UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO Bioquímica: QUIM 4220

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
RECINTO DE BAYAMON
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
Bioquímica: QUIM 4220
Preguntas de práctica: Introducción a la Bioquímica
1. Dibuje las estructuras de los siguientes compuestos:
a) C2H5NO2 (un aminoácido)
b) C2H4O2 (un ácido)
c) C3H2N2 (anillo aromático de 5 átomos)
e) C2H4O3 (un ácido)
g) H3PO4 (ácido fosfórico)
d) C3H7NO2S (un aminoácido)
f) H2O2
h) CH4N2O (una amida)
b) Mencione 5 elementos químicos presentes en biomoléculas.
c) Mencione las cuatro clases mayores de biomoléculas.
d) Mencione al menos una función biológica de las siguientes biomoléculas:
a) ADN
b) ARN
c) aminoácidos
d) lípidos
e) carbohidratos f) vitaminas g) proteínas
h) agua
b) Cuál de los siguientes son biopolímeros:
a) Glucosa
b) celulosa c) ADN
d) urea
e) aminoácidos
f) Hemolglobina
g) nucleótidos
h) proteínas
i) agua
j) O2
b) Paree el polímero con el monómero el cual lo forma:
Polímero
Monómero
__
1. Ácidos nucleicos
a. Glucosa
__
2. Polisacáridos
b. Aminoácidos
__
3. Proteínas
c. Nucleótidos
__
4. Celulosa
d. Monosacáridos
__
5. Almidón
c) Identifique el tipo de enlace (o enlaces) entre los siguientes pares de átomos o
moléculas:
a) NaCl
b) H2O
c) H2O y H2O
d) NH3 y H2O
b) Determine cuál de las siguientes aseveraciones son falsas y reescríbala de forma
que sea cierta:
a) Enlaces no-covalentes se rompen más fácil que los covalentes.
b) La fortaleza de un enlace no-covalente es casi siempre 300 kJ/mol.
c) Interacciones no-covalentes ocurren a menudo entre algunas moléculas
solamente.
d) Enlaces no-covalentes se rompen reversiblemente a temperatura ambiente.
c) Describa la diferencia entre puentes de hidrógeno y enlaces iónicos.
d) Qué propiedad del agua es la que más contribuye a que ésta pueda disolver gran
cantidad de biomoléculas en la célula.
e) Prediga cuál de los siguientes compuestos es soluble en agua:
a) CH3CH2OH
b) CH3(CH2)10CH2OH
c)CH3CH2COOH
d)
e)
f)
CH2OH
O
OH
O
OH
+H3N
CH
C
O-
H2C
OH
HC
OH
H2C
OH
OH
H
OH
g)
CH3
CH3
HO
b) Para preparar un amortiguador de pH 4, cuál de los siguientes ácidos sería el más
efectivo:
a) Láctico (pKa = 3.85)
b) acético (pKa = 4.75)
c) fosfórico (pKa1, 2,3 = 2.14,
7.20, 12.4)
c) El pH de los fluidos corporales se estabiliza por medio de amortiguadores. Cuál de
los siguientes compuestos sería el amortiguador, con sus pKa, más efectivo a pH
fisiológico:
a) Na2HPO4, 12.32
b) NH4OH, 9.24
c)*NaH2PO4, 7.21
d) CH3COOH, 4.74
e) Ácido cítrico, 3.09
b) Ácido acetilsalicílico (aspirina) tiene un pKa de 3.5 y la siguiente estructura:
COOH
OCOCH3
a) Dibuje la estructura de esta molécula en la forma en que encontraría en el
plasma sanguíneo.
b) Dibuje la estructura de esta molécula en la forma en que encontraría en jugo
gástrico.
c) De sus conocimientos de la química, cuál de los siguientes podría ser un
ingrediente en anti-ácidos:
a) NaHCO3
b) vitamina C (ácido ascórbico)
c) Mg(OH)2
d) CH3COOH
e) NaAl(OH)2CO3
g) jugo de limón h) CaCO3
f) aspirina
b) Una marca comercial de aspirina contiene MgCO3. ¿Cuál es el propósito de este
ingrediente?
c) Escriba la reacción de disociación para cada uno de los siguientes compuestos
importantes en la bioquímica. Muestre la disociación de todos los protones acídicos.
a) HCl
b) CH3COOHc) NH4+
c) CH3(CH2)13CH2COOH
d) H3PO4
e) H2O
f) H2CO3
g)
+H3N
CHCOOH
R
b) Muestre un posible puente de hidrógeno entre agua y aquellas de las siguientes
moléculas que pueden formar puentes de hidrógeno:
a) CH3CH2OH
b) CH3CH2CH3
c)
d)
O
+H3N
CH
C
O-
O
CH2
H2N
C
NH2
SH
b) Identifique los siguientes aminoácidos como dipróticos o tripróticos y escriba la
reacción de disociación de todos los hidrógenos acídicos:
O
O
+H3N
a)
CH
CH3
C
C
O
OH
+H3N
CH2
O
+H3N
CH
C
OH
b)
+H3N
CH
C
c)
OH
C
d)
NH3+
C
OH
CH2
OH
(CH2)4
O
CH
O
NH2
a) Para el siguiente dipéptido, identifique los hidrógenos que pueden formar puentes
de hidrógeno con H2O. Diferencie además los átomos que son donantes o
receptores de puentes de hidrógeno.
O
H2N
CH
C
O
H
N
CH
CH2
CH2
OH
SH
C
OH
b) Ordene las siguientes soluciones en términos de mayor a menor acidez:
a) Jugo gástrico
b) sangre
c) lluvia ácida
d) cola e) café
c) as bases nitrogenadas a continuación forman se enlazan por puentes de hidrógeno
desde diferentes hebras de la hélice del ADN. Identifique aquellos átomos que
pueden participar en la formación de puentes de hidrógeno y cuáles son donantes o
receptores de puentes de hidrógeno.
NH2
O
N
N
N
N
H
NH
N
H
O
d) Determine cuáles de las siguientes aseveraciones sobre interacciones nocovalentes son falsas y re-escríbalas de manera que sean ciertas:
a) Enlaces iónicos resultan de la atracción electroestática entre grupos funcionales
ionizados con cargas opuestas.
b) Puentes de hidrógeno resultan de la interacción de entre un anión y un átomo
de hidrógeno.
c) Interacciones hidrofóbicas son atracciones electroestáticas entre grupos
funcionales no-polares y agua.
d) H+ y OH- se unen por un enlace iónico para formar agua.
e) Interacciones hidrofóbicas son importantes en la formación de micelas cuando el
detergente dodecanoato de sodio, CH3(CH2)10COONa, se añade a agua.
e) Identifique la interacción que mantiene los siguientes átomos o moléculas juntos:
a) NaCl b) Na+(H2O)n
c) CH3COONa
d)R-OH, R-OH
e) RNH3Cl
b) Para cada par de moléculas a continuación, determine cuál es la más polar:
a) H2O, CH3OH
b) H2O, CH3CH2OH
c)CH3(CH2)3CH3, CH3CH2OH
d)
e)
H 2C
, CH3CH2OH
g) NH2CH2CH3, CH3CH3
H 2C
f)
O
O
OH
OH
CH3CNH2
CH3CH
O
O
CH3CNH2
NH2CNH2
b) Para cada par de moléculas a continuación, determine cuál es la menos polar:
a) CH3CH3, HOCH2CH3
b) HOCH2CH3, H2O
c)
d)
H3C
CH3
H3NCHCOO-
CH3
OH
CH
H3NCHCOO-
CH3CH2COOH
CH3CHCOOH
e) HOOCCH2COOH, CH3CH2CH2COOH
b) Cuál es la concentración molar de agua pura.
c) Escriba la estructura del ácido conjugado de las siguientes bases:
a) OH- b) HCO3c) H3NCH2COOd) CH3COO- e) H2PO4b) Escriba la estructura de la base conjugada de los siguioentes ácidos:
a) H2O b) H3NCH2COOH c) CH3(CH2)10COOH
d) HCO3e)NH3CH2(CH2)10CH2NH3
30. Si la constante del producto iónico de agua, Kw, a 25 °C es 10-14 M-2, ¿cuáles son
las concentraciones de H3O+ y OH- a esta temperatura?
31. Siendo HCl un ácido fuerte, calcule el pH de una solución de 4×10 -4 M de HCl.
32. Calcule [OH-] en una solución acuosa donde [H3O+] = 0.1 M. ¿Cuál es el pH de la
solución?
33. Escriba la reacción de disociación de ácido acético y su expresión de equilibrio.
Identifique en la reacción el ácido, la base, el ácido conjugado y la base conjugada.
34. Cuál de los siguientes es el ácido más fuerte: ácido bórico (pKa = 9.0) o ácido
acético (pKa = 4.7)
35. Una solución de 0.1 M de un ácido débil está 0.05% ionizada. ¿Cuál es el pK de
este ácido?
36. a) Calcule el pH de una solución de 1.0 L que contiene 0.1 M de ácido acético y 0.1
M de acetato de sodio dado que, para ácido acético, pKa = 4.7.
b) Cuál será el pH de la solución después de añadirle 0.05 mol de NaOH a un litro
de la solución.
c) Calcule el pH de una solución que se prepara añadiendo 0.05 mol de NaOH a un
litro de agua pura.
d) Compare el cambio que ocasionó el NaOH a la solución del amortiguador y a la
del agua pura.
37. ¿Cuántos moles de acetato de sodio y ácido acético habría que mezclar para
preparar un amortiguador de 0.4 M acetato/ácido acético con un pH de 5.5? (La
molaridad de un amortiguador es igual a la suma de la molaridad del ácido más la
de su base conjugada.) ¿Cuál sería el pH final luego de añadirle 0.1 mol de HCl al
este amortiguador?
38. ¿Cuántos gramos de succinato de sodio y succinato de disodio hay que añadir a
1.0 L de agua para preparar un amortiguador con pH 6 y una concentración de 50
mM?
39. Usted necesita preparar una solución de acetato de potasio, KOAc, a pH 5 y 3 M de
K+ para aislar ADN plasmídico de una bacteria. ¿Cuántos moles de KOAc y de
ácido acético, HOAc, necesita para preparar 500 mL de esta solución?
40. Describa: isomería óptica, isomería estructural, moléculas quirales, isómeros
conformacionales, enantiómeros, configuración L/D, diaestereoisómeros, enlaces,
cis/trans.
41. Describa lo que sucede en reacciones de sustitución, eliminación, adición,
rearreglos, oxido-reducción, ácido/base.
42. Describa las tendencias de radio atómico, energía de ionización y
electronegatividad en la Tabla Periódica. Relacione las tendencias de energía de
ionización y electronegatividad con radio atómico.
43. Describa las posibles fuerzas interatómicas y explique su fortaleza relativa.