Flujo de energía

El flujo de energía
• La vida sobre la tierra depende del flujo de energía
procedente de las reacciones en el sol
• Los seres vivos cambian una forma de energía en otra (energía
lumínica en energía química y mecánica)

El flujo de energía
• Con esta energía los
organismos suplen:
1.
2.
3.
4.

Funciones vitales
Mantenimiento
Crecimiento
Reproducción

Las leyes de la termodinámica
•Termodinámica: Ciencia que analiza los intercambios de
energía
• La primera ley: La energía puede convertirse de una forma a
otra, pero no puede ser creada ni destruida

• La segunda ley: Siempre que se transforma energía una parte
de la energía inicial se pierde en forma de calor

Los sistemas vivos y la segunda ley
• La energía pérdida
aumenta el desorden del
universo
• El universo tiende a estar
cada vezmás en entropía
• Los organismos deben
invertir energía para
mantener el sistema
altamente ordenado

Reacciones metabólicas y transformaciones
de energía
• Metabolismo: La suma de todas las reacciones que
ocurren en la célula
A+B

C+D

• Energía libre (G): Energía que todavía está libre para realizar
trabajo

• ΔG(-)= Los productos tienen menos energía libre que los
reactivos y la reacción ocurreespontáneamente
• ΔG(+)= Los productos tienen mayor energía libre que los
reactivos y reacción requiere energía

Reacciones metabólicas y transformaciones
de energía
• Las reacciones químicas pueden ser de dos tipos:

Exergónicas

Endergónicas

Reacciones exergónicas
Liberan energía al entorno
Generan productos menos energéticos
Respiración celular (combustión de la glucosa)
ΔG = -686 kcal/molReacciones endergónicas
• Consumen energía
• Generan productos más energéticos que los reactivos
• Síntesis de proteínas, fotosíntesis, contracción muscular

Oxidación – Reducción (redox)
• La reacciones químicas son transformaciones de energía mediante
transferencia de electrones
• Oxidación: Es la pérdida de un electrón; el átomo o molécula que lo
ha perdido se dice que se ha oxidado

•Reducción: La ganancia de un electrón (Reducido)
• Las reacciones redox siempre ocurren simultáneamente

Oxidación – Reducción (redox)
• En moléculas orgánicas

• La oxidación es la pérdida de hidrógenos
• La reducción es la ganancia de hidrógenos

Metabolismo
• La suma de todas las
reacciones químicas
(intercambios de energía)
que ocurren en la célula
• Virtualmente todas las
reacciones químicas quetienen lugar en la célula
involucran enzimas
• Las reacciones se pueden
agrupar en series
ordenadas a la cuales se les
denomina vías metabólicas

Metabolismo
• Anabolismo: Total de reacciones químicas involucradas
en la síntesis (formación de moléculas)
• Catabolismo: Reacciones donde se degradan moléculas
El catabolismo cumple con dos funciones:
1. Liberar la energía para el anabolismo y otrostrabajos
de la célula
2. Suministrar la materia prima para los procesos
anabólicos

Evolución de la célula eucariota
Teoría endosimbiótica

Lynn Margulis
U. de Boston (1967)

Bacterias aerobias
Huésped antecesor
(anaerobio)
Peroxisomas

ADN

Bacterias fotosintéticas
ancestrales

Mitocondrias

Fotosíntesis
• Los organismos fotosintéticos capturan energía lumínica para
formar carbohidratos yoxígeno libre a partir del dióxido de
carbono y agua
CO2 + H2O + energía lumínica => (CH2O) + O2

La clorofila y otros pigmentos
• Un pigmento es cualquier
sustancia que absorbe luz
• La clorofila es el pigmento que
transforma energía lumínica en
energía química
• Los carotenoides son pigmentos
rojos, anaranjados o amarillos

• La luz absorbida por los
pigmentos lanza los electrones
a nivelesenergéticos más altos.

Las membranas
fotosintéticas
• La unidad estructural de la
fotosíntesis en los eucariotas es
el cloroplasto
• Tres sistemas de membranas en
los cloroplastos (interna,
externa y tilacoide)
• Las membranas tilacoides
contienen los pigmentos
fotosintéticos
• Las granas son pilas de
tilacoides que se orientan
paralelamente

Las etapas de la fotosíntesis
• Dos etapas:
1. Las...