BIOENERGETICA Estudia los procesos de utilización almacenamiento y transformación de la energía por los organismos vivos, es decir como convierten una.

Presentación del tema: "BIOENERGETICA Estudia los procesos de utilización almacenamiento y transformación de la energía por los organismos vivos, es decir como convierten una."— Transcripción de la presentación:

1 BIOENERGETICA Estudia los procesos de utilización almacenamiento y transformación de la energía por los organismos vivos, es decir como convierten una forma de energía en otra.

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3 Utilización de la energía para producir trabajo biologico

4 BALANCE ENERGETICO Depende del ingreso y consumo del alimento para realizar trabajo, Se pierde como calor debido a las metabolismo de los nutrientes (oxidacion por la digestión de los alimentos) y por el trabajo mecánico (movimiento). La otra parte es por la excreción de heces, orina y sudor.

5 Obtención de energía

6 COMO SE GENERA LA ENERGIA útil para trabajo celular

7 Transformación de la energía
Azucares, lípidos y carbohidratos , liberan energía química para cubrir la demanda energética de los organismos, lo cual les pwermite hacer metabolismo, trabajo mecánico, regulación termica, etc.

8 Importancia de la termodinámica:
Relaciona las diversas formas de energía y como puede afectar a la materia a nivel macroscópico, sólo es aplicable a sistemas cerrados como las máquinas (sólo intercambian energía con el entorno. Leyes: 1ra. Conservación 2da. Transformación de la energía 3ra. En el universo todo tiende al equilibrio.

9 Materia y Energía Materia: todo lo que tiene masa, volumen y ocupa un lugar en el espacio Energía: La capacidad de un sistema para realizar un trabajo Clases de Energía: mecánica, eléctrica, potencial, química, Calorífica, lumínica etc.

10 TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGIA
Potencial en cinética, Eléctrica en mecánica, Química en térmica, Iónica en eléctrica: movimiento de iones a través de la membrana, Radiante en química: formación de almidón a partir de CO2 + H2O+ luz solar y Energía de reserva en energía libre.

11 Energía y Universo Sistema: Entorno:
La parte del universo bajo estudio Espacio físico o porción de materia contenida dentro de un límite o frontera Ej. una célula, una máquina Entorno: Región fuera del límite o frontera El sistema intercambia materia o energía con él Clases de sistemas: abiertos y cerrados

12 SISTEMA Y ENTORNO Solo intercambia energía No hay intercambio
Intercambia materia y energía

13 Los sistemas tienden al equilibrio cuando:
Se alcanza el contenido mínimo de energía en un sistema, En reacciones químicas, los reactantes se convierten en productos y viceversa, tienden al equilibrio. REACTANTES PRODUCTOS (2H + O = agua) Glucógeno Glucosas libres Los aminoácidos en proteínas, los ácidos grasos en mono, di y triacil gliceroles, los monosacáridos en oligosacáridos y polisacáridos.

14 Equilibrio de las reacciones
Se establece cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales A + B = C + D Reacción directa Catabolismo Reacción inversa A la derecha (exergónica) A la izquierda: endergónica Anabolismo

15 Equilibrio químico Las dos reacciones ocurren a igual velocidad
K1 [A][B] = K2 [C][D] Por tanto: en equilibrio hay una proporción predecible entre la concentración de productos y reactantes K1 / K2 = [C][D] / [A][B]

16 Cálculo de la Keq Keq = Productos/Reactantes Se Calcula:
No predice la velocidad a la que ocurre una reacción, únicamente indica si es favorable o desfavorable energéticamente, Se Calcula: Dividiendo la concentración de los productos entre la concentración de los reactantes: Keq = Productos/Reactantes Keq = [C] [D] Si C=3 y D= X2= 6 [A] [B] A=4 y B= X3=12 Se interpreta como una reacción exergónica, con una Keq mayor que 1 y cambio de energía libre neg. (desfavorable

17 Valores de la Keq Keq > 1 concentración de reactantes predomina sobre los productos, reacción energéticamente, favorecida ocurre a la derecha (directa), Keq < 1 concentración de productos predomina sobre los reactamtes. La reacción ocurre hacia la izquierda (inversa) reaccíon desfavorable energéticamente Keq = 1 la concentración de reactivos es igual a concentración de productos. Keq: nunca puede ser = 0 mientras haya vida.

18 Bioenergética y reaciones químicas
En reacciones químicas, se aplica el principio de que los sistemas tienden a minimizar su energía potencial, a alcanzar un mínimo de energía y un máximo de desorden (S), Considera la entropía (S) otra variable que condiciona la espontaneidad de una reacción química, S depende de varios factores: número de partículas, estado físico de la materia (estado gaseoso, mayor entropía).

19 Proceso espontáneo y Proceso que requiere energía

20 Energía libre Es la energía disponible para trabajo celular La relación entre la energía y el desorden puede explicarse a partir de la ecuación: DG = DH - T DS DH = cambio en entalpía (cambio de calor entre los reactivos y productos de la reacción) DS = cambio en entropía (cambio en el desorden de los reactivos y productos) T = temperatura en ºKelvin

21 Variación de G (energía)
DG determina el carácter espontáneo de una reacción química, En procesos espontáneos DG del sistema disminuye, el valor final de G es menor que el inicial y, por tanto, DG es negativa, puede ser a causa de: a. una baja del contenido energético H (DH<0), b. un aumento del desorden (DS>0) o ambos

22 Energía Libre Estándar ΔGº
Es la energía no útil para trabajo celular, es el cambio de energía calculada en un calorímetro por combustión de 1 mol. de glucosa, bajo condiciones estándar de: Temperatura = 25 °C Presión = 1 atmósfera Concentración = 1 M pH = 7 Permite predecir si existe equilibrio entre reactantes y productos de una reacción.

23 Procesos exergónicos y endergónicos
La absorción o liberación de energía, en un sistema, usualmente se manifiesta en forma de calor y/o de trabajo, Los procesos que liberan energía son favorecidos, ocurren espontáneamente, Los procesos que absorben energía no son favorables, ocurren cuesta arriba, Sistemas que no intercambian energia con el entorno DG = 0

24 Reacciones exergónicas y endergónicas
Reacción exergónica Reacción química que es espontánea Libera energía al entorno Su Keq es > 1 Su DGº < 1 (negativa) -DG es negativa (pierde energía el sistema) Reacción endergónica Reacción química que ocurre cuesta arriba Necesita energía para ocurrir Su Keq es < 1 Su DGº > 1 (positiva) - DG es positiva (gana energía el sistema _Es inversa, de productos a formaciòn de reactantes

25 METABOLISMO Conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en un organismo, incluyendo su coordinación, regulación y necesidades energéticas, El metabolismo es un proceso de transformación de energía donde el catabolismo proporciona la energía requerida para el anabolismo

26 METABOLISMO Ruta metabólica: secuencia de reacciones que tienen un propósito particular, Metabolitos: compuestos formados como intermediarios en el metabolismo. Metabolismo Intermediario: reacciones que se llevan a cabo en la célula y que implican procesos de degradación y síntesis que generan productos intermediarios en cada etapa de reacción.

27 CATABOLISMO yANABOLISMO
Rutas metabólicas de degradación Y síntesis de macro moléculas (grasas, carbohidratos y proteínas) en moléculas más simples Se dan los procesos de oxidación y formación de los cofactores reducidos NADH, NADPH y FADH2 Se libera la energía química (procesos exergónicos) y se produce ATP a partir de ADP Hay convergencia de rutas metabólicas llamadas reacciones acopladas.

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30 Mecanismos para el intercambio de Energia en los Sistemas Vivos
Transferencia del grupo fosforilo ATP-ADP Cada fosforilacion o desfosforilación intercambian 7.3Kcal/mol. Reacciones Redox Pares Redox: NADP+/NADPH, NAD+/NADH, FAD+/ FADH2

31 Reacciones de óxido-reducción
Son las reacciones que implican cambios en el estado electrónico de los reactantes. Estos cambios se acompañan de ganancia o pérdida de electrones, que son formas de energía potencial. Fe° Fe2+ Oxidación Reducción

32 Utilización de la energía en:
Reacciones de biosíntesis Transferencia de energía en reacciones endergónicas Se reoxidan de nuevo, originando un ciclo de oxidación/reducción

33 Dudas