Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-203

Vista previa del material en texto

Energía y metabolismo 169
degrada a la penicilina y la inutiliza. Debido a que las bacterias evolu-
cionan con mucha rapidez, la resistencia a los fármacos es un problema 
creciente en la práctica de la medicina.
Repaso
 ■ ¿Qué efecto tiene una enzima sobre la energía de activación requerida 
de una reacción?
 ■ ¿En qué difi ere la función del sitio activo de una enzima con la de un 
sitio alostérico?
 ■ ¿Cómo se relacionan la temperatura y pH óptimos de una enzima con 
su estructura y su función?
 ■ ¿La inhibición alostérica es competitiva o no competitiva?
sulfamida en lugar de PABA, sintetizan un compuesto que no se puede 
emplear para elaborar ácido fólico. Por lo tanto, las células bacteriales no 
pueden crecer.
La penicilina y los antibióticos semejantes inhiben de manera 
irreversible a una enzima bacterial llamada transpeptidasa. Esta enzima 
establece algunos de los enlaces químicos en la pared celular bacterial. 
Las bacterias susceptibles a esos antibióticos no pueden elaborar pare-
des celulares apropiadamente afectando su multiplicación efectiva. Las 
células humanas no tienen paredes celulares y por lo tanto no utilizan 
esta enzima. Así, excepto por individuos alérgicos a ella, la penicilina no 
perjudica a los humanos. Desafortunadamente, desde que fue introdu-
cida, muchas bacterias han desarrollado resistencia a la penicilina. Las 
bacterias resistentes pelean con una enzima propia, la penicilinasa, que 
7.1 (página 155) 
 1 Defi nir energía, enfatizando cómo se relaciona con el trabajo y el calor.
 ■ Energía es la capacidad para efectuar trabajo (expresada en kilojoules, kJ). 
La energía se puede medir convenientemente como energía calorífi ca, 
energía térmica que fl uye de un objeto hacia otro con menor temperatura; 
la unidad de energía calorífi ca es la kilocaloría (kcal), que es igual a
4.184 kJ. La energía calorífi ca no puede realizar trabajo celular.
 2 Dar ejemplos para comparar la energía potencial con la energía cinética.
 ■ La energía potencial es energía almacenada; la energía cinética es ener-
gía de movimiento.
 ■ Todas las formas de energía son interconvertibles. Por ejemplo, los orga-
nismos fotosintéticos capturan energía radiante y convierten parte de ésta 
a energía química, una forma de energía potencial que impulsa muchos 
procesos vitales, como la contracción muscular.
7.2 (página 155)
 3 Establecer la primera y segunda leyes de la termodinámica, y analizar las 
implicaciones de esas leyes en relación con los organismos.
 ■ Un sistema cerrado no intercambia energía con sus alrededores. Los 
organismos son sistemas abiertos que intercambian energía con sus 
alrededores.
 ■ La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se puede 
crear ni destruir, pero se puede transferir y cambiar de forma. La primera 
ley explica por qué los organismos no pueden producir energía; pero como 
sistemas abiertos, continuamente la capturan de los alrededores.
 ■ La segunda ley de la termodinámica establece que el desorden (entro-
pía) en el universo, un sistema cerrado, está continuamente en aumento. 
Ninguna transferencia de energía es 100% efi ciente; algo de energía se 
disipa como calor, movimiento aleatorio que contribuye a la entropía (S), 
o desorden. Como los sistemas abiertos, los organismos mantienen sus 
estados ordenados a expensas de sus alrededores.
7.3 (página 156)
 4 Analizar cómo los cambios de energía libre en una reacción están relacionados 
con los cambios de entropía y de entalpía.
 ■ Si la entropía aumenta, entonces disminuye la cantidad de energía libre, 
que es como se muestra en la ecuación G = H − TS, en la cual G es la 
energía libre, H es la entalpía (energía potencial total del sistema), T es la 
temperatura absoluta (expresada en unidades kelvin), y S es la entropía.
 ■ La ecuación ∆G = ∆H − T∆S indica que el cambio en la energía libre (∆G) 
durante una reacción química es igual al cambio en la entalpía (∆H) menos 
el producto de la temperatura absoluta (T) multiplicada por el cambio en 
la entropía (∆S).
 5 Distinguir entre reacciones exergónicas y endergónicas, y ejemplifi car cómo se 
pueden acoplar.
 ■ Una reacción exergónica tiene un valor negativo de ∆G; es decir, la ener-
gía libre disminuye. Esta reacción es espontánea; libera energía libre que 
puede efectuar trabajo. 
 ■ En una reacción endergónica la energía libre se incrementa. Esta reacción 
tiene un valor positivo de ∆G y no es espontánea. En una reacción aco-
plada, la entrada de la energía libre requerida para conducir una reacción 
endergónica la proporciona una reacción exergónica.
 Aprenda más acerca de reacciones exergónicas y 
endergónicas haciendo clic sobre la fi gura en CengageNOW.
 6 Comparar la dinámica energética de una reacción en equilibrio con la dinámica 
de una reacción fuera del sistema en equilibrio.
 ■ Cuando una reacción química se encuentra en estado de equilibrio 
dinámico, el cambio de rapidez en una dirección es exactamente el mismo 
que en la dirección opuesta; el sistema no puede realizar trabajo porque la 
diferencia de energía libre entre los reactivos y los productos es cero. 
 ■ Cuando se aumenta la concentración de moléculas de los reactivos, la 
reacción se desplaza a la derecha y se forman más moléculas del producto 
hasta que se restablece el equilibrio.
7.4 (págin a 159)
 7 Explicar cómo la estructura química del ATP le permite transferir un grupo 
fosfato, y analizar el papel central del ATP en el metabolismo energético global 
de la célula.
 ■ El trifosfato de adenosina (ATP) es la moneda energética celular inme-
diata. Dona energía mediante su grupo fosfato terminal, que es fácilmente 
transferido a una molécula aceptora. El ATP se forma por la fosforilación 
del difosfato de adenosina (ADP), un proceso endergónico que requiere 
un ingreso de energía.
 ■ El ATP es un ingrediente común entre reacciones exergónicas y endergóni-
cas, y entre el catabolismo (degradación de grandes moléculas complejas 
en más pequeñas y más simples) y el anabolismo (síntesis de moléculas 
complejas a partir de moléculas más simples).
7.5 (página 161)
 8 Relacionar la transferencia de electrones (o átomos de hidrógeno) con la trans-
ferencia de energía.
 ■ La energía se transfi ere en reacciones reducción-oxidación (redox). Una 
sustancia se oxida al dar uno o más electrones a otra sustancia, que se 
reduce en el proceso. Comúnmente, los electrones se transfi eren como 
parte de átomos de hidrógeno. 
■■ R E SUM E N : E N F O Q U E E N LOS O B J E T I VOS D E A P R E N D I Z A J E
07_Cap_07_SOLOMON.indd 16907_Cap_07_SOLOMON.indd 169 10/12/12 18:1710/12/12 18:17
	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	7 Energía y metabolismo
	7.6 Enzimas
	Repaso
	RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE