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Ampliación de Biología y Geología de 4º ESO. IES Juan Gris. Isabel Pérez1

UNIDAD 1: ¿DE QUÉ ESTAMOS HECHOS?

1. TODOS LOS SERES VIVOS OBEDECEN A LAS LEYES DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA.2. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS.

a. BIOELEMENTOSb. BIOMOLÉCULAS

3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALES.a. AGUAb. SALES MINERALES

4. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS: GLÚCIDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS.a. GLÚCIDOSb. LÍPIDOSc. PROTEÍNAS

5. BIOCATALIZADORES: VITAMINAS, HORMONAS Y ENZIMAS.a. ENZIMASb. VITAMINASc. HORMONAS

1. TODOS LOS SERES VIVOS OBEDECEN A LAS LEYES DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA.Hasta finales del siglo pasado, los científicos pensaban que las sustancias que componen los seres vivos debían su existencia a la acción de una misteriosa “fuerza vital” y que no estaban sometidas a las leyes fisicoquímicas ordinarias. En este sentido, se consideraba que había dos tipos distintos de química: la de los seres vivos y productos derivados de ellos (química orgánica) y la relacionada con el mundo mineral (química inorgánica).Hoy sabemos que los seres vivos también estamos formados por átomos sujetos a las leyes de la física y de la química; la diferencia entre agrupaciones de moléculas y un ser vivo, con todas sus características, no se encuentra en los componentes sino en el grado de organización que estos alcancen. En los seres vivos, los átomos forman moléculas de complejidad mucho mayor que la materia mineral.Actualmente podemos sintetizar en el laboratorio muchas moléculas que se creían exclusivas de los seres vivos –como vitaminas y hormonas- exactamente igual que las naturales y que cumplen, como es lógico, su misma función.En la constitución de los seres vivos intervienen compuestos del mundo mineral, como el agua y las sales minerales, pero lo que verdaderamente nos distingue son ciertas moléculas que solo se encuentran formando parte de los seres vivos. Estas biomoléculas pueden tener desde unos pocos hasta millones de átomos y se agrupan en cuatro grandes clases: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

2. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASa. Bioelementos

Los seres vivos somos productos de la Tierra y, como tales, estamos constituidos por los mismos elementos químicos que se encuentran en el mundo mineral. Alrededor de 40 elementos entran a formar parte de los seres vivos, por lo que se denominan bioelementos biogénicos.De estos carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) , nitrógeno (N) y en menos proporción fósforo (P) y azufre (S) forman el 99% de la materia viva, se denominan por ello BIOELEMENTOS PRIMARIOS O MAYORITARIOS.Los restantes elementos químicos que intervienen se denominan BIOELEMENTOS SECUNDARIOS, algunos de ellos son imprescindibles como son: Ca, Na, K, Cl, Mg.Cuando los bioelementos se encuentran en una proporción < a 0,1% se denominan OLIGOELEMENTOS O ELEMENTOS VESTIGIALES, pero aunque se encuentran en una proporción tan pequeña, muchos de ellos son imprescindibles para el correcto funcionamiento de los procesos vitales.

En la tabla siguiente encontramos las funciones de algunos bioelementos secundarios y oligoelementos:

CaMateriales esqueléticos, contracción muscular, transmisión sináptica, coagulación de la sangre.

Na Transmisión sináptica, procesos osmóticos e iónicos.

KTransmisión sináptica, procesos osmóticos e iónicos.

MgForma parte de la clorofila, es cofactor de muchas enzimas de la respiración celular.

FeForma parte de Hemoglobina y mioglobina. Coenzimas que intervienen en la respiración.


F Forma parte del esmalte de los dientes, de los huesos, piel.

Co Es componente de la vitamina B12, necesaria para la formación de eritrocitos.

Li Estabilizador del estado anímico.

La razón por la que estos bioelementos primarios son los mayoritarios de las biomoléculas reside en sus propiedades:1. Los seis elementos tienen capas electrónicas incompletas y por ello pueden formar enlaces covalentes fácilmente para dar lugar a las biomoléculas.2. Tienen un número atómico bajo, por lo que sus electrones están cerca del núcleo y por ello dan moléculas estables.3. Como el oxígeno y el nitrógeno son electronegativos, dan lugar a moléculas polares y por ello solubles en agua, fundamental para que tengan lugar las reacciones biológicas. No podemos olvidar que la vida surgió en los océanos, un medio por tanto acuoso y todas las moléculas debían interaccionar en este medio.4.Los bioelementos mayoritarios pueden incorporarse fácilmente a los seres vivos, ya que se encuentran en moléculas como el H2O, el CO2, y nitratos, que pueden ser captados de manera sencilla del medio ambiente.

b. BiomoléculasComo ya hemos comentado antes, los átomos se unen para formar moléculas, cuando los elementos son bioelementos lo que se forma son biomoléculas, las moléculas que forman parte de los seres vivos.Las clasificamos en:

BIOMOL. INORGÁNICAS

Son moléculas de bajo peso molecular, si tienen C son pocos átomos.

El agua

Las sales minerales

O2 / CO2BIOMOL. ORGÁNICAS

Son moléculas de elevado peso molecular, tienen un elevado nºde At. De C, formando largas cadenas.

Glúcidos

Lípidos

ProteínasÁcidos NucleicosVitaminas y hormonas

Si observamos la clasificación de las biomoléculas, vemos que un criterio fundamental es la presencia de carbono, este bioelemento es característico de la materia viva ¿por qué?

• Porque el carbono puede establecer enlaces estables con el resto de bioelementos, fundamentalmente N, H,

O, que permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales.

Realiza las siguientes actividades: Analiza la siguiente tabla y contesta a las preguntas:

Átomos Corteza terrestre Ser humano Alfafa Bacteria Carbono 0,03 18,5 11,34 12,14Hidrógeno 0,14 9,5 8,72 9,94Nitrógeno Trazas* 5,3 0,83 3,04Oxígeno 46,6 62,81 77,9 73,68


• Porque el carbono permite establecer enlaces C—C, a partir los cuales, se pueden formar cadenas más o menos largas y anillos cíclicos que constituyen los esqueletos para una gran variedad de moléculas, además a causa de la configuración tetraédrica de sus enlaces se pueden conseguir moléculas no planas.

Fósforo 0,07 0,93 0,71 0,60Azufre 0,03 0,3 0,1 0,32Total 46,87 97, 34 99,6 99,72

* Cuando se indican trazas es porque la proporción es muy bajaa) ¿Los átomos (independientemente de las proporciones) que forman la materia inerte(corteza terrestre) son distintos de los que constituyen a los seres vivos?b) ¿Utilizarías la proporción en qué aparecen esos átomos para diferenciar seres vivos de inertes? c) ¿Por qué al sumar todos los átomos que componen un ser vivo el porcentaje total no es de 100?

¿Qué te sugiere el hecho de que los componentes moleculares de todos los seres vivos sean prácticamente los mismos?

El hierro (Fe) forma parte de la hemoglobina, contenida en los glóbulos rojos e indispensable para el transporte de oxígeno de los pulmones a los tejidos. ¿Por qué crees que las mujeres necesitan más aporte de hierro en su alimentación que los hombres?

¿A qué crees qué es debido que los pescados pequeños y los que están en conserva son una fuente importante de calcio?

ACTIVIDAD 1: ¿CÓMO SE REPRESENTAN LAS MOLÉCULAS?Objetivo: Conocer los modelos que nos permiten representar espacialmente las moléculas.Fundamento:Existen diferentes modelos físicos de representación de moléculas: los modelos de “esferas y varillas” resaltan la geometría molecular, especialmente los enlaces entre átomos, mientras que los “compactos” representan la configuración molecular derivada del movimiento de los electrones en sus orbitales externos. Ambos modelos se usan en el laboratorio, pero no resultan útiles dibujados sobre papel, por quedar ocultos algunos de los átomos de sus enlaces. Por este motivo, se utilizan las “fórmulas moleculares”, que indican el número de átomos de cada tipo de que consta la molécula, y las “fórmulas estructurales”, que muestran cómo están unidos esos átomos entre sí.Las moléculas orgánicas de estructura más simple son los hidrocarburos, formados sólo por C y H. En estos compuestos, cada enlace no ocupado por otro átomo de C se encuentra unido a uno de H.

Material: piezas de distintos colores y formas que representan diferentes átomos y enlaces. A continuación tienes la clave para interpretarlo:Carbono: negroHidrógeno: blancoOxígeno: rojoNitrógeno: azulFósforo: moradoEnlace sencillo: varilla grisEnlace doble: varilla blanca

Desarrollo:Vamos a realizar algunos modelos de esferas y varillas de moléculas básicas y e algunos unidades fundamentales de las biomoléculas.

1. Observa en primer lugar la imagen que aparece a continuación y reproduce esas moléculas que aparecen con las piezas que tienes.


Utiliza para realizar estas moléculas, Carbonos Ck e Hidrógenos Ha

2. En segundo lugar vamos a realizar las siguientes moléculas: gliceraldehído (un azúcar), glicina (un aminoácido), glicerol (un alcohol).

Gliceraldehído Glicina Glicerol

3. En tercer lugar vamos a realizar aquellas otras con un poco más de complejidad: ribosa y glucosa (azúcares) y el anillo de purina (base de formación del ADN).

Ribosa Glucosa Anillo de purina

Para realizar los diferentes modelos, observa detenidamente las plantillas de los correspondientes modelos para elegir el átomo adecuado, en sus distintas variantes, observa en el cuadro la clave de cada átomo, para poner el adecuado y vete realizando la molécula, dándole la orientación adecuada.

2. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALESa. Agua

La vida en nuestro planeta surgió en el agua y allí evolucionó durante cientos de millones de años, por lo que la vida depende de las propiedades físico-químicas del agua. PORCENTAJE DE AGUA EN DIFERENTES TEJIDOS Y ÓRGANOS


Aunque el contenido de agua varía según la especie y el tejido considerado, por termino medio representa el 65% del peso de un organismo.

Cuerpo humanoTejido nerviosoTejido muscularTejido adiposo

60907515

Medusa 95Semillas leguminosas 10

A pesar de que el agua es un líquido abundante y muy habitual para nosotros, sus propiedades no son nada corrientes comparadas con las de otros líquidos y con otras moléculas. Por ejemplo resulta tener un punto de fusión, vaporización, calor específico y tensión superficial más elevadas que lo que cabría esperar atendiendo a su peso molecular.Esto es debido a que en el agua las fuerzas de atracción entre sus moléculas son relativamente elevadas, de tal manera que, debería ser un gas a temperatura ambiente y sin embargo es líquida, por ejemplo, el CO2, que tiene un peso molecular semejante, es gas a temperatura ambiente.Estas propiedades fisicoquímicas del agua se deben a que su molécula posee dos regiones con diferente carga. Como resultado tenemos una molécula polar, con una zona parcialmente positiva y otra parcialmente negativa.

Como consecuencia de estas extraordinarias propiedades el agua lleva a cabo muchas e importantes funciones en los seres vivos:

• Disolvente: la polaridad del agua hace que sea un magnifico disolvente, lo que permite que muchas sustancias se encuentren en disolución acuosa y puedan reaccionar entre sí.

• Agente regulador de la temperatura.El agua puede controlar la temperatura de los seres vivos, es un excelente amortiguador de los cambios bruscos de temperatura, en segundo lugar por su gran conductividad para el calor hace que sea un excelente distribuidor de las temperaturas en los seres vivos y en tercer lugar, por su elevado punto de vaporización que permite mantener la temperatura corporal constante, frenando la elevación de la temperatura absorbiendo calor cuando se vaporiza a través de la piel, pulmones, sudor..., ya que se necesita una gran cantidad de energía primero para romper los puentes de hidrógeno y segundo para dotar a las moléculas de agua de la energía cinética suficiente para pasar a la fase gaseosa.

• Deformaciones y movimientos protoplásmicos.Tiene una tensión superficial elevada, debido a la fuerte cohesión que existe entre sus moléculas (por la formación entre ellas de puentes de hidrógeno), por ello lo convierte en un líquido casi incompresible, y por ello puede actuar como esqueleto hidrostático y producir movimientos y deformaciones en el citoplasma. Gracias a su fuerza de adhesión, se puede producir el fenómeno de la capilaridad.

Contesta a las siguientes cuestiones:


En los compuestos iónicos, las moléculas de agua se aglomeran alrededor de los iones y los separan unos de otros, produciendo de ese modo su disolución.Las moléculas con regiones polares también se disuelven fácilmente en agua, por lo que se denominan hidrofílicas (afines al agua)

Se origina una atracción débil, denominada puente de hidrógeno.Aunque son mucho más débiles que los enlaces covalentes o iónicos, la suma de todos ellos alcanza una fuerza considerable.

Cita ejemplos en los que el agua actúe como medio de transporte y como lubricante en el ser humano.

Vierte agua en un plato y deposita con cuidado una aguja o una hoja de afeitar sobre la superficie. ¿Qué observas? ¿A qué es debido?

Cita ejemplos en los que se verifiquen la refrigeración de un cuerpo por efecto de la evaporación.

¿Por qué las regiones costeras tienen un clima más suave que las zonas interiores de los continentes?

b. Sales mineralesLos componentes minerales presentes en los seres vivos suelen estar en forma de sales minerales.Las sustancias minerales que tienen importancia en la nutrición, pero que pueden escasear en los alimentos, son el Ca, Fe, y el I. Las demás (Mg, Zn, Cu, Cl, Na y K...) se encuentran en cualquier tipo de dieta.Las sales minerales desempeñan dos funciones principales en los organismos:

• Formar estructuras esqueléticas: las conchas de moluscos están formadas por carbonato cálcico, los huesos de los vertebrados se componen de fosfato cálcico...

• Los iones intervienen en todos los procesos fisiológicos: la biosíntesis de proteínas necesita Mg2+, la transmisión del impulso nerviosos requiere Na+ y K+, la coagulación de la sangre y la contracción muscular necesita Ca2+, y la regulación del pH y los procesos de ósmosis dependen de la concentración de sales en los medios internos.

ACTIVIDAD 2: ÓSMOSIS CELULAR: TURGESCENCIA Y PLASMOLISIS

Objetivo:Entender la importancia de los movimientos de agua en las células y su relación con la concentración de sales de los medios internos, es decir de la ósmosis y de los fenómenos osmóticos.

Fundamento: Si colocamos dos disoluciones a diferente concentración, una más concentrada de sales y otra menos, separada por una membrana semipermeable (que deja pasar solo el agua y no los solutos), el agua atravesará la membrana desde la disolución más concentrada hacia la menos concentrada, hasta que se igualen las concentraciones de sales (o solutos), a ambos lados de la membrana, a este proceso se la denomina ósmosis; la presión mecánica necesaria para contrarrestar el paso del agua, o dicho de otro modo, la resistencia que opone la membrana a ser atravesada por el agua se denomina presión osmótica. Dicha presión osmótica depende de la diferencia de concentraciones salinas a ambos lados de la membrana, cuanto mayor sea la diferencia de concentraciones, mayor será la presión osmótica.La disolución que presenta mayor concentración de sales de denomina hipertónica y la que esta menos concentrada se denomina hipotónica, cuando las disoluciones presentan la misma concentración se denominan isotónicas.Si lo líquidos extracelulares aumentan su concentración respecto al interior, las células pierden agua , se deshidratan y mueren, se produce plasmólisis.Si por el contrario los líquidos extracelulares se diluyen respecto al interior celular, las células se hinchan se ponen turgentes, fenómeno de turgescencia, e incluso si no tienen pared celular, pueden llegar a estallar.En los organismos, gracias a las sales minerales, las células mantienen una presión osmótica constante, que se conoce como hosmoosmia, siendo muy sensibles a las variaciones de las mismas, por esto, toda solución que se ponga en contacto directo con las células de un organismo debe ser isotónica con respecto a la concentración salina interior de las células, ya que las membranas se comportan como membranas semipermeables.


Material:

• Pétalos de tulipán, gladiolo o cualquier flor coloreada• Lanceta y pinzas.• Portas y cubreobjetos• Agua destilada• Solución saturada salina o con azúcar.

Desarrollo:1. Con ayuda de una lanceta y una pinzas obtén un fragmento de la epidermis de la cara interior de un pétalo de

la flor que tengas.2. Extiende el trozo de epidermis bien sobre el porta y pon una gota de agua destilada sobre el trozo y coloca

encima un cubreobjetos.3. Observa al microscopio lo que le ocurre a la gran vacuola llena de pigmentos que tienen en el interior las células

vegetales. • ¿Qué le ha ocurrido a la célula vegetal? Realiza un dibujo del antes y el después.

4. Procede de la misma manera que en los pasos 1 y 2, pero ahora añade al fragmento de epidermis una gota de solución saturada de sal común o de azúcar.

5. observa al microscopio nuevamente lo que ocurre ahora con la célula vegetal.• ¿Qué le ha ocurrido ahora a la célula vegetal? Realiza un dibujo del antes y el después.

Cuestiones: Cómo se denomina el medio exterior a la célula vegetal en la primera parte de la práctica? ¿y en la segunda parte de la práctica como se denomina ahora el medio? ¿Cómo se denomina el proceso que ha ocurrido en la primera parte de la práctica? ¿Por qué le ha sucedido

eso a la vacuola interior? ¿Cómo se denomina el proceso que ha ocurrido en la segunda parte de la práctica? ¿Por qué le ha sucedido

eso a la vacuola interior? ¿Por qué crees que la célula vegetal no estalla cuando se llena de agua? ¿Qué crees que ocurriría si fuera una célula animal y no vegetal la que utilizáramos en la práctica? ¿Qué te parece que nos ocurriría si se nos inyectara agua destilada en nuestro torrente sanguíneo? ¿por qué crees que se seca una planta cuando se riega con agua salada?

3. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Las biomoléculas orgánicas están formadas por largas cadenas de átomos de carbono unidos por enlaces covalentes, y unidos también a el resto de bioelementos primarios. De esta forma, se originan una enorme variedad de biomoléculas, aunque todas las podemos agrupar en los cuatro tipos que ya hemos nombrado: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.En realidad, sólo hay que conocer unas 30 moléculas para poder familiarizarse con la química de las células, nosotros vamos a conocer algunas.


a. GlúcidosSe conocen tradicionalmente como hidratos de carbono.Los glúcidos desempeñan funciones energéticas, ya que al oxidarse producen energía y estructurales, ya que forman parte de estructuras celulares.

Para nombrarlos se utiliza el número de carbono, la presencia del grupo aldehído o cetona y, el sufijo osa.Por ejemplo: un monosacárido de 3 átomos de carbono y con un grupo aldehído: aldotriosa.Los monosacáridos son muy solubles, blancos y de sabor dulce.Los que tienen 5 o más átomos de carbono cuando están en agua se ciclan sobre sí mismos, formando una estructura cíclica.

De entre ellos destacamos la glucosa, fundamental para obtener energía en las células, y que encontramos en las frutas, legumbres, patatas..., la fructosa, que encontramos en la miel y en las frutas, y la galactosa, presente en la leche de los mamíferos.II. Disacáridos: se forman al unirse dos moléculas de monosacáridos mediante un enlace específico. Los disacáridos más importantes son: sacarosa (azúcar de la caña de azúcar y remolacha azucarera) y la lactosa (azúcar de la leche de los mamíferos).

CONTINUACIÓN DE LA ACTIVIDAD 1: ¿CÓMO SE REPRESENTAN LAS MOLÉCULAS?


Muchas moléculas son de una gran complejidad y con una elevada masa molecular, se denominan macromoléculas. Se caracterizan por estar formadas a partir de unidades más pequeñas y simples. El proceso químico mediante el que se forman se denomina polimerización, las moléculas se denominan polímeros y las subunidades que se unen se denominan monómeros.

Los glúcidos se clasifican en:I. Monosacáridos: constituidos por una sola molécula. Tienen

importancia por sí mismos y son las moléculas generadoras de los restantes glúcidos.

II. Disacáridos: formados por dos moléculas de monosacáridos.

III. Polisacáridos: son polímeros de monosacáridos.Los monosacáridos y disacáridos son de sabor dulce y suelen denominarse azúcares.

I. Monosacáridos: Son moléculas formadas por entre 3 y 7 átomos de carbono, que están unidos todos ellos a grupos hidroxilo, menos uno, que puede estar unido a un grupo aldehído o cetona.

Ya conoces el funcionamiento de los modelos bioquímicos. Vamos a utilizarlo de nuevo para realizar la ciclación de dos moléculas la ribosa y la glucosa.

• Sigue las instrucciones para la molécula de ribosa y utilízalas para realizar la de la molécula de glucosa.1. La ciclación de estas moléculas se realiza uniendo el carbono 4 con el carbono 12. Toma la molécula de ribosa que realizaste anteriormente.3. Sustituye el carbono 1 del tipo Ci por uno de Ck, y reemplaza su oxígeno con uno de tipo Od.4. Coloca el hidrógeno del carbono 1 nuevamente y deja el 4º puente del Carbono libre.5. Quita el hidrógeno del grupo OH del carbono 4 y une este a la prolongación del oxígeno que nos quedó libre

del Od, uniendo así el carbono 1 y el 4.6. Habremos completado así el anillo, el resultado se debería parecer a la imagen que aparece a continuación.

Ribosa ciclada

• Ahora realiza la misma operación con la molécula de glucosa que has guardado también, en este caso el enlace se realiza entre el carbono 1 y el carbono 5. Nos tiene que dar una molécula que forme un anillo hexagonal.

• Utiliza ahora el anillo de purina y realiza con el la base adenina, una de las bases púricas. Aquí tienes el modelo.

III. Polisacáridos: se forman por la unión de miles de monosacáridos. Se distinguen dos grandes grupos:• Polisacáridos de reserva energética: el almidón, es la molécula de reserva energética de los vegetales

(tubérculos, semillas... )y fuente fundamental de energía en nuestra dieta. El glucógeno, el la forma de almacenar energía de los animales (hígado y músculo).

• Polisacáridos estructurales: la celulosa, que es el componente principal de la pared celular de las células vegetales. La mitad de todo el carbono orgánico de la biosfera se encuentra en forma de celulosa, pero los animales no lo podemos utilizar como combustible, solo algunos microorganismo (bacteria, protozoos y hongos) pueden hidrolizar sus enlaces (glucosídicos), por tanto aquellos animales que se alimentan exclusivamente de vegetales (rumiantes o termitas) necesitan la colaboración de estos microorganismos.La quitina es el componente fundamental del exoesqueleto de los artrópodos y la pared celular de los hongos. Es un polisacárido duro y resistente, ideal para cumplir la función esquelética.

ACTIVIDAD 3: RECONOCIMIENTO DE GLÚCIDOS

Objetivos: 1. Identificación de glúcidos. 2. Hidrólisis del enlace de un disacárido.

Materiales: Ampliación de Biología y Geología de 4º ESO. IES Juan Gris. Isabel Pérez10

• Muestras de glúcidos: • Glucosa • Lactosa • Sacarosa • Almidón.

• Tubos de ensayo, gradilla, vaso para calentar, mechero.

• Reactivo de Fehling A y Fehling B • Lugol • HCl diluido y bicarbonato.

1º INVESTIGACIÓN DE AZÚCARES • Poner las muestras de glúcidos en los tubos de ensayo. • Realizar la Prueba de Fehling como se indica a continuación:

Reacción de Fehling: Tomar la muestra que se quiera analizar (normalmente una cantidad de 3 ml) y colocarlas en cinco

tubos de ensayo. Añadir 1ml de Fehling A y 1 ml de Fehling B. El líquido del tubo de ensayo adquirirá un fuerte color

azul. Calentar el tubo al baño María. La reacción será positiva si la muestra se vuelve de color rojo-ladrillo. La reacción será negativa si la muestra queda azul, o cambia a un tono azul-verdoso.

• Después de calentar observar los resultados. . Observar y anotar los resultados de los con las distintas muestras de glúcidos.

Fundamento: Se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor, se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido de cobre (I), de color rojo-anaranjado.

2º INVESTIGACIÓN DE AZÚCARES NO REDUCTORESComo se veía en la experiencia 1 la sacarosa daba la reacción de Fehling negativa, ahora bien, en presencia del ácido clorhídrico (HCl) y en caliente, la sacarosa se hidroliza descomponiéndose en los dos monosacáridos que la forman (glucosa y fructosa). Tomar una muestra de sacarosa y añadir unas 10 gotas de ácido clorhídrico al 10%.Calentar a la llama del mechero durante un par de minutos. Dejar enfriar y realizar la Prueba de Fehling. Observa el resultado. La reacción positiva nos dice que hemos conseguido romper el enlace que unía las dos moléculas que formaban la sacarosa. ( Se recomienda antes de aplicar la reacción de Fehling, neutralizar con bicarbonato, Fehling sale mejor en un medio que no sea ácido.)

3º INVESTIGACIÓN DE POLISACÁRIDOS (ALMIDÓN)El polisacárido almidón se colorea de azul-violeta en presencia de yodo, debido no a una reacción química, sino a la fijación del yodo en la superficie de la molécula del almidón, fijación que sólo tiene lugar en frío. Técnica: • Colocar en una gradilla muestras de distintos glúcidos. • Realizar la reacción del lugol como se indica a continuación:

Reacción del Lugol: Este método se usa para identificar polisacáridos. El almidón en contacto con unas gotas de Reactivo de Lugol (disolución de yodo y yoduro potásico) toma un color azul-violeta característico.

• Poner en un tubo de ensayo unos 3 ml del glúcido a investigar. • Añadir unas gotas de lugol. • Si la disolución del tubo de ensayo se torna de color azul-violeta, la reacción es positiva.

Fundamento: La coloración producida por el Lugol se debe a que el yodo se introduce entre las espiras de la molécula de almidón. No es por tanto, una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración azul violeta. Basándote en esta característica te voy a proponer un pequeño juego de magia que te va a sorprender:

• Una vez que tengas el tubo de ensayo con el almidón y el lugol, que te habrá dado una coloración violeta, calienta el tubo a la llama y déjalo enfriar (ponlo al baño de agua fría). !Sorprendido!.

• Vuelve a calentar y enfriar cuantas veces quieras.... ¿Dónde está el color? CUESTIONES:

Ampliación de Biología y Geología de 4º ESO. IES Juan Gris. Isabel Pérez

Glúcido Glucosa Almidón Lactosa Sacarosa

Reductor

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1. ¿En dónde reside el poder reductor de los monosacáridos?2. ¿Cuál es el fundamento de la reacción de Fehling?3. ¿Por qué la sacarosa no presenta poder reductor?4. ¿Por qué al calentar el almidón durante el “juego de magia” se pierde el color azul-violeta característico

de la reacción positiva del lugol?

b. LípidosComprende un grupo muy heterogéneo de biomoléculas, cuya característica común es ser insolubles en agua y solubles en disolventes apolares (cloroformo, éter, benceno).Las principales funciones de los lípidos son:

Constituyen depósitos de reserva energética. Un gramo de lípido desprende al oxidarse 9 Kcal, mientras que la misma cantidad de glúcido sólo produce 4 Kcal.

Tienen misión estructural, fundamentalmente en la formación de membranas celulares. Forman vitaminas y hormonas que realizan funciones reguladoras.

Los glúcidos procedentes de la dieta se almacenan en forma de glucógeno y su exceso se transforma en grasa, que se acumula en las células adiposas. Cuando el organismo necesita energía utiliza el glucógeno de reserva y posteriormente las grasas.Las grasas desempeñan también funciones de aislamiento térmico y protección de ciertos órganos, como riñones.Tipos de lípidos

I. Grasas: las grasas o triglicéridos, son moléculas que resultan de la unión de tres ácidos grasos y una molécula de glicerina. Son hidrófobos al carecer de grupos polares.

II. Fosfolípidos.

Los fosfolípidos se diferencian de los triglicéridos en que debido a su composición química, presentan grupos polares en su molécula, como consecuencia el extremo que lleva estos grupos polares es hidrófilo y el resto de la molécula es hidrófoba, estas moléculas son anfipáticas.Esta estructura molecular tiene gran importancia, pues permite que formen películas delgadas en una superficie acuosa, con los extremos hidrofóbicos por encima del agua.Cuando se hallan rodeados de agua, los fosfolípidos se distribuyen espontáneamente en dos capas, con las zonas hidrófilas hacia fuera y las hidrófobas hacia dentro. Esta disposición es fundamental para la formación de las membranas celulares.


Los ácidos grasos están constituidos por una cadena larga de un número par de átomos de carbono, que tienen un grupo ácido (o carboxilo) en un extremo. Dependiendo del tipo de enlace que exista entre sus carbonos pueden ser: saturados (los carbonos unidos mediante enlaces sencillos), monoinsaturados ( existe un doble enlace) o poliinsaturados ( existen dos o más dobles enlaces).Existen ácidos grasos que no pueden ser sintetizados por el hombre y que deben ser ingeridos en la dieta, son los ácidos grasos esenciales ( linolénico, linoléico y araquidónico), estos ácidos desempeñan funciones muy importantes.Los ácidos grasos insaturados se encuentran en la mayoría de los aceites vegetales, así como en los pescados azules.Los triglicéridos que contienen ácidos grasos insaturados son líquidas a temperatura ambiente y se denominan aceites, los que están formados por ácidos grasos saturados son sólidas a temperatura ambiente y se conocen como grasas.

III. Las CerasLas ceras debido a su composición química (un alcohol y un ácido graso de cadena larga), son completamente apolares (hidrófobas) por lo que resultan sustancias idóneas para impermeabilizar la superficie de los seres vivos. Forman cubiertas protectoras y están ampliamente distribuidas por el reino animal- piel, uñas, cera de abejas- y en el reino vegetal- hojas, frutos-.Contesta a las siguientes cuestiones:

En los vegetales, las moléculas de reserva energética suelen ser polisacacáridos en lugar de grasas. Los animales, por el contrario, acumulan mayores cantidades de grasas que del polisacárido glucógeno. ¿A que se debe esta diferencia entre ambos grupos de seres vivos?

¿Supone una ventaja evolutiva el almacenamiento de triglicéridos en lugar del de glúcidos en algunas semillas? ¿Por qué?

¿Qué sucedería si no existiera un recubrimiento impermeabilizado en la superficie externa de los vegetales?

IV. Terpenos y esteroides son lípidos sin ácidos grasos.Estos lípidos forman un grupo muy diverso que no se asemeja a los anteriores. No presentan ácidos grasos en su composición, sino una molécula denominada isopreno. Sus funciones son fundamentalmente reguladoras de procesos biológicos.Entre los terpenos destacamos el caroteno, del cual deriva la vitamina A. También se encuentran en este grupo muchas esencias, como el limoneno, timol, mentol, pineno...que confieren olor a muchos vegetales.Entre los esteroides destacamos el colesterol, del cual derivan moléculas muy importantes, como las hormonas sexuales, la vitamina D y los ácidos biliares.

LECTURA COMPLEMENTARIA: REGULACIÓN DEL COLOESTEROL EN SANGRE

Aunque el colesterol desempeña papeles fundamentales en el cuerpo animal, también es el villano principal en la enfermedad cardiaca. Los depósitos que contienen colesterol pueden estrechar las arterias que llevan sangre al músculo cardiaco y, las personas con las cantidades inusualmente grandes de colesterol en su sangre corren un alto riesgo de ataques cardiacos (...)

El órgano central en la regulación del colesterol es el hígado, que no solo sintetiza el colesterol necesario a partir de las ácidos grasos saturados, sino que degrada el exceso de colesterol circulante en sangre, como resultado, por ejemplo, de una dieta rica en leche, queso y yemas de huevo. El colesterol es transportado por el torrente sanguíneo hacia y desde las células del organismo, incluyendo las del hígado. Sin embargo, al igual que otros lípidos , es insoluble en agua y, por tanto, en el plasma, que es la porción fluida de la sangre. Es transportado por partículas constituidas por un interior de colesterol y una “envoltura lipídica” que tiene proteínas solubles en el plasma. Estos complejos grandes existen en dos formas principales: lipoproteínas de baja densidad (LDLs) y lipoproteínas de alta densidad (HDLs) . las LDLs funcionan como camiones de reparto del sistema, llevando el colesterol de la dieta y el colesterol recién sintetizado a varios destinos del cuerpo, incluyendo el hígado y los órganos sintetitazores de hormonas. Las HDLs, sin embargo, funcionan más como camiones de basura, llevando el exceso de colesterol, en un viaje de un solo sentido, al hígado, para su degradación y excreción.Normalmente, el sistema está balanceado, y el hígado sintetiza o degrada el colesterol dependiendo de las necesidades cotidianas del organismo y de la cantidad de colesterol circulante. Sin embargo, puede desequilibrarse por cierto número de factores. Si, por ejemplo, la ingestión en la dieta de colesterol es alta, el hígado se “empantana” y no puede degradar todo el exceso. Si la ingestión en la dieta de grasas saturadas es alta, el hígado aumenta su síntesis de este esteroide, aún en ausencia de una alta ingestión de colesterol (...)


Cuando las cantidades de LDLs circulantes son mayores que las pueden ser aceptadas por el hígado y por los órganos que sintetizan las hormonas, serán absorbidas por las células que tapizan las arterias que irrigan el corazón. Esto, finalmente, conducirá a un bloqueo total de una arteria y, así, a un ataque cardíaco.

La enfermedad cardiaca aparece frecuentemente en miembros de una misma familia, sugiriendo que en algunos casos hay factores hereditarios implicados (....)Otras familias parecen estar protegidas contra la enfermedad cardíaca, aparentemente porque los organismos de sus miembros sintetizan grandes cantidades de HDLs, asegurando que todo el exceso de colesterol efectúe un rápido viaje, de un solo sentido, al hígado. Para mayoría de nosotros, sin embargo, el grado de riesgo depende de nuestra conducta: si hacemos o no ejercicios regulares, lo cual parece incrementar los niveles de HDLs y, así, nos protege contra la acumulación de colesterol; si se tiene el hábito de fumar, lo cual parece disminuir los niveles de HDLs; y también depende de las cantidades de colesterol y de grasas saturadas que ingerimos.

H. Curtis y N. Sue Barnes: BiologíaEditorial Médica Panamericana

Haz un resumen del texto y contesta a las siguientes preguntas:• ¿Por qué se suele hablar de colesterol bueno y colesterol malo?• ¿Qué incidencia tiene el consumo elevado de grasas de origen animal sobre el nivel de colesterol en sangre?• ¿Sabes cuáles son las hormonas que se sintetizan a partir del colesterol?• ¿Qué influencia tiene el estilo de vida sobre la acumulación de colesterol y, por tanto, del riesgo de ataque

cardíaco?

b. ProteínasLas proteínas forman el grupo más numeroso y diversificado de las biomoléculas. Desempeñan un papel fundamental en la estructura de las células y, además intervienen en todas las funciones biológicas.Entre las funciones de las proteínas destacamos las siguientes:

a. Servir de componentes estructurales de membranas y orgánulos celulares. Las proteínas constituyen aproximadamente el 50% del peso seco de los organismos.

b. Catalizar las reacciones biológicas. Todas las enzimas son proteínas.c. Sirven como vehículo de transporte de determinadas moléculas.d. Regulan y coordinan procesos biológicos. Muchas hormonas tienen naturaleza proteica.e. Contraen el músculo. La actina y la miosina son componentes de las fibras musculares.f. Defienden al organismo. Los anticuerpos son proteínasg. Suministran energía.

A pesar de su extraordinaria diversidad funcional, la estructura de las proteínas responde a un esquema muy simple: son polímeros lineales de 20 tipos diferentes de moléculas denominadas aminoácidos proteicos.Un aminoácido (aa) es una molécula constituida por cuatro grupos diferentes unidos a un átomo de carbono central, en su constitución hay N, que no es muy frecuente ni el glúcidos ni lípidos.

De los 20 aminoácidos, existen 8 que no los podemos sintetizar por nosotros mismos a partir de otras moléculas, son los aminoácidos esenciales. Si la dieta carece de estos aminoácidos, ciertas proteínas no se podrán sintetizar. Se dice que una proteína es de alto valor biológico, cuando dispone de todos los aminoácidos esenciales en cantidad suficiente para satisfacer nuestras necesidades.

Los aminoácidos se unen entre sí mediante un enlace característico, denominado enlace peptídico (covalente). La unión de 2 aminoácidos forma un péptido, la de pocos aminoácidos, forma un polipéptido y las de mas de 50 aminoácidos forma una proteína.

Las moléculas de proteínas pueden contener varios cientos de aa, por lo que el diferente orden en el que se pueden unir los aa, es decir las diferentes secuencias que se pueden formar, es enorme.


La relación que hay entre los aa y las proteínas es similar a la existente entre las letras de un alfabeto y las palabras de un idioma.Nuestra lengua con algo más de 20 letras, puede formar un vocabulario superior a 300.000 palabras, si tenemos en cuenta que estas letras se pueden repetir o cambiar de orden.El caso de las proteínas es aún más espectacular, ya que una proteína grande, puede contener mas de 1000 aa y que el cambio de uno solo de sus aa, hace la proteína distinta, la variedad es casi infinita.Las proteínas tienen un alto grado de especificidad, de manera que cada ser vivo tiene algunas que son características de la especie biológica a la que pertenece y otras que son propias de ese individuo en particular. A esto se debe la dificultad que entraña el trasplante de órganos, ya que el organismo tiene la capacidad de reconocer como ajenas a él, aquellas que procede de cualquier otro individuo.

Cuando una proteína es sometida al calor, a cambios de pH, a la acción de una alta salinidad, agitación, electricidad o alta presión, los enlaces que mantienen las estructuras 2ª, 3ª, 4ª se rompen, conservándose solamente la primaria, adquiriendo entonces la molécula una configuración lineal. Este proceso se denomina desnaturalización.El proceso de desnaturalización es altamente cooperativo, es decir, que la rotura de un enlace favorece la del siguiente y así sucesivamente.En ocasiones una proteína desnaturalizada puede volver a adquirir las estructuras perdidas: desnaturalización reversible, si el proceso a sido suave, y ello confirma que toda la información se encuentra en la secuencia, pero en muchas ocasiones la desnaturalización es irreversible.

Interpreta la siguiente gráfica: 100 masa (en g)

80

60

20 0 40 80 120 tiempo en(en días)

Observa la gráfica de la evolución de tres grupos de ratas alimentadas con distintas fuentes de proteínas:• ¿Qué puedes deducir de lo que nos dice la gráfica?• Si te digo que los siguientes aminoácidos son los esenciales Valina, Leucina, Isoelucina, Metionina,

Fenilalanina, treonina, triptófano, Lisina. ¿qué puedes deducir del grupo 1 y 2?Ampliación de Biología y Geología de 4º ESO. IES Juan Gris. Isabel Pérez15

Las proteínas pueden manifestar distintos grados de complejidad o niveles estructurales, de los cuales depende su función biológica característica. Son estructuras en la que la primera es contenida por la segunda y así de manera sucesiva hasta la cuarta, hasta que la proteína no alcanza estos niveles superiores, no podrá realizar su función biológica característica.Así la estructura primara, corresponde a la secuencia lineal de los aminoácidos unidos mediante enlace peptídico.La estructura secundaria, corresponde a la que adopta la cadena lineal en el espacio, bien en forma de hélice o de lámina plegadaLa terciaria, es la estructura tridimensional que adopta la secundaria, hasta alcanzar la conformación espacial más estable de la molécula en el medio en que se encuentre. Aquí la proteína ya puede ser funcional.La estructura cuaternaria, consiste en la asociación de dos o más cadenas polipeptídicas, para formar una proteína muy grande, si la proteína tiene esta estructura, hasta que no llegue hasta aquí no será funcional. Como ejemplo importante tenemos la hemoglobina o los anticuerpos.

Zeína:Zeína+lisina+triptófanoCaseína

GliadinaGliadina + lisina

Grupo 1

Grupo 2Grupo 3

• ¿Por qué crees que el grupo 3 no necesita añadir ningún aminoácido esencial y crecen muy bien?

ACTIVIDAD 4: RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS

Objetivos:1. Estudio de la desnaturalización de las proteínas2. Reconocimiento de proteínas3. Reconocimiento de aminoácidosMateriales:

• 6 tubos de ensayo y gradilla• 2 pipetas • varilla de vidrio• cuentagotas• vaso de precipitado• mechero

• Ac. Clorhídrico concent.• Ac. Nítrico concent.• Alcohol etílico• Hidróxido sódico 40%• Sulfato cúprico 0,01 M• Hidróxido amónico• Solución de ovoalbumina

1. DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS

Tomamos tres tubos de ensayo y ponemos en cada uno de ellos 1 ml de solución de ovoalbumina, numerando los tubos. Proceder como se indica a continuación:

a. Tubo nº1: ponerlo al baño maríab. Tubo nº2: añadir unas gotas de ácido nítrico concentradoc. Tubo nº3: añadir unas gotas de alcohol etílico

En los tres tubos se apreciará una coagulación (desnaturalización) de las proteínas.

2. RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS- REACCIÓN DE BIURETTodas las proteínas dan positiva esta reacción, debido a la presencia del enlace característico que une los aminoácidos.Poner 1 ml de la solución de ovoalbumina en un tubo de ensayo.Poner en otro tubo de ensayo 2 ml de hidróxido sódico al 40% y añadirle unas gotas de sulfato cúprico 1% agitar para que se mezcle bien.A continuación verter el contenido de este segundo tubo de ensayo al que teníamos con la ovoalbumina, agitar hasta que se mezcle bien. Se observará un color violeta.

3. RECONOCIMIENTO DE AMINOÁCIDOS- REACCIÓN XANTOPROTÉICAEsta reacción la dan positiva los aminoácidos que presentan un anillo aromático.Añadir 5 gotas de ácido nítrico al precipitado del tubo nº1 de la primera parte de la práctica, poner al baño maría durante 1 minuto. Aparecerá un color amarillo.Dejar enfriar el tubo y añadir hidróxido amónico.Aparecerá un color pardo- anaranjado.

CUESTIONES:1. ¿Qué es la ovoalbumina?2. ¿En qué consiste el fenómeno de la desnaturalización?3. ¿Cómo podrías investigar si una sustancia desconocida es una proteína?4. A lo mejor al realizar la práctica has tocado con los dedos el ácido nítrico y puedes comprobar que estos se han

puesto amarillos ¿podrías decir por qué?5. La reacción de biuret es debida al enlace peptídico ¿podrías escribir un ejemplo de éste enlace entre los

aminoácidos? ¿Una proteína coagulada (es decir precipitada e insoluble) podría dar la reacción del Biuret?

ACTIVIDAD 5: RECONOCIMIENTO DE BIOMOLÉCULAS DE LA LECHE

Objetivo:


Ahora que ya conocemos la mayor parte de las biomoléculas que forman parte de los seres vivos, vamos a comprobar experimentalmente que la leche es un producto completo, que nos aporta glúcidos, lípidos y proteínas y sales minerales.Material:

• Vasos de precipitado• Mechero, rejilla, trípode.• Embudo tubos de ensayo• Papel de filtro• Varilla de vidrio

• Cuentagotas • Sudan III y tinta roja• Reactivos de Fehling A y

B• Hidróxido sódico 40%• Ácido acético glacial

• Sulfato cúprico• Ácido Clorhídrico diluido• Oxalato sódico al 1%• Nitrato de plata • Leche entera

Desarrollo:

1.Reconocimiento de lípidos.Colocamos aproximadamente 200ml de leche entera en un vaso de precipitados y lo colocamos al fuego hasta que se forme la nata. Separamos la nata con una varilla de vidrio o un colador u lo colocamos en dos tubos de ensayo. Añadimos unas gotas de Sudan III que es un colorante específico de grasas en el primer tubo y unas gotas de tinta roja en el segundo. Deja reposar

2. Separación de la caseína de la leche.La leche desnatada que hemos obtenido nos va a servir para reconocer los glúcidos y las proteínas, para ello en primer lugar tenemos que separar el suero de la leche (donde tenemos los glúcidos), de la caseína de la leche (donde se encuentran las proteínas).Para ello a la leche desnatada una vez que está templada, le vamos a añadir gota a gota una disolución de ácido clorhídrico, con un cuentagotas. Agitar continuamente la mezcla con una varilla de vidrio durante todo el proceso de adición, mientras van apareciendo coágulos. Continuar añadiendo de ácido clorhídrico hasta que no precipite más caseína. Debe evitarse un exceso de ácido porque puede hidrolizarse parte de la lactosa.Una vez que hemos obtenido esta masa grumosa, la filtramos, y el líquido que obtenemos será el suero de la lecha y la masa es la caseína.

3. Reconocimiento de Glúcidos.Se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor, se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido de cobre (I), de color rojo-anaranjado.

Ponemos en un tubo de ensayo un ml de suero de leche obtenido y le añadimos 1 ml de reactivo de Fehling A y un ml de reactivo de Fehling B y calentamos al baño María.

• ¿Qué ha sucedido con la mezcla?• ¿Qué glúcido es el que está reaccionado con los reactivos de Fehling?

4. Reconocimiento de proteínas (Reacción de Biuret)


• ¿De qué color se tiñe la nata con el Sudan?

• ¿Por qué crees que se produce esta coloración?

• ¿Qué diferencias observas entre los dos tintes?

• ¿Cómo interpretas estos resultados?

La producen los péptidos y las proteínas, pero no los aminoácidos, ya que se debe a la presencia del enlace peptídico (- CO- NH -)que se destruye al liberarse los aminoácidos. Cuando una proteína se pone en contacto con un álcali concentrado, se forma una sustancia compleja denominada biuret, que da positiva la reacción.

En un tubo de ensayo vamos a colocar una pequeña cantidad de caseína y le vamos a añadir 2ml de OHNa 40%, lo agitamos y añadimos después 1 ml de SO4Cu gota a gota.

• ¿Qué color adquiere la mezcla?• ¿Cómo interpretas estos resultados?

5. Reconocimiento de sales minerales: calcio y clorurosPonemos 1 ml de suero en dos tubos de ensayo y al primero le añadimos unas gotas de oxalacetato sódico al 1% y al segundo unas gotas de nitrato de plata.Si en el primero aparece un precipitado de color blanco es positiva y si en el segundo aparece un precipitado de color blanco que se ennegrece con la luz, es positiva también • ¿Ocurre esto en tus tubos de ensayo?• A la vista de los resultados obtenidos ¿qué pueden concluir de la composición nutritiva de la leche?

7. BIOCATALIZADORES: ENZIMAS, VITAMINAS Y HORMONASa. Enzimas

Se llaman catalizadores a las sustancias que disminuyen la energía de activación. Estas moléculas forman una asociación temporal con los reactivos, los aproximan entre sí y debilita los enlaces químicos que existen, para facilitar la formación de otros nuevos. Como resultado la reacción se lleva a cabo más rápidamente, sin que el catalizador se altere en el proceso, por lo que puede volverse a utilizar inmediatamente.Las células utilizan las enzimas, que son proteínas especializadas en catalizar las reacciones biológicas. Gracias a la intervención de las enzimas, las reacciones metabólicas se efectúan a gran velocidad y a temperatura relativamente baja. La molécula o moléculas sobre las que actúan las enzimas se llaman sustratos.

b. Las vitaminasLas vitaminas son compuestos orgánicos que, en cantidades pequeñísimas, resultan indispensables para el funcionamiento de las células. Actúan como sustancias reguladoras y muchas forman parte de enzimas fundamentales para el organismo.La importancia de las vitaminas radica en que el organismo es incapaz de sintetizarlas y las tiene que recibir del exterior a través de los alimentos , son por tanto esenciales. Algunas bacterias del tracto intestinal sintetizan algunas vitaminas, que son parcialmente absorbidas. En algunos casos el organismo es capaz de sintetizar un precursor o provitamina, como en el caso de la vitamina A, cuyo precursor es el caroteno, presente en algunos vegetales.

Las carencias de las vitaminas se denominan hipovitaminosis, suelen deberse a malnutrición y dan lugar a enfermedades carenciales, su exceso se denomina hipervitaminosis, y suele producirse en las liposolubles, debido a que se eliminan del organismo con dificultad, pueden producir efectos nocivos. Se denomina avitaminosis, a la carencia grave de una vitamina y puede producir trastornos graves e incluso la muerte.

Para clasificarlas se las subdivide en dos grandes grupos atendiendo a su solubilidad en agua:A. Vitaminas hidrosolubles: vitaminas solubles en agua como por ejemplo, B1, B2, B3, y vitamina CB. Vitaminas liposolubles: vitaminas insolubles en agua (y solubles en solventes orgánicos) como A, D...


Las reacciones químicas precisan un aporte inicial de energía para producirse, incluso las que desprenden calor, como la combustión del gas o la oxidación de la glucosa. Esta energía de activación incrementa la posibilidad de que se produzcan choques entre las moléculas, lo cual permite romper los enlaces e iniciar la reacción. En el laboratorio la energía de activación suele ser el calor, pero en las células éste podría producir efectos destructivos.

LAS VITAMINASNombre Funciones principales Alimentos

Abundan en determinados alimentosA (retinal)

Crecimiento. Síntesis de pigmentosvisuales.Mantenimiento de epitelios.

Hígado, leche, mantequilla, yema de huevo, verduras y frutas

B1

(tiamina)Metabolismo de los glúcidos y lípidos

Pan integral, leche, legumbres y carne de cerdo

B2

(Riboflavina)Respiración celular. Leche, hígado y verduras.

B3

(Niacina)Respiración celular. Pan integral, legumbres y

carneC (Ac. Ascórbico)

Formación de tejido conjuntivo.

Frutas y verduras.

D(Calciferol)

Absorción de calcio. Formación y mantenimiento de los huesos.

Leche, mantequilla, huevos, hígado y pescado azul.

Presentes en todos los alimentosE(tocoferol)

Metabolismo de los lípidos Aceites vegetales y frutos secos.

B6

(piridoxina)Metabolismo de los lípidos y proteínas

Leche, cereales y yema de huevo

B 12 (ácido Pantoténico)

Metabolismo de glúcidos y proteínas.

Hígado, huevos y algunas frutas.

Ácido fólico Síntesis de ADN Hortalizas y carneH (biotina) Metabolismo general Hortalizas y carneK Coagulación de la sangre Verduras e hígado

c. Las hormonasLos seres pluricelulares pueden desarrollar multitud de funciones diferentes gracias a la diferenciación de sus células y a la agrupación de éstas en órganos y sistemas.Todos los sistemas deben actuar de forma simultánea y coordinada para lograr el fin común, que es la supervivencia.Esto se consigue gracias a dos sistemas que trabajan de manera conjunta, son el sistema nervioso (de acción rápida pero de corta duración) y el sistema endocrino u hormonal (de acción lenta, prolongada y potente).El sistema endocrino consta de células que sintetizan una serie de moléculas que actúan como mensajeras de distintas órdenes, permitiendo la coordinación de órganos entre sí.Las células endocrinas se suelen agrupar en glándulas endocrinas y las moléculas sintetizadas se denominan hormonas.Una hormona es, una sustancia química sintetizada por células en una glándula endocrina, en un lugar del organismo, que es vertida a la sangre y que actúa sobre células o tejidos en otro lugar diferente del que se ha sintetizado.

Una misma hormona puede tener distintas funciones, dependiendo del tejido sobre el que actúe.Basándonos en su estructura química, las hormonas pueden clasificarse en:

a) Derivadas de aminoácidos: cómo las hormonas tiroideas y de la médula adrenal.b) Esteroides: hormonas sexuales y de la corteza suprarrenal.c) Peptídicas y glucídicas: como las del hipotálamo e hipófisis y las del páncreas.d) De constitución química diversa.

Todas las hormonas son hidrosolubles, excepto las de tipo esteroide y las tiroideas, que son liposolubles.

ACTIVAD 6: DIGESTIÓN DE ALMIDÓN EN LA BOCA POR LA SALIVAObjetivoComprobar la existencia de amilasa en la saliva, una enzima que hidroliza el almidón, y demostrar que el almidón es un polisacárido compuesto por muchas moléculas de azúcares sencillos (glucosa).Material


• Almidón• Agua destilada• Lugol• Ácido clorhídrico diluido

• Vaso de precipitados• Tubos de ensayo y gradilla para tubos.• Mechero, rejilla y trípode• Pinzas de madera

ProcedimientoLa amilasa de la boca transforma el almidón de los alimentos en azúcares sencillos. A continuación vamos a intentar reproducir este proceso:1. Recoge en un tubo de ensayo limpio un poco de saliva, masticas papel de filtro para estimular la salivación.2. Vierte unos 4 ml de la disolución de almidón en el tubo que contiene la saliva.3. Mézclalo bien y rotúlalo como Tubo A.4.Vierte otros 4 ml de la disolución de almidón en otro tubo. Rotúlalo como Tubo B.5.Coloca ahora en un tubo de ensayo nuevamente un poco de saliva y añade unas gotas de ácido clorhídrico, agita la mezcla y añade los 4 ml de almidón, rotúlalo como tubo C.6. Echa unas gotas de Lugol a cada unos de los tubos anteriores.7. Pon los tres tubos de ensayo al baño maría y mantenlos unos 10 minutos a unatemperatura entre 37 y 40º C. 8. Observa lo que ocurre y contesta a las cuestiones (1-7).Cuestiones

• ¿Cuál es el colorante que identifica al almidón?• ¿Qué color toma la disolución de almidón cuando se pone en contacto con el Lugol?• ¿Qué ocurre con el Tubo A tras añadirle saliva y calentarlo?• ¿Por qué el Tubo B no cambia?• ¿Por qué no se produce cambio de coloración en el tubo C?• ¿Qué producto final se obtiene tras la actuación de la amilasa?• Completa la siguiente ecuación:

Almidón + saliva =

ACTIVAD 7: ESTUDIO DE OTRA ENZIMA DE NUESTRAS CÉLULAS: LA CATALASAOjetivo:

3. Poner de manifiesto la presencia de la enzima catalasa en tejidos animales y vegetales. 4. Comprobar la acción de la temperatura sobre la actividad de las enzimas. 3. Comprobar la acción hidrolítica de la amilasa.

Material:Gradilla Tubos de ensayo MecheroPipetas Agua oxigenada Solución de lugolSoluciones de Fehling Baño María Agua oxigenadaTrocitos de hígado Trocitos de tomate Almidón

1.- RECONOCIMIENTO DE LA CATALASALa catalasa es una enzima que se encuentra en las células de los tejidos animales y vegetales. La función de esta enzima en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se forma una molécula tóxica que es el peróxido de hidrógeno, H2O2 (agua oxigenada). Esta enzima, la catalasa, lo descompone en agua y oxígeno, por lo que se soluciona el problema.

La reacción de la catalasa sobre el H2O2, es la siguiente:

La existencia de catalasa en los tejidos animales, se aprovecha para utilizar el agua oxigenada como desinfectante cuando se echa sobre una herida. Como muchas de las bacterias patógenas son anaerobias (no pueden vivir con oxígeno), mueren con el desprendimiento de oxígeno que se produce cuando la catalasa de los tejidos actúa sobre el agua oxigenada.

En esta primera experiencia vamos a demostrar su existencia. 1. Colocar en un tubo de ensayo unos trocitos de hígado.


2. Añadir 5 mililitros de agua oxigenada.

Se observará un intenso burbujeo debido al desprendimiento de oxígeno.

Se debe repetir esta experiencia con muestras de distintos tejidos animales y vegetales. Realiza un cuadro anotando la actividad con cada tejido con el que realices la experiencia.

2.-DESNATURALIZACIÓN DE LA CATALASAMediante esta experiencia, vamos a ver una propiedad fundamental de proteínas, que es la desnaturalización. Ya que la catalasa químicamente es una proteína, podemos desnaturalizarla al someterla a altas temperaturas. Puedes recordarlo en la práctica de proteínas. Al perder la estructura terciaria, perderá también la función y como consecuencia su función catalítica, por lo que no podrá descomponer el agua oxigenada y no se observará ningún tipo de reacción cuando hagamos la experiencia anterior con muestras de tejidos hervidos.

1. Colocar en un tubo de ensayo varios trocitos de hígado. 2. Añadir agua para hervir la muestra. Hervir durante unos minutos. 3. Después de este tiempo, retirar el agua sobrante. 4. Añadir el agua oxigenada. 5. Observar el resultado y anótalo.

Cuestiones: • A la vista de la función de la catalasa, ¿por qué crees que es necesaria la presencia de esta enzima en las

células?• ¿Por qué crees que es más abundante esta enzima en ciertos tejidos u órganos, como el hígado?• ¿Por qué en la segunda parte de la practica no se ha producido burbujeo?


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