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Bioquímica
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Docente: M. Sc. Ronald Gutierrez Moreno
Facultad : Ingenieria/ Escuela : Ing. Civil y Ambiental
Curso: Bioquímica para Ing. Ambientales
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ponente / Docente Facultad / Escuela / Programa
Bioquímica para Ing. Ambientales
CICLO BIOGEOQUIMICO
Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento
de cantidades de oxigeno, carbono, nitrógeno,
hidrogeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio y
otros elementos, entre los seres vivos y el
ambiente mediante una serie de procesos de
producción y descomposición.
En la biosfera la materia es limitada de manera
que su reciclaje es un punto clave en el
mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo,
los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.
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Bioquímica para Ing. Ambientales
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
En todos los ecosistemas existe un movimiento continuo de los materiales...
Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.
GASEOSOS
atmósfera – océanos Energía
Energía Energía Energía
Clases de ciclos biogeoquímicos
Ciclos gaseosos
Ciclos sedimentarios
Ciclos hidrologicos
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a. Ciclos gaseosos
Son aquellos en los que los elementos circulan,
principalmente entre LA ATMÓSFERA Y LOS
SERES VIVOS, como es el caso de :
OXÍGENO
NITRÓGENO
CARBONO
Circulan a través de grandes extensiones de
superficie, ACELERANDO la velocidad de
reciclaje.
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b. Ciclos sedimentarios
Son aquellos en que los elementos circulan entre
la LITOSFERA y la HIDRÓSFERA y los SERES
VIVOS, como es el caso de:
El FÓSFORO
El AZUFRE
El HIERRO.
Circulan lentamente, es decir su velocidad de
reciclaje es muy lenta, ya pueden quedar «
atrapados « en las rocas por miles de años.
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c. Ciclo hidrológico
El AGUA circula e interactúa, en ciclos
gaseosos y sedimentarios.
El AGUA no es un elemento químico,
pero se considera en ésta clasificación
por su gran estabilidad molecular
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NUTRIENTES
Un elemento químico o molécula necesario para la
vida de un organismo, se llama nutriente o
nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 31
a 40 elementos químicos, donde el número y tipos
de estos elementos varía en cada especie.
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Clases de elementos
requeridos por los organismos
Macronutrientes
Carbono, oxígeno, hidrogeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio y potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de la masa del cuerpo humano, y más de 95% de la masa de todos los organismos.
Micronutrientes
Son los 30 ó más elementos requeridos en cantidades pequeñas (trazas): hierro, cobre, zinc, cloro, yodo, selenio, manganeso, molibdeno (0ligoelementos).
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Tabla periódica de los elementos de la vida H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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Procariotas – Eubacterias -
Organismos unicelulares
Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a
mantener los ciclos bio-geo-químicos.
Constituyen la mayoría de las bacterias
Las bacterias son los organismos más abundantes del
planeta
40 millones de células bacterianas en 1g de tierra
1 millón de células bacterianas en un 1 ml agua dulce
En total, aproximadamente 5×1030 bacterias en el
mundo
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Procariotas - Eubacterias
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Tamaño: 1 a 10 m
Son tan pequeñas que no
necesitan citoesqueleto
Hábitat: adaptados a vivir en
cualquier ambiente
terrestre o acuático
Nutrición: autótrofas:
fotosintéticas, quimiosintéticas
heterótrofas: saprófitas,
simbióticas, parasitarias
Procariotas – Eubacterias -
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MICROORGANISMOS CON ORGANIZACIÓN CELULAR EUCARIOTA
protozoos
Presentan una mayor complejidad en su organización
Algas microscópicas unicelulares
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levaduras Hongos filamentosos
HONGOS
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CICLO DEL OXIGENO
Fuentes:
•Atmósfera.: oxígeno molecular (O2) y CO2.
•En la litosfera: esta en combinación con el silicio y el
aluminio, como silicatos de aluminio (rocas). También
en óxidos metálicos, carbonatos, sulfatos, nitratos y
fosfatos.
•En la hidrósfera combinado con hidrógeno : H2O.
•Existen organismos que lo consumen para obtener
energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta
cantidad, son más bien productores (plantas).
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Relación entre fotosíntesis y respiración
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Relación entre fotosíntesis y respiración
•Existe una relación estrecha entre la fotosíntesis y la
respiración celular. En efecto, por medio de la
fotosíntesis, los cloroplastos presentes en todas las
células eucariotas captan la energía solar y la usan
para convertir el agua y el dióxido de carbono en
carbohidratos, tales como glucosa, almidón y otros.
Además durante este proceso las plantas liberan
oxígeno en la atmósfera con lo que purifican el
ambiente y facilitan la respiración de los seres vivos.
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•Las mitocondrias que en las células son las responsables de la respiración, desdoblan los carbohidratos y capturan la energía contenida en ellos y la almacenan en forma de ATP (adenosintrifosfato). Durante este proceso se consume oxígeno, y como productos finales se producen dióxido de carbono y agua. De esta manera se completa el ciclo iniciado con la fotosíntesis.
•Existe, por tanto, una complementación entre la fotosíntesis y la respiración, pues los productos finales de aquella, son utilizados por ésta.
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Metabolismo aeróbico
Cuando el músculo debe mantener una actividad
prolongada realizando un ejercicio de más de 3
minutos, el músculo necesitará un nuevo sistema
de producción de energía; este es el sistema
Aerobio, y se llama así porque necesita oxígeno
para que pueda funcionar, y cuanto más oxígeno
llegue al músculo más energía va a ser capaz de
producir el músculo por este sistema, y mayor
rendimiento va a desarrollar.
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En este caso, el músculo puede utilizar tanto glucosa como grasa, como proteínas, como sustrato energético,
pero siempre debe realizarse en presencia de O2, por eso el proceso se denomina aeróbico.
GLUCOSA + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O
GRASA + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O
PROTEINAS + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O
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Fosforilación oxidativa
La fosforilación oxidativa es un proceso
metabólico que utiliza energía liberada por
la oxidación de nutrientes para producir
adenosín trifosfato (ATP), la molécula que
provee de energía al metabolismo.
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Nombre del Programa
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Ciclo del Oxígeno
Mediante la fotosíntesis el CO2 es transformado a O2
y un carbohidrato.
Metabolismo: Proceso inverso a la fotosíntesis, el cual
consiste en la oxidación biológica de los carbohidratos
produciéndose CO2 y H2O.
Reacción fotoquímica: parte del oxígeno molecular por
efecto de la energía solar (ultravioleta) es convertido
en ozono (O3).
El ozono se descompone con rapidez para volver a
formar oxígeno diatómico.
Parte del CO2 disuelto en las aguas es aprovechado
por las plantas acuáticas (Fotosíntesis)
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