Unidad v.energ ia_y_metabolismo._clase_1.2012.material_editado
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UNIDAD V
ENERGÍA Y
METABOLISMO
Transformaciones de
energía en los seres
vivos
UNIDAD V CONTENIDO
1. Energía, metabolismo y bioenergética
2. Metabolismo y enzimas
3. Síntesis de ATP: respiración celular
4. Fotosíntesis
ENERGÍA
Capacidad de realizar trabajo,
que es cualquier cambio en el
estado o el movimiento de la
materia.
Trabajo biológico
TIPOS DE ENERGÍA
Energía potencial
Energía cinética
LA ENERGÍA SE TRANSFORMA
METABOLISMO
Transformaciones químicas y
energéticas de una célula u organismo.
Organización: en vías o rutas
metabólicas. Estas son
interdependientes y sus actividades
están coordinadas.
TRANSFORMACIONES DE ENERGÍA EN
LOS ORGANISMOS VIVOS
Fotosíntesis
Energía
química
Energía
química en
células:
ATP
Respiración
celular
Almacenada en los
enlaces de moléculas
orgánicas “alimentos”
Almacenada
temporalmente en
forma de ATP
Trabajo
biológic
o
Energ
ía
solar
TIPOS DE METABOLISMO
Anabolismo
(biosíntesis)
Catabolismo
(degradación)
Requiere energía Libera energía
intermediarios
Las reacciones metabólicas se rigen por las leyes de la termodinámica
1ª Ley
Principio de conservación de la energía
2ª Ley
En las transformaciones de energía se pierde energía útil
Tendencia natural al desorden (entropía)
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
2ª LEY DE LA TERMODINÁMICA
Ningún proceso de conversión de energía es 100%
eficiente
Reacción “espontánea” con el tiempo
El esfuerzo de organización
requiere energía
2ª Ley: la entropía aumenta de forma natural o
espontánea
en todos los sistemas
En los seres vivos la energía se transforma
constantemente.
Los organismos mantienen un alto grado de
organización gracias al constante
suministro de energía.
BIOENERGÉTICA
Células y organismos son sistemas abiertos que intercambian materiales y E° con su entorno.
La energía que utilizan las células es la energía libre
Energía Libre de Gibbs (G)
Las células almacenan la energía por breves períodos de tiempo en forma de
ATP (trifosfato de adenosina)
ENERGÍA DE GIBBS:
REACCIONES ENDERGÓNICAS Y
EXERGÓNICAS
G = cantidad de energía capaz de realizar
trabajo durante una reacción a Tº y Pº
constantes.
GRÁFICOS RXS EXERGÓNICAS Y
ENDERGÓNICAS
Dirección de la reacción
En
erg
ía l
ibre
(G)
Reactivos
Productos
Energía libre
disminuye
Dirección de la reacción E
nerg
ía l
ibre
(G)
Reactivos
Productos
Energía libre
aumenta
(a)Reacción exergónica
(espontánea, genera
energía)
(b) Reacción endergónica
(no espontánea, consume
energía)
ACOPLAMIENTO CONT.
El acoplamiento esta mediado por intermediarios
de alta energía (moléculas portadoras de
energía).
ATP
MOLÉCULA PORTADORA DE ENERGÍA MAS
IMPORTANTE: ATP
MONEDA UNIVERSAL DE ENERGÍA
CELULAR
ATP: forma de almacenamiento temporal de energía
en la célula
Estructura: es un nucleótido que consiste en tres
grupos fosfato, ribosa y adenina
Adenina
Ribosa
Grupos
fosfato
HIDRÓLISIS DE ATP GENERA MUCHA
ENERGÍA
ATP + H2O ADP + Pi ∆G = - 30.5 KJ/mol
~ ~ Adenin
a P P P
Grupos fosfato Ribosa
Hidrólisis, con
disminución de la
repulsión de cargas
Estabilización
por resonancia
HIDRÓLISIS DE ATP GENERA MUCHA ENERGÍA
ADP-ATP
FORMACIÓN DE ATP
HIDRÓLISIS DE ATP
EL ATP VINCULA REACCIONES EXERGÓNICAS
Y ENDERGÓNICAS
Formación de ATP requiere energía, tomada de rxs
exergónicas
Hidrólisis de ATP genera energía, utilizada en rxs
endergónicas
ATP ocupa una posición
intermedia en el metabolismo
ATP ES EL NEXO O VÍNCULO ENTRE
REACCIONES EXERGÓNICAS Y
ENDERGÓNICAS
Ejemplo de
acoplamiento
FUNCIONES DEL ATP
Trabajo químico: síntesis de macromoléculas (anabolismo)
Transporte activo: energía necesaria para el transporte de sustancias en contra del gradiente de concentración.
Trabajo mecánico: energía para contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de cromosomas etc.
Trabajo eléctrico: transmisión del impulso nervioso
Producción de calor: producto secundario de otras transformaciones energéticas