flujo de energía en
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Flujo de Energía en Flujo de Energía en una Célulauna Célula
Jenny Rivera Riquelme
Marcelo Bastías Molina
Profesores de Biología
Energía
Capacidad para realizar un trabajo
mbm/2013
Trabajo
Fuerza que actúa sobre un objeto que hace que este se
muevambm/2013
Tipos de Energía
Cinética
Potencial
Energía de movimiento
Energía almacenadambm/2013
Energía Cinética
Luz: Movimiento de fotones
Calor: Movimiento de
moléculas
Electricidad: Movimiento de partículas con carga eléctrica
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Energía Potencial
Eléctrica: En baterías
Gravitacional: Posición del
objeto
Química: Enlaces que unen a los átomos de las moléculas
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Energía Cinética
Energía Potencial
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LEYES DE LA LEYES DE LA TERMODINÁMICATERMODINÁMICA
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Primera: Ley de la conservación de Primera: Ley de la conservación de la energíala energía
1. La energía no se crea ni se pierde por procesos normales
2. La energía puede cambiar de una forma a otra
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Segunda: Ley de la entropíaSegunda: Ley de la entropía
1. En conversión de una energía a otra, disminuye la cantidad de energía útil
2. Cuando se usa la energía, tiende aumentar el desorden
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mbm/2013
Tipos de reaccionesTipos de reacciones
Exergónica
Endergónicambm/2013
Reacción exergónicaReacción exergónica
� Liberan energía�Reactivos con más energía que los
productos�Una vez provocada la reacción
continúa de manera espontánea� Se denominan de “cuesta abajo”
mbm/2013
mbm/2013
Energía de ActivaciónEnergía de Activación
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Reacción Reacción endergónicaendergónica
�Requieren absorber energía� Productos con más energía que
reactivos� Síntesis de moléculas biológicas
requiere aporte de energía�No son espontáneas� Son de “cuesta arriba”
mbm/2013
mbm/2013
Exergónica
Endergónica
Reacción acoplada
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Transporte de EnergíaTransporte de Energía
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Moléculas Portadoras de EnergíaMoléculas Portadoras de Energía
Son inestables
Se usan sólo para transferir energía temporalmente dentro de las células
No transportan energía de una célula a otra
No almacena energía a largo plazo
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Adenosín Trifosfato (ATP)Adenosín Trifosfato (ATP)
� Proporciona energía a un gran número de reacciones
� Es reconocida como la “moneda energética” de la célula
� Energía liberada en descomposición de glucosa se utiliza para sintetizar ATP
� ATP almacena energía en enlaces� Transporta energía a lugares donde se
lleven a cabo reacciones
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MetabolismoMetabolismo
�Todas las reacciones químicas que ocurren en la célula
�Muchas son cadenas sucesivas � Vías Metabólicas
�Todas interconectadas directa o indirectamente
� Se rigen por leyes de la termodinámica
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VÍA METABÓLICAVÍA METABÓLICA
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Las células acoplan reacciones endergónicas que requieren energía con la energía liberada
por reacciones exergónicas
Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que captan energía de reacciones
exergónicas y la transportan a reacciones endergónicas
Las células regulan las reacciones químicas utilizando proteínas llamadas enzimas
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CatalizadorCatalizador
Ace
lera
vel
ocid
ad d
e un
a re
acci
ón
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Características de los catalizadoresCaracterísticas de los catalizadores
� Aceleran las reacciones� Sólo aceleran aquellas reacciones que
igual serán espontáneas si consiguen su energía de activación
� No se consumen ni cambian permanentemente en las reacciones que promueven
A + B + Catalizador C + D + Catalizador
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EnzimasEnzimas
Biocatalizadores
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Reacción enzimáticaReacción enzimática
mbm/2013
Factores que influyen en la actividad Factores que influyen en la actividad enzimáticaenzimática
mbm/2013
Factores que influyen en la actividad Factores que influyen en la actividad enzimáticaenzimática
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Factores que influyen en la actividad Factores que influyen en la actividad enzimáticaenzimática
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Factores que influyen en la actividad Factores que influyen en la actividad enzimáticaenzimática
mbm/2013
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Metabolismo de GlucosaMetabolismo de Glucosa
¿Por qué la glucosa
Casi todas las células metabolizan glucosa para obtener energía
El metabolismo de la glucosa es menos complejo que el de otras biomoléculas orgánicas
Otras biomoléculas orgánicas son transformadas primero en glucosa o en compuestos de su vía
metabólicambm/2013
Metabolismo de GlucosaMetabolismo de Glucosa
Una célula es capaz de extraer mucha energía de la glucosa, en forma de ATP, si se descompone
totalmente en CO2 y H2O
Parte se pierde en forma de calor
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GlucólisisGlucólisis� Ocurre en el citoplasma de las células� Glucosa de 6 carbonos es separada en Ácido Pirúvico o Piruvato de 3 carbonos
� También es llamada fase anaeróbica porque no utiliza oxígeno
� Se generan 2 ATP neto� Ácido pirúvico puede seguir vía anaeróbica
(Fermentación) o vía aeróbica
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Se piensa que la glucólisis es una de las más antiguas de todas as vías metabólicas,
porque la utilizan todas las criaturas vivientes de este
planeta
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Fermentación LácticaFermentación Láctica� Células musculares durante ejercicio extremo y
microorganismos que procesan leche
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Fermentación AlcohólicaFermentación Alcohólica
� Producida por bacterias
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RESPIRACIÓN CELULARRESPIRACIÓN CELULAR
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Respiración celularRespiración celular
� Ruta metabólica por la cual las células adquieren energía a partir del metabolismo de moléculas nutritivas
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CC66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O2 2 6 CO6 CO22 + 6 H+ 6 H22O O
MitocondriaMitocondria
� Número varía de una célula a otra dependiendo de su función
� Abundan en células musculares y espermatozoides
5 µm
1µm
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MitocondriaMitocondria
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Ciclo de Krebs o del Ácido CítricoCiclo de Krebs o del Ácido Cítrico
� En matriz mitocondrial� Ácido pirúvico atraviesa membranas de la
mitocondria
� Se libera un carbono como CO2
� Otros dos carbonos se unen a molécula de Coenzima A
� Se forma Acetilcoenzima A� Este entra al ciclo de Krebs
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Ciclo de Krebs o del Ácido CítricoCiclo de Krebs o del Ácido Cítrico
� Ciclo libera los átomos de carbono restantes en forma de CO2
� Se forma un ATP de cada piruvato
� Ciclo dona electrones energéticos a moléculas portadoras de electrones (NAD y FAD)
mbm/2013
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ATP
Cadena respiratoriaCadena respiratoria
� Portadores de electrones los conducen a membrana interna
� Energía de los electrones es utilizada para movilizar H+ de la matriz al espacio intermembranoso generando una gradiente
� Al final de la cadena, los electrones se unen a H+ y O2 para formar agua
� Hidrógenos pasan por el interior de ATP sintetasa
� Se forma ATP que es enviado al citoplasma para utilizarlo en las actividades celulares
mbm/2013
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ATP
mbm/2009
mbm/2013
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ResumenResumen
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