La termodinámica estudia las transformaciones energéticas que acompañan los cambios físicos y químicos de la materia. La bioenergética aplica estos conceptos a los seres vivos. Las leyes de la termodinámica establecen que la energía total del universo es constante y que los procesos espontáneos aumentan el desorden general. La célula utiliza reacciones acopladas y moléculas como el ATP para almacenar energía de forma útil a través de la transferencia de grupos fosfato

1. PROFESOR: WILMER SOLERPROFESOR: WILMER SOLER TT..

2. TERMODINÁMICATERMODINÁMICA
Estudio de las transformaciones energéticas queEstudio de las transformaciones energéticas que
acompañan los cambios físicos y químicos de laacompañan los cambios físicos y químicos de la
materia. Le interesa solo los estados inicial y final.materia. Le interesa solo los estados inicial y final.
La bioenergéticaLa bioenergética estudia esas transformacionesestudia esas transformaciones
en los seres vivos y es útil en la determinación deen los seres vivos y es útil en la determinación de
la dirección y magnitud de energía a la que sela dirección y magnitud de energía a la que se
producen las reacciones Bioquímicas.producen las reacciones Bioquímicas.

3. LEYES DE LA TERMODINÁMICALEYES DE LA TERMODINÁMICA
1.1. La cantidad total de energía del universo es constante.La cantidad total de energía del universo es constante.
No se crea ni se destruye, se transforma.No se crea ni se destruye, se transforma.
2. El desorden del universo aumenta siempre.2. El desorden del universo aumenta siempre.
Los procesos físicos y químicos solo se producenLos procesos físicos y químicos solo se producen
espontáneamente cuando aumenta el desorden.espontáneamente cuando aumenta el desorden.
ΔΔSuniverso =Suniverso = ΔΔSentorno +Sentorno + ΔΔSsistemaSsistema
3. Al acercarse la temperatura de un cristal sólido perfecto3. Al acercarse la temperatura de un cristal sólido perfecto
al cero absoluto (ºK), el desorden se aproxima a cero.al cero absoluto (ºK), el desorden se aproxima a cero.

4. ΔG = ΔH – TΔS
ΔH negativa
Se libera energía durante la
reacción
ΔS positiva
Aumenta la aleatoriedad o desorden
del sistema.
Si TΔS es suficientemente grande,
ΔG será negativo y aumentara
ΔSuniv (reaccion favorable)
ECUACION DE LA ENERGIA LIBRE
DE GIBBS

5. Hidratación de iones en solución

6. Combustión de la gasolina

7. Equilibrio a través de una membrana

8. La célula viva como un sistemaLa célula viva como un sistema
termodinámicotermodinámico

9. Estructura del ATP

10. HIDRÓLISIS DEL ATPHIDRÓLISIS DEL ATP

11. ESTABILIDAD DEL FOSFATOESTABILIDAD DEL FOSFATO

12. Energía libre estándar de la hidrólisis de
biomoleculas fosforiladas seleccionadas
MOLECULA ΔGº´
Kcal/mol kJ/mol
glucosa -6- fosfato -3,3 -13,8
fructosa -6- fosfato -3,8 -15,9
glucosa -1- fosfato -5 -20,9
ATP → ADP + Pi -7,3 -30,5
ATP → AMP + PPi -7,7 -33,5
PPi → 2Pi -8 -33,5
fosfocreatina -10,3 -43,1
glicerato-1,3-bifosfato -11,8 -49,4
carbamoil fosfato -12,3 -51,5
fosfoenolpiruvato -14,8 -61,9

14. TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATOTRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO

15. DCBA 
  
  BA
DC
RTGG lnº´´ 
KeqRTG lnº´ 
R = 1,98 cal/mol.ºK

16. REACCIONES ACOPLADASREACCIONES ACOPLADAS

17. DOS REACCIONES ACOPLADASDOS REACCIONES ACOPLADAS
Valor neto deValor neto de ΔΔGºGº´´== -- 12,5 KJ/mol (12,5 KJ/mol (--3,0 Kcal/mol)3,0 Kcal/mol)

18. CELULA ELECTROQUIMICACELULA ELECTROQUIMICA
REACCIONES DE OXIDOREDUCCIÓNREACCIONES DE OXIDOREDUCCIÓN

19. SEMIRREACCIÒN
REDOX
Potenciales de
reduccion estandar
Eº (voltios)
2H + 2 e- → H2 -0,42 Estándar de refer
NAD+ + H+ + 2 e- → NADH -0,32
S + 2H+ + 2 e- → H2S -0,23
FAD + 2 H+ + 2 e- → FADH2 -0,22
Acetaldehido + 2 H+ + 2 e- → etanol -0,2
Cu+ → Cu2+ + e- -0,16
Citocromo b (Fe3+) + e- → citocromo b (Fe2+) 0,075
Citocromo c1 (Fe3+) + e- → citocromo c1(Fe2+) 0,22
Citocromo c (Fe3+) + e- → citocromo c (Fe2+) 0,235
Citocromo a (Fe3+) + e- → citocromo a (Fe2+) 0,29
Fe3+ + e- → Fe2+ 0,77
½ O2 + 2H+ + 2 e- → H2O 0,82
Potenciales de reduccion estandar

20. ºº´ EnFG 
n = # de electrones
F = constante de Faraday (23.063 cal/equivalentes x voltios)