UNIDAD V

ENERGÍA Y

METABOLISMO

Transformaciones de

energía en los seres

vivos

UNIDAD V CONTENIDO

1. Energía, metabolismo y bioenergética

2. Metabolismo y enzimas

3. Síntesis de ATP: respiración celular

4. Fotosíntesis

ENERGÍA

Capacidad de realizar trabajo,

que es cualquier cambio en el

estado o el movimiento de la

materia.

Trabajo biológico

TIPOS DE ENERGÍA

Energía potencial

Energía cinética

LA ENERGÍA SE TRANSFORMA

METABOLISMO

Transformaciones químicas y

energéticas de una célula u organismo.

Organización: en vías o rutas

metabólicas. Estas son

interdependientes y sus actividades

están coordinadas.

TRANSFORMACIONES DE ENERGÍA EN

LOS ORGANISMOS VIVOS

Fotosíntesis

Energía

química

Energía

química en

células:

ATP

Respiración

celular

Almacenada en los

enlaces de moléculas

orgánicas “alimentos”

Almacenada

temporalmente en

forma de ATP

Trabajo

biológic

o

Energ

ía

solar

TIPOS DE METABOLISMO

Anabolismo

(biosíntesis)

Catabolismo

(degradación)

Requiere energía Libera energía

intermediarios

Las reacciones metabólicas se rigen por las leyes de la termodinámica

1ª Ley

Principio de conservación de la energía

2ª Ley

En las transformaciones de energía se pierde energía útil

Tendencia natural al desorden (entropía)

LEYES DE LA TERMODINÁMICA

2ª LEY DE LA TERMODINÁMICA

Ningún proceso de conversión de energía es 100%

eficiente

Reacción “espontánea” con el tiempo

El esfuerzo de organización

requiere energía

2ª Ley: la entropía aumenta de forma natural o

espontánea

en todos los sistemas

En los seres vivos la energía se transforma

constantemente.

Los organismos mantienen un alto grado de

organización gracias al constante

suministro de energía.

BIOENERGÉTICA

Células y organismos son sistemas abiertos que intercambian materiales y E° con su entorno.

La energía que utilizan las células es la energía libre

Energía Libre de Gibbs (G)

Las células almacenan la energía por breves períodos de tiempo en forma de

ATP (trifosfato de adenosina)

ENERGÍA DE GIBBS:

REACCIONES ENDERGÓNICAS Y

EXERGÓNICAS

G = cantidad de energía capaz de realizar

trabajo durante una reacción a Tº y Pº

constantes.

GRÁFICOS RXS EXERGÓNICAS Y

ENDERGÓNICAS

Dirección de la reacción

En

erg

ía l

ibre

(G)

Reactivos

Productos

Energía libre

disminuye

Dirección de la reacción E

nerg

ía l

ibre

(G)

Reactivos

Productos

Energía libre

aumenta

(a)Reacción exergónica

(espontánea, genera

energía)

(b) Reacción endergónica

(no espontánea, consume

energía)

ACOPLAMIENTO CONT.

El acoplamiento esta mediado por intermediarios

de alta energía (moléculas portadoras de

energía).

ATP

MOLÉCULA PORTADORA DE ENERGÍA MAS

IMPORTANTE: ATP

MONEDA UNIVERSAL DE ENERGÍA

CELULAR

ATP: forma de almacenamiento temporal de energía

en la célula

Estructura: es un nucleótido que consiste en tres

grupos fosfato, ribosa y adenina

Adenina

Ribosa

Grupos

fosfato

HIDRÓLISIS DE ATP GENERA MUCHA

ENERGÍA

ATP + H2O ADP + Pi ∆G = - 30.5 KJ/mol

~ ~ Adenin

a P P P

Grupos fosfato Ribosa

Hidrólisis, con

disminución de la

repulsión de cargas

Estabilización

por resonancia

HIDRÓLISIS DE ATP GENERA MUCHA ENERGÍA

ADP-ATP

FORMACIÓN DE ATP

HIDRÓLISIS DE ATP

EL ATP VINCULA REACCIONES EXERGÓNICAS

Y ENDERGÓNICAS

Formación de ATP requiere energía, tomada de rxs

exergónicas

Hidrólisis de ATP genera energía, utilizada en rxs

endergónicas

ATP ocupa una posición

intermedia en el metabolismo

ATP ES EL NEXO O VÍNCULO ENTRE

REACCIONES EXERGÓNICAS Y

ENDERGÓNICAS

Ejemplo de

acoplamiento

FUNCIONES DEL ATP

Trabajo químico: síntesis de macromoléculas (anabolismo)

Transporte activo: energía necesaria para el transporte de sustancias en contra del gradiente de concentración.

Trabajo mecánico: energía para contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de cromosomas etc.

Trabajo eléctrico: transmisión del impulso nervioso

Producción de calor: producto secundario de otras transformaciones energéticas