En esta entrada tenéis el esquema general del tema 3 de biología: ¡Los glúcidos! Además de varias actividades muy útiles para aprender sobre estas biomoléculas orgánicas (y para el examen ;)). Y sin más dilación, empecemos.
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Como bien ya sabes, los glúcidos son un tipo de biomolécula orgánica presente en legumbres, pasta y patatas entre otros, pero ¿de qué están formados?
Los glúcidos están formados principalmente por C, H y O y sus monómeros se denominan monosacáridos. Estos tienen ciertas propiedades físicas (como la isomería) y químicas como la respuesta al reactivo de Fehling ¡Aquí os dejo un vídeo sobre esta prueba científica la mar de interesante!
Además, estas cadenas hidrocarbonadas cuando están en disolución pueden adoptar formas cíclicas (Proyección de Haworth).
A continuación, estos monosacáridos pueden unirse unos a otros mediante enlaces O-glucosídicos y formar a los conocidos holósidos y heterósidos.
Estos primeros están formados únicamente por glúcidos y si presentan de entre 2 a 10 monómeros se denominan oligosacáridos. Estos presentan diferentes tipos de enlaces (alfa o beta, monocarbonílico o dicarbonílico...) y sus propiedades físico-químicas son las mismas que las de los monosacáridos (a excepción del poder reductor en el caso del disacárido sacarosa).
Aparte de estos también encontramos a los polisacáridos que son la unión de más de 10 monosacáridos que pueden ser iguales( homopolisacáridos) o distintos entre sí (heteropolisacáridos) con sus respectivas propiedades físico-químicas.
Por otra parte, dentro de los heterósidos encontramos glúcidos formados tanto por monosacáridos como por otras biomoléculas tales como proteínas ( glucoproteínas y proteoglucanos) o lípidos (glucolípidos) entre otras.
Y así terminamos con la clasificación y nos centramos en las funciones de los glúcidos. Que como bien vemos en el mapa mental destacan la función energética y estructural.
¡Y a continuación vienen las actividades!
ACTIVIDADES GLÚCIDOS
1) La D-glucosa es una aldohexosa.
Explica:
a) ¿Qué significa ese término? Se trata de una glucosa, un monosacárido formado por 6 carbonos (por eso aparece el término -hexosa) con un grupo carbonilo, más específicamente aldehído (por eso el término aldo-). Y, además, al ser un monosacárido posee ciertas propiedades químicas. Por ejemplo, presenta isomería por lo que dos mismas moléculas pueden ser enantiómeros (es decir, son imágenes especulares entre sí) de forma D o L. Como se nos está indicando una D- glucosa, eso significa que el –OH del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo (en este caso aldehído) está situado a la derecha. Por último, el término acaba con el sufijo –osa, esta es la partícula distintiva de los gúcidos.
b) ¿Qué importancia biológica tiene la glucosa? La glucosa es el principal nutriente de los seres vivos, por lo que la salud y el funcionamiento de todas las células del cuerpo dependen de la energía de este monosacárido.
c) ¿Qué diferencia existe entre la D-glucosa y la L-glucosa, y entre la α y la β D- glucopiranosa? Que la glucosa tenga forma D o L depende de la posición del grupo hidroxilo (-OH) del carbono asimétrico más alejado del grupo del grupo carbonilo. Si está situado hacia la derecha la molécula tendrá forma D, si está hacia la izquierda entonces L. Y cuando la glucosa se encuentra en disolución adopta una forma física. Y si el grupo hidroxilo del carbono anomérico (antes carbonilo) se encuentra por debajo del plano, estaremos hablando de una α D-glucopiranosa. Por el contrario, si se encuentra por encima del plano será una β D- glucopiranosa.
2) Dentro de un grupo de biomoléculas orgánicas se puede establecer la clasificación de:
monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Homopolisacáridos y heteropolisacáridos
Función energética (reserva) y función estructural. a) cita un ejemplo diferente para cada uno de los tipos diferenciados en la clasificación 1, 2 y 3 (total 7 moléculas).
· Monosacárido: glucosa.
· Oligosacárido: lactosa (disacárido).
· Polisacárido: celulosa.
· Homopolisacárido: almidón.
· Heteropolisacárido: Agar-agar.
· Función energética:glucógeno.
· Función estructural: quitina.
b) ¿En base a qué criterio se establece la clasificación número 2 ? Ambos, homopolisacáridos y heteropolisacáridos, son polisacáridos formados por la unión de muchos monosacáridos. Si todos los monosacáridos que constituyen el polímero son iguales, entonces es un homopolisacárido, sino, será un heteropolisacárido.
3) En relación a los glúcidos:
a) Indica cuál de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa (disacárido), fructosa (monosacárido), almidón (polisacárido), lactosa (disacárido), celulosa (polisacárido) y glucógeno (polisacárido).
b) Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el apartado anterior.
El almidón se encuentra en los plastos de las células vegetales, tubérculos o raíces y semillas ya que es la principal sustancia energética de las plantas. La celulosa también está presente en las células vegetales, pero en la pared celular. Y el glucógeno se almacena en el hígado y en el músculo esquelético de los animales ya que es una reserva energética de las células animales.
c) Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado a).
El almidón y el glucógeno, al presentar enlaces α que son más débiles, poseen función de reserva energética. Y la celulosa, como presenta enlaces β los cuales son más resistentes, posee función estructural.
d) Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a).
Galactosa.
4) Realiza todos los pasos de la ciclación de una D-galactosa hasta llegar a una α-D- galactopiranosa.
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5) Dibuja un epímero de la L-ribosa y su enantiómero.
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REPASANDO LOS BIOELEMENTOS, AGUA SALES MINERALES Y GLÚCIDOS
Ejercicio 1
Bloque 1: Base molecular y físico-química de la vida
1) Explica qué son los bioelementos primarios, los bioelementos secundarios y los oligoelementos, dando cuatro ejemplos de cada uno de ellos.
· Bioelementos primarios: son los más abundantes (96 % del peso del organismo) e indispensables para formar biomoléculas orgánicas. Tienen una masa atómica pequeña por lo que tienden a completar su último orbital compartiendo electrones (forman con facilidad enlaces covalentes). Algunos ejemplos son el oxígeno (O), carbono (C), nitrógeno (N) e hidrógeno (H).
· Bioelementos secundarios: representan aproximadamente un 4% del peso del organismo y se encuentran en biomoléculas orgánicas o en otras. Estas se pueden clasificar según su importancia o abundancia en los seres vivos. Algunos ejemplos son el sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl) y calcio (Ca).
· Oligoelementos: son los bioelementos secundarios menos abundantes (menos de un 0,1%) en los seres vivos pero que desempeñan funciones muy importantes. De modo que su carencia puede acarrear graves trastornos en el organismo. Algunos ejemplos son el hierro (Fe), cobre (Cu), cobalto (Co) y litio (Li).
2) Define qué es una solución tampón o amortiguadora. Indica por qué es importante para los seres vivos el mantenimiento del Ph.
Las soluciones amortiguadoras son disoluciones que por el agregado de cantidades moderadas de ácidos o bases fuertes mantienen prácticamente constante el pH. También se dice que una solución es amortiguadora, reguladora o tampón si la concentración de protones H+, es decir el pH de una solución no se ve afectada significativamente por la adición de pequeñas cantidades o volúmenes de ácidos y bases.
Existe una corriente de investigación, que afirma que existe un “estado pH” en el organismo que fluctúa entre una alcalosis y una acidosis a lo largo de las 24 horas del día. Si este trasiego o movimiento no se produjese sería imposible la puesta en marcha de las diferentes rutas bioquímicas y el metabolismo se pararía. Precisamente el motor de la vida biológica es este ir y venir del “estado pH”. Son pequeñas fluctuaciones en torno a la posición del equilibrio, pero suficientes para que exista el movimiento bioquímico. De ahí la importancia del mantenimiento del Ph en los seres vivos.
3) Explica brevemente:
a) ¿Qué diferencia estructural hay entre una aldosa y una cetosa? Ambas son monosacáridos constituidos por cadenas hidrocarbonadas con varios grupos hidroxilos y uno carbonilo. Sin embargo, en la aldosa el grupo carbonilo se encuentra en el primer carbono de la cadena siendo un aldehído. Y en la cetosa el grupo carbono se encuentra en el carbono 2, siendo una cetona.
b) Relaciona los conceptos de carbono asimétrico y esteroisómeros.
La estereoisomería es un tipo de isomería presente en moléculas aparentemente iguales en estructura, pero con propiedades distintas, porque sus átomos tienen diferente disposición espacial. En los glúcidos se debe a la presencia de carbonos asimétricos (carbonos unidos a cuatro radicales diferentes entre sí), que dependiendo de la posición de sus radicales en la cadena podemos distinguir enantiómeros( forma D o L) y diastereoisómeros.
Ejercicio 2:
Bloque 1: Base molecular y físico-química de la vida
1) La frase “el gliceraldehído es una aldotriosa y la dihidroxiacetona es una cetotriosa”, ¿es verdadera o falsa? ¿Pueden tener diferentes esteroisómeros estas moléculas? Justifica ambas respuestas.
La frase es verdadera ya que un gliceraldehído es un monosacárido formando por tres carbonos y un grupo carbonilo en el C1. Y una dihidroxicetona sí es una cetotriosa ya que también es un monosacárido formado por una cadena de tres carbonos con un grupo carbonilo en el C2.
Ambas moléculas no pueden tener esteroisómeros ya que solo tienen un carbono asimétrico por lo que no pueden tener ni enantiómeros ni diastereoisómeros. Esto se debe a que ese único carbono asimétrico no puede diferenciarse con los otros, ya que evindentemente no hay otros.
2) El suero fisiológico que se inyecta por vía intravenosa a los enfermos es isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos. ¿Por qué es importante que sea así? ¿Qué ocurriría si el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico? ¿Y si fuera hipotónico?
Es importante que sea así para no variar el nivel de concentración de sales dentro y fuera de las células sanguíneas ya que originaría el movimiento del agua hacia dentro o fuera de las células. Si el medio en que se encontraran los glóbulos rojos, por ejemplo, fuera hipertónico, eso significaría que el medio tiene una mayor concentración de sales. Como consecuencia, el agua atravesaría la membrana plasmática de los eritrocitos pasando al medio para regular la concentración y puede llegar a perder mucha arrugándose la célula y dando lugar a lo que conocemos como crenación. Por otra parte, si el medio fuera hipotónico, este tendría una menor concentración de sales por lo que esta vez el agua entraría hacia dentro de los hematíes pudiendo llegar estos a explotar, esto sería el fenómeno de plasmólisis.
¡Y así acaba este especial sobre los glúcidos! ¡Espero que te haya gustado!