INTRODUCCIÓN
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
ACTIVIDADES PARA MANDAR AL TUTOR
INTRODUCCIÓN
En esta unidad se aborda el estudio de los bioelementos y de las biomoléculas que constituyen a los seres vivos, así como las características del medio interno.
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Todas las formas de vida, desde la célula bacteriana más pequeña hasta el hombre, están formadas por los mismos elementos químicos, que se utilizan para elaborar los mismos tipos de moléculas.
La química de la materia viva es similar en todo el mundo biológico.
Las reacciones y procesos bioquímicos también son similares en todos los organismos ello es la prueba del origen evolutivo común de todas las formas vivas. |
Al abordar el estudio de las biomoléculas se debe recordar que se clasifican desde el punto de vista químico en:
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS |
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS |
También se encuentran en la materia inerte. |
Todas están formadas por átomos de carbono.
Las propiedades del enlace de carbono permiten la formación de una gran variedad de moléculas exclusivas de los seres vivos. |
Son: agua, sales minerales y algunos gases como oxígeno, dióxido de carbono
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Son: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos |
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En primer lugar se estudiará la molécula más abundante en los seres vivos: El agua que juega un papel fundamental en la célula, ya que debido a sus propiedades como solvente, constituye el medio en el que se producen la mayoría de las reacciones químicas intracelulares. Sus propiedades químicas y físicas han permitido a los seres vivos surgir, sobrevivir y evolucionar.
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Además del agua, el elemento químico más importante en los seres vivos es el carbono , cuya estructura atómica le confiere la capacidad de formar cuatro enlaces covalentes distintos y combinarse con carbono y otros átomos formando una gran variedad de moléculas.
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Pero sobre todo nos centraremos en analizar la estructura, propiedades y funciones biológicas de las moléculas que mayoritariamente componen la materia viva: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Al finalizar el estudio de esta unidad deberás ser capaz de:
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Relacionar las macromoléculas con su función biológica en la célula y reconocer sus unidades constituyentes.
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Enumerar y describir las razones por las que el agua y las sales minerales son fundamentales en los procesos celulares e indicar, al mismo tiempo, algunos ejemplos de las repercusiones de su ausencia.
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Construir e interpretar gráficas, esquemas y tablas de datos para explicar el mecanismo de acción de las enzimas y la cinética de las reacciones enzimáticas.
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Analizar el carácter abierto de la Biología a través del estudio de algunas interpretaciones, hipótesis y predicciones científicas sobre conceptos básicos de esta ciencia, valorando los cambios producidos a lo largo del tiempo y la influencia del contexto histórico
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
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Explica por qué el estado líquido es el más característico de la materia viva.
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¿Qué ocurriría si se colocaran en agua marina glóbulos rojos de la sangre? ¿Y si fuesen células vegetales? Razona la respuesta.
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El pH del plasma sanguíneo de una persona sana es generalmente de 7,4. No obstante, en una diabetes severa puede disminuir hasta 6,8, e incluso ser menor. Calcula la relación de protones del plasma de una persona diabética respecto al
de una persona normal.
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Un remedio habitual para paliar el hipo consiste en aumentar la concentración de CO2 en los pulmones y, como consecuencia, en la sangre. Esto se consigue aguantando la respiración o por exhalación e inhalación de aire en una bolsa. Explica el efecto de estos métodos sobre el pH de la sangre, teniendo en cuenta la presencia en ésta del tampón bicarbonato.
- La D-ribulosa, es una importante cetopentosa de las plantas. ¿Cuántos carbonos asimétricos contiene esta cetopentosa?
¿Cuál es la estructura de las siguientescetopentosas?Identifica cada una de ellas como D o L. Explica las respuestas.
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El enlace hemiacetal de la glucosa se está formando y rompiendo continuamente, con lo que el carbono anomérico manifiesta las características de un grupo carbonilo. La adición de glucosa a disoluciones alcalinas de ion Ag + (ensayo de Tollen) hace que su grupo carbonilo libre (es decir, que no está implicado en un enlace O-glucosídico) sea oxidado por el ion Ag + , el cuál se reduce a plata metálica y se deposita en las paredes del tubo de ensayo, convirtiéndolo en un espejo.
• Una muestra desconocida está compuesta, bien por lactosa, bien por sacarosa.
Cuando se somete la muestra al ensayo de Tollen, el resultado es negativo, es
decir, no se produce el espejo de plata. ¿Es lactosa o es sacarosa? Explícalo.
• Se obtiene un resultado positivo con el ensayo de Tollen si la muestra anterior,
previamente, se somete a hidrólisis (tratándola con una disolución diluida de un ácido y calentándola). ¿Por qué?
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Tanto la celulosa como la amilosa consisten en unidades de D-glucosa unidas por enlaces O-glucosídicos entre los carbonos 1 y 4, y ambas pueden estar extensamente hidratadas. A pesar de esta semejanza, cuando la dieta de una persona consiste principalmente en amilosa (almidón) se engorda, mientras que cuando consiste en celulosa (madera) se puede morir de hambre. ¿ Por qué ? ¿Qué ácido tendrá mayor punto de fusión: el esteárico (ácido graso saturado de 18 átomos de carbono) o su correspondiente ácido graso insaturado, el ácido oleico? Razona la respuesta.
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¿Qué ácido tendrá mayor punto de fusión: el esteárico (ácido graso saturado de 18 átomos de carbono) o su correspondiente ácido graso insaturado, el ácido oleico?. Razona la respuesta.
- Un triacilglicérido desconocido fue aislado a partir de aceite de oliva. La hidrólisis de la muestra produjo ácido palmítico y ácido oleico en una proporción de 1 a 2.
a) Representa las dos estructuras posibles del triacilglicérido compatibles con la información dada.
b) La disolución del triacilglicérido en un disolvente polar resultó ser ópticamente activa. ¿Cuál de las dos estructuras dibujadas corresponde al triacilglicérido desconocido?.
c) Una grasa está formada mayoritariamente por éste triglicérido. Razona en qué estado físico se encontraría a temperatura ambiente y si se trata de una grasa animal o vegetal.
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- Un método común para limpiar la grasa acumulada en los sifones de los fregaderos consiste en verter por el desaqüe algún producto que contenga hidróxido de sodio. Explica cómo actúa.
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Sabiendo que el punto isoeléctrico de la alanina es 6 indica la carga y estructura química que posee este aminoácido a pH 2 y a pH 9,0. ¿Cómo influyen los cambios de pH en la desnaturalización de las proteínas?
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La tripsina es una enzima proteolítica que cataliza la hidrólisis de aquellos enlaces peptídicos en los que el grupo carboxilo es aportado por los aminoácidos lisina o arginina. La termolisina es otra enzima hidrolítica que cataliza la ruptura de los enlaces peptídicos en los que la función amino es aportada por los aminoácidos valina, leucina e isoleucina. Describe los productos de la hidrólisis del siguiente péptido por acción, en primer lugar, de la tripsina y a continuación de la termolisina:
H2N - Met - Lys - Glu - Val - Ala - Cys - Leu - Cys - Arg - Asp - lle - COOH |
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Si una molécula de ADN posee un 30% de guanina, averigua en qué proporción se encuentran las restantes bases.
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Explica qué será más fácil de separar, las dos hebras de una molécula de ADN o los nucleótidos que componen cada hebra.
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En la siguiente tabla se representa el porcentaje de cada una de las bases del ADN en distintas especies
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A |
G |
C |
T |
A/T |
G/C |
Humano |
30,9 |
19,9 |
19,8 |
29,4 |
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Pollo |
28,8 |
20,5 |
21,5 |
29,2 |
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Trigo |
27,3 |
22,7 |
22,8 |
27,1 |
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Levadura |
31,3 |
18,7 |
17,1 |
32,9 |
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Bacteria E.coli |
24,7 |
26,0 |
25,7 |
23,6 |
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Virus T7 |
26,0 |
24,0 |
24,0 |
26,0 |
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a) Completa la tabla calculando las relaciones A/T y G/C.
b}¿Qué conclusiones podemos sacar? ¿A qué son debidas esas equivalencias?
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN INTERACTIVAS
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Bioelementos y biomoléculas |
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Agua y sales minerales |
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Glúcidos |
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Lípidos |
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Aminoácidos y Proteínas |
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Enzimas: Biocatalizadores |
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Nucleótidos y Ácidos nucleicos |
1. El agua, además de entrar en la composición de los seres vivos, lleva a cabo otras funciones que influyen sobre éstos. Cita algunas de ellas, mediante algún ejemplo, que sean patentes en la naturaleza. (Debes relacionar la estructura del agua con su función)
2. El medio interno de los organismos funciona como una disolución tampón. ¿ Qué consecuencias tendría para los seres vivos si no fuera así?
3. Explica quiénes influyen más en la plasmolisis de una célula vegetal, los glúcidos o los cationes disueltos en el medio externo.
4. Describe las consecuencias que puede tener la modificación de un aminoácido entre los centenares que pueden formar una enzima.
5. Explica qué producto contiene mayor proporción de ácidos grasos saturados: las mantecas, los aceites o los sebos. Busca una posible explicación al hecho de que las margarinas vegetales no sean líquidas a temperatura ambiente.
6. Se prepararon una serie de mezclas de reacción que contenían diferentes concentraciones del dipéptido glicilglicina. A continuación, se añadió a cada mezcla la misma cantidad de peptidasa intestinal, enzima capaz de hidrolizar la glicilglicina según la siguiente reacción:
Glicilglicina + H2O -> 2 Glicina
Finalmente, se valoraron las velocidades iniciales de las reacciones midiendo la cantidad de glicina formada durante el primer minuto. Los resultados fueron:
Concentración de glicilglicina (mM) |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
8,0 |
16,0 |
Glicina formada (mg/minuto) |
0,21 |
0,24 |
0,28 |
0,33 |
0,40 |
0,45 |
Representa gráficamente y explica estos datos experimentales.
7. De las siguientes moléculas, elige las necesarias para formular un ribonucleótido de purina y un desoxirribonucleótido de pirimidina. Representa las moléculas.
8. En dos tipos de virus distintos se han encontrado las siguientes proporciones de nucleótidos: 30% G, 19% C, 28% A y 23% U en el primer caso; 30% G, 30% C, 20% A y 20% T en el segundo.
• ¿De qué tipo de ácido nucleico se trata en cada uno de los casos? Razona la respuesta.
• Deduce si se trata de cadenas monocatenarias o bicatenarias.
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