TEMA 19TEMA 19

INTRODUCCION AL METABOLISMO. INTRODUCCION AL METABOLISMO. Relaciones termodinámicas. Compuestos ricos en Relaciones termodinámicas. Compuestos ricos en energíaenergía

Los seres vivos:Los seres vivos: - -Desarrollan trabajo para permanecer vivos, crecer y reproducirseDesarrollan trabajo para permanecer vivos, crecer y reproducirse.. - - Tienen capacidad para aprovechar energía y canalizarla en trabajo Tienen capacidad para aprovechar energía y canalizarla en trabajo

biológico.biológico. - Realizan diversidad de conversiones de una forma de energía en otra - Realizan diversidad de conversiones de una forma de energía en otra

(transducciones de energía).(transducciones de energía).

UUsan la energía química de los combustibles:san la energía química de los combustibles:- para la síntesis de moléculas complejas a partir de precursores sencillos.- para la síntesis de moléculas complejas a partir de precursores sencillos.- para generar gradientes de concentración o eléctricos.- para generar gradientes de concentración o eléctricos.- para el movimiento.- para el movimiento.- generan calor.- generan calor.- pueden generar luz.- pueden generar luz.

Según la fuente de Carbono utilizada en:Según la fuente de Carbono utilizada en:- AUTÓTROFOS.- AUTÓTROFOS.

- HETERÓTROFOS.- HETERÓTROFOS.

Los Seres vivos por la fuente de energía que utilizan se dividen en:Los Seres vivos por la fuente de energía que utilizan se dividen en:- FOTOTROFOS.- FOTOTROFOS.- QUIMIOTROFOS.- QUIMIOTROFOS.

La fuente de Nitrógeno para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos.La fuente de Nitrógeno para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos.- En plantas se utiliza amoniaco, nitratos o nitritos.- En plantas se utiliza amoniaco, nitratos o nitritos.- En vertebrados se utilizan compuestos nitrogenados orgánicos.- En vertebrados se utilizan compuestos nitrogenados orgánicos.

El Nitrógeno atmosféricos sólo es asimilado por bacterias fijadoras El Nitrógeno atmosféricos sólo es asimilado por bacterias fijadoras de Nde N2 2 (Cianobacterias y algunas bacterias del suelo) (Cianobacterias y algunas bacterias del suelo) que lo convierten en amo-que lo convierten en amo-

niaco.niaco.

BIOENERGÉTICA: BIOENERGÉTICA:

CAMPO DE LA BIOQUÍMICA RELACIONADO CON LA TRANSFORMACIÓNCAMPO DE LA BIOQUÍMICA RELACIONADO CON LA TRANSFORMACIÓN Y EMPLEO DE LA ENERGÍA POR LAS CÉLULAS VIVASY EMPLEO DE LA ENERGÍA POR LAS CÉLULAS VIVAS

ESTUDIO CUANTITATIVO DE LAS TRANSDUCCIONES DE ENERGÍA QUEESTUDIO CUANTITATIVO DE LAS TRANSDUCCIONES DE ENERGÍA QUETIENEN LUGAR EN LAS CÉLULAS.TIENEN LUGAR EN LAS CÉLULAS.

LAS TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS DE ENERGÍA SIGUEN LASLAS TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS DE ENERGÍA SIGUEN LASLEYES DE LA TERMODINÁMICALEYES DE LA TERMODINÁMICA

LEYES DE LA TERMODINÁMICA:LEYES DE LA TERMODINÁMICA:-1ª LEY: EN CUALQUIER TRANSFORMACIÓN FÍSICA O QUÍMICA LA CANTIDAD-1ª LEY: EN CUALQUIER TRANSFORMACIÓN FÍSICA O QUÍMICA LA CANTIDAD

TOTAL DE ENERGÍA DEL UNIVERSO PERMANECE CONSTANTETOTAL DE ENERGÍA DEL UNIVERSO PERMANECE CONSTANTE-2ª LEY: TODOS LOS CAMBIOS FÍSICOS O QUÍMICOS TIENDEN A EVOLUCIONAR-2ª LEY: TODOS LOS CAMBIOS FÍSICOS O QUÍMICOS TIENDEN A EVOLUCIONAREN LA DIRECCIÓN EN LA QUE LA ENERGÍA ÚTIL EXPERIMENTE UNA DEGRA-EN LA DIRECCIÓN EN LA QUE LA ENERGÍA ÚTIL EXPERIMENTE UNA DEGRA-

DACIÓN IRREVERSIBLE HACIA UNA FORMA AL AZAR, DESORDENADADACIÓN IRREVERSIBLE HACIA UNA FORMA AL AZAR, DESORDENADALLAMADA LLAMADA ENTROPÍAENTROPÍA. SE INTERRUMPEN EN UN PUNTO DE EQUILIBRIO. SE INTERRUMPEN EN UN PUNTO DE EQUILIBRIO

EN EL QUE LA ENTROPÍA FORMADA ES LA MAXIMA POSIBLE EN LAS CONDI-EN EL QUE LA ENTROPÍA FORMADA ES LA MAXIMA POSIBLE EN LAS CONDI-CIONES EXISTENTES.CIONES EXISTENTES.

Sistema reaccionante: Sistema reaccionante: Conjunto de materia que está experimentandoConjunto de materia que está experimentandoun proceso físico o químico (organismo, célula o dos compuestos que reaccionan).un proceso físico o químico (organismo, célula o dos compuestos que reaccionan).

Junto con el entorno constituyen el universo.Junto con el entorno constituyen el universo.Existen SISTEMAS AISLADOS O CERRADOS que no intercambian energíaExisten SISTEMAS AISLADOS O CERRADOS que no intercambian energíacon el entorno. Pero en el mundo biológico, los sistemas que reaccionan inter-con el entorno. Pero en el mundo biológico, los sistemas que reaccionan inter-cambian energía con su entorno. cambian energía con su entorno.

MAGNITUDES TERMODINÁMICASMAGNITUDES TERMODINÁMICAS

ENERGÍA LIBREENERGÍA LIBRE : CANTIDAD DE ENERGÍA CAPAZ DE REALIZAR : CANTIDAD DE ENERGÍA CAPAZ DE REALIZAR TRABAJO EN UNA REACCIÓN A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTETRABAJO EN UNA REACCIÓN A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTE

Reacciones exergónicas o endergónicas.ENTALPÍA ENTALPÍA : CANTIDAD DE CALOR QUE EL SISTEMA REACCIONANTE: CANTIDAD DE CALOR QUE EL SISTEMA REACCIONANTE

LIBERA O ABSORBE DEL ENTORNO A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTELIBERA O ABSORBE DEL ENTORNO A TEMPERATURA Y PRESIÓN CONSTANTEReacciones exotérmicas o endotérmicas.ENTROPÍA ENTROPÍA : EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL DESORDEN DEL SISTEMA: EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL DESORDEN DEL SISTEMA

En los sistemas biológicos (temperatura y presión constantes) :En los sistemas biológicos (temperatura y presión constantes) :

ΔG = ΔH - TΔSΔG = ΔH - TΔS

LOS SERES VIVOS CONSERVAN SU ORDEN INTERNO TOMANDO DE SULOS SERES VIVOS CONSERVAN SU ORDEN INTERNO TOMANDO DE SUENTORNO E. LIBRE EN FORMA DE NUTRIENTES O LUZ SOLAR Y DEVOL-ENTORNO E. LIBRE EN FORMA DE NUTRIENTES O LUZ SOLAR Y DEVOL-

VIENDO AL ENTORNO UNA CANTIDAD IGUAL DE ENERGÍA EN FORMA DEVIENDO AL ENTORNO UNA CANTIDAD IGUAL DE ENERGÍA EN FORMA DECALOR Y ENTROPÍA.CALOR Y ENTROPÍA.

LAS CÉLULAS SON SISTEMAS ISOTÉRMICOS QUE FUNCIONAN A T Y P CTESLAS CÉLULAS SON SISTEMAS ISOTÉRMICOS QUE FUNCIONAN A T Y P CTES

LA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE SE RELACIONA CON LA CONSTANTE DELA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE SE RELACIONA CON LA CONSTANTE DEEQUILIBRIO DE UNA REACCIÓNEQUILIBRIO DE UNA REACCIÓN

a A + b B <—> c C + d D

[C]c [D]d

K´eq = ------------------- ΔGº´ = - 2,303 RT log K´eq

[A]a [B]b

[C] [D]ΔG = ΔGº´ + 2,303 RT log-----------------

[A] [B]

LAS VARIACIONES DE ENERGÍA LIBRE EN CONDICIONES ESTÁNDAR DELAS VARIACIONES DE ENERGÍA LIBRE EN CONDICIONES ESTÁNDAR DELAS REACCIONES QUÍMICAS SON ADITIVASLAS REACCIONES QUÍMICAS SON ADITIVAS

HIDRÓLISISHIDRÓLISISDE ENLACESDE ENLACESFOSFATO ENFOSFATO ENEL ATPEL ATP

REACCIONES DE REACCIONES DE HIDRÓLISIS DE HIDRÓLISIS DE COMPUESTOS COMPUESTOS FOSFORILADOSFOSFORILADOS