Metabolisme Cel·lular: Anabolisme, Fotosíntesi i Quimiosíntesi

Excreció de Nitrogen: Eliminació de Tòxics

El nitrogen s'ha d'alliberar a l'exterior, ja que una acumulació d'ell seria tòxica:

1. En forma d'urea (Mamífers, Amfibis)
2. En forma d'amoniac (Peixos)
3. En forma d'àcid úric (Aus, Rèptils)

Anabolisme Autòtrof: Síntesi de Matèria Orgànica

Fotosíntesi: Producció d'Energia i Matèria

És el principal procés de nutrició autòtrofa mitjançant el qual els vegetals, a partir de matèria inorgànica i energia solar, obtenen matèria orgànica i oxigen. Per dur a terme la fotosíntesi es necessita:

• CO₂ (obtingut pels estomes de les fulles)
• Substàncies minerals (sòl)
• Llum solar (clorofil·la)
• H₂O (sòl)

Fase Lluminosa de la Fotosíntesi

Es realitza en presència de llum solar, als tilacoides dels grana dels cloroplasts. Durant aquesta fase es produeix el trencament (fotòlisi) de l'H₂O per acció de la llum solar, així s'estimulen els pigments fotosintètics. En aquest procés s'allibera oxigen. L'energia solar es transforma en energia química.

Transport Acíclic d'Electrons

Comprèn el transport des de l'H₂O fins al NADPH. Hi intervenen el fotosistema II o P680, que està format per dues molècules de clorofil·la i altres pigments, i per donadors i receptors d'electrons. Aquests absorbeixen energia lluminosa amb una longitud d'ona de 680 nm. També hi intervé el fotosistema I o P700. En aquest transport s'obté ATP i la fotoreducció del NADP⁺, i s'allibera oxigen provinent de la fotòlisi de l'aigua.

Transport Cíclic d'Electrons

Només hi intervé el fotosistema I i no s'obté ni NADPH ni O₂, però sí ATP i la fosforilació de l'ADP per obtenir ATP.

Fase Fosca (Cicle de Calvin)

Té lloc a l'estroma dels cloroplasts, on es produeix la fixació del carboni mitjançant el cicle de Calvin. Aquest cicle consisteix en la incorporació del CO₂ pels cloroplasts per tal de formar compostos orgànics més complexos. Es distingeixen tres etapes principals:

Carboxilació

Incorporació del CO₂ per part de la ribulosa-1,5-bifosfat, donant lloc a l'àcid 3-fosfoglicèric.

Reducció

Reducció de l'àcid 3-fosfoglicèric fins a gliceraldehid-3-fosfat. Es consumeixen ATP i NADPH provinents de la fase lluminosa.

Regeneració

Regeneració de la ribulosa-1,5-bifosfat a partir d'algunes molècules de gliceraldehid-3-fosfat. Les molècules restants d'aquestes serviran per biosintetitzar compostos orgànics.

Quimiosíntesi: Energia Química per a la Vida

És un procés de síntesi d'ATP a partir de l'energia alliberada en diferents reaccions d'oxidació de compostos inorgànics del medi. Els individus quimiosintètics són els bacteris; aquests pertanyen a 12 espècies diferents agrupades en 7 gèneres.

Bacteris Nitrificants

Oxiden compostos reduïts de nitrogen presents al sòl. Aquesta es divideix en dues fases: La primera etapa la realitzen els Nitrosomonas i Nitrosococcus, que oxiden l'amoniac a àcid nitrós (nitrosificació). La segona etapa la realitzen bacteris del gènere Nitrobacter, que oxiden l'àcid nitrós fins a àcid nítric (nitrificació).

Bacteris del Sofre

Obtenen l'energia de l'oxidació de l'àcid sulfhídric fins a àcid sulfúric. Els gèneres més importants són els Beggiatoa i els Thiobacillus.

Ferrobacteris

Són bacteris aquàtics. Oxiden compostos de ferro (carbonats i sulfats) fins a obtenir l'hidròxid corresponent. El gènere més important és el Thiobacillus ferrooxidans.

Bacteris Metanotròfics (del Metà)

Oxiden el metà fins a obtenir CO₂, H₂O i energia (E). L'energia alliberada per tots aquests bacteris s'utilitza per a la reducció del NAD⁺ i la fosforilació oxidativa.

Anabolisme Heteròtrof: Síntesi de Molècules Complexes

Anabolisme dels Glúcids

Reserva de Polisacàrids

Els animals emmagatzemen l'excés de glucosa en forma de glicogen al citosol de les cèl·lules hepàtiques i musculars mitjançant un procés anomenat glicogenogènesi. Si ja hi ha un excés de glicogen, aquest excés es convertirà en greixos. La inulina (hipoglucemiant) activa la glicogenogènesi i disminueix la quantitat de glucosa sanguínia. El glucagó (hiperglucemiant) activa la transformació de glicogen a glucosa (glicogenòlisi), fet que fa augmentar la glucosa sanguínia.

Gluconeogènesi

És una ruta anabòlica mitjançant la qual se sintetitza glucosa a partir de diferents precursors (àcid làctic, aminoàcids, glicerol). Aquest procés és important quan s'esgoten les reserves de glicogen.