Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-32

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1 1 0 I I í ; h » Z J * M l a vrfa de la céluU
Repaso del capítulo
Resumen de conceptos dave
6 .1 ¿ Q u é e s l a en e rg ía ?
La energ ía es la capacidad para rea liza r un trabajo. La energ ía 
potencial es energ ía guardada (energ ía q u ím ica , d e p o s ic ió n ). La 
energía c inética es la energ ía del m o v im ie n to (luz , calor, e lectri­
cidad, m o v im ie n to d e ob je tos). La p rim era le y d e la te rm o d iná ­
m ica , la le y d e la co n se iva rió n d e la energía, estab lece q ue e n u n 
sistem a cerrado, aunq ue la energ ía cam bie d e form a, su cantidad 
total se m an tien e constante. 1.a segunda le y d e la te rm o d inám ica 
establece q ue to d o uso d e energ ía causa un a d ism in u c ió n de la 
cantidad d e energ ía ú til y u n au m en to d e la entrop ía (d eso rd en y 
energía m enos ap rovechab le ). Ix » sistem as m u y organizados de 
poca en tro p ía que son característicos d e la v id a n o v io la n la se­
gunda le y d e la te rm o d inám ica , p o rq u e se p roducen p o r el aporte 
co n tin uo d e energ ía útil d e l Sol, acom pañada por u n eno rm e au ­
m en to d e la en tro p ía del p rop io Sol.
6 .2 ¿ C ó m o f lu y e l a e n e r g ía e n la s r e a c c io n e s q u ím ic a s ? 
Las reacciones q u ím icas se d iv id e n e n d o s categorías. En las 
reacciones exergónicas, la s m o lé cu la s d e l reactante t ien e n m ás 
energía q u e la s m o lécu las d e l p ro d u c to , a s í q u e la reacción li­
bera energ ía. En las reacciones endergón icas, lo s reactam es t ie ­
nen m ás energ ía q ue lo s productos, a s í q u e la reacción necesita 
u n ap o rte n e to de energ ía. Las reacciones exergónicas p u e d e n 
o cu rrir d e m anera esp on tánea , p ero to d as las reacciones, e n ­
dergónicas y exergónicas, requ ieren u n a p o n e in ic ia l d e energ ía 
( l a energ ía d e ac t iva c ió n ) para superar las repu ls ion es eléctricas 
en tre la s m o lé cu la s d e l reactante . la s reacciones exergónicas y 
endergón icas p u e d e n acoplante d e m o d o q u e la energía q ue l i ­
beran la s exergónicas im p u ls e a las endergón icas. Ix is o rgan is ­
m os a c o p lan reacciones exergónicas (c o m o al captar la lu z so lar 
o d egradar la g lu co sa ) con la s end erg ón icas (co m o a l s in te tiza r 
m o lécu las orgánicas).
6 .3 ¿ C ó m o se t r a n s p o r t a la e n e rg ía e n l a s c é lu la s ?
l a energía q ue se desprende e n las reacciones q u ím icas d e la cé­
lu la es captada y transportada d en tro d e ésta p o r inestab les m o ­
léculas portadoras d e energía, co m o el A T P y las portadoras de 
e lectrones N A D H y F A D H ,. Estas m o lécu las so n el m e d io p rin c i­
p a l por e l q ue las célu las acop lan reacciones exergónicas y ender­
gónicas q ue ocurren e n lugares d istintos de la célu la.
6 . 4 ¿ C ó m o fa v o r e c e n la s e n z im a s la s r e a c c io n e s 
b io q u ím ic a s ?
la s cé lu las co n tro lan sus reacciones rnetabó licas regu lando la 
s ín tesis y el uso d e p ro te ína s enz im áticas , q u e fu n c io n a n co m o 
catalizadores b io lóg ico s q u e ayud an a su perar la ac tiva c ió n de 
energ ía. U n a energ ía d e ac tiva c ió n m u y e levad a len tific a m u ­
chas reacciones, in c lu so las exergónicas, a u n a v e lo c id a d im ­
perceptib le e n co n d ic io nes am b ien ta les norm ales. Lo s ca ta li­
zadores am in o ra n la energ ía d e activac ión y, p o r consigu ien te , 
aceleran las reacciones q u ím ica s s in ca m b ia r p erm anen tem en te 
e lla s m ism as. Ix»s o rgan ism os s in te tizan cata lizadores enzimá- 
ticos q ue p ro m u e ve n u n a o pocas reacciones. Lo s reactantes se 
en lazan tem p o ra lm en te a l s it io ac tivo d e la enz im a, lo q u e fac i­
lita la fo rm ac ió n de n u evo s en laces q u ím ico s d e los p rod uctos 
y, así, s e redu ce la energ ía d e ac tiva c ió n . Las en z im as tam b ién
le n tif ic an la d egradación d e m o lécu las energéticas co m o la g lu ­
cosa e n un a suces ión d e etapas breves, d e m o d o q u e la energía 
se l ib e ra p au la t in a m en te y e l A T P p uede cap ta r la para usarla en 
reacciones endergón icas.
6 .5 ¿ C ó m o re g u la n la s c é lu la s su s reacc io n es 
m e ta b ó h ca s ?
l a acción d e las enzim as está regulada de varias m aneras, co m o 
a lte rar la ve loc idad de la síntesis d e p rote ínas, ac tiva r enzim as 
q ue se encontraban inactivas; in h ib ic ió n com petitiva y n o com ­
petit iva y regu lac ión alostérica, q ue in c lu ye la in h ib ic ió n p o r re- 
tro a lim c n ta d ó n . M uchos ve n e n o s actúan co m o inh ib ido res de 
enzim as, p o r e jem p lo , el m e tan o ! y a lgunos gases nerviosos e in ­
secticidas. El ibupro feno y los anticancerosos d e q u im io terap ia 
tam b ién actúan co m o inh ib ido res enzim áticos com petitivos. Las 
co n d ic io nes am b ien ta les (co m o e l p H , concentración de sales y 
tem pera tu ra ) activan o in h ib e n el fu n c io n a m ie n to d e las enzim as 
p o rq u e alteran la estructura trid im ensio na l d e éstas.
Térm inos clave
ad e n o s in d ifo s fa lo 
(A D P ) , 102 
ad e n o s in tr ifo s fa to 
(A T P ) , 101 
ca ta liz ad o r, 103 
c o cn z im a , 104 
d esn a tu ra liz a r , 10 8 
e n d e rg ó n ica , 10 0 
e n e rg ía , 98 
ene rg ía c in é t ic a , 98 
energ ía d e a c t iv a c ió n , 1 0 1 
en e rg ía p o te n c ia l, 98 
energ ía q u ím ic a , 98 
e n tro p ía , 99 
e n z im a , 103 
exergón ica , 1 0 0 
fcn ilc e to n u r ia , 1 0 6 
in h ib ic ió n co m p e tit iv a , 107 
in h ib ic ió n n o
co m p e tit iva , 107 
in h ib ic ió n p o r
re tro a iim e n ta c ió n , i 07 
in to le ra n c ia a la la c to sa , 1 06
le )’ d e la co n se rva c ió n d e la 
e n e rg ía , 99 
leyes d e la
te rm o d in ám ica , 
m e tab o lism o , 105 
m o lé cu la p o rta d o ra 
d e e n e rg ía , 1 0 1 
p rim e ra le y d e la 
te rm o d inám ica , 
p ro d u c to , 10 0 
reacc ió n acop lad a , 
reacción q u ím ica ,
reactan te , 10 0
re g u lac ió n a lo sté rica , 107 
ru ta m e tab ó lica , 105 
se g u n d a le y d e la
te rm o d in á m ica , 99 
s istem a ce rrad o , 99 
s it io a c t ivo , 104 
sustrato , 104 
t ra b a jo , 98 
tran sp o rtad o r de
e lectrones, 10 2
99
99
102
100
Razonamiento de conceptos
L le n a lo s e s p a c io s
I . Según la p rim era le y d e la te rm od inám ica , la energ ía no
________________n i ______________. L a energ ía se encuentra e n dos
form as p rincipa les: , la energ ía del m o v i­
m ien to , y la energ ía acum u lada.
2 .
3 .
Según la segunda le y d e la te rm o d inám ica , cu an d o la energía
cam b ia d e form a, tiende a convertirse d e ______________________
e n ____________________ . E s to lleva a la con clus ió n d e q ue la m a­
teria tiende espontáneam ente a se r m e n o s ___________________ .
Esta tendencia se l la m a ________________ .
La energ ía necesaria para in ic ia r cu a lqu ier reacción q u ím i­
ca se l la m a __________________ . Se requiere esta energ ía para
fo rzar l a d e los reartantcs. Esta energ ía la sum i­
nistra n o rm a lm e n te _________________ .
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1 hijo de energía en la *ida de la célula ^ ^
4 . C u a n d o dertas reacciones em piezan, liberan energ ía y se l la ­
m a n . O tras requ ieren _un aporte n e to de e n e r­
g ía y se llam an ________________________ . ¿Q u é t ip o con tin úa
esp ontáneam ente después d e em pezar? ¿Q u é tipo perm ite 
la fo rm ac ión d e m oléculas b io lóg icas com p le jas a partir de 
m o lécu las m ás s im p les (p o r e jem plo , p roteínas de los am i­
n o ác id o s )? ___________________. C u a n d o la energía q u e libera
u n a reacción es la que necesita o tra reaedón , se d ic e q ue las 
dos reacciones e s tá n ________________ .
5 . La ab reviatura A T P s ig n if ic a ____________________. Esta m o lécu la
es la p r in d p a l de los seres v ivos. La s intetizan
células d e y d e . l a s ín tesis re­
qu iere _ ._que luego se guarda e n e l A T P de la
m o lécu la .
6 . la s enzim as son (u n tipo de m o lécu la b io ló g ic a )_____________ .
Las enz im as favorecen las reaedones de las célu las porque 
d ism in u y e n _______________________._Cada_enz im a posee un a re­
g ión esperia lizada lla m a d a ______________________d o n d e e m b o ­
nan las m o lécu las del reactante. Cada un a d e estas regiones
espedalizadas t ie n e _______________________ p ecu lia r y u n a dis-
tr ib u d ó n p ecu lia r d e ________________________q ue la hace especi­
fica para las m o lécu las d e s u sustrato.
P re g u n ta s d e re p aso
1. Explica p o r q ué los organism os n o in frin gen la segunda ley 
de la te rm o d inám ica . ¿C u á l es la fu en te m áx im a d e energía de 
casi todas las form as de v id a d e la T ierra?
2 . D e fin e metabolismo y explica có m o se acop lan unas reaedo ­
nes co n otras.
3 . ¿Q u é es la energ ía d e activación? ¿Q u é efecto tienen los ca­
ta lizadores e n la energ ía d e a c t iv a d ó n ? ¿C ó m o ca m b ian los 
catalizadores la v e lo d d a d d e un a reaedón?
4. Describe a lgunas reaedones exergónicas y endergón icas q ue 
ocurren no rm a lm en te e n p lantas y an im ales.
5. D escribe la estructura y fu n d ó n de las enzim as. ¿C ó m o se 
regula la activ idad de las enz im as?
Aplicación de conceptos
1. Llega un a d e tu s am igas m ás estud iosas cu an d o estás usan ­
d o la asp iradora . Pa ra tratar d e im p res io n a rla , in e n d o n a s 
co m o si nada q ue in fu n d es energ ía e n tu recám ara para 
crear u n estado d e b a ja e n tro p ía co n la energ ía d e la electri- 
d d a d . E l la co m en ta que , e n ú lt im a in s tan d a , lo q u e haces 
es ap rovechar e l a u m e n to d e la energía d e l S o l para d esem ­
p o lva r tu recám ara. ¿D e q u é h a b la ? (B u sca las p istas e n el 
ca p ítu lo 7 .)
2. C o m o v im o s e n e l cap itu lo 3, las un idad es d e p rácticam en ­
te todas las m o lécu las orgánicas están un idas por reaedones 
d e co n d en sad ó n y se degradan p o r reaedones de hidrólisis. 
¿ P o r q ué en tonces tu sistem a d ig estivo p roduce enzim as 
aparte para d igerir proteínas, líp idos y carboh id ratos?
3. Sup on g am o s q u e a lg u ien trata d e refu tar e l co n cep to d e la 
e v o lu d ó n co n e l s igu ien te argum ento : 'S e g ú n la teo r ía d e 
la e v o lu d ó n , la co m p le jid ad de lo s o rgan ism os ha au m en ­
tad o a l p aso d e l t iem p o ; s in em bargo, el in c rem en to d e la 
co m p le jid ad co n trad ice la segunda le y d e la te rm o d in á m i­
ca; p o r tan to , la e v o lu d ó n es im p o s ib le '. ¿E s u n e n u n a a d o 
verdadero?
4. C u a n d o u n o so pardo se com e un sa lm ón , ¿adqu iere to d a la 
energía co n ten ida e n el pez?, ¿p o r q u é ? ¿Q u é im p lica rio nes 
crees q ue tien e la respuesta para la re la tiva ab un danc ia (p o r 
peso ) d e depredadores y presas.
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