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Questions and Answers
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la energía en los seres vivos?
El proceso de anabolismo se caracteriza por:
¿Qué tipo de energía se utiliza en las reacciones bioquímicas de los seres vivos?
La combustión de nutrientes en presencia de oxígeno es un ejemplo de:
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¿Cuál es una función básica que requieren los seres vivos y para la cual necesitan energía?
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¿Qué ocurre con la energía en los procesos biológicos?,
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Los procesos de digestión de los alimentos son ejemplos de:
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¿Qué tipo de trabajo se incluye en el trabajo celular?
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¿Qué indica un valor de ΔSuniverso positivo?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta respecto a la entropía de los organismos vivos?
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¿Qué representa la energía libre de Gibbs (ΔG) que es cero?
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Si ΔG es menor que cero, ¿qué tipo de proceso se está llevando a cabo?
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¿Qué sucede en un sistema aislado respecto a la entropía?
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¿Cómo se relacionan la entropía y el orden en un sistema vivo?
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¿Qué indica un ΔG positivo?
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¿Qué ocurre con un sistema vivo al inyectar energía continuamente?
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¿Qué indica un valor de ΔH negativo en una reacción química?
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¿Cuál es el significado principal de la entropía (S) en un sistema?
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Según la primera ley de la termodinámica, la variación de energía en un sistema se expresa como:
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la segunda ley de la termodinámica?
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¿Cuál es la relación correcta entre la energía libre (G) y el trabajo realizado por un sistema?
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¿Qué tipo de reacciones químicas generan energía en forma de ATP?
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¿Cuál es el principio de la termodinámica que establece que la energía no puede ser creada ni destruida?
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¿Qué es un sistema cerrado en términos de termodinámica?
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¿Qué se entiende por 'Funciones de estado' en un sistema termodinámico?
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¿Qué tipo de sistema no puede intercambiar ni masa ni energía con su entorno?
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¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de sistema abierto?
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¿Qué representa el 'entorno' en el contexto de sistemas termodinámicos?
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¿Qué tipo de reacciones químicas consumen energía para realizar trabajo biológico?
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¿Qué indica un valor negativo de G en una reacción química?
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¿Cuál es la principal fuente de energía en la conservación o captura de energía en las células?
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¿Qué es el equilibrio calórico?
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¿Cómo se define el calor en relación a la temperatura del agua?
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¿Qué proceso metabólico se asocia con una reacción exergónica?
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¿Qué ocurre cuando hay un desequilibrio calórico?
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¿Qué es la hidrolisis del ATP?
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¿Qué se entiende por 'impedimento estérico' en reacciones químicas?
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Study Notes
Bioenergética
- La bioenergética estudia la transferencia y utilización de la energía en los sistemas biológicos (reacciones bioquimicas).
- Predice si un proceso es posible.
- La vida necesita energía para realizar sus funciones básicas: nutrición, relación y reproducción.
- Las reacciones exergónicas liberan energía y las endergónicas la requieren.
- La termodinámica estudia la relación entre los cambios físicos y químicos de los sistemas y la energía que los acompaña.
Trabajo biológico
- El trabajo biológico se refiere al trabajo realizado por las células.
- El trabajo celular puede ser mecánico, químico o eléctrico.
- Ejemplos de trabajo mecánico son la contracción muscular y el movimiento de los cilios y flagelos.
- Ejemplos de trabajo químico son la síntesis de moléculas complejas, como las proteínas, y la ruptura de moléculas complejas, como la digestión de alimentos.
- Ejemplos de trabajo eléctrico son la transmisión de impulsos nerviosos y la producción de energía en las mitocondrias.
El flujo de la energía en los seres vivos.
- La energía de los alimentos se obtiene por procesos de combustión (oxidación en presencia de O2).
- Los nutrientes como azucares, lípidos y proteínas sufren procesos de hidrólisis (digestión).
- La energía se dispersa y no puede volver a producir trabajo biológico.
Metabolismo
- El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en el cuerpo para mantener la homeostasis interna.
- El metabolismo se divide en anabolismo y catabolismo.
- El anabolismo es el proceso de construcción de moléculas complejas a partir de unidades más simples.
- El catabolismo es el proceso de degradación de moléculas complejas a unidades más simples.
- El anabolismo requiere energía (reacciones endergónicas), mientras que el catabolismo libera energía (reacciones exergónicas).
Termodinámica
- El estudio de la termodinámica se centra en la relación entre los cambios físicos y químicos de los sistemas y la energía que los acompaña.
- Las leyes de la termodinámica gobiernan cualquier reacción química.
Leyes de la termodinámica
- La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
- La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía (desorden) del universo siempre aumenta.
- La tercera ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema cristalino perfecto a 0 Kelvin es cero.
Funciones de estado
- Son propiedades de un sistema que no dependen del camino recorrido por el sistema.
- Algunos ejemplos de funciones de estado son:
- Entalpia (H)
- Entropía (S)
- Energía Interna (E)
- Energía Libre (G)
- Presión (P)
- Volumen (V)
- Temperatura (T°)
Entalpia (H)
- La entalpia es la cantidad de calor que se desprende o se absorbe durante una reacción química.
- Reacción exotérmica: ∆H negativo, libera calor.
- Reacción endotérmica: ∆H positivo , absorbe calor.
Entropía (S)
- La entropía es una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema.
- La entropía de un sistema aislado siempre aumenta en un proceso espontáneo.
- Los organismos vivos son sistemas abiertos y mantienen una baja entropía a expensas del medio ambiente, incrementando el desorden del entorno.
Energia libre de Gibbs
- La energía libre de Gibbs (G) es la energía disponible para realizar trabajo.
- Se define como: ΔG sistema = ΔH- T.ΔS entorno
- Reacción exergónica: ΔG < 0, la reacción es espontánea y libera energía.
- Reacción endergónica: ΔG > 0, la reacción no es espontánea y necesita energía para tener lugar.
- El equilibrio termodinámico se alcanza cuando ΔG = 0.
Reacciones acopladas
- Las reacciones exergónicas y endergónicas se acoplan en los procesos metabólicos.
- La energía liberada por las reacciones exergónicas se utiliza para impulsar las reacciones endergónicas.
- Las reacciones acopladas permiten que los procesos metabólicos transcurran de manera eficiente.
ATP (Adenosín Trifosfato)
- Es la principal molécula de alta energía en los sistemas biológicos.
- La hidrólisis del ATP libera energía que puede utilizarse para realizar trabajo celular.
- La energía liberada se debe a la repulsión electrostática entre los grupos fosfato, la estabilización por resonancia y el impedimento estérico.
- Fuentes de energía para la síntesis de ATP:
- Fosforilación oxidativa
- Glicólisis
- Ciclo de Krebs
Calorías
- La caloría es la unidad de energía.
- Se define como la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de un litro de agua a la presión atmosférica normal.
- El calor de combustión de un alimento se refiere a la cantidad de energía que se libera cuando se quema ese alimento.
Balance Calórico
- El balance calórico se refiere a la cantidad de calorías que se consumen y la cantidad de calorías que se gastan.
- Se debe mantener un balance calórico para mantener una salud óptima.
- Un desequilibrio calórico puede producir obesidad o desnutrición.
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Description
Este cuestionario aborda los conceptos fundamentales de la bioenergética y el trabajo biológico en los sistemas vivos. Explora cómo se transfiere y utiliza la energía en las células, así como los distintos tipos de trabajo realizado, incluyendo mecánico, químico y eléctrico. Ideal para estudiantes que buscan comprender los aspectos energéticos de la biología.
