Introducci n a la Bioqu mica ambiental Ciclos biogeoqu micos

CICLO 2014-1 Módulo: 2
Unidad: 01

Semana: 01

BIOQUÍMICA AMBIENTAL

FERNANDO MERINO
RAFAEL

INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA AMBIENTAL –
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

ORIENTACIONES
• El conocimiento de los principios básicos de la bioquímica ambiental
nos da la capacidad de comprender todos los procesos mediados
por seres vivos y que ocurren en el entorno.
• Este tema permite reconocer a los elementosque participan en el
flujo de la materia y la energía en la biósfera.

CONTENIDOS TEMÁTICOS
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Definición de la Bioquímica Ambiental y su relación con otras
ciencias.
Flujo de materia y energía en la biosfera: Principales
organismos implicados en los ciclos biogeoquímicos y en la
biorremediación: organismos autótrofos y heterótrofos.
Ciclo del oxígeno. Producción y consumo de oxígeno porlos
seres vivos: fotosíntesis y respiración. Metabolismo
energético aerobio. Fosforilación oxidativa y síntesis de ATP.
Ciclo del carbono I. Relación con el ciclo del oxígeno. Fijación
biológica de CO2. Fase lumínica de la fotosíntesis. Ciclo de
Calvin. Fotorrespiración. Adaptaciones fotosintéticas: vía C4.

CONTENIDOS TEMÁTICOS
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Ciclo del carbono II. Ciclo del metano. Metanógenos: rutabioenergética y
ruta biosintéticas. Metilotrofos y metanotrofos.
Ciclo del nitrógeno. Fijación biológica del nitrógeno: complejo enzimático
nitrogenasa. Nitrificación. Reducción de nitratos. Asimilación del amonio y
síntesis de aminoácidos. Amonificación y desnitrificación.
Ciclo del azufre y del fósforo. Bacterias del azufre. Reducción
desasimilatoria de sulfatos. Reducción asimilatoria. Ciclo delfósforo.
Ciclo del hierro. Reducción bacteriana del hierro férrico. Bacterias oxidantes
del hierro. Oxidación bacteriana de la pirita.

INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA AMBIENTAL

INTRODUCCIÓN A LA BIOQUIMICA AMBIENTAL
• Definición de bioquímica
– Estudia la composición química de los seres vivos
– Los fenómenos bioquímicos en los seres vivos son variados
– Una cianobacteria usa sustanciasinorgánicas muy simples para a partir
de ellas construir sus moléculas vitales

• Relación con otras disciplinas
– La bioquímica es el punto de interacción de 5 esferas:
o
o
o
o
o

Atmósfera
Hidrósfera
Geósfera
Antropósfera
Biósfera

FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA BIOSFERA.
ORGANISMOS AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS
• Niveles tróficos
PRODUCTORES

Autótrofos

CONSUMIDORES

Herbívoros
Carnívoros
CarroñerosDESCOMPONEDORES

Transformadores

FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA BIOSFERA.
ORGANISMOS AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS
• Cadenas tróficas

FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA BIOSFERA.
ORGANISMOS AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS
• Redes tróficas

• Flujo de materia y energía en la biósfera
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Las plantas usan la materia generada en la fotosíntesis para crecer
Respiración, funciones vitales
Herbívoros:crecimiento y respiración
Los demás niveles tróficos hacen lo mismo
Hay ciclos
El flujo de energía es unidireccional:
o La energía solar se transforma en energía química
o Se devuelve al medio en forma de energía calórica

LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

EL CICLO DEL OXÍGENO
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El oxígeno se halla en la atmófera como O2 y como CO2
CO2 se usa en la respiración aeróbica de plantas yanimales
Formación de agua metabólica
Los átomos de oxígeno se incorporan a la materia orgánica
CO2 también se usa en la fotosíntesis
Fuentes no biológicas de átomos de oxígeno:
– Oxígeno gaseoso (O2)
– Dióxido de carbono (CO2)
– Agua (H2O )

• Oxígeno en la atmósfera
– CO2, NO2, SO2

EL CICLO DEL OXÍGENO
• Las transformaciones del oxígeno pasan por reservorios:
– Atmósfera
– Océano
– Corteza terrestre•
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Principal forma de producción: fotosíntesis
Consumo: respiración
La cantidad producida excede a la consumida en 30 veces
Fotólisis:
2H2O + energía –> 4H+ + O2
• Respiración:
{CH2O} + O2 –> CO2 + H2O

EL CICLO DEL OXÍGENO

EL CICLO DEL OXÍGENO
• Aspecto generales de la fotosíntesis
– Es un proceso mediante el que los seres vivos con clorofila captan
energía lumínica del sol y la...