Anabolisme i Fotosíntesi: Processos Metabòlics Essencials per a la Vida
Anabolisme
L'anabolisme és un procés constructiu que consisteix en la transformació de molècules senzilles en molècules complexes. Existeixen dos tipus d'anabolisme:
Anabolisme Autòtrof
En l'anabolisme autòtrof, les molècules senzilles que es transformen en complexes són inorgàniques. Aquest procés es dóna només en plantes i bacteris. Si la font d'energia és la llum, s'anomena fotosíntesi. Si la font d'energia prové de reaccions d'oxidació de compostos inorgànics, s'anomena quimiosíntesi.
Anabolisme Heteròtrof
En l'anabolisme heteròtrof, les molècules senzilles són orgàniques. Aquest procés és comú en tots els organismes i té com a objectiu produir macromolècules (per exemple, la transformació de glucosa en glicogen o midó).
Fotosíntesi
La fotosíntesi és la conversió d'energia lluminosa en energia química (fase lluminosa). A partir de matèria inorgànica, se sintetitza matèria orgànica (fase fosca o cicle de Calvin). Es necessiten molècules especials capaces de captar l'energia de la llum, com la clorofil·la. La fotosíntesi té lloc al cloroplast.
Fase Lluminosa
La fase lluminosa té lloc als tilacoides i requereix energia lluminosa, que és captada pels fotosistemes. Es forma ATP i NADPH, i es trenca l'aigua (fotòlisi), alliberant oxigen. És un procés no cíclic on els electrons van de l'aigua al NADPH.
Fase Fosca (Cicle de Calvin)
La fase fosca té lloc a l'estroma. Es produeix la fixació del CO2 atmosfèric utilitzant l'ATP (que proporciona energia) i el NADPH (que proporciona poder reductor i cedeix hidrògens). A cada volta del cicle, s'incorpora una molècula de CO2 a la ribulosa-1,5-bifosfat (compost de 5C), que passa a tenir 6C. L'enzim que controla la fixació del CO2 és la ribulosa-1,5-bifosfat carboxilasa-oxigenasa (RuBisCO).
Balanç de la Fotosíntesi
Per sintetitzar una molècula de glucosa (de 6C), es necessiten 12 NADPH i 18 ATP: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Importància de la Fotosíntesi
La fotosíntesi té una importància evolutiva crucial, ja que ha permès la vida a la Terra. És important per la fotòlisi i l'alliberament d'oxigen, la formació d'ozó (que filtra les radiacions), i la utilització de la font d'energia més abundant (la llum solar).
Quimiosíntesi
La quimiosíntesi és un tipus de nutrició autòtrofa que consisteix en l'obtenció de matèria orgànica a partir de matèria inorgànica, utilitzant com a font d'energia l'alliberada en reaccions redox. Es divideix en dues fases, equivalents a la fase fosca i la fase lluminosa de la fotosíntesi. Els microorganismes quimiosintètics tanquen els cicles biogeoquímics, possibilitant la vida al planeta.
Fase lluminosa i fase fosca
Plantes CAM, C3 i C4
Exemples de C3: Arròs, tomàquet...
Exemples de C4: Blat de moro, canyes de sucre...
Exemples de CAM: Aloe vera
Quins organismes realitzen la fotosíntesi?
Plantes, algues, fitoplancton, cianobacteris i algunes bacteries.