Bioquímica

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Bioquímica

Bioquímica
GESTIÓN
DITORIAL
Clemente Mora González
Jefe del Departamento
de Fomento Editorial
Leticia Mejia García
Coordinadora de Fomento Editorial
Ulises Ramírez Hernández
Coordinador de Diseño Gráfico
Miguel Antonio González Vidales
Gestión Administrativa
Mayra Guzmán Gallego
Diseño Gráfico
DIRECCIÓN GENERAL
Av. Panamá #199 Esquina con Buenos Aires.
Col. Cuauhtémoc Sur
Tels. 01 (686) 9 05 56 00 al 08
Correo Electrónico: [email protected]
Página Web: www.cecytebc.edu.mx
CICLO ESCOLAR 2012-1
Prohibida la reproducción total o parcial
de esta obra incluido el diseño tipográfico
y de portada por cualquier medio,
electrónico o mecánico, sin el consentimiento
por escrito del editor.
Nota:
Al personal Docente interesado en enriquecer el contenido del presente
documento, le agradeceremos hacernos llegar sus comentarios o aportaciones
a los siguientes correos:
[email protected]
[email protected]
José Guadalupe Osuna Millán
Gobernador del Estado
de Baja California
Javier Santillán Pérez
Secretario de Educación
y Bienestar Social del Estado
CECYTE BC
Adrian Flores Ledesma
Director General
Jesús Gómez Espinoza
Director Académico
Ricardo Vargas Ramírez
Director de Administración y Finanzas
Olga Patricia Romero Cázares
Directora de Planeación
Argentina López Bueno
Directora de Vinculación
Ángela Aldana Torres
Jefe del Departamento de Evaluación Académica
MUNICIPIO DE MEXICALI
Cristina de los Ángeles Cardona Ramírez
Directora del Plantel Los Pinos
Laura Gómez Rodríguez
Encargada del Plantel San Felipe
Carlos Zamora Serrano
Director del Plantel Bella Vista
Directorio
Jesús Ramón Salazar Trillas
Director del Plantel Xochimilco
Rodolfo Rodríguez Guillén
Director del Plantel Compuertas
Abraham Limón Campaña
Director del Plantel Misiones
Francisco Javier Cabanillas García
Director del Plantel Guadalupe Victoria
Román Reynoso Cervantes
Director del Plantel Vicente Guerrero
MUNICIPIO DE TIJUANA
Martha Xóchitl López Félix
Directora del Plantel El Florido
María de los Ángeles Martínez Villegas
Directora del Plantel Las Águilas
Amelia Vélez Márquez
Directora del Plantel Villa del Sol
Bertha Alicia Sandoval Franco
Directora del Plantel Cachanilla
Rigoberto Gerónimo González Ramos
Director del Plantel Zona Río
Jorge Ernesto Torres Moreno
Director del Plantel El Niño
Joel Chacón Rodríguez
Director del Plantel El Pacífico
Efraín Castillo Sarabia
Director del Plantel Playas de Tijuana
Benito Andrés Chagoya Mortera
Director del Plantel Altiplano
Juan Martín Alcibia Martínez
Director del Plantel La Presa
MUNICIPIO DE ENSENADA
Alejandro Mungarro Jacinto
Director del Plantel Ensenada
Emilio Rios Macias
Director del Plantel San Quintín
MUNICIPIO DE ROSARITO
Manuel Ignacio Cota Meza
Director del Plantel Primo Tapia
Héctor Rafael Castillo Barba
Director del Plantel Rosarito Bicentenario
MUNICIPIO DE TECATE
Christopher Díaz Rivera
Encargado del Plantel Tecate
MENSAJE DEL GOBERNADOR DEL ESTADO
Jóvenes Estudiantes de CECYTE BC:
La educación es un valuarte que deben apreciar durante
su estancia en el Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos
del Estado de Baja California, dado la formación y calidad
educativa que les ofrece la Institución y sus maestros.
Por ello, asuman el compromiso que el Gobierno del Estado
hace para brindarles educación media superior, a fin de que en
lo futuro tengan mejores satisfacciones de vida, y se conviertan
en impulsores y promotores del crecimiento exitoso, con la
visión que tiene nuestra entidad en el plano nacional.
Esta administración tiene como objetivo crear espacios
y condiciones apropiadas para que en un futuro inmediato, el
campo laboral tenga profesionistas técnicos de acuerdo al perfil
de la industria que cada día arriba a nuestra entidad; por lo
que los invito a ser mejores en sus estudios, en su familia
y en su comunidad.
En ustedes se deposita la semilla del esfuerzo y dedicación que
caracteriza a los bajacalifonianos. Son el estandarte
generacional que habrá de marcar la pauta de nuestro
desarrollo.Como Gobierno del Estado, compartimos el reto de
ser formadores de los futuros profesionistas técnicos que saldrán
del CECYTE BC.
Unamos esfuerzos, Gobierno, Sociedad, Maestros y Alumnos,
para brindar y recibir una mejor educación en Baja California,
ser punta de desarrollo humano, crecimiento industrial y
económico, y factor importante del progreso de México.
MENSAJE DEL SECRETARIO DE EDUCACIÓN
Alumno de CECYTE BC:
La educación es una herramienta que aumenta tus oportunidades de
desarrollo personal, y permite ampliar tu horizonte de posibilidades
de progreso económico y social.
Bajo esa perspectiva, el Gobierno del Estado de Baja California
asume con responsabilidad su compromiso con los jóvenes en la tarea
de crear espacios educativos en el nivel medio superior, y ofrecerles
programas de estudios tecnológicos que les permitan integrarse con
competencia a fuentes de trabajo y/o continuar estudios superiores.
El Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Baja
California, es un ejemplo de lo anterior. En las escuelas de esta
Institución, los estudiantes pueden encontrar el camino de la
superación, y el apoyo para alcanzar las metas que visualizan para
forjar su futuro.
Entre esos apoyos se encuentran la publicación y entrega de este
material educativo, que el CECYTE BC distribuye, con el objetivo de
que lo utilices en beneficio de tus estudios.
La tarea que han desarrollado maestros, alumnos y autoridades
aducativas en torno a CECYTE BC, han convertido a esta Institución
en un modelo para la formación de generaciones de profesionistas
técnicos que demanda el sector productivo que se asienta en la
región.
Además de eso, el Cole gio se ha destacado por alentar el
acercamiento de los padres de familia con la escuela, como una
acción tendiente a fortalecer los vínculos que deben existir entre
ellos, los docentes y administrativos en el proceso educativo, por ser
esta, una responsabilidad compartida.
Por todo esto, te felicito por realizar tus estudios en un plantel del
CECYTE BC. Te exhorto a valorar este esfuerzo que hace la sociedad
a través de la Administración Estatal, y a que utilices con pertinencia
los materiales que se te otorgan para apoyar tu formación profesional.
PRESENTACIÓN
El libro que tienes en tus manos representa un
importante esfuerzo del Colegio de Estudios Científicos y
Tecnológicos del Estado de Baja California, que a través de sus
academias de profesores te proporciona material de calidad
para el estudio de las distintas asignaturas que cursarás en tu
preparación como Bachiller Técnico.
Los contenidos corresponden a los programas establecidos
para cada una de las asignaturas de acuerdo a la reforma
integral de la educación media superior, y enriquecidos por las
competencias comunes del Sistema Nacional de Bachillerato.
Este ejemplar, encierra conocimientos, aprendizaje, análisis y
habilidades que deberás de poner en práctica en tu vida diaria,
convertida en una acción educativa más, que el Colegio
te ofrece para obtener una mejor formación académica.
Te invitamos a que valores y obtengas el mayor provecho a esta
obra, que fue diseñada especialmente para lo más preciado del
Colegio: sus Alumnos.
Atentamente
Adrian Flores Ledesma
DIRECTOR GENERAL DEL CECYTE BC
gradecimiento
Un especial agradecimiento a los Docentes y Administrativos de
CECYTE BC, que colaboraron e hicieron posible la edición de estas
Guías de Aprendizaje Básicas y Material Didáctico.
El Colegio
SEGUNDO SEMESTRE
• MANUAL DE QUÍMICA II •
Mario Báez Vázquez
ASESOR ACADÉMICO DEL DIRECTOR GENERAL DEL
CECYTEBC
• GEOMETRÍA Y TRIGONOMETRÍA •
Andrés Sarabia Ley
COORDINADOR DE FORMACIÓN PROPEDÉUTICA, D.G.
Andrés Aguilar Mezta
DOCENTE DEL PLANTEL XOCHIMILCO
• INGLÉS 2 •
Mauro Alberto Ochoa Solano
Alonso Palominos Tapia
Bertha Alicia Canceco Jaime
Alejandra Agúndez
DOCENTES DEL PLANTEL ENSENADA
• FÍSICA I •
Andrés Sarabia Ley
COORDINADOR DE FORMACIÓN PROPEDÉUTICA, D.G.
Juan Francisco Cuevas Negrete
Silvia Elisa Inzunza Ornelas
Manuel Norberto Quiroz Ortega
Javier Iribe Mendoza
María Del Carmen Equihua Quiñonez
Alvaro Soto Escalante
María Guadalupe Bañuelos Cisneros
DOCENTES DEL PLANTEL BELLAVISTA
• ECOLOGÍA •
Aidé Aracely Pedraza Mendoza
Clara Angélica Rodríguez Sánchez
DOCENTES DEL PLANTEL COMPUERTAS
Gloria Mosqueda Contreras
Sulma Loreto Lagarda Lagarda
Petra Cantoral Gómez
Eva Pérez Vargas
• QUÍMICA 2 •
Saúl Torres Acuña
Agustín Valle Ruelas
DOCENTES DEL PLANTEL XOCHIMILCO
• LECTURA, EXPRESIÓN ORAL
Y ESCRITA 2 •
María Guadalupe Valdivia Martínez
DOCENTE DEL PLANTEL COMPUERTAS
María Elena Padilla Godoy
COORDINADORA DE FORMACIÓN VALORAL, D.G.
María Trinidad Salas Leyva
CAPTURISTA DEL DEPARTAMENTO DE DOCENCIA, D.G.
Lina Rodríguez Escárpita
ENCARGADA DEL GRUPO OVIEDO MOTA
CUARTO SEMESTRE
• CÁLCULO •
Javier Iribe Mendoza
María Del Carmen Equihua Quiñonez
Alvaro Soto Escalante
María Guadalupe Bañuelos Cisneros
• INGLÉS 4 •
Adriana Cera Morales
SEXTO SEMESTRE
• MATEMÁTICAS APLICADA •
Eloísa Morales Collín
Ismael Castillo Ortíz
DOCENTES DEL PLANTEL COMPUERTAS
• BIOQUÍMICA •
José Manuel Soto
DOCENTE DEL GRUPO PORTALES
Aidé Araceli Pedraza Mendoza
Alejandra Machuca
Cristina Félix
DOCENTES DEL PLANTEL MISIONES
Enid Quezada Matus
Sergio Alberto Seym Guzmán
DOCENTES DEL GRUPO CENTENARIO
COORDINACIÓN Y
REVISIÓN ACADÉMICA
DOCENTE DEL GRUPO PORTALES
Verónica Murillo Esquivias
Manuel Arvizu Ruíz
Joaquín Alberto Pineda Martínez
Lina Roxana Cárdenas Meza
Juan Olmeda González
Juliana Camacho Camacho
Alberto Caro Espino
JEFE DEL DEPARTAMENTO DE DOCENCIA
Denisse Samaniego Apodaca
RESPONSABLE DE FORMACIÓN PROFESIONAL
ÍNDICE
1.0 ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
1.1 Conceptos de organización y estructura celular
1.2 Elementos y compuestos de la materia
……………………………..
……………………………..
……………………………..
5
7
21
2.0 EL AGUA
2.1 Propiedades generales del agua
2.2 Importancia biológica del agua
2.3 Características violares y enlaces intermoleculares del agua
2.4 Funciones del agua en los organismos
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
35
39
43
50
55
3.0 AMINOÁCIDOS
3.1 Estructura y nombre de aminoácidos y aminas de interés
3.2 Propiedades generales
……………………………..
………………………………
……………………………..
60
62
67
4.0 PROTEÍNAS
4.1 Definición, composición e importancia de las proteínas
4.2 Estructuras: Primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria
………………………………
………………………………
………………………………
69
70
73
5.0 ÁCIDOS NUCLEICOS
5.1 Estructuras de los nucleótidos y si nomenclatura
5.2 Composición química de los ácidos nucleicos
………………………………
………………………………
……………………………..
80
83
86
6.0 CARBOHIDRATOS
6.1 Definición y estructuras de los carbohidratos
………………………………
………………………………
93
96
BIBLIOGRAFÍA
………………………………
105
3 ORGANIZACIÓN DE LOS SERES
VIVOS
1.0
1.2 Elementos y compuestos de la materia viva
Recuerdalo
¿Cuanto sabes?
Realízalo
5
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Tal como lo expresa la TEORÍA CELULAR la unidad estructural de todos los organismos es la
CÉLULA. La célula en sí tiene una organización específica, todas tienen tamaño y formas
características por las cuales pueden ser reconocidas.
Algunos organismos estás formados por una sola célula llamados unicelulares, en contraste los
organismos complejos son multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción
coordenada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas en tejidos,
órganos, etc.
Los seres vivos muestran un alto grado de organización y complejidad. La vida se estructura en
niveles jerárquicos de organización, donde cada uno se basa en el nivel previo y constituye el
fundamento del siguiente nivel, por ejemplo: los organismos multicelulares están subdivididos en
tejidos, los tejidos están subdivididos en células, las células en organelas etc. ATRIBUTOS
DE LA
COMPETENCIA
¾ Aporta puntos de vista con apertura y considera los de
otras personas de manera reflexiva
¾ Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de
vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos
conocimientos y perspectivas al acervo con el que
cuenta
¾ Maneja las tecnologías de la información y la
comunicación para obtener información y expresar ideas
RESULTADO
DE
APRENDIZAJE
Aprende a conocer los niveles de organización que poseen
todos los seres vivos. Reconoce cada uno de los niveles que
conforma a la biología, de igual forma que elementos y
compuestos que son parte fundamental de la materia.
6
Evaluación Diagnostica: Resuelve las siguientes preguntas.
1.- Como se organizan los seres vivos
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2.- Sabes cuál es el 1er nivel de organización de la materia
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3.- Da 3 ejemplos del 2do nivel de organización de la materia
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4.- Cuáles son los tipos de células que existen
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5.- En que se dividen las células eucariotas
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Nombre
No.
1
Categoría: Aprende de forma autónoma
Competencia 7: Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la
vida
Competencia
Genérica
Atributos:
¾ Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción
de conocimiento
¾ Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés
y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a
retos y obstáculos
7
¾ Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre
ellos y su vida cotidiana
Competencia
Disciplinaria
13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y
ecológica de los sistemas vivos
Instrucciones El alumno será capaz de analizar la organización de la materia, así como
para el Alumno reconocerá las células eucariota y procariota.
Saberes a
adquirir
Organización de la
Materia,
Composición
de
las
células
procariota
y
eucariota
Definir y relacionar
usando la
comunicación escrita, una metodología
de investigación, trabajo en equipo la
organización de la materia y las células
realizando ejercicios en el aula.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS Uno de los principios fundamentales de
la biología es que los seres vivos
obedecen a las leyes de la física y la
química.
Los niveles de organización biológica
son eslabones organizados de forma
jerárquica, es decir, están organizados
desde lo más simple hasta lo más
complejo. En términos bastante simples,
estos niveles se utilizan para clasificar
materia, de acuerdo a su tamaño y/o
cantidad.
Los niveles de organización biológica
son los siguientes:
8
1. Átomo: El nivel atómico es el más simple. Existen partículas subatómicas que forman la
estructura del átomo. Las cuales son: Protón, Neutrón y Electrón. Ejemplos: Carbono (C),
Hidrógeno (H), Nitrógeno (N) y Azufre (S).
2. Molécula: Este nivel consiste en la unión de diversos átomos a través de uniones conocidas
como enlaces. Ejemplos de moléculas son: Agua (H2O), Metano (CH4), Glucosa (C6H12O6).
3. Macromolécula: Corresponden a estructuras de mayor tamaño que una molécula. De hecho,
una macromolécula puede definirse como conjunto de moléculas que se unen a través de
interacciones, que son más débiles que un enlace. Ejemplos de macromoléculas son:
Carbohidratos, Proteínas, Lípidos o Grasas y Ácidos Nucléicos.
4. Organelo: Este nivel se puede definir como una estructura subcelular formada por la fusión de
macromoléculas, que cumple funciones específicas. Ejemplos de organelos son: Núcleo, Retículo
Endoplasmático, Mitocondria, Cloroplasto, etc.
5. Célula: Es el primer nivel capaz de expresar vida en nuestro planeta, ya que posee las
características de reproducción, adaptación y captar estímulos desde el medio que la rodea. La
evolución destaca la existencia de dos grandes linajes celulares: célula procarionte y célula
eucarionte, cada uno de ellos con características muy particulares. Además, dentro de las células
eucariontes, se realiza una subdivisión para poder estudiar a dos grandes grupos de células: célula
animal y célula vegetal.
6. Tejido: Un tejido puede definirse como conjunto de células con similar estructura y función.
7.Órgano: Conjunto de tejidos de similar estructura y función que conforman una estructura que
adquiere propiedades distintas al resto de los niveles.
8. Sistema: Conjunto de órganos de distinta estructura y/o distinta o similar función. Ejemplos de
sistemas son: Sistema Cardiovascular, Sistema Digestivo, Sistema Óseo (Esqueleto)
9. Organismo: segundo nivel capaz de expresar vida en nuestro planeta, ya que, al igual que la
célula, puede reproducirse, adaptarse y captar estímulos ambientales. En resumen, este nivel
puede definirse como un conjunto de sistemas que trabajan de manera coordinada para mantener
la supervivencia del individuo.
9
10. Población: Conjunto de organismos de la misma especie, que viven en un lugar y tiempo
determinados. Además, entre ellos se generan interacciones intraespecíficas, como por ejemplo:
competencia.
11. Comunidad: Conjunto de organismos de distintas especies que viven en un lugar y tiempo
determinados. Además, entre ellos se generan interacciones intraespecíficas, como por ejemplo:
depredación, parasitismo, etc.
12. Ecosistema (acuático y terrestre): Conjunto de organismos de distinta especie más el
entorno abiótico que les rodea (cerros, planicies, ríos, lagos, etc.). Los organismos, en este nivel,
establecen relaciones con el ambiente que les rodea, por ejemplo: adaptación.
13. Biosfera: Ultimo nivel de organización biológica y, por ende, el más voluminoso de todos, ya
que contiene al resto de los niveles en su interior.
Dentro de la organización de los seres vivos, se encuentra
una parte importante la cual es la que habla de la célula. El
concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los
organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue
en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez
primera la existencia de las mismas, los investigadores como
Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados
de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas:
•
•
•
•
Que la célula es una unidad morfológica de todo ser
vivo: es decir, que en los seres vivos todo está
Robert Hooke, quien acuño el termino célula
formado por células o por sus productos de secreción.
Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula
ex cellula, la cual
indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis).
Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos
ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias
que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía
con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una
10
•
sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la
unidad fisiológica de la vida.
Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la
información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el
funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa
información a la siguiente generación celular.
Por tanto, podemos definir a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De
hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. La estructura se
automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los
elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos
nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología.
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas y las eucariotas (divididas tradicionalmente en
animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células
con propiedades características).
Célula Procariota
Son células que carecen de núcleo y
presentan una forma alargada
(bacilos). Las bacterias son células
procariotas. A las células procariotas
se las considera una de las células
más simples y arcaicas que existen.
Actualmente están divididas en dos
grupos:
• Eubacterias,
que
poseen
paredes celulares formadas
por peptidoglicano o por
mureína. Incluye a la mayoría
de las bacterias y también a
las cianobacterias.
11
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares. Son
todas aquellas características que habitan en condiciones extremas como manantiales
sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.
Célula procariota (Pros = Antes, Karion = Núcleo) es una célula sin núcleo celular diferenciado, es
decir, su ADN no está confinado en el interior de un núcleo, sino libremente en el citoplasma.
La celula procariota, también procarionte, organismo vivo cuyo núcleo celular no está envuelto por
una membrana, en contraposición con los organismos eucariotas, que presentan un núcleo
verdadero o rodeado de membrana nuclear. Además, el término procariota hace referencia a los
organismos conocidos como móneras que se incluyen en el reino Móneras o Procariotas.
Entre las características de las células procariotas que las diferencian de las eucariotas, podemos
señalar: ADN desnudo y circular; división celular por fisión binaria; carencia de mitocondrias (la
membrana citoplasmática ejerce la función que desempeñarían éstas), nucleolos y retículo
endoplasmático. Poseen pared celular, agregados moleculares como el metano, azufre, carbono y
sal. Pueden estar sometidas a temperatura y ambiente extremos (salinidad, acidificación o
alcalinidad, frío, calor).
Célula Eucariota
Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario fundamental (su
información genética) encerrado dentro de un núcleo. Se encuentran todos los seres vivos excepto
bacterias y cianobacterias. Las células eucariotas son mayores y mas complejas que las células
procariotas. Como ya lo habíamos mencionado, existen 2 tipos de células eucariotas: animal y
vegetal, las cuales veremos a continuación.
Estructura de una célula animal
Son células eucariotas con una forma irregular y que son heterótrofas, es decir, se alimentan de
materia orgánica ya sintetizada. Poseen numerosos orgánulos, que son: aparato de Golgi,
vacuolas, nucleolos, riosomas, lisosomas, retículo endoplasmático, mitocondrias, centriolos,
diplosomas. Ademas poseen una membrana nuclear que protege el material genético y la
membrana plasmática.
12
Estructura de una célula vegetal
Las células vegetales son células eucariotas con formas poligonales, y que en su mayoría son
capaces de realizar la fotosíntesis. Todas las células eucariotas vegetales son autótrofas, es decir,
se fabrican su propio alimento. Poseen también numerosos orgánulos: aparato de Golgi, vacuolas
(presentan un tamaño mucho mayor en las células vegetales, desplazando al núcleo y demás
orgánulos), nucleolos, ribosomas, lisosomas, retículo endoplasmático, mitocondrias y los
cloroplastos. Poseen una membrana nuclear para proteger la información del núcleo, una
membrana plasmática y la pared celular, compuesta de celulosa.
13
Diferencias entre la Célula Animal Y Vegetal
Características de la Célula Animal
1. No tiene pared celular y tienen diversas formas de acuerdo con su función.
2. No tiene cloroplastos a diferencia de las células vegetales.
3. Puede tener vacuolas, pero no son muy grandes
4. Presenta centriolos: Agregado de microtúbulos cilíndricos que forman los cilios y los flagelos.
Estos facilitan la división celular en células animales.
14
Características de la Célula Vegetal.
1. Presentan una pared celular, más dura que una membrana plasmática normal y da mayor
consistencia a la célula.
2. Disponen de plastos: cloroplastos (Orgánulo capaz de realizar la fotosíntesis: la transformación
de energía química en materia orgánica), cromoplastos, leucoplastos (Orgánulos que acumulan
almidón fabricado en la fotosíntesis).
3. Vacuolas de gran tamaño: Acumulan sustancias de reserva o de desecho producidos por el
metabolismo celular.
Célula Vegetal
Célula Animal
15
Partes de las células:
La Membrana Celular, que es común en la animal
y la vegetal. Esta tiene 3 funciones:
9 Limita el espacio interior del espacio
exterior.
9 Permeabilidad o intercambio de sustancias
con el medio exterior.
9 Mantiene la forma de la célula.
Pared celular: esta está presente solo en la
célula vegetal. Su función es darle rigidez y forma
a la célula.
Citoplasma: esta es común en ambas células. Se define como espacio interno, comprendido entre
membrana nuclear y celular. Se distinguen 2 clases:
9 Líquida o Hialoplasma: es, en su mayor parte, agua, aunque también sales y enzimas. En
las animales aparece el citoesqueleto, que es una red de proteínas que mantiene la forma
de la célula y permite el movimiento.
9 Sólida o de Orgánulos. En esta hay 2 clases:
1. Ribosomas. Estos son comunes en las dos células. Está compuesto de proteínas y
ARN ribosómico. Su función es la síntesis de proteínas.
2. Retículo endoplasmático. Común en ambas. Su función es comunicar el núcleo con el
espacio extracelular. Existen dos partes morfológicamente distintas:
• R. Endoplasmático rugoso: se llama así porque en su parte exterior está forrado
por ribosomas. Es la parte más cercana al núcleo y es, también, una prolongación
de la Membrana nuclear. La parte interna se llama LUMEN. Su función es acabar
la síntesis de proteínas.
• R. E. Liso: se llama así porque no tiene ribosomas en su parte externa y es una
prolongación o una etapa inmadura del rugoso.
16
Aparato de Golgi: Son unas “cisternas”
situadas entre el retículo endoplasmático y la
membrana. Su misión es conectar el retículo
endoplasmático y la membrana. Cada “saco”
se llama dictiosoma por que parecen dedos.
Recogen las sustancias que vienen del retículo
y las “empaquetan” en vesículas y las envía a
la membrana.
Lisosomas: son comunes en ambas. Viene a
ser el “estomago” de la célula, en el se digieren
todas las moléculas que la célula absorbe. Son
“globos” que tienen su origen en el aparato de Golgi. En el encierra enzimas digestivas que
provienen del retículo endoplasmático. Hay 2 tipos de lisosomas:
9 Primarios: son vesículas que sólo contienen enzimas.
9 Secundarios: son vesículos más grandes que contienen enzimas y algun nutriente que está
siendo digerido.
Tienen como función la renovación de los orgánulos viejos celulares mediante un proceso
llamado autolisis (autodigestión).
Mitocondrias: son comunes en ambas. Tienen forma ovalada y su función es aportar energía a la
célula. Para esto necesita el proceso de respiración
celular.
Cloroplastos: es exclusivo de las vegetales. Su
función es la fotosíntesis.
Centrosoma: está constituido por dos centriolos y
sólo está presente en las células animales.
Núcleo: es común en ambas. Es la principal
diferencia entre la procariota y la eucariota. Tienen
forma, más o menos, esférica y ocupa una posición,
más o menos, central.
17
Nombre
Composición de las células
No.
1
Instrucciones Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan
para el Alumno en este apartado
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Manera
Se recomienda hacer observaciones, un
Didáctica
análisis y desde luego con una
de
participación activa de todo el alumnado.
Lograrlas
Competencia 7: aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida
Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones
entre ellos y su vida cotidiana
Orden y
Responsabilidad
Observa y relaciona los nombres de cada una parte de las células.
Célula Vegetal
Célula Animal
18
Nombre
Jugando y aprendiendo
No.
1
Instrucciones Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimientos, si tienes duda
para el Alumno pide ayuda a tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Realiza el análisis de cada una de las partes que compone a las células
eucariotas (animal y vegetal), mencionando la diferencia que encuentra
entre ellas, comentándolas en equipos de 3-4 personas para después
comentar en clase las dudas que resulten de manera que al final de la
sesión, sean aclaradas por el profesor.
Diferencias
19
Utilizando esta guía, y ejercicios de
otras fuentes de información y
tendrás
mayores habilidades y
destrezas para lograrlo.
Nombre
Jugando y aprendiendo
No.
1
Instrucciones Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de las
para el Alumno células, si tienes duda pide ayuda a tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
tendrás
El alumno investiga acerca de las estructuras que poseen los diferentes
tipos de células, para así emplear los conocimientos adquiridos en la
siguiente practica.
Actividad experimental.
Objetivo: que el alumno por medio de juegos aprenda la composición de las células
Material: 1 computadora por alumno con acceso a internet
Instrucciones: los alumnos ingresaran a la siguiente página para realizar la actividad que ahí nos
mencionan y por medio de juegos poder adquirir y reforzar el conocimiento ya adquirido.
Página: http://www.thatquiz.org/es-k-z4/
Observaciones: los alumnos se evaluaran y detectaran las aéreas a mejorar.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
20
Nombre
1.2 Elementos y compuestos de la materia viva
No.
1
Competencia
Genérica
Categoría: se expresa se comunica
Competencia 4: escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y
herramientas apropiadas
Atributo: identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere
conclusiones a partir de ellas
Competencia
Disciplinaria
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas
de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando
experimentos pertinentes
Instrucciones El alumno será capaz de analizar los bioelementos de los cuales está
compuesta la materia, identificara los elementos principales de los cuales
para el
está conformada y realizara la identificación de los mismos.
Alumno
Saberes a
adquirir
Identificación y
reconocimiento de
los Bioelementos
primarios,
secundarios y
oligoelementos
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
21
usando la
de investigación, trabajo en equipo los
distintos bioelementos y la importancia de
su identificación y reconocimiento,
realizando ejercicios llevados a cabo en
las aulas.
La materia viva es la materia que forma parte de los seres vivos.
La materia viva presenta unas características y propiedades
distintas a las de la materia inerte. Estas características y
propiedades encuentran su origen en los átomos que conforman la
materia viva, así como en el porcentaje en que entran a formar
parte de ella.
Si nos remontamos a los comienzos de la ciencia, nos encontramos
con que ésta se basa en la filosofía mecanisista, según la cual son
los principios de las leyes químicas y físicas los que estipulan las
leyes de la Naturaleza.
A partir de este planteo, muchos investigadores trataron de responder a preguntas como: ¿puede
cualquier cuerpo con vida estar compuesto por los mismos elementos químicos que componen la
materia no viva?, ¿pueden ser explicadas las funciones vitales de los sistemas vivientes en
términos de las reacciones químicas que también tienen lugar en los cuerpos inanimados?
Las respuestas comenzaron a surgir gracias a los experimentos realizados por numerosos biólogos
especializados en biología celular y molecular. Las pruebas que se van acumulando en el tiempo
apoyan de manera acabada la teoría mecanicista.
Algunas de las conclusiones a las que se ha llegado fueron que los elementos químicos y las
reacciones químicas de los sistemas vivientes no difieren fundamentalmente de los que se
encuentran en cualquier otro tipo de objetos. Además "los individuos no tienen vida en virtud de la
materia que los compone, sino en la manera en que su materia esté especialmente organizada"
22
En el universo existen ciertas clases de materiales, conocidos con el
término de "bioelementos" o “elementos de la vida” que son elementos
químicos (Tabla 1) que se encuentran en la materia viva. Son los
elementos químicos naturales que entran a formar parte de la materia
viva. De los 92 átomos naturales, nada más que 27 son bioelementos.
Estos átomos se separan en grupos, atendiendo a la proporción en la que
se presentan en los seres vivos.
Elemento
Hidrogeno
Sodio
Potasio
Carbono
Cloro
Calcio
Magnesio
Azufre
Oxigeno
Hierro
Fosforo
Nitrógeno
Símbolo
H
Na
K
C
Cl
Ca
Mg
S
O
Fe
P
N
Tabla 1
Atendiendo a su abundancia en porcentaje de la materia viva se puede clasificar de la siguiente
forma: (Tabla 2)
Bioelementos
% en la materia viva Átomos
Primarios
96%
C, H, O, N, P, Ca
Secundarios
3,9%
Na, S, K, Cl, I, Mg, Fe
Oligoelementos
0,1%
Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si, Bo, Be, Se
Tabla 2
Bioelementos primarios
Son los elementos más abundantes en los seres vivos. La mayor parte de las moléculas que
componen los seres vivos tienen una base de carbono. Este elemento presenta una serie de
propiedades que hacen que sea el idóneo para formar estas moléculas. Estos aparecen en una
proporción media del 96% en la materia viva, y son: H, O, C, N, Ca y P. (Ver tabla 3)
Nombre
masa %
Importancia o función
Oxígeno
65
Necesario para la respiración celular; presente en casi todos los
compuestos orgánicos; forma parte del agua
Carbono
18
Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; puede formar cuatro
enlaces con otros tantos átomos
Hidrógeno
10
Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del
agua
23
Nitrógeno
Calcio
Fósforo
3
1,5
1
Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos
lípidos
Componente estructural de los huesos y dientes; importante en la
contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos y coagulación de
la sangre
Componente de los ácidos nucleicos; componente estructural del hueso;
importante en la transferencia de energía. Integra los fosfolípidos de la
membrana celular.
Tabla 3
Bioelementos secundarios
Son elementos que se encuentran en menor proporción en los seres vivos. Se presentan en forma
iónica (con carga positiva o negativa). Aparecen en una proporción cercana al 3,3%. Son: Ca, Na,
K, Mg y Cl, y desempeñan funciones de vital importancia en fisiología celular. (Ver tabla 4)
Nombre
masa % Importancia o función
Potasio
0.4
Principal ion positivo (catión) del interior de las células; importante en el
funcionamiento nervioso; afecta a la contracción muscular
Azufre
0,3
Componente de la mayoría de las proteínas
Sodio
0,2
Principal ion positivo del líquido intersticial (tisular); importante en el
equilibrio hídrico del cuerpo; esencial para la conducción de impulsos
nerviosos
Magnesio
0,1
Necesario para la sangre y los tejidos del cuerpo; forma parte de casi todas
las enzimas de importancia
Cloro
0,1
Principal ion negativo (anión) del líquido intersticial; importante en el
equilibrio hídrico
Hierro
trazas
Componente de la hemoglobina y mioglobina; forma parte de ciertas
enzimas
Yodo
trazas
Componente de las hormonas tiroideas
Tabla 4
Oligoelementos
También llamados elementos traza o micro constituyentes, que aparecen en la materia viva en
proporción inferior al 0,1% y que también son esenciales para la vida: manganeso, cobre, zinc,
boro, silicio, vanadio, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Aunque participen en cantidades
24
infinitesimales, no por ello son menos importantes, pues su carencia puede acarrear graves
trastornos a los organismos. Alguno de estos elementos no se manifiesta en ciertos seres.
Los elementos son unidades formadas por un mismo tipo de "átomo", o, lo que es lo mismo, el
átomo es la unidad fundamental de un elemento
LAS BIOMOLECULAS
Los bioelementos se combinan entre sí para formar las moléculas que componen la materia viva.
Estas moléculas reciben el nombre de Biomoléculas o Principios Inmediatos.
Las biomoléculas, para poder ser estudiadas, deben ser extraídas de los seres vivos mediante
procedimientos físicos, nunca químicos, ya que si así fuera, su estructura molecular se alteraría.
Los procedimientos físicos son la filtración, la cristalización, la centrifugación, la cromatografía.
Las biomoléculas se clasifican atendiendo a su composición en:
¾ Las biomoléculas inorgánicas
¾ Las biomoléculas orgánicas
LAS BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS
Son moléculas sencillas que poseen poca energía
ya que tienen pocos átomos y, por tanto, pocos
enlaces. El agua y las sales minerales son
moléculas inorgánicas que forman parte de los seres
vivos y desempeñan en ellos unas funciones que
son imprescindibles para que haya vida.
Importancia del agua en los seres vivos.
El agua es el componente mayoritario de los seres
vivos: es la biomolécula más abundante de un ser
vivo pese a ser una biomolécula inorgánica.
Por sus propiedades físico-químicas se mantiene
líquida a temperatura ambiente, actúa como
disolvente universal y es imprescindible para la vida:
25
9
9
9
9
9
9
9
9
9
La vida se originó en el agua
Es el medio donde viven muchos organismos
Permite que exista vida en ecosistemas polares bajo la capa de hielo
Es el medio ideal para que se produzcan las reacciones químicas del metabolismo celular
que constituyen la vida
Regula intercambios entre célula y medio mediante procesos osmóticos
Regula las variaciones en los niveles de acidez (el pH) del medio interno (disoluciones
amortiguadoras o sistemas tampón)
Es medio de transporte en el interior de los seres vivos (sangre, savia) para la incorporación
de los nutrientes y para la eliminación de los desechos
Sirve como lubricante en las articulaciones, facilita movimientos y desplazamientos celulares
y orgánicos
Actúa como reguladora de la temperatura corporal
Las sales minerales
Son imprescindibles para que un ser vivo pueda llevar a cabo sus
funciones vitales con normalidad pese a encontrarse en proporciones
muy pequeñas. Producen los gradientes osmóticos y eléctricos que
regulan los procesos vitales:
9 Permiten que la membrana celular mantenga su permeabilidad
selectiva
9 Sin ellas no se puede transmitir el impulso nervioso, ni se
contraen los músculos, ni late el corazón.
Hay sales minerales sólidas que forman estructuras esqueléticas
(conchas, caparazones, huesos…)
LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Son moléculas complejas que poseen mucha energía ya que tienen un gran número de enlaces
entre sus átomos y, por tanto, muchos enlaces. Son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los
ácidos nucleídos.
26
Los glúcidos, también llamados hidratos de carbono, carbohidratos o azúcares, son
biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno.
9 Los más sencillos, los MONOSACÁRIDOS, como la glucosa o la fructosa, tienen sabor
dulce y por eso se les llama azúcares.
9 Son sustancias sólidas, de color blanco, cristalinas, solubles en agua y no hidrolizables.
9 Responden a la fórmula molecular CnH2nOn siendo n el nº de átomos de carbono que
contienen (entre 3 y 8). Los más abundantes e importantes por sus funciones biológicas son
los de 5 (PENTOSAS como la ribosa) y de 6 (HEXOSAS como la glucosa y la fructosa)
9 Los monosacáridos se unen entre sí mediante enlaces O-glucosídicos y forman
disacáridos como la sacarosa (el azúcar que consumimos normalmente), la lactosa
(azúcar de la leche) y polisacáridos como el almidón, el glucógeno y la celulosa.
9 La glucosa y la mayor parte de los glúcidos, como almidón y glucógeno, son utilizados
como fuente de energía por los seres vivos. Otros, como la celulosa, sirven para constituir
estructuras (pared celular vegetal).
Los lípidos, son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno aunque
también pueden contener nitrógeno, fósforo y azufre.
9 Son un grupo muy heterogéneo de moléculas que tienen en común el hecho de ser
insolubles en agua aunque son solubles en disolventes orgánicos (éter, benceno, alcohol, y
otros).
9 Algunos contienen ácidos grasos en su composición y se llaman lípidos hidrolizables o
saponificables (porque forman jabones = sales alcalinas derivadas de los ácidos grasos).
Son:
9 los acilglicéridos o grasas (por ejemplo, los triglicéridos) utilizados como reserva
energética a largo plazo,
9 los fosfolípidos, forman las bicapas lipídicas que constituyen las membranas celulares y
9 las ceras que actúan como protectoras e impermeabilizantes
9 Otros, no contienen ácidos grasos y se llaman lípidos no hidrolizables o insaponificables:
9 Los terpenos, principalmente de origen vegetal, constituyen sustancias aromatizantes
(mentol, eucaliptol, farnesol, limoneno…), pigmentos (carotenos, clorofilas) y vitaminas
(como la vitamina A)
9 Los esteroides: como el colesterol, constituyente de las membranas celulares, y otros con
funciones reguladoras de tipo hormonal, como las hormonas sexuales o la hormona del
crecimiento
27
Las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
También pueden contener fósforo y azufre.
9 Están formadas por la unión de unas moléculas más sencillas que son los aminoácidos.
9 Hay 20 aminoácidos diferentes que se unen (mediante enlaces peptídicos) y combinan
para formar las cadenas polipeptídicas que constituyen las proteínas.
9 Son moléculas muy específicas, que permiten diferenciar a cada individuo del resto de seres
vivos, incluso de los de su misma especie.
9 Son las que mayor número y tipo de funciones biológicas realizan:
9 Estructurales: proteínas de membrana, colágeno, queratina
9 Transporte: hemoglobina
9 Reserva: albúminas
9 Reguladoras: hormonas como la insulina
9 Catalizadoras: los enzimas
9 Defensa inmunológica: inmunoglobulinas, anticuerpos
9 Contráctiles: actina y miosina
Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno y fósforo, que se localizaron por primera vez en el núcleo de las células eucarióticas (de
ahí su nombre)
9 Están formadas por la unión de unas moléculas más sencillas que son los nocleótidos.
9 Los nucleótidos a su vez están formados por la unión de otras tres moléculas más sencillas:
9 Una molécula de azúcar: una pentosa, ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN)
9 Una base nitrogenada de entre cinco posibles: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C),
Timina (T) o Uracilo (U) pudiendo presentarse las tres primeras tanto en el DNA como en el
RNA, mientras que la timina es exclusiva del DNA y el uracilo lo encontramos solo en el
RNA.
9 Una molécula da ácido fosfórico.
9 Son las moléculas relacionadas con la información genética: en ellas está codificada la
información (Código genético) sobre las características de cada individuo.
9 A partir de ellas se sintetizan las proteínas específicas de cada ser vivo, encargadas de
llevar a cabo las funciones biológicas codificadas en el mensaje genético recibido de sus
progenitores.
28
Nombre
Instrucciones
para el Alumno
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera Didáctica
de Lograrlas
Bioelementos
2
Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en este
apartado
Orden y
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Se recomienda hacer observaciones, un análisis
y con una participación activa de todo el
alumnado.
Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su
vida cotidiana
Realiza el análisis de elementos y compuestos, comenta en clase las dudas que resulten
de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por el profesor.
29
No.
30
Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
2
Instrucciones Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales sobre
para el Alumno los elementos que de la materia viva
Actitudes a
formar
Competencias
Disciplinarias
a Desarrollar
Responsabilidad
tendrás
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a
preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Describe brevemente como los elementos que se te presentan a continuación participan en la vida
de un ser humano.
Carbono: _______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Nitrógeno: ______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Calcio: _________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Fosforo: ________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Oxigeno: _______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Cloro: __________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Sodio: _________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Azufre: _________________________________________________________________________
31
Nombre
Competencia a
Desarrollar
Habilidades
Bioelementos básicos de la vida
2
Aplica los conocimientos necesarios para reconocer los elementos que se desprenden de
diferentes compuestos.
9 Identifica los elementos que integran algunos compuestos
9 Podrá reconocer que los elementos se encuentran en algunas sustancias o
compuestos cotidianos
Instrucciones
para el Alumno
Lee cuidadosamente la siguiente practica, haciendo caso a las instrucciones que el
maestro te dé y respetando las reglas del laboratorio
Instrucciones
para el Docente
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como adquirirlo y asistir a
los alumnos.
Recursos
materiales de
apoyo
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Etiqueta de un producto
Tabla periódica
Reglas de la IUPAC
Orden
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Realizar la práctica de manera grupal, con orden
y responsabilidad, debes tener el conocimiento
necesario para hacerlo, de no ser así debes de
investigar con interés e iniciativa
Objetivos:
¾ Reconocer los bioelementos en los seres vivos
¾ Analizar las funciones e importancia de éstos
¾ Utilizar adecuadamente el equipo de laboratorio
Materiales:
¾ Hojas frescas
¾ Carne de pollo
¾ Mechero o quemador de gas
¾
Tubos de prueba
¾ Pelos y uñas
¾ Trozos de carbón
32
No.
Procedimiento A:
1. En un tubo de prueba limpio y seco coloca trozos de hojas secas y los trozos de carne.
2. Con la ayuda de una pinza calienta primero un tubo hasta observar el desprendimiento de vapor.
Repite la operación con el otro tubo. Observa y contesta las preguntas 1, 2 y 3:
3. Utilizando los residuos de los procedimientos anteriores, calienta ambos tubos hasta su total
evaporación. Observa y contesta las preguntas 4, 5 y 6:
Preguntas
Hojas secas
Trozo de carne
1. ¿Qué observas?
2. ¿Qué sustancia observa en las
paredes del tubo de prueba?
3. ¿Qué se está demostrando con
esta experiencia?
4. ¿Qué observas?
5. ¿Existen diferencias entre los
residuos obtenidos y los trozos de
carbón?
este procedimiento?
Procedimiento B:
1. En un tubo de prueba coloca trozos de uñas y en otro cabellos somételos al calor hasta que
desprenda vapores, abanica los vapores para que puedas percibir los olores (no huelas
directamente). Observa y contesta:
Preguntas
Uñas
Cabellos
1. Describe lo observado
2. ¿A qué se asemeja el olor?
------------------------------------------------
3. ¿Dicho olor es característico de
qué elemento?
------------------------------------------------
este procedimiento
33
Conclusiones: ___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2. EL AGUA
2.1 Importancia biológica de las soluciones
2.3 Carácter bipolar y enlaces intermoleculares del agua
2.4 Funciones del agua en los organismos
34
2.0
EL AGUA
2.1 Importancia biológica de las soluciones
2.3 Carácter bipolar y enlaces intermoleculares del agua
2.4 Funciones del agua en los organismo
Recuerdalo
¿Qué aprendí?
Experimenta
35
EL AGUA
El agua es una biomolécula inorgánica. Se trata de la biomolécula más
abundante en los seres vivos. En las medusas, puede alcanzar el 98% del
volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta.
Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o
tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras
estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca
cantidad de agua en su composición.
1.- Consideras que el agua es de vital importancia para la vida, ¿Por qué?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2.- Menciona los elementos básicos que componen al agua.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3.- ¿Qué porcentaje de agua existe en nuestro globo terráqueo?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4.- Consideras que los seres humanos podríamos existir sin este líquido.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5.- Menciona por lo menos tres propiedades específicas del agua.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________
6.- Escribe algunas funciones que básicas del agua en el organismo.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
36
Nombre
Competencia
Genérica
2.1 Importancia biológica del agua
No.
Competencia 4: escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas
conclusiones a partir de ellas.
Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana
Identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir
de ellas.
Competencia
Disciplinaria
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes
El alumno será capaz de analizar y hacer conciencia de la importancia que tiene
Instrucciones
el agua en nuestro organismo y en nuestro planeta, así como podrá identificar las
para el Alumno
funciones, las propiedades y bondades del agua.
Saberes
adquirir
Importancia
biológica de las
soluciones,
propiedades
generales del agua,
a carácter bipolar y
enlaces
intermoleculares del
agua, funciones del
agua en los
organismos.
Definir y relacionar conceptos, haciendo uso
de la comunicación escrita y verbal, llevando
a cabo la estrategia analítica de fomento
ecológico (investigación de campo), trabajo
en equipo las distintas propiedades,
funciones y carácter bipolar e intermolecular
del agua, realizar ejercicios en el aula.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
37
2.1 IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL AGUA
Las propiedades del agua permiten aprovechar esta molécula para
algunas funciones para los seres vivos. Estas funciones son las
siguientes:
Disolvente universal: El agua, debido a sus
propiedades
fisicoquímicas, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas
polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el
agua.
Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen disolvente, por su elevada
constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de ionización.
Función estructural: Por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y
resistencia.
Función de transporte: Por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y
por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus
moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.
Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante
entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.
Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el
agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de
calor o cediendo energía si es necesario.
38
Nombre
2.1 Importancia biológicas del agua
No.
1
Instrucciones Observa detenidamente los contenidos sobre este tema y analiza los
para el Alumno ejemplos que se dan en este apartado
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Manera
Orden y
Didáctica
Responsabilidad
de
Lograrlas
Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones
Realiza el análisis de la importancia biológica del agua y comenta en clase
las dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas
por el profesor.
SERES VIVOS
PROPIEDAD DE
VAPORIZACIÓN
NUESTRO
PLANETA
SALUD
El 65% de los seres humanos esta constituido por agua.
Es importante para
llevar a cabo el ciclo
del agua, y una de
sus propiedades es
vaporización.
Es vital cuidar este recurso por que ¾ partes de nuestro planeta es agua salada y únicamente ¼ es agua dulce.
39
El agua ayuda a depurar lo que nuestro cuerpo no necesita.
Nombre
¿Qué aprendí?
No
1
Instrucciones Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
para el Alumno bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o a tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad,
Respeto y
Trabajo en
equipo
Manera
Didáctica de
Lograrlas
tendrás
El alumno investiga acerca de la importancia del agua en nuestro
planeta y lo comunica a sus compañeros.
Explique brevemente la importancia de las soluciones (agua) en nuestra vida
cotidiana.
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________
40
Nombre
¿Cuánto sabes?
No
.
1
para el Alumno bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responder
adecuadamente
el
cuestionamiento usando otras fuentes
de información, así, podrás tener
mayores habilidades y destrezas para
lograrlo.
El alumno investiga acercas de la importancia del agua, a través del ciclo
del agua.
PRÁCTICA EL CICLO DEL AGUA.
Objetivo: Conocer los elementos que participan en el ciclo hidrológico, así como el origen de cada
uno de ellos y pueda aprovecharlos en la vida diaria.
Las fases que sigue el ciclo hidrológico son:
1) Evaporación
2) Condensación
3) Precipitación
4) Escurrimiento
5) Filtración
Material
a)
Soportes universales
b)
Aro metálico
c) Rejilla de asbesto
a) Mechero de Bunsen
b) Matraz de destilación
c) Pinzas
d) Tubo de Látex
e) Refrigerante
f) Tubo de ensayo
g) Gradilla
h) Embudo
i) Papel Fieltro
j) Tierra arenosa.
41
Procedimiento
1.- Coloca sobre la tela de asbesto el matraz de destilación: sujétalo por el cuello con las pinzas y
éstas al soporte universal.
2.- Conecta con el tubo de látex chico, el tubo del refrigerante con el tubo del matraz de destilación
3.- Acopla la manguera inferior del refrigerante en la llave del agua fría y la superior en el drenaje.
Abre la llave del agua para que ésta circule por el refrigerante.
4.- Coloca al final del refrigerante la gradilla con el tubo de ensayo. Sobre éste acomoda el embudo
con el papel filtro y agrega la tierra.
5.- Agrega al matraz 1OO ml. De agua, enciende el mechero de Bunsen y colócala debajo del aro
metálico. Calienta el agua del matraz hasta que hierva y se inicie la evaporación del agua.
6.- Observa que ocurre en las paredes del matraz en las del refrigerante, anota tus observaciones
en la línea correspondiente.
7.- Recoge dentro del embudo, el agua que empieza a gotear del agua de
Observaciones
1.- Escribe Sobre la línea la fase del ciclo hidrológico que se representa en el modelo.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2.- Calentar el agua en el matraz hasta que hierva, representa la fase de refrigerante.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
3.- ¿En qué estado se encuentra el agua del matraz que sube hacia el refrigerante?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4.- La fase se representa cuando el agua está en el refrigerante es la de:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
5.- El goteo representa la fase de:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
6.- El proceso de agua a través de la tierra representa la fase de:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
42
Nombre
2.2 PROPIEDADES GENERALES DEL AGUA
No.
Competencia
Genérica
contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas
apropiadas
Competencia
Disciplinaria
pertinentes.
El alumno será capaz de analizar los conceptos de materia, energía, sus
Instrucciones
para el Alumno propiedades así como los cambios que esta sufre en la naturaleza.
Saberes
adquirir
Importancia
biológica de las
soluciones,
propiedades
generales del agua,
enlaces
agua, funciones del
agua en los
organismos.
Definir y relacionar conceptos, haciendo
uso de la comunicación escrita y verbal,
llevando a cabo la estrategia analítica de
fomento ecológico (investigación de
campo), trabajo en equipo las distintas
propiedades, funciones y carácter bipolar
e intermolecular del agua, realizar
ejercicios en el aula.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
43
2.2 PROPIEDADES GENERALES DEL AGUA
¿CUÁLES SON LAS PROPIEDADES DEL AGUA?
Propiedades bioquímicas
Los seres vivos se han adaptado para utilizar químicamente el
agua en dos tipos de reacciones:
En la fotosíntesis en la que los enzimas utilizan el agua como
fuente
de
átomos
de
hidrógeno.
En las reacciones de hidrólisis, en que los enzimas hidrolíticos han
explotado la capacidad del agua para romper determinados enlaces
hasta degradar los compuestos orgánicos en otros más simples,
durante los procesos digestivos.
Propiedades físico-químicas
El agua presenta las siguientes propiedades físico-químicas:
• Acción disolvente.
El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta
propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras
sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas
polares del agua. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones
importantes para los seres vivos: es el medio en que transcurren las mayorías de
las reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a
través de sistemas de transporte acuosos.
• Fuerza de cohesión entre sus moléculas.
Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando
una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.
• Elevada fuerza de adhesión.
De nuevo los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al
establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la
cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia
bruta desde las raíces hasta las hojas.
44
• Gran calor específico.
El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes
de hidrógeno. Su temperatura desciende más lentamente que la de otros
líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite
al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los
cambios bruscos de temperatura.
• Elevado calor de vaporización.
A 20° C se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo
que da idea de la energía necesaria para romper los puentes de
hidrógeno establecidos entre las moléculas del agua líquida y,
posteriormente, para dotar a estas moléculas de la energía cinética
suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor.
• Elevada constante dieléctrica.
Por tener moléculas bipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como
las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos.
Las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto,
llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por
moléculas de agua. Este fenómeno se llama solvatación iónica.
• Bajo grado de ionización.
De cada 107 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada. H2O H3O+ + OH-.
Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy
baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido o una base,
aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente.
Propiedades organolépticas
El agua pura es incolora, inodora e insípida. No obstante, en el medio natural el agua dista mucho
de ser pura y presenta unas propiedades específicas que afectan a los sentidos. Estas propiedades
se denominan propiedades organolépticas y afectan al gusto, al olor, al aspecto y al tacto,
distinguiéndose: temperatura, sabor, olor, color y turbidez.
45
Nombre
2.2 propiedades generales del agua
No.
1
Instrucciones Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
este apartado, y los clasifica según la propiedad que le corresponda.
para el
Alumno
Manera
Orden, Respeto y
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
formar
de
Lograrlas
Competencia Competencia 7: aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida
s Genéricas a Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones
Desarrollar
Realiza el análisis de elementos y compuestos, comenta en clase las
Manera
Didáctica de dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por
el profesor.
Lograrlas
Ejemplos de algunas propiedades físicas del agua.
46
Nombre
¿Qué aprendí?
No
1
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad,
Respeto y
Trabajo en
equipo
Manera
Didáctica de
Lograrlas
tendrás
Conteste las siguientes preguntas:
1.- Mencione con sus propias palabras la definición de:
Acción disolvente:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Elevada fuerza de adhesión:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Elevado calor de vaporización:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2.- En que aplicamos el término constante dieléctrica.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3.- Expresa mediante un dibujo las propiedades organolépticas.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4.- De cada 107 moléculas de agua, ¿Cuántas moléculas se encuentran ionizadas?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
47
Nombre
¿Cuánto sabes?
No
.
1
Instrucciones Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
para el Alumno química, si tienes duda pide ayuda tu profesor o a tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Disciplinarias
a Desarrollar
Orden y Respeto
tendrás
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a
preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Actividad experimental
EFECTO DE LOS SOLUTOS SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA OBJETIVO: Evaluar el cambio de las propiedades físicas del agua por la adición de solutos. FUNDAMENTO:
Investigue de acuerdo al nombre y objetivo de la práctica. MATERIALES Y EQUIPO
3 Vasos de precipitado de 250 ml
3 Vasos de precipitado de 100 ml
1 Mechero Bunsen
1Tela de asbesto
1 termómetro de 0 a 260 °C
1 Tripié
1 Probeta de 50 ml 48
SUSTANCIAS: 100 g de Cloruro de sodio (sal de mesa), Hielo TÉCNICA:
a) Punto de ebullición del agua
1. Colocar 50 ml de agua destilada en cada vaso de precipitado de 100 ml.
2. Colocar al primer vaso 20 g de cloruro de sodio y al segundo 40 g, mientras que el tercer vaso se
deja sin cloruro de sodio (vaso control).
3. Someter cada vaso a ebullición y medir la temperatura de la misma.
4. Relacionar el efecto del soluto sobre el punto de ebullición del agua.
b) Punto crioscópico del agua
5. Colocar en cada vaso de precipitado de 250 ml aproximadamente 8 cubos de hielo y pesar la
cantidad de hielo en cada vaso.
6. Colocar al primer vaso 10 g de cloruro de sodio y al segundo 20 g, mientras que el tercer vaso se
deja sin cloruro de sodio (vaso control). Esparcir la sal en los vasos 1 y 2 de forma homogénea.
7. Después de 30 min medir con una probeta de 50 ml la cantidad de agua licuada en los vasos,
determinar el % de agua liberada del hielo y medir la temperatura en cada vaso de hielo.
8. Relacionar el efecto del soluto sobre el punto crioscópico del agua. OBSERVACIONES
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________ CUESTIONARIO:
1.- Explica cuáles otras propiedades coligativas del agua se ven afectadas por la presencia de
solutos.
_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2.- ¿Qué aplicaciones tiene la medición de punto de ebullición y de punto crioscópico en los
alimentos en general? 3.- Enlista ejemplos de alimentos donde se mida de forma cotidiana estas propiedades. 4.- Menciona ejemplos de sustancias que sean utilizadas en alimentos para cambiar sus
propiedades. CONCLUSIONES:
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
49
Nombre
Competencia
Genérica
Competencia
Disciplinaria
2.3 CARÁCTER BIPOLAR Y ENLACES
INTERMOLECULARES DEL AGUA
No.
Categoría: Piensa, critica y reflexiona
Competencia 5: Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a
partir de métodos establecidos.
Atributos:
*Construye hipótesis y diseña, aplica modelos para probar su validez.
*Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir
conclusiones y formular nuevas preguntas.
pertinentes.
Instrucciones
para el Alumno propiedades así como los cambios que esta sufre en la naturaleza.
Saberes
adquirir
Importancia
biológica de las
soluciones,
propiedades
generales del agua,
enlaces
agua, funciones del
agua en los
organismos.
Definir y relacionar conceptos, haciendo
uso de la comunicación escrita y verbal,
llevando a cabo la estrategia analítica de
fomento ecológico (investigación de
campo), trabajo en equipo las distintas
propiedades, funciones y carácter bipolar
e intermolecular del agua, realizar
ejercicios en el aula.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
50
2.3 CARÁCTER BIPOLAR Y ENLACES INTERMOLECULARES DEL AGUA
CARACTER BIPOLAR
El agua es una molécula polar porque presenta polaridad eléctrica, con un
exceso de carga negativa junto al oxígeno compensado por otra positiva
repartida entre los dos átomos de hidrógeno; los dos enlaces entre
hidrógeno y oxígeno no ocupan una posición simétrica, sino que forman un
ángulo de 104º 45′.
El agua tiene propiedades inusualmente críticas para la vida: es un buen
disolvente y tiene alta tensión superficial. El agua pura tiene su mayor
densidad a los 3,98°C: es menos densa al enfriarse o al calentarse, ya que
al llegar a convertirse en agua sólida (hielo) las moléculas se unen y forman una figura como un
panal, lo que la hace menos densa. Como una estable molécula polar prevalente en la atmósfera,
tiene un importante papel en la atmósfera como absorbente de radiación infrarroja, crucial en el
efecto invernadero. El agua también tiene un calor específico inusualmente alto, importante en el
regulamiento del clima global.
El agua es un buen disolvente y disuelve muchas sustancias, como las diferentes sales y azúcares,
y facilita las reacciones químicas lo que contribuye a la complejidad del metabolismo. Algunas
sustancias, sin embargo, no se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias
hidrofóbicas. Membranas celulares compuestas de lípidos y proteínas, toman ventaja de esta
propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos y químicos externos. Esto se
facilita en parte por la tensión superficial del agua.
Las gotas de agua son estables debido a su alta tensión superficial. Esto se puede ver cuando
pequeñas cantidades de agua se ponen en superficies no solubles como el vidrio: el agua se queda
junta en forma de gotas. Esta propiedad es importante en la transpiración de las plantas.
Una propiedad del agua simple pero ambientalmente importante es que su común forma sólida, el
hielo, flota en el líquido. Esta fase sólida es menos densa que el agua líquida debido a la geometría
de los fuertes enlaces de hidrógeno formados solo a temperaturas bajas.
Para casi todas las demás sustancias y para todas las otras once fases no comunes del hielo de
agua excepto ice-XI, la forma sólida es más densa que la forma líquida. El agua fresca presenta la
máxima densidad a 3,8 °C, ascendiendo por convección tanto cuando su temperatura aumenta
como cuando disminuye desde ese valor. Este revés causa que el agua profunda permanezca más
caliente que la ligera agua congelada, por lo que el hielo en un cuerpo de agua se formará primero
en la superficie y crecerá hacia abajo, mientras que la mayor parte del agua bajo del hielo
permanecerá a 3,8 °C. Esto efectivamente aísla el fondo de un lago del frío exterior.
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal.
Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes
de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica
(alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas
51
+ y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares). También las moléculas de agua pueden disolver
a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.
En el caso de las disoluciones iónicas, los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua,
quedando “atrapados” y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o
solvatados. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el
disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida,
se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras
sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica
(alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos
que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares).
También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se
disocian formando disoluciones iónicas.
En el caso de las disoluciones iónicas, los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua,
quedando “atrapados” y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o
solvatados. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
-Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo
-Sistemas de transporte
ENLACES INTERMOLECULARES
Al estar el agua en estado sólido, todas las moléculas se encuentran unidas
mediante un enlace de hidrógeno, que es un enlace intermolecular y forma una
estructura parecida a un panal de abejas, lo que explica que el agua sea menos
densa en estado sólido que en el estado líquido. La energía cinética de las
moléculas es muy baja, es decir que las moléculas están casi inmóviles.
Una de las peculiaridades del agua es que al congelarse es que al congelarse
tiende a expandirse y disminuir su densidad.
52
2.3 CARÁCTER BIPOLAR Y ENLACES
Nombre
No.
1
INTERMOLECULARES DEL AGUA
este apartado, y los clasifica según la propiedad que le corresponda.
para el
Alumno
Manera
Orden, Respeto y
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
formar
de
Lograrlas
Desarrollar
Manera
Didáctica de dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por
el profesor.
Lograrlas
Mencione su perpectiva de los ejemplos anteriores con respecto al carácter bipolar del agua
y sus enlaces intermoleculares .
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
H
H
C
H
53
O
H
Nombre
¿Qué aprendí?
No
1
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad,
Respeto y
Trabajo en
equipo
Manera
Didáctica de
Lograrlas
tendrás
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS:
Explica con tus propias palabras lo que entendiste por carácter bipolar. _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
¿Por qué se considera que el agua es una molécula polar?
______________________________________________________________________________
¿Cómo se lleva a cabo el enlace intermolecular del agua?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________
¿Por qué el agua es considerada como el disolvente universal?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Mencione las dos funciones responsables de la capacidad disolvente.
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
54
Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
1
Instrucciones Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
Actitudes a
formar
Competencias
Disciplinarias
a Desarrollar
Utilizando esta guía, y ejercicios de otras
fuentes de información y
tendrás
Orden y Respeto
mayores habilidades y destrezas para
lograrlo.
experimentos pertinentes
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Como actividad práctica opcional en el laboratorio podemos plantear
con ayuda del profesor, el diseño de una teórica y ejemplificarla con
Nombre
Competencia
Genérica
Competencia
Disciplinaria
2.4 FUNCIONES DEL AGUA EN LOS ORGANISMOS
Categoría: Piensa, critica y reflexiona
Competencia 5: Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas
a partir de métodos establecidos.
Atributos:
*Construye hipótesis y diseña, aplica modelos para probar su validez.
*Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir
conclusiones y formular nuevas preguntas.
experimentos pertinentes.
55
No.
Instrucciones
para el Alumno
Saberes
adquirir
propiedades así como los cambios que esta sufre en la naturaleza.
Importancia biológica de
las soluciones,
propiedades generales del
a agua, carácter bipolar y
enlaces intermoleculares
del agua, funciones del
agua en los organismos.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
Definir y relacionar conceptos,
haciendo uso de la comunicación
escrita y verbal, llevando a cabo
la estrategia analítica de fomento
ecológico
(investigación
de
campo), trabajo en equipo las
distintas propiedades, funciones y
carácter bipolar e intermolecular
del agua, realizar ejercicios en el
aula.
2.4 FUNCIONES DEL AGUA EN LOS ORGANISMOS
Su abundancia en un ser vivo (o en una parte de él) está en estrecha relación
con la actividad metabólica que éste realice, y también con la composición del
medio en que se desenvuelva. (En general, a mayor cantidad de agua, menor
actividad metabólica).
El agua constituye la sustancia mayoritaria en los seres vivos (65% a 95% de
su peso) y la vida es posible gracias a las poco frecuentes y singulares
propiedades físico-químicas que presenta (particularmente su estructura
molecular y su carácter polar), responsables, a su vez, de sus funciones
biológicas.
Veamos tales propiedades y las funciones asociadas:
1) La gran fuerza de cohesión entre sus moléculas es la responsable de que sea un líquido
prácticamente incomprensible, capaz de dar volumen y turgencia a muchos seres vivos uni o
pluricelulares (piénsese en el esqueleto hidrostático en las plantas).
Esta fuerza permite las deformaciones de algunas estructuras (por ejemplo, el citoplasma),
sirviendo como lubricante en zonas de contacto (articulaciones) para evitar rozamientos (función
amortiguadora mecánica).
2) Su elevado calor específico hace que el agua puede absorber una gran cantidad de calor (es
una forma de energía), mientras que su temperatura sólo asciende ligeramente, ya que parte de
esa energía habrá sido utilizada en romper los enlaces de H entre sus moléculas.
Esta propiedad hace que el agua funcione como un buen amortiguador térmico que mantiene la
temperatura interna de los seres vivos a pesar de las variaciones externas.
56
3) Su alto calor de vaporización hace que el agua absorba mucho calor al pasar del estado líquido
al gaseoso, ya que, para que una molécula se separe de las adyacentes, han de romperse los
puentes de H y, para ello, se necesita una gran cantidad de energía (alrededor de 1500 calorías
para evaporar un gramo de agua).
Así, cuando el agua se evapora en la superficie de una planta o de un animal, absorbe gran parte
del calor del entorno. Esta propiedad es utilizada como mecanismo de regulación térmica.
4) Agua posee también una elevada constante dieléctrica. Esta propiedad del agua hace que las
sales y otros compuestos iónicos se disocien en sus cationes y aniones, los cuales son atraídos
con fuerza por los dipolos de agua y se impide su unión. Asimismo, debido a su polaridad, el agua
disuelve con facilidad otros compuestos no iónicos, pero que poseen grupos funcionales polares
(alcoholes, aldehídos, cetonas, etc.) al establecer enlaces de H entre ellos.
Todo ello convierte al agua en la sustancia disolvente más importante. A su
vez, esta capacidad es responsable de dos funciones del agua en los seres
vivos:
a) Es vehículo de transporte para la circulación de sustancias en el interior
de los organismos y en su intercambio con el exterior.
b) Es el medio donde transcurren las reacciones bioquímicas, ya que la
mayor parte de las biomoléculas se encuentra disuelta en ella y necesita un medio acuoso para
interaccionar.
5) Su gran fuerza de adhesión (alta tensión superficial) se debe a la tendencia a formar enlaces de
H entre las moléculas de agua (cohesión) y de éstas con otras moléculas polares (adhesión).
Ello hace responsable al agua de todos los fenómenos relacionados con la capilaridad (por
ejemplo, el ascenso de savia bruta por el xilema de las plantas) y con el desplazamiento de los
organismos sobre ella. 57
Mencione por lo menos cinco características y funciones fundamentales del agua en los
organismos de los seres vivos, así como en la naturaleza misma.
Realiza un mapa conceptual de los conocimientos adquiridos en
Como actividad práctica opcional en el laboratorio podemos plantear con ayuda
del profesor, el diseño de una pequeña experiencia para medir el porcentaje de
agua que requiere una semilla de frijol para que se convierta en una planta.
NOTA: Se requerirá de observación continua, medir gradualmente la cantidad de
agua suministrada a la semilla hasta el momento de su transformación.
58
OBSERVACIÓN:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
CÁLCULOS.
CONCLUSIÓN:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
59
AMINOÁCIDOS
3.0
3.2 Propiedades generales
Recuérdalo
¿Cuanto sabes?
Realízalo
60
AMINOÁCIDOS El organismo humano necesita para el crecimiento y la reparación de sus
tejidos de proteínas, constituidas de aminoácidos en cantidades
necesarias, cuando le falta alguno de éstos, no se puede fabricar la
proteína
que
se
requiere
para
la
función
demandada.
Todas las especies vivas son capaces de sintetizar algunos de los veinte aminoácidos de las
proteínas, la mayoría de las plantas y bacterias pueden sintetizar a los veinte, no obstante los
humanos y otros animales sólo diez de ellos. A estos aminoácidos que el humano no puede
sintetizar pero que su organismo los requiere se les llaman aminoácidos esenciales.
La deficiencia de proteínas por falta de aminoácidos esenciales da lugar a una enfermedad
conocida como: Kwashiorkor que afecta el color y la textura del cabello del niño, desarrolla un
hígado graso y el abdomen se va ensanchando, si además la dieta es baja en calorías ocasiona el
desgaste de la masa corpuscular.
9
expresa
ideas
y
conceptos
mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o graficas
9
identifica las ideas claves en un texto o discurso oral
ATRIBUTOS DE
e infiere conclusiones a partir de ellas
LA
9
articula saberes de diversos campos y establece
COMPETENCIA
relaciones entre ellos y su vida cotidiana
Comprende el concepto y estructura de los aminoácidos y
RESULTADO DE aminas.
APRENDIZAJE Reconoce la importancia biológica de los aminoácidos y
aminas así como las propiedades generales de éstos.
61
Nombre
No.
1
Competencia
Genérica
cotidiana
de ellas.
pertinentes
Competencia
Disciplinaria
El alumno será capaz de comprender el concepto y estructura de los aminoácidos
Instrucciones
y aminas de interés.
para el Alumno
Saberes
adquirir
Estructura y nombre
de aminoácidos y
a
aminas de interés
materia
Definir y relacionar usando la comunicación
escrita, una metodología de investigación y
trabajo en equipo la estructura y nombre de
los aminoácidos y aminas de interés.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
AMINOÁCIDOS
Las proteínas están compuestas de unidades más simples llamadas aminoácidos,
los cuales se pueden considerar como la pieza de un rompecabezas que forman una gran
estructura. Los aminoácidos están compuestos químicamente por un grupo amino –NH2 (base) y
un grupo carboxílico –COOH (acido), de donde se desprenden precisamente su nombre; también
aparece un grupo r, el cual es muy variado químicamente y es especifico para cada aminoácido.
62
Las proteínas que constituye a los seres vivos están formadas por veinte aminoácidos básicos,
aunque se conoce un número mayor. A partir de ellos se pueden clasificar en naturales, los cuales
pueden ser producidos por el cuerpo humano y entre los que se encuentran; glicina, alanina,
argidina, serina, cisteína, tirosina, histidina, acido glutámico, glutamina, asparagina, glutamina y
prolina; mientras que las esenciales son: fenilalanina, isoleucina, leucina, metionina, triptófano,
treonina y valina.
AMINAS
Las aminas pueden considerarse como compuestos derivados del amoníaco (NH3) al sustituir uno,
dos o tres de sus hidrógenos por radicales alquílicos o aromáticos. Según el número de hidrógenos
que se substituyan se denominan aminas primarias, secundarias o terciarias.
Dicho de otra manera, el número de grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno determina que
la molécula sea clasificada como amina primaria (un grupo orgánico), secundaria (dos grupos) o
terciaria (tres grupos).
Si al menos uno de los grupos sustituyentes es un grupo arilo, entonces la amina
independientemente de ser primaria, secundaria o terciaria, será aromática.
Ejemplos:
63
Las aminas comprenden algunos de los compuestos biológicos más importantes que se conocen.
Ellas funcionan en los organismos vivos como biorreguladores, neurotransmisores, en mecanismos
de defensa y en muchas otras funciones más. Debido a su alto grado de actividad biológica
muchas aminas se emplean como medicamentos.
La adrenalina y la noradrenalina son dos hormonas secretadas en la médula de la glándula adrenal
y liberadas en el torrente sanguíneo cuando un animal se siente en peligro. La adrenalina causa un
aumento de la presión arterial y de las palpitaciones, lo que prepara al animal para la lucha. La
noradrenalina también causa un incremento de la presión arterial y está implicada en la transmisión
de los impulsos nerviosos.
La dopamina y la serotonina son neurotransmisores que se encuentran en el cerebro. Los niveles
anormales de dopamina se asocian con muchos desórdenes pisquiátricos, incluyendo la
enfermedad de Parkinson. La esquizofrenia se debe a la presencia de niveles anormales de
serotonina en el cerebro.
Nombre
Recuérdalo
No.
1
este apartado.
para el
Alumno
Manera
Orden
y
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
formar
de
Lograrlas
Desarrollar
Realiza el análisis diferenciando cuáles aminácidos son escenciales,
Manera
Didáctica de comenta en clase las dudas que resulten de manera que al final de la
sesión, sean aclaradas por el profesor.
Lograrlas
64
AMINOÁCIDO SÍMBOLO AMINOÁCIDO SÍMBOLO Alanina Ala Treonina Thr Valina ** Val Tirosina Tyr Leucina ** Leu Cisteína Cys Isoleucina ** Ile Asparragina Asn Fenilalanina ** Phe Glutamina Gln Metionina ** Met Aspártico Asp Prolina Pro Glutamico Glu Triptofano ** Trp Lisina Lys Glicina Gli Arginina Arg Serina Ser Histidina His 65
Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
1
Instrucciones Contesta las preguntas de acuerdo a tus conocimiento adquirido, si
para el Alumno tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
tendrás
El alumno investiga; analiza y realiza inferencias acerca de las
cuestiones presentadas.
Actividad
1.- ¿Qué grupos funcionales están presentes en las moléculas de los aminoácidos?
2.- ¿Cuántos aminoácidos diferentes forman parte de las proteínas?
3.- ¿Por qué razón debemos incluir en la dieta todos los aminoácidos esenciales?
4.- ¿De qué compuesto se derivan las aminas?
5.- Escribe la estructura de una amina terciaria.
6.- ¿Cuál es la importancia biológica de las aminas?
66
3.2. Propiedades generales
Nombre
No.
2
Competencia
Genérica
Competencia
Disciplinaria
pertinentes
El alumno será capaz de reconocer las propiedades tanto físicas y
Instrucciones
para el Alumno químicas que poseen los aminoácidos y aminas de interés.
Saberes
adquirir
a Propiedades
generales
usando la
de investigación y trabajo en equipo las
distintas propiedades de aminoácidos y
aminas.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
Propiedades Generales
Las aminas son compuestos incoloros que se oxidan con facilidad lo que permite que se
encuentren como compuestos coloreados. Los primeros miembros de esta serie son gases con olor
similar al amoníaco. A medida que aumenta el número de átomos de carbono en la molécula, el
olor se hace similar al del pescado. Las aminas aromáticas son muy tóxicas, se absorben a través
de la piel. Solubilidad: Las aminas primarias y secundarias son compuestos polares, capaces de
formar puentes de hidrógeno entre sí y con el agua, esto las hace solubles en ella. La solubilidad
disminuye en las moléculas con más de 6 átomos de carbono y en las que poseen el anillo
aromático. Punto de Ebullición: El punto de ebullición de las aminas es más alto que el de los
compuestos apolares que presentan el mismo peso molecular de las aminas .Esto hace que el
punto de ebullición de las aminas sea más bajo que el de los alcoholes del mismo peso molecular
Comportamiento químico: Las aminas se comportan como bases, esto es, son aceptadoras de
protones
67
Nombre
Recuérdalo
No.
2
este apartado
para el
Alumno
Manera
Orden y
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
formar
de
Lograrlas
Desarrollar
Realiza el análisis reconociendo las propiedades de las aminas, comenta
Manera
Didáctica de en clase las dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean
aclaradas por el profesor.
Lograrlas
68
PROTEÍMNAS
4.0
4.2 Estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria
4.1.3 Clasificación
4.1.4 Las proteínas en el metabolismo
Recuérdalo
¿Cuánto sabes?
Realízalo
69
PROTEÍNAS Los huevos son un alimento muy rico en proteínas y en nutrientes. El consumo de
un alimento como el huevo, tan rico en proteínas, nos puede ayudar con nuestro
objetivo de ganar masa muscular. Son necesarios dieta y ejercicio para ganar
masa muscular. Las proteínas son una de las macromoléculas naturales más
importantes para el correcto funcionamiento del cuerpo humano.
Nombre
Competencia
Genérica
Competencia
Disciplinaria
No.
1
pertinentes
12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo,
sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.
El alumno será capaz de comprender el concepto de proteína, conocer su
Instrucciones
para el Alumno estructura y reconocer su importancia.
Saberes
adquirir
4.1.1
Definición,
composición
e
a
importancia de las
proteínas
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
Definir y relacionar usando la comunicación
escrita, una metodología de investigación y
trabajo en equipo el concepto, composición e
importancia de las proteínas.
70
DEFINICIÓN, COMPOSICIÓN E IMPORTANCIA DE LAS PROTEÍNAS.
Las proteínas son macromoléculas muy complejas que se encuentran en la estructura celulares y
hacen posible las reacciones químicas del metabolismo celular. Ellas definen la identidad de cada
ser vivo en el planeta, ya que son bases de la estructura y función del código genético.
Las proteínas están constituidas básicamente por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno, a
través del cual se llevan acabo los enlaces químicos entre las unidades estructuradas que la
forman, razón por la que en todas las proteínas se encuentra buena cantidad de este elemento.
Otros elementos presentes en estas cadenas son el azufre, fósforo, hierro y cobre.
Las proteínas están compuestas de unidades más simples llamadas aminoácidos, los cuales se
pueden considerar como la pieza de un rompecabezas que forman una gran estructura.
Las proteínas participan de manera significativa en la estructura celular. El ser humano es en gran
medida una proteína estructural, condición que posibilita el crecimiento y desarrollo corporales. Por
otro lado, además de participar a nivel estructural, tienen gran importancia en cuanto a la
regulación de una infinidad de reacciones químicas celulares. Hormonas como la insulina son de
naturaleza proteica y ésta hace posible aprovechar los azúcares. Este problema da origen a la
diabetes, la cual actualmente afecta a gran parte de la población.
Nombre
Recuérdalo
No.
1
este apartado
para el
Alumno
Manera
Orden y
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
formar
de
Lograrlas
Desarrollar
Manera
Realiza un análisis de los ejemplos dados reconociendo la importancia que
Didáctica de
tiene en el organismo y relacionándolo con su clasificación.
Lograrlas
71
Investiga en internet o fuentes bibliograficas la cantidad en gramos de proteínas que
contienen los siguientes alimentos por cada 100 g de ellos y ordenalos en orden creciente
de valor proteico.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Clara de huevo
Pescado
Almendras
Pechuga de pavo
Pechuga de pollo
Carne de cerdo
Leche
72
Nombre
4.2 Estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria
Competencia
Genérica
Competencia 4: escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante
la utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas
Atributo: identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de
ellas
Competencia
Disciplinaria
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico,
consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes
Instrucciones
para el Alumno
El alumno será capaz de reconocer los 4 tipos de estructuras de las proteínas.
Saberes
adquirir
a
4.1.2 Estructuras:
primaria,secundaria,tercia
ria y cuaternaria
Manera Didáctica de
Lograrlos
Mediante
reconocer
proteicas.
No.
explicación
los 4 tipos
1
e
de
imágenes
estructuras
Estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos
componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función
de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
73
Estructura Secundaria.
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los
aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la
capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura
secundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria:
1. La a(alfa)-hélice
2. La conformación beta
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se
debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto
aminoácido que le sigue.
Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al
plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la
terciaria..
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte ,
enzimáticas , hormonales, etc.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los
radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:
•
el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.
•
los puentes de hidrógeno.
•
los puentes eléctricos.
•
las interacciones hifrófobas.
•
74
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles ( no
covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria,
para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas
polipeptídicas recibe el nombre de protómero.
75
Escribe el numero en el paréntesis según corresponda:
1.- Estructura primaria 2.- Estructura secundaria
cuaternaria
3.- Estructura Terciaria 4.- Estructura
(
)
(
)
(
)
(
)
CLASIFICACION DE PROTEINAS
Dependiendo del criterio de clasificación que utilicemos, las proteínas se pueden agrupar de
diversas maneras. La clasificación que incluimos en la tabla se basa en su composición y las
divide en: simples (si al hidrolizarse sólo producen aminoácidos) y conjugadas (si poseen
una parte proteica y otra no proteica, el grupo prostético). A su vez las simples, se clasifican
según su estructura en filamentosas y globulares, y dentro de éstas, según el tipo de función
que desempeñan. Las conjugadas se clasifican según la naturaleza del grupo prostético.
76
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Colágeno. Forman parte de los tejidos
óseos, cartilaginoso y conjuntivo.
Proteínas fibrosas o escleroproteínas.
Forma alargada o fibrosa. Estructura hélice. Insolubles en agua. Función
estructural.
Proteínas simples u
holoproínas. Formadas
exclusivamente por
aminoácidos, en forma de
cadenas polipeptídicas (según
su forma,
pueden ser)
Proteínas globulares o esferoproteínas.
De forma esférica y solubles en agua o
disoluciones polares.
Elastinas. Forman una matriz elástica. Se
encuentran en los pulmones, arterias, etc.
Queratinas. Aparecen en formaciones
epidérmicas como uñas, cuernos, plumas y
pelos.
Albúminas. Constituyen la fracción
principal de las proteínas plasmáticas.
Regula la presión osmótica de la sangre y
constituye la reserva principal de proteínas
del organismo. Transportan hormonas,
ácidos grasos, etc.
Globulinas. Incluyen α y β- globulinas
(asociadas en la hemoglobina), las globulinas (anticuerpos),...
Protaminas e histonas. Asociadas al ADN
en los cromosomas.
Mucoproteínas, secretan mucus
Glucoproteínas. Su grupo prostético es un Algunas hormonas (FSH, LH,...)
azúcar como la glucosa unido a la proteína Membranas celulares, transporte de
mediante un enlace covalente.
sustancoias
Fibrinógenos: grupos sanguíneos
Proteínas conjugadas o
heteroproteínass Formadas
por cadenas peptídicas y
sustancias naturales no
proteicas, llamada grupo
prostético (según la
naturaleza química de su
grupo prostético pueden ser)
Cromoproteínas. Su grupo prostético es
una sustancia coloreada o pigmento.
No porfirínicas. Como la
hemocianina.(azul)
Lipoproteínas. Su grupo prostético es un
lípido polar o neutro unido a la proteína
mediante un enlace no covalente.
Nucleoproteínas. Su grupo prostético es un
ácido nucleico.
Fosfoproteínas. Su grupo prostético es el
ácido fosfórico.
77
Porfirínicas. Poseen un anillo tetrapirrólico
con un catión en su interior. Ej.
Hemoglobina (rojo-sangre)
LDL: (lipoproteína de densidad baja)
transporta colesterol desde el hígados a las
células y tejidos
HDL: (lipoproteína de densidad alta)
transporta colesterol hasta el hígado para ser
destruido.
LAS PROTEINAS EN EL METABOLISMO
Las proteínas son los únicos compuestos orgánicos que contienen nitrógeno, además de carbono,
hidrógeno y oxígeno. De los tres nutrientes esenciales para el hombre (proteínas, grasas e hidratos
de carbono), las proteínas son indudablemente los más importantes.
Nuestro organismo no las almacena, y por tanto, no tiene reservas metabólicas, por lo que es
necesario ingerir diariamente una cantidad suficiente de ellas.
La digestión de las proteínas se inicia típicamente en el estómago, cuando el pepsinógeno es
convertido a pepsina por la acción del ácido clorhídrico, y continúa por la acción de la tripsina y la
quimotripsina en el intestino. Las proteínas de la dieta son degradadas a péptidos cada vez más
pequeños, y éstos hasta aminoácidos y sus derivados, que son absorbidos por el epitelio
gastrointestinal. La tasa de absorción de los aminoácidos individuales es altamente dependiente de
la fuente de proteínas. Por ejemplo, la digestibilidad de muchos aminoácidos en humanos difiere
entre la proteína de la soja y la proteína de la leche y entre proteínas de la leche individuales, como
beta-lactoglobulina y caseína Para las proteínas de la leche, aproximadamente el 50% de la
proteína ingerida se absorbe en el estómago o el yeyuno, y el 90% se ha absorbido ya cuando los
alimentos ingeridos alcanzan el íleon.
Además de su rol en la síntesis de proteínas, los aminoácidos también son una importante fuente
nutricional de nitrógeno. Las proteínas, al igual que los carbohidratos, contienen cuatro kilocalorías
por gramo, mientras que los lípidos contienen nueve Kcal., y los alcoholes, siete Kcal. Los
aminoácidos pueden ser convertidos en glucosa a través de un proceso llamado gluconeogénesis.
FUNCIONES DE LAS PROTEINAS
-Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:
Ciertas glucoproteinas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores
o facilitan el transporte de sustancias.
ESTRUCTURAL Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.
-Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:
El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.
La elastina del tejido conjuntivo elástico.
La queratina de la epidermis.
-Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los
capullos de seda, respectivamente.
ENZIMATICA -Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan
como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.
78
HORMONAL REGULADORA -Algunas hormonas son de naturaleza protéica, como la insulina y el glucagón (que regulan
los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del
crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la
calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
-Algunas proteinas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular
(como la ciclina).
-Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas
HOMEOSTATICA amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.
Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.
La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar
hemorragias.
Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.
DEFENSIVA Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son
proteínas fabricadas con funciones defensivas.
La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.
La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados.
La mioglobina transporta oxígeno en los músculos.
Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre.
Los citocromos transportan electrones.
TRANSPORTE CONTRACTIL La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.
RESERVA La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la
cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión.
La lactoalbúmina de la leche.
79
ACIDOS NUCLEICOS
5.0
5.1 Estructura de los nucleótidos, y su nomenclatura
5.2 Composición Química del DNA y del RNA
5.3 Función e importancia del DNA y RNA
Recuerdalo
¿Cuanto sabes?
Realízalo
80
ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleídos son macromoléculas. Dentro de los ácidos existen dos tipos:
Ácido desoxirribonucleico (ADN).
Ácido ribonucleico (ARN).
Al definirlos podríamos decir que son los mensajeros químicos de la información genética de las
células. Se localizan tanto en núcleos celulares como en las mitocondrias, cloroplastos, bacterias y
virus.
ADN
Las cadenas complementarias apareadas del ADN conforman una molécula
antiparalela,
debido
a
que
corren
en
direcciones
opuestas.
Las funciones principales son almacenar y trasmitir la información genética, así
como determinar el crecimiento y el desarrollo de todas aquellas formas de vida,
ya
que:
Mantiene
la
identidad
de
las
especies
biológicas.
Permite
la
variación
entre
individuos.
Presenta cambios en varios periodos, lo que ha determinado la evolución y
mutación.
Origina
muchas
formas
de
distintas
célula
y
tejidos.
Da origen a las proteínas que todos los seres vivos requerimos.
ARN
Es usualmente un ácido nucleico de una cadena que se caracteriza por la
presencia de uracilo y ribosa que forman estructuras tridimensionales con
risos y fibras. Existen diferentes tipos de ARN, cada uno con un papel
biológico
especifico.
Código genético, mecanismo mediante el cual la información genética
contenida en el ácido desoxirribonucleico (ADN) de los cromosomas se
transcribe a otro ácido nucleico llamado ácido ribonucleico (ARN) y a
continuación a las proteínas. El código genético es indispensable para realizar, a partir de la doble hélice de
los genes formada por nucleótidos, la síntesis de proteínas, que son cadenas de aminoácidos; cada proteína
tiene una secuencia precisa de aminoácidos.Están entregados y escritos en un lenguaje que sólo puede ser
interpretado por la maquinaria o encargada de la síntesis.
En la naturaleza existen 20 aminoácidos cada uno de ellos esta codificado por tres nucleótidos que en el
ARN se llaman codones (se combinan por tres nucleótidos porque la combinación genera 20 aminoácidos).
En el ARN se cambia la Timina (T) por el Uracilo (U), el proceso por el cuál se llama
transcripción y ocurre por acción de enzimas específicas.
81
NOMBRE
Competencia Genérica
5
Se expresa y se comunica 4.‐Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas. 9
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o graficas
9
Identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere
9 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre
ellos y su vida cotidiana
Competencia Disciplinaria
Propone estrategias de solución, preventivas y correctivas a problemas relacionados con la salud, a nivel personal y social, para favorecer el desarrollo de su comunidad.
Instrucciones
para el Alumno
Lecturas selectas del tema.
Saberes a
adquirir
Aprende a conocer las distintas
estructuras de los ácidos núcleicos,
clasificación y función en el desarrollo
de sus estructuras.
Reconoce que los ácidos núcleicos
son básicos para la vida, y que son
fundamentales para determinar la
herencia y los rasgos genéticos
82
No.
Mediante trabajo en
Manera
equipo. Define Didáctica conceptos, usando la
de
Lograrlos comunicación escrita,
con una metodología
de investigación.
EVALUACIÓN DIAGNOSTICA Conocimientos previos de los alumnos identificando las habilidades
y destrezas que dominan. Contesta las siguientes preguntas
1: Un nucleótido contiene
a)
b)
c)
d)
una pentosa
una base nitrogenada
un aminoácido
acido fosforico
2: Las bases nitrogenadas propias del ADN son:
a) adenina,timina,guanina, uracilo
b) citosina, uracilo, guanina, timina
c) adenina, guanina, citosina, timina
3: Una de las siguientes afirmaciones es falsa:
a) El ARN contiene uracilo, el ADN contiene timina
b) El ARN es de cadena sencilla, el ADN es de cadena doble
c) El ARN nunca se encuentra en el núcleo, el ADN nunca se encuentra en el citoplasma
Estructura. El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos
permitió la elucidación del código genético, la determinación del
mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de
transmisión de la información genética de la célula madre a las células
hijas
Los ácidos nucleicos junto con las proteínas son las macromoléculas más
abundantes en las células. Son polinucleótidos porque sus monómeros
son nucleótidos. Todo son cadenas covalentes lineales.
83
Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar;
ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN.
Estructura ADN
Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y
los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el
esqueleto del polinucleótido.
En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las
purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y
C (Citosina) . En el caso del ARN también son cuatro bases, dos
purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C
y U (Uracilo). Estructura primaria de los ácidos nucleicos: formada por la secuencia de nucleótidos. No existe
ninguna restricción respecto a la secuencia de bases.
Estructura secundaria de los ácidos nucleicos: tridimensional, mantenida por interacciones débiles.
Modelo estructural de la doble hélice propuesto por Watson y Crick. Se basaron en las experiencias
de Chargaff en cuanto a la composición de bases. Descubrió que la cantidad de adenina era igual a
la de timina y que la de citosina igual a la de guanina, basándose en difracción de rayos X. Resultó
que una timina siempre tenía delante una adenina, y una citosina tenía una guanina
Estructura del ARN.
Los nucleótido está orientados en dirección 5'3'. No existe la
timina y en su lugar está el uracilo, y ribosa en lugar de
desoxiribosa. El enlace es el mismo. La diferencia más
importante es que el RNA es de cadena sencilla, aunque
puede
presentar
estructura
secundaria
por
complementariedad de bases de la misma cadena.
84
Nombre
5.2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS No.
5
Competencia
Genérica
cotidiana.
Utiliza las tics para procesar e interpretar información
Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otra persona de manera
reflexiva
Competencia
Disciplinaria
pertinentes
El alumno será capaz de reconocer las estructuras de los ácidos nucleídos
Instrucciones
sus propiedades así como su función en la naturaleza.
para el Alumno
Saberes
adquirir
Definición y
a estructura de los
ácidos núcleicos
Tipos que existen
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
85
Define y relaciona
usando la
de investigación, trabajo en equipo las
distintas tipos de los ácidos núcleicos en
actividades llevadas a cabo en las aulas.
El ARN se encuentra en la pared de los ribosomas.
Hay varios tipos y cada uno de ellos va a
desempeñar una función diferente en la síntesis de
proteínas y también en la transferencia de
información del ADN. Se puede afirmar que el ARN
se sintetiza en el núcleo, como un filamento
complementario a una de las cadenas del ADN. En
el momento que se sintetiza el ARN existe dentro
del núcleo un híbrido ADN-ARN de vida corta. Una vez separado el ARN atraviesa la
membrana nuclear y se dirige a los ribosomas que se encuentran en el citoplasma, es
el ARN mensajero. El ARN ribosómico es el que se encuentra en los ribosomas unido
a las proteínas. Una vez que el ARN mensajero se une a los ribosomas sirve como
molde para la interconexión entre los diferentes aminoácidos. Son transportados por
pequeñas moléculas solubles de ARN que se conoce como ARN transportador
5.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Cuando se realiza la hidrólisis completa de los ácidos nucleicos, se obtienen tres tipos de
componentes principales:
•
•
•
Azúcar, en concreto una pentosa.
Bases nitrogenadas: púricas y pirimidínicas.
Ácido fosfórico.
86
La pentosa (azúcar), en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) es la 2-desoxi-Dribosa y en el caso de los ácidos ribonucleicos (ARN) es la D-ribosa.
ARN
AND
Las bases
nitrogenad
as son de
dos tipos: púricas y pirimidínicas.
Las bases púricas
la Adenina y la Guanina.
Las bases pirimidínicas
la Citosina, Timina y Uracilo
Las bases nitrogenadas que forman parte del ADN:
.
Las bases nitrogenadas que forman parte del ARN
87
Adenina (A)
Guanina (G)
Timina (T)
Adenina (A)
Guanina (G)
Uracilo (U)
Por tanto, la Timina es específica del ADN y el Uracilo es específico del ARN.
La unión de la base nitrogenada a la pentosa recibe el nombre de nucleósido y se realiza a través
del enlace de tipo N-glucosídico. La unión del nucleósido con el ácido fosfórico se realiza a través
de un enlace de tipo éster entre el grupo OH del carbono 5’ de la pentosa y el ácido fosfórico,
originando un nucleótido.
Los nucleótidos son las unidades o monómeros utilizados para construir largas cadenas de
polinucleótidos.
•
•
•
Nucleósido = Pentosa + Base nitrogenada.
Nucleótido = Pentosa + Base nitrogenada + Ácido fosfórico.
Polinucleóotido = Nucleótido + Nucleótido + Nucleótido +…
Tanto los nucleótidos como los nucleósidos pueden contener como azúcar: la D-ribosa o la pentosa
2-desoxi-D-ribosa
Además, los nucleótidos pueden tener 1, 2 ó 3 grupos fosfato unidos al carbono 5’ de la pentosa,
existiendo por tanto, nucleótidos 5’ monofosfato, nucleótidos 5’ difosfato y nucleótidos 5’ trifosfato.
En algunos casos el ácido fosfórico se une a la pentosa por el carbono 3’, existiendo nucleótidos 3’
monofosfato, difosfato o trifosfato según el número de grupos fosfato que posea.
La terminología empleada para referirse a los nucleósidos y nucleótidos es la siguiente:
Base Nitrogenada
Nucleósido
Nucleótido
Adenina
Adenosina
Ácido Adenílico
Guanina
Guanidina
Ácido Guanílico
Citosina
Citidina
Ácido Citidílico
Timina
Timidina
Ácido Timidílico
Uracilo
Uridina
Ácido Uridílico
Los nucleótidos se unen entre si para formar largas cadenas de
polinuclóetidos, esta unión entre monómeros nucleótidos se realiza
mediante enlaces fosfodiéster entre los carbonos de las posiciones 3’ de un
nucleótido con la 5’ del siguiente.
88
EL MODELO DE LA DOBLE HÉLICE: WATSON Y CRICK (1953)
Una vez demostrado que los ácidos nucleicos eran los portadores de la información
genética, se realizaron muchos esfuerzos encaminados a determinar su estructura
con exactitud. Watson y Crick (1953) fueron los primeros
investigadores en proponer una estructura para los ácidos nucleicos y
su labor investigadora se vio recompensada con el Premio Nobel en
1962, Premio Nobel que compartieron con M. H. F. Wilkins y que se les
concedió por sus descubrimientos en relación con la estructura
molecular de los ácidos nucleícos y su significación para la transmisión de la
información en la materia viva emplearon dos tipos de datos ya existentes.
Basándose en estos dos tipos de datos Watson y Crick propusieron su Modelo de estructura para
el ADN conocido con el nombre de Modelo de la Doble Hélice. Las
características del Modelo de la Doble Hélice son las siguientes:
El ADN es una doble hélice enrollada helicoidalmente “a derechas”
(sentido dextrorso). Algo parecido a dos muelles entrelazados.
Enrollamiento de tipo plectonémico: para separar las dos hélices es
necesario girarlas como si fuera un sacacorchos.
La secuencia de bases nitrogenadas puede ser cualquiera, no existe ninguna restricción.
Nombre
Instruccione
s para el
Alumno
Ácidos Nucleicos
No.
5
Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
este apartado
Manera
Didáctica
análisis y desde luego con una participación
de
activa de todo el alumnado.
Lograrlas
s Genéricas Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre
a Desarrollar ellos y su vida cotidiana
Realiza la observación de varios segmentos del ADN en varias especies,
Manera
Didáctica de comenta en clase las dudas que resulten de manera que al final de la sesión,
sean aclaradas por el profesor.
Lograrlas
Actitudes a
formar
Orden y
Responsabilidad
89
Explosión de Cambios en el Genoma del Ancestro Común de Humanos, Chimpancés y Otros
Simio.
Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
6
para el Alumno bioquimica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de estructuras de acidos
nucleicos, función y clasificación y emplea los conocimientos adquiridos para
distinguirlos.
90
fuentes de información y tendrás mayores
habilidades y destrezas para lograrlo.
Identifica los siguientes completando el siguiente recuadro
Nucleotidos
Función en el
organismo
Clasificación
Estructura
La 2-desoxi-D-ribosa(ADN)
La D-ribosa. (ARN)
púricas y pirimidínicas
Ácido fosfórico
Nombre
¿Realizalo?
No.
5
Instruccio
Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica,
nes para
si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.
el Alumno
Actitudes
a formar
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
fuentes de información y tendrás mayores
habilidades y destrezas para lograrlo.
Compete
ncias
Genéricas
a
Desarroll
ar
Manera
Didáctica El alumno investiga acerca de los diferentes tipos de ácidos nucleico y su
8mportancia en la evolución del hombre
de
Lograrlas
91
COMO EXTRAER ADN CASERO
Para este experimento necesitaras:
•
Semillas (garbanzos, hígado de pollo o lentejas)
•
Sal
•
Detergente líquido
•
Ablandador de carne o jugo de ananá (piña)
•
Alcohol etílico 95% (funciona también con isopropil)
•
y paciencia, mucha paciencia…
1) Lo primero es tomar 1/2 taza de lentejas, una pizca de sal (¿será para darle sabor?) y
una ta za de agua. Todo eso se coloca en una licuadora y se procesa durante 15
segundos. Finalmente, la mezcla resultante se filtra para eliminar cualquier partícula de
gran tamaño.
2) A la mezcla que obtuviste agrégale 2 cucharaditas de detergente líquido y revolver sin
formar espuma. Luego deja reposar por 5-10 minutos. Sería conveniente que probaras con
distintos detergentes ya que algunos no funcionarán tan bien como otros. Finalmente
coloca la mezcla en 3 envases de prueba.
3) Agrega a cada envase una pizca de ablandador de carne y revolver
muy des-pa-ci-to. Si lo haces rápidamente tal vez no logres ver nada al
final del experimento. Si no tienes ablandador de carne puedes utilizar
jugo de piña o solución para lentes de contacto.
4) Inclina el envase de la mezcla y vertí muy lentamente alcohol etílico
95% (alcohol común de cualquier botiquín) de modo que se forme una
capa sobre la mezcla anterior de porotos. Vertí tanto alcohol como mezcla hay en el envase.
El ADN comenzará a “coagular” como una masa blancuzca y subirá hasta la parte donde está
el alcohol.
5) Felicitaciones!!! Acabas de realizar tu primera extracción casera de ADN.
Puedes retirarlo con la ayuda de un palillo. En este caso las proteínas y la grasa se quedan en la parte acuosa
de la mezcla y el ADN asciende hasta llegar al alcohol.
El ADN es una molécula muy larga y tiende agruparse. De ahí la facilidad para retirarla.
Puede ser necesario que intentes varias veces el experimento, con distintas fuentes de ADN, distintos detergentes y
ablandadores; ya que muchas veces no sale como lo esperado y sólo se puede tener paciencia para volver a intentarlo.
¡Vamos que vale la pena!!! Suerte.
¿Por qué funciona así?
El agua con una pizca de sal es una mezcla isotónica. Es para que lo que se va a sacar de la semilla “sufra” lo
menos posible. En la licuadora se rompe la cubierta de las semillas. Pero las células vegetales están enteras
(son demasiado pequeñas). Para eso se usa el detergente.
Zumo de piña, de papaya, ablandador de carne… todo esto son enzimas que cortan las proteínas. Se trata de
romper lo que hay dentro de la célula dejando intacto el ADN.
Al añadir el alcohol se consigue separar el ADN, que tiene más afinidad con el alcohol que con el agua.
Observaciones
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
92
CARBOHIDRATOS
6.0
6.1 Definición y estructura de los carbohidratos
6.2 Clasificación
6.3 Metabolismo y ciclo de Krebs
Recuerdalo
¿Cuanto sabes?
Realízalo
93
Carbohidratos
Los seres vivos están formados por moléculas orgánicas. Conocidas
como biomoléculas o compuestos orgánicos. Las sustancias formadas
por átomos de carbono unidos por enlaces covalentes a otros
elementos, como hidrogeno, nitrógeno, azufre, o fosforo y abarcan una
variedad de grupos químicos como hidrocarburos, alcoholes, éteres,
cetonas, etcétera.
Las principales biomoléculas de los seres vivos se organizan en cuatro
grupos: carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.
Algunos de ellos se encuentran formando la estructura y la integridad de
la célula, y otros están para suministrar energía.
Los carbohidratos y los lípidos son las principales fuentes de energía química para los organismos.
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρον que significa
"azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en
agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. Son la
forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas
energéticas son las grasas y, en menor medida, las proteínas.
El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son
átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de
átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales. Este nombre proviene de la nomenclatura
química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental
Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí que el término
"carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las
mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula.
Cuando una persona consume carbohidratos, el nivel de azúcar (glucosa) en la sangre aumenta.
La glucosa libre flotante es usada como energía en nuestras células. El cuerpo entonces producirá
insulina lo que es la llave para que las células se abran y reciban la glucosa. La glucosa que no es
necesaria será guardada como grasa en el cuerpo.
94
9
expresa
ideas
y
conceptos
mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o graficas
ATRIBUTOS DE
9
identifica las ideas claves en un texto o discurso oral
LA
e infiere conclusiones a partir de ellas
COMPETENCIA
9
articula saberes de diversos campos y establece
relaciones entre ellos y su vida cotidiana
Aprende a conocer distintas estructuras de los carbohidratos,
clasificación y función en el desarrollo de algunas estructuras
RESULTADO DE animales y vegetales.
APRENDIZAJE Reconoce que los carbohidratos son básicos para la vida, y
que son fundamentales en la obtención de energía a través
de procesos bioquímicos que ocurren en el interior del
organismo mediante estructuras especializadas.
1.- ¿Que son los carbohidratos?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2.- Menciona como se pueden clasificar.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3.- Indica las funciones de los carbohidratos.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4.- ¿Que características tienen los monosacáridos? menciona al menos 5.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5.- ¿Cuál es son la función de la glucosa en el cuerpo humano?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
6.- ¿Qué es el ciclo de krebs.?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
95
Nombre
Competencia
Genérica
6.1 Definición y estructura de los carbohidratos
No.
6
cotidiana
de ellas.
Competencia
Disciplinaria
pertinentes
El alumno será capaz de reconocer las estructuras de los carbohidratos,
Instrucciones
sus propiedades así como su función en la naturaleza.
para el Alumno
Saberes
adquirir
Definición y
estructura de los
carbohidratos
a
Clasificación
Metabolismo y
ciclo de Krebs
usando la
de investigación, trabajo en equipo las
distintas
propiedades
de
los
carbohidratos en actividades llevadas a
cabo en las aulas.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
96
Definición de carbohidratos Por su estructura química, los carbohidratos pueden considerarse
derivados aldehídicos o cetónicos de polialcoholes o alcoholes
polihidroxílicos. Su fórmula general es Cn(H2O)n, indicando que existe
una molécula de agua por átomo de carbono. Esto originó la aceptación
del nombre de hidratos de carbono o carbohidratos.
No obstante, un hidrato por definición es un compuesto al que se fija una molécula de agua, pero
esto no corresponde a las propiedades de estos compuestos, ya que los resultados de los
espectros indican que no se hallan moléculas de agua individualizadas en la estructura del
carbohidrato. Además, existen compuestos que siguen esa relación y no son carbohidratos, como
el formol C(H2O) o el ácido acético C2(H2O)2 (Pacheco, 2001). La denominación de azúcares,
sacáridos o glúcidos (del latín glykos, que significa dulce) no son del todo acertadas, debido a que
no todos estos compuestos son dulces. Como es caso del almidón, que es insípido.
Clasificación de carbohidratos.
Los carbohidratos se pueden clasificar en dos grandes bloques dependientes del grupo funcional
presente en la molécula. Si el grupo carbonilo se halla en un extremo de la cadena carbonada, el
compuesto es un aldehído y recibe el nombre de Aldosa. Pero si el carbono carbonilo se encuentra
en cualquier otra posición, el compuesto es una cetona, y recibe el nombre de Cetosa (Nelson,
2001).
Otra categorización que se da para estos compuestos es dependiente del resultado de su hidrólisis
(ruptura de un enlace covalente por adición de agua):
1. Monosacáridos: Son aquellos carbohidratos que no pueden ser hidrolizados en moléculas
más simples. Estos azucares incluyen a las triosas, tetrosas, pentosas y heptosas. Las
triosas se forman en el curso de la degradación metabólica de las hexosas. Las pentosas son
constituyentes importantes de los ácidos nucleicos y de muchas coenzimas (Pacheco, 2001).
Ejemplos:
D-Gliceraldehido
L-Gliceraldehido
Dihidroxiacetona
Los azucares con 3, 4, 5, 6 y 7 átomos de carbono se llaman respectivamente triosas, tetrosas,
pentosas, hexosas, heptosas, dos hexosas comunes son la D-glucosa (una aldosa) y la D-fructosa
(una cetosa). Los monosacáridos más comunes en la naturaleza y en los alimentos son las
aldopentosas, aldohexosas, cetopentosas y algunas cetohexosas.
97
Triosas (C3 H6 O3)
Tetrosas (C4 H8 O4)
Pentosas (C5 H10 O5)
Hexosas (C6 H12 O6)
Clasificación de los azucares
Aldosas
Glicerosa
Eritrosa
Ribosa
Glucosa
Cetosas
Dilhidroxiacetona
Eritrulosa
Ribulosa
Fructuosa
La glucosa es el único carbohidrato que se encuentra en cantidades importantes en el organismo.
Los demás carbohidratos que ingerimos son transformados a glucosa por el hígado. La glucosa se
encuentra presente en la sangre y es necesaria para la actividad del cerebro. Es necesaria una
cantidad mínima de glucosa en la sangre. La falta de esta puede ocasionar convulsiones, perdida
de conocimiento y muerte.
2. Disacáridos: Son carbohidratos que al ser hidrolizados producen 2 moléculas del mismo o
diferente monosacárido. Los disacáridos más importantes para el organismo son: Maltosa,
sacarosa y lactosa
Sacarosa
Lactosa
Maltosa
3. Oligosacáridos. Resultan de la hidrólisis de dos a diez
moléculas de monosacáridos, por ejemplo, la makatriosa.
Los disacáridos se clasifican dentro de los
oligosacáridos. Los oligosacáridos más abundantes en la
la
oligofructosa
naturaleza
son
la
inulina,
(fructooligosacáridos) y los galactooligosacáridos
Molécula de inulina.
4. Polisacáridos: Se forman con la polimeraciòn de más de diez unidades de monosacáridos,
por ejemplo, los almidones y las dextrinas. Los polisacáridos tienen como función almacenar
energía. Un polisacárido es una macromolécula constituida por unidades de azúcares
simples, por lo general glucosa. Ejemplos:
Almidón
Glucógeno
98
Celulosa
¿Sabes que es el metabolismo?
Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y
en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala
molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus
estructuras, responder a estímulos, etc.
-Anabolismo. Se origina del griego “ana” que significa arriba
El metabolismo se divide en:
y
-Catabolismo. Se origina del griego “kata” hacia abajo
ANABOLISMO: se generan sustancias más complejas a partir de otras más simples.
CATABOLISMO: se generan sustancias más Simples a partir de otras más complejas.
Los carbohidratos en el metabolismo.
Los carbohidratos son las moléculas fundamentales de almacenamiento
de energía en la mayoría de los seres vivos y forman parte de la
estructura de las células, tanto en vegetales como en animales.
Las células animales almacenan glucosa en forma de glucógeno, el
glucógeno es un polímero muy grande, ramificado de residuos de
glucosa. La mayoría de las unidades de glucosa del glucógeno están
unidas por enlaces α-1,4-glicosidicos. Las ramificaciones se forman por
enlaces de α-1-6 glucosídico y aparecen en una de cada 10 unidades de
glucosa. Estas ramificaciones sirven para aumentar la solubilidad del
glucógeno y hacer más accesibles las unidades del azúcar.
Las reservas de las plantas es el almidón, del que existen dos formas. La amilosa, el almidón no
ramificado. La celulosa, es otro polisacárido importante de las plantas, cumple funciones
estructurales en vez de nutritivas.
Más de la mitad de los carbohidratos ingeridos por el hombre son almidón. Tanto la amilopectina
como la amilosa son hidrolizadas rápidamente por el enzima α-amilasa, secretado por las glándulas
salivales y el páncreas.
Los mamíferos no tienen celulosa y por eso son incapaces de digerir la
madera y las fibras vegetales. Sin embargo, algunos rumiantes hospedan
bacterias productoras de celulosa en su tubo digestivo y por eso digieren la
celulosa. Los hongos y protozoos también secretan celulosa. De hecho la
digestión de la madera por las termitas depende de la presencia de los
protozoos en su tubo digestivo, en una asociación mutuamente beneficiosa.
El exoesqueleto de los insectos y crustáceos contienen quitina, que consiste
en residuos de N-acetilglucosamina unidos por enlaces β-1,4. La quitina forma
largas cadenas rectas que sirven de armazón estructural. Así, la quitina
resulta igual a la celulosa salvo que en el C-2 tiene un grupo amino acetilado
en vez del hidroxilo.
99
Ciclo de krebs.
También se le llama ciclo del acido cítrico, El ciclo del acido cítrico es la vía
final común para la oxidación de las moléculas combustibles: aminoácidos,
ácidos grasos, azucares. La mayoría de las moléculas oxidables entran en el
ciclo como acetil-CoA. El ciclo del acido cítrico se producen en el interior de la
mitocondria. El ciclo comienza cuando la porción acetilo (C2H3O) de la acetil
coenzima A se une con el acido oxaloacetico (C4H4O5) para formar acido
cítrico (C6H8O7). El acido cítrico se rompe en dos moléculas de dióxido de
carbono (que salen de la célula), una molécula de acido oxaloacetico (que
iniciara un nuevo ciclo) y ocho átomos de hidrogeno. La energía liberada
durante este proceso se utiliza para formar una molécula de ATP.
Seis de los átomos de hidrogeno se unen con tres moléculas de NAD+ (para formar tres NADH mas
tres protones.
Dos de los átomos de hidrogeno se unen con una molécula de FAD (dinucleatido de adenina y
flavina) para formar FADH2.
El NADH y el FADH2 se mueven sobre la cadena transportadora de electrones.
El ciclo del acido cítrico.
Esta serie de reacciones es
catalizada por los siguientes
enzimas
enumerados
en
el
diagrama.
1 Citrato sintasa,
2 Aconitasa,
3 Aconitasa,
4 Isocitrato deshidrogenasa.
5 Complejo α-cetoglutarato
deshidrogenasa,
6 Succinil-CoA sintasa.
7 Succinato deshidrogenasa.
8 Fumarasa.
9 Malato deshidrogenasa.
100
Nombre
Instruccione
s para el
Alumno
Carbohidratos
No.
6
Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan
en este apartado
Manera
Didáctica análisis y desde luego con una
participación activa de todo el
de
Lograrlas alumnado.
Competencia 6: aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la
Competencia
vida
s Genéricas
a Desarrollar Atributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones
Manera
Didáctica de dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas
por el profesor.
Lograrlas
Actitudes a
formar
Orden y
Responsabilidad
Monosacáridos
Disacáridos
Oligosacáridos
Polisacáridos
La GLUCOSA Es el compuesto orgánico más abundante de la naturaleza es uno de los compuestos más importantes para los seres vivos, incluyendo a los seres humanos.
La SACAROSA es el
azúcar de mesa, la
utilizamos como
endulzante, la
encontramos en la
naturaleza en la caña de
azúcar.
101
La INULINA es un
producto natural
obtenido a partir del
AGAVE, que estimula
las bífidas bacterias
beneficiosas y
asegura una buena
flora intestinal.
El ALMIDÓN es un polisacárido de reserva alimenticia en las plantas. Proporciona el 70‐
80% de las calorías consumidas por los humanos. Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
6
Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
Instrucciones
bioquimica, si tienes duda pide ayuda
tu profesor o con tus
para el Alumno
compañeros.
Manera
Actitudes a
Responsabilidad
Didáctica de
tendrás
formar
Lograrlas
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de estructuras de
Manera
carbohidratos, función y clasificación y emplea los conocimientos
Didáctica de
adquiridos para distinguirlos.
Lograrlas
Actividad
Identifica los siguientes carbohidratos completando el siguiente recuadro
Carbohidratos
Función en el
organismo
D-Xilosa
D-Galactosa
D-Manosa
D-Arabinosa
102
Clasificación
Estructura
Nombre
¿Cuánto sabes?
No.
6
Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
Instrucciones
bioquímica, si tienes duda pide ayuda
tu profesor o con tus
para el Alumno
compañeros.
Manera
Actitudes a
Responsabilidad
Didáctica de
tendrás
formar
Lograrlas
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de carbohidratos; que
Manera
consume en la vida cotidiana y emplea los conocimientos adquiridos
Didáctica de
para distinguirlos.
Lograrlas
Actividad experimental
OBJETIVOS
Identificar las diferentes clases de carbohidratos. Hidrolizar el enlace de un disacárido.
Identificar el motivo de la coloración violeta del almidón ante el yodo. .
• Tubos de ensayo, gradilla
• Pipetas
• Trípode
• Mechero de Bunsen
• Beaker y bagueta
• Rejilla con asbesto
MATERIALES Y REACTIVOS.
• Agua destilada
• Reactivo de Fehling A y B
• Reactivo De Lugol
• Bicarbonato.
• Sacarosa (azúcar común)
PROCEDIMIENTOS
103
• Fructosa (gaseosa)
• Lactosa (leche)
• Almidón (harina).
• Galactosa, xilosa, ribosa,
maltosa.
• Solución de almidón
Reacción de Fehling
• Tomar la muestra que se quiera analizar (normalmente una cantidad de 3 cc.)
• Añadir 1 cc. De Fehling A y 1 cc. De Fehling B. El líquido del tubo de ensayo
Adquirirá un fuerte color azul.
• Calentar el tubo al baño María o directamente en un mechero de laboratorio.
• 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 azulVerdoso.
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 cc. 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.
Observaciones
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
104
BIBLIOGRAFÍA / SITIOS WEB
•
Química 2
•
Editorial Santillana, México 1997
•
Enciclopedia Microsoft Encarta 2002
•
www.relaq.mx
•
Enciclopedia Hispánica
•
www.chemedia.com
•
www.google.com.ar
•
www.yahoo.com.ar
•
Biblioteca Provincial
•
http://prepafacil.com/cbtis/Main/PropiedadesGeneralesDelAgua
•
http://www.aula21.net/Nutriweb/agua.htm
•
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/selectividad/
agua_propiedades_funciones.pdf
•
http://prepafacil.com/cbtis/Main/ElAgua
•
http://prepafacil.com/cbtis/Main/FuncionesDelAguaEnLosOrganismos
•
http://www.prepafacil.com/cbtis/Main/CaracterBipolarYEnlacesIntermolecularesDelAgua
•
http://www.monografias.com/trabajos72/compuestos-nitrogenados-aminas/compuestosnitrogenados-aminas.shtml
•
http://www.aula21.net/Nutriweb/proteinas.htm#10
105

Bioquímica

Transcripción

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