El documento describe los procesos de respiración y fotosíntesis en las células. La respiración aerobia incluye la glucolisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones para oxidar completamente las moléculas orgánicas y producir energía en forma de ATP. La fotosíntesis utiliza la energía solar para fijar el CO2 y producir glucosa u otros compuestos orgánicos a través de la fase luminosa y el ciclo de Calvin.

1. RESPIRACIÓN Y
FOTOSÍNTESIS
La célula es una máquina que
necesita energía para realizar sus
trabajos

2. ENERGÉTICA CELULAR
• LA MOLÉCULA MÁS IMPORTANTE PARA CAPTURAR
Y TRANSFERIR LA ENERGÍA LIBRE EN LOS
SISTEMAS BIOLÓGICOS ES EL ADENOSÍN
TRIFOSFATO O ATP.
• LAS CÉLULAS UTILIZAN LA ENERGÍA LIBERADA
DURANTE LA HIDRÓLISIS DEL ENLACE FOSFATO
DEL ATP:

3. 1. RESPIRACIÓN AEROBIA
1.1. CATABOLISMO DE GLÚCIDOS
1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS
1.3. CATABOLISMO DE PROTEÍNAS
2. CATABOLISMO ANAEROBIO
3. ANABOLISMO
3.1. FOTOSÍNTESIS
3.1.1. FASE LUMINOSA. FOTOFOSFORILACIÓN.
3.1.2. FASE OSCURA. EL CICLO DE CALVIN.

4. 1. RESPIRACIÓN
AEROBIA

5. 1. RESPIRACIÓN AEROBIA
• La respiración aerobia incluye el conjunto de rutas
metabólicas por las que las biomoléculas orgánicas
son oxidadas completamente, produciendo energía,
H2O y CO2, siendo el oxidante utilizado el oxígeno
molecular.
• Las biomoléculas orgánicas que las células utilizan
como combustible son:
– Glúcidos (hidratos de carbono)
– Lípidos
– Proteínas
• La glucosa es el principal combustible metabólico,
debido a la facilidad de su utilización y movilización.

6. VÍAS
CATABÓLICAS

7. 1.1. CATABOLISMO DE GLÚCIDOS
• La primera etapa del
catabolismo de
glúcidos es la
glucolisis y ocurre en
el citosol.
• Después, la
oxidación completa,
continúa en la
mitocondria. En este
orgánulo tienen lugar
el Ciclo de Krebs.

8. A. GLUCOLISIS
• Ocurre en el citosol.
• No necesita oxígeno.
• Sustrato inicial: una molécula de glucosa.
(6C)
• Molécula final: 2 moléculas de piruvato.
(3C)

9. A. GLUCOLISIS: etapas
1ª: La glucosa es fosforilada y fragmentada, dando
lugar a dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato.
En este proceso se consumen dos moléculas de
ATP.
Glucosa + 2 ATP → 2 gliceraldehído-3-fosfato+ 2ADP
2ª: Las dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato son
oxidadas por el NAD+ y convertidas en piruvato. Se
obtienen 4 moléculas de ATP.
Gliceraldehído-3-fosfato + 2NAD+ + 4ADP + Pi → 2 piruvato +
2 NADH + 2H+ + 4 ATP + 2 H2O

10. A. GLUCOLISIS: 1ª Etapa
PASO 1
PASO 2
PASO 3
PASOS 4
Y 5

11. A. GLUCOLISIS: 2ª Etapa
A partir de aquí los productos obtenidos hay que
multiplicarlos por dos.
PASO
6
PASO
7
PASO
8
PASO
9
PASO
10

12. 1ª Etapa 2ª Etapa
GLUCOLISIS

14. A. GLUCOLISIS
• RESUMEN:
– Conjunto de reacciones que convierten la
GLUCOSA en ÁCIDO PIRÚVICO en el citosol.
– Se libera ATP + PODER REDUCTOR +
METABOLITOS (PIRUVATO)
• BALANCE:
– GLUCOSA +2ADP + 2Pi + 2NAD+ -> 2 PIRUVATO +
2ATP + 2 NADH + 2H++ 2H2O
• EL ATP SE OBTIENE POR FOSFORILACIÓN
A NIVEL DE SUSTRATO

16. B. CICLO DE KREBS: SITUACIÓN INICIAL
• Piruvato en el citosol..
• Se ha de continuar la
RESPIRACIÓN
CELULAR: conjunto
de etapas que
terminan la oxidación
del piruvato hasta
CO2 y agua
generando poder
reductor para la
síntesis de ATP.

17. PASOS PREVIOS AL CICLO DE KREBS
• Paso del piruvato al interior de la matriz
mitocondrial.
– Membrana mitocondrial externa: permeable
– Membrana mitocondrial interna: selectiva.
Pasan:
• ADP y ATP
• Ácido pirúvico

18. PASOS PREVIOS AL CICLO DE KREBS
• Se forma NADH+H+ (en realidad 2 por
glucosa)
• Producto: ACETIL COENZIMA A

19. B. CICLO DE KREBS
•Es la ruta final de la oxidación de la glucosa y de la
mayoría de combustibles metabólicos. Su función es oxidar
el grupo acetilo del Acetil-CoA a CO2, al mismo tiempo que
se reducen los coenzimas NAD+ y FAD.

21. B. CICLO DE KREBS
En cada vuelta de
Ciclo:
•Entra un grupo acetilo
(2 átomos de carbono)
que es oxidado
completamente: salen
dos CO2)
•Se reducen 3
moléculas de NAD+ y
una de FAD.
•Se forma una
molécula de GTP.

22. B. CICLO DE KREBS
(no es necesario estudiar reacciones ni fórmulas)

23. B. CICLO DE KREBS: BALANCE
Por cada molécula de glucosa:
2ACETILCoA + 6NAD++ 2FAD + 2GDP + 2Pi + 2H2O→
4CO2 + 2 GTP + 6 NADH + 2FADH2
EL GTP SE OBTIENE POR FOSFORILACIÓN A
NIVEL DE SUSTRATO

24. C. CADENA DE TRANSPORTE ELÉCTRICO
Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
• La fosforilación oxidativa es el
principal medio de regeneración
del ATP en los organismos
heterótrofos. En ella el ATP se
regenera a partir de ADP + Pi, y
este proceso está acoplado a al
transporte de electrones desde
el NADH y el FADH hasta el O2
a través de la cadena
respiratoria.
• En eucariotas, la cadena
respiratoria se localiza en la
membrana interna de la
mitocondria. En ella, agrupados
en cuatro complejos, se sitúan
los diferentes transportadores,
cuyos componentes son
proteínas.

25. C. CADENA DE TRANSPORTE ELÉCTRICO
Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
• El NADH cede sus electrones a una primera molécula
aceptora (complejo I), con lo que el NADH se reoxida y
queda reducida esa molécula aceptora. Ésta, a su vez,
cede los electrones a un segundo aceptor, que se
reduce reoxidando al primer aceptor. El proceso sigue
varios pasos, hasta que un último transportador reducido
cede los electrones al O2. La energía liberada en este
transporte de electrones se emplea para bombear H+
desde la matriz mitocondrial hacia el espacio
intermembrana. La vuelta de los protones hacia la
matriz, a favor de gradiente, se realiza a través del
complejo ATP-sintetasa, que libera energía para
producir ATP.
• El FADH2 cede sus electrones al complejo II, siguiendo
el mismo camino después que en el caso del NADH

26. Espacio
intermembrana
Matriz

27. TRANSPORTE DE ELECTRONES
DESDE EL NADH

28. TRANSPORTE DE ELECTRONES
DESDE EL FADH2

29. Mecanismo general de la
fosforilación oxidativa
EL ATP EN ESTE CASO SE OBTIENE POR VÍA
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Y NO POR
FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO

30. C. CADENA DE TRANSPORTE
ELÉCTRICO Y FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA. RESUMEN Y BALANCE
• En este proceso es donde se obtiene la mayor parte de
la energía contenida en la glucosa y otros compuestos
orgánicos, que es almacenada en forma de ATP. Al
mismo tiempo se recuperan las coenzimas
transportadoras de electrones en su forma oxidada, lo
que permitirá la oxidación de nuevas moléculas de
glucosa y de otras moléculas orgánicas. Como producto
de deshecho se obtiene agua.
• BALANCE:
– Se obtienen 3 moléculas de ATP por cada
NADH y 2 ATP por cada FADH2

32. 1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS
• Las grasas (triacilglicéridos) son
unos importantes depósitos
energéticos.
• Se acumulan en los adipocitos y
son hidrolizadas en: Ácidos grasos
y glicerol.
– El glicerol es transportado al
hígado, donde es convertido en
glucosa se transforma en
Gliceraldehido 3P y se incorpora a
la Glucolisis.
– Los ácidos grasos pasan a la
sangre y son transportados a las
distintos tejidos para ser utilizados
como fuente de energía. Los
Ácidos Grasos van liberando
fragmentos de 2 carbonos en la
matriz mitocondrial en forma de
Acetil CoA en un proceso llamado:
β- oxidaxión de los ácidos
grasos

33. 1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS:
A. Activación de los ácidos grasos.
• Los ácidos grasos se
activan por la unión con
la CoA para dar acil-
CoA, con gasto de 2
moléculas de ATP. Esto
ocurre en la membrana
mitocondrial externa.
• Después los acil-CoA
son transportados a la
matriz través de
transportados
específicos (carnitina)

34. 1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS:
B. β-oxidación de los ácidos grasos
• La oxidación de los ácidos
grasos (saturados y con nº
par de átomos de carbono),
consiste en la liberación
sucesiva de fragmentos de
dos átomos de carbono a
partir del extremo carboxílico
del acil-CoA.
• En cada vuelta la cadena del
ácido graso se acorta 2
átomos de carbono y se
genera:
– 1 molécula de NADH y
otra de FADH2, que son
oxidados en la cadena
respiratoria generando ATP.
– 1 molécula de acetil-CoA,
que se oxida en el Ciclo de
Krebs.

35. 1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS:
C. Visión general
Fase I : obtención de poder
reductor y Acetil-CoA en la β-
oxidaxión de los ácidos grasos
Fase II: Acetil- CoA va al Ciclo de
Krebs.
Fase II : Los coenzimas reducidos
NADH y FADH2 se oxidan en la
cadena respiratoria generando 3 y
dos moléculas de ATP
respectivamente.

36. 1.2. CATABOLISMO DE LÍPIDOS:
D. Balance energético.
Ejemplo: Ácido esteárico (18 átomos de carbono)
•Por cada vuelta: 1 FADH2 (2 ATP) y 1 NADH+H+ (3 ATP) = 5 ATP
•Hay 8 vueltas: 8 x 5 = 40 ATP
•Por cada Acetil-CoA = 12 ATP ;
•Se forman 9 Acetil-CoA x 12 = 108 ATP
•108 + 40 = 148 ATP – 2 ATP (activación) = 146 ATP

37. 1.3 CATABOLISMO DE PROTEÍNAS

40. 2. CATABOLISMO ANAEROBIO
• Cuando el último aceptor de hidrógenos es una
molécula orgánica sencilla, se denominan
fermentaciones.
• Fermentación etílica: producen etanol. La
enzima alcohol deshidrogenasa cataliza la
reducción del acetaldehído a etanol, reoxidando
el NADH.
• Efecto Pasteur consiste en la inhibición del
proceso fermentativo en presencia de oxígeno
molecular.

41. 2. CATABOLISMO ANAEROBIO
• Fermentación láctica: se origina ácido láctico a
partir de ácido pirúvico procedente de la
glucólisis. De esta forma, se regenera el NAD+
necesario para proseguir la glucólisis.
• Se da en bacterias homofermentativas (solo
producen acido láctico) y en heterofermentativas
(además del ácido láctico, producen otras
sustancias).

43. 3. ANABOLISMO

44. LA FOTOSÍNTESIS

45. La fotosíntesis es mucho más que
esa reacción
Clorofila

46. ENERGÍA DISPONIBLE
PARA LAS FUNCIONES
CELULARES
ENERGÍA DEL SOL
FOTOSÍNTESIS
PRODUCCIÓN DE
OXIGENO,
CARBOHIDRATOS Y
OTRAS MOLECULAS
ORGANICAS
NECESIDAD DE
AGUA Y CO2
LIBERACIÓN DE
AGUA Y CO2
RESPIRACIÓN
CELULAR
NECESIDAD DE
OXÍGENO,
CARBOHIDRATOS Y
OTRAS.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS

47. REGENERACIÓN DEL
RECEPTOR DEL CO2
FIJACIÓN DEL CO2
REDUCCIÓN
Fotosistema I
Fotosistema II Fotosistema I
e-
e-
e-
H2O
O2
H
+
H
+
+
Fotón
e-
e-
ADP +Pi ATP
Fotón
e-
Fotón
e-
ADP +Pi
ATP
e-
e-
NADP+
H
+
H
+
+
+H
+
NADPH
Cadena de
transporte
electrónico
Cadena de
transporte
electrónico
FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO
FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO
3 x CO2
P
1 x gliceraldehido 3-fosfato
+H
+
6 x NADPH
3 x ATP
6 X ATP
3 x ADP
6 x ADP
6 x Pi
6 x NADP
GLUCOSA Y
OTROS
COMPUESTOS
ORGÁNICOS
FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN
6 x 1,3-bifosfoglicerato
P
P
6 x gliceraldehido 3-fosfato
P
6 x 3-fosfoglicerato
P
3 x ribulosa 1,5 bifosfato
P P
5 x gliceraldehido 3-fosfato
P
FASE LUMINICA

48. Cuando un rayo de luz pasa a través de un
prisma, se rompe en colores. Los colores
constituyen el espectro visible.

49. Los colores del espectro que el pigmento clorofila
absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo.

50. ¿Porqué las plantas son
verdes?
Luz transm

51. Los cloroplastos
absorben energía
de la luz y la
convierten en
energía química
Luz
Luz reflejada
Luz absorbida
Luz transmitida Cloroplasto
EL COLOR QUE SE VE ES EL QUE NO SE ABSORBIÓ

52. Localización y estructura del cloroplasto
SECCION TRANSVERSAL DE HOJA CELULA DE MESOFILO
HOJA
Cloroplasto
Mesòfilo
CLOROPLASTO Espacio intermembranal
Membrana externa
Membrana interna
Compartimento tilacoidal
Tilacoide
Estroma
Granum
Estroma
Grana

53. Espectros de absorción de pigmentos

54. La fase luminosa
Los principales acontecimientos que ocurren en la
fase luminosa se podrían resumir de la siguiente
manera:
a- Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser:
– acíclica o abierta
– cíclica o cerrada
b- Síntesis de poder reductor NADPH
c- Fotólisis del agua

55. Organización del tilacoide

56. Los fotosistemas: son organizaciones de pigmentos y
proteínas que se localizan en los tilacoides.

57. Ruptura de agua
Fotosistema II
Producción de NADPH
Fotosistema I
ATP
Dos tipos de
fotosistemas
operan
coordinadamente
en la fase lumínica
de la fotosíntesis

59. ¿Qué ocurre cuando un pigmento
fotosintético absorbe luz?
• 1. La energía se disipa en forma de
calor.
• 2. La energía se emite como una
longitud de onda más larga
(fluorescencia).
• 3. La energía da lugar a una reacción
química.

60. Estado excitado
e
Calor
Luz
Fotón
Fluorescencia
Molecula de
clorofila
Estado basal
2
(a) Absorcón de un foton
(b) Fluorescencia de una soluciòn de cloriofila aislada
Excitación de la clorofila La pérdida de energía debido al
calor ocasiona que los fotones
sean menos energéticos.
La pèrdida de energía se refleja
en una longitud de onda más larga.
Energía= (Constante de Planck)
x (velocidad de luz/(Longitud de
onda de luz
Transición hacia el extremo del
rojo.
e

61. Incidencia de la luz sobre los fotosistemas

62. Transporte de electrones

63. El oxígeno liberado proviene del agua

64. Fotofosforilación no cíclica

65. Fotofosforilación cíclica

66. Productos de la fase luminosa

67. • La producción de ATP según la teoría
quimiosmótica
Lumen
tilacoidal
(Alto H+)
Membrana
tilacoidal
Estroma
(Bajo H+)
LUZ
Antena
LUZ
CADENA DE TRANSPORTE
ELECTRÓNICO
FOTOSISTEMA II FOTOSISTEMA I ATP SINTASA