Reacción no espontánea Energía Libre Reacción espontánea ∆G < 0 Reacción no espontánea ∆G > 0

Reacciones exergónicas Los reactivos contienen más energía que los productos, por lo tanto, se libera energía

Ejemplo reacción exergónica: combustión del ázucar Las moléculas de azúcar y O2 contienen muchas más energía que las de CO2 y H2O, luego la reacción libera energía y para que esta reacción ocurra requiere de un aporte inicial de energía conocida como “energía de activación”. A partir de ese momento la combinación de azúcar y O2 libera suficiente energía para mantener la reacción.

Reacciones exergónicas

Reacciones Endergónicas Los productos contienen más energía que los reactivos, por lo tanto, se requiere de un aporte de energía de una fuente externa.

Ejemplo de reacción endergónica: Fotosíntesis El azúcar que se produce en los organismos fotosintéticos contiene mucha más energía que el CO2 y H2O a partir de los cuales se forma. Las proteínas contienen más energía que los aminoácidos individuales. La síntesis de moléculas biológicas complejas requiere de un aporte de energía. Estas son reacciones cuesta arriba

Reacciones Endergónicas

Moléculas transportadoras de energía en la célula ATP

ATP

Reacciones acopladas dentro de la célula

Ejemplo de Reacciones acopladas

Liberación de energía Los cuerpos de los maratonistas generan grandes cantidades de calor al descomponerse cada molécula de ATP para impulsar la contracción muscular, parte de la energía se convierte en energía de movimiento y otra parte se pierde como calor, en congruencia con las leyes de la termodinámica. Además, las células musculares, al contraerse, rápidamente, se calientan por fricción al deslizarse unas contra otras. Aunque los corredores y todos los demás organismos utilizamos azúcar como combustible, la quemamos de forma controlada, empleando enzimas en vez de llamas. Si bien el calor de un fósforo encendido hace que las moléculas de azúcar y de O2 choquen con suficiente violencia como para iniciar una reacción vigorosa y descontrolada, las enzimas utilizan mecanismos químicos para orientar, distorsionar y reconfigurar moléculas en nuevas combinaciones que liberan energía en pasos pequeños y discretos, cuyo resultado final es la producción de ATP.

El ATP que no suministra energía para la contracción muscular libera calor al utilizarse en reacciones endergónicas que producen la amplia gama de moléculas biológicas que componen nuestro cuerpo. Los animales de sangre caliente utilizan el calor generado como subproducto de todas las transformaciones biológicas para mantener una temperatura corporal elevada, la cual nos permite movernos más ágilmente y responder con mayor rapidez a estímulos, que si tuviéramos una temperatura corporal más baja. Aunque los corredores no arden, sus cuerpos sí generan sufiente calor como para, si no contaran con mecanismos eficientes par deshacerse de él, su temperatura corporal se elve a niveles perjudiciales para la función enzimática. Primero, explique porqué las altas temperaturas impiden el funcionamiento correcto de las enzimas. Luego, utilizando su experiencia personal y lo que aprendió acerca de las propiedades del agua, comente diversas formas en que los corredores disipan el exceso de calor que generan al “quemar” moléculas ricas en energía.