Bioenergética y Termodinámica

Bioenergética

• Es la ciencia que estudia la absorción, transformación y entrega de energía en sistemas biológicos.
• Se enfoca en los intercambios de energía durante el metabolismo.
• Sigue las leyes físicas de los procesos naturales, en especial los principios de termodinámica.

Sistemas Termodinámicos

• Sistemas abiertos: intercambian materia y energía con el entorno.
• Sistemas cerrados: intercambian energía, pero no materia.
• Sistemas aislados: no intercambian ni materia ni energía.

Primera Ley de la Termodinámica

• Establece la conservación de la energía.
• La energía total de un sistema permanece constante, solo se transforma.
• La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra.

Entalpía

• Cantidad de energía en movimiento o acción a presión constante.
• Se utiliza para medir la energía contenida en un elemento (ej: alimento).

Segunda Ley de la Termodinámica

• La entropía total de un sistema aislado siempre aumenta en un proceso espontáneo.
• Define la dirección de los procesos termodinámicos.
• Imposibilidad de convertir por completo un tipo de energía a otro sin pérdida.
• El calor fluye espontáneamente de cuerpos calientes a fríos hasta el equilibrio térmico.

Entropía

• Magnitud física que mide la energía no utilizable para trabajo.
• Se relaciona con el grado de desorden de un sistema.
• Cuando la entropía es máxima en el universo, ocurrirá la muerte térmica.

Reacciones Endergónicas

• También conocidas como reacciones desfavorables o no espontáneas.
• Requieren energía para llevarse a cabo.
• Se presentan en procesos anabólicos.
• Los productos tienen más energía libre que los reactivos.
• Requieren energía de reacciones exergónicas para suceder.

Reacciones Exergónicas

• Liberan más energía de la que absorben.
• Los enlaces en los productos liberan más energía que la utilizada para romper los enlaces en los reactivos.
• Se llevan a cabo en procesos catabólicos.
• Liberan energía libre disponible para trabajo biológico.

Energía Libre Estándar: Energía Libre de Gibbs

• Es la energía disponible para realizar un trabajo útil.
• Se representa como G.

ATP

• Trifosfato de adenosina, un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular.
• Formado por una base nitrogenada (adenina) y ribosa, unidos a tres grupos fosfato.
• Es el transportador más importante de energía química en las células.
• Al transferir energía, se convierte en ADP (difosfato de adenosina).
• El ADP puede recuperar energía y convertirse en ATP.
• Actúa como intermediario entre las reacciones del metabolismo.

Composición Química del ATP

• Se compone de una base nitrogenada (adenina), ribosa y tres grupos fosfato.
• Los grupos fosfato son alfa (α), beta (β) y gamma (γ).

Propiedades del ATP

• Molécula inestable, rica en energía.
• Responsable del almacenamiento y liberación de energía.
• Esencial para numerosas reacciones químicas que sustentan la vida.
• Permite movimiento muscular, transporte de moléculas, entre otras funciones.
• Se produce constantemente en las células.
• Su hidrólisis libera energía utilizable para realizar trabajo.

Hidrólisis de la Molécula de ATP

• Rotura de la molécula de ATP, liberando energía.
• Se libera un fosfato a la vez.
• El ATP se transforma en ADP, luego en AMP (adenosina monofosfato).
• Ocurre cuando un proceso metabólico requiere energía.

Este cuestionario explora los conceptos de bioenergética y termodinámica, incluyendo la conservación de la energía y las leyes que rigen los sistemas termodinámicos. Aprenderás sobre los intercambios de energía en los organismos y los principios fundamentales que afectan a estos procesos. Ideal para estudiantes de ciencias naturales que quieren profundizar en estos temas.