Introducción a la Bioquímica: La base molecular de la vida

CECYTEd 04
ANTOLOGIA
DE BIOQUIMICA
MCD. ISELA NOEMI SANCHEZ MONTES.
6º SEMESTRE.
2011

1
Índice
I.- Bioquímica
1. Introducción a la Bioquímica …………………………………………….…pág. 6
2. Historia de la bioquímica……………………………………………………pag.12
3. Ramas de la bioquímica………………………………………………….....pag.13
4. Mapa mental de la relación de la bioquímica con otras ciencias y
disciplinas……………………………………………………………………...pag.16
5. Las moléculas de la vida…………………………………………………….pag.18
6. Enlaces quimicos e interrelaciones en las biomoleculas……………..pag.31
7. Actividad 1……………………………………………………………………..pag.33
Ejercicio # 1
Ejercicio # 2
Ejercicio # 3
II.- EL Agua
1. Propiedades fisicoquímicas del agua……………………………………. pag.41
2. Tipos de agua……………………………………………………………….…pag.43
3. Funciones del agua…………………………………………………………..pag.44
4. Estructura de la molécula de agua………………………………………..pag.45
5. Funciones biológicas del agua…………………………………………….pag.46
6. Actividad 2……………………………………………………………………..pag.55
Ejercicio # 1
III.-Sales Minerales
1. Funciones de las sales
minerales……………………………………………..…………………….pag.59
2. Sales minerales en los alimentos……………………………………...pag.64
3. Actividad 3……………………………………………………………….…pag.67
Ejercicio # 1
Ejercicio # 2
Ejercicio # 3
IV.-Carbohidratos (glúcidos).
1.Concepto y clasificación………………………………………………….…pag.71
2.Monosacáridos………………………………………………………………..pag.72
3.Disacáridos…………………………………………………………………….pag.79
4.Polisacáridos…………………………………………………………………. pag.82
5.N-glucosídico y O-glucosídico………………………………………….….pag.84
6.Glúcidos asociados a otras moléculas ………………………………..…pag.86
7.Funciones de los glúcidos ………………………………………………….pag.87
8.

9.Actividad 4……………………………………………………………………..pag.88
Ejercicio # 1
Ejercicio # 2
Ejercicio # 3
10. Metabolismo y ciclo de Krebs…………………………………………pag.94
V.- Lípidos.
1.Concepto y clasificación …………………………………………………....pág.109
2.Estructura y características de los ácidos grasos ……………………..pag.110
3.Propiedades físicas de los lípidos.………………………………………..pag.111
4.Funciones de los lípidos…………………………………………………… pag.114
5.Diferencias entre grasas y aceites…..…………………………………….pag.118
6. Céridos ……………………………………………………………………….. pag,122
7.Isoprenoides o terpeno……………………………………………………...pag.123
8.Esteroides …………………………………………………...........................pag.124
9.Actividad 5……………………………………………………………………..pag.136
Ejercicio # 1
Ejercicio # 2
Ejercicio # 3
Vi.- Vitaminas.
1.Clasificación de las vitaminas …………………………………………….pag.144
2.Características generales de las vitaminas …………………………….pag.145
3.Vitaminas hidrosolubles …………………………………………………….pag.147
4.Vitaminas Liposolubles ……………………………………………………..pag.157
5.Factores que neutralizan y destruyen ciertas vitaminas……………. pag.177
6. Actividad 6…………………………………………………………………….pag.179
Ejercicio #1
Ejercicio #2
VII.- Hormonas
1.Características de las Hormonas ………………………………………..pag.182
2.Mecanismos de acción de las hormonales …………………………...pag.184
3.Hormonas humanas………………………………………………………...pag,186
4.Funciones que tienen las hormonas…………………………………….pag.187
5.Fabrica de las hormonas…………………………………………………..pag.191
6.Regulación de las hormonas……………………………………………...pag.193
7.Clase y clasificación de las hormonas………………………………….pág.193
8.Actividad 7……………………………………………………………………pag.198
Ejercicio #1
Ejercicio #2

3
VIII.- Proteínas.
1. Composición química y clasificación de las proteínas………………pag.202
2. Aminoácidos…………………………………………………………………pag,204
3.Aminoácidos polares y no polares………………………………………,pag,206
4.Propiedades de los aminoácidos…………………………………………pag.213
5.Péptidos y enlaces peptídicos ……………………………………………pag.214
6.Estructura tridimensional de las proteínas …………………………….pág.215
7.Estructura (primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria)…………...pag.224
8.Propiedades de las proteínas …………………………………………….pag.225
9.Función de las proteínas…………………………………………………...pag.233
10. Actividad 8……………………………………………………………... pag.236
Ejercicio # 1
Ejercicio # 2
Ejercicio # 3
Ejercicio # 4
IX.- Ácidos nucleicos
1. Composición de los ácidos nucleicos…………………………………..pag.242
2. Replicación de ADN……………………………………………………..….pag.244
3. Tipos de ácidos nucleicos………………………………………………...pag.247
4. Funciones de los ácidos nucleicos……………………………………...pag.254
5. Actividad 9……………………………………………………………….…...pág.261
Ejercicio # 1
X.-Referencias…………………………………………………………………pag.267

Competencias Genéricas
1.- Se conoce y se valora a sí mismo y aborda problemas y retos
teniendo en cuenta los objetivos que persigue.
Competencias Disciplinares Básicas de las
Ciencias Experimentales.
1.- Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos
teniendo en cuenta los objetivos que persigue
3.- Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico
y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a
preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes
5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o
experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
6.- Valora las preconcepciones personales o comunes sobre
diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
9.- Diseña modelos o prototipos para resolver problemas,
satisfacer necesidades o demostrar principios científicos
11.- Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del
medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto
ambiental.-
12.- Decide sobre el cuidado de su salud a partir del
conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al
que pertenece.
14.- Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias,
instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida
cotidiana

5
Introducción
La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales
interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o
macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un
número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que
necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los
organismos vivos y la reproducción celular.
Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama
metabolismo.
Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las
macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las
proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.
Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron
los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a
generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual
determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los
organismos completos.
Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil en la
elucidación de los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente
todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.
El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el
almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como
las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticos, desde las
bacterias hasta los organismos superiores. No todas las células contienen y
expresan la misma información, pero las reacciones que sí llevan a cabo, utilizan
enzimas prácticamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas
se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies. Los

virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus
están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a
las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un
metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y
expresarse dentro de las células que invaden.
Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas
estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman organelos. Las
reacciones se llevan a cabo en los lugares en donde se encuentran las enzimas
que las catalizan. La célula no es un saco sin estructura, sino que es un sistema
muy complejo y altamente organizado.

Introducción a la Bioquímica
La Bioquímica es una rama de la Química que estudia los procesos químicos que
se llevan a cabo en los seres vivos. Este conjunto de reacciones, conocidas como
metabolismo, son las que permiten a los seres vivos su desarrollo adecuado y la
Realización de sus procesos fundaméntale.
El metabolismo se divide en dos grandes grupos:
_ Anabolismo: Incluye los procesos de construcción y síntesis de las moléculas
de los seres vivos.
_ Catabolismo: Incluye los procesos de degradación de moléculas con la finalidad
de producir energía.
La sustancias que intervienen en estos procesos, ya sea anabolismo o
catabolismo, e incluso en ambos, se conocen como sustancias bioquímicas,
cuya clasificación se muestra en el siguiente diagrama.
La célula: Unidad fundamental de los seres vivos

9
La célula es la unidad fundamental de los seres vivos. Todos los
Seres vivos están formados por ellas y es precisamente dentro de
ellas
Donde se llevan a cabo muchos de los procesos metabólicos.
Las células están formadas por organelos que tiene una función
Bien específico. Ejemplo:
_ Mitocondrias: En estos organelos se produce energía.
_ Cloroplastos: Sólo forman parte de las células vegetales. En
Ellos la energía del sol es convertida en energía química que
Las plantas almacenan como carbohidratos.
_ Ribosomas: En ellos se efectúa la síntesis de las proteínas.
. A continuación se muestra un diagrama de la célula animal y otro
de la vegetal.

Todos los organelos celulares son importantes y realizan funciones
vitales para la vida, simplemente se marcan con rojo los que
utilizamos como ejemplo
En los seres vivos, el oxígeno, el carbono, el hidrógeno, y el nitrógeno
constituyen aproximadamente el 95 % de la materia viviente.
Abundancia de los elementos en el cuerpo humano:
Fuente: Burns, R. Fundamentos de Química. 4ª. Edición. México, Pearson Educación de México,
2003

11
Son precisamente estos elementos, los constituyentes de carbohidratos, lípidos,
proteínas, vitaminas y enzimas.
Historia de la bioquímica
El comienzo de la bioquímica puede muy bien haber sido el descubrimiento de la
primera enzima, la diastasa, en 1893 por Anselme Payen. En 1828 Friedrich
Wöhler publicó un artículo acerca de la síntesis de urea, probando que los
compuestos orgánicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la
creencia, comúnmente aceptada durante mucho tiempo, que la generación de
estos compuestos era posible sólo en el interior de los seres vivos. Desde
entonces, la bioquímica ha avanzado, especialmente desde la mitad del siglo XX
con el desarrollo de nuevas técnicas como la cromatografía, la difracción de rayos
X, marcaje por isótopos y el microscopio electrónico. Estas técnicas abrieron el
camino para el análisis detallado y el descubrimiento de muchas moléculas y rutas
metabólicas de las células, como la glucólisis y el ciclo de Krebs (también
conocido como ciclo del ácido cítrico).Hoy, los avances de la bioquímica son
usados en cientos de áreas, desde la genética hasta la biología molecular, de la
agricultura a la medicina. Probablemente una de las primeras aplicaciones de la
bioquímica fue la producción de pan usando levaduras, hace 5.000 años. Él pilar
fundamental de la investigación bioquímica se centra en las propiedades de las
proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Por razones históricas la
bioquímica del metabolismo de la célula ha sido intensamente investigado, en
importantes líneas de investigación actuales (como el Proyecto Genoma, cuya
función es la de identificar y registrar todo el código genético humano), se dirigen
hacia la investigación del ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la dinámica de la
membrana celular y los ciclos energéticos.

Biología celular: Es una área de la Biología que se dedica al estudio de la célula,
su comportamiento, la comunicación entre orgánulos al interior de la célula y la
comunicación entre células.
Genética: Es un área de la biología dónde se estudia principalmente el ADN y
ARN, para entender la función de cada una de sus partes y los procesos
asociados a su conservación.
Inmunología: Área de la biología, la cual se interesa por la reacción del organismo
frente a organismos como las bacterias y virus. Todo esto tomando en cuenta la
reacción y funcionamiento del sistema inmune de los seres vivos.
Farmacología: Área de la química que estudia cómo afectan ciertas sustancias al
funcionamiento celular en el organismo.
.
Ramas de la bioquímica.
Los inicios de la bioquímica se dieron al ir explicando los procesos químicos de la
vida, y los científicos observaron que incluían fenómenos que podían ser
explicados en términos de ciencias exactas.
Su avance ha sido tan extenso que hoy en día se conocen:
 Bioenergética

13
Bioquímica de las proteínas
 Neurobioquímica
 Bioquímica analítica

 Bioquímica de las plantas
 Bioquímica de las membranas
 Biología molecular

15
.MAPA MENTAL DE LA RELACIÓN DE LA BIOQUÍMICA
CON OTRAS CIENCIAS Y DISCIPL

II.-BIOELEMENTOS Y BIOMOLECULAS

17
Bioelementos
Los elementos de la vida Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y
cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos
que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres
vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos
elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas
acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.
Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos
químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no
importancia) se pueden agrupar en tres categorías:
1. Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N
Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la
masa total.

¿Por qué la vida "eligió" el carbono y no el silicio?
Comparativa entre los y los elementos de la corteza terrestre.

19
En las tablas anteriores, donde se muestran los 10 elementos más
abundantes, se puede apreciar que sólo el oxígeno es un componente
mayoritario tanto en la biosfera como en la corteza terrestre, mientras que
hay una representación minoritaria en ambos sistemas de hidrógeno, calcio,
sodio y potasio, entre otros elementos.
Además, los elementos químicos en los seres vivos se combinan entre sí
para formar moléculas mucho más complejas y ordenadas que en la
materia inerte. Esto implica una entropía menor (desorden bajo) y, por
tanto, un continuo gasto energético para mantenerla. En los seres vivos las
reacciones químicas están aceleradas, gracias a la presencia de unos
catalizadores orgánicos llamados enzimas.
Un conjunto de reacciones químicas coordinadas y relacionadas entre sí
recibe el nombre de función. También se cumple que existe una relación
biunívoca entre estructura y función.
Tradicionalmente se considera que en los seres vivos ocurren tres
funciones generales:
1) Nutrición: adquisición de materia y/o energía, y su posterior
transformación en materia propia y energía para el mantenimiento del ser
vivo.
2) Relación: recepción de información de los cambios producidos en el
medio externo e interno (estímulos), y la elaboración de respuestas
adecuadas a dichos cambios.
3) Reproducción: transmisión del material genético a la descendencia para
formar nuevos individuos (iguales o similares) de la misma especie.
Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:
1. Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones
2. El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de
electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una
gran versatilidad para el enlace químico
3. Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace
covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables.

4. A causa configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los
diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras
tridimensionales diferentes.
Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
5. Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el
oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc.,
6. permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales
que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas.
Estos presentan características físicas y químicas diferentes, y dan a
las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las
posibilidades de cración de nuevas moléculas orgánicas por reacción
entre los diferentes grupos.

21
7. Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C),
dobles (C = C) o triples.
8.
lo que permite que puedan formarse cadenas más o menos largas,
lineales, ramificadas y anillos.
o Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl
Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una
proporción del 4,5%.

Azufre
Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en
todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima
A
Fósforo
Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos
nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como
fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares.
También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en
los seres vivos.
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como
catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del
organismo.
Calcio
Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas.
En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación
sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
Sodio
Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la
conducción nerviosa y la contracción muscular
Potasio
Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la
conducción nerviosa y la contracción muscular
Cloro
Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en
la sangre y fluido intersticial
Oligoelementos
Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los
organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo
armónico del organismo.
Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de
ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro,
manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio,
molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el
siguiente cuadro:

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Hierro
Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones
químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la
respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el
transporte de oxígeno.
Manganeso
Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis
en las plantas.
Iodo
Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el
metabolismo
Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto
Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de
hemoglobina.
Silicio
Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos
vegetales como en las gramíneas.
Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio
Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis
adecuada puede prevenir estados de depresiones.
Molibdeno
Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de
los nitratos por parte de las plantas.

Biomolecular base estructural y funcional
de la vida y de la salud
Las biomolecular son la materia prima con que se encuentran construidos los
seres vivos; siendo la base esencial y fundamental de la vida y de la salud,
presentan una armónica y común afinidad entre las distintas especies vivas, los
alimentos naturales y el cuerpo humano. Entender la relación entre la
especificidad biomolecular, su organización y su función, es una necesidad
fundamental para quien desee establecer directrices y emprender acciones de
sanción natural encaminadas a recuperar, conservar y fortalecer la salud de una
forma natural, pero también, eficaz.(1)
Las biomolecular son indispensables para el nacimiento, desarrollo y
funcionamiento de cada una de las células que forman los tejidos, órganos y
aparatos del cuerpo, y su carencia, deficiencia, insuficiencia o desequilibrio,
provoca el deterioro de la salud y el surgimiento de la enfermedad.

25
El fortalecimiento de la salud como medida principal dirigida a lograr la prevención
y corrección de los trastornos crónico degenerativos de gran incidencia en la
actualidad, mediante la utilización de métodos naturales, que implican la aplicación
de principios racionales, en especial de una nutrición óptima, es una posibilidad
real, gracias al avanzado grado de conocimientos que sobre biología molecular se
han alcanzado en la actualidad.
El discernimiento de la importancia de la relación entre la estructura y la función de
las moléculas biológicas en los procesos vitales de los seres vivos, ha puesto de
relieve las amplias posibilidades profilácticas y terapéuticas de los nutrientes y de
otras moléculas naturales relacionadas, que suministradas en su forma original
ofrecen una prometedora perspectiva de alcanzar una salud óptima por métodos
naturales.
Hasta la fecha se han establecido y corroborado diversos mecanismos y principios
fundamentales que rigen la relación entre las distintas formas estructurales de las
biomoleculas y sus funciones específicas en la organización celular, mismos que
deberán de tomarse en cuenta en el diseño de estrategias para la conservación,
recuperación o fortalecimiento la salud por métodos naturales.

Entre otros, los principios y postulados más importantes comprenden los
siguientes:
 El principio llave-cerradura que describe la complementariedad entre la
estructura específica de una biomolecula y su función biológica.
 La interacción sinérgica entre las distintas biomoleculas.
Las características que determinan la estructura y la forma, que les confieren sus
funciones específicas a las biomoleculas son:
 El tipo de los átomos que las componen.
 El número de átomos que las conforman.
 La ubicación específica de cada átomo en el interior de las biomoleculas.
 El tipo y la forma de los enlaces químicos con que se conectan unos
átomos con otros adentro de las biomoleculas.
Cuando una biomolecula se encuentra en su forma estructural natural-original,
conservando por lo tanto una función específica, se dice que es biológicamente
activa porque embona a la perfección en los engranajes bioquímicos y
metabólicos del cuerpo humano, pero, diversos factores pueden alterar tanto la
forma, como la función y el comportamiento de la biomolecula, desnaturalizándola,
lo que impedirá que embone con la precisión necesaria con la maquinaria química
y enzimática encargada de su metabolismo:
 Cualquier modificación por mínima que sea en alguna de las características
ya mencionadas, modificará radicalmente o impedirá la función específica
de la biomolecula.
 Cualquier leve cambio en el tipo o número de átomos, en su ubicación, o en
el tipo de enlaces con que los átomos se interconectan, modificará de tal

27
Manera su forma y su función, que la molécula se desnaturalizará y se tornará
biológicamente inactiva e incapacitada para cumplir con su oficio especializado, en
algunos casos, convirtiéndola en una sustancia tóxica.
Las biomoleculas son por lo general cadenas de pequeñas moléculas, y/o de
átomos de distintos elementos químicos, que constituyen formas
tridimensionales específicas, a cada una de las cuales corresponde una
función específica.
Cualquier cambio por leve que sea en la forma de su estructura, modificará las
propiedades funcionales, físicas, químicas y biológicas de una biomolecula.
Las biomoleculas pueden alterarse y perder su funcionalidad como resultado
de diversos factores capaces de interferir en su interior y modificar su
estructura tridimensional.
Entre los diversos factores que tienen la capacidad de cambiar las
características estructurales y modificar o suprimir las funcionales vitales de las
biomoleculas desnaturalizándolas, convirtiéndolas en biológicamente inactivas,
además de otros, se encuentran principalmente: la luz, el oxígeno, el calor y las
radiaciones electromagnéticas.

Así, someter a los aceites vegetales, ricos en ácidos grasos esenciales y sus
derivados (ácidos grasos poliinsaturados de configuración cis-cis), a los
procesos modernos de industrialización (en los que interviene calor), modifica
su estructura, convirtiéndolos en biológicamente inactivos y tóxicos. El calor de
los procedimientos industriales modifica la naturaleza de los dobles enlaces
originales de los ácidos grasos de tipo cis, a tipo trans. La inserción artificial de
átomos de hidrógeno en las ranuras situadas en los dobles enlaces, los
convierte de poliinsaturados en parcial o en totalmente hidrogenados
(saturados). Y el contacto con la luz y con el aire los oxida rápidamente. El
calor, acelera también el proceso de oxidación. Estos tres factores
mencionados modifican, desnaturalizan y destruyen los ácidos grasos
esenciales y sus derivados biológicamente activos, convirtiéndolos en
biológicamente inactivos y tóxicos.
Es importante recalcar que cualquier pequeña diferencia estructural en una
biomolécula, puede ocasionar radicales modificaciones en sus funciones
vitales, de tal forma, que pueden representar la diferencia entre la salud y la
enfermedad, la vida y la muerte.
Por otra parte, aunque éste punto no se encuentra suficientemente investigado
y corroborado, algunos autores consideran que las biomoléculas necesitan,
además de conservar su forma estructural, conservar también su frecuencia
vibracional original, necesaria para mantenerlas biológicamente activas[i] y que
los mismos factores capaces de modificar sus características físicas y
funciones biológicas, pueden cambiar su frecuencia vibracional y también por
este motivo, volverlas biológicamente inactivas.

29
COMPOSICIÓN MOLECULAR DE LA MATERIA VIVA.
Los compuestos químicos de la materia viva reciben el nombre de
biomoléculas. Antiguamente se les llamaba también principios inmediatos, pero
esta denominación ha caído en desuso. Las biomoléculas se clasifican en orgánicas
e inorgánicas según sean o no compuestos del carbono. En el siguiente cuadro se
muestran los distintos tipos de biomoléculas.
En la tabla 3.1 aparece la composición molecular de Escherichia coli, bacteria
común de la flora intestinal humana, con las cantidades relativas de los distintos tipos
de biomoléculas. Se puede constatar que el agua es la biomolécula más abundante
(70%), le siguen las proteínas, que constituyen un 50% del peso seco de la célula, y
a continuación los ácidos nucleicos seguidos de los azúcares y los lípidos.

En realidad, si dejamos de considerar las partes relativamente inertes de los
organismos vivos (exoesqueleto, porción mineral del hueso, depósitos de sustancias
de reserva, etc.), todas las células vivas contienen aproximadamente las mismas
proporciones de los principales tipos de biomoléculas que se muestran en la tabla
3.1. Podemos concluir que la composición molecular de la materia viva es universal,
y este hecho debe hacernos pensar una vez más en un origen común de todas las
formas de vida.
Además, los principales tipos de biomoléculas desempeñan idénticas funciones en
todos los seres vivos. Así, los ácidos nucleicos actúan universalmente almacenando
y transmitiendo la información genética; las proteínas son en todas las células los
productos directos y efectores de la acción de los genes, desempeñando en ellas
una gran variedad de funciones entre las que destacan la catalíticas y las
estructurales; los azúcares y los lípidos suministran y almacenan energía química
para los procesos celulares, o bien actúan como elementos estructurales, en todas
las formas de vida. Se puede decir, con ciertas precauciones, que proteínas y ácidos
nucleicos son biomoléculas informativas mientras que azúcares y lípidos son
biomoléculas energéticas. Por otra parte, las biomoléculas son enormemente
versátiles en cuanto a su función: la mayor parte de ellas desempeñan diferentes
cometidos celulares.
ENLACES QUÍMICOS E INTERACCIONES DÉBILES EN LAS
BIOMOLÉCULAS
El ensamblaje de los distintos sillares estructurales para dar lugar a los diferentes
tipos de macromoléculas se lleva a cabo mediante enlaces covalentes de gran
estabilidad. Aunque como resultado de reacciones químicas entre diferentes grupos
funcionales existe en la naturaleza una gran variedad de este tipo de enlaces, un
reducido número de ellos es el responsable de la construcción de la inmensa
mayoría de las biomoléculas. Así, los monosacáridos se ensamblan mediante

31
enlaces glucosídico para dar lugar a los polisacáridos, los aminoácidos mediante
enlaces peptídicos para dar lugar a las proteínas, los enlaces éster predominan
entre los componentes de los lípidos y de los ácidos nucleicos.
La utilización de sólo unos pocos tipos de enlace químico para construir sus
biomoléculas resulta muy ventajosa para los seres vivos, ya que ello les permite
llevar a cabo un control muy eficaz y económico de las reacciones químicas
celulares.
En la formación o rotura de enlaces covalentes entre átomos vecinos se ve
implicada una cantidad importante de energía. Existe un tipo adicional de
interacciones interatómicas, denominadas interacciones débiles, que son mucho
menos energéticas y que por lo tanto pueden romperse o establecerse con
extraordinaria facilidad. Muchos de los acontecimientos que a nivel molecular tienen
lugar en las células vivas, entre los que destacan la determinación de la estructura
tridimensional de las macromoléculas o la relación estereoespecífica entre el enzima
y su sustrato, responden a este tipo de interacciones.
Las interacciones débiles de importancia biológica pueden ser de varios tipos:
iinteracciones iónicas, interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals.
Puentes de hidrógeno
La base físico-química de estas interacciones se comprenderá mejor en relación con
las propiedades de las disoluciones acuosas.

ACTIVIDAD 1.
Ejercicio # 1.
1.-LAS BIOMOLECULAS ESTÁN FORMADAS POR:
. hidrogeno, oxígeno y nitrógeno
. oxígeno y carbono
. hidrogeno, oxigeno,caarbono y nitrógeno
2.-LAS BIOMOLECULAS ORGANICAS SE COMPONEN DE:
. lípidos, hidratos de carbono, proteínas
. acidos nucleicos y lípidos
. lípidos, hidratos de carbohidratos, acidos nucleicos y proteínas
3.-CUAL ESTA FORMADO POR UNA SOLA CADENA DE NUCLEOTIDOS
. ADN
. ARN
. las dos son correctas
4.-CUALES SON LOS NIVELES DE ORGANIZACION DE LOS SERES VIVOS
LLAMADOS NIVELES CON VIDA:
. celular, órgano y sistema
. aparato y órgano

33
. celular, tejido, órgano aparato y sistema
5.-CUALES ES EL SER VIVO MAS BASICO QUE MODEMOS ENCONTRAR.
. célula
. biomolecula
. organismo unicelular
6.-LOS TEJIDOS ESTAN UNDOS POR:
. hueso
. cartílago
. matriz extracelular
7.-CUALES SON LOS NIVELES ABIOTICOS:
. nivel de orgánulos y nivel anatómico
. nivel anatómico
. nivel atómico, nivel subatomico,nivel de orgánulos y nivel molecular
8.-LA AGRUPACION DE ORGANOS DE DISTINTA NATURALEZA QUE SE
COORDINAN PARA RALIZAR UNA FUNCION CONCRETA SE DENOMINA:
. sistema
. aparato
. órgano
Ejercicio # 2.
Aminoácidos catalizador clorofila coagulación sanguínea coenzimas
contracción muscular esqueléticas extracelular fluido intersticial intracelular
membranas metionina nucleótidos proteínas
Azufre
Se encuentra en dos (cisteína y ),
presentes en todas las . También en algunas
sustancias como el Coenzima A
Fósforo
Forma parte de los , compuestos que forman los
ácidos nucleicos. Forman parte de y otras
moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales

de las celulares. También forma parte de los
fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.
Magnesio
Forma parte de la molécula de , y en forma iónica
actúa como , junto con las enzimas en muchas
reacciones químicas del organismo.
Calcio
Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras
. En forma iónica interviene en la contracción
muscular, y transmisión del impulso
nervioso.
Sodio
Catión abundante en el medio ; necesario para
la conducción nerviosa y la .
Potasio Catión más abundante en el medio ; necesario
para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
Cloro
Anión más frecuente; necesario para mantener el
balance de agua en la sangre y
Ejercicio # 3
-1) En la Fig. 1, uno de los carbonos no tiene los enlaces
correctos:
a) a;
b) b;
c) c;
d) d.
1-2) En la Fig. 2, uno de los elementos no tiene los enlaces
correctos:
a) a;
b) b;
c) c;
d) d.
1-3) En la Fig. 3, uno de los elementos no tiene los enlaces
correctos:
a) a;
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3

35
b) b;
c) c;
d) d.
1-4) Los átomos de carbono con hibridación trigonal son
aquellos que tienen....
a) dos enlaces simples y uno doble;
b) dos dobles;
c) un triple;
d) tres simples.
1-5) Un Dalton es...
a) la unidad de radio atómico;
b) la unidad de masa molecular;
c) la milésima de milímetro;
d) una unidad de microscopía electrónica.
1-6) En la Fig. 4 se dan las siguientes circunstancias:
a) Todos los carbonos son tetraédricos.
b) El carbono 1 es tetraédrico y el 2 y el 3 son
trigonales.
c) El carbono 1 es trigonal y el 2 y el 3 son
tetraédricos.
1-7) La fórmula empírica del compuesto cuya fórmula se
observa en la Fig. 5 es...
a) C18H32O2;
b) C16H24O2;
c) C14H24O2;
d) C16H32O2.
1-8) La fórmula empírica del compuesto que se observa en
la Fig. 6 es...
a) C3H3O3;
b) CHO;
c) C6H12O6;
d) C3H6O3.
1-9) La función tiol tiene un átomo de...
a) oxígeno;
b) nitrógeno;
c) azufre;
d) de fósforo.
1-10) La fórmula empírica del compuesto que se observa
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11

en la Fig. 7 es...
a) C3H3O3;
b) CHO;
c) C6H12O6;
d) C3H6O3.
1-11) De las siguientes funciones orgánicas, una tiene
nitrógeno:
a) ácido;
b) cetona;
c) aldehído;
d) amina.
1-12) La fórmula empírica del compuesto que se observa
en la Fig. 8 es...
a) C1H12O6;
b) C6H11O5;
c) C6H12O6;
d) C5H12O6.
1-13) Los seis bioelementos más importantes tienen la
particularidad de ...
a) Formar enlaces disulfuro muy resistentes.
b) Formar puentes de hidrógeno muy resistentes.
c) Formar enlaces covalente muy resistentes.
1-14) La fórmula empírica del compuesto de la Fig. 9es...
a) C15H30;
b) C17H34;
c) C17H17;
d) C17H28.
1-15) En la fórmula que se observa en la Fig. 10 hay un
error en el carbono ...
a) 1;
b) 2;
c) 3.
d) No hay ningún error.
1-16) El oxígeno puede formar los siguientes enlaces
covalentes:
a) Tres simples; simple y doble; triple.
b) Uno doble; dos simples.
c) Cuatro simples; dos dobles; Dos simples y uno
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16

37
doble.
1-17) En la fórmula que se observa en la Fig. 11 hay un
error en el carbono...
a) 1 ;
b) 2;
c) 3.
d) No hay ningún error.
1-18) La molécula que se observa en la Fig. 12 tiene en el
carbono 1 una función ...
a) alcohol;
b) aldehído;
c) cetona;
d) ácido.
1-19) En las moléculas biológicas son enlaces fuertes...
a) el enlace de hidrógeno;
b) el covalente;
c) las fuerzas de Van de Walls.
d) Todos los mencionados son fuertes.
carbono 1 una función ...
a) alcohol;
b) aldehído;
c) aldehído y alcohol;
d) ácido.
1-21) La molécula que se observa en la Fig. 14 tiene las
siguientes funciones:
a) ácido, amina, tiol.
b) alcohol, amina, tiol;
c) ácido, amida, alcohol;
d) ácido, amina, alcohol;
1-22) La molécula que se observa en la Fig. 15 tiene las
funciones:
a) ácido;
b) amida;
c) cetona y amina;
d) aldehído y amina.
carbono 2 una función...

a) alcohol;
b) aldehído;
c) cetona;
d) ácido.
1-24) Los aldehídos al oxidarse dan ...
a) cetonas;
b) aminas;
c) alcoholes;
d) ácidos.
1-25) Los puentes de hidrógeno se establecen,
normalmente, entre:
a) Dos grupos -SH.
b) Grupos -COOH y grupos -SH.
c) Grupos C=O y grupos H-N-C.
1-26) ¿En cuál de estos compuestos encontraremos
fósforo?
a) en los ácidos nucleicos;
b) en la vitamina B12;
c) en los compuestos que contienen funciones tiol;
d) en los compuestos que contienen funciones amida.
1-27) Las macromoléculas tienen una masa molecular ...
a) mayor de 10 u;
b) mayor de 100 u;
c) mayor de 1000 u;
d) mayor de 10000 u.

AGUA
Es una de las moléculas más abundantes de la tierra, cubre la mayor parte de su
superficie y está presente en todos los seres vivos en grandes proporciones.
Ejercicios
La vida además, se supone que surgió del agua y por ello los seres la incluyen en
su composición.
Los únicos seres vivos que la tienen en pequeñas cantidades, son las semillas,
debido a su aletargamiento. Para salir de él, precisan gran cantidad de agua.
La existencia de dos enlaces covalentes con H, hace que la molécula sea bipolar,
debido a la atracción muy fuerte del núcleo de oxígeno por los e-, que hace que
estos permanezcan más tiempo en torno al núcleo de O, con lo que la región
próxima a cada núcleo de H es débilmente positiva.

41
Propiedades Físicas Del Agua
Estado físico: sólida, liquida y gaseosa
Color: incolora
Sabor: insípida
Olor: inodoro
Densidad: 1 g. /c.c. a 4°C
Punto de congelación: 0°C
Punto de ebullición: 100°C
Presión critica: 217,5 atm.
Temperatura crítica: 374°C
La estructura molecular del agua es
un dipolo: su constante dieléctrica es
muy alta, mayor que para cualquier
otro líquido, lo que le confiere la
propiedad de disolver cualquier
sustancia aunque sea en cantidades
extremadamente pequeñas. Ello hace
que el agua no sea nunca
químicamente pura, llevando siempre
diversas sustancias, como gases,
sales o grasas, disuelta. El agua es
débilmente ionizable, conteniendo
siempre algunos iones hidrógeno,
dando un pH próximo a 6. La
concentración de iones en el agua es muy importante para los organismos.
El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90%
de la masa de los organismos vivos. El protoplasma, que es la materia básica de
las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos, proteínas,
sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúa como
disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente esas
sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran
cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar el material
de desperdicio. El agua desempeña también un papel importante en la
descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los

carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las
células vivas.
El agua está clasificada de acuerdo a su disponibilidad en los seres vivos como:
Agua inmovilizada o constitucional.
Es el agua ligada más tenazmente y forma parte integral de sustancias no
acuosas, está situada en regiones intersticiales de proteínas y macromoléculas.
Agua ligada Agua vecinal
Agua que interactúa fuertemente con los sitios hidrofílicos específicos de
constituyentes no acuosos por asociaciones agua ion y agua-dipolo.

43
En la figura se representa iones positivos y negativos, que se disocian en una
solución acuosa, las aguas se acoplan alrededor de cada ión de acuerdo a su
polaridad.
Agua multicapa
Agua que forma capas
adicionales en torno a
grupos hidrofílicos de
constituyentes no acuosos,
como por ejemplo aguas
asociadas a las membranas.
Agua de la fase masiva
Agua atrapada
Constituye la principal fracción del agua de las células, su flujo macroscópico
está limitado por las membranas celulares.
Agua libre
Corresponde al agua que se mueve libremente entre las células.
Funciones biológica del agua
1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas
2. Amortiguador térmico
3. Transporte de sustancias
4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos
5. Favorece la circulación y turgencia
6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos
7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando
hidrogeniones o hidroxilos al medio.
El átomo de O además posee 4 e- adicionales apareados en dos orbitales,
débilmente negativos. La molécula tiene 4 vértices, dos con carga positiva y
dos negativas. La F de atracción entre estas cargas contrarias, hace que queden

unidas por puentes de H, en que los enlaces O-H, guardan una relación de 140º
(aunque estos enlaces son mucho más débiles, pero en conjunto poseen una
fuerza considerable. Así en los cristales de hielo, cada molécula de agua forma
enlaces de H con otras tantas moléculas de agua, estando las moléculas más
separadas entre sí que en el agua líquida; por esto el hielo flota en el agua. En
estado vapor, la disposición de las moléculas es más desordenada, y los enlaces
se rompen y crean continuamente.

45
1.-EL AGUA ES UN DISOLVENTE. (Solución es una mezcla uniforme de
moléculas de dos o más sustancias). La mayoría de las moléculas se disuelven en agua
mejor que en otro disolvente. Debido a la naturaleza polar de la molécula, el agua disuelve
fácilmente las sustancias polares y las iónicas: las moléculas de agua se aglomeran
alrededor de los iones cargados y los separan. Las sustancias que se disuelven en agua se
denominan polares o hidrofílicos. Las moléculas que carecen de regiones polares, como
las grasas tienden a ser muy insolubles en agua. Son sustancias hidrófobas.
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.
Grupos polares: -OH, -COOH, -C=O
Grupos apolares: radicales alquilo, fenilo, etilénico...
CONSECUENCIAS: Esto permite que en el agua se realicen la mayor parte de las reacciones
químicas de las células. Además es un buen vehículo de transporte de sustancias dentro
del organismo y en los intercambios con el medio (bebemos agua y excretamos agua
2.-COHESIÓN Y ADHESIÓN DE LAS MOLECULAS DE AGUA.
Cohesión es la capacidad de mantenerse juntas sustancias iguales. Las moléculas
de agua, gracias a sus enlaces de hidrógeno, poseen mayor cohesión que
cualquier otro líquido. (Formación de superficie convexa en borde de vaso de
agua, o capacidad de los "zapateros" de andar por encima del agua.) Ello implica
que el agua sea prácticamente incompresible. Esto le confiere la propiedad de
proporcionar rigidez y turgencia a las células Función estructural) .También que el
agua tenga una gran tensión superficial
Adhesión es la capacidad de mantenerse juntas sustancias diferentes. El agua,
por su naturaleza polar, puede unirse a superficies cargadas, lo que explica su
gran capilaridad, o capacidad para ascender por los poros del suelo o de una hoja
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

47
cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia
bruta desde las raíces hasta las hojas.
3.-EL AGUA POSEE UN ALTO CALOR ESPECIFICO.
Requiere mucho calor para elevar la Tª del agua. Al bajarla se desprende también
mucho calor. El gran calor específico es consecuencia de los enlaces de H ya que
estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas. En comparación con el
aire, el agua se calienta mucho menos en verano y se enfría mucho en invierno.
Gracias a esta capacidad para absorber el calor producido en las reacciones
metabólicas y al gran contenido en agua de plantas y animales, la Tª de los seres

vivos puede mantenerse sin grandes oscilaciones. Esto es importante ya que las
reacciones Qª de importancia biológica sólo ocurren en estrechas gamas de Tª.
Los organismos que viven en océanos o grandes extensiones de agua dulce,
están en ambientes con Tª relativamente constante.
.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
4.-ALTA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
El calor producido en una región del cuerpo es rápidamente distribuido por él, impidiendo
la existencia de puntos calientes
5.-ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN
Necesita mucho calor para transformarse en vapor, ya que habría que conseguir romper
todos los puentes de H.Esto les sirve para regular su Tª, ya que al evaporarse el agua (por
el sudor o el jadeo de animales) la Tª corporal disminuye.
6.-LA DENSIDAD DEL AGUA AUMENTA A LOS 4o
C.
El hielo, al ser menos denso que el agua, flota, lo que supone una ventaja para los
organismos acuáticos de regiones frías. Forma una capa que aísla el agua del frío exterior
y retarda la formación de más hielo, protegiendo de la congelación.
Sin embargo la formación de cristales de hielo dentro de un organismo puede destruir sus
células. Así determinados animales poseen anticongelantes naturales, como el glicerol. En
plantas existen tejidos resistentes a los cristales, mientras que los seres vivos que carecen
de adaptaciones han de invernar.
7.-POLARIDAD DEL AGUA
La polaridad de la molécula de agua no sólo es consecuencia de su geometría
tetraédrica irregular, sino que también de la naturaleza de sus átomos: hidrógeno,
el átomo más pequeño de la Química, y oxígeno, un átomo pequeño, pero
principalmente de alta electronegatividad. Este término denota a los átomos que
presentan gran capacidad de atraer electrones de enlace hacia sí. Por lo tanto, el
átomo de oxígeno de la molécula de agua atrae hacia sí los electrones de los
enlaces covalentes con los hidrógenos; hecho que da lugar a una polaridad

49
de enlace. Si la polaridad de enlace se representa por la letra
con su correspondiente signo, entonces la molécula de agua podrá representarse
como el dibujo.
Además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más
fuerza a los electrones de cada enlace.

El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual
número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de
sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se
concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno
quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por
tanto, una densidad de carga positiva.

51
f) Elevada constante dieléctrica.
Por tener moléculas dipolares, 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.
Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo
Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua,
formándose enlaces o puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno

de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales
positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.
PUENTE HIDRÓGENO
Dado que el átomo de oxígeno es pequeño y bastante electronegativo, la
concentración de electrones en su entorno es elevada, por lo que las cargas
negativa sobre oxígeno y positiva entre los átomos de hidrógeno son
considerables. Se deduce que las atracciones dipolo-dipolo entre moléculas de
agua son importantes, en realidad muy fuertes, porque las moléculas polares de
agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que moléculas mayores y
pueden atraerse fuertemente por su gran polaridad. Esta atracción dipolo-dipolo
que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se
denomina puente de hidrógeno.

53
FUNCIONES DEL AGUA
1-. Disolver: El agua disuelve sustancias. Ej. Azúcar + agua
2-. Bioquímica: El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo.
EJ. La saliva disuelve los alimentos
Jugos gástricos = alimentos
(Estomago)
3-. Transporte: Transporta sustancias en nuestro cuerpo.
4-. Estructural: El agua da forma a las células
5-. Termorregulador: El agua regula y mantiene la temperatura corporal.
Homotermios (37 grados Celsius).
6-. Amortiguadora: líquido amniótico (agua que rodea el embrión). Liquido
encefalorraquidio (agua que rodea el cerebro y medulas).

ACTIVIDAD 2
Ejercicio # 1
EL AGUA Y LAS DISOLUCIONES ACUOSAS
1) El agua al ionizarse produce...
a) iones H3O+
y OH-
;
b) iones H3O-
y OH+
;
c) iones H3O+
y OH+
;
d) iones H3O-
y OH-
.
2) Una de estas propiedades del agua no es correcta:
a) Elevado calor de vaporización;
b) elevado punto de fusión;
c) bajo calor específico;
d) elevado punto de ebullición.
3) Una de estas propiedades del agua está relacionada con la regulación de la
temperatura en ciertos seres vivos:
a) Elevado calor de vaporización,
b) elevado punto de fusión,
c) elevado punto de ebullición.
4) Una solución de proteínas en agua estará en estado de sol cuando...
a) predomine la fase dispersante, esto es, el agua;
b) predomina la fase dispersa, esto es, la proteína;
c) sea más viscosa que en estado de gel.
5) La ascensión de savia en los tallos de las plantas está relacionada con la
siguiente propiedad del agua:
a) el calor de vaporización,
b) el punto de fusión,
c) el calor específico,
d) la capilaridad.
6) Las sustancias hidrófilas...
a) no son solubles en agua;
b) tienen una parte soluble en agua y otra insoluble;
c) son solubles en agua.
7) Una disolución cuyo pH sea de 8,3 será...
a) ácida;

55
b) básica;
c) neutra;
d) ácida si tiene muchos H3O+
.
8) Al añadir 1 mol de ácido clorhídrico en 1 litro de agua destilada...
a) aumentará la concentración de iones H3O+
;
b) disminuirá la concentración de iones H3O+
;
c) aumentará la concentración de iones OH-
;
d) aumentarán las concentraciones de ambos iones (H3O+
y OH-
).
9) Si el pH de un medio biológico es de 2, diremos que es...
a) ácido;
b) básico;
c) neutro.
10) Si el pH de un medio biológico es de 10, diremos que es...
a) ácido;
b) básico;
c) neutro.
11) La sangre normalmente es...
a) ácida;
b) neutra;
c) ligeramente básica;
d) muy básica.
12) Las sustancias polares...
a) son solubles en agua;
b) son solubles en disolventes grasos.
c) son antipáticas.
13) Las soluciones amortiguadoras o tampones son...
a) las que pasan de sol a gel;
b) las que amortiguan los efectos de la presión osmótica;
c) las que regulan las variaciones del pH.
14) Si disminuye el pH, el tampón bicarbonato actúa...
a) cediendo H3O+
, lo que hace que el pH se haga más ácido;
b) captando H3O+
;
c) aumentado las concentraciones de ambos iones (H3O+
y OH-
).
15) Si a una disolución tampón de bicarbonato se le añade una cierta cantidad de
una base débil...
a) la solución tampón captará iones H3O+
;
b) no sucederá nada, pues se ha añadido una sustancia básica;

c) la solución tampón producirá iones H3O.
16) Al añadir una sustancia básica al agua destilada...
a) no sucederá nada, pues sólo varían el pH los ácidos;
b) disminuye la concentración de iones H3O+
;
c) aumentarán las concentraciones de ambos iones (H3O+
y OH-
).
17) De las siguientes sustancias, sólo un tipo no va a poder atravesar libremente las
membranas biológicas:
a) el agua, por ser apolar;
b) los lípidos, por ser polares;
c) las proteínas, por su gran tamaño.
18.- Importancia de la ósmosis en los seres vivos. Citar ejemplos.
19.- Solubilidad en el agua. Moléculas hidrófilas e hidrófobas.

SALES MINERALES.
Las sustancias minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas:
Precipitadas: constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función
esquelética.
Disueltas: los cristales en disolución se disocian en aniones y cationes.
Estos iones mantienen el grado de salinidad constante dentro del
organismo y ayudan a mantener su pH.
Asociadas a moléculas orgánicas: un ejemplo son las fosfoproteínas o
los fosfolípidos.
Las disoluciones
En los seres vivos, el estado líquido está compuesto por muchos tipos de
moléculas o solutos dispersos en una única fase disolvente, que es el agua.
Los solutos se denominan cristaloides cuando son de bajo peso molecular y
forman disoluciones verdaderas. Cuando el peso molecular de los solutos es
elevado, se denominan coloides y forman dispersiones coloidales.
Propiedades de las disoluciones verdaderas.
Difusión: es la repartición homogénea de las partículas de un fluido en el
seno de otro cuando se ponen en contacto, debido al constante movimiento
de las partículas.
Ósmosis: es el paso del disolvente entre dos soluciones de diferente
concentración a través de una membrana semipermeable, como lo es la
membrana plasmática. El disolvente se mueve desde la disolución más
diluida a la más concentrada.
Estabilidad del grado de acidez o pH: valora cuantitativamente el grado
de acidez y se define como pH= -log [H3O+
]. Los valores de pH oscilan
entre 0 y 14, siendo el pH = 7 el valor medio (pH >7, solución básica; pH<7,
solución ácida).

59
Las disoluciones tampón o amortiguadoras permiten mantener constante
el pH de los seres vivos, lo que resulta de enorme importancia para la vida.
Las sales minerales disueltas en los líquidos biológicos pueden ionizarse,
dando lugar a H3O+
o a OH-
que contrarrestan el efecto de ácidos o bases
añadidos.
Propiedades de las dispersiones coloidales:
Capacidad de presentarse en estado de gel: las dispersiones coloidales
pueden presentarse en forma de sol (estado líquido) o de gel (estado
semisólido).
Elevada viscosidad: resistencia interna que presenta un líquido al
movimiento relativo de sus moléculas.
Elevado poder adsorbente: atracción que ejerce la superficie de un sólido
sobre las moléculas de un líquido o un gas.
Efecto Tyndall: se observa cierta opalescencia al iluminar lateralmente las
dispersiones coloidales sobre un fondo oscuro.
Sedimentación: si se someten a fuertes campos gravitatorios se
sedimentan sus partículas.
Diálisis: separación de coloides de los cristaloides gracias a una
membrana semipermeable que sólo permite pasar a las moléculas
pequeñas.
Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través de un gel
debido a la acción de un campo eléctrico

 Caparazones de crustáceos y moluscos (CaCO3) y caparazones silíceos de
radiolarios y diatomeas.


61
 Esqueleto interno en vertebrados (fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de
calcio) y los dientes.

 Determinadas células incorporan sales minerales, como las que se pueden
encontrar en la pared de celulosa de los vegetales, o como forma de
producto residual del metabolismo (cristales de oxalato cálcico, que puede
contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares)
 El carbonato de calcio también se puede encontrar en el oído interno,
formando los otolitos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio
interno o partículas de magnetita que, al parecer, pueden utilizar algunos
animales con función de brújula para orientarse en sus desplazamientos.
b) Sales inorgánicas solubles en agua.
La actividad biológica que proporcionan se debe a sus iones y desempeñan,
fundamentalmente, las siguientes funciones:
 Funciones catalíticas. Algunos iones como Mn+2
, Cu+2
, Mg+2
, Zn+2
, etc.
actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo
de la actividad catalítica de ciertas enzimas. El ion ferroso-férrico forma
parte del grupo hemo de la hemoglobina y mioglobina, proteínas
encargadas del transporte de oxígeno.

63
¿QUÉ ALIMENTO SON RICOS EN HIERRO?

QUÉ LES OCURRE A LAS HOJAS DE LAS PLANTAS
SI LES FALTA HIERRO
¿QUÉ ALIMENTO SON RICOS EN COBRE?
QUÉ ALIMENTO SON RICOS EN ZINC?

65
 También el ion Mg+2
forma parte de las clorofilas y participa en los procesos
de la fotosíntesis.
El Ca+2
, interviene en la contracción muscular y en los procesos
relacionados con la coagulación de la sangre.
¿QUÉ ALIMENTO SON RICOS EN CALCIO?
Funciones osmóticas. Intervienen en la distribución del agua intra y extra
celulares. Los iones Na+
, K+
, Cl-
, Ca+2
, participan en la generación de
gradientes electroquímicos, que son imprescindibles en el potencial de
membrana y del potencial de acción en los procesos de la sinapsis
neuronal, transmisión del impulso nervioso y contracción muscular.

QUÉ ALIMENTO SON RICOS EN IODO?
Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-
bicarbonato y monofosfato-bifo
ACTIVIDAD 3
EJERCICIO # 1
1) Los cristales de oxalato cálcico...
Pueden producir agujetas
Pueden originar cálculos renales
Pueden dar anemia perniciosa
2) El carbonato de calcio se encuentra en...
La retina.
El oído interno.
La piel.
3) El Mn2+
....
Forma estructuras de sostén en células vegetales.
Regula el pH de la sangre de los vertebrados.
Actúa como cofactor enzimático.
4) ¿Qué elemento interviene en la contracción muscular?
Mn2+
Ca2+
.
Cu2+
.

67
EJERCICIO #2
Te planteamos una serie de preguntas relacionadas con el tema. Si encuentras
algún problema en su resolución, puedes utilizar el correo electrónico, desde el
botón de tutor, y te facilitaremos la ayuda necesaria.
1.- Las sales minerales. Características definitorias y funciones biológicas.
2.- Explica, ayudándote de un dibujo, una de las propiedades más importantes del
agua: la fuerte cohesión entre sus moléculas.
3.- Funciones del agua en los seres vivos.
4.- Relaciona los términos turgencia y plasmólisis.
5.- Explica las razones por las que consideramos el agua como disolvente
universal. ¿Por qué es tan importante esta función en los seres vivos?
9.- Menciona las principales sales inorgánicas insolubles en agua y la función que
desarrollan en los seres vivos.
10.- Qué le ocurriría a un glóbulo rojo si lo pusiéramos en una solución hipotónica.
¿Y en una hipertónico
EJERCICIO # 3
COMPLETA LA TABLA SOBRE LAS SALES MINERALES
Bicarbonato Ca+2
catalíticas clorofilas cofactores contracción
DISUELTAS membrana Mg+2
osmóticas sinapsis tamponadora Zn+2
TIPO DE SALES FUNCIONES EJEMPLOS
SALES MINERALES
Forma parte de las
y
participa en los
procesos de la
fotosíntesis.
ion
Funciones
.
Intervienen en la
distribución del agua
intra y extra celulares.
Los iones Na+,
K+, Cl-,

Participan en la
generación de
gradientes
electroquímicos, que
son imprescindibles en
el potencial de
y del
potencial de acción en
los procesos de la
neuronal, transmisión
del impulso nervioso y
muscular.
Función
.
Carbonato-
y monofosfato-
bifosfato.
Funciones
.
Algunos iones actúan
como
enzimáticos siendo
necesarios para el
desarrollo de la
actividad catalítica de
ciertas enzimas .
Mn+2, Cu+2,
Mg+2,
,

CARBOHIDRATOS
Objetivo.- Identificará la estructura y funciones de los carbohidratos para
reconocer su importancia como fuente de energía de los seres vivo
Clasificación de carbohidratos
Los carbohidratos desde el punto de vista químico son aldehídos o cetonas
polihidroxilados. Esto significa que en su estructura tienen: un grupo formilo o un
grupo oxo y varios grupos hidroxilo.
Estos grupos los estudiamos anteriormente en aldehídos, cetonas y alcoholes
respectivamente. Para recordar:
CLASIFICACIÓN DE CARBOHIDRATOS.

71
MONOSACÁRIDOS
Son las unidades más sencillas de los carbohidratos.
a) Clasificación
Los monosacáridos se clasifican en base a dos criterios:
 Grupo funcional
 Número de átomos de carbono
En base al grupo funcional los monosacáridos se clasifican en dos grupos:
o Aldosas: Contienen en su estructura un grupo formilo (grupo de
aldehídos).
o Cetosas: Contienen en su estructura un grupo oxo (grupo de
cetonas.

Ejemplos:
Los monosacáridos forman estructuras cíclicas al cerrarse la cadena abierta
mostrada anteriormente
Ejemplo:

73
Por el número de átomos de carbono los monosacáridos se clasifican en:
Tipo
Número de
átomos de
carbono
Ejemplo
Triosa 3 Gliceraldehído
Tetrosa 4 Eritrosa
Pentosas 5 Ribosa
Hexosa 6 Fructosa
Monosacáridos importantes.
Algunos monosacáridos tienen un papel muy importante en los seres vivos.
GLUCOSA (C6H12O6)
Es una aldohexosaconocida también conocidacon el nombre de dextrosa. Es el
azúcar más importante. Es conocida como “el azúcar
De la sangre”, ya que es el más abundante, además de ser transportada por el
torrente sanguíneo a todas las células de nuestro organismo.
Se encuentra en frutas dulces, principalmente la uva además en la miel, el jarabe
de maíz y las verduras.
www.portalaxarquia.com/.../ frutas.JPG

Al oxidarse la glucosa, produce dióxido de carbono, agua y energía, la cual es
utilizada por el organismo para realizar sus funciones vitales.
www.cienciateca.com/ glucosa.jpg
La reserva más importante de glucosa en el organismo se encuentra en el
hígado y los músculos, pero ésta no es muy abundante, por lo que es importante
incluir alimentos que contengan carbohidratos, que el organismo transforma en
glucosa, para un adecuado funcionamiento de nuestro cuerpo.
Industrialmente, la glucosa se utiliza en la preparación de jaleas, mermeladas,
dulces y refrescos, entre otros productos.
La concentración normal de glucosa en la sangres es de70 a 90 mg por 100 ml.
El exceso de glucosa se elimina través de la orina. Cuando los niveles de glucosa
rebasan los límites establecidos se produce una enfermedad conocida como
diabetes, la cual debe ser controlada por un médico capacitado.

75
GALACTOSA.-
Esta pequeña diferencia que podría parecer sin importancia, hace de estas dos
moléculas compuestos de la misma familia, pero con características físicas y
químicas diferentes. Igualmente su función bioquímica no es la misma. La
estructura cíclica de la galactosa es:
A diferencia de la glucosa, la galactosa no se encuentra libre sino que forma parte
de la lactosa de la leche. Precisamente es en las glándulas mamarias donde este
compuesto se sintetiza para formar parte de la leche materna.
Existe una enfermedad conocida como galactosemia, que es la incapacidad del
bebé para metabolizar la galactosa. Este problema se resuelva eliminando la
galactosa de la dieta del bebé, pero si la enfermedad no es detectada
oportunamente él bebe puede morir

.
FRUCTOSA.- (C6H12O6).
La fructosa es una cetohexosa de fórmula C6H12O6. Es también un isómero de la
glucosa y la galactosa. Su fórmula estructural y su estructura cíclica son:
La fructosa es un isómero funcional porque tiene un grupo oxo, mientras que la
glucosa y la galactosa tienen un grupo formilo.
La fructosa también se conoce como azúcar de frutas o levulosa. Este es el más
dulce de los carbohidratos. Tiene casi el doble dulzor que el azúcar de mesa
(sacarosa) La siguiente tabla muestra el dulzor relativo de diversos azúcares.
Fructosa 100
Sacarosa 58
Glucosa 43
Maltosa 19
Galactosa 19
Lactosa 9.2
Está presente en la miel y en los jugos de frutas. Cuando se ingiere la fructosa está se convierte en
glucosa en el hígado.

77
www.geo.net.co/Comunidad/Canales/
Ecología/ecolo049.asp
RIBOSA (C5H10O5).
Es una aldopentosa presente en el adenosin trifosfato (ATP) que es una molécula
de alta energía química, la cual es utilizada por el organismo.La ribosa y uno de
sus derivados, la desoxirribosa, son componentes de los ácidos nucleicos ARN y
ADN respectivamente.
TAREA Escriba un comentario acerca de la lectura y envíelo al
correo electrónico del profesor.
Utilizando el internet, realice una investigación que cubra los siguientes aspectos.
Incluya la dirección de las páginas utilizadas y envíe su trabajo al correo
electrónico del profesor.
 Sintomatología de la diabetes
 Causas de la enfermedad
 Tratamiento
 Efectos de la diabetes sobre el organismo

DISACÁRIDOS
Los disacáridos están formados por dos moléculas de monosacáridos que pueden
ser iguales o diferentes.
Los disacáridos no se utilizan como tales en el organismo, sino que éste los
convierte a glucosa. En este proceso participa una enzima específica para cada
disacárido, lo rompen y se producen los monosacáridos que los forman.
Los tres disacáridos señalados tienen la misma fórmula molecular C11H22O11,
por lo tanto son isómeros.
SACAROSA (C11H22O11).
Este disacárido está formado por una unidad de glucosa y otra de fructuosa, y
se conoce comúnmente como azúcar de mesa. La sacarosa se encuentra libre en
la naturaleza; se obtiene principalmente de la caña de azúcar que contiene de
15-20% de sacarosa y de la remolacha dulce que contiene del 10-17%.
www.rccuba.com/miCuba/miCuba.html www.zunzun.cu/ flora/hadas.asp

79
La caña de azúcar en América y la remolacha azucarera en Europa, son las dos principales fuentes
de sacarosa.
La estructura de la sacarosa es:
Industrialmente la sacarosa se utiliza en la elaboración de glucosa y como reactivo
en el laboratorio.
LACTOSA (C11H22O11).
Es un disacárido formado por glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche; del
5 al 7% de la leche humana es lactosa y la de vaca, contiene del 4 al 6%.
La estructura de la lactosa es:

Cuando ciertos microorganismos actúan sobre la leche, ésta tomo un sabor agrio y
puede incluso formarse un cuajo en ella, por eso se protege mediante la
refrigeración.
mujer.latercera.cl/ 2001/04/28/herramienta.htm
La leche es uno de los mejores alimentos por los
constituyentes que la forman, uno de los cuales
es la lactosa.
MALTOSA (C11H22O11)
Es un disacárido formado por dos unidades de glucosa. Su fuente principal es la hidrólisis del
almidón, pero también se encuentra en los granos en germinación.
Su estructura es:

81
POLISACÁRIDOS.
Son los carbohidratos más complejos formados por muchas unidades de
monosacáridos La masa molecular de los polisacáridos es de miles de gramos /
mol.
ALMIDÓN.
Este polisacárido está formado por unidades de glucosa, por tanto es un polímero
de ésta. Se encuentra en los cereales como maíz, arroz y trigo, también se
encuentra en las papas.
www.redepapa.org/ almidon1.html
El almidón es ampliamente utilizado en la
industria. Algunos ejemplos son:
Industria del papel y cartón.
Industria alimenticia
Industria textil
Industria farmacéutica y cosmética
Industria de los edulcorantes
El trigo y los productos que con él se elaboran,
es una de las principales fuentes de almidón.
www.redepapa.org/almidon1.html

CELULOSA.
La celulosa, al igual que el almidón es un polímero de glucosa. El tipo de enlace
que une las moléculas de glucosa en la celulosa, es diferente del enlace que une
las del almidón, por esta razón la celulosa no se puede utilizarse por el organismo
humano como alimento, ya que carece de las enzimas necesarias para romper
ese tipo de enlace, pero tiene un papel importante como fibra en el intestino
grueso.
El algodón por ejemplo, es casi celulosa pura, la madera también es fuente de celulosa.
axixa.com/axsol/id1.html
El algodón es casi celulosa pura
La celulosa se utiliza principalmente en la industria textil y en la fabricación del papel.

83
GLUCÓGENO.
Es la reserva de carbohidratos en el reino animal. Se almacena especialmente
en el hígado y en los músculos. Conforme el organismo lo va requiriendo, el
glucógeno se convierte a glucosa la cual se oxida para producir energía.
Desde el punto de vista calórico, los carbohidratos aportan alrededor de 4 kcal
por gramo de energía.
Cuando los depósitos de glucógeno se agotan el músculo consume glucosa de la sangre, luego el hígado aporta
esta glucosa a la sangre, y desde aquí al músculo
La reserva como glucógeno de los carbohidratos en realidad es pequeña. Si hay
exceso de carbohidratos en la alimentación, se transforman en lípidos para
almacenarse como grasa en el organismo.
ENLACE GLUCOSÍDICO
Existen dos tipos de enlaces glucosídicos, el O y el N
Enlace O-glucosídico:
Los monosacáridos de unen a través de este enlace, que se realiza entre el grupo
hidroxilo del monosacárido 1 y el carbono anomérico del monosacárido 2,
deshidratandose ambos, al formar una molécula de agua.

Las uniones glicosídicas pueden ser hidrolizadas por ácidos débiles en caliente. El
C anomérico de un azúcar puede reaccionar con un átomo de N para formar un
enlace N-glicóndico como en el caso de los nucleótidos.
Enlace N-Glucosídico
Realizado entre un grupo OH y un compuesto aminado, para formar
aminoazúcares

85
Glúcidos asociados a otras moléculas
Las principales asociaciones son:
a) Heterósidos.
Unión de un monosacárido o de un pequeño oligosacárido con una o varias
moléculas no glucídicas. Podemos citar:
 Digitalina: utilizada en el tratamiento de enfermedades vasculares;
antocianósidos, responsables del color de las flores.
 Tanósidos; de propiedades astringentes.
 Estreptomicina; antibiótico.
 Nucleotidos derivados de la ribosa, como la desoxirribosa que forman los
ácidos nucleicos.
b) Peptidoglucanos o mureina.
Constituyen la pared bacteriana, una estructura rígida que limita la entrada de
agua por ósmosis evitando así la destrucción de la bacteria.
c) Proteoglucanos.
El 80% de sus moléculas están formadas por polisacáridos y una pequeña
fracción proteica.
Son heteropolisacáridos animales como el ácido hialurónico (en tejido conjuntivo),

heparina (sustancia anticoagulante), y condroitina (en cartílagos, huesos, tejido
conjuntivo y córnea)
d) Glucoproteinas.
Moléculas formadas por una fracción glucídica (del 5 al 40%) y una fracción
proteica unidas por enlaces covalentes. Las principales son las mucinas de
secreción como las salivales, Glucoproteinas de la sangre, y Glucoproteinas de las
membranascelulares.
e) Glucolípidos.
Están formados por monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos. Se les
puede encontrar en la membrana celular. Los más conocidos son los cerebrósidos
y gangliósidos.

87
ACTIVIDAD 4
Ejercicio #1
CARBOHIDRATOS
I. Seleccione la respuesta correcta escribiendo la letra que
corresponda en el paréntesis
1. - Proceso mediante el cual las plantas verdes
sintetizan los carbohidratos
A) DIGESTIÓN B) FOTOSÍNTESIS
C) RESPIRACIÓN D) METABOLISMO
2. - Son la principal fuente de energía de nuestro organismo.
A) CARBOHIDRATOS B) LÍPIDOS
C) PROTEÍNAS D) VITAMINAS
3. - Son las unidades más simples de carbohidratos, por lo tanto son loa azúcares
más sencillos
A) DISACÁRIDOS B) MONOSACÁRIDOS
C) OLIGOSACÁRIDOS D) POLISACÁRIDOS
4. - Monosacáridos que además de los grupos hidroxilo, tiene un grupo formilo en
su estructura.
A) ALDOSAS B) CETOASA
C) FORMOSAS D) PENTOSAS
5. - Es el más importante monosacárido, conocido como el azúcar de la sangre.
A) ALMIDÓN B) FRUCTOSA
C) GALACTOSA D) GLUCOSA
6. - Monosacáridos que contienen en su estructura cuatro átomos de carbono.
A) HEXOSAS B) PENTOSAS
C) TETROSAS D) TRIOSAS
7. - Productos de la oxidación de la glucosa.
A) DIÓXIDO DE AZUFRE , AGUA Y ENERGÍA
B) DIÓXIDO DE CARBONO Y METANO
C) DIÓXIDO DE CARBONO, AGUA Y ENERG
D) DIÓXIDO DE NITRÓGENO Y EMERGÍA
8. -Concentración normal de glucosa 100 ml de sangre.
A) 50 a 70 mg B) 70 a 90 mg
C) 120 a150 mg D) 30 a 60 mg
9.- Enfermedad producida cuando los niveles de glucosa rebasan los límites
establecidos...
A) ARTERIOSCLEROSIS B) DIABETES
C) GONORREA D) MAL DE
PARKINSON

10.- Es el más dulce de los carbohidratos, está presente en la miel y en los jugos de
frutas
A) ALMIDÓN B) FRUCTOSA
C) GALACTOSA D) GLUCOSA
11.- Están formados por dos moléculas de monosacáridos que pueden ser iguales
o diferentes
12.- Está formado por una unidad de glucosa y otra de fructuosa, y se conoce
comúnmente como azúcar de mesa.
A) LACTOSA B) MALTOSA
C) FRUCTOSA D) SACAROSA
13.- Disacárido formado por glucosa y galactosa.
A) LACTOSA B) MALTOSA
C) FRUCTOSA D) SACAROSA
14.- Carbohidratos más complejos formados por muchas unidades
de monosacáridos
15.- Se encuentra en los cereales como maíz, arroz y trigo, y
también en las papas.
A) ALMIDÓN B) CELULOSA
C) CELOBIOSA D) GLUCÓGENO
16.- Polisacárido formado por glucosa que no puede ser asimilado por el
organismo humano, pero tiene un papel importante como fibra en el intestino
grueso
C) MALTOSA D) GLUCÓGENO
17.- Es la reserva de carbohidratos en el reino animal. Se almacena especialmente en
el hígado y en los músculos
18.- Producto que es casi celulosa pura.
A) ALGODÓN B) DACRÓN
C) NYLON D) POLIÉSTER
19.- Su fuente principal es la hidrólisis del almidón, pero
también se encuentra en los granos en germinación.

89
A) LACTOSA B) CELULOSA
C) GALACTOSA D) MALTOSA
20.- Polisacárido que se utiliza en la elaboración de glucosa y como reactivo en el
laboratorio
Ejercicio #2
1) ¿Qué tres elementos son siempre constituyentes de los principios inmediatos?
C, H, N
O, H, C
O, H, N
2) ¿Por qué tienen carácter reductor los monosacáridos?
Por la presencia del grupo carbonilo (aldehído y cetona)
Por la presencia del grupo amino
No tienen carácter reductor
3) Escríbela forma lineal de la D-glucosa
4) Define la Ribosa.
Monosacárido de tipo aldohexosa que tiene un grupo carbonilo aldehído y 6
carbonos.
Es una cetopentosa que posee un grupo cetona y 5carbonos en su estructura.

Un monosacárido del tipo aldopentosa con un grupo aldehído y 5 carbonos
5) ¿Cuándo se dice que un carbono es asimétrico?
Cuando presenta sus cuatro sustituyentes iguales.
Cuando presenta sus cuatro sustituyentes iguales dos a dos.
Cuando presenta sus cuatro sustituyentes distintos.
6) Los polisacáridos....
No poseen poder reductor.
Tienen sabor dulce.
Tienen funciones estructurales con enlace -Glucosídico.
7) Escribe la forma cíclica de la -D-glucopiranosa
8) La condroitina se encuentra en...
La pared bacteriana.
El tejido conjuntivo.
En los pétalos de las flores.
9) El Agar-agar se utiliza como....
Anticoagulante.
Goma vegetal.
Espesante.

91
10) El almidón es un polímero de la glucosa formado por...
20% amilasa y 80% amilopectina.
TAREA Escriba un comentario acerca de la lectura y envíelo al
correo electrónico del profesor.
MÁS DULCE QUE EL AZÚCAR MISMO
Los sustitutos de la sacarosa -un tipo de carbohidrato que se encuentra en la caña
de azúcar y remolacha- se llaman edulcorantes y pueden ser derivados del
azúcar, por lo tanto, tener valor calórico, pero menor, o ser sintéticos. Sorbitol,
xilitol y maltitol, son algunos de los naturales y tienen entre 1,6 a 2 calorías por
gramo. La doctora advierte que "muchas personas creen que la fructosa engorda
menos, pero eso es falso, porque es un tipo de azúcar, la diferencia es que tiene
un efecto distinto en la elevación de los niveles de azúcar en la sangre." Estos
compuestos presentan también el riesgo de producir diarrea osmótica.
Dentro de los artificiales, el último en ser aprobado por la Food and Drug
Administration (FDA) -organismo que fiscaliza la entrada al mercado de alimentos
y medicamentos en Estados Unidos- fue la sucralosa, la que endulza 600 veces
más que el azúcar y no tiene ninguna caloría. La dosis máxima a ingerir
diariamente son 0,15 g por kilo de peso, parece poco, pero su potencia es tan alta
que no es fácil llegar al límite.
Los más conocidos, el aspartame, que endulza de 160 a 220 veces más que el
azúcar, y la sacarina, que es 200 veces más dulce, tampoco tienen carga
energética. Sin embargo, de ellos se han dicho muchas cosas negativas. Cáncer,
esclerosis múltiple o pérdida de memoria son algunas de las acusaciones, pero en
sus estudios, la FDA no ha comprobado ninguna de ellas. Sólo en cantidades
extremadamente mayores a las que usaría un humano en toda su vida, la sacarina
produjo cáncer a la vejiga en ratas de laboratorio. Para el aspartame se definió

una dosis máxima de 40 gramos por kilo de peso y se introdujo una advertencia
para las personas que sufren de fenilcetonuria, pues esta sustancia contiene
fenilalanina, componente que es tóxico para estos pacientes.
La profesional afirma que en las situaciones que más cuidado se debe poner es en los
niños, ya que en ellos es más fácil pasarse de los límites de consumo por su bajo peso.
En todo caso, no recomienda el uso de todos los sustitutos en forma masiva, ya que
cuando se tiene una dieta balanceada, no es necesario utilizarlos y "uno enseña más que
a reemplazar productos naturales por los no engordadores, a tener una alimentación
saludable".
http://www.dietas.com/articulos/sustitutos-del-azucar-y-las-grasas.asp#ixzz1g6d5AA7O

93
GLUCOLISIS, EL METABOLISMO DE
LOS CARBOHIDRATOS.
La palabra glucólisis etimológicamente proviene de gluco que significa "dulce" y de
lisis que significa "solución".
Conceptualmente podemos definirla como "la conversión metabólica de los
azúcares en compuestos más sencillos", para este caso en ácido pirúvico o
piruvato.
Recuerde que todos los carbohidratos que se consumen se transforman en
glucosa, la cual es almacenada en los animales en forma de glucógeno.
Es importante recalcar que este proceso se aplica exclusivamente a los
carbohidratos, no a las proteínas y lípidos.
LA GLUCÓLISIS SE PUEDE DIVIDIR EN TRES FASES.
El proceso de transformación de la molécula de glucosa (6C) a dos moléculas de
piruvato (3C) se puede dividir en las siguientes tres fases:
 Activación e isomerización.
 Fraccionamiento.
 Recuperación de energía.
PRIMERA FASE: ACTIVACIÓN E ISOMERIZACIÓN.
La glucosa es una molécula cuya carga energética alcanza a las 2260 kcal/mol.
También es una molécula bastante estable, por lo cual lo primero que busca el
proceso es desestabilizarla a través de un proceso de activación durante el cual se
incrementa la energía contenida en la glucosa mediante un enlace fosfato
transformándola en Fosfato-glucosa. Posteriormente esta fosfato-glucosa es
transformada en un isómero de Fosfato-fructosa, el cual otra vez es activado al
incrementar nuevamente su energía con otro enlace fosfato, formando así la
DiFosfato-Fructosa, producto final de esta primera etapa.
Para aclarar sus dudas vea el siguiente esquema:

Obsérvese en la gráfica la participación de diversas enzimas en el proceso como ser la Hexocinasa,
la Fosfoglucoisomerasa y la Fosfofructocinasa.
SEGUNDA FASE: FRACCIONAMIENTO.
La DiFosfato-Fructosa es un compuesto más inestable que la glucosa y se
encuentra cargado de energía (a raíz de los enlaces fosfato), por lo cual se
encuentra listo para fraccionarse.
La DiFosfato-Fructosa se fracciona por acción de la enzima aldolasa quedando
como producto de esta ruptura dos compuestos de 3 carbonos y un fósforo cada
uno: el FosfatoGlicerAldehido o PGAL y la FosfatoDiHidroxiAcetona o PDHA.
De estos dos compuestos de 3 carbonos, el único que puede pasar a la siguiente
etapa es el PGAL, sin embargo por acción de la enzima isomerasa de triosa, el
PDHA se transforma en PGAL. En resumen durante este proceso de
fraccionamiento de una DiFosfato-Fructosa se producen dos PGAL que ingresan a
la siguiente fase.
Vea el esquema:
TERCERA FASE: RECUPERACIÓN DE ENERGÍA.
Hasta este momento, el proceso de glucólisis ha sido un "gasto" de energía
proveniente del ATP para el organismo. Sin embargo a partir de ahora se
recuperará "con intereses" la energía invertida en el proceso.
Los PGAL resultantes del fraccionamiento ingresan a un nuevo ciclo en el cual son
oxidados (o sea liberan electrones) a través de una reducción de NAD en NADH,
absorben Fósforo y reaccionan a través de la enzima SH. De esta forma se
transforman en Difosfoglicerato (recuerde que el PGAL tenía ya un átomo de P)
cuya molécula tiene un enlace fosfato energizado y otro enlace con P sin energía.

95
El Difosfoglicerato "cargado" de energía en su enlace fosfato, libera un P
transformando una molécula de ADP en ATP, transformándose en Fosfoglicerato,
molécula con un solo átomo de P pero que carece de un enlace fosfato
energizado.
Entonces este Fosfoglicerato sufre un proceso de oxidación produciendo agua,
gracias a esta oxidación su enlace de fósforo se transforma en enlace fosfato
cargándose de energía, transformándose en Fosfopiruvato.
Este Fosfopiruvato libera su P energizado, para convertir una molécula de ADP en
ATP a través de la enzima piruvatocinasa.
El producto final de esta reacción es el Piruvato o ácido pirúvico.
Para entender mejor vea la siguiente gráfica.
BREVE RESUMEN, RECAPITULEMOS UN POCO
Ya hemos revisado el proceso de glucólisis desde el momento en que la glucosa
(6 carbonos) ingresa hasta su transformación en dos moléculas de piruvato (3
carbonos), note como existe equilibrioen las reacciones bioquímicas, ya que el
número de carbonos (seis) se mantiene desde el inicio hasta el final.
Durante la primera fase "activación e isomerización", la glucosa se transforma en
DiFosfato-Fructosa. Durante la segunda fase "fraccionamiento", este compuesto
se divide para formar dos FosfatoGlicerAldehidos (PGAL), los cuales ingresan a la
tercera etapa.
Ya en la "recuperación de energía", cada uno de los PGAL se acaba
transformando en Piruvato, por lo cual se concluye que de una glucosa se forman
dos piruvatos.

Es importante hacer notar que el piruvato es el producto más importante de este
proceso, los cuatro ATP´s que se forman son realmente un bajo aporte al global
de la síntesis de ATP del organismo a través del metabolismo energético.
En resumen podemos expresar el conjunto de entradas y salidas al proceso de la
siguiente forma:
Resumen de compuestos que ingresan y productos que salen del proceso
Entradas: Glucosa + 2 ATP + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD
Salidas: 2 piruvatos + 2 ADP + 4 ATP + 2 NADH + H2O
Para comprobarlo, solo tiene que revisar los tres esquemas anteriores.
ANTES DE CONTINUAR ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES.
Antes de continuar con el tema es preciso tener en claro que son el NAD y el FAD.
Bueno, inicialmente podemos definirlos como "vehículos biológicos para la
transferencia de electrones". O sea estos dos compuestos sirven para equilibrar
las reacciones de oxidación y reducción al absorber o aportar electrones.
Presentación oxidada Presentación reducida
NAD NADH
FAD FADH
Como ejemplo cuando el PGAL se oxida para transformarse en Difosfoglicerato la
reacción se ve acompañada por una reducción del NAD que se transforma en
NADH al recibir los electrones que se liberan durante la oxidación anterior. Por eso
se dice que la presentación reducida es NADH.

97
GLUCÓLISIS: VIA AEROBIA.
El proceso de la glucólisis no termina en el piruvato, sino que continua bajo dos
modalidades, una vía aerobia (o sea con presencia de oxigeno) y una vía anaerobia (en
ausencia de oxigeno). Dependiendo de esta condicional, se obtendrá un producto
específico.
Para el caso de la formación de ATP como producto final de la serie de proceso de la cual
la glucólisis forma parte, nos interesa la "vía aerobia".
El oxígeno cumple la función de "reductor final" de los procesos bioquímicos,
principalmente reduciendo el NADH y el FADH que se forman, para habilitarlos
nuevamente en su presentación oxidada de NAD y FAD.
Durante la vía aerobia, el piruvato que contiene un grupo carboxilo (-COOH) libera
carbono y oxígeno para formar CO2. De esta forma el piruvato se transforma en
acetaldehido, el cual sufre un proceso de oxidación al liberar electrones y se junta con el
grupo HS-CoA (Coenzima A) para formar la Acetil CoA.
Vea el siguiente esquema:
Y este Acetil CoA es el que ingresa a las crestas mitocondriales para iniciar el
Ciclo de Krebs.
Nótese la importancia que tiene el oxígeno como aceptor de electrones para
formar agua y volver a habilitar al NAD para continuar los procesos.
GLUCÓLISIS: VÍAS ANAEROBIAS.
Cuando existe escasez de oxígeno, el NADH deja de oxidarse y por lo tanto se
acumula, para comenzar una serie de reacciones distintas a la vía aerobia.
Contamos con dos casos para exponer: la fermentación alcohólica producida por
levaduras y la fermentación acido láctica que ocurre en los músculos.

Para el primer caso, la fermentación alcohólica, esta es producida por levaduras
las cuales transforman el piruvato en acetaldehido (al igual que en la vía aerobia) y
posteriormente este se reduce para formar etanol. Recuerde que esto ocurre por
el exceso de NADH presente en el organismo.
Vea el gráfico:
Normalmente esta fermentación ocurre hasta que los niveles de etanol llegan de
12 a 17% de concentración, momento en el cual se inhiben los procesos de
fermentación alcohólica.
Durante el segundo caso de fermentación acido láctica, esta ocurre en los tejidos
musculares y es producto del trabajo excesivo, por lo cual la demanda de oxígeno
para reducir el NADH a NAD es superior al abastecimiento de oxigeno de la
respiración. Ante esta circunstancia el NADH se oxida a NAD reduciendo el
piruvato a ácido láctico.
Vea el gráfico:
Este ácido láctico se acumula en los tejidos musculares produciendo fatiga o
cansancio y dolor.
Y es debido a esta demanda insatisfecha de oxigeno que se da el fenómeno del
"jadeo", ya que el organismo busca incrementar la velocidad de la respiración para
así compensar la falta de oxígeno.

99
METABOLISMO ENERGÉTICO:
El Ciclo de Krebs
Hasta este momento hemos desglosado los procesos anteriores al ciclo de Krebs.
El producto final de estos procesos -que ocurren en el citoplasma de cada célula-
bajo condiciones aerobias es el acetil CoA.
El acetil CoA ingresa entonces a las mitocondrias para participar en una serie de
reacciones bioquímicas de oxidación, cuya finalidad es producir coenzimas
reducidas de NADH y FADH. Esta serie de reacciones es el Ciclo de Krebs.
El ciclo de Krebs: una cadena de oxidaciones
El ciclo de Krebs, debe su nombre a Sir Hans Krebs, quien fue su descubridor.
Este proceso también es conocido como el "ciclo del ácido cítrico" o el "ciclo de los
ácidos tricarboxílicos".
El ciclo de Krebs consiste en una serie de reacciones en la cual confluyen todas
las reacciones catabólicas de la respiración aerobia.
También se lo podría definir como una "cadena de oxidaciones", debido a que
recibe AcetilCoA para "impulsar" una serie de cuatro oxidaciones cuyo producto
final son las coenzimas NADH y FADH reducidas al ser cargadas de electrones.
Para entenderlo mejor en forma global vea el siguiente gráfico:
Y estas coenzimas reducidas por el ciclo de Krebs (FADH y NADH) son las que
irán a participar del último eslabón de la cadena del metabolismo energético: el
transporte de electrones.

CICLO DE KREBS: DESGLOSE DE PROCESOS
Para fines didácticos vamos a ir paso por paso, partiendo y finalizando en el
compuesto Oxalacetato, a través de las cuatro oxidaciones que ocurren en el
proceso
DEL OXALACETATO HASTA LA PRIMERA OXIDACIÓN
El oxalacetato es un compuesto de 4 carbonos, este se combina con el acetilCoA
de 2 carbonos (el cual libera su grupo coenzima A) para formar el citrato o ácido
cítrico que tiene 6 carbonos.
Recuerde que la principal función del ciclo de Krebs es producir oxidaciones. Sin
embargo, el citrato no puede oxidarse, debido a que carece de la configuración
molecular para hacerlo, por tal motivo sufre una etapa de "preparación" al
combinarse y separarse con una molécula de agua formando un isómero de citrato
denominado isocitrato (6 carbonos). Este compuesto si cuenta con la
configuración adecuada para oxidarse y por lo tanto se oxida (reduciendo al NAD
en NADH) para formar oxalosuccinato (6 carbonos).
Vea el gráfico:
DEL OXALOSUCCINATO A LA SEGUNDA OXIDACIÓN
El oxalosuccinato (6 carbonos) cuenta con el grupo carboxilo en su estructura
molecular, por lo cual sufre un proceso de descarboxilación liberando CO2 y
formando A-cetoglutarato (5 carbonos). Este compuesto también cuenta con el
grupo carboxilo y por lo tanto libera CO2, produciendo también una segunda
oxidación. Posteriormente se une a un grupo coenzima A para formar succinil Coa
(4 carbonos).

101
Vea el gráfico:
DEL SUCCINIL-COA A LA TERCERA OXIDACIÓN
Succinil CoA libera el grupo coenzima A que anteriormente se adicionó, liberando
también la energía necesaria para combinar un GDP (guanina di fosfato) con un Pi
(fósforo inorgánico) formando así GTP (guanina tri fosfato). Este "primo hermano"
del ATP produce una segunda reacción para transformar un ADP en ATP al
transferirle su grupo fosfato.
El producto de la reacción del succinil CoA es el succinato (4 carbonos) el cual
cuenta con la configuración molecular adecuada para oxidarse formando así
fumarato (4 carbonos).
Vea el siguiente gráfico:

DEL FUMARATO A LA CUARTA OXIDACIÓN
Finalmente el fumarato (4 carbonos) que no cuenta con la configuración molecular
adecuada para oxidarse, sufre un proceso de "preparación", durante el cual es
adicionada una molécula de agua, entonces el fumarato se transforma en malato
(4 carbonos) el cual si está listo para oxidarse transformándose en oxalacetato (4
carbonos), el cual fue el compuesto con el cual comenzamos esta descripción.
Vea el siguiente gráfico:
CICLO DE KREBS: ESQUEMA RESUMEN DE TODOS LOS PROCESOS Y
BALANCE FINAL
Una vez desglosadas cada una de las reacciones de oxidación que componen el
Ciclo de Krebs, resumiremos todo el ciclo en el siguiente gráfico. Observe:

Para el balance final del ciclo de Krebs en cuanto a las entradas y salidas veamos
la siguiente tabla:
Ciclo de Krebs: balance de entradas y salidas
Entradas Acetil CoA + 3 NAD + FAD + ADP + Pi +
H2O
Salidas HS-CoA + 2 CO2 + 3 NADH + FADH + ATP
Recuerde que por cada glucosa que entra al metabolismo energético salen dos Acetil CoA, por lo
tanto se concluye que por cada glucosa se obtienen dos Ciclos de Krebs.
Metabolismo energético: Transporte de electrones, el paso final.
RECAPITULEMOS: CUANTO NADH, FADH Y ATP HEMOS CONSEGUIDO.
Antes de finalizar el tema con la revisión de la cadena respiratoria, considero necesario recordar
cuanta "energía" hemos conseguido hasta este momento tanto en ATP, como en NADH y FADH.
Revisemos la siguiente tabla:
Proceso metabólico: ATP´s NADH´s FADH´s
Glucólisis 2 2 -
Metabolismo de piruvato a Acetil CoA (x2) - 2 -
Ciclo de Krebs (x2) 2 6 2
TOTAL: 4 10 2
TRANSPORTE DE ELECTRONES, OTROS NOMBRES.
A la cadena de "transporte de electrones", también se la denomina como "cadena
respiratoria", "cascada de electrones" y cadena de "fosforilación oxidativa".
DESGLOSE DE LOS PROCESOS.
Vamos a dividir estos procesos en niveles para su mejor comprensión.
Primer nivel: El NADH llega a las crestas mitocondriales, donde se oxida con una
"flavoproteína", reduciéndola (o sea cargándola de electrones).
Segundo nivel: Posteriormente la flavoproteína se oxida y reduce a una coenzima
denominada "Q". Durante este proceso se libera energía que ejecuta una primera
fosforilación oxidativa de ATP.

105
Tercer nivel: Es en este nivel donde recién ingresa el FADH. La coenzima Q que
se encuentra reducida, se oxida reduciendo así a un compuesto denominado
citocromo b. Durante esta oxidación se libera energía para ejecutar la segunda
fosforilación oxidativa de ATP.
Como concepto, un citocromo es una proteína rica en Fe (por lo cual se oxida y
reduce fácilmente).
Cuarto nivel: El citocromo b se oxida, reduciendo así al citocromo c.
Quinto nivel: El citocromo c se oxida, reduciendo así al citocromo a.
Sexto nivel: El citocromo a se oxida con oxígeno, reduciéndolo de esta forma a
agua. Durante esta última oxidación se libera la energía para ejecutar la tercera y
última fosforilación oxidativa de ATP.

Como conclusión se puede decir que por cada NADH que ingresa a la "cadena
respiratoria" se consiguen 3 ATP. Mientras que por cada FADH que ingresa a la
"cadena respiratoria" (a la altura de la coenzima A) se obtienen 2 ATP.
METABOLISMO ENERGÉTICO: BALANCE FINAL DE ATP´S.
Como ya habíamos resumido anteriormente, hasta antes de ingresar a la "cadena
respiratoria" teníamos un total de 4 ATP´s, 10 NADH´s y 2 FADH´s.
Si tomamos en cuenta que cada NADH equivale a 3 ATP´s y cada FADH equivale
a 2 ATP´s, tendríamos la siguiente sumatoria: 4 ATP´s (de la glucólisis y formación
de Acetil CoA) + 30 ATP´s (provenientes de los NADH´s) + 4 ATP´s (provenientes
de los FADH´s).

Lípidos
Objetivo: Identificará las características comunes de los lípidos y su función como
reservas energéticas del organismo.
Concepto y Clasificación
Con el nombre de lípidos (del griego lypos, grasa) denominamos a un grupo de
compuestos orgánicos formados por C, H, y O mayoritariamente y ocasionalmente
N, P y S.
Con características químicas diversas, pero propiedades físicas comunes: poco o
nada solubles en agua, siéndolo en los disolventes orgánicos (éter, benceno,
cloroformo, acetona, alcohol).
Dada la diversidad de
características químicas, su
clasificación también lo es:
puede hacerse atendiendo a
criterios de saponificación,
por simples o complejos o
resaltando su importancia
biológica, que será lo
suficientemente destacada a
lo largo de este tema

109
Estructura y características de los ácidos
grasos
Son ácidos carboxílicos de cadena larga, suelen tener nº par de carbonos (14 a
22), los más abundantes tienen 16 y 18 carbonos.
 Los ácidos grasos son saturados cuando no poseen enlaces dobles, son flexibles
y sólidos a temperatura ambiente.
 Los Insaturados o poliinsaturados si en la cadena hay dobles o triples enlaces,
rígidos a nivel del doble enlace siendo líquidos aceitosos.

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