Moléculas esenciales para la vida

Laboratorio

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Marcela Bernal MúneraBIOL3051

Objetivos

1. Reconocer las moléculas esenciales para la vida; los grupos funcionales que las componen, y sus características

2. Reconocer qué pruebas se deben realizar para identificar los diferentes grupos funcionales.

3. Conocer qué es una reacción “REDOX”

4. Identificar moléculas de importancia biológica presentes en muestras sin identificar, (desconocidos) a través de pruebas químicas.

• Los organismos vivos se diferencian de los no vivos en que se componen de moléculas orgánicas tales como:

– Carbohidratos.– Proteínas.– Grasas.– Ácidos nucleicos.

• Estas moléculas están compuestas por átomos de carbono.

• Además de carbono, contienen varios o todos estos elementos: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

Introducción

• Los átomos de carbono se pueden unir a otros y variar en longitud y forma. Además, los enlaces pueden ser sencillos o dobles.

• Estos componentes que se le añaden al esqueleto de carbono y forman cadenas se conocen como grupos funcionales.

• Estos grupos funcionales le proporcionan unas características únicas a las moléculas.

Introducción

• Grupo hidroxilo: -OH – Átomo de oxígeno unido a un átomo

de hidrógeno.– Presente en alcoholes y azúcares.– Ejemplo: metanol y etanol – Alcohol: Compuesto orgánico que

tiene el grupo hidroxilo (-OH) pegado al carbono.

Grupos funcionales

• Grupo carbonilo: -CO – Podemos tener dos moléculas con la

misma fórmula molecular “isómeros estructurales”, pero al variar la localización del grupo funcional, se tiene dos moléculas completamente diferentes, por ejemplo:

– Si se encuentra el grupo carbonilo al final de la molécula, el compuesto orgánico se conoce como un aldehido.

– Si se encuentra en el medio de la molécula, se conoce como una cetona.

– Grupo presente en los carbohidratos. Ejs.: formaldehído y acetona.

Grupos funcionales

H    I C=O    I R

R    I C=O    I R

• Grupo carboxilo: -COOH

– Moléculas que contienen este grupo funcional se conocen como ácidos orgánicos, como los aminoácidos.

• Grupo amino: -NH2

– Compuestos con este grupo funcional se conocen como aminas.

– Uno de los ejemplos de moléculas que contienen este grupo funcional son los aminoácidos y los ácidos nucleicos.

– Los aminoácidos tienen dos grupos

funcionales presentes: el grupo amino y el grupo carboxilo.

Grupos funcionales

– C=O     I   OH

–N – H    I   H

• Grupo sulfhídrilo: -SH– Grupo que se encuentra en

algunas proteínas y le provee estabilidad a las mismas.

Los compuestos que tienen este grupo funcional se conocen como tioles.

• Grupo fosfato: -OPO3 – Este grupo tiene uno de los

oxígenos pegado a un carbono del esqueleto de la molécula. Los demás se encuentran libres y ayudan a transferir energía entre moléculas.

– El ATP tiene fosfatos (fuente de energía de las células).

Grupos funcionales

H   I–C – SH   I  H

O   II– P – OH   I  OH

Grupos funcionales y ejemplos de moléculas que los poseen.

(a) Carbonilo

(b) CarboniloCarboxiloGrupo funcional Clase de molécula Ejemplo

Hidroxilo—OH

Alcoholes H H | |

H—C—C–OH | | H H

(Etanol)

(a) Carbonilo

Aldehídos H H O

| | ⁄ ⁄H—C—C—C

| | \ H H H

(Propanal)

(b) Carbonilo Cetonas H O H | || |

C—C—C—C—C | | H H

(Acetona)

Carboxilo Ácidos carboxílicos (Ácidos orgánicos)

H O | ⁄ ⁄

H—C—C | \

H OH(Ácido Acético)

Grupos funcionales y ejemplos de moléculas que los poseen.

Grupo funcional Clase de molécula

Ejemplo

O ||O—P—O–

| O–

Amino H ⁄ N \ H

Aminas

H H | ∕ H—C—N | \ H H

(Metilamina)

Sulfhidrilo─SH

Tioles H H | | H—C—C—SH | | H H

(Etanetiol)

Fosfato O || —O—P—O–

| O–

Fosfatos orgánicos

OH OH H O | | | ||

H—C—C—C—O—P—O–

| | | | H H H O–

(Fosfato glicerol)

Pruebas para detección de moléculas orgánicas

Por lo general, se puede detectar la clase de molécula orgánica añadiendo un reactivo que reacciona con un grupo funcional en particular.

Pruebas colorimétricas: Determinan la clase de molécula orgánica que esta presente en solución, por el cambio de color.

Pruebas cualitativas: Detectan la presencia de una clase de molécula orgánica.

Pruebas cuantitativas: Determinan la cantidad de una molécula orgánica.

Carbohidratos • Componentes

importantes de las células, también son una forma de almacenar energía.

• Carbono-hidrógeno-oxígeno 1:2:1.

• Se clasifican teniendo en cuenta el tamaño y la complejidad de la molécula.

Carbohidratos

Monosacáridos

Polisacáridos

Disacáridos

Glucosa

FructosaSacarosaLactosa

AlmidónCelulosa

Carbohidratos

Monosacáridos

Polisacáridos

Disacáridos

Glucosa

FructosaSacarosaLactosa

AlmidónCelulosa

Prueba de Benedict

• Se utiliza para detectar azúcares reductoras (glucosa, fructosa y algunos disacáridos), se llaman así porque tienen grupos aldehídos libres.

• El reactivo de Benedict tiene cobre (Cu), el cual se reduce en presencia de estos azúcares reductores. •La reacción se conoce como oxidación-reducción (REDOX), porque al mismo tiempo, el azúcar se oxidará, ganando un oxígeno, y el cobre del reactivo de Benedict se reducirá, perdiendo un oxígeno.

• CUIDADO EL REACTIVO DE BENEDICT PUEDE QUEMAR.

Reacción de Benedict antes de calentar la solución: O ∕∕ Reactivo de Benedict oxidado + R—C \ H (azúcar reductor)

Reacción de Benedict después de calentar la solución: O ∕∕ Reactivo de Benedict reducido + R—C \ O—H (azúcar oxidado)

Cuando se añade el reactivo de Benedict al azúcar reductor y se aplica calor, el color de la mezcla queda (semi-cuantitativa):

Color ladrillo: Positivo (alta concentración de azúcares).

Color verde: (poca concentración de azúcares).

Si no hay azucares reductores se mantiene el color azul, que indica un resultado negativo para la prueba.

Resultados de la Prueba de Benedict

Procedimiento de la Prueba de Benedict1. Marcar 6 tubos de ensayo a 1 y a 3 centímetros del fondo

y rotular del 1 a 6.

2. Añadir jugo de cebolla hasta 1 cm del tubo 1.

3. Añadir jugo de papa hasta 1 cm del tubo 2.

4. Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3.

5. Añadir sacarosa hasta 1 cm del tubo 4.

6. Añadir fructosa hasta 1 cm del tubo 5.

7. Añadir glucosa hasta 1 cm del tubo 6.

8. Añadir reactivo de Benedict hasta los 3 cm en los 6 tubos.

9. Calentar los tubos por 3 minutos en baño de agua caliente (coger con pinzas).

10. Remover y observar los colores obtenidos.

Tabla 1. Resultados prueba de Benedict

Tubo Contenido Color antes de calentar Color después de calentar

1 Jugo de cebolla

2 Jugo de papa

3 Agua

4 Sacarosa

5 Fructosa

6 Glucosa

Tabulación de resultados

PreguntasMientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál es el propósito de realizar el experimento en un tubo con agua?

2. Según las estructuras químicas de sacarosa, fructosa y glucosa, ¿cuál es azúcar reductora y cuál no?

3. ¿Qué color muestra una reacción negativa en presencia de azúcares reductoras?

4. ¿Cuál de los tubos contiene más cantidad de azúcares reductoras?

5. ¿Qué cree pasará si se hace la prueba con azúcar de mesa?

Prueba de yodo para almidón

•La prueba de yodo se utiliza para detectar almidón

•El almidón es un polímero de glucosa que se encuentra en las plantas y es usado para almacenar energía.

•La molécula de almidón forma hélices y al añadir yodo este se mete entre las hélices, tiñendo de azul oscuro a negro el almidón.

Resultados de la Prueba de Yodo:

•Color negro o azul oscuro: Positivo (presencia de almidón)

•Color blanco transparente: Negativo

Procedimiento de la prueba de yodo

1.Marcar 3 tubos de ensayo a 1 centímetro del fondo y rotular del 1 a 3.

2. Añadir jugo de cebolla hasta 1 cm del tubo 1.

3. Añadir jugo de papa hasta 1 cm del tubo 2.

4. Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3.

5. Añadir de 3-4 gotas de yodo a cada tubo.

6. Anotar resultados.

Resultados de la prueba de yodoTabla 2. Resultados prueba de yodo para almidón

Tubo

Contenido

Positivo Negativo

1 Jugo de papa

2 Jugo de papa

3 Agua

Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Cuál de los tres tubos contiene mas almidón?

• ¿Cuál es la función del almidón durante la vida de la papa?

Prueba de Sudán para identificación de grasas

•Los lípidos son una fuente de energía, forman parte de membranas biológicas, de algunas vitaminas y hormonas y del colesterol.

•Detecta las cadenas de hidrocarbonos que están en la molécula.

•El reactivo de Sudán, al añadirse, forma una reacción hidrofóbica en donde los grupos no-polares (los hidrocarbonos) se agrupan y son rodeados por las moléculas del reactivo.

resultado

negativo

resultado positivo:

hidrocarbonos teñidos

1. Cortar un pedazo de papel de filtro para que quepa en una placa petri.

2. Utilizar un lápiz para escribir las siguientes letras en el papel de filtro: A = almidón, D = agua destilada, M = margarina, V = aceite vegetal

3. Dibujar un círculo pequeño a lado de cada letra; aquí se colocará cada solución.

4. Añadir un poco de cada producto (utilizando goteros) en el círculo

correspondiente en el papel de filtro.

5. Dejar que el papel se seque completamente y luego saturar el papel con

varias gotas de Sudán.

6. Lavar el papel con agua en la placa petri y secar el papel de filtro

completamente.

7. Anotar los resultados.

Procedimiento de la prueba de Sudán

Resultados de la prueba de Sudán

Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Qué revelan los resultados sobre el almidón, el agua destilada y el aceite vegetal ?

• ¿Contienen estos tres productos la cantidad de grasa esperada?

Tabla 4.4 Resultados de la prueba de Sudán para grasas

Mancha Solución Intensidad de color

A Almidón

D Agua destilada

V Aceite vegetal

Prueba de Biuret para proteínas

•Las proteínas componentes estructurales de las células, controlan procesos de la célula y forman parte importante de anticuerpos, enzimas y receptores celulares.

•El reactivo de Biuret está compuesto de hidróxido de sodio y sulfato de cobre.•La interacción entre los iones de cobre del reactivo y los grupos aminos del enlace peptídico de las proteínas hace que el reactivo cambie de azul a violeta.

Color azul:

NegativoColor violeta: Positivo

Procedimiento de la Prueba Biuret1.Marcar tres tubos de ensayo a 1 y a 3 cm

del fondo.

2. Añadir albúmina hasta 1 cm del tubo 1.

3. Añadir caldo de pollo hasta 1 cm del tubo 2.

4. Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3.

5. Añadir Biuret hasta los 3 cm de los 3 tubos. CON CUIDADO PUEDE QUEMAR

6. Anotar los resultados.

Tabla 4. Resultados prueba de Biuret

Tubo

Contenido Positivo Negativo

1 Albúmina

2 Caldo de pollo

3 Agua

Resultados de la Prueba Biuret

Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas:¿Cuál es el componente principal de la albúmina?

¿Podemos concluir por los resultados que hay proteínas en el caldo de pollo?

Identificación de moléculas biológicas en desconocidos

• Todas las moléculas orgánicas en nuestro cuerpo se derivan directa e indirectamente de los alimentos que ingerimos. Las cantidades y proporciones de éstas varían de un alimento a otro.

• Procedimiento1. Se le dará a cada grupo de estudiantes de 2 a 4

desconocidos, a los cuales se les realizarán pruebas para detectar los compuestos presentes.

2. ¡Deben usar controles para cada prueba!

3. Anotar los resultados en la Tabla. 4. REPORTE CORTO: TÍTULO E INTRODUCCIÓN

Tabular resultadosTabla 5. Resultados pruebas de desconocidos

Muestradel

desconocido

Pruebas Carbohidratos

Prueba Grasas

Prueba Proteína

s

Benedict

Yodo Sudán Biuret

1

2

3

4Mientras realiza el experimento piense en la respuesta a la siguiente pregunta:¿Cuáles fueron los controles positivos y negativos en el experimento?, ¿Porqué son útiles estos controles?

Identificación de ADN

• Los ácidos nucleicos contienen el código de la vida y transmiten la información de una generación a otra.

•Hay dos tipos: el acido ribonucleico (ARN) y el acido desoxirribonucleico (ADN).

•El ADN compone los genes que contienen la información hereditaria.

Procedimiento1. Licue tres fresas.

2. Preparar solución lítica (1ml líquido fregar + 9 ml de agua + 0.1 g de sal).

3. 1 ml de jugo de fresa en un tubo de ensayo + 1 ml de solución lítica.

4. Mezcle por inversion dos o tres veces.

5. Adicionar igual cantidad de alcohol frio sobre la mezcla anterior.

6. Agitar con movimientos rotatorios.

7. Remover ADN utilizando una varilla de vidrio