La vida sobre la Tierra depende del flujo de energía

La vida sobre la Tierra depende del
flujo de energía procedente de las
reacciones termonucleares que tienen
lugar en el corazón del Sol
Fotones
La energía solar se
transforma en la energía
que impulsa todos los
procesos vitales
Energía
química y mecánica
Los sistemas vivos cambian una forma de energía en otra!
Las leyes de termodinámica gobiernan las transformaciones de energía
¾ La primera ley de la termodinámica establece que la energía puede
convertirse de una forma a otra, pero no puede crearse ni destruirse.
¾ En un sistema aislado, es decir, que no intercambia materia ni energía con
su entorno, la entropía ("desorden en un sistema") siempre habrá aumentado
(nunca disminuido, como mucho se mantiene) desde que ésta se mide por
primera vez hasta otra segunda vez en un momento distinto.
La entropía de un
sistema es una medida del
"grado de desorden" o
"grado de aleatoriedad"
de ese sistema.
Se muestran tres maneras distintas
de disponer moléculas de dos
gases diferentes en una caja con
una restricción: las "moléculas
blancas" se colocan de un lado y
las "moléculas negras" del otro.
Cuanto
más
restricciones
pongamos, más ordenado está el
sistema. La entropía del sistema
está asociada al número de
maneras mencionado, de forma
que un sistema más desordenado
posee mayor entropía.
Las transformaciones energéticas en las células vivas implican el
movimiento de electrones de un nivel energético a otro.
De un átomo o molécula a otro
Las reacciones de
oxidación-reducción
implican movimiento de
electrones de un átomo a
otro.
En los sistemas vivos,
las reacciones que
capturan energía
(fotosíntesis) y las
reacciones que liberan
energía (glucólisis y
respiración), son
reacciones de oxidaciónreducción.
El total de las reacciones químicas que ocurren en las células
constituyen el metabolismo
Principios que nos guían por el laberinto del metabolismo celular:
9 Todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula
involucran enzimas.
9 Las reacciones se agrupan en una serie ordenada de pasos, que
comúnmente se llama vía; una vía puede tener una docena o más
de reacciones. Ej: glucólisis, respiración, etc.
La presencia de las enzimas es fundamental para que las
reacciones químicas puedan ocurrir dentro de una célula viva!
LAS ENZIMAS
Catalizadores biológicos
Disminuyen la energía de activación incrementando enormemente
la velocidad a la que se producen las reacciones químicas en las
células.
+ H2O
• Temperatura y por el pH!
• Cofactores: Iones (Ca, Mg)
o coenzimas (moléculas orgánicas)
Todas las reacciones que tienen lugar en los sistemas vivos requieren de energía
Adenosín trifosfato o ATP
Liberan energía
Adenina
Azúcar
7 kilocalorías de energía por mol
Requieren energía
Glucosa
La oxidación de la
glucosa es una fuente
principal de energía
O2
Organismos
Organismos
autótrofos
heterótrofos
H2 O
CO2
Los sistemas vivos son expertos en conversiones energéticas. Su organización les
permite atrapar esta energía libre, de modo que no se disipe al azar, sino que
pueda usarse para hacer el trabajo de la célula.
Aproximadamente el 40% de la energía libre desprendida por
la oxidación de la glucosa se conserva en la conversión de
ADP a ATP.
FOTOSÍNTESIS