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Anabolismo y fotosíntesis

El anabolismo es la vertiente constructiva del metabolismo: el conjunto de rutas que, consumiendo energía (ATP) y poder reductor (NADPH), sintetizan biomoléculas complejas a partir de precursores sencillos. Este apunte cubre íntegramente el saber básico correspondiente del Bloque D del currículo de Biología de 2.º de Bachillerato (RD 243/2022): las rutas de anabolismo heterótrofo (síntesis de aminoácidos, proteínas y ácidos grasos), el anabolismo autótrofo por excelencia —la fotosíntesis, con su fase luminosa en los tilacoides y su fase oscura o ciclo de Calvin en el estroma del cloroplasto—, la quimiosíntesis y la clasificación de los organismos según su tipo de metabolismo. Todo el contenido es plenamente evaluable en la fase de acceso de la Selectividad/PAU.

4 secciones·~19 min de lectura·4 competencias·Nivel Estándar 2 · Profundización 2·Revisado · 07/2026

T·0888 / 12
Perfil de examen
Identifica y clasifica los distintos tipos de organismos fotosintéticosLocaliza a nivel subcelular dónde se llevan a cabo las fases del anabolismo, destacando los procesos que tienen lugarValora el papel biológico de los organismos quimiosintéticosSitúa a nivel celular y de orgánulo las rutas de síntesis, diferenciando los enzimas y moléculas más importantes
Operadores:defineexplicalocalizaclasificacomparajustificainterpretarelacionarazonavalora

nivel básico

Como materia de modalidad, la Biología de 2.º exige dominar el concepto de anabolismo, localizar las fases de la fotosíntesis en su compartimento del cloroplasto (tilacoide / estroma) y describir cualitativamente la fase luminosa, el ciclo de Calvin, la quimiosíntesis y la clasificación metabólica de los organismos.

nivel avanzado

La profundización propia de quien la elige como materia troncal de la rama de Ciencias incluye relacionar la fase luminosa con la fase oscura como acoplamiento energético (ATP y NADPH alimentan la fijación del CO₂), justificar el rendimiento de tres vueltas del ciclo de Calvin por triosa y conectar las rutas anabólicas heterótrofas con los intermediarios del catabolismo.

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Contenido · 4 secciones▾
  1. Anabolismo y fotosíntesis
    • 01Anabolismo heterótrofo: síntesis de aminoácidos, proteínas y ácidos grasos◐
    • 02Fotosíntesis: la fase luminosa en los tilacoides●
    • 03Fotosíntesis: la fase oscura (ciclo de Calvin) en el estroma●
    • 04Quimiosíntesis y clasificación metabólica de los organismos◐
§ 01

Anabolismo heterótrofo: síntesis de aminoácidos, proteínas y ácidos grasos#

●●○EstándarLPBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque D. Metabolismo — principales rutas de anabolismo heterótrofo (síntesis de aminoácidos, proteínas y ácidos grasos) y su importancia biológica

Puntos clave

El anabolismo es la vertiente constructiva o biosintética del metabolismo: a partir de precursores sencillos construye las macromoléculas que la célula necesita para crecer, repararse y reproducirse. Es, por tanto, un proceso reductor (las moléculas que se forman están más reducidas que sus precursores), endergónico (consume energía) y divergente, porque desde unos pocos metabolitos de partida se sintetiza una enorme variedad de productos. Su combustible es el ATP (energía) y, sobre todo, el NADPH (poder reductor anabólico), que no debe confundirse con el NADH del catabolismo (Fig. 1).

El anabolismo: biosíntesis reductora a partir de precursores sencillos

El anabolismo: biosíntesis reductora y divergenteGrafo, Precursores (acetil-CoA, cetoácidos) → Macromoléculas (ác. grasos, proteínas), ATP + NADPH → Macromoléculas (ác. grasos, proteínas)Precursores(acetil-CoA,cetoácidos)ATP + NADPHMacromoléculas(ác. grasos,proteínas)anabolismo ·reducción (co…
El anabolismo heterótrofo es el que realizan los organismos heterótrofos —y también las células autótrofas en su vertiente biosintética— a partir de moléculas orgánicas previamente obtenidas: usa como precursores intermediarios procedentes del catabolismo (piruvato, acetil-CoA, intermediarios del ciclo de Krebs) para fabricar las biomoléculas propias. Frente al anabolismo autótrofo (la fotosíntesis), que parte de materia inorgánica (CO₂), el heterótrofo parte de materia orgánica. El currículo te pide conocer tres rutas representativas: la síntesis de aminoácidos, la de proteínas y la de ácidos grasos.
La síntesis de aminoácidos parte de esqueletos carbonados tomados de rutas centrales (como el α-cetoglutarato o el oxalacetato del ciclo de Krebs) a los que se incorpora un grupo amino. El proceso clave es la transaminación: una transaminasa transfiere el grupo amino de un aminoácido (frecuentemente el glutamato) a un cetoácido, generando un nuevo aminoácido. Conviene recordar que el ser humano puede sintetizar los aminoácidos no esenciales, pero debe obtener los esenciales a través de la dieta, porque carece de las rutas para fabricarlos. La síntesis de proteínas propiamente dicha es la traducción —la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos en los ribosomas siguiendo la información del ARNm—, un proceso muy endergónico que consume ATP y GTP.
La síntesis de ácidos grasos (lipogénesis) tiene lugar en el citosol y construye la cadena hidrocarbonada añadiendo unidades de dos carbonos procedentes del acetil-CoA. Es, en cierto modo, la ruta «inversa» de la β-oxidación, pero NO es idéntica a ella: ocurre en un compartimento distinto (citosol frente a matriz mitocondrial), usa enzimas diferentes (el complejo ácido graso sintasa) y consume NADPH como poder reductor, mientras que la β-oxidación producía NADH y FADH₂. Que catabolismo y anabolismo de un mismo tipo de molécula sigan rutas separadas permite a la célula regularlos de forma independiente y evitar ciclos fútiles. La importancia biológica del anabolismo heterótrofo es total: sin él no habría renovación de proteínas, ni almacenamiento de grasa de reserva, ni crecimiento.
Glutamato+cetoaˊcido→  transaminasa  α-cetoglutarato+aminoaˊcido\text{Glutamato} + \text{cetoácido} \xrightarrow{\;\text{transaminasa}\;} \alpha\text{-cetoglutarato} + \text{aminoácido}Glutamato+cetoaˊcidotransaminasa​α-cetoglutarato+aminoaˊcido

Transaminación (síntesis de aminoácidos)

Una transaminasa transfiere el grupo amino del glutamato a un cetoácido, generando un nuevo aminoácido y liberando el esqueleto carbonado del glutamato (α-cetoglutarato). Es la reacción clave de la síntesis de aminoácidos no esenciales.

n  Acetil-CoA+NADPH+ATP⟶aˊcido graso+CoA+NADP++ADPn\;\text{Acetil-CoA} + \text{NADPH} + \text{ATP} \longrightarrow \text{ácido graso} + \text{CoA} + \text{NADP}^{+} + \text{ADP}nAcetil-CoA+NADPH+ATP⟶aˊcido graso+CoA+NADP++ADP

Lipogénesis (síntesis de ácidos grasos)

La cadena del ácido graso se alarga de dos en dos carbonos a partir del acetil-CoA, en el citosol, consumiendo ATP y NADPH. El esquema es cualitativo: resalta el origen del carbono (acetil-CoA) y el poder reductor empleado (NADPH).

Ejemplo resuelto

Clasificar rutas y poder reductor en el anabolismo heterótrofo

Para cada uno de los siguientes procesos, indica si es anabólico o catabólico, en qué compartimento celular ocurre y qué coenzima (NADH o NADPH) está implicada: (a) síntesis de un ácido graso a partir de acetil-CoA; (b) β-oxidación de un ácido graso; (c) síntesis de un aminoácido no esencial por transaminación.

  1. 01(a) Síntesis de ácido graso

    Construcción de una macromolécula a partir de unidades de dos carbonos: es ANABÓLICA, ocurre en el CITOSOL y consume NADPH como poder reductor.

  2. 02(b) β-oxidación

    Degradación del ácido graso de dos en dos carbonos: es CATABÓLICA, ocurre en la MATRIZ MITOCONDRIAL y produce NADH (y FADH₂).

  3. 03(c) Transaminación

    Formación de un aminoácido nuevo transfiriendo un grupo amino: es ANABÓLICA (biosíntesis); se da en el citosol y mitocondria; no requiere NADPH (su clave es el grupo amino donado por el glutamato).

Resultado: (a) anabólica, citosol, NADPH; (b) catabólica, matriz mitocondrial, NADH/FADH₂; (c) anabólica (transferencia de grupo amino, no de poder reductor).

Objetivo Selectividad

  • Definir con precisión el anabolismo y enunciar sus tres rasgos (reductor, endergónico, divergente), distinguiendo el poder reductor anabólico (NADPH) del catabólico (NADH).
  • Localizar y caracterizar las tres rutas de anabolismo heterótrofo del currículo: transaminación (síntesis de aminoácidos), traducción en los ribosomas (síntesis de proteínas) y lipogénesis en el citosol (síntesis de ácidos grasos).

Errores frecuentes

  • Decir que la síntesis de ácidos grasos «es la β-oxidación al revés»: aunque ambas manejan unidades de acetil-CoA, ocurren en compartimentos distintos (citosol frente a matriz), usan enzimas distintas y la síntesis consume NADPH mientras la β-oxidación produce NADH y FADH₂.
  • Confundir NADPH (poder reductor de la biosíntesis) con NADH (poder reductor del catabolismo destinado a la cadena respiratoria).

Repaso activo

Explica en qué se diferencia el anabolismo heterótrofo del autótrofo atendiendo al tipo de precursor que utiliza cada uno. A continuación, describe brevemente las tres rutas de anabolismo heterótrofo que recoge el currículo (aminoácidos, proteínas y ácidos grasos), indicando para cada una su precursor de partida y el compartimento celular en el que ocurre.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

§ 02

Fotosíntesis: la fase luminosa en los tilacoides#

●●●ProfundizaciónLPBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque D. Metabolismo — principales rutas de anabolismo autótrofo: la fotosíntesis (fase luminosa)

Puntos clave

La fotosíntesis es la ruta de anabolismo autótrofo por excelencia: convierte la energía luminosa en energía química y fija el carbono inorgánico (CO₂) en moléculas orgánicas. La realizan las plantas, las algas y las cianobacterias, y constituye la entrada de materia y energía en casi todos los ecosistemas. En los organismos eucariotas tiene lugar en el cloroplasto y se divide en dos fases acopladas: la fase luminosa (dependiente de la luz), que ocurre en la membrana de los tilacoides, y la fase oscura o ciclo de Calvin, que ocurre en el estroma. Es fundamental localizar cada fase en su compartimento (Fig. 2).

El cloroplasto: localización de las dos fases de la fotosíntesis

Cloroplasto: localizacion de las fases de la fotosintesistilacoides (grana)FASE LUMINOSAluzESTROMA:FASE OSCURA(ciclo de Calvin)fija el CO2ATP + NADPH
La fase luminosa se desarrolla en las membranas de los tilacoides, donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos (sobre todo la clorofila) organizados en dos complejos llamados fotosistemas: el fotosistema II (PSII) y el fotosistema I (PSI). Cuando la luz incide sobre los pigmentos, sus electrones se excitan y son cedidos a una cadena de transporte de electrones situada en la propia membrana tilacoidal. El proceso global de esta fase es la fotofosforilación: el uso de la energía de la luz para fabricar ATP, además de NADPH (Fig. 3).

Esquema en Z de la fase luminosa (fotofosforilación acíclica)

Esquema en Z de la fase luminosaEPSIIluz+ ATPPSIluzNADPHH2O-> O2
El recorrido de los electrones en la fotofosforilación acíclica (la principal) sigue el llamado «esquema en Z». La luz excita el PSII; el electrón perdido se repone gracias a la fotólisis del agua, la rotura de la molécula de agua que libera O₂ (el oxígeno que respiramos procede de aquí), protones y electrones. El electrón excitado viaja por la cadena de transporte hasta el PSI, donde una nueva absorción de luz lo reexcita; finalmente reduce el NADP⁺ a NADPH. Paralelamente, el transporte de electrones bombea protones al interior del tilacoide, creando un gradiente que la ATP-sintasa aprovecha para sintetizar ATP por quimiósmosis, igual que en la mitocondria.
Existe también una fotofosforilación cíclica que solo implica al PSI: el electrón excitado vuelve a la cadena en lugar de reducir NADP⁺, de modo que se sintetiza ATP pero NO se forma NADPH ni se libera O₂. Su función es ajustar la proporción ATP/NADPH a las necesidades del ciclo de Calvin, que consume más ATP que NADPH. En resumen, los productos de la fase luminosa son el ATP y el NADPH —que se cederán a la fase oscura— y, como subproducto de la fotólisis del agua, el oxígeno molecular que se libera a la atmósfera.
2 H2O→  luz  O2+4 H++4 e−2\,\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\;\text{luz}\;} \text{O}_2 + 4\,\text{H}^{+} + 4\,e^{-}2H2​Oluz​O2​+4H++4e−

Fotólisis del agua

La energía de la luz rompe la molécula de agua en el fotosistema II; los electrones liberados reponen los que el PSII ha cedido, los protones contribuyen al gradiente y el oxígeno se desprende como subproducto. De aquí procede todo el O₂ atmosférico de origen fotosintético.

ADP+Pi+NADP++H2O→  luz  ATP+NADPH+H++12 O2\text{ADP} + \text{P}_i + \text{NADP}^{+} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\;\text{luz}\;} \text{ATP} + \text{NADPH} + \text{H}^{+} + \tfrac{1}{2}\,\text{O}_2ADP+Pi​+NADP++H2​Oluz​ATP+NADPH+H++21​O2​

Balance de la fase luminosa (acíclica)

Resumen de la fotofosforilación acíclica: con la energía de la luz se fabrican ATP y NADPH y se desprende oxígeno procedente del agua. Estos productos energéticos se cederán a la fase oscura para fijar el CO₂.

Ejemplo resuelto

Interpretar el origen del oxígeno y los productos de la fase luminosa

Se ilumina un cultivo de cloroplastos aislados en presencia de agua marcada con un isótopo de oxígeno (¹⁸O). Tras un tiempo, se detecta el isótopo en el gas desprendido. (a) Justifica este resultado. (b) Indica los tres productos de la fase luminosa y el compartimento donde se forman. (c) Razona cuál de esos productos NO se forma en la fotofosforilación cíclica.

  1. 01(a) Origen del oxígeno

    El O₂ desprendido procede de la fotólisis del agua, no del CO₂. Por eso el ¹⁸O del agua marcada aparece en el oxígeno gaseoso, lo que demuestra experimentalmente el origen acuoso del O₂.

  2. 02(b) Productos y lugar

    La fase luminosa produce ATP, NADPH y O₂, todo ello en la membrana de los tilacoides.

  3. 03(c) En la vía cíclica

    La fotofosforilación cíclica solo implica al PSI: genera ATP pero no reduce el NADP⁺ ni rompe el agua, así que NO se forma NADPH (ni se libera O₂).

Resultado: (a) el O₂ viene del agua (lo prueba el ¹⁸O); (b) ATP, NADPH y O₂ en la membrana tilacoidal; (c) en la vía cíclica no se forma NADPH (ni O₂).

Objetivo Selectividad

  • Localizar la fase luminosa en la membrana de los tilacoides e identificar sus protagonistas (fotosistemas II y I, cadena de transporte, ATP-sintasa) y sus productos (ATP, NADPH y O₂).
  • Explicar la fotólisis del agua como origen del O₂ desprendido y del electrón que repone al fotosistema II, y distinguir la fotofosforilación acíclica (forma ATP + NADPH + O₂) de la cíclica (solo ATP).

Errores frecuentes

  • Decir que el O₂ liberado procede del CO₂: el oxígeno desprendido proviene de la fotólisis del AGUA, no del dióxido de carbono (el CO₂ se fija después, en la fase oscura).
  • Situar la fase luminosa en el estroma: ocurre en la membrana de los tilacoides; en el estroma transcurre la fase oscura (ciclo de Calvin).

Repaso activo

En un experimento con un alga verde iluminada se mide el desprendimiento de oxígeno. Razona de dónde procede ese O₂, en qué fase y en qué compartimento del cloroplasto se origina, y explica qué dos moléculas energéticas se producen junto a él en esa misma fase y para qué se utilizarán después.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Currículo de Bachillerato (LOMLOE) — materias y saberes básicos (Ministerio de Educación, Formación Profesional y Deportes — educagob)

§ 03

Fotosíntesis: la fase oscura (ciclo de Calvin) en el estroma#

●●●ProfundizaciónLPBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque D. Metabolismo — principales rutas de anabolismo autótrofo: la fotosíntesis (fase oscura / ciclo de Calvin)

Puntos clave

La fase oscura, también llamada ciclo de Calvin o ciclo de fijación del carbono, transcurre en el estroma del cloroplasto. Su nombre («oscura») es engañoso: NO requiere luz directamente, pero sí depende por completo del ATP y el NADPH que la fase luminosa ha fabricado; por eso solo funciona, en la práctica, mientras hay luz. En esta fase se fija el CO₂ atmosférico y se reduce hasta formar glúcidos, es decir, se transforma la energía química de la fase luminosa en materia orgánica estable (Fig. 4).

Las tres etapas del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin: fijación, reducción y regeneraciónGrafo, RuBP (5C) → 3-PGA (3C), 3-PGA (3C) → G3P (3C), G3P (3C) → RuBP (5C)RuBP (5C)3-PGA (3C)G3P (3C)fijación · CO₂(RuBisCO)reducción ·ATP + NADPHregeneración(+ATP)
El ciclo se inicia con la fijación del CO₂: la enzima RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) une una molécula de CO₂ a un azúcar de cinco carbonos, la ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP). El compuesto de seis carbonos resultante es inestable y se escinde de inmediato en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA), de tres carbonos. La RuBisCO es la enzima más abundante de la biosfera, lo que da idea de la escala planetaria de este proceso.
A continuación viene la fase de reducción: el 3-PGA se fosforila con el ATP y se reduce con el NADPH —ambos aportados por la fase luminosa— hasta gliceraldehído-3-fosfato (G3P), una triosa fosfato. El G3P es el producto neto del ciclo: a partir de él la célula sintetiza glucosa y el resto de glúcidos, así como precursores de otras biomoléculas. Es aquí donde el carbono inorgánico ha quedado definitivamente incorporado a la materia orgánica reducida.
Por último, la fase de regeneración reordena la mayor parte del G3P, con gasto adicional de ATP, para reconstruir la ribulosa-1,5-bisfosfato y que el ciclo pueda seguir fijando CO₂. El cómputo es importante: hacen falta tres vueltas del ciclo (es decir, fijar tres CO₂) para producir una molécula de G3P neta, y seis vueltas para una molécula de glucosa (de seis carbonos). El coste energético total por glucosa es de 18 ATP y 12 NADPH, lo que enlaza la fase oscura con la luminosa como un sistema acoplado de producción y consumo de energía (Fig. 4).
CO2+RuBP (5C)→  RuBisCO  2  3-PGA (3C)\text{CO}_2 + \text{RuBP (5C)} \xrightarrow{\;\text{RuBisCO}\;} 2\;\text{3-PGA (3C)}CO2​+RuBP (5C)RuBisCO​23-PGA (3C)

Fijación del CO₂ (etapa de carboxilación)

La RuBisCO une el CO₂ a la ribulosa-1,5-bisfosfato (5 carbonos); el intermediario de 6 carbonos se rompe en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico, el primer compuesto estable del ciclo.

6 CO2+18 ATP+12 NADPH⟶C6H12O6+18 ADP+18 Pi+12 NADP+6\,\text{CO}_2 + 18\,\text{ATP} + 12\,\text{NADPH} \longrightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 18\,\text{ADP} + 18\,\text{P}_i + 12\,\text{NADP}^{+}6CO2​+18ATP+12NADPH⟶C6​H12​O6​+18ADP+18Pi​+12NADP+

Coste del ciclo de Calvin por glucosa

Sintetizar una molécula de glucosa (6 carbonos) exige fijar 6 CO₂, es decir, dar 6 vueltas al ciclo, consumiendo 18 ATP y 12 NADPH aportados por la fase luminosa.

Ejemplo resuelto

Coste energético del ciclo de Calvin por molécula de glucosa

El ciclo de Calvin requiere, por cada CO₂ fijado, 3 ATP y 2 NADPH (2 ATP y 2 NADPH en la reducción del 3-PGA y 1 ATP en la regeneración de la RuBP). Calcula cuántas vueltas del ciclo y cuánto ATP y NADPH se necesitan para sintetizar una molécula de glucosa, e indica el orgánulo y compartimento donde ocurre.

  1. 01Vueltas por glucosa

    La glucosa tiene 6 carbonos y cada vuelta fija 1 CO₂ (1 carbono), por lo que se necesitan 6 vueltas del ciclo.

  2. 02ATP por glucosa

    Cada vuelta consume 3 ATP; multiplicamos por las 6 vueltas.

  3. 03NADPH por glucosa

    Cada vuelta consume 2 NADPH; multiplicamos por las 6 vueltas.

Resultado: Se necesitan 6 vueltas del ciclo, 18 ATP y 12 NADPH para formar una glucosa; todo ello ocurre en el estroma del cloroplasto.

Objetivo Selectividad

  • Localizar el ciclo de Calvin en el estroma del cloroplasto y describir sus tres etapas: fijación del CO₂ por la RuBisCO sobre la RuBP, reducción del 3-PGA a G3P con ATP y NADPH, y regeneración de la RuBP.
  • Justificar por qué la fase oscura depende de la luminosa (consume su ATP y NADPH) y calcular su coste energético: 3 CO₂ por G3P y 18 ATP + 12 NADPH por glucosa.

Errores frecuentes

  • Creer que la fase oscura «ocurre de noche»: no necesita luz de forma directa, pero depende del ATP y NADPH de la fase luminosa, así que en la oscuridad real acaba deteniéndose.
  • Confundir el primer producto estable (3-PGA, de tres carbonos) con el aceptor del CO₂ (la ribulosa-1,5-bisfosfato, de cinco carbonos): la RuBisCO une el CO₂ a la RuBP, no al revés.

Repaso activo

Un fisiólogo vegetal cultiva un alga con CO₂ marcado con carbono-14 y, tras pocos segundos de iluminación, identifica las primeras moléculas orgánicas radiactivas. Indica cuál es el primer compuesto estable que aparecerá, en qué compartimento y por acción de qué enzima se ha fijado el CO₂, y razona cuántas vueltas del ciclo se necesitan para formar una glucosa.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

§ 04

Quimiosíntesis y clasificación metabólica de los organismos#

●●○EstándarLPBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque D. Metabolismo — la quimiosíntesis y el papel biológico de los organismos quimiosintéticos; clasificación de los organismos según su tipo de metabolismo

Puntos clave

La quimiosíntesis es la segunda forma de anabolismo autótrofo: igual que la fotosíntesis, fija el CO₂ para fabricar materia orgánica, pero la energía y el poder reductor NO proceden de la luz, sino de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos del entorno (amoníaco, nitritos, sulfuro de hidrógeno, hierro ferroso, etc.). La realizan exclusivamente ciertas bacterias y arqueas quimioautótrofas. Es, por tanto, un anabolismo autótrofo y quimiótrofo, frente al anabolismo autótrofo y fotótrofo de la fotosíntesis (Fig. 5).

Clasificación de los organismos según su metabolismo

Clasificación metabólica de los organismosTabla con 3 columnas y 2 filas, Datos: Energía \ Carbono · Autótrofo (CO₂) · Heterótrofo (orgánico); Foto (luz) · Fotoautótrofo · plantas, algas · Fotoheterótrofo · algunas bacterias; Quimio (química) · Quimioautótrofo · nitrificantes · Quimioheterótrofo · animales, hongosENERGÍA \ CARBONOAUTÓTROFO (CO₂)HETERÓTROFO (ORGÁNICO)FOTO (LUZ)Fotoautótrofo ·plantas, algasFotoheterótrofo ·algunas bacteriasQUIMIO (QUÍMICA)Quimioautótrofo ·nitrificantesQuimioheterótrofo· animales, hongos
Los principales grupos de organismos quimiosintéticos se nombran por el sustrato que oxidan. Las bacterias nitrificantes oxidan compuestos nitrogenados: las del género Nitrosomonas oxidan el amoníaco a nitrito, y las del género Nitrobacter oxidan el nitrito a nitrato. Las sulfobacterias oxidan compuestos de azufre (como el H₂S) y las ferrobacterias oxidan el hierro ferroso (Fe²⁺) a férrico (Fe³⁺). En todos los casos, la energía liberada en estas oxidaciones se usa para fijar el CO₂ por una vía similar al ciclo de Calvin.
El papel biológico de los quimiosintéticos es enorme y a menudo poco conocido. Son la base de ecosistemas que viven sin luz, como las comunidades de las fumarolas hidrotermales del fondo oceánico, donde sustituyen a las plantas como productores primarios. Además, las bacterias nitrificantes son una pieza clave del ciclo del nitrógeno: transforman el amoníaco —procedente de la descomposición de la materia orgánica— en nitrato, la forma de nitrógeno que las plantas pueden absorber, cerrando así uno de los ciclos biogeoquímicos esenciales para la fertilidad del suelo.
Toda esta información permite clasificar a los organismos según su tipo de metabolismo combinando dos criterios. Por la fuente de CARBONO: autótrofos (lo toman del CO₂ inorgánico) o heterótrofos (lo toman de moléculas orgánicas). Por la fuente de ENERGÍA: fotótrofos (luz) o quimiótrofos (reacciones químicas). Cruzando ambos criterios resultan cuatro tipos: fotoautótrofos (plantas, algas, cianobacterias), quimioautótrofos (bacterias nitrificantes, sulfobacterias, ferrobacterias), fotoheterótrofos (algunas bacterias) y quimioheterótrofos (animales, hongos, la mayoría de bacterias y nosotros mismos).
NH3→NitrosomonasoxidacioˊnNO2−→NitrobacteroxidacioˊnNO3−\text{NH}_3 \xrightarrow[\text{Nitrosomonas}]{\text{oxidación}} \text{NO}_2^{-} \xrightarrow[\text{Nitrobacter}]{\text{oxidación}} \text{NO}_3^{-}NH3​oxidacioˊnNitrosomonas​NO2−​oxidacioˊnNitrobacter​NO3−​

Nitrificación (bacterias nitrificantes)

Las bacterias nitrificantes oxidan el amoníaco a nitrito (Nitrosomonas) y el nitrito a nitrato (Nitrobacter); la energía liberada en estas oxidaciones se emplea para fijar el CO₂. El nitrato resultante es la forma de nitrógeno que absorben las plantas.

Ejemplo resuelto

Clasificar organismos por su tipo de metabolismo

Clasifica cada organismo combinando su fuente de carbono y de energía e indica su tipo metabólico: (a) una bacteria Nitrosomonas que oxida amoníaco y fija CO₂; (b) un alga verde; (c) un ser humano.

  1. 01(a) Nitrosomonas

    Fija el CO₂ (fuente de carbono inorgánica → autótrofo) y obtiene la energía oxidando amoníaco, un compuesto inorgánico (no de la luz → quimiótrofo). Es QUIMIOAUTÓTROFA.

  2. 02(b) Alga verde

    Fija el CO₂ (autótrofo) usando la energía de la luz mediante la fotosíntesis (fotótrofo). Es FOTOAUTÓTROFA.

  3. 03(c) Ser humano

    Obtiene el carbono de moléculas orgánicas de la dieta (heterótrofo) y la energía de la oxidación de esas mismas moléculas orgánicas (quimiótrofo). Es QUIMIOHETERÓTROFO.

Resultado: (a) quimioautótrofa; (b) fotoautótrofa; (c) quimioheterótrofo.

Objetivo Selectividad

  • Definir la quimiosíntesis como anabolismo autótrofo cuya energía procede de la oxidación de compuestos inorgánicos (no de la luz) e identificar sus grupos: bacterias nitrificantes, sulfobacterias y ferrobacterias.
  • Valorar el papel biológico de los quimiosintéticos (productores primarios sin luz, motor del ciclo del nitrógeno) y clasificar a un organismo combinando su fuente de carbono y su fuente de energía en los cuatro tipos metabólicos.

Errores frecuentes

  • Confundir quimiosíntesis con fermentación: la fermentación es catabólica (degrada y libera energía), mientras que la quimiosíntesis es anabólica (fija CO₂ y construye materia orgánica usando la energía de oxidaciones inorgánicas).
  • Olvidar que la quimiosíntesis es autótrofa: como fija el CO₂, los organismos quimiosintéticos son AUTÓTROFOS (quimioautótrofos), no heterótrofos, aunque no usen la luz.

Repaso activo

Clasifica los siguientes organismos según su fuente de carbono y de energía, asignando a cada uno uno de los cuatro tipos metabólicos: (a) un pino; (b) una bacteria del género Nitrobacter; (c) un hongo descomponedor; (d) una cianobacteria. Justifica brevemente cada elección.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 534/2024 — Prueba de Acceso a la Universidad (PAU) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

Contenido

Sección -- / 04

    • 01Anabolismo heterótrofo: síntesis de aminoácidos, proteínas y ácidos grasos◐
    • 02Fotosíntesis: la fase luminosa en los tilacoides●
    • 03Fotosíntesis: la fase oscura (ciclo de Calvin) en el estroma●
    • 04Quimiosíntesis y clasificación metabólica de los organismos◐

0/4 Leídos

De los apuntes a la práctica

Anabolismo y fotosíntesis

Refuerza este tema con preguntas de la base de preguntas.

~19
min
4
Competencias
Practicar

Referencias y fuentes

Fuentes

Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE)

  • Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II)
  • Real Decreto 534/2024 — Prueba de Acceso a la Universidad (PAU)

Ministerio de Educación, Formación Profesional y Deportes — educagob

  • Currículo de Bachillerato (LOMLOE) — materias y saberes básicos

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Catabolismo

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Genética molecular

EuraStudy·Apuntes T·08·MMXXVI

Continúa con el tema siguiente: el itinerario se conserva.