Bioquimica

Objetivos de aprendizaje
1) Entender los conceptos de cambio de entalpía y entropía en una reacción química
2) Entender la relación entre entropía y energía libre. Predecir si un determinado proceso será
espontáneo.
3) Describir la conexión entre cambios de entalpía y entropía de una reacción y la variación de
energía libre.
3) Calcular la variación de energía libre para una reacción apartir de las variaciones estándar
tabuladas
4) Relacionar la variación de energía libre con la constante de equilibrio de la misma reacción y ser
capaz de calcular una a partir de la otra.
5) Describir cómo un sistema puede acoplarse a otro para que una determinada reacción pueda
ocurrir. Comprender el papel del ATP en el acoplamiento entre procesos endergónicos y
exergónicos.
6) Relacionar ladenominación de compuesto de alta energía con la estructura química de
estos compuestos.
BIOENERGETICA
La producción, el almacenamiento y el uso de la energía son tan importantes para la
economía de la célula como lo son para el manejo de los recursos mundiales. Las células requieren
energía para realizar trabajo y como trabajo consideramos la síntesis de azúcares a partir de dióxido
decarbono y agua (fotosíntesis), la contracción muscular, la replicación del ADN entre otros. Por lo
tanto, se puede definir energía como la capacidad de realizar trabajo, un concepto fácil de entender
cuando se aplica a motores de automóviles y a usinas eléctricas. Cuando se trata de energía asociada
con enlaces y reacciones químicas dentro de las células, sin embargo, el concepto se hace menosintuitivo.

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La naturaleza altamente estructurada y organizada de los organismos vivos es sorprendente.
Esta organización se extiende hasta el nivel celular y molecular. De hecho, los procesos biológicos
pueden parecer “mágicos” dado que estas estructuras altamente ordenadas emergen de un mundo
caótico y desordenado de objetos inanimados. Sin embargo, la organización visible en una célulao
una molécula es el resultado de eventos biológicos que están sometidos a las mismas leyes físicas
que gobiernan todos los procesos, en particular, las leyes de la termodinámica.
¿Cómo entendemos la creación de orden a partir del caos? Empecemos diciendo que las
leyes de la termodinámica hacen una distinción entre el sistema y su entorno. Un sistema se define
como la materia dentro de unaregión definida del espacio. La materia en el resto del universo se
denomina entorno. Por ejemplo, el sistema puede ser una solución dentro de un frasco en un baño
termostatizado. Para especificar el estado diríamos si es sólido puro, líquido o gas, o una solución
de determinada composición y daríamos la temperatura y presión. El frasco, el baño y todo lo
demás, es lo que denominados entorno yel sistema con su entorno es lo que se conoce como
universo.
La bioenergética es el estudio cuantitativo de las transformaciones de energía que ocurren en
las células vivas y de la naturaleza y función de los procesos químicos involucrados.
Muchas observaciones cuantitativas sobre la interconversión entre las diferentes formas de
energía llevaron a enunciar dos leyes fundamentales de latermodinámica.
Primera ley de la Termodinámica
La primera ley es el principio de conservación de la energía: “Para cualquier cambio físico
o químico, la cantidad total de energía del universo permanece constante; la energía puede
cambiar de forma o puede transportarse de una región a otra pero no puede ni ser creada ni
ser destruida”
sistema + entorno (ambiente) = universo
sistemas abiertos:intercambian materia y energía con el entorno

La energía cinética se transforma
sólo en calor

Parte de la energía cinética se utiliza para
elevar un balde de agua y por lo tanto, es
menor la cantidad de energía que se
transforma en calor

La energía potencial almacenada en
el balde elevado puede ser usada
para activar una máquina hidráulica
capaz de realizar distintas formas de...