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

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Ampliación de Biología y Geología de 4º ESO. IES Juan Gris. Isabel Pérez
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. BIOELEMENTOS
b. BIOMOLÉCULAS
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALES.
a. AGUA
b. SALES MINERALES
4. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS: GLÚCIDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS.
a. GLÚCIDOS
b. LÍPIDOS
c. PROTEÍNAS
5. BIOCATALIZADORES: VITAMINAS, HORMONAS Y ENZIMAS.
a. ENZIMAS
b. VITAMINAS
c. 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 BIOMOLÉCULAS
a. 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:
Ca
Materiales esqueléticos, contracción muscular, transmisión sináptica, coagulación
de la sangre.
Na
Transmisión sináptica, procesos osmóticos e iónicos.
K
2
Transmisión sináptica, procesos osmóticos e iónicos.
Mg
Forma parte de la clorofila, es cofactor de muchas enzimas de la respiración
celular.
Fe
Forma parte de Hemoglobina y mioglobina. Coenzimas que intervienen en la
respiración.
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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. Biomoléculas
Como 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
El agua
Son moléculas de bajo peso molecular, si tienen C son
pocos átomos.
Las sales minerales
O2 / CO2
BIOMOL. ORGÁNICAS
Glúcidos
Son moléculas de elevado peso molecular, tienen un
elevado nºde At. De C, formando largas cadenas.
Lípidos
Proteínas
Ácidos Nucleicos
Vitaminas 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 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.
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
Carbono
Hidrógeno
Nitrógeno
Oxígeno
3
Corteza terrestre
0,03
0,14
Trazas*
46,6
Ser humano
18,5
9,5
5,3
62,81
Alfafa
11,34
8,72
0,83
77,9
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Bacteria
12,14
9,94
3,04
73,68
Fósforo
Azufre
Total
0,07
0,03
46,87
0,93
0,3
97, 34
0,71
0,1
99,6
0,60
0,32
99,72
* Cuando se indican trazas es porque la proporción es muy baja
a) ¿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: negro
Hidrógeno: blanco
Oxígeno: rojo
Nitrógeno: azul
Fósforo: morado
Enlace sencillo: varilla gris
Enlace 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.
4
Utiliza para realizar estas
moléculas, Carbonos Ck e
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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 MINERALES
a. 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.
Aunque el contenido de agua varía
según la especie y el tejido
considerado, por termino medio
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Isabel Pérezel 65% del peso de un
organismo.
PORCENTAJE DE AGUA EN DIFERENTES TEJIDOS Y ÓRGANOS
5
Cuerpo humano
Tejido nervioso
Tejido muscular
Tejido adiposo
Medusa
Semillas leguminosas
60
90
75
15
95
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 CO 2, 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.
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.
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.
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)
• 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:
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
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 minerales
Los 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.
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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.
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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.
a. Glúcidos
Se 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.
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.
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?
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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 1
2. 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:
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•
•
•
•
•
•
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.
Glúcido
Glucosa
Almidón
Lactosa
Sacarosa
Reductor
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 REDUCTORES
Como 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:
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1.
2.
3.
4.
¿En dónde reside el poder reductor de los monosacáridos?
¿Cuál es el fundamento de la reacción de Fehling?
¿Por qué la sacarosa no presenta poder reductor?
¿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. Lípidos
Comprende 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.
Los ácidos grasos están constituidos por una cadena
larga de un número par de átomos de carbono, que tienen
unFosfolípidos.
grupo ácido (o carboxilo) en un extremo. Dependiendo
II.
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.
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.
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III. Las Ceras
Las 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 (...)
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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: Biología
Editorial 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. Proteínas
Las 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 proteínas
g. 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.
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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.
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
plegada
La 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.
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)
Grupo 3
Zeína:
Zeína+lisina+triptófano
Caseína
Grupo 2
Grupo 1
80
Gliadina
Gliadina + lisina
60
20
0
•
•
15
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?
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•
¿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 proteínas
2. Reconocimiento de proteínas
3. Reconocimiento de aminoácidos
Materiales:
• 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 maría
b. Tubo nº2: añadir unas gotas de ácido nítrico concentrado
c. 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 BIURET
Todas 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 XANTOPROTÉICA
Esta 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:
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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
• Cuentagotas
• Sulfato cúprico
• Mechero, rejilla, trípode.
• Sudan III y tinta roja
• Ácido Clorhídrico diluido
• Embudo tubos de ensayo
• Reactivos de Fehling A y
• Oxalato sódico al 1%
B
• Papel de filtro
• Nitrato de plata
• Hidróxido sódico 40%
• Varilla de vidrio
• Leche entera
• Ácido acético glacial
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
•
•
•
•
¿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?
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)
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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 cloruros
Ponemos 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 HORMONAS
a. Enzimas
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.
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 vitaminas
Las 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 C
B. Vitaminas liposolubles: vitaminas insolubles en agua (y solubles en solventes orgánicos) como A, D...
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Nombre
A
(retinal)
B1
(tiamina)
B2
(Riboflavina)
B3
(Niacina)
C (Ac.
Ascórbico)
D
(Calciferol)
LAS VITAMINAS
Funciones principales
Alimentos
Abundan en determinados alimentos
Crecimiento. Síntesis de
Hígado, leche, mantequilla,
pigmentos
yema de huevo, verduras y
visuales.
frutas
Mantenimiento de
epitelios.
Metabolismo de los
Pan integral, leche, legumbres
glúcidos
y carne de cerdo
y lípidos
Respiración celular.
Leche, hígado y verduras.
Respiración celular.
Pan integral, legumbres y
carne
Frutas y verduras.
Formación de tejido
conjuntivo.
Absorción de calcio.
Leche, mantequilla, huevos,
Formación y
hígado y pescado azul.
mantenimiento de los
huesos.
Presentes en todos los alimentos
E
Metabolismo de los lípidos Aceites vegetales y frutos
(tocoferol)
secos.
B6
Metabolismo de los lípidos Leche, cereales y yema de
(piridoxina)
y proteínas
huevo
B 12 (ácido
Metabolismo de glúcidos y Hígado, huevos y algunas
Pantoténico) proteínas.
frutas.
Ácido fólico Síntesis de ADN
Hortalizas y carne
H (biotina)
Metabolismo general
Hortalizas y carne
K
Coagulación de la sangre Verduras e hígado
c. Las hormonas
Los 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 SALIVA
Objetivo
Comprobar 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
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•
•
•
•
Almidón
Agua destilada
Lugol
Ácido clorhídrico diluido
•
•
•
•
Vaso de precipitados
Tubos de ensayo y gradilla para tubos.
Mechero, rejilla y trípode
Pinzas de madera
Procedimiento
La 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 una
temperatura 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 CATALASA
Ojetivo:
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
Mechero
Pipetas
Agua oxigenada
Solución de lugol
Soluciones de Fehling
Baño María
Agua oxigenada
Trocitos de hígado
Trocitos de tomate
Almidón
1.- RECONOCIMIENTO DE LA CATALASA
La 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.
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20
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 CATALASA
Mediante 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.
2.
3.
4.
5.
•
•
•
21
Colocar en un tubo de ensayo varios trocitos de hígado.
Añadir agua para hervir la muestra. Hervir durante unos minutos.
Después de este tiempo, retirar el agua sobrante.
Añadir el agua oxigenada.
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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