Taller De BIOMOLÉCULAS

Actividad:

1. Clasificar los siguientes bioelementos en principales, secundarios y oligoelementos:

Zinc: oligoelemento

Nitrógeno: Primario

Calcio: secundario

Hierro: oligoelemento

Azufre: primario

Carbono: primario

Oxígeno: primario

Cobre: oligoelemento

Hidrógeno: primario

2. ¿Qué diferencias hay entre las biomoléculas orgánicas y las inorgánicas?

Las biomoléculas inorgánicas se encuentran en la materia inerte, como el agua y las sales minerales; y las biomoléculas orgánicas, son moléculas que sólo se encuentran en los seres vivos, como los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

3. Indicar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El agua es un regulador térmico porque permite que la temperatura de los seres vivos varíe rápidamente. (V)

b) Las reacciones químicas de la célula tienen lugar en medio acuoso. (V)

c) El hielo es más denso que el agua líquida; gracias a ello puede flotar. (F)

d) El agua es un medio de transporte de sustancias en la célula porque es un buen disolvente. (V)

1. ¿Por qué las moléculas de agua se comportan como un dipolo?

La molécula de agua, se convierte en un dipolo eléctrico doble, porque posee una carga parcial positiva sobre cada átomo de hidrógeno y una carga parcial negativa en cada uno de los orbitales no enlazantes del oxígeno.

2. ¿Los enlaces intramoleculares que se establecen en la molécula de agua de qué tipo son?

Los enlaces intramoleculares que se establecen en la molécula de agua son enlaces covalentes.

3. Relaciona las propiedades del agua con el hecho de que en los árboles de gran porte, como las secuoyas, la savia bruta ascienda desde las raíces hasta las zonas aéreas de la planta en contra de la fuerza de la gravedad.

En el ascenso de la savia bruta por los vasos leñosos en contra de la gravedad influye una de las propiedades del agua; concretamente, su elevada fuerza de adhesión. Las moléculas de agua tienden a adherirse a las paredes de los conductos, que, como los vasos leñosos, son muy finos, provocando con ello su ascensión. Este fenómeno de ascensión se denomina capilaridad.

4. ¿Por qué algunos animales, como es el caso de los llamados “zapateros”, flotan y se desplazan de manera activa por la superficie del agua?

La elevada tensión superficial del agua provoca la aparición de una película superficial lo bastante resistente como para poder soportar el peso de algunos insectos de pequeño tamaño, tal como les ocurre a los zapateros. La elevada tensión superficial, además de soportar el peso, permite al zapatero su desplazamiento por la superficie.

5. La hoja de una planta al sol tiene, generalmente, menos temperatura que las rocas de su entorno. ¿A qué propiedad del agua se debe este hecho?

Al elevado calor específico, que permite que las moléculas de agua presentes en la hoja de la planta puedan absorber gran cantidad de calor sin elevar notablemente, por ello, su temperatura, ya que parte de la energía es empleada en romper los enlaces de hidrógeno. Hace falta 1 Kcal para elevar 1 °C la tem¬peratura de 1 litro de agua, lo que supone que incrementos o descensos importantes en la temperatura externa produzcan únicamente pequeñas variaciones en el medio acuoso.

6. En relación con la presencia de sales minerales en los seres vivos:

a) Explica en qué situación las células están turgentes.

Cuando el medio externo celular es hipotónico respecto al medio interno, se produce entrada de agua al interior de la célula; esto ocasiona aumento de volumen celular y disminución de la presión osmótica en el interior celular. En el caso de las células animales, puede producirse estallido celular. En las vegetales, debido a la existencia de pared celular rígida, se produce turgencia o también se dice que las células están turgentes.

b) Explica en qué situación las células están plasmolizadas.

Cuando el medio externo celular es hipertónico respecto al medio interno, sale agua de la célula por osmosis; entonces, disminuye el volumen celular y aumenta la presión osmótica en el interior celular. En el caso de las células vegetales, este hecho provoca la rotura de la célula o plasmólisis al desprenderse la membrana plasmática de la pared celular.

c) Pon un ejemplo de una sal mineral disuelta y otra precipitada e indica la función de cada una de ellas.

Las sales minerales precipitadas constituyen estructuras sólidas e insolubles. Desarrollan una función esquelética, dando soporte y protección a los seres vivos. Por ejemplo, el carbonato cálcico en las conchas de los moluscos, el fosfato cálcico (Ca3 (PO4)2) que, junto al carbonato cálcico, se deposita sobre las fibras de colágeno, transformándose en una matriz dura que conducirá a la formación de los huesos.

Las sales minerales disueltas se presentan en la materia viva disociadas en sus iones correspondientes. Aparecen en concentraciones relativas similares en todos los seres vivos, y resultan imprescindibles para estos porque mantienen el pH del citoplasma celular, aseguran la estabilidad de los coloides, intervienen en la regulación osmótica de los organismos, y desarrollan diferentes acciones específicas. Los aniones más importantes en los seres vivos son: CI", H2PO4", HPC-42", SC>42~ En cuanto a los cationes, conviene destacar los siguientes: Na*, K+, NH4+, Mg2t y Ca2*.

7. En una revista especializada de ictiología se puede leer el siguiente texto sobre la trucha arco iris.

Léelo atentamente y responde:

“La especie más utilizada en la piscicultura comercial en España es la trucha arco iris denominada Oncorhynchus mykiss que por su capacidad de osmorregulación se adapta a muchos ambientes. Es una especie migratoria eurihalina aunque presenta poblaciones que viven toda su vida en lagos, ríos y arroyos.

Las truchas de piscifactoría pueden ocasionalmente sufrir una parasitosis denominada enfermedad del punto blanco. El parásito oportunista es un protozoo ciliado denominado Icthyophtirius multifilis que se sitúa en la epidermis del hospedador donde se nutre de material celular observándose como un punto blanco.

La enfermedad suele desaparecer cuando los piscicultores sumergen a los ejemplares afectados durante ocho minutos en una solución salina de cloruro de sodio de 15 g/l.”

a) ¿Qué estudia la ictiología?

La ictiología es una rama de la zoología que estudia los peces.

b) ¿Cómo explicarías la eficacia del tratamiento de sumergir a los ejemplares afectados en una solución salina aplicado por los piscicultores?

El tratamiento se basa en un fenómeno osmótico. Al introducir la trucha en una solución hipertónica, los parásitos externos expulsan agua y sufren un fenómeno de plasmólisis que les provoca la muerte. El breve período de inmersión permite la eliminación de los parásitos, pero no afecta a la trucha, que presenta mecanismos de osmorregulación.

8. Indicar a qué tipo de glúcidos pertenecen las siguientes moléculas, así como su función:

a) Fructosa: monosacárido

b) Celulosa: polisacárido

c) Glucógeno: polisacárido

d) Lactosa: disacárido (glucosa y galactosa)

e) Glucosa: monosacárido

f) Almidón: polisacárido

g) Sacarosa: disacárido (fructosa y glucosa)

h) maltosa: disacárido (glucosa y glucosa)

9. ¿Qué propiedad tienen en común todos los lípidos?

Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, como el benceno, el éter o la acetona y son untosos al tacto.

¿Por qué son más saludables las grasas de origen vegetal que las de origen animal?

Las grasas vegetales contienen grasos poliinsaturados y monoinsaturados, (no tienen colesterol)  aceite de oliva, girasol, maíz, aceitunas y frutos secos.

Y las grasas de origen animal, por el contrario, son ricas en ácidos grasos saturados  la mantequilla, carne roja, crema de leche, manteca de cerdo, piel de pollo, tocineta, etc.

10. ¿Cuántos aminoácidos diferentes pueden encontrarse en las proteínas?

Existen 20 aminoácidos formadores de proteínas, aunque en la naturaleza se han encontrado más de 150 aminoácidos no formadores de proteínas.

¿De qué dependen las propiedades y funciones de las proteínas?

Funciones de las proteínas

• Enzimática: regulan los procesos químicos de la célula facilitando y acelerando las reacciones químicas.

• Hormonal: como la insulina.

• Estructural: abundantes en las membranas celulares, en los tejidos conjuntivos – colágeno – o formando estructuras como el pelo y las uñas – queratina –.

• Transportadora: como la hemoglobina sanguínea que transporta oxígeno.

• Reserva de alimento. Suponen una fuente de nutrientes como la ovoalbúmina del huevo y la caseína de la leche.

• Defender al organismo: frente a las infecciones, como los anticuerpos o inmunoglobulinas.

• Función contráctil: como la actina y la miosina en el músculo.

Estas propiedades dependen del grupo R o radical, ya que la estructura de una proteína tiene un grupo carboxilo, un grupo amino, un H y un grupo R o radical, este grupo es el cual le da sus características.

Depende de la secuencia de aminoácidos que la componga la que va a determinar su estructura secundaria, terciaria y cuaternaria.( o sea su estructura en el espacio y su función.)

11. Indicar dónde se encuentran las siguientes proteínas y qué función realizan:

a) Insulina

La insulina es una hormona del aparato digestivo que tiene la misión de facilitar que la glucosa que circula en la sangre penetre en las células y sea aprovechada como energía.

La insulina se produce en el páncreas, concretamente en las células beta pancreáticas.

b) Hemoglobina

La hemoglobina es una proteína en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno a los órganos de su cuerpo y los tejidos y transporta el dióxido de carbono de sus órganos y tejidos de nuevo a los pulmones. Es la razón de que los glóbulos rojos de la sangre sean de color rojo, aunque la sangre rica en oxígeno es notablemente más brillante que la sangre empobrecido que vuelve al corazón y los pulmones. La hemoglobina se produce en la médula ósea.

c) Enzimas

Las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio químico específico en todas las partes del cuerpo. Las enzimas1 son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. Las enzimas son necesarias para todas las funciones corporales. Se encuentran en cada órgano y célula del cuerpo, como en:

• La sangre

• Los líquidos intestinales

• La boca (saliva)

• El estómago (jugo gástrico)

d) Miosina

La miosina es una proteína fibrosa y está implicada en la contracción muscular, por interacción con la actina. La miosina es la proteína más abundante del músculo esquelético. Representa entre el 60% y 70% de las proteínas totales y es el mayor constituyente de los filamentos gruesos.

d) Colágeno

El colágeno es una proteína que se compone en fibras, es segregada por las células del tejido conjuntivo llamadas fibroblastos. El colágeno se encuentra en todas las estructuras importantes del cuerpo como los huesos, los tendones y los ligamentos, forma parte de los tejidos conectivos y concretamente da firmeza a la piel, por lo que el colágeno es vital en la elasticidad de la piel.

También protege las paredes de los vasos sanguíneos, el tracto digestivo, el corazón, los riñones, la vesícula biliar y la vejiga urinaria, mantiene también los tejidos y las células unidas. Igualmente es el mayor componente del pelo y las uñas.

e) Anticuerpos

Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulinas, abreviado Ig) son glicoproteínas del tipo gamma globulina. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como receptor de los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar elementos extraños tales como bacterias, virus o parásitos.

f) Caseína

La caseína, a veces llamada caseinógeno, es la proteína principal de la leche. Está presente en la leche de todos los mamíferos y también en el queso y el yogur. Se utiliza como un agente unificador en los alimentos procesados y el los suplementos, y comercialmente se utiliza para producir plásticos, adhesivos y pinturas. La caseína también se puede obtener en polvo. Los atletas y levantadores de pesas utilizan esta versión para preparar batidos antes y después de ejercitarse. La caseína es una proteína completa que contiene los ocho aminoácidos esenciales que el cuerpo humano no puede producir.

12. Relacionar las moléculas de las siguientes columnas:

Nucleótidos • • Triacilglicéridos

Aminoácidos • • Polisacáridos

Ácidos grasos • • Ácidos nucleicos

Monosacáridos • • Proteínas

13. Indicar el término al que se refieren las siguientes definiciones:

a) Molécula que almacena la información genética de un organismo.

Ácido nucleico

b) Forma en que se almacena la información genética en los ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son las responsables de su transmisión hereditaria, están formados por la repetición de un monómero llamado nucleótido. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas.

c) Fragmento de ADN que contiene la información para un cierto carácter.

Gen, un cromosoma es un conjunto de genes.

d) Alteraciones en la información genética de un individuo.

MUTACIONES GENÉTICAS Son las alteraciones que suceden en la información genética de los seres vivos.

Las mutaciones se deben a múltiples causas, tales como:

Errores en la replicación que permitan que se cambien unos nucleótidos por otros o, incluso, que desaparezcan o se intercalen nucleótidos.

- Errores en la meiosis que alteren la estructura física de los cromosomas o su número.

- Modificaciones químicas en el DNA debido a la acción de ciertas sustancias químicas, radiaciones UV, rayos X, etc., a los que denominamos AGENTES MUTAGÉNICOS.

- Según la cantidad de DNA afectado, se diferencian tres tipos de mutaciones:

Mutaciones GÉNICAS: Son aquellas que sólo afectan a nucleótidos aislados, bien porque se cambia uno por otro, porque se añade o se pierde un nucleótido. El cambio de un nucleótido por otro puede dar lugar a que la proteína siga siendo funcional y la mutación pase desapercibida, pero si se añade o elimina algún nucleótido, la alteración puede ser tan grande que la proteína no sea funcional, provocando una enfermedad genética o, incluso, la muerte.

Mutaciones CROMOSÓMICAS: Son mutaciones que afectan a la integridad de los cromosomas y, por tanto, a la información que llevan. Suelen deberse a problemas durante el sobrecruzamiento llevado a cabo para la recombinación genética. Según cómo se produzca hay varios tipos:

- Deleción: Se pierde un fragmento de cromosoma, por lo que se pierde información.

- Duplicación: Se duplica un fragmento de cromosoma. No hay pérdida de información.

- Adición: Se incorpora al cromosoma un grupo de nucleótidos, con lo que tampoco hay pérdida de información.

- Translocación: Un fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma diferente con lo que puede darse el caso de tampoco se vea afectada la información. Algunos casos de síndrome de Down son translocaciones en vez de aneuploidías.

- Inversión: Se da cuando un fragmento de un cromosoma invierte su sentido, con lo cual no podrá ser leído en el orden correcto, aunque si en el inverso.

Mutaciones GENÓMICAS: Son aquellas que afectan al GENOMA, es decir, al número de cromosomas, bien porque se gane alguno o porque se pierda. Suelen ser debidas a problemas durante la meiosis. Cuando se pierden o ganan cromosmas aislados hablamos de ANEUPLOIDÍA: si se pierde un cromosoma se denomina MONOSOMÍA (porque sólo queda uno en el par), si se gana uno se denomina TRISOMÍA (porque hay tres cromosomas en vez de un par), como sucede con la Trisomía del par 21, el "mongolismo" o síndrome de Down. Cuando se aumenta un número genómico entero se le da el nombre de POLIPLOIDÍA: TRIPLOIDÍA, tres juegos, TETRAPLOIDÍA, cuatro juegos, etc. Estas mutaciones suelen ser perjudiciales en los animales, pero en las plantas pueden ser base de especiación a partir de individuos poliploides.

14. ¿En qué proporción deben encontrarse los glúcidos, lípidos y proteínas en una dieta equilibrada? ¿Qué otras recomendaciones son importantes en este tipo de dieta?

Una dieta equilibrada es aquélla que contiene todos los alimentos necesarios para conseguir un estado nutricional óptimo. Este estado de gracia nutricional es aquél en que la alimentación cubre los siguientes objetivos:

- Aportar una cantidad de nutrientes energéticos (calorías) que sea suficiente para llevar a cabo los procesos metabólicos y de trabajo físico necesarios. Ni más ni menos.

- Suministrar suficientes nutrientes con funciones plásticas y reguladoras (proteínas, minerales y vitaminas). Que no falten, pero que tampoco sobren.

- Que las cantidades de cada uno de los nutrientes estén equilibradas entre sí. El grupo de expertos de la FAO OMS (Helsinki 1988), estableció las siguientes proporciones.

Las proteínas deben suponer un 15% del aporte calórico total, no siendo nunca inferior la cantidad total de proteínas ingeridas a 0,75 gr/día y de alto valor biológico. Los glúcidos nos aportarán al menos un 55%-60% del aporte calórico total. Los lípidos no sobrepasarán el 30% de las calorías totales ingeridas.

PARA PENSAR MÁS

¿Por qué las grasas son las principales reservas energéticas de los organismos?

Las grasas o triglicéridos son importantes para los seres vivos debido a su función de reserva energética. Son el principal combustible energético para las células ya que 1 g de grasa produce unas 9 kcal, más del doble de energía que 1 g de hidratos de carbono o de proteína.

Las grasas se almacenan en el tejido adiposo de los animales y en las semillas y frutos oleaginosos de los vegetales.

¿Todos los individuos tienen las mismas proteínas? ¿Y los mismos glúcidos y lípidos?

¿Cuáles son las diferencias de estructura y composición' entre el ADN y el ARN?

Diferencias estructurales:

La estructura del ADN es de doble cadena, lo que confiere una mayor protección a la información contenida en él.

La estructura de los ARN es monocatenaria aunque, puede presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr.

Diferencias en la composición:

El ADN y ARN se diferencian en su composición de pentosa (azucar)

El ADN está compuesto por desoxirribosa y el ARN por ribosa.

EL ADN está compuestto por Adenosina,TImina Guanina y Citosina

El ARN sustituye la Timina por Uracilo.

Si en una cadena de ADN la secuencia de nucleótidos es A T A G C C T, ¿cuál será el orden de nucleótidos en la cadena complementaria?

 ¬¬T A T C G G A

¿Tienen la misma información genética las células de la piel, del pelo o de los ojos? ¿Por qué son diferentes?

La genética es el estudio de la herencia, el proceso en el cual un padre les transmite ciertos genes a sus hijos. La apariencia de una persona --estatura, color del cabello, de piel y de los ojos-- está determinada por los genes.

Los caracteres físicos (color de la piel, ojos, pelo, rasgos), fisiológicos (adaptaciones) y psíquicos (carácter, memoria, inteligencia) que se heredan no están presentes en las gametas sexuales (espermatozoide y óvulo), pero si algo que los representan: los genes, formaciones ultramicroscópicas que toman parte de los cromosomas. Cada uno de estos genes controla la herencia de uno o más caracteres hereditarios.

¿Qué diferencia hay entre nutriente y alimento? ¿Cuáles son los nutrientes de las células?

Los alimentos son sustancias necesarias para el mantenimiento de los fenómenos que ocurren en el organismo sano y para la reparación de las pérdidas que constantemente se producen en él. No existe ningún alimento completo, en nuestra dieta debemos incluir una diversidad de alimentos que hagan que ésta sea lo suficientemente rica como para poder mantener funcionando de manera correcta nuestro organismo.

Los nutrientes son aquellos componentes de los alimentos que tienen una función energética, estructural o reguladora.

Los tipos de nutrientes son: Lípidos, glúcidos, proteínas, vitaminas, ácidos nucleícos, sales minerales y agua.

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