3.24.2014

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ESCUELA NACIONAL PREPARATORIA
PLANTEL 1 "GABINO BARREDA"



PROFESORA:   Alma Delia Pineda García
GRUPO:    604



3.2 ENERGÉTICOS DE LA VIDA


En esta página hablaremos sobre cómo influyen diferentes compuestos orgánicos en los seres vivos. Así mismo, abordaremos temas de suma importancia tales como: carbohidratos y lípidos, principales proveedores de energía; enzimas, las cuales juegan un importante papel en la digestión desarticulando los polímeros en moléculas para su fácil absorción del cuerpo. De la misma manera, aprenderemos cómo influye la concentración, la temperatura y los catalizadores para que se lleve una reacción acabó.

Finalmente, analizaremos la estructura de los aminoácidos para dar paso después a analizar un conjunto de aminoácidos llamados proteínas.



Objetivos:

  • Hacer uso de las TIC'S para explicar los temas señalados.
  • Explicar claro y preciso los temas.
  • Proporcionar presentaciones, vídeos y otros materiales para facilitar la comprensión.




                      

3.2.1 CARBOHIDRATOS. ENERGÍA DE DISPONIBILIDAD INMEDIATA. ESTRUCTURA Y ACTIVIDAD ÓPTICA. MONOPOLISACÁRIDOS, DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS.



-- LECTURAS DE CARBOHIDRATOS --



LECTURA NO. 1
¿Qué son los CARBOHIDRATOS?

Los glúcidos llamados también hidratos de carbono o carbohidratos, son los compuestos más abundantes entre los constituyentes de animales y plantas. Son la fuente de energía biológica por excelencia, ya que las células utilizan a los carbohidratos como formas de almacenamiento de energía en los seres vivos; pero también forman parte de los tejidos de sostén de las plantas y de algunos animales.
Son compuestos formados a base de carbono, hidrógeno y oxígeno que están en proporciones 1:2:1 (CH2O)n donde n es igual o mayor que 3.
Características
·         La mayoría de los carbohidratos se nombran con la terminación “OSA”
·         Puedes saber que una molécula es un carbohidrato identificando los grupos OH que los caracteriza como polialcoholes.
·         Los carbohidratos se nombran según el número de carbonos: Triosas, Tetrosas, Pentosas y Hexosas.


LECTURA NO.2
¿Cómo podemos clasificar a los CARBOHIDRATOS?

De manera general, los glúcidos se pueden dividir en simples y complejos. Los azúcares simples, como la glucosa, son glúcidos que no pueden ser hidrolizados en moléculas más pequeñas. Los glúcidos complejos están constituidos por la unión de dos o más azúcares simples. Por ejemplo, la sacarosa es un dímero compuesto por dos unidades de glucosa, mientras que la celulosa es un polímero de la glucosa. De acuerdo con el número de UNIDADES simples que posea un glúcido se puede clasificar en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, aunque hay ocasiones en que algunos autores suelen agregar una clasificación más que recibe el nombre de oligosacáridos.
Dentro de los monosacáridos podemos encontrar varios tipos de azúcares de acuerdo con el  número de carbonos que posea la molécula. Así, las triosas tienen 3 carbonos, las pentosas 5 y las hexosas 6 carbonos. Po otro lado, según el grupo funcional, los monosacáridos pueden ser aldosas, si tienen el grupo aldehído, o cetosas si tienen un grupo cetónico.
MONOSACÁRIDOS
Consisten en un solo monómero de azúcar, son los carbohidratos más sencillos y tienen por lo menos dos grupos –OH enlazados con una cadena de carbono más un grupo funcional aldehído o cetona.
La mayoría se disuelven fácilmente en agua. Los tipos más comunes tienen una cadena principal de cinco o seis átomos de carbono.
Algunos ejemplos de este tipo de carbohidratos son:
·         La ribosa (ARN) y la desoxirribosa (ADN): Tienen 5 átomos de carbono.
·         La glucosa: Tienen 6 átomos de carbono.
·         La fructosa: Tienen 6 átomos de carbono.
·         La galactosa: Tiene 6 átomos de carbono.
DISACÁRIDOS
Constan únicamente de dos monómeros de azúcar que se han unido durante una reacción de deshidratación.
Algunos ejemplos de este tipo de carbohidratos son:
·         La maltosa (2 glucosas)
·         La lactosa (1 glucosa + 1 galactosa)
·         La sacarosa (1 glucosa + 1 fructosa)
OLIGOSACÁRIDOS
Es una cadena corta compuesta de 2 hasta 8 monómeros de azúcar. Algunos ejemplos de este tipo de carbohidratos son:
·         Rafinosa: 1 galactosa + 1 fructosa + 1 glucosa
·         Estaquiosa: 2 galactosas + 1 fructosa + 1 glucosa
·         Verbascosa: 3 galactosas +1 fructosa + 1 glucosa
POLISACÁRIDOS
Los polisacáridos son carbohidratos complejos constituidos por muchas moléculas de monosacáridos por lo que presentan una masa molecular elevada. Se diferencian de los sencillos en varios aspectos. En primer lugar, no tienen sabor dulce, por lo general son insolubles en agua y debido al gran tamaño de sus moléculas se disuelven por medios químicos formando soluciones coloidales.
Los polisacáridos son cadenas lineales o ramificadas de muchos monómeros de azúcar (cientos o miles) que pueden ser del mismo tipo o de tipos diferentes. En consecuencia son cadenas muy largas.
Algunos ejemplos de este tipo de carbohidratos son:
·         La celulosa
·         El almidón
·         El glucógeno
Los polisacáridos más comunes constan únicamente de unidades de glucosa.
Existen dos tipos de polisacáridos:
 


Homopolisacáridos: Están formados por el mismo tipo de monosacáridos (glucosa).
Heteropolisacáridos: Están formados por diferentes tipos de monosacáridos.
Cuando un organismo requiere energía, el polisacárido se rompe para liberar moléculas de azúcar.
·         Las plantas almacenan energía en forma de almidón.
·         Los animales almacenan energía en forma de glucógeno




Imagen tomada de: Moreno, P. A., Nava, R. W. (et.al.) (2012), Química. Santillana: México, Cap. 8 pág. 



LECTURA NO. 3
¿Cuál es la función de los CARBOHIDRATOS?

Son la fuente de energía biológica por excelencia
  • Las plantas almacenan energía en forma de almidón.
  • Los animales almacenan energía en forma de glucógeno, este se acumula sobre todo en el hígado donde se liberan unidades de glucosa según las necesidades del organismo.

Los monosacáridos y disacáridos fundamentalmente son utilizados como material energético inmediato (glucosa, galactosa, fructosa, maltosa, lactosa y sacarosa).
Los polisacáridos generalmente son de reserva energética y  constituyen estructuras rígidas y resistentes que dan soporte a los organismos (almidón, glucógeno, quitina, celulosa, ácido  hialurónico, condrohitin sulfato y heparina). Por ejemplo:
·         La condroitina que forma la córnea, el cartílago y el hueso.
·         El ácido hialurónico que forma parte del humor vítreo del ojo y el líquido sinovial de articulaciones.
·         La heparina que es un anticoagulante presente en los pulmones, el hígado y glándulas salivales.
·         La celulosa constituye el armazón estructural de las células vegetales, confiriéndoles así la rigidez y resistencia propia de algunas partes de las plantas como troncos y cascarones de algunas frutas.


LECTURA NO. 4
¿Cuál es la estructura de los carbohidratos?


Una de las principales características de los glúcidos es la estereoisomería. Los isómeros son moléculas que poseen la misma fórmula molecular pero que difieren en el arreglo o disposición relativa de los átomos dentro de la molécula.

Aquellas formas de isomería que implican la misma disposición relativa entre átomos, pero se diferencian en el arreglo espacial de los mismos, se denominan isómeros espaciales o estereoisómeros, haciendo referencia al carácter tridimensional de las diferencias entre isómeros.

Los glúcidos presentan un tipo particular de estereoisomería: isomería óptica en la cual se tienen parejas de formas isoméricas llamadas enantiómeros que son imágenes especulares no superponibles. En otras palabras, son pares de moléculas asimétricas similares a las manos derecha e izquierda que constituyen reflejos especulares una de otra y que no se pueden superponer, de tal manera que las posiciones de todas sus partes coincidan exactamente. Cuando una molécula cumple estas condiciones es quiral, mientras que si sus imágenes especulares son superponibles es aquiral.

La isomería óptica en un compuesto se relaciona con la existencia de por lo menos un átomo de carbono tetraédrico enlazado con cuatro átomos o grupos de átomos diferentes. Este tipo de carbonos se denominan asimétricos o quirales y suelen indicarse a través de un asterisco, como en los siguientes ejemplos:

 

Los enantiómeros se diferencian asignando los signos + y – a cada una de las imágenes especulares, dependiendo de la desviación de la luz polarizada a la derecha o a la izquierda. 













 

 Imágenes tomadas de: Moreno, P. A., Nava, R. W. (et.al.) (2012), Química. Santillana: México, Cap. 8 pág. 254-255



LECTURA NO. 5
Actividad óptica de los CARBOHIDRATOS
La presencia de uno o más carbonos asimétricos confiere a las moléculas una propiedad especial conocida como actividad óptica. La actividad óptica de una sustancia se refiere a la capacidad de ésta para desviar o rotar la luz polarizada. Un haz de luz ordinaria se compone de ondas electromagnéticas que oscilan perpendicularmente respecto a la dirección de propagación de la luz. Por ejemplo, si un rayo de luz incide perpendicularmente sobre una hoja de papel, las vibraciones emitidas por ese rayo de luz se representarían como una rueda de bicicleta. Sin embargo, es posible separar cada una de esas ondas. Por ejemplo, sustancias tales como el espato de Islandia y la turmalina, así como filtros de polarización, dejan pasar a través de sus cristales solamente luz que vibra en un plano. Un haz de luz con estas características se conoce como luz polarizada.
Las moléculas con actividad óptica poder hacer rotar un haz de luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda en relación con la dirección de propagación inicial del rayo. Por convección, el enantiómero que desvía la luz hacia la derecha corresponde a la imagen especular (+) y se denomina dextrógiro, mientras que el enantiómero (-) es aquel que desvía la luz polarizada hacia la izquierda y se denomina levógiro.
El ángulo de rotación del rayo de la luz polarizada es característico de cada sustancia y se denomina a. Cada enantiómero de una determinada sustancia presenta un valor de a igual en magnitud pero de signo contrario.

Imagen tomada de: Moreno, P. A., Nava, R. W. (et.al.) (2012), Química. Santillana: México, Cap. 8 pág. 255



LECTURA NO. 6
¿En qué alimentos puedo encontrar CARBOHIDRATOS?

·         
       LA SACAROSA: Llamada también azúcar de caña, se encuentra sobre todo en la caña y el betabel, aunque también aparece en la papa, el maíz, la zanahoria y otros vegetales. 



·         





       LACTOSA: Es el azúcar presente en la leche.

·         MALTOSA: Se conoce también como azúcar de malta, pues se encuentra en los granos de malta y cebada germinada.




·         EL ALMIDÓN: Se encuentra en forma de gránulos blancos dentro de las células en órganos especiales, como las raíces, por ejemplo, la yuca y los tubérculos (como la papá). También se encuentra en el pan, alimento rico en energía.










·         LA FRUSTOSA: Puede ser encontrada en los vegetales, las frutas y la miel. 





    


        
                                 Más alimentos con CARBOHIDRATOS:



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VIDEO DE YOUTUBE
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JUEGOS INTERACTIVOS
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3.2.2 LÍPIDOS. ALMACÉN DE ENERGÍA. ESTRUCTURA. GRASAS Y ACEITES. SAPONIFICACIÓN DE GRASAS.

Almacén de Energía
Los lípidos son biomoléculas orgánicas insolubles en el agua. Existen diferentes familias o clases de lípidos, pero las características distintivas de todos ellos derivan de la naturaleza hidrocarbonada de la porción principal de su estructura.

Los lípidos desempeñan diversas funciones biológicas importantes:
1.      Actuando como componentes estructurales de las membranas
2.      Actuando como formas de transporte y almacenamiento del combustible catabólico.
3.      Actuando como cubierta protectora sobre la superficie de muchos organismos.
4.  Actuando como componentes de la superficie celular relacionados con el reconocimiento de las células, la especificad de especie y la inmunidad de los tejidos. Algunas sustancias clasificadas entre los lípidos poseen una intensa actividad biológica: se encuentran entre ellas algunas de las vitaminas y hormonas.

Aunque los lípidos constituyen una clase bien definida de biomoléculas, veremos que, con frecuencia se presentan combinados covalentemente o mediante enlaces débiles, con miembros de otras clases de biomoléculas, constituyendo moléculas híbridas tales como los glucolípidos, que contienen lípidos y proteínas. En estas biomoléculas las propiedades químicas y físicas características de sus componentes están fusionadas para cumplir funciones biológicas especializadas.

Estructura
Grasas: Las grasas son lípidos que tienen uno, dos o tres ácidos grasos que cuelgan como colas de un pequeño alcohol llamado glicerol.
           Las colas de ácido graso de las grasas saturadas solo tienen enlaces covalentes simples. Las grasas animales tienden a permanecer sólidas a temperatura ambiente porque sus colas de ácidos grasos saturados se empacan de manera cercana. La colas de ácidos grasos en las grasas no saturadas tienen uno o más enlaces dobles covalentes. Estos enlaces tan rígidos en general, forman dobleces que impiden que las grasas insaturadas se empaquen de manera apretada.
Starr. C., Taggart. R., Evers. C., Starr. L., (2009). Biología. La Unidad y Diversidad de la Vida. Cengage Learning. México. pp. 42


Fosfolípidos: Tienen una cabeza polar con un grupo fosfato y dos colas de ácido graso no polares.



Starr. C., Taggart. R., Evers. C., Starr. L., (2009). Biología. La Unidad y Diversidad de la Vida. Cengage Learning. México. pp. 43


Ceras: Son mezclas complejas y variables de lípidos con colas largas de ácidos grasos enlazadas a alcoholes de cadena larga o anillos de carbono.

El colesterol y otros esteroides: Son lípidos con una cadena principal rígida de cuatro anillos de carbono y sin colas de ácidos grasos.


Starr. C., Taggart. R., Evers. C., Starr. L., (2009). Biología. La Unidad y Diversidad de la Vida. Cengage Learning. México. pp. 42



Grasas y Aceites
Tanto los sistemas vegetales como los animales necesitan métodos para almacenar energía en diversas formas químicas de modo que este suministro de energía se pueda utilizar posteriormente cuando se necesite. En las semillas de la plantas, la energía almacenada  se usa para promover un crecimiento rápido después de la germinación. En los animales que invernan durante los periodos fríos, se necesita la energía almacenada cuando no hay otras fuentes de alimento o estas son escasas. Una de las clases mas importantes de compuestos utilizados para el almacenamiento de energía son las grasas  y los aceites. Estas sustancias se llaman triglicéridos. Los triglicéridos se encuentran como depósitos de grasa en los animales y como aceites en las nueces  y las semillas. Las que los liquidas a temperatura ambiente se llaman aceites; las que son sólidas se les llama mantecas o grasas.

Los aceites, que se obtienen principalmente de productos vegetales (maíz, cacahuate y soya), están formados principalmente por ácidos grasos insaturados. Las mantecas animales de (res, mantequilla y cerdo) contienen principalmente ácidos grasos saturados.

Algunos de los aceites extraídos de la semilla de algodón, de maíz o de la soya se utilizan como aceite liquido para cocinar. Otros aceites derivados de plantas se hidrogenan para convertir los dobles enlaces carbono-carbono presentes en las cadenas de los  ácidos, en enlaces sencillos carbono-carbono. Durante este proceso los aceites se convierten en sólidos  y se utilizan para producir  oleomargarina, mantequilla de cacahuate, aderezos para legumbres y productos alimenticios similares.


Las grasas y los aceites son una fuente importante de energía en nuestro suministro alimenticio. En el organismo se hidrolizan para formar glicerol y ácidos carboxílicos. Esta hidrólisis se promueve por las enzimas llamas lipasas. Esta reacción de hidrólisis  se efectúa en solución acuosa, es obstaculizada por el hecho de que las grasas y los aceites son prácticamente insolubles en agua. Por esta razón no se efectúa la hidrólisis  en el estomago. La vesícula biliar segrega compuestos llamados sales biliares hacia el intestino delgado  para ayudar a llevar a cabo esta reacción.

http://enforma.salud180.com/nutricion-y-ejercicio/tipos-de-grasas-en-alimentos Por: J. Manuel Reyes


Saponificación:
Todos los lípidos que contienen ácidos grasos en su estructura molecular presentan la propiedad de formar jabones (Saponificarse) al ser tratados con bases fuertes del tipo del hidróxido de sodio (NaOH)  y el hidróxido de Potasio (KOH).
El lípido tratado se transforma en una sal del ácido graso adquiriendo propiedades detergentes.




Tipo de Lípido
Esqueleto
Complejos (saponificables)
Acilglicéridos
Fosfoglicéridos
Esfingolípidos
Ceras

Glicerina
3-Fosfato
Esfingosina
Alcoholes no polares de peso molecular elevado
Simples (Insaponificables)
Terpenos
Esteroides
Prostaglandinas


Lehninger, A., (1979), Bioquímica Las Bases Moleculares de la Estructura y Función Celular, Ediciones Omega, Barcelona, pp. 286