Indice bioquimica 2012-1 · características por las cuales pueden ser reconocidas. ... Cuáles son los tipos de células que existen ... macromoléculas, que cumple funciones específicas

Bioquímica

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ÍNDICE

1.0 ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS …………………………….. 5 1.1 Conceptos de organización y estructura celular …………………………….. 7 1.2 Elementos y compuestos de la materia …………………………….. 21 2.0 EL AGUA …………………………….. 35 2.1 Propiedades generales del agua …………………………….. 39 2.2 Importancia biológica del agua …………………………….. 43 2.3 Características violares y enlaces intermoleculares del agua …………………………….. 50 2.4 Funciones del agua en los organismos …………………………….. 55 3.0 AMINOÁCIDOS …………………………….. 60 3.1 Estructura y nombre de aminoácidos y aminas de interés ……………………………… 62 3.2 Propiedades generales …………………………….. 67 4.0 PROTEÍNAS ……………………………… 69 4.1 Definición, composición e importancia de las proteínas ……………………………… 70 4.2 Estructuras: Primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria ……………………………… 73 5.0 ÁCIDOS NUCLEICOS ……………………………… 80 5.1 Estructuras de los nucleótidos y si nomenclatura ……………………………… 83 5.2 Composición química de los ácidos nucleicos …………………………….. 86 6.0 CARBOHIDRATOS ……………………………… 93 6.1 Definición y estructuras de los carbohidratos ……………………………… 96 BIBLIOGRAFÍA

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1.1 Conceptos de organización y estructura celular 1.2 Elementos y compuestos de la materia viva

Recuerdalo

¿Cuanto sabes?

Realízalo

ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

1.0

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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

Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva

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

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.

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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 1.1 Conceptos de organización y estructura celular No. 1

Competencia Genérica

Categoría: Aprende de forma autónoma Competencia 7: Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida Atributos:

Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento

Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos

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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:

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 para el Alumno

El alumno será capaz de analizar la organización de la materia, así como reconocerá las células eucariota y procariota.

Saberes a adquirir

Organización de la Materia, Composición de las células procariota y eucariota

Manera Didáctica

de Lograrlos

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.

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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.

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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 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

Robert Hooke, quien acuño el termino célula

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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.

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• 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.

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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.

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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.

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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

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Partes de las células: La Membrana Celular, que es común en la animal y la vegetal. Esta tiene 3 funciones:

Limita el espacio interior del espacio exterior.

Permeabilidad o intercambio de sustancias con el medio exterior.

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:

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.

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.

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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:

Primarios: son vesículas que sólo contienen enzimas. 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.

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Nombre Composición de las células No. 1


Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en este apartado

Actitudes a formar

Orden y Responsabilidad

Manera Didáctica

de Lograrlas

Se recomienda hacer observaciones, un análisis y desde luego con una participación activa de todo el alumnado.

Competencias Genéricas a Desarrollar

Competencia 7: aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vidaAtributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana

Manera Didáctica de

Lograrlas Observa y relaciona los nombres de cada una parte de las células.

Célula Vegetal Célula Animal

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Nombre Jugando y aprendiendo No. 1


Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimientos, si tienes duda pide ayuda a tu profesor o con tus compañeros.

Actitudes a formar Responsabilidad


Lograrlas

Utilizando esta guía, y ejercicios de otras fuentes de información y tendrás mayores habilidades y destrezas para lograrlo.


Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.


Lograrlas

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

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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. _______________________________________________________________________________

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Nombre Jugando y aprendiendo No. 1


Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de las células, si tienes duda pide ayuda a tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas





Lograrlas

El alumno investiga acerca de las estructuras que poseen los diferentes tipos de células, para así emplear los conocimientos adquiridos en la siguiente practica.

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Nombre 1.2 Elementos y compuestos de la materia viva No. 1


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


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 los bioelementos de los cuales está compuesta la materia, identificara los elementos principales de los cuales está conformada y realizara la identificación de los mismos.

Saberes a adquirir

Identificación y reconocimiento de los Bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos

Manera Didáctica

de Lograrlos

Definir y relacionar usando la comunicación escrita, una metodología de investigación, trabajo en equipo los distintos bioelementos y la importancia de su identificación y reconocimiento, realizando ejercicios llevados a cabo en las aulas.

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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"

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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. 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

Elemento Símbolo Hidrogeno H Sodio Na Potasio K Carbono C Cloro Cl Calcio Ca Magnesio Mg Azufre S Oxigeno O Hierro Fe Fosforo P Nitrógeno N

Tabla 1

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Nitrógeno 3 Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos lípidos

Calcio 1,5 Componente estructural de los huesos y dientes; importante en la contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos y coagulación de la sangre

Fósforo 1 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

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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:

Las biomoléculas inorgánicas

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:

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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:

Permiten que la membrana celular mantenga su permeabilidad selectiva

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.

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Los glúcidos, también llamados hidratos de carbono, carbohidratos o azúcares, son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno.

Los más sencillos, los MONOSACÁRIDOS, como la glucosa o la fructosa, tienen sabor dulce y por eso se les llama azúcares.

Son sustancias sólidas, de color blanco, cristalinas, solubles en agua y no hidrolizables. 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)

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.

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.

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).

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:

los acilglicéridos o grasas (por ejemplo, los triglicéridos) utilizados como reserva energética a largo plazo,

los fosfolípidos, forman las bicapas lipídicas que constituyen las membranas celulares y las ceras que actúan como protectoras e impermeabilizantes Otros, no contienen ácidos grasos y se llaman lípidos no hidrolizables o insaponificables: Los terpenos, principalmente de origen vegetal, constituyen sustancias aromatizantes

(mentol, eucaliptol, farnesol, limoneno…), pigmentos (carotenos, clorofilas) y vitaminas (como la vitamina A)

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

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Las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. También pueden contener fósforo y azufre.

Están formadas por la unión de unas moléculas más sencillas que son los aminoácidos. Hay 20 aminoácidos diferentes que se unen (mediante enlaces peptídicos) y combinan

para formar las cadenas polipeptídicas que constituyen las proteínas. Son moléculas muy específicas, que permiten diferenciar a cada individuo del resto de seres

vivos, incluso de los de su misma especie. Son las que mayor número y tipo de funciones biológicas realizan: Estructurales: proteínas de membrana, colágeno, queratina Transporte: hemoglobina Reserva: albúminas Reguladoras: hormonas como la insulina Catalizadoras: los enzimas Defensa inmunológica: inmunoglobulinas, anticuerpos 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)

Están formadas por la unión de unas moléculas más sencillas que son los nocleótidos. Los nucleótidos a su vez están formados por la unión de otras tres moléculas más sencillas: Una molécula de azúcar: una pentosa, ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN) 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.

Una molécula da ácido fosfórico. Son las moléculas relacionadas con la información genética: en ellas está codificada la

información (Código genético) sobre las características de cada individuo. 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.

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Nombre Bioelementos No. 2



Actitudes a formar



Lograrlas

Se recomienda hacer observaciones, un análisis y con una participación activa de todo el alumnado.


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

Manera Didáctica de Lograrlas

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.

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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: _________________________________________________________________________

Nombre ¿Cuánto sabes? No. 2


Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales sobre los elementos que de la materia viva



Lograrlas


Competencias Disciplinarias a Desarrollar


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Objetivos:

Reconocer los bioelementos en los seres vivos Analizar las funciones e importancia de éstos Utilizar adecuadamente el equipo de laboratorio

Materiales:

Hojas frescas Carne de pollo Mechero o quemador de gas

Tubos de prueba Pelos y uñas Trozos de carbón

Nombre Bioelementos básicos de la vida No. 2

Competencia a Desarrollar

Aplica los conocimientos necesarios para reconocer los elementos que se desprenden de diferentes compuestos.

Habilidades Identifica los elementos que integran algunos compuestos Podrá reconocer que los elementos se encuentran en algunas sustancias o

compuestos cotidianos


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

Etiqueta de un producto Tabla periódica Reglas de la IUPAC

Actitudes a formar

Orden Responsabilidad


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



33

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?

6. ¿Qué se está demostrando con 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? ------------------------------------------------

4. ¿Qué se está demostrando con este procedimiento

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Conclusiones: ___________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

2. EL AGUA

2.1 Importancia biológica de las soluciones 2.2 Propiedades generales del agua 2.3 Carácter bipolar y enlaces intermoleculares del agua 2.4 Funciones del agua en los organismos

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2.1 Importancia biológica de las soluciones 2.2 Propiedades generales del agua 2.3 Carácter bipolar y enlaces intermoleculares del agua 2.4 Funciones del agua en los organismo

Recuerdalo

¿Qué aprendí?

Experimenta

EL AGUA 2.0

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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.

Evaluación Diagnostica: Resuelve las siguientes preguntas. 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. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Nombre 2.1 Importancia biológica del agua No.


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.


Identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.




El alumno será capaz de analizar y hacer conciencia de la importancia que tiene el agua en nuestro organismo y en nuestro planeta, así como podrá identificar las funciones, las propiedades y bondades del agua.

Saberes a adquirir

Importancia biológica de las soluciones, propiedades generales del 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.

38

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.

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SERES VIVOS PROPIEDAD DE

VAPORIZACIÓNNUESTRO 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.

El agua ayuda a depurar lo que nuestro cuerpo no necesita.

Nombre 2.1 Importancia biológicas del agua No. 1


Observa detenidamente los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en este apartado

Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas



Competencia 7: aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vidaAtributos: articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana


Lograrlas

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.

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Explique brevemente la importancia de las soluciones (agua) en nuestra vida cotidiana. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nombre ¿Qué aprendí? No 1


Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o a tus compañeros.

Actitudes a formar

Responsabilidad, Respeto y Trabajo en equipo


Lograrlas





Lograrlas El alumno investiga acerca de la importancia del agua en nuestro planeta y lo comunica a sus compañeros.

41

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.



Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas

Responder adecuadamente el cuestionamiento usando otras fuentes de información, así, podrás tener mayores habilidades y destrezas para lograrlo.




Lograrlas El alumno investiga acercas de la importancia del agua, a través del ciclo del agua.

42

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: ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

43

Nombre 2.2 PROPIEDADES GENERALES DEL AGUA No.




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 los conceptos de materia, energía, sus propiedades así como los cambios que esta sufre en la naturaleza.

Saberes a adquirir




44

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.

45

• 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.

46

Ejemplos de algunas propiedades físicas del agua.

Nombre 2.2 propiedades generales del agua No. 1


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.

Actitudes a formar

Orden, Respeto y Responsabilidad

Manera Didáctica

de Lograrlas


Competencias Genéricas a

Desarrollar



Lograrlas


47

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? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




Actitudes a formar



Lograrlas






48

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



Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de química, si tienes duda pide ayuda tu profesor o a tus compañeros.

Actitudes a formar Orden y Respeto


Lograrlas




Actividad experimental

49

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:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

50

Nombre 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.





Saberes a adquirir




51

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

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+ 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.

53

C OH H

H

H

Mencione su perpectiva de los ejemplos anteriores con respecto al carácter bipolar del agua y sus enlaces intermoleculares . ________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nombre 2.3 CARÁCTER BIPOLAR Y ENLACES

INTERMOLECULARES DEL AGUA No. 1


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.

Actitudes a formar

Orden, Respeto y Responsabilidad

Manera Didáctica

de Lograrlas



Desarrollar



Lograrlas


54

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. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




Actitudes a formar



Lograrlas






55



Contesta el ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o a tus compañeros.

Actitudes a formar Orden y Respeto


Lograrlas




Nombre 2.4 FUNCIONES DEL AGUA EN LOS ORGANISMOS 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.



Como actividad práctica opcional en el laboratorio podemos plantear con ayuda del profesor, el diseño de una teórica y ejemplificarla con

56

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.



Saberes a adquirir




57

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.

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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.

59

OBSERVACIÓN: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ CÁLCULOS. CONCLUSIÓN: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

60

3.1 Estructura y nombre de aminoácidos y aminas de interés

3.2 Propiedades generales

Recuérdalo

¿Cuanto sabes?

Realízalo

AMINOÁCIDOS 3.0

61

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.

ATRIBUTOS DE LA

COMPETENCIA

expresa ideas y conceptos mediante

representaciones lingüísticas, matemáticas o graficas identifica las ideas claves en un texto o discurso oral

e infiere conclusiones a partir de ellas articula saberes de diversos campos y establece

relaciones entre ellos y su vida cotidiana

RESULTADO DE APRENDIZAJE

Comprende el concepto y estructura de los aminoácidos y aminas. Reconoce la importancia biológica de los aminoácidos y aminas así como las propiedades generales de éstos.

62

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.

Nombre 3.1 Estructura y nombre de aminoácidos y aminas de interés No. 1








El alumno será capaz de comprender el concepto y estructura de los aminoácidos y aminas de interés.

Saberes a adquirir

Estructura y nombre de aminoácidos y 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.

63

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:

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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


Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en este apartado.

Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas



Desarrollar



Lograrlas

Realiza el análisis diferenciando cuáles aminácidos son escenciales, comenta en clase las dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por el profesor.

65

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

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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?



Contesta las preguntas de acuerdo a tus conocimiento adquirido, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas





Lograrlas El alumno investiga; analiza y realiza inferencias acerca de las cuestiones presentadas.

Actividad

67

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

Nombre 3.2. Propiedades generales No. 2






El alumno será capaz de reconocer las propiedades tanto físicas y químicas que poseen los aminoácidos y aminas de interés.

Saberes a adquirir

Propiedades generales


Definir y relacionar usando la comunicación escrita, una metodología de investigación y trabajo en equipo las distintas propiedades de aminoácidos y aminas.

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Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas



Desarrollar



Lograrlas

Realiza el análisis reconociendo las propiedades de las aminas, comenta en clase las dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por el profesor.

69

4.1 Definición, composición e importancia de las proteínas

4.2 Estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria

4.1.3 Clasificación

4.1.4 Las proteínas en el metabolismo

Recuérdalo

¿Cuánto sabes?

Realízalo

PROTEÍMNAS 4.0

70

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 4.1 Definición, composición e importancia de las proteínas No. 1





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 estructura y reconocer su importancia.

Saberes a adquirir

4.1.1 Definición, composición e importancia de las proteínas


Definir y relacionar usando la comunicación escrita, una metodología de investigación y trabajo en equipo el concepto, composición e importancia de las proteínas.

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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.




Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas



Desarrollar



Lograrlas Realiza un análisis de los ejemplos dados reconociendo la importancia que tiene en el organismo y relacionándolo con su clasificación.

72

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) Clara de huevo b) Pescado c) Almendras d) Pechuga de pavo e) Pechuga de pollo f) Carne de cerdo g) Leche

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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.

Nombre 4.2 Estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria No. 1





Instrucciones para el Alumno El alumno será capaz de reconocer los 4 tipos de estructuras de las proteínas.

Saberes a adquirir

4.1.2 Estructuras: primaria,secundaria,terciaria y cuaternaria


Mediante explicación e imágenes reconocer los 4 tipos de estructuras proteicas.

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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. •

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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.

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Escribe el numero en el paréntesis según corresponda:

1.- Estructura primaria 2.- Estructura secundaria 3.- Estructura Terciaria 4.- Estructura cuaternaria

( )

( )

( )

( )

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.

77

CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS

Proteínas simples u holoproínas. Formadas exclusivamente por aminoácidos, en forma de cadenas polipeptídicas (según su forma, pueden ser)

Proteínas fibrosas o escleroproteínas. Forma alargada o fibrosa. Estructura -hélice. Insolubles en agua. Función estructural.

Colágeno. Forman parte de los tejidos óseos, cartilaginoso y conjuntivo.

Elastinas. Forman una matriz elástica. Se encuentran en los pulmones, arterias, etc.

Queratinas. Aparecen en formaciones epidérmicas como uñas, cuernos, plumas y pelos.

Proteínas globulares o esferoproteínas. De forma esférica y solubles en agua o disoluciones polares.

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.

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)

Glucoproteínas. Su grupo prostético es un azúcar como la glucosa unido a la proteína mediante un enlace covalente.

Mucoproteínas, secretan mucus Algunas hormonas (FSH, LH,...) Membranas celulares, transporte de sustancoias Fibrinógenos: grupos sanguíneos

Cromoproteínas. Su grupo prostético es una sustancia coloreada o pigmento.

Porfirínicas. Poseen un anillo tetrapirrólico con un catión en su interior. Ej. Hemoglobina (rojo-sangre)

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.

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.

Nucleoproteínas. Su grupo prostético es un ácido nucleico.

Fosfoproteínas. Su grupo prostético es el ácido fosfórico.

78

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

ESTRUCTURAL

-Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:

Ciertas glucoproteinas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.

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.

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HORMONAL

-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).

REGULADORA

-Algunas proteinas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

HOMEOSTATICA

-Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.

DEFENSIVA

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.

Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.

TRANSPORTE

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.

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.

80

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

ACIDOS NUCLEICOS 5.0

81

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.

82

NOMBRE

5.1 Estructura de los nucleótidos, y su nomenclatura

No.

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.

Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o graficas

Identifica las ideas claves en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas



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

Manera Didáctica

de Lograrlos

Mediante trabajo en equipo. Define conceptos, usando la comunicación escrita, con una metodología de investigación.

83

EVALUACIÓN DIAGNOSTICA Conocimientos previos de los alumnos identificando las habilidades y destrezas que dominan. Contesta las siguientes preguntas

1: Un nucleótido contiene

a) una pentosa b) una base nitrogenada c) un aminoácido d) 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

5.1 Estructura de los nucleótidos, y su nomenclatura

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.

84

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.

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Nombre 5.2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

No. 5


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. Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. Utiliza las tics para procesar e interpretar información Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otra persona de manera reflexiva




El alumno será capaz de reconocer las estructuras de los ácidos nucleídos sus propiedades así como su función en la naturaleza.

Saberes a adquirir

Definición y estructura de los ácidos núcleicos Tipos que existen


Define y relaciona usando la comunicación escrita, una metodología de investigación, trabajo en equipo las distintas tipos de los ácidos núcleicos en actividades llevadas a cabo en las aulas.

86

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.

87

La pentosa (azúcar), en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) es la 2-desoxi-D-ribosa y en el caso de los ácidos ribonucleicos (ARN) es la D-ribosa.

Las bases nitrogenadas son de dos tipos: púricas y pirimidínicas. Las bases púricas la Adenina y la Guanina.

Las bases pirimidínicas la Citosina, Timina y Uracilo

Adenina (A) Las bases nitrogenadas que forman parte del ADN: Guanina (G) . Timina (T) Adenina (A) Las bases nitrogenadas que forman parte del ARN Guanina (G) Uracilo (U)

AND ARN

88

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.

Por tanto, la Timina es específica del ADN y el Uracilo es específico del ARN.

89

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 Ácidos Nucleicos No. 5 Instruccione

s para el Alumno


Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas





Lograrlas

Realiza la observación de varios segmentos del ADN en varias especies, comenta en clase las dudas que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por el profesor.

90

Explosión de Cambios en el Genoma del Ancestro Común de Humanos, Chimpancés y Otros Simio.



Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquimica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas





Lograrlas

El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de estructuras de acidos nucleicos, función y clasificación y emplea los conocimientos adquiridos para distinguirlos.

91

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. 5Instrucciones para

el Alumno Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas


Competencias

Genéricas a

Desarrollar


Manera Didáctica

de Lograrlas

El alumno investiga acerca de los diferentes tipos de ácidos nucleico y su 8mportancia en la evolución del hombre

92

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 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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6.1 Definición y estructura de los carbohidratos 6.2 Clasificación 6.3 Metabolismo y ciclo de Krebs

Recuerdalo

¿Cuanto sabes?

Realízalo

CARBOHIDRATOS 6.0

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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.

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Evaluación Diagnostica: Resuelve las siguientes preguntas. 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.? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ATRIBUTOS DE LA

COMPETENCIA

expresa ideas y conceptos mediante

representaciones lingüísticas, matemáticas o graficas identifica las ideas claves en un texto o discurso oral

e infiere conclusiones a partir de ellas articula saberes de diversos campos y establece

relaciones entre ellos y su vida cotidiana

RESULTADO DE APRENDIZAJE

Aprende a conocer distintas estructuras de los carbohidratos, clasificación y función en el desarrollo de algunas estructuras animales y vegetales. 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.

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Nombre 6.1 Definición y estructura de los carbohidratos No. 6








El alumno será capaz de reconocer las estructuras de los carbohidratos, sus propiedades así como su función en la naturaleza.

Saberes a adquirir

Definición y estructura de los carbohidratos Clasificación Metabolismo y ciclo de Krebs


Definir y relacionar usando la comunicación escrita, una metodología de investigación, trabajo en equipo las distintas propiedades de los carbohidratos en actividades llevadas a cabo en las aulas.

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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.

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Clasificación de los azucares Aldosas Cetosas Triosas (C3 H6 O3) Glicerosa Dilhidroxiacetona Tetrosas (C4 H8 O4) Eritrosa Eritrulosa Pentosas (C5 H10 O5) Ribosa Ribulosa Hexosas (C6 H12 O6) Glucosa 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 naturaleza son la inulina, la oligofructosa (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 Celulosa

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¿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.

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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.

101

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.

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 Carbohidratos No. 6 Instruccione

s para el Alumno


Actitudes a formar


Manera Didáctica

de Lograrlas





Lograrlas


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Identifica los siguientes carbohidratos completando el siguiente recuadro

Carbohidratos

Función en el organismo

Clasificación

Estructura

D-Xilosa

D-Galactosa

D-Manosa

D-Arabinosa



Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquimica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas





Lograrlas

El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de estructuras de carbohidratos, función y clasificación y emplea los conocimientos adquiridos para distinguirlos.

Actividad

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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. .

MATERIALES Y REACTIVOS. • Tubos de ensayo, gradilla • Pipetas • Trípode • Mechero de Bunsen • Beaker y bagueta • Rejilla con asbesto

• Agua destilada • Reactivo de Fehling A y B • Reactivo De Lugol • Bicarbonato. • Sacarosa (azúcar común)

• Fructosa (gaseosa) • Lactosa (leche) • Almidón (harina). • Galactosa, xilosa, ribosa, maltosa. • Solución de almidón

PROCEDIMIENTOS



Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de bioquímica, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.



Lograrlas





Lograrlas

El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de carbohidratos; que consume en la vida cotidiana y emplea los conocimientos adquiridos para distinguirlos.

Actividad experimental

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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 azul- Verdoso.

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 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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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/compuestos-

nitrogenados-aminas.shtml

• http://www.aula21.net/Nutriweb/proteinas.htm#10

Documents

Indice bioquimica 2012-1 · características por las cuales pueden ser reconocidas. ... Cuáles son los tipos de células que existen ... macromoléculas, que cumple funciones específicas