Tema 2. Glúcidos

IES AS MARIÑAS. Biología 2º Bachillerato

TEMA 2. LOS GLÚCIDOS

1- CARACTERÍSTICAS GENERALES:

Los glúcidos son biomoléculas orgánicas formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno

(O). Su fórmula empírica es Cn(H2O)n, por lo que se les llama hidratos de carbono o

carbohidratos. Este nombre es en realidad poco apropiado, ya que no se trata de átomos de

carbono hidratados, esto es, enlazados a moléculas de agua, sino de átomos de carbono unidos a

grupos alcohólicos (-OH) y a radicales hidrógeno (-H). Siempre hay un grupo aldehído (-COH)

o un grupo cetónico (-CO-) por ello se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

2- CLASIFICACIÓN:

Según el número de unidades moleculares que poseen, los glúcidos se clasifican en los

siguientes grupos:

Monosacáridos u osas: son los más simples. Están constituidos por una sola cadena

polihidroxialdehídica o polihidroxicetónica.

Ósidos (asociación de monosacáridos):

Holósidos: constituidos únicamente por monosacáridos.

- Oligosacáridos: formados por la unión de dos a diez monosacáridos. Los más

importantes son los disacáridos (formados por la unión de dos monosacáridos).

- Polisacáridos: formados por la unión de numerosos monosacáridos.

Heterósidos: constituidos por la unión de monosacáridos y otras sustancias no

glucídicas, como proteínas, lípidos…

3- LOS MONOSACÁRIDOS:

Propiedades: son sólidos cristalinos, de color blanco, solubles en agua y dulces, por lo que

también se les llama azúcares. Son reductores, pues el grupo aldehído o cetona tiene la

capacidad de cambiar de color al licor de Fehling.

Clasificación: en función del número de átomos de carbono se clasifican en:

- Triosas: Con 3 átomos de carbono. Destacan el D-gliceraldehído y la dihidroxiacetona.

Ambos compuestos son intermediarios en el metabolismo de la glucosa.

- Tetrosas: Con 4 átomos de carbono. Destaca la eritrosa.

- Pentosas: Con 5 átomos de carbono. Destacan la ribosa y la desoxirribosa, que forman parte

de los ácidos nucleicos.

- Hexosas: Con 6 átomos de carbono. Destacan la glucosa, la galactosa y la fructosa.

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GLUCOSA: Constituye el azúcar más extendido en la naturaleza y el que más utilizan los

organismos como fuente de energía. Se encuentra libre en la uva y se le llama azúcar de uva.

También se encuentra libre en la sangre en concentraciones de 1gr/l.

Forma parte de importantes disacáridos y polisacáridos, como veremos en los apartados

siguientes.

GALACTOSA: Es el azúcar de la leche de los mamíferos.

FRUCTOSA: En estado libre se encuentra en frutas y en el líquido seminal.

Isomería espacial o estereoisomería:

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La isomería espacial se debe a la existencia, dentro de la molécula, de átomos de carbono

asimétricos (carbonos unidos a cuatro grupos diferentes). Estos átomos de carbono asimétricos

confieren a la molécula de actividad óptica, es decir, capacidad para desviar el plano de luz

polarizada, si lo desvían hacia la derecha, el monosacárido se llama DEXTRÓGIRO y se

simboliza con el signo (+), y si lo desvían hacia la izquierda se llama LEVÓGIRO y se

simboliza con el signo (-).

Esta nomenclatura no se debe de confundir con D y L, que hace referencia a la posición del -OH

de carbono asimétrico más alejado del grupo aldehído o cetona. Los D-monosacáridos presentan

dicho –OH a la derecha, mientras que los L-monosacáridos lo presentan a la izquierda. Los

isómeros D son los únicos presentes en los seres vivos.

Dichas moléculas que tienen la misma fórmula empírica pero que se diferencian entre sí por la

distinta colocación de sus átomos en el espacio y ser óptimamente activas se llaman

ESTEREOISÓMEROS. El monosacárido más simple con estereoisomería es el gliceraldehído.

El D-gliceraldehído y el L-gliceraldehído son un tipo de estereoisómeros que se llaman

ENANTIÓMEROS, ya que uno del otro son imágenes especulares no superponibles, en cambio,

cuando se diferencian entre sí en la posición de un –OH pero no son las citadas imágenes

especulares no superponibles se llaman EPÍMEROS.

Formas cíclicas:

Los monosacáridos en estado cristalino presentan forma lineal, y a dicha forma se le llama

representación de Fischer.

Pero cuando los monosacáridos se encuentran en disolución no poseen estructura lineal sino que

adoptan estructuras cíclicas de forma pentagonal o hexagonal, conocidas como proyecciones de

Haworth.

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La formación del ciclo se realiza mediante un enlace hemiacetal, que supone un enlace

covalente entre el grupo aldehído y un alcohol (en el caso de las aldosas) o un enlace hemicetal

entre el grupo cetona y un alcohol (en el caso de las cetosas).

El carbono carbonílico correspondiente a los aldehído y cetona se designa en la fórmula cíclica

como carbono anomérico, y el grupo –OH que presenta (llamado hidroxilo hemi(a)cetálico)

determina un nuevo tipo de estereoisomería llamado anomería. Existen dos formas anoméricas:

- Anómero α: el –OH del carbono anomérico queda por debajo del plano.

- Anómero β: el –OH del carbono anomérico queda por encima del plano.

Si el ciclo resultante tiene forma hexagonal, el monosacárido se llama piranosa, si tiene forma

pentagonal se llama furanosa.

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4- LOS DISACÁRIDOS:

Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico, este puede ser:

- Monocarbonílico: Interviene el hidroxilo del carbono anomérico del primer monosacárido y

otro grupo alcohol que no sea el del carbono anomérico.

- Dicarbonílico: intervienen los grupos hidroxilo de los carbonos anoméricos de los dos

monosacáridos. No poseen poder reductor, ya que están implicados los grupos carbonílicos de

los dos monosacáridos.

El enlace O-glucosídico es α-glucosídico si el primer monosacárido es α, y β-glucosídico si el

primer monosacárido es β. Por ejemplo, entre el carbono 1 de la α-D-glucopiranosa y el

carbono 4 de otra D-glucopiranosa (α o β) se establece un enlace tipo α(1→4).

Clasificación:

MALTOSA: Llamado azúcar de malta. Aparece durante la germinación de la cebada, que se

emplea en la fabricación de la cerveza y, una vez tostada, como sucedáneo del café (malta). Es

producto de la hidrólisis del almidón o del glucógeno. Formado por la unión de dos moléculas

de α-D-glucopiranosas unidas mediante enlace monocarbonílico α(1→4). La segunda molécula

de glucosa también puede ser β.

LACTOSA: Se encuentra en la leche. Está formada por la unión monocarbonílica β(1→4) de

β-D-galactopiranosa y α ó β-D-glucopiranosa. Posee carácter reductor.

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SACAROSA: Es el azúcar de mesa. Se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera.

Está formada por la unión dicarbonílica α(1→2) de α-D-glucopiranosa y β-D-fructofuranosa.

Es el único disacárido de los citados que no tiene carácter reductor sobre el licor de Fehling.

CELOBIOSA: Aparece en la hidrólisis de la celulosa. Está formada por dos moléculas de β-D-

glucopiranosa unidas con enlace β(1→4) monocarbonílico.

ISOMALTOSA: Es igual a la maltosa pero el enlace es (1→6). Se obtiene por hidrólisis de la

amilopectina (un componente del almidón) y del glucógeno. Proviene de los puntos de

ramificación de estos polisacáridos.

5- LOS POLISACÁRIDOS:

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Son polímeros formados por la unión de muchos monosacáridos, tienen peso molecular elevado,

no son dulces, ni cristalinos y son insolubles en agua. No poseen carácter reductor, pues la

mayoría de los hidroxilos hemiacetálicos no están libres.

Presentan dos funciones biológicas características, bien como sustancias de reserva energética

(como por ejemplo, el glucógeno y el almidón) o bien como moléculas estructurales (como por

ejemplo, la celulosa).

Los polisacáridos que realizan una función energética presentan enlaces α-glucosídicos, que se

caracterizan por ser enlaces débiles, que se rompen y forman con facilidad; por el contrario,

aquellos polisacáridos que llevan a cabo una función de reserva energética presentan enlaces β-

glucosídicos, mucho más estables y resistentes.

Se distinguen dos grandes tipos de polisacáridos:

- Homopolisacáridos: se forman por la repetición de un solo tipo de monosacárido.

- Heteropolisacáridos: formados por más de un tipo de monosacáridos.

Homopolisacáridos de reserva

Almidón

Es el polisacárido de reserva de vegetales por excelencia. Se encuentra en los amiloplastos de

las células vegetales y es abundante en tubérculos como la patata, y en semillas como el maíz.

Es en realidad una mezcla de polímeros de glucosa: amilosa y amilopectina.

o Amilosa: Cadena helicoidal sin ramificar, formada por α-D-glucosas unidas por enlaces

(1→4). Existen seis moléculas de glucosa (tres maltosas) por vuelta de hélice.

o Amilopectina: Posee ramificaciones cada 15-30 moléculas de glucosa. Estas

ramificaciones se producen por enlaces (1→6), estando la cadena principal formada por

enlaces (1→4).

Glucógeno

Es el polisacárido de reserva más importante en las células animales. Se encuentra sobre todo en

el hígado y en el músculo.

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Está constituido por una cadena semejante a la amilopectina, pero más ramificada, pues los

enlaces α(1→6) se producen cada 8 ó 10 moléculas de glucosa.

Homopolisacáridos estructurales

Celulosa

Es un polisacárido estructural que constituye el principal componente de la pared de las células

vegetales. Es un polímero lineal de β-D-glucosas. El enlace β(1→4) que une dichos residuos

de glucosa es inatacable por las enzimas digestivas de los animales, de ahí que no tenga interés

para el hombre desde el punto de vista energético y nutritivo, sin embargo, es importante en la

regulación de la defecación. No obstante, los herbívoros contienen en su tubo digestivo

bacterias o protozoos que poseen la enzima celulasa, capaz de hidrolizar dicho enlace.

Quitina

Es un polisacárido que está presente en el

exoesqueleto de los artrópodos y en la pared

celular de muchos hongos. Se forma por

repetición de un derivado de la glucosa: la N-

acetil-D-glucosamina, cuyas moléculas se

unen mediante enlaces β(1→4).

Heteropolisacáridos

En su composición intervienen distintos tipos de monosacáridos.

Entre los heteropolisacáridos de origen vegetal, los más conocidos son:

Pectina y Hemicelulosa: son, junto con la celulosa, los polisacáridos componentes de la pared

celular de los vegetales.

Agar-agar: presente en las algas rojas. Se utiliza como medio de cultivo de microorganismos.

Los heteropolisacáridos de origen animal más conocidos son:

Heparina: sustancia anticoagulante.

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Ácido hialurónico: forma la matriz extracelular de tejidos conjuntivos, cartilaginosos y óseos.

6- HETERÓSIDOS

Son sustancias formadas por una parte glucídica y otra no glucídica (aglucón).

Si el aglucón es de naturaleza lipídica se denominan glucolípidos y si es de naturaleza proteica

glucoproteínas. Forman parte de la superficie externa de la membrana plasmática,

proporcionando a las células sus señas de identidad.

7- FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS GLÚCIDOS:

a) Función energética: son el material energético de uso inmediato para los seres vivos. La

glucosa es el azúcar más utilizado como fuente de energía por las células, y su oxidación

libera la energía que utilizan los seres vivos. También pueden acumularse como material

de reserva, este sería el caso del almidón y el glucógeno.

b) Función estructural: destacan la celulosa en los vegetales; la quitina en los artrópodos y

hongos; la ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos de todos los seres vivos…

c) Otras funciones: la heparina es la sustancia anticoagulante de la sangre. Las glucoproteínas

y glucolípidos funcionan como antígenos….

CUESTIONARIO TEMA 2: "GLÚCIDOS"

ACTIVIDADES INICIALES:

1- ¿Qué tipo de molécula es un glúcido, orgánica o inorgánica?

2- ¿En qué alimentos abundan los glúcidos?

3- ¿Qué tipos de glúcidos conoces? ¿Cuáles son sus funciones en el organismo?

4- ¿Cómo es la estructura de un grupo aldehido? ¿y de un grupo cetona?

ACTIVIDADES DE DESARROLLO:

1- Estructura y clasificación de los glúcidos

2- Cita 4 monosacáridos con diferente número de carbonos e indica cuál es la función que

realizan.

3- Propiedades comunes a los monosacáridos.

4- Contesta las siguientes preguntas:

a) ¿Cuándo se dice que un carbono es asimétrico?

b) ¿A qué da lugar la existencia de un carbono asimétrico?

c) ¿Cuáles son los carbonos asimétricos de la glucosa?

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5- Explica el significado de los siguientes símbolos relativos a los monosacáridos y pon un

ejemplo de cada apartado:

a) D y L

b) (+) y (-)

c) Dextrógiro y levógiro.

6- A partir de las fórmulas lineales de la D-desoxirribosa y de la D-galactosa, escribe las

proyecciones de Haworth de la -D-desoxirribofuranosa y de la -D-galactopiranosa.

7- A la vista de las fórmulas cíclicas de los monosacáridos, escribe la estructura de un

disacárido con poder reductor y otro sin poder reductor.

¿A qué se debe la existencia o no existencia de dicho poder reductor? Razona la

respuesta.

8- Observa la molécula representada y contesta las siguientes preguntas:

a) ¿Qué tipo de molécula es?

b) ¿Qué tipo de enlace se representa? ¿A qué molécula pertenece?

c) ¿Cómo está formada químicamente la maltosa?

9- Almidón y glucógeno:

a) Naturaleza química y diferencia estructural.

b) Función.

c) Células en las que se encuentran.

10- En la siguiente figura se representa la biomolécula de celulosa:

a) ¿Qué tipo de glúcido es?

b) ¿Qué unidades estructurales lo forman y mediante qué enlace se unen?

c) ¿En qué estructuras celulares podrías encontrarla y cuál sería su función?

11- Señala de forma razonada si son verdaderas o falsas las siguientes expresiones:

a) La sacarosa es un disacárido no reductor puesto que el enlace que une sus

monosacáridos es monocarbonílico.

b) El glucógeno es una glucoproteína.

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c) La celulosa, al encontrarse en las mismas células que el almidón también

presenta ramificaciones.

d) El almidón es componente básico de las paredes celulares vegetales.

e) Los polisacáridos sirven como marcadores en procesos de reconocimiento

celular.

f) La fructosa es un disacárido formado por sacarosa y glucosa.

g) La celulosa forma parte de la pared celular vegetal.

12- Copia en tu cuaderno la siguiente tabla y complétala:

GLÚCIDO TIPO LOCALIZACIÓN FUNCIÓN

maltosa cebada

homopolisacárido exoesqueleto artrópodos

Anticoagulant

e

caña de azúcar

homopolisacárido músculos

lactosa

13-Los glúcidos son principios inmediatos o biomoléculas:

a) Define el concepto de glúcido.

b) Explica en qué consiste el enlace O-glucosídico.

c) Describe brevemente las funciones biológicas más importantes de los

glúcidos.

14- ¿Qué circunstancia determina la actividad óptica de una molécula? ¿Presenta isómeros

ópticos el gliceraldehído? En caso afirmativo, dibújalos y nómbralos correctamente.

15- Realiza un glosario en el que se indique el significado de las siguientes palabras,

proporcionando, siempre que corresponda un ejemplo:

a) Glúcido

b) Dextrógiro

c) Carbono asimétrico

d) Proxección de Haworth

e) L-monosacárido

f) Pentosa

g) Quitina

16- El esquema representa la molécula de sacarosa:

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a) ¿Qué tipo de glúcido es la sacarosa?

17- Realiza una clasificación detallada de los glúcidos e incluye en ella los siguientes

sacáridos: glucosa, celulosa, ribosa, maltosa, celobiosa, lactosa y gliceraldehído.

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