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Relacione cada tipo de proceso con su descripción correcta:
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Proceso exotérmico = Transcurre con liberación de calor al medio Proceso endotérmico = Transcurre tomando calor del medio Proceso exergónico = Libera energía y es espontáneo Proceso endergónico = Absorbe energía y no es espontáneo
Empareje cada ley de la termodinámica con su enunciado:
Empareje cada ley de la termodinámica con su enunciado:
Ley Cero = Dos cuerpos en equilibrio térmico permanecen en equilibrio con un tercero Primera Ley = La energía de un sistema aislado se conserva Segunda Ley = La entropía es máxima en un sistema aislado tras procesos reversibles Tercera Ley = El sistema alcanza el cero absoluto de entropía
Asocie cada función de estado con su propiedad correspondiente:
Asocie cada función de estado con su propiedad correspondiente:
Entalpía (H) = Cambio de calor de un sistema Entropía (S) = Mide el grado de libertad de un sistema Energía de Gibbs (G) = Determina la favorabilidad en términos energéticos Temperatura (T) = Medida del estado de movimiento de partículas
Identifique si el siguiente par es espontáneo o no espontáneo:
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Asocie cada término con su definición:
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Empareja los procesos de generación de energía con su localización:
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Asocia los componentes moleculares con su función en la generación de energía:
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Relaciona las fuentes de electrones con sus procesos correspondientes:
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Empareja la fase con su descripción:
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Asocia las características de los electrones en los procesos energéticos:
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Study Notes
Bioenergética
- Estudia las transformaciones de energía en las células.
- Examina los procesos de absorción, transformación y entrega de energía en sistemas biológicos.
- Permite predecir las transformaciones y cuantificar las variaciones termodinámicas.
Organismo Humano
- Es un sistema abierto, alejado del equilibrio.
- Permite la transferencia de materia y energía con el entorno.
- Posee paredes diatérmicas que permiten el intercambio de calor.
- Posee partes móviles que permiten el intercambio de energía.
- Las transformaciones de energía en la célula y los procesos químicos que las sustentan cumplen con las leyes de la termodinámica.
Conceptos
- Proceso exotérmico: Libera calor al entorno.
- Proceso endotérmico: Absorbe calor del entorno.
- Proceso exergónico: Libera energía (es espontáneo).
- Proceso endergónico: Absorbe energía (no es espontáneo).
- Ley cero de la termodinámica: Dos cuerpos que están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, están en equilibrio térmico entre sí.
- Primera ley de la termodinámica: La energía en un sistema aislado se conserva.
- Segunda ley de la termodinámica: En un sistema aislado, la entropía (desorden) es máxima cuando todos los procesos reversibles han finalizado.
Funciones de Estado
- Son propiedades que dependen de las condiciones (presión, temperatura, volumen) del sistema, tanto en el estado inicial como en el final, ignorando el proceso de transición entre ambos.
- Entalpía (H): Representa el cambio de calor de un sistema.
- Entropía (S): Mide el grado de libertad de un sistema y si un proceso es espontáneo o no.
- Energía de Gibbs (G): Indica si un proceso es favorable energéticamente. Un valor negativo de ΔG indica un proceso espontáneo.
ΔG = ΔH - TΔS
- Una reacción es espontánea cuando ΔG es negativo.
- Las reacciones endergónicas tienen valores positivos de ΔG.
- Las reacciones exergónicas tienen valores negativos de ΔG.
Reacciones acopladas
- Muchos procesos bioquímicos endergónicos dependen del acoplamiento con reacciones exergónicas para ocurren.
- Ejemplo: la glucosa-6-P y el ATP.
ATP y energía celular
- Es un nucleótido formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfato.
- Es la principal fuente de energía en las células.
- Proporciona energía libre para procesos endergónicos.
- Otros nucleósidos trifosfato también cumplen funciones similares al ATP.
- La energía almacenada en los enlaces fosfato del ATP es liberada cuando se rompen.
- La hidrólisis del ATP proporciona energía para reacciones bioquímicas.
Síntesis de ATP
- El ATP se sintetiza a través de diferentes vías metabólicas.
- Fotofosforilación (cloroplastos): Usa la luz como fuente de energía para generar ATP.
- Quimiosíntesis: Usa reacciones químicas como fuente de energía.
- Fosforilación oxidativa (mitocondrias): Usa una cadena de transporte de electrones para generar ATP. La cadena de transporte de electrones se ubica en la membrana mitocondrial.
Fotosíntesis
- Es un proceso que transforma la energía solar en energía química.
- Tiene lugar en los cloroplastos.
- Hay dos fases: fase luminosa (tilacoides) y fase oscura (estroma).
- Las reacciones luminosas capturan energía solar y producen ATP y NADPH.
- Las reacciones oscuras utilizan ATP y NADPH para transformar CO2 en carbohidratos.
Respiración celular
- Es un proceso catabólico que degrada compuestos orgánicos para liberar energía.
- Ocurre en las mitocondrias.
- Hay cuatro etapas: glucólisis, formación de acetil-CoA, ciclo de Krebs y cadena respiratoria.
Glucólisis
- Se produce en el citoplasma.
- Es una ruta anaeróbica.
- Produce 2 moléculas de piruvato, 2 ATP y 2 NADH.
Fermentación
- Es una ruta anaeróbica que sigue a la glucólisis cuando no hay oxígeno suficiente.
- Produce etanol y CO2 (fermentación alcohólica) o ácido láctico (fermentación láctica).
Ciclo de Krebs (Ciclo del ácido cítrico)
- Se realiza en la matriz mitocondrial.
- Es una ruta cíclica que produce ATP, NADH y FADH2.
- Es una parte de la respiración aerobia.
Cadena respiratoria
- Se encuentra en la membrana mitocondrial interna.
- Es una serie de reacciones de oxidación-reducción que producen un gradiente electroquímico.
- Usa el NADH y FADH2 para generar ATP mediante la fosforilación oxidativa.
Complejos de la cadena respiratoria
- Complejo I (NADH deshidrogenasa): Transfiere electrones del NADH a la ubiquinona y bombea protones.
- Complejo II (succinato deshidrogenasa): Transfiere electrones del succinato a la ubiquinona sin bombear protones.
- Complejo III (ubiquinona-citocromo c oxidoreductasa): Transfiere electrones de la ubiquinona al citocromo c, bombeando protones.
- Complejo IV (citocromo oxidasa): Transfiere electrones al oxígeno, reduciéndolo a agua, bombeando protones.
- Complejo V (ATP sintasa): Usa el gradiente electroquímico de protones para sintetizar ATP.
Teoría quimiosmótica
- Explica la síntesis de ATP en la fosforilación oxidativa y en la fotofosforilación.
- El gradiente electroquímico de protones generado por la cadena de transporte de electrones impulsa la síntesis de ATP a través de la ATP sintasa.
Intermediarios
- NADH: Transporta electrones en reacciones de deshidrogenación para la síntesis de ATP.
- FAD: Transporta electrones en reacciones de deshidrogenación para la síntesis de ATP.
Vías metabólicas
- Las vías metabólicas son series de reacciones químicas organizadas que tienen lugar de manera interrelacionada.
- Los procesos anabólicos construyen moléculas complejas.
- Los procesos catabólicos degradan moléculas complejas.
Tipos de metabolismo
- Autótrofos: Organismos que pueden producir sus propios compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas.
- Heterótrofos: Organismos que deben obtener sus compuestos orgánicos del medio.
- Fotoautótrofos: Obtienen energía de la luz. Las plantas verdes son un ejemplo.
- Quimioautótrofos: Obtienen energía de reacciones químicas, como las bacterias ferrosas.
- Fotoheterótrofos: Organismos que obtienen energía de la luz y los materiales a partir de moléculas orgánicas, como ciertas bacterias purpúreas.
- Quimioheterótrofos: Obtienen energía y material de moléculas orgánicas, como un ejemplo los animales y hongos.
Balance energético global
- Resumen de la producción de ATP en cada etapa metabólica de la oxidación de una molécula de glucosa.
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