1. Metabolismo 2023

Introducción al tema de metabolismo para la asignatura de Biología de 1º de Bachillerato

1. METABOLISMO
La célulaes una máquinaque
necesita energía para realizar
sus trabajos

2. METABOLISMO CELULAR
◼Los organismos vivos mantienen un
continuo intercambiode materia y energía
con el exterior.
◼Todos los organismos necesitan nutrientes,
que toman del exterior, y energíapara
realizar su funciones vitales.

3. Metabolismo
◼Los nutrientes han de sufrir una serie de
transformaciones o cambios químicos para
ser útiles a las células.
◼Los nutrientesse transforman para
suministrar energía a las células o bien
para ser “materia prima” para la
biosíntesis de compuestos celulares.

4. CONCEPTO DE METABOLISMO
El metabolismoes el conjunto de reacciones
químicas que tienen lugar en el interior
celular
El metabolismoes el conjunto de reacciones
químicas catalizadas por enzimas y que
tienen por objetivo la obtención de materiales
y energía para sustentar la funciones vitales.

5. TIPOS DE REACCIONES
◼Anabolismo: conjunto de reacciones
químicas de síntesis de biomoléculas a
partir de moléculas más sencillas.
(Consumen energía)
◼Catabolismo: reacciones químicas de
degradaciónde la materia orgánica para
obtención de energía.

6. NUTRIENTES
QUE RINDEN ENERGÍA
(materia orgánica)
Polisacáridos
Grasas
Proteínas
MACROMOLÉCULAS
CELULARES
Polisacáridos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleícos
PRODUCTOS FINALES
POBRES EN ENERGÍA
(materia inorgánica)
CO
2
H
2
O
NH
3
MOLÉCULAS
PRECURSORAS
Monosacáridos
Ácidos grasos
Aminoácidos
Bases nitrogenadas
Energía
química
CATABOLISMO
ANABOLISMO

7. TIPOS DE ORGANISMOS
(según su metabolismo)
Según la forma de obtener la materia que necesitan:
◼Autótrofos: pueden sintetizar materia orgánica a
partir de compuestos inorgánicos.
Fotosintéticos: emplean la luz como fuente de energía.
Quimiosintéticos: obtienen la energía de reacciones
químicas.
◼Heterótrofos: sintetizan su propia materia orgánica
a partir de otros compuestos orgánicos

8. Metabolismo autótrofo
Los organismos fotoautótrofos
(células vegetales):
•La célula atrapa la energía de la
luz solar.
•La célula incorpora agua, CO
2y
sales mineralesy mediante la
energía atrapada fabrica su propia
materia orgánica (fotosíntesis).
•Una vez fabricadas, estas
sustancias son utilizadas en el
metabolismo celular.

9. Metabolismo autótrofo
H
2O + CO
2
Pigmentos fotosintéticos
Energía solar+
Materia inorgánica
Materia orgánica propia
(Glucosa)
FOTOSÍNTESIS (O QUIMIOSÍNTESIS)
+ O
2
Crecimiento y reparación celular
(Reacciones químicas de síntesis que
consumen energía)
+
Obtención energía
(Respiración celular)
ANABOLISMO
CATABOLISMO
Movimiento
Reacciones
metabólicas
Funciones
celulares
Diferentes moléculas orgánicas

10. Metabolismo heterótrofo
En la nutrición heterótrofa
(células animales):
•A partir de las sustancias
ingeridas la célula fabrica sus
propia materia (crece y se
renueva) y obtiene energía
para realizar todas sus
actividades.

11. Metabolismo heterótrofo
Alimento (materia orgánica)
Nutrientes
Precursores macromoléculas
Digestión y otras transformaciones
(componentes sencillos de alimento)
Crecimiento y reparación celular
(Reacciones químicas de síntesis que
consumen energía)
+
Obtención energía
(Respiración celular)
ANABOLISMO CATABOLISMO
Movimiento
Funciones
celulares
Reacciones
metabólicas
Alimento no digerido
(Excrementos )

12. Objetivos del metabolismo
◼Obtención de energía a partir de la
degradación de compuestos orgánicos.
◼Síntesis de componentes celulares
propios (proteínas, lípidos…)
◼Fabricación y degradación de biomoléculas
con función específicaen la célula
(hormonas, neurotrasmisores…)

13. Reacciones metabólicas
◼Catalizadas por enzimas.
◼Son reacciones químicas encadenadas
(rutas metabólicas).
◼Son reacciones que consumen o desprenden
energía (endergónicas/exergónicas).
◼La mayoría son reacciones REDOX.

14. Rutas metabólicas
◼Lineales
◼Ramificadas
◼Cíclicas

15. Energía Química
◼La energía que contienen las moléculas
procede de la energía química contenida
en sus enlaces químicos.
◼La rotura y formación de enlaces de las
reacciones químicas produce una variación
de la Energía libre de las moléculas.
AG< 0, reacción exergónica
AG> 0, reacción endergónica

16. Papel del ATP
◼En el metabolismo hay reacciones que liberan
energía (AG<0) y otras que la consumen (AG>0).
◼Estas reacciones no tienen porque ocurrir al mismo
tiempo.
◼Si no hay ninguna forma de acoplamiento esta
energía se libera en forma de calor.
◼La energía liberada en las reacciones metabólicas
se puede conservar por la síntesis acoplada de
ATP.

17. Adenosintrifosfato
ATP + H
2O ADP + P
i+ Energía
◼El enlace fosfato puede almacenar hasta 7 Kcal/mol
Nucleótido no nucleico

18. ◼El acoplamiento de las reacciones tienen lugar mediante enzimas.

19. ATP
CO
2
ATP
ADP
+
Pi
Biosíntesis
Contracción y movilidad
Transporte activo
Transferencia de la
información genética
CATABOLISMO
O
2
H
2O
COMBUSTIBLES

20. COENZIMAS
◼Son sustancias necesarias en el proceso de catálisis
enzimática.
◼Nunca son proteínas.
◼Transportadores de energía:
ATP/ADP
GTP/GDP
◼Transportadores de electrones:
NAD
+
/NADH
NADP
+
/NADPH
FAD/FADH
2

22. NADPH
COMBUSTIBLE
REDUCIDO
PRODUCTO
OXIDADO
(Reacciones degradativas)
CATABOLISMO
PRODUCTO
BIOSINTÉTICO
REDUCIDO
PRECURSOR
OXIDADO
ANABOLISMO
(Reacciones biosintéticas reductoras)
NAD
+
NADH
(oxidado)
(reducido)

23. NUTRIENTES
QUE RINDEN ENERGÍA
Carbohidratos
Grasas
Proteínas
MACROMOLÉCULAS
CELULARES
Polisacáridos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleícos
PRODUCTOS
FINALES POBRES EN
ENERGÍA
CO
2
H
2
O
NH
3
MOLÉCULAS
PRECURSORAS
Azúcares
Ácidos grasos
Aminoácidos
Bases nitrogenadas
Energía
química
ATP/ADP
NAD
+
/NADH
CATABOLISMO ANABOLISMO

24. Los enzimas
◼Son catalizadores biológicos.
◼Actúan disminuyendo la energía de
activación de la reacción y acelerando las
reacciones químicas celulares.
◼No se consumen en la reacción y se
recuperan al final de esta.

25. Mecanismo de actuación de los enzimas

26. Energía de activación

29. Centro activo de un enzima

31. Se forma un complejo
enzima-sustrato

35. Propiedades de los enzimas
◼Son proteínas.
◼Son específicos.
De reacción
De especie
◼No se consumen.
◼Se desnaturalizan por calor y cambios de
pH.
◼Son muy eficientes.

36. Factores que afectan la actividad
química de los enzimas
◼Temperatura

37. Factores que afectan la actividad
química de los enzimas
◼pH
◼Activadores e
inhibidores

38. Nutrición celular
El metabolismo celular:
Es un conjunto de reacciones químicasque ocurren en la célula con la finalidad de
obtener energíay moléculas para crecer y renovarse.
La Respiración Celulares una de las vías principales del metabolismo, gracias a la
cual la célula obtiene energía en forma deATP. Tiene lugar en las mitocondrias.