiquimiosítesi

Obtenció d’ ATP i de NADPH.

Fixació del carboni a través del Cicle de Calvin.

Bacteris Bacteris quimiosintèticsquimiosintètics

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 nitrogenFixadors de nitrogenFixen 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)