Termodinámica en Biología: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

¿Qué proceso termodinámico impulsa el transporte de iones contra un gradiente de concentración a través de las membranas celulares?

Accepted Answer

Transporte activo

Answer

Difusión facilitada

Answer

Difusión simple

Question 2

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el metabolismo?

Accepted Answer

Implica la conversión de energía química en otras formas de energía para sustentar las funciones biológicas.

Answer

Es independiente de las leyes de la termodinámica.

Answer

Solo implica la descomposición de moléculas.

Question 3

En biología, ¿qué instrumento se utiliza comúnmente para medir la temperatura?

Accepted Answer

Termómetro

Answer

Higrómetro

Answer

Manómetro

Question 4

¿Qué ley de la termodinámica afirma que la entropía del universo tiende a aumentar?

Accepted Answer

Segunda ley de la termodinámica

Answer

Tercera ley de la termodinámica

Answer

Cuarta ley de la termodinámica

Answer

Primera ley de la termodinámica

Question 5

¿Cuál de las siguientes reacciones libera calor?

Accepted Answer

Combustión de metano

Answer

Evaporación del agua

Answer

Fotosíntesis

Answer

Fusión del hielo

Question 6

¿Qué grupo de organismos mantiene su temperatura corporal constante independientemente de la temperatura ambiente?

Accepted Answer

Endotermos

Answer

Poiquilotermos

Answer

Heterotermos

Answer

Ectotermos

Question 7

¿Qué principio termodinámico se utiliza en las imágenes por resonancia magnética (IRM)?

Accepted Answer

Resonancia magnética nuclear (RMN)

Answer

Difracción de rayos X

Answer

Tomografía computarizada (TC)

Answer

Ultrasonido

Question 8

¿Cuál es el principal transportador de energía en las células?

Accepted Answer

Trifosfato de adenosina (ATP)

Answer

Monofosfato de adenosina (AMP)

Answer

Nicotinamida adenina dinucleótido (NADH)

Question 9

¿Cuál es el papel de la entropía en los sistemas biológicos?

Accepted Answer

Medida del desorden o aleatoriedad

Answer

Equilibrio entre energía y materia

Answer

Cantidad de energía disponible para el trabajo

Question 10

¿Cómo influye la temperatura en la velocidad de las reacciones biológicas?

Accepted Answer

Aumenta según la ecuación de Arrhenius

Answer

Disminuye proporcionalmente a la temperatura

Answer

No tiene ningún efecto

Question 11

¿Cuál es el papel del gradiente de concentración en el transporte pasivo celular?

Accepted Answer

Proporciona la fuerza impulsora para el movimiento de moléculas

Answer

Requiere energía para su funcionamiento

Answer

Se produce en contra del gradiente

Question 12

¿Qué efecto tiene la presión osmótica sobre las células?

Accepted Answer

Puede provocar lisis o plasmólisis según la concentración relativa de solutos

Answer

Siempre favorece el movimiento del agua hacia el interior de la célula

Answer

No afecta a las células vegetales

Question 13

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la segunda ley de la termodinámica es correcta?

Accepted Answer

La entropía de un sistema aislado siempre aumenta o permanece constante

Answer

La energía del universo siempre disminuye

Answer

El calor siempre fluye de los cuerpos fríos a los calientes

Question 14

¿Qué proceso implica una disminución de la energía libre del sistema?

Accepted Answer

Exergónico

Answer

Adiabático

Answer

Endergónico

Answer

Isotérmico

Question 15

¿Cuál es la unidad del SI para la energía?

Accepted Answer

Julio

Answer

Mol por kelvin

Answer

Kelvin

Answer

Joule por grado Celsius

Question 16

¿Qué tipo de sistema intercambia energía con el entorno en forma de calor y trabajo?

Accepted Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema aislado

Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema adiabático

Question 17

¿Cuál de los siguientes procesos es reversible?

Accepted Answer

Expansión isotérmica de un gas

Answer

Mezclado de dos gases

Answer

Transferencia de calor de un cuerpo caliente a uno frío

Answer

Expansión adiabática de un gas

Question 18

¿Cuál de las siguientes técnicas de imagen utiliza principios termodinámicos?

Accepted Answer

Imagenología por resonancia magnética (MRI)

Answer

Electroencefalografía (EEG)

Answer

Electromiografía (EMG)

Answer

Electrocardiografía (ECG)

Question 19

¿Qué tipo de trabajo realiza el corazón?

Accepted Answer

Trabajo de presión-volumen

Answer

Trabajo eléctrico

Answer

Trabajo de rotación

Answer

Trabajo de desplazamiento

Question 20

¿Cuál es la ecuación de la segunda ley de la termodinámica?

Accepted Answer

dS ≥ 0

Answer

dW = dU - dS

Answer

dS = dU - dQ

Answer

dU = dQ + dS

Question 21

Un sistema biológico que intercambia tanto energía como materia con su entorno se conoce como:

Accepted Answer

Sistema abierto

Answer

Sistema adiabático

Answer

Sistema cerrado

Answer

Sistema aislado

Question 22

La energía libre de Gibbs es útil para predecir:

Accepted Answer

La espontaneidad de una reacción química a temperatura y presión constantes

Answer

La cantidad de calor liberado o absorbido en una reacción

Answer

La concentración de los reactivos y productos

Question 23

El potencial químico de una sustancia es:

Accepted Answer

La cantidad de energía libre necesaria para añadir una molécula de la sustancia a una mezcla

Answer

La concentración de la sustancia en una mezcla

Answer

El número de moléculas de la sustancia presentes en una mezcla

Question 24

¿Qué proceso termodinámico describe una reacción que requiere una entrada de energía para llevarse a cabo?

Accepted Answer

Endotérmico

Answer

Espontáneo

Answer

Exotérmico

Question 25

Según la segunda ley de la termodinámica, ¿qué sucede con la entropía de un sistema biológico cerrado?

Accepted Answer

Aumenta o permanece constante

Answer

Disminuye

Answer

Se mantiene constante si la temperatura es constante

Question 26

¿Cuál de los siguientes factores NO afecta a la constante de equilibrio de una reacción bioquímica en un sistema cerrado?

Accepted Answer

Volumen del sistema

Answer

Valor del pH

Answer

Temperatura

Answer

Concentración de reactivos y productos

Question 27

En un sistema biológico a temperatura constante, ¿qué tipo de cambio de energía se produce cuando el ADP se fosforila a ATP?

Accepted Answer

Cambio de energía libre

Answer

Cambio de volumen

Answer

Cambio de entalpía

Answer

Cambio de entropía

Question 28

¿Qué técnica utiliza principios termodinámicos para diagnosticar enfermedades?

Accepted Answer

Calorimetría

Answer

Espectroscopia

Answer

Electroforesis

Answer

Microscopía

Question 29

En un sistema biológico, la energía libre es:

Accepted Answer

La energía máxima disponible para realizar trabajo

Answer

La cantidad total de energía en el sistema

Answer

La energía que se pierde en forma de calor

Question 30

La entropía de un sistema biológico es:

Accepted Answer

Una medida del desorden o aleatoriedad

Answer

La capacidad del sistema para realizar trabajo

Answer

La cantidad de energía en el sistema

Answer

La temperatura del sistema

Question 31

Un proceso biológico donde la entropía del sistema disminuye se denomina:

Accepted Answer

Negentropía

Answer

Isoentrópico

Answer

Endergónico

Answer

Exergónico

Question 32

El primer principio de la termodinámica aplicado a un sistema biológico establece que:

Accepted Answer

La energía total del sistema permanece constante.

Answer

Las reacciones químicas son siempre espontáneas.

Answer

La entropía siempre aumenta.

Answer

Los estados de equilibrio son irreversibles.

Question 33

El cambio de energía libre de Gibbs (ΔG) en una reacción bioquímica espontánea es:

Accepted Answer

Negativo

Answer

Positivo

Answer

Cero

Answer

Variable

Question 34

La producción de ATP en las mitocondrias implica:

Accepted Answer

Transporte de electrones y un gradiente electroquímico

Answer

Fotosíntesis y respiración celular

Answer

Glicólisis y ciclo de Krebs

Answer

La síntesis de proteínas y la replicación del ADN

Question 35

El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción en un sistema biológico se describe mediante la:

Accepted Answer

Ecuación de Arrhenius

Answer

Ecuación de Gibbs

Answer

Ley de velocidad de Michaelis-Menten

Answer

Ecuación de Van't Hoff

Question 36

En el metabolismo energético, la degradación de la glucosa a piruvato se denomina:

Accepted Answer

Glucólisis

Answer

Cadena de transporte de electrones

Answer

Fosforilación oxidativa

Answer

Ciclo de Krebs

Question 37

El crecimiento y la reproducción en los organismos vivos requieren un aumento en la complejidad y el orden. ¿Cómo se reconcilia este proceso con el segundo principio de la termodinámica?

Accepted Answer

Los organismos vivos son sistemas abiertos que intercambian energía y materia con su entorno, lo que permite una disminución de la entropía interna a expensas de un aumento en la entropía del entorno.

Answer

El segundo principio solo se aplica a sistemas no vivos.

Question 38

La formación de enlaces químicos en una reacción biológica libera calor. Esta reacción es:

Accepted Answer

Exotérmica

Answer

Isotérmica

Answer

Endotérmica

Answer

Adiabática

Question 39

La terapia de hipertermia utiliza calor para tratar ciertos tipos de cáncer. ¿Qué principio termodinámico subyace a este tratamiento?

Accepted Answer

El aumento de la temperatura acelera las reacciones químicas, incluyendo las que dañan las células cancerosas.

Answer

El calor siempre aumenta la entropía de un sistema.

Question 40

La energía libre de Gibbs (ΔG) es un parámetro termodinámico clave para determinar la espontaneidad de una reacción. ¿Qué valor de ΔG indica una reacción espontánea?

Accepted Answer

ΔG < 0

Answer

ΔG = 0

Answer

ΔG > 0

Answer

ΔG no es relevante para la espontaneidad.

Question 41

La desnaturalización de las proteínas, un proceso esencial en algunas reacciones enzimáticas, involucra un cambio en la estructura de la proteína. ¿Qué factor termodinámico juega un papel crucial en este proceso?

Accepted Answer

La temperatura

Answer

La concentración

Answer

La presión

Answer

El volumen

Question 42

En un sistema biológico, la entropía aumenta durante un proceso:

Accepted Answer

Catabólico

Answer

Isotérmico

Answer

Adiabático

Answer

Anabólico

Question 43

La termografía médica utiliza la detección de radiación infrarroja para crear imágenes de la distribución de calor en el cuerpo. ¿Cuál de las siguientes aplicaciones médicas utiliza este principio?

Accepted Answer

Diagnóstico de inflamaciones

Answer

Cirugía cardiovascular

Answer

Tratamiento de fracturas

Question 44

La eficiencia de una célula en convertir energía química en trabajo mecánico está limitada por:

Accepted Answer

El segundo principio de la termodinámica

Answer

El primer principio de la termodinámica

Answer

La ley de conservación de la masa

Answer

La ley de Ohm

Question 45

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la relación entre la termodinámica y la biología?

Accepted Answer

La termodinámica proporciona un marco para comprender las leyes físicas que rigen los procesos biológicos.

Answer

La termodinámica no es relevante para la biología.