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2 Agua, sales, glúcidos y lípidos
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Biología
2º BACHILLERATOCaracterísticas de la molécula de agua
Enlacecovalente
+ +
-
H
O
Aunque es eléctricamente neutra, la molécula de agua
tiene carácter polar debido a un exceso de carganegativa sobre el átomo de oxígeno.
+
+
-Enlaces de
hidrógeno
= densidad de carga
Debido a su polaridad, las moléculas de aguaestablecen enlaces de hidrógeno entre ellas.
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2 Agua, sales, glúcidos y lípidos
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Biología
2º BACHILLERATOPropiedades del agua (I)
•
Elevada cohesión molecular Da volumen a las células. Turgencia en las plantas. Esqueleto hidrostático. Deformaciones citoplasmáticas. Amortiguación en articulaciones.
• Elevada tensión superficial
Desplazamiento de algunosorganismos sobre el agua.
• Elevada fuerza de adhesión
Ascensión de la saviabruta por capilaridad.
• Elevado calor específico
Función termorreguladora.
• Densidad máxima a 4 °C
Permite la vida bajo el hielo.
Las fuerzas de adhesión entre las moléculasde agua y el vidrio, son mayores que las delas moléculas de agua entre sí. Por esto ellíquido asciende por las paredes del capilar.
Vidrio
Capilar devidrio
Moléculas
de agua
Fuerzas de
adhesión
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Biología
2º BACHILLERATOPropiedades del agua (II)
• Elevado calor de vaporización
Al evaporarse, absorbe calordel organismo.
• Elevada capacidad disolvente
Solvatación iónica.Transporte de sustancias.
Medio de reacción.
• Bajo grado de ionización
• Las disoluciones acuosaspueden tener distintos gradosde pH.
Función termorreguladora.
Cristal de NaCl
Moléculade agua
Iones solvatados
Na+
Cl-
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Biología
2º BACHILLERATOLa ósmosis
Medio hipotónicoPresión osmótica baja.
Medio hipertónicoPresión osmótica alta.
Medios isotónicosIgual presión osmótica.
BAJACONCENTRACIÓN
ALTACONCENTRACIÓN
Membrana semipermeable Membrana semipermeable
Permite el paso dedisolventes pero no
de solutos.
El disolvente atraviesa la membrana hasta
igualar las concentraciones en ambos lados.
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Biología
2º BACHILLERATOLas membranas celulares son semipermeables
PLASMÓLISIS La membranaplasmática sesepara de la paredcelular
• Disminuye elvolumen celular
• Aumenta lapresión osmótica
en el interior
El agua sale de la célula.
El agua entra en la célula.
•
Aumenta elvolumen celular
• Disminuye lapresión osmóticaen el interior
TURGENCIALa célula se hinchahasta el límite de lapared celular
MEDIO HIPERTÓNICO
MEDIO HIPOTÓNICO
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Biología
2º BACHILLERATOOsmoregulación
Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica.
Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes.
Peces de agua dul cePeces marin os Mamífero s
ProcariotasPared celular
Estomas
Entrada de agua
Abundante orinahipotónica
Pérdida de agua
Orina isotónicaescasa
Excreta elexceso de sal
Nobebe
Bebeagua
salada
Pared celular
Dulceacuícolas Vacuolas pulsátiles
RiñonesIntestino grueso
Piel
SERES VIVOS UNICELULARES
ANIMALES PLURICELULARES
VEGETALES
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Biología
2º BACHILLERATOCarácter coloidal de la materia viva
Soluto ofase dispersa
Disolvente ofase dispersante
DISOLUCIÓN VERDADERA DISPERSIÓN COLOIDAL < 10-7 cm 10-7< <2 • 10 -5 cm
Las dispersiones coloidales pueden presentar dos estados físicos:
ESTADO DE SOL ESTADO DE GELMoléculasde soluto
Fasedispersantelíquida
Moléculas dedisolvente entrelas de soluto
Las moléculas desoluto actúan como
fase dispersante
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Biología
2º BACHILLERATOGrupos funcionales de compuestos orgánicos
P
O
OO
O
ion fosfato
(éster fosfórico)
NH2
amino
(amina)
C
O
OR
éster
(éster)
OH
hidroxilo
(alcohol)
C
O
carbonilo
(cetona)
C
O
H
carbonilo
(aldehído)
C
O
OH
carboxilo
(ácido)
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Biología
2º BACHILLERATOClasificación de los glúcidos
son
formados por 2
monosacáridos
entre 2 y 10
monosacáridos
formados únicamente
por osas
formados por osas y otras
moléculas orgánicas
muchos
monosacáridos
el mismo tipo de
monosacárido
distintos tipos de
monosacárido
contienen
proteínas contienen
lípidos
GLUCOPROTEÍNAS
OSAS
MONOSACÁRIDOS HOLÓSIDOS HETERÓSIDOS
GLUCOLÍPIDOS
DISACÁRIDOSHETEROPOLISACÁRIDOS
POLISACÁRIDOS
ÓSIDOS
OLIGOSACÁRIDOS
HOMOPOLISACÁRIDOS
se unen formando
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Biología
2º BACHILLERATOComposición química de los monosacáridos
C1
C2
C3
H
H
H
H
OH
OH
OC1
C2
C3
H
H
H
H
OH
OH
O
QUÍMICAMENTE SON POLIHIDROXICETONASPOLIHIDROXIALDEHÍDOS
SEGÚN EL GRUPOFUNCIONAL CETOSAS (cetona) ALDOSAS (aldehído)
TIENEN CARÁCTERREDUCTOR
SE NOMBRAN ALDO +NÚMERO DECARBONOS
+ OSA CETO +NÚMERO DECARBONOS
+ OSA
EJEMPLO CETOTRIOSA ALDOTRIOSA
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Biología
2º BACHILLERATOIsomería de los monosacáridos
Los monosacáridos presentan distinto tipo de isomería:
DE FUNCIÓN
ESTEREOISOMERÍA
ENANTIÓMEROS
DIASTEREOISÓMEROS O EPÍMEROS
epímeros
epímeros
enantiómeros enantiómeros
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Biología
2º BACHILLERATOCiclación de cetosas
D -fructosa
Se produce un enlace
hemicetal entre el grupo
cetona y un grupo alcohol
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Biología
2º BACHILLERATOCiclación de aldosas
D -glucosa
Se produce un enlace
hemiacetal entre el grupo
aldehído y un grupo alcohol
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Biología
2º BACHILLERATOOtras formas de representación
Debido a la presencia de enlaces covalentes sencillos las moléculas no pueden ser planas.
H
OH
1
3
4
5
6
H
OH1
23
4
5
6
2
Conformación en silla de la -D - glucosa Conformación en bote de la -D - glucosa
Los carbonos C2, C3, C5 y el oxígeno están en el mismo plano
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PENTOSAS
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Biología
2º BACHILLERATOMonosacáridos de importancia biológica (I)
TRIOSAS
GLICERALDEHÍDO y DIHIDROXIACETONA
Intermediarios del metabolismo de la glucosa.
TETROSAS
ERITROSA
Intermediario en procesos de nutrición autótrofa.
Componente estructural
de nucleótidos.
Componente
de la madera.
Presente en la
goma arábiga.
Intermediario en la
fijación de CO2 en
autótrofos.
RIBOSA XILOSA ARABINOSA RIBULOSA
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Biología
2º BACHILLERATOMonosacáridos de importancia biológica (II)
HEXOSAS
Principal nutriente
de la respiración
celular en animales.
Forma parte de la
lactosa de la leche.
Actúa como
nutriente de los
espermatozoides.
Componente de polisacáridos en
vegetales, bacterias,
levaduras y hongos.
GLUCOSA
GALACTOSA
FRUCTOSA
MANOSA
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Biología
2º BACHILLERATODerivados de monosacáridos (I)
DESOXIAZÚCARES AZÚCARES ÁCIDOSFOSFATOS DE AZÚCARES
-D -glucosa -6 P
-D -fructosa -6 P
- L - fucosa
- D -2 desoxirribosa
ÁcidoD -glucónico
ÁcidoD -glucurónico
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Biología
2º BACHILLERATODerivados de monosacáridos (II)
AMINOAZÚCARESPOLIALCOHOLES
D - glucitol
D - glicerol
mio-inositol Ácido -N-acetilneuramínico
Ácido -N-acetilmurámico
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Biología
2º BACHILLERATOEl enlace O-glucosídico
H2O
H2O
OH HO
Enlace (1-4) - O -glucosídico
Enlace (1-2) - O -glucosídico
ENLACE MONOCARBONÍLICO
OH HO
ENLACE DICARBONÍLICO
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Biología
2º BACHILLERATODisacáridos de mayor interés biológico
MALTOSA LACTOSA
SACAROSA CELOBIOSA
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Biología
2º BACHILLERATOPolisacáridos
Polisacáridos
Polímeros de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos.
son
HOMOPOLISACÁRIDOS
HETEROPOLISACÁRIDOS
ESTRUCTURAL
DE RESERVA
según su composición según su función
CELULOSA
QUITINA
PECTINAS
HEMICELULOSAS
AGAR - AGAR
GOMAS
MUCÍLAGOS
PEPTIDOGLUCANOS
GLUCOSAMINOGLUCANOS
ALMIDÓN
GLUCÓGENO
DEXTRANOS
Proporcionansoporte y
protección.
Formados por
monosacáridos diferentes.
Formados por el mismo
tipo de monosacárido.
Proporcionan energía.
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Biología
2º BACHILLERATOConcepto y clasificación de lípidos
PROPIEDADES QUÍMICAS
• Constituidos por C, H, O, P y S.
PROPIEDADES FÍSICAS
• Untuosos al tacto.
• Poco solubles en agua.
• Solubles en disolventes apolares.
FUNCIONES BIOLÓGICAS
• Estructurales (membranas celulares).
• Energéticas (triacilglicéridos).
• Vitamínicas y hormonales (esteroides).
CLASIFICACIÓN(según su estructura molecular)
SAPONIFICABLES
INSAPONIFICABLES
• Grasas o acilglicéridos
• Ceras
• Fosfolípidos
• Esfingolípidos
• Terpenos
• Esteroides
• Prostaglandinas
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Biología
2º BACHILLERATOEsterificación y saponificación
Glicerina Ácidos grasos
+
+
+
+
Esterificación
R1 COOH
R2 COOH
R3 COOH
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
Triacilglicerol
+ 3 H2O
CH2
CH
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
Triacilglicerol
CH2
CH
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
+ 3 Na OH
Sales de los ácidos grasos
Na
Na
Na
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
+ Saponificación
Glicerina +
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Biología
2º BACHILLERATO Ácidos grasos saturados
• No tienen dobles enlaces.
• Suelen ser sólidos atemperatura ambiente.
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Biología
2º BACHILLERATO Ácidos grasos insaturados
• Tienen uno o más dobles enlaces.
• Generalmente líquidos atemperatura ambiente.
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Biología
2º BACHILLERATOPropiedades físico-químicas de los ácidos grasos
O
C
HOHO
C
O
CO
OHO
OHC
Son moléculas anfipáticas por tener una
zona polar (grupo carboxilo) y otraapolar (cadena carbonada).
Zona polar
Zona apolar
Interacciones de Vander Waals entre zonasapolares.
Enlaces dehidrógenoentre zonaspolares.
Cabezas
polares
Cadenaalifáticaapolar
Reaccionan con los alcoholes formando ésteres.
Cuanto mayor grado de insaturación y mayorlongitud de la cadena, mayor punto de fusión.
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Biología
2º BACHILLERATOGrasas o acilglicéridos
COOH(CH2 )14 CH3
COOH(CH2 )14 CH3
COOH(CH2 )14 CH3
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
+
+
+
+ 3 H2O
CO(CH2 )14 CH3
CO(CH2 )14 CH3
CO(CH2 )14 CH3
CH2
CH
CH2
O
O
O
Ácido palmítico Glicerina + Tripalmitina
Se forman por la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos.
Las grasas en mamíferos
se acumulan en adipocitos.
Al perderse los grupos hidroxilo, en
la esterificación, los acilglicéridos
son moléculas apolares.
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Biología
2º BACHILLERATOLos fosfolípidos
ÁCIDOS GRASOS
G R U P O F
O S F A T O
GLICERINA
CH O
O
C
CH2
CH2
OO
C
O
O
P OHOH
CH2
CH2 CH2
CH2CH2
CH2 CH2
CH3CH CH...
... ...
...
CH3
Son los principales componentes de las membranas biológicas.
AMINOALCOHOL OPOLIALCOHOL
COMPOSICIÓN QUÍMICA
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Biología
2º BACHILLERATOComportamiento de los fosfolípidos en medio acuoso
Regiónhidrofóbica
Cabezaspolares
MICELAS
En la superficie externa sesitúan las cabezas polaresinteraccionando con la faseacuosa.
Las colas apolares se sitúanen el interior.
BICAPAS
Bicapa de fosfolípidosSeparan dos medios acuosos.
Agua
Agua
En el laboratorio se puedenobtener liposomas quedejan en el interior uncompartimento acuoso.
Los fosfolípidos, cuando se encuentran en medio acuoso, pueden formar las siguientes estructuras:
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Biología
2º BACHILLERATOEstructura de una membrana biológica
Cabezas polaresde fosfolípidos
Colas apolaresde fosfolípidos
ColesterolLas colas polares
interaccionan entresí por Fuerzas de
Van der Waals
Las cabezas polaresinteraccionan mediantepuentes de hidrógeno
con el agua
Proteínas
Colas glucídicaspolares
El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas.
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Biología
2º BACHILLERATOEsfingomielinas
Son un tipo de esfingolípidos cuyo grupo polar puede ser fosfocolina o fosfoetanolamina.
Se encuentranfundamentalmente en lavaina de mielina querodea las fibras nerviosas
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Biología
2º BACHILLERATOEsfingoglucolípidos: cerebrósidos
La ceramida se une a un glúcido, que puede ser unmonosacárido o un oligosacárido ramificado.
Ceramida
Monosacárido
Abundan en las membranas de las células nerviosasdel cerebro y del sistema nervioso periférico
l l d l d
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Biología
2º BACHILLERATOEsfingoglucolípidos: gangliósidos
N-acetilgalactosamina
Galactosa
Glucosa
Ácido N-acetilneuramínicoColasglucídicaspolares
Colasapolares
La ceramida se une a un oligosacárido ramificado con restos de NANA
El NANA aportacarga negativaal grupo polar.
A l l d l d
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Biología
2º BACHILLERATOIsoprenoides o terpenos
Químicamente son derivados del isopreno y se clasifican
según el número de moléculas de isopreno que los forman.
POLITERPENOS
TETRARPENOSTRITERPENOS
DITERPENOSMONOTERPENOS
A l lú id lí id
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Biología
2º BACHILLERATOEsteroides
Son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno
ESTEROLES
HORMONAS ESTEROIDEAS
ÁCIDOS BILIARES