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Actualmente Doctora en Salud Pública.
DIAPOSITIVA O ARCHIVO PPT.
Presentación de la cátedra sobre: Bioenergética. Tema 05 de Bioquímica.
1.
2. BIOENERGÉTICA
• OBJETIVO
• Explicar los principios de la termodinámica a través del estudio de la energía libre necesaria para las reacciones bioquímicas a nivel celular.
• La elucidación de los mecanismos básicos que gobiernan la producción y uso de energía por los organismos vivientes.
• Los procesos metabólicos oxidativos.
• La realización de trabajo.
4. Energía
• Es la capacidad de hacer trabajo ejecutando tareas mecánicas, físicas, químicas o eléctricas, o bien
produciendo una transferencia de calor.
• A nivel celular los procesos oxidativos generan energía que se utiliza para trabajos diversos químico, osmótico, mecánico.
5. Tipos de Energía
• Cinética: Movimiento. Eje: calor interno, radiación infraroja, luz visible, Uv y otras radiaciones electromagnéticas, agua cayendo, etc.
• Potencial: Energía almacenada. Eje: energía almacenada en los alimentos, agua en reposo, piedra en la mano, etc.
7. ENERGÍA PARA LAS CELULAS VIVAS
E. Lumínica
E.Química
E.Química
E. Mecánica
8. ¿CÓMO SE TRANSFORMA LA ENERGÍA QUÍMICA EN E. MECÁNICA?
9.
10. Calidad de Energía
• La energía varía en su calidad o aptitud para hacer trabajo útil.
• La energía de alta calidad posee baja entropía.
• La energía de baja calidad posee alta entropía.
11. RECORDANDO LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA
Primera Ley:
Conservación de la energía y su interconversión.
Se aplica para un momento dado en el que la célula posee una cantidad específica de energía.
eléctrica
E.potencial calor
ATP Potencial
Osmótica
Segunda Ley:
Indica que los cambios de energía tienen una dirección.
Que los cambios de energía pueden ser espontáneos
12. ¿Qué tanto se aprovecha la energía?
1° ley de la Termodinámica:
• No se puede obtener algo a partir de nada. La E. No se crea ni se destruye, sólo se transforma.
• 2° ley de la Termodinámica:
No se puede quedar “siempre a mano”. En el cambio parte de la energía útil se torna inferior, menos útil y más dispersa.
13.
FUNCIONES TERMODINÁMICAS
ENTROPÍA:
Anticipa la espontaneidad y la dirección de la reacción
Es una energía no útil para el trabajo.
◘ → ATP + E. TERMICA ↑ entropía
Sacarosa → Hidrólisis → Fructosa + Glucosa ↓ Entropía
14. ENTONCES COMO MEDIREMOS LA ENERGÍA?
CON OTRAS FUNCIONES
ENTALPÍA: (H) CONTENIDO CALÓRICO
ENERGÍA LIBRE : (G) ENERGÍA MÁXIMA PRODUCIDA DESPUÉS DE UNA REACCIÓN.
ÚTIL PARA EL TRABAJO
Reacción : REACTIVOS (INICIO) → PRODUCTOS (FIN)
POR LO QUE
Si - Sf = ▲S
Hi - Hf = ▲H
Gi - Gf = ▲G
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La oxidación (catabolismo) de la glucosa, como todos los oxidaciones es un proceso exergónico, espontáneo a irreversible (para volver o hacer glucosa, sería necesario agregar energía).
6 C02 + 6 H20 → C6H12O6 + 6 O2
▲G° = +2867 kJ/mol
▲H° = +2813 kJ/mol
▲S° = -0,18 kJ/(mol.°K)
T.▲S = -54 kJ/mol)
En el caso de la formación de glucosa (anabolismo), el término entropía es negativo dado que lo entropía disminuye cuando se transforme elementos simples coma C02 y H2O en glucosa, por lo que el signo de ▲G° y de ▲H° son positivos (la energía interna a aumentado).
21. TABLA. Algunas constantes y unidades físicas utilizadas frecuentemente en termodinámica
Constante de Boltzmann, k = 1,381 x 10^_23 J/K
Número de Avogadro, N = 6,022 X 10^23 mol^-1
Constante de Faraday, = 96.480 J/V • mol
Constante de los gases, R = 8,315 J/mol • K (= 1,987 cal/mol • K)
Las unidades de ▲G y ▲H son J/mol (o cal/mol)
Las unidades de ▲S son J/mol • K (o cal/mol • K)
1 cal = 4,184 J
Las unidades de temperatura absoluta, T, son grados
Kelvin, K
25 °C = 298 K
A 25 °C, RT = 2,479 kJ/mol
(= 0,592 kcal/mol)
22. Relación entre variación de energía libre de Gibbs y la constante de equilibrio
El cambio de energía libre para cualquier concentración:
▲G = ▲G° + RTlnQc
Siendo T la temperatura absoluta en kelvin, R la constante universal de los gases y Qr el cociente de reacción.
Cuando el sistema esta en equilibrio ▲G = 0 y Qc = keq
0 = ▲G° +RTlnkeq
▲G° = -RTlnkeq
Es decir conociendo ▲G° a una temperatura dada, podemos calcular la constante de equilibrio.
23. ▲G° = -RT lnK
Table. Relation between ▲G° and K as Predicted by the Equation ▲G° = -RT ln K
| K | In K | ▲G° | Comments |
|---|---|---|---|
| > 1 | Positive | Negative | Products are favored over reactants at equilibrium. |
| = 1 | 0 | 0 | Products and reactants are equally favored at equilibrium. |
| < 1 | Negative | Positive | Reactants are favored over products at equilibrium. |
24. Constante de equilibrio y energía libre estándar
Determinación experimental de la Keq y la ▲G°
1.- Se mezclan concentraciones 1M de todos los reactivos y productos en condiciones estándar
2.- Se permite que la Rx. Alcance el equilibrio
3.- Se miden las concentraciones en el equilibrio de productos y reactivos .
4.- Se calcula la Keq.
5.- Calculo del ▲G°
▲G° = -RT ln Keq = 1 718 KJ.mol
GLUCOSA -6P 1.33 M Fructosa -6P 0.67 M
