Biomoléculas orgánicas: carbohidratos y lípidos PPTCTC030TC31A16V1 Clase Biomoléculas orgánicas: carbohidratos y lípidos

Resumen de la clase anterior Anabolismo y catabolismo Condensación e hidrólisis Fosforilación y desfosforilación Conceptos químicos Oxidación y reducción Polimerización Tipos de enlace

Resumen de la clase anterior Átomo Biósfera Bioma Molécula Ecosistema Macromolécula Comunidad Organelo Célula Especie Población Tejido Órgano Aparato o sistema Organismo

Páginas del libro desde la 31a la 38. Aprendizajes esperados Identificar los principales bioelementos y los tipos de biomoléculas. Reconocer la importancia del carbono en la formación de moléculas orgánicas. Comprender las formas de clasificación de carbohidratos y lípidos. Identificar las funciones y propiedades de carbohidratos y lípidos. Páginas del libro desde la 31a la 38.

Esto elimina una recomendación que se ha mantenido por casi 40 años. Panel sobre Nutrición recomienda menos azúcar y suaviza las restricciones de colesterol y grasas. El Comité Asesor de Lineamientos Dietéticos de Estados Unidos revisa cada 5 años las recomendaciones de nutrientes en la dieta. Sus nuevos lineamientos en 2015 incluyeron: Limitar el consumo de azúcares adicionados al 10% del total de calorías de la dieta (12 cucharaditas para un adulto). Elimina la recomendación de limitar la ingesta de colesterol a 300 mg diarios (menos de 2 huevos) Esto elimina una recomendación que se ha mantenido por casi 40 años. ¿Por qué? Por que la evidencia científica muestra que, en la mayoría de las personas, los niveles de colesterol en la sangre no se relacionan con la ingesta en la dieta, sino con la producción en el hígado. Fructosa Músculo Hígado Glucógeno Glucosa Grasas Enfatizar en la última figura que el exceso de azúcares puede ser convertido en grasa en el hígado. Esta grasa tiene 3 destinos: tejido adiposo, acumulación en el hígado (relacionado con hígado graso) y liberación al torrente sanguíneo como triglicéridos y colesterol. Por lo tanto, el consumo excesivo de azúcares puede elevar los niveles de colesterol en la sangre y con ello aumentar el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Imagen modificada de: The Dallas Morning News Fuentes: The New York Times: http://well.blogs.nytimes.com/2015/02/19/nutrition-panel-calls-for-less-sugar-and-eases-cholesterol-and-fat-restrictions/?partner=socialflow&smid=tw-nytimes&_r=0 Sociedad Argentina de Cardiología: http://www.sac.org.ar/controversia-por-las-grasas-en-la-dieta/

Bioelementos Biomoléculas Carbohidratos Lípidos

1. Bioelementos Las características y propiedades de la materia viva tienen su origen en los átomos que la componen, los llamados bioelementos. Bioelementos % en la materia viva Átomos Primarios 96% C, H, O, N, P, S Secundarios 3,9% Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe Oligoelementos 0,1% Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si... La mayor parte de las moléculas que componen los seres vivos (biomoléculas) tienen una base de carbono. ¿Qué características hacen del átomo de carbono el principal componente de las biomoléculas orgánicas?

 B   Ejercicio 5 “Guía del alumno” MTP La siguiente tabla muestra los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre y en los seres vivos, ordenados según su porcentaje en masa. A partir de la observación de la tabla, es correcto afirmar que I) el carbono es el elemento más importante en los seres vivos. II) el oxígeno es fundamental en los componentes bióticos y abióticos de la Tierra. III) la gran abundancia de oxígeno se debe a que forma parte del agua. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) Solo II y III C) Solo III ALTERNATIVA CORRECTA B ASE    El carbono es un elemento fundamental en los seres vivos y forma parte de todos los compuestos orgánicos, pero la tabla muestra que en cuanto a abundancia ocupa el segundo lugar. También el resto de los elementos son fundamentales en un ser vivo. El oxígeno es el elemento más abundante tanto en la corteza terrestre (factores abióticos) como en los seres vivos (factores bióticos). No se puede afirmar a partir de la tabla.

2. Biomoléculas Biomoléculas Biomoléculas inorgánicas: moléculas que no presentan esqueleto de carbono en su estructura. Biomoléculas orgánicas: Moléculas formadas por un esqueleto de carbono e hidrógeno. Carbohidratos Sales minerales Agua Gases Lípidos Son funciones de las sales minerales: Participar en la contracción muscular (Ca2+ ) Participar en el impulso nervioso (Na+ y K+) Participar en la regulación de la presión sanguínea (Na+) Transportar oxígeno (Fe2+) Formar parte de la clorofila (Mg2+) Son propiedades del agua: Gran capacidad disolvente Alta tensión superficial Capilaridad Alto calor específico Alto calor de vaporización Punto de ebullición: 100 ºC Punto de congelación: 0 ºC Densidad máxima a 4ºC Capacidad de disociación Proteínas Ácidos nucleicos

   E Ejercicio 4 “Guía del alumno” MC El agua forma parte de aproximadamente dos tercios del peso corporal de los animales. ¿Qué situación(es) justifica(n) esta proporción? I) El agua es el principal medio en el que ocurren las reacciones del metabolismo. II) El agua es un excelente termorregulador, siendo capaz de absorber grandes cantidades de calor. III) El agua permite la circulación de gran número de sustancias a través de todo el organismo. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III C) Solo III    La célula está compuesta en un 75% de agua aproximadamente. Dentro de ella ocurren todas las reacciones metabólicas que posibilitan la vida. El agua es el solvente universal, lo que permite la circulación de un gran número de sustancias a través del organismo. Elevado calor específico: se requiere una gran cantidad de energía para elevar la temperatura del agua. Alto calor de vaporización: se necesita mucha energía para evaporar el agua. ALTERNATIVA CORRECTA E Comprensión Excelente termorregulador

3. Carbohidratos Criterio de comparación Carbohidratos Elementos principales C, H, O Unidades básicas de construcción Monosacáridos (Ej.: glucosa) Tipo de enlace Glucosídico Clasificación Monosacáridos 2. Disacáridos 3. Oligosacáridos 4. Polisacáridos Función biológica Energética a corto plazo, de reserva y estructural Fuentes en la dieta Origen animal: leche y sus derivados. Origen vegetal: legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas Ejemplos Glucosa, fructosa, maltosa, glicógeno, celulosa, etc.

3. Carbohidratos 3.1 Monosacáridos Hexosas: 6 carbonos en su estructura Pentosas: 5 carbonos en su estructura Éstas moléculas las podemos encontrar de forma cíclica en la naturaleza.

¿Qué otros disacáridos conoces? 3. Carbohidratos 3.2 Disacáridos Unión de dos monosacáridos a través de enlace glucosídico. CH2OH OH HO H O SÍNTESIS POR CONDENSACIÓN HOCH2 glucosa fructosa sacarosa ¿Qué otros disacáridos conoces?

Polisacárido ramificado 3. Carbohidratos 3.3 Polisacáridos Unión de muchos monosacáridos a través de enlace glucosídico. Molécula Característica Origen Enlace Función Almidón Polisacárido ramificado Vegetal alfa-glucosídico. Reserva. Celulosa Polisacárido lineal beta-glucosídico. Estructural. Glucógeno Animal Quitina Hongos y Artrópodos

3. Carbohidratos 3.3 Polisacáridos Glucógeno Celulosa Almidón Quitina

   E Ejercicio 9 “Guía del alumno” MC La celulosa es un polisacárido de glucosa, de estructura rígida, lineal e insoluble, que los organismos animales no pueden digerir. ¿Cómo se explican estas características? I) Las glucosas que forman la celulosa están unidas por enlaces ß, lo que le da a la molécula una estructura rígida. II) La formación de múltiples puentes de hidrógeno entre fibras paralelas de celulosa hace que sea una molécula rígida e insoluble. III) Los animales carecen de enzimas que reconozcan los enlaces ß. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III C) Solo III    Los enlaces que unen a las moléculas de glucosa en la celulosa son de tipo β(14). Este tipo de enlace estabiliza la estructura de las glucosas. También, las moléculas de celulosa, se disponen en fibras paralelas, entre las cuales se forma una gran cantidad de puentes de hidrógeno, todo lo anterior hace que la molécula sea rígida e insoluble. ALTERNATIVA CORRECTA E Comprensión Algunos animales como vacas, caballos y termitas poseen bacterias simbiontes en sus tractos digestivos, que pueden degradar glucosa, permitiendo al animal usar la celulosa como fuente de energía.

     B Ejercicio 12 “Guía del alumno” MTP La lactosa o azúcar de la leche es un disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de galactosa, ambas de fórmula molecular C6H12O6. ¿Cuál será la fórmula molecular de la lactosa? A) C12H24O12 D) C12H24O11 B) C12H22O11 E) C12H21O11 C) C12H23O10     ALTERNATIVA CORRECTA B Aplicación  La unión de dos monosacáridos para formar un disacárido se lleva a cabo mediante el proceso de condensación. Se pierden dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. En cada unión por condensación, se libera una molécula de agua (H2O).

4. Lípidos Criterio de comparación lípidos Elementos principales C, H, O (N y P) Unidades básicas de construcción Ácidos grasos (para lípidos saponificables) Tipo de enlace Éster Clasificación Saponificables: - Simples (grasas y ceras) - Complejos (fosfolípidos y glicolípidos) 2. Insaponificables: - Esteroides - Terpenos - Prostaglandinas Función biológica Energética a largo plazo, estructural, aislante y reserva Fuentes en la dieta Origen animal, por ejemplo, la manteca. Origen vegetal, por ejemplo, palta, frutos secos, aceites, etc. Ejemplos Colesterol, ácido palmítico, ácido linolénico

4. Lípidos Saponificables: Poseen ácidos grasos Insaponificables: No poseen ácidos grasos Saponificables Simples Complejos Grasas Fosfolípidos Glucolípidos Ceras Insaponificables Esteroides Terpenos Prostaglandinas

4. Lípidos 4.1 Ácidos grasos ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS Son las moléculas básicas que componen a muchos lípidos. Están formados por una larga cadena carbonada asociada a un grupo carboxilo (COOH). Función: fuente energética. Podemos encontrar dos tipos: ¿Qué tipo de ácidos grasos nos hacen daño? ¿Por qué? ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS

4. Lípidos 4.2 Grasas neutras o triglicéridos Están formados por un alcohol conocido como glicerol y tres ácidos grasos. Esta unión se realiza con un enlace conocido como ÉSTER. 1 Glicerol + 1 Ac. Graso = Monoglicérido 1 Glicerol + 2 Ac. Grasos = Diglicérido 1 Glicerol + 3 Ac. Grasos = Triglicérido Se acumulan en el TEJIDO ADIPOSO Son aislantes térmicos Tienen función de reserva energética

Cabeza HIDROFÍLICA y Colas HIDROFÓBICAS 4. Lípidos 4.3 Fosfolípidos Están formados por dos ácidos grasos unidos a un glicerol y a un grupo fosfato. Su función es estructural, ya que forman parte de las membranas biológicas. Cabeza HIDROFÍLICA y Colas HIDROFÓBICAS

4. Lípidos 4.4 Esteroides Formados por cuatro anillos de carbono unidos entre sí y una cadena lateral hidrocarbonada unida a uno de ellos (derivados del ciclopentano-perhidrofenantreno). Colesterol Precursor de hormonas sexuales y suprarrenales, forma parte de las membranas biológicas (solo en células animales). Cabeza HIDROFÍLICA y Cola HIDROFÓBICAS ¿Qué provoca el colesterol LDL en nuestro organismo? Link sobre el colesterol: http://www.elmundo.es/elmundosalud/documentos/2009/08/colesterol/colesterol.html

 B   Ejercicio 20 “Guía del alumno” MTP El siguiente gráfico muestra los resultados obtenidos al medir la concentración de distintos tipos de colesterol en suero de humano, de conejo y de ratón. Al respecto, es correcto afirmar que I) en el humano se encuentra la mayor concentración de colesterol “bueno” y “malo”. II) el ratón es el que presenta una mayor relación entre lipoproteínas de alta densidad y colesterol total. III) el conejo presenta menor concentración de lipoproteínas de alta, baja y muy baja densidad que los otros organismos. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo II y III C) Solo III Colesterol bueno Colesterol malo ALTERNATIVA CORRECTA B ASE    El conejo presenta LDL mayor que el del ratón.

   D   Ejercicio HPC Nº15 MC El objetivo del estudio es evaluar el grado en que se puede inducir la lipogénesis de novo (LDN) en humanos, mediante la dieta. La lipogénesis de novo (LDN) es la formación de ácidos grasos a partir de fuentes no lipídicas. Este mecanismo se utiliza para el almacenamiento a largo plazo de carbohidratos, convirtiéndolos en ácidos grasos que luego se almacenan como triglicéridos en el tejido adiposo. Durante mucho tiempo los científicos han discutido hasta qué punto se puede, mediante la dieta, inducir la LDN en humanos. Para evaluarlo, un estudio analizó el caso de 9 adolescentes cameruneses sometidos a un ritual tradicional conocido como Guru-Walla, en el que se busca engordarlos mediante una dieta de 7000 kcal diarias por 10 días, de las cuales 70% corresponden a carbohidratos. En el estudio se encontró que los jóvenes aumentaron en promedio 17 kg, de los cuales 64-75% correspondían a grasas, pese a consumir solo 4 kg de estas en su dieta. Considerando los objetivos y los resultados del estudio, ¿cuál de las siguientes es una conclusión correcta? A) En humanos, las grasas almacenadas en el tejido adiposo provienen fundamentalmente de la dieta y no de la LDN. B) Las dietas altas en grasas producen un gran aumento de masa corporal, fundamentalmente en forma de grasa. C) Menos de un 50% de las grasas acumuladas en el tejido adiposo del ser humano provienen de la ingesta de lípidos; el resto, se sintetiza a partir de carbohidratos. D) Bajo condiciones excepcionales de alta ingesta de carbohidratos, se puede inducir una significativa LDN en humanos. E) En humanos, los carbohidratos se almacenan fundamentalmente como glicógeno y no como grasas. Los resultados del estudio indican que pese a consumir solo 4 kg de grasa los adolescentes aumentaron entre 10,9 y 12,8 kg de grasa aproximadamente (valores que corresponden al 64% y 75% de 17 kg, respectivamente). Por lo tanto, al menos 6,9 kg de grasa deben provenir de la LDN. Esto permite concluir que bajo condiciones excepcionales de alta ingesta de carbohidratos, es posible inducir una significativa LDN en humanos.   ALTERNATIVA CORRECTA D ASE   Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. 

Pregunta oficial PSU Un investigador está tratando de identificar una macromolécula que aisló de un organismo unicelular. Algunos de los resultados de su investigación se muestran en el siguiente cuadro: 1. La molécula es soluble en agua. 2. Por degradación completa de ella solo se obtuvo glucosa. 3. También se ha encontrado en tejidos vegetales. Del análisis de estos resultados, es posible inferir correctamente que la molécula es A) glicógeno. B) colesterol. C) una proteína. D) almidón. E) celulosa. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Admisión PSU 2010 ALTERNATIVA CORRECTA D ASE

Célula como unidad funcional Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 D Célula como unidad funcional Reconocimiento 2 E 3 B 4 Comprensión 5 ASE 6 7 A Aplicación 8 9 10 C

Célula como unidad funcional Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 11 A Célula como unidad funcional ASE 12 B Aplicación 13 E 14 Reconocimiento 15 D 16 Comprensión 17 18 19 20

Síntesis de la clase Moléculas orgánicas Carbohidratos Proteínas Se pueden dividir en Carbohidratos Proteínas Lípidos Ácidos nucleicos Su función es Su función es Energética, estructural Energética, estructural, señales químicas, aislante Se pueden dividir en Monosacáridos Los principales tipos son Disacáridos Esteroides Fosfolípidos Grasas neutras Polisacáridos

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