Actividades PAU - Oxford University Press España

ACTIVIDADES PAU
AUTOR
María Purificación Hernández Nieves
La base fisicoquímica de la vida
 Los polisacáridos y las proteínas son polímeros que
desempeñan numerosas funciones biológicas. Partiendo de esta premisa, indique:
a) ¿Cuáles son los monómeros estructurales de
ambos tipos de biomoléculas?
El enlace peptídico es un enlace covalente, tipo amida, que se establece entre el grupo carboxilo o ácido
(–COOH) de un aminoácido y el grupo amino (–NH2)
del otro aminoácido.
R1
b) ¿Qué tipos de enlaces unen a dichos monómeros?
c) ¿Qué funciones biológicas cumplen la celulosa, el
glucógeno y el almidón?
El monómero estructural de una proteína es un aminoácido. Un aminoácido es una molécula orgánica
que presenta un carbono llamado ␣ al que se une un
grupo amino (⫺NH2) y otro ácido o carboxílico
(⫺COOH), y una cadena lateral (⫺R), variable según
los distintos tipos de aminoácidos.
b) El enlace que une los monosacáridos entre sí se
denomina enlace O-glucosídico. El enlace que une
los aminoácidos recibe el nombre de enlace peptídico.
El enlace O-glucosídico es un puente oxídico que se
establece entre dos monosacáridos, al reaccionar
el grupo ⫺OH del carbono anomérico del primer
monosacárido, con el carbono anomérico o no del
segundo monosacárido. Existen dos modalidades de
este enlace (␣ o ␤), según la posición del grupo –OH
del primer monosacárido.
CH2OH
CH2OH
O
H
H
OH
H
O
H
H
H
OH
H
H
OH
O
HO
H
OH
H
OH
enlace
O-glucosídico
⫹
H3N
CH2OH
O
OH
OH
H
O
H
O
H
H
OH
OH
enlace
O-glucosídico
Enlace O-glucosídico en ␤.
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OH
H
H
H
H
C
H3N
⫹
C
CH
O
R2
O⫺
앖앗
enlace peptídico
R1
O
CH
⫹
H3N
NH
C
C
CH
O
R2
⫹ H2O
⫺
O
Formación del enlace peptídico.
c) La celulosa es un polisacárido estructural propio de las
plantas. Forma el entramado fundamental de las paredes de las células vegetales. Los monómeros (␤-glucosas) de este compuesto se unen entre sí por enlaces
O-glucosídicos ␤ (1씮4).
La configuración ␤ confiere a la molécula de celulosa
una estructura lineal (en cadena) que facilita la asociación, mediante puentes de hidrogeno, en paralelo
con otras cadenas, formando las resistentes fibras de
las paredes de las células vegetales, a las que proporciona soporte y protección.
El glucógeno es el polisacárido de reserva de las
células animales. Su hidrólisis enzimática da lugar al
monosacárido ␣-glucosa, que posteriormente es
degradado para la obtención de energía (1 kcal por
cada gramo de glucosa).
El almidón es el polisacárido de reserva de las células
vegetales. Al igual que ocurre con el glucógeno de
las células animales, su hidrólisis enzimática produce
␣-glucosa, de la que se obtiene energía.
d) La insulina es una proteína con función hormonal
segregada por el páncreas. Su función consiste en
regular el nivel de glucosa en sangre.
Enlace O-glucosídico en ␣.
CH2OH
⫹
O⫺
CH
d) ¿Qué funciones desempeñan la insulina, la hemoglobina y el colágeno?
a) El monómero estructural de un polisacárido es un
monosacárido u osa. Un monosacárido es un polialcohol con función aldehído o cetona. En el primer
caso, el monosacárido recibe el nombre de aldosa;
en el segundo, de cetosa.
O
H
OH
La hemoglobina es una proteína con función transportadora: transporta el O2 en la sangre de los vertebrados.
El colágeno es la proteína estructural o plástica que
forma parte de la sustancia intercelular del tejido
conjuntivo, mantiene unidos los tejidos animales y
forma los tendones y la matriz de los cartílagos y los
huesos.
Biología
1
ACTIVIDADES PAU
La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
 a) Indique los principales tipos de lípidos que se
encuentran en los seres vivos.
b) Explique las funciones que desempeñan.
a) Los principales tipos de lípidos son:
쐌 Lípidos saponificables (con ácidos grasos).
쐌 Grasas.
a) Identifique la molécula.
b) ¿De qué tipo de macromolécula es monómero?
c) Enumere las macromoléculas de este tipo que
conozca.
d) Indique la localización celular de cada una de ellas
en células eucariotas.
쐌 Céridos o ceras.
e) Indique la función celular que realizan.
쐌 Fosfoglicéridos (fosfolípidos).
a) Se trata de un nucleótido. Como la base nitrogenada
es el uracilo (U), el nucleótido en cuestión es el UMP.
쐌 Esfingolípidos.
쐌 Lípidos insaponificables (sin ácidos grasos).
b) El nucleótido representado es monómero del ARN.
쐌 Terpenos (vitaminas).
c) Son macromoléculas de este tipo el ARNm, el ARNt y
el ARNr.
쐌 Esteroides (colesterol, ácidos biliares y hormonas esteroideas).
d) El ARNm y el ARNt se localizan en el citoplasma; el
ARNr, en el ribosoma.
쐌 Prostaglandinas.
e) Los tres tipos de ARN intervienen en la síntesis de
proteínas. El ARNm transmite el mensaje genético
para la síntesis de la proteína, el ARNt transporta los
aminoácidos desde el citoplasma a los ribosomas y
el ARNr forma parte del ribosoma con funciones de
reconocimiento y catalíticas.
b) Las funciones que desempeñan los principales lípidos de los seres vivos son las siguientes:
쐌 Función de reserva energética. Son la principal
reserva energética del organismo. La combustión
metabólica de 1 g de grasa produce 9,4 Kcal, frente
a 4,1 Kcal de 1 g de glúcido o de prótido.
쐌 Función estructural. Lípidos como los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol forman parte
de las membranas biológicas (membrana plasmática y membrana de los orgánulos celulares). Las
ceras recubren estructuras de los órganos y dan
consistencia. Los acilglicéridos aportan protección,
formando parte de los tejidos adiposos de los animales de climas fríos y de los tejidos adiposos de
la palma de la mano y de la planta del pie en el ser
humano.
쐌 Función reguladora. Cumplen esta función, entre
otros lípidos, las hormonas esteroideas y las vitaminas A, K y D.
쐌 Función transportadora. Algunos lípidos, como
los ácidos biliares y los proteolípidos, emulsionan
las grasas, favoreciendo el transporte a través de
la sangre y la linfa y desde el intestino hasta su
lugar de utilización o hasta el tejido adiposo donde se almacenan.
 Dada la estructura siguiente, conteste a las cuestiones
que aparecen a continuación:
 Dada la siguiente estructura indique:
a) ¿Qué tipo de molécula se muestra?
b) Indique las principales propiedades físicas y químicas de este grupo de moléculas.
c) En los organismos vivos animales y vegetales
¿dónde encontraría este tipo de moléculas?
a) Se trata de un triacilglicérido.
b) Propiedades físicas y químicas de las grasas:
쐌 Son insolubles en agua, sobre la que flotan debido a su baja densidad.
쐌 Existen grasas líquidas (aceites), sólidas (sebo) y
semisólidas (manteca).
쐌 Los triacilglicéridos carecen de polaridad; los
monoacilglecéridos y diacilglicéridos presentan
una polaridad débil.
쐌 Las grasas, frente a bases, dan reacción de saponificación (en la industria). Esta reacción recibe también el nombre de hidrólisis de la grasa (en los
seres vivos).
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Biología
2
ACTIVIDADES PAU
La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
쐌 Son sustancias de reserva energética en el organismo. Estos combustibles metabólicos producen
9,4 kcal por gramo.
de enlace las uniría? ¿Qué molécula podría dar lugar a
un triglicérido y qué molécula, no representada, sería
además necesaria para fabricarlo?
c) Encontramos grasas en el tejido adiposo de los animales y en las semillas y los frutos de las plantas
(reserva energética). Como aislante, se encuentra en
las superficies externas, recubriendo plumas, pelos,
etc. o en tejidos más profundos (panículo adiposo)
para proteger del frío y los golpes.
De arriba abajo, de izquierda a derecha: ácido graso,
monosacárido (glucosa), base nitrogenada púrica, aminoácido.
 En relación a los fenómenos osmóticos que se suceden en un tejido incubado en medios a diferente concentración, describa la situación en la que las células
estarían turgentes y explique en qué situación las
células se observarían plasmolizadas.
Para formar un disacárido, utilizaría dos monosacáridos. En este caso, la molécula de glucosa de la figura,
uniéndola por enlace O-glucosídico a otra molécula de
glucosa.
Entendemos por ósmosis el fenómeno por el cual, al
poner dos disoluciones de diferente concentración en
contacto con una membrana semipermeable, el agua
pasa desde la zona de menor concentración (hipotónica), a la de mayor concentración (hipertónica) hasta que
ambas concentraciones se igualan (isotónicas).
Si perfundimos una célula vegetal en un medio hipotónico, el agua penetra al interior de su gran vacuola en el
citoplasma. La célula no estalla debido a que está limitada por la pared celular, pero se produce su turgencia o
turgescencia. Si perfundimos en un medio hipotónico
una célula animal, al carecer de pared celular, llega un
momento que la membrana plasmática se rompe y todo
el contenido celular sale, produciendo la muerte de la
célula, fenómeno conocido con el nombre de plasmolisis.
Si introducimos ambas células (animal y vegetal) en una
solución hipertónica, es el agua de las células la que sale
al exterior. La célula animal se arruga, mientras que la
vegetal, al reducirse su vacuola de tamaño, arrastra al
citoplasma y este a la membrana celular, que queda despegada por algunos puntos de la pared celular, provocando la muerte de la célula o plasmolisis.
 A la vista de las fórmulas que se indican a continuación, identifique las siguientes moléculas y responda
razonadamente a las siguientes cuestiones:
Para formar un dipéptido, utilizaría dos aminoácidos y
establecería un enlace peptídico entre el grupo (–NH2)
de uno y el grupo (–COOH) del otro.
Para formar un nucleótido, tomaría la base nitrogenada
de la figura y le añadiría una pentosa al nitrógeno 9 y un
ácido fosfórico al carbono 5 de la pentosa.
Las moléculas que pueden formar parte de una proteína
son los aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos que
se establecen entre el CO y el NH de dos aminoácidos,
que ponen a disposición su grupo carbóxilo (–COOH) y
su grupo amino (–NH2), respectivamente.
La molécula de la figura que daría lugar a un triglicérido,
sería el ácido graso (3 moléculas de ácido palmítico),
unidas a los 3 grupos alcohol de la glicerina (molécula
no representada en la figura), mediante 3 enlaces éster.
 Entre las biomoléculas que se citan a continuación:
gliceraldehido, celulosa, ribulosa, fructosa, sacarosa,
lactosa, almidon y terpenos.
a) Cite aquellas que presentan enlace O-glucosídico y
explique la formación del mismo.
b) ¿Alguna de las biomoléculas citadas no tiene
carácter reductor? Razone la respuesta.
c) Cite una analogía y una diferencia entre la celulosa
y el almidón.
a) De las moléculas indicadas en el enunciado de la
pregunta, las que presentan enlace O-glucosídico
son los disacáridos, sacarosa y lactosa, y los polisacáridos, celulosa y almidón. El enlace O-glucosídico es
un puente oxídico que se establece entre dos monosacáridos, al reaccionar los grupos –OH del C anomérico del primer monosacárido y del C anomérico o
no del segundo monosacárido. Presenta dos modalidades (␣ o ␤), dependiendo de la posición (arriba o
abajo) del –OH del C anomérico del primer monosacárido.
CH2OH
O
H
Indique qué moléculas utilizaría para formar: un
dipéptido, un disacárido y un nucleótido. ¿Qué moléculas pueden formar parte de una proteína y qué tipo
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CH2OH
H
OH
H
H
OH
H
⫹
OH
HO
O
H
H
OH
H
H
OH
H
OH
HO
Biología
3
ACTIVIDADES PAU
La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
앗
CH2OH
CH2OH
O
H
H
OH
H
O
H
H
OH
H
H
H
O
HO
OH
H
que presentan este tipo de enlace son el almidón,
el glucógeno y la celulosa. En el caso de la sacarosa, el
enlace es dicarbonílico, puesto que para efectuar este
enlace, las moléculas de glucosa y fructosa ponen a
disposición sus carbonos anoméricos.
OH
H
enlace
O-glucosídico
CH2OH
CH2OH
OH
O
H
H
OH
Enlace O-glucosídico en ␣.
CH2OH
O
OH
H
OH
H
H
OH
OH
⫹
H
H
H
OH
H
H
OH
OH
앗
CH2OH
CH2OH
H
O
OH
OH
O
H
O
H
OH
H
OH
enlace
O-glucosídico
OH
H
H
H
H
H
OH
Enlace O-glucosídico en ␤.
b) La sacarosa no tiene poder reductor. Esto se debe a
que sus dos monosacáridos (glucosa y fructosa)
ponen sus dos carbonos anoméricos para la unión.
Al no quedar ninguno de ellos libres, no tiene carácter reductor sobre el licor de Fehling.
c) Tanto la celulosa como el almidón son polisacáridos
de las plantas. Una diferencia entre ellos es que la
celulosa es un polisacárido estructural (forma parte
de la pared celular vegetal), mientras que el almidón
es un polisacárido de reserva energética.
 En la composición de los seres vivos:
a) ¿Qué grupo de biomoléculas se caracteriza por
presentar enlaces monocarbonílicos? ¿Cómo se
origina dicho enlace?
b) Explique la propiedad que permite a algunos lípidos la formación de las biomembranas. Ponga un
ejemplo de un lípido con esta propiedad.
c) ¿Qué significa la desnaturalización proteica?
a) Las biomoléculas que se caracterizan por presentar
enlaces monocarbonílicos son los disacáridos y polisacáridos. Un enlace monocarbonílico es aquel que
se establece entre dos monosacáridos (enlace O-glucosídico) en el que el primer monosacárido aporta,
para el enlace, su carbono anomérico y el segundo
monosacárido, un carbono no anomérico. Ejemplos
de disacáridos con este tipo de enlaces son la maltosa,
la lactosa y la celobiosa. Ejemplos de polisacáridos
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OH
H
HO
H
OH
H
H
OH
O
H
O
H
O
H
H
HO
CH2OH
H
enlace
carbonílico
H
OH
b) La propiedad que permite a algunos lípidos la formación de membranas es su carácter anfipático.
Estos lípidos presentan dos regiones: una polar, que
les permite interaccionar con el agua, y otra apolar
que se proyecta fuera del agua.
Esta interacción polar-apolar es la responsable de
que las moléculas de fosfolípidos se extiendan por la
superficie del agua y formen una monocapa, pero, en
ciertas condiciones, como las que se dan en los seres
vivos, los fosfolípidos son capaces de formar bicapas
que dan lugar a los distintos tipos de membranas
biológicas.
agua
colas
apolares
cabezas
polares
agua
Bicapa de fosfolípidos.
Como se observa en la figura, las regiones polares o
hidrófilas se orientan hacia el agua y las regiones
hidrófobas (lipófilas) se orientan hacia dentro.
c) Desnaturalización proteica significa la pérdida de la
conformación espacial natural que presenta una
proteína (estructura terciaria y algunas cuaternarias)
al destruirse los enlaces característicos que mantienen unida su estructura, cuando se la somete a condiciones ambientales desfavorables y, como consecuencia de ello, se anula su funcionalidad biológica.
 El DNA (ADN): composición química y estructura (relacione la estructura con la transmisión de la información genética).
El ADN tiene dos cadenas de desoxirribonucleótidos
unidos a proteínas básicas (histonas). Puede definirse
como un polímero de nucleótidos de desoxiribosa. Cada
nucleótido de ADN está formado por una pentosa (la
desoxirribosa), una base nitrogenada (A, T, C o G) y un
ácido fosfórico (H3PO4). Estos nucleótidos están unidos
entre sí por enlaces fosfodiéster entre el carbono 3’ del
Biología
4
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La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
último nucleótido de la cadena y el carbono 5’ del nuevo
nucleótido que se añade a ella.
En la estructura del ADN pueden considerarse tres niveles:
estructura primaria, secundaria y terciaria.
쐌 La estructura primaria del ADN es la secuencia de
nucleótidos de una sola cadena o hebra, en la que se
distingue un esqueleto de fosfopolidesoxirribosas y
una secuencia de bases nitrogenadas.
쐌 La estructura secundaria del ADN o modelo de Watson y Crick es la disposición en el espacio de dos
hebras de polinucleótidos en doble hélice, con las
bases nitrogenadas enfrentadas y unidas mediante
puentes de hidrógeno. Estos puentes de H, según las
características de estas bases, se establecen de la
siguiente manera: dos puentes de hidrógeno entre A
y su base complementaria T y tres puentes de H entre
C y su base complementaria G.
Ambas cadenas polinucleotidicos son antiparalelas,
es decir, están orientadas en distintos sentidos (una
en dirección 5’ 씮 3’ y la otra en 3’ 씮 5’), complementarias y enrolladas una sobre la otra en forma plectonímica o de doble hélice. Esto último implica que
para separar ambas cadenas, hay que girar una respecto a la otra.
쐌 La estructura terciaria es diferente en procariotas que
en eucariotas.
쐌 En procariotas (ADN bacteriano) consiste en que la
molécula de ADN se halla retorcida sobre sí misma
formando una especie de superhélice. Esta disposición se denomina ADN superenrrollado. El superenrollamiento del ADN proporciona dos ventajas:
consiguen reducir la longitud del ADN dando estabilidad a la molécula, y facilita el proceso de duplicación, lo cual es una ventaja para la transmisión
de la información genética.
쐌 En eucariotas (ADN en forma de cromatina o cromosomas) el ADN está unido a las histonas. La cromatina está formada por filamentos de ADN que
surcan todo el nucleoplasma en el núcleo interfásico. Cada fibra de cromatina está formada por una
molécula de ADN asociado a histonas. El ADN da
dos vueltas alrededor de un octámero de histonas
(2H2A, 2H2B, 2H3 y 2H4), constituyendo una unidad llamada nucleosoma.
Cuando se observan las fibras de cromatina al
microscopio electrónico, los diferentes nucleosomas unidos entre si presentan el aspecto de un
«collar de perlas». Estos nucleosomas se unen, a
través de los segmentos de ADN, a otra histona de
mayor peso molecular, la H1, formado la denominada fibra de cromatina unidad, de 10 nm de grosor. Esta fibra sufre un empaquetamiento más
compacto, hasta formar la fibra de 30 nm, que se
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enrolla aún más, hasta alcanzar un grosor que es
visible al microscopio óptico. En este estado de
máxima condensación se encuentra el ADN formando los cromosomas, estructuras que se visualizan cuando las células se va a dividir (mitosis o
meiosis), es decir, cuando la célula madre va a
transmitir información genética a las células hijas.
 Explique brevemente:
a) Funciones biológicas de los glúcidos.
b) Funciones biológicas de las proteínas.
a) Las principales funciones biológicas de los glúcidos
son: energética y estructural.
쐌 Función energética. Son el combustible metabólico de los seres vivos. Entre ellos citamos los monosacáridos (glucosa y fructosa) y los disacáridos
(sacarosa y lactosa). Los polisacáridos (almidón en
plantas y glucógeno en animales) actúan como
reserva energética, almacenándose y movilizándose según las necesidades del organismo.
쐌 Función estructural. Forman parte de estructuras
biológicas importantes como los ácidos nucleicos
(ribosa y desoxirribosa), la pared celular de las
plantas (celulosa, hemicelulosa y pectinas), del
exoesqueleto de los artrópodos (quitina), de los
tejidos conjuntivos (el ácido hialurónico), de las
algas (agar-agar) o de la pared bacteriana (peptidoglicanos).
b) Las principales funciones biológicas de las proteínas
son:
쐌 Estructural. Las membranas biológicas tienen
como componente estructural las proteínas. El
colágeno es una proteína fibrosa que se encuentra en la sustancia intercelular de los tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo. La queratina es un
elemento constituyente de las uñas, pelos, pezuñas, escamas de los reptiles, etcétera.
쐌 Enzimática. Las enzimas son proteínas que catalizan casi todas las reacciones químicas en la célula,
son los biocatalizadores. Un ejemplo es la lactasa,
que transforma la lactosa en galactosa y glucosa.
쐌 Transportadora. Algunas proteínas se unen a
moléculas o iones específicos y los transportan a
otro lugar. Ejemplo: la hemoglobina, que transporta el O2 en la sangre de los vertebrados.
쐌 Contráctil. Algunas proteínas intervienen en los
sistemas motiles y contráctiles, como la actina y la
miosina, que intervienen en la contracción muscular.
쐌 De reserva. Algunas son reserva de aminoácidos,
como la albúmina de la sangre y de la clara del
huevo, la caseína de la leche, o las proteínas de las
semillas de las plantas.
Biología
5
ACTIVIDADES PAU
La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
쐌 De defensa. Algunas actúan como defensa contra
virus, bacterias y sustancias extrañas, como las
inmunoglobulinas y los interferones.
 Establezca las diferencias estructurales y funcionales
entre el ADN y el ARN.
Estructura
Función
ADN
ARN
Es bicatenario: doble
cadena de
desoxirribonucleótidos.
Son monocatenarios:
una sola cadena de
ribonucleótidos.
Estructura en doble
hélice (Watson y Crick)
que se asocia a
proteínas y muestra
niveles estructurales
superiores (estructura
terciaria).
Estructura primaria. En
ocasiones regiones
bicatenarias, pero con
apareamiento de bases
intracatenario (ARNt).
Es el portador de la
información genética y
el transmisor de la
misma de generación
en generación.
Es el encargado de
recoger la información
genética del ADN y
traducirla a proteínas
para que se exprese.
 Explique brevemente una función que lleven a cabo
las siguientes moléculas: trigliceridos, anticuerpos,
histonas, glucosa.
Los triglicéridos son lípidos saponificables con reserva
energética. La combustión metabólica de 1g de estos
lípidos produce 9,4 kcal.
Los anticuerpos son inmunoglobulinas que intervienen
en la defensa del organismo combatiendo a las partículas extrañas o antígenos.
Las histonas son proteínas básicas estructurales, pues,
junto al ADN forman la estructura terciaria de la cromatina y de los cromosomas.
La glucosa es el monosacárido energético por excelencia. A partir de ella se obtiene ATP en la respiración.
 Estructura terciaria de las proteínas
La estructura terciaria de una proteína es la disposición
que adopta la estructura secundaria en el espacio o lo
que es lo mismo, la estructura tridimensional. Se forma
como consecuencia de las interacciones que se establecen entre las cadenas laterales (R) de los aminoácidos
que la forman. Esta estructura puede ser de dos tipos:
a) Globular. En este caso, la estructura secundaria en
hélice o en lámina se repliega debido a que los aminoácidos que poseen cadenas hidrófobas se disponen en el interior de la estructura, mientras que los
que poseen restos polares se localizan en la superficie. Esta estructura se estabiliza por los enlaces que
se establecen entre las cadenas laterales (R) de los
aminoácidos. Estos enlaces son: enlaces por puentes
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de hidrógeno (entre cadenas de aminoácidos polares sin carga), enlaces electrostáticos (entre grupos
carboxilo, ⫺COOH, y grupos amino, NH2, de aminoácidos ácidos y básicos, respectivamente), enlaces
hidrofóbicos y fuerzas de Van der Waals (entre los
radicales alifáticos y aromáticos de las cadenas laterales correspondientes a aminoácidos apolares) y
enlace disulfuro (un enlace covalente, fuerte, que se
establece entre los átomos de cinco de los aminoácidos de cisteína).
Dentro de la estructura globular hay tramos formados por determinadas combinaciones de ␣-hélices y
láminas ␤ que se repliegan para formar estructuras
compactas denominadas dominios estructurales.
Son particularmente estables y desempeñan funciones concretas.
b) Fibrosa. En realidad, es una estructura terciaria muy
simple, ya que las cadenas laterales de los aminoácidos apenas influyen al haber pocos grupos polares
entre ellas. Generalmente, lo que se forma es una
superestructura secundaria, que da lugar a esta
estructura fibrosa. Tienen este tipo de enrollamiento,
la queratina, el colágeno y la fibroina.
 Indique las diferencias fundamentales entre la célula
animal y vegetal.
Las diferencias entre la célula animal y vegetal se exponen en el siguiente cuadro:
Célula animal
Membrana celular Con colesterol
Pared celular
No
Cloroplastos
No
Centrosoma
Sí
Vacuolas
Pequeñas
Nutrición
Heterótrofa
Movilidad
Alta
Citocinesis
Por
estrangulamiento
Célula vegetal
Sin colesterol
Sí
Sí
No
Grandes
Autótrofa
Nula, salvo
excepciones
Por fragmoplastos
 Defina los siguientes conceptos sobre la catálisis enzimática:
a) Enzima.
b) Sustrato.
c) Producto.
d) Centro activo.
a) Las enzimas son biocatalizadores (estructura proteica) que intervienen en los procesos celulares a concentraciones muy bajas, acelerando las reacciones en
las que participan, sin sufrir por ello modificación
alguna.
Biología
6
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La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
 a) Defina los fosfolípidos y describa su estructura.
b) ¿Por qué forman las biomembranas?
a) Los fosfolípidos pertenecen a los lípidos complejos o
de membrana. Están formados por el alcohol glicerina esterificada con dos ácidos grasos, de los cuales,
el segundo es insaturado. El tercer grupo alcohol
(⫺OH) de la glicerina se esterifica con un ácido ortofosfórico (H3PO4) que, a su vez, puede estar esterificado con un derivado aminado o de un prolialcohol.
La molécula presenta una zona polar o hidrófila formada por el ácido fosfórico y el resto de la glicerina,
y una zona apolar o hidrófoba, formada por los ácidos grasos. Esto le confiere un carácter antipático.
O
R1
C
O
CH2
R2
C
O
C
H
O
O
H2C
O
P
OH
HO
CH2
CH2
OH
ácido fosfatídico
aminoalcohol
앗
O
R1
C
O
CH2
R2
C
O
C
O
H 2C
O
P
glicerina
cabeza
cola
grupo no polar
(cola)
Estructura de un fosfolípido.
b) Debido al carácter anfipático que posee la molécula
de un fosfolípido, se ensamblan formando bicapas.
Es así como se encuentran en las membranas biológicas. En medios acuosos, las cabezas polares (hidrófilas) de los fosfolípidos interaccionan con las moléculas de agua. Las cabezas apolares (hidrófobas) son
repelidas por el agua, por lo que se empaquetan
fuertemente entre si hacia el interior de la bicapa.
Como sabemos, en la construcción de las membranas biológicas participan, además de los fosfolípidos,
otros lípidos (esfingoglucolípidos y colesterol) y una
gran variedad de glucoproteínas.
 ¿Qué diferencia hay entre los lípidos saponificables y
los insaponificables? Pon ejemplos.
Los lípidos saponificables son aquellos que presentan
ácidos grasos, que, junto con los alcoholes, forman enlaces éster. Mientras los insaponificables, no contienen
ácidos grasos, y, por tanto, no forman enlaces éster.
Ejemplos de lípidos saponificables son los triglicéridos,
céridos, fosfolípidos, etc. Ejemplos de lípidos no saponificables son los terpenos, esteroides (colesterol), etcétera.
H
O
NH⫹
3
fosfato
graso
d) El centro activo del enzima es una zona muy pequeña en forma de hueco de la proteína enzimática, a la
cual se unirá el sustrato para realizar la catálisis enzimática. La unión se efectúa a través de las cadenas
laterales (R) de los aminoácidos que forman parte
del centro activo.
grupo polar
(cabeza)
ácido
c) El producto es la molécula o moléculas que se obtienen como consecuencia de la catálisis o reacción
enzimática.
aminoalcohol
ácido graso
b) El sustrato es la molécula o moléculas sobre la que
actúa el enzima, realizando la catálisis enzimática.
O
OH
fosfoglicérido
© Oxford University Press España, S. A.
CH2
CH2
NH⫹
3
 Señale las diferencias entre la célula procariota y la
eucariota
Las diferencias entre la célula procariota y eucariota, las
exponemos en el siguiente cuadro:
Biología
7
ACTIVIDADES PAU
La base fisicoquímica de la vida (CONTINUACIÓN)
Organismos
Tipos de
organismos
Tamaño celular
Célula procariota
Bacterias y
cianobacterias
Célula eucariota
Protistas, hongos,
plantas y animales
Unicelulares o
colonias
Unicelulares y
pluricelulares
1-10 ␮m
Aerobio o
Metabolismo
anaerobio
División
Binaria
Membrana nuclear No
Circular; sin
ADN
proteínas
Cromosomas
Uno
Nucléolos
No
Sintetizado en el
ARN
citosol
Ribosomas
70 S
Orgánulos
No
membranosos
Enzimas
respiratorias
Pared celular
Cloroplastos
Citoenqueleto
Centrosoma
Locomoción
En la membrana
plasmática
Pared bacteriana
No (algunas tienen
cromatóforos)
No
No
Flagelos
bacterianos
5-100 ␮m
Aerobio
Mitosis
Sí
Linear; con proteínas
Más de uno
Si
Sintetizado en el
núcleo
80 S
Sí
En las mitocondrias
Sí (solo en plantas)
Sí (solo en plantas)
Sí
Sí (solo en plantas)
Cilios y flagelos
 ¿Qué es una enzima? ¿Qué importancia biológica tienen
las enzimas?
Una enzima es un biocatalizador, de naturaleza proteica,
que interviene en procesos celulares a concentraciones
muy pequeñas, acelerando las reacciones en las que
participa, sin experimentar por ello modificación alguna.
© Oxford University Press España, S. A.
La importancia biológica de las enzimas radica en que el
metabolismo celular no podría desarrollarse sin su participación. Sin la acción catalítica de las enzimas, las reacciones químicas serían muy lentas. Para favorecer estas
reacciones metabólicas, las enzimas se asocian en complejos multienzimáticos, más eficaces que las enzimas
dispersas por el medio. Algunos de estos complejos
incluso se integran en las membranas celulares, lo que
aumenta la eficacia en la unión de los enzimas con sus
correspondientes sustratos.
 Defina que son los aminoácidos, escriba su fórmula
general y clasifíquelos en función de sus radicales.
El aminoácido es la unidad básica de una proteína. Es
una molécula que posee un grupo amino (⫺NH2) y un
grupo ácido o carboxilo (⫺COOH), unidos a un átomo
de carbono central, al cual también se une un átomo de
H y una cadena lateral (R), distinta para cada uno de los
20 aminoácidos. Su fórmula general es:
R – CH – COOH
I
NH2
La clasificación de los aminoácidos en función de la
polaridad de los grupos funcionales que aporta la cadena lateral (R), es la siguiente:
쐌 Aminoácidos apolares. La cadena R posee grupos
hidrófobos que interaccionan con otros grupos
hidrófobos mediante fuerzas de Van der Waals. Pueden ser de dos tipos: apolares alifáticos, cuyo R es de
naturaleza alifática (alanina) y apolares aromáticas, si
la R contiene anillos aromáticos (triptófano).
쐌 Aminoácidos polares sin carga. La cadena R contiene grupos polares capaces de formar puentes de
hidrógeno con otros grupos polares (tirosina).
쐌 Aminoácidos polares con carga. La cadena R contiene grupos polares cargados. Pueden ser ácidos, si la R
aporta grupos carboxilos cargados negativamente
(ácido glutámico), o básicos, si la R aporta grupos
amino cargados positivamente (lisina).
Biología
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