Trabajo practico nº 1 2014

1 Lic. Verónica Espíndola

CARRERA: TÉCNICO EN ENFERMERÍA

ASIGNATURA: BIOQUÍMICA Y BIOFÍSICA

Trabajo Práctico Nº 1: Estructura de la Materia

CONCEPTOS BÁSICOS:

Una vez leído sus apuntes de clases y un texto técnico cualquiera trate de fijar

reflexivamente los siguientes conceptos

La composición química y los procesos metabólicos de todos los seres vivos son muy

similares, los principios químicos y físicos que rigen a la materia inanimada también

rigen sobre los organismos.

Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse en sustancias más simples

por medio de reacciones químicas.

De la materia que constituye el universo se conocen 104 elementos que van desde el

hidrógeno, que es el más ligero, hasta los transuránidos que son los más pesados, 88 son

naturales y 16 obtenidos en el laboratorio. Están ordenados en la Tabla Periódica de los

Elementos (Mendeleiev-Moseley).

Seis elementos, carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y calcio, constituyen

alrededor del 96% del contenido en peso de un organismo cualquiera.

La unidad más pequeña de un elemento capaz de participar en Reacciones Química se

denomina ÁTOMO. El átomo está constituido por el núcleo y la nube electrónica.

Adaptado de: www.electricasas.com/wp-content/uploads/2008/10/atomo.jpg


Los átomos están compuestos por un núcleo que contiene protones (p⁺) y neutrones (nº),

una nube de electrones (e) que lo rodean en niveles de energía y orbitales

característicos.

Los átomos del mismo elemento que contienen el mismo número de protones pero

diferente número de neutrones, y que por tanto poseen diferentes números de masa, se

denominan isótopos.

En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones, de modo

que el átomo carece de carga eléctrica.

Los átomos se unen mediante enlaces químicos para formar estructuras más grandes y

complejas llamadas compuestos.

Los enlaces covalentes son enlaces químicos fuertes, estables, que se forman cuando los

átomos comparten electrones y constituyen así moléculas.

Los enlaces covalentes son no polares cuando los electrones se comparten por igual.

Los enlaces covalentes son polares si uno de los átomos tienen mayor afinidad por los

electrones que el otro.

Un enlace iónico se forma cuando un átomo cede electrones a otro. Un compuesto

iónico está formado por iones con carga positiva (cationes) e iones negativamente

cargados (aniones).

Los puentes de hidrógeno son en laces más o menos débiles que se forman cuando un

átomo de hidrógeno en una molécula es atraído por un elemento altamente

electronegativo (como oxígeno o nitrógeno) de otra molécula o de otra parte de la

misma molécula.

La masa molecular de un compuesto es la suma de las masas atómicas de los átomos

que lo constituyen.

El agua constituye una buena parte de la masa de casi todos los organismos.

Las moléculas de agua son cohesivas debido a la presencia de puentes de hidrógeno

entre ellas, por esta misma razón, tales moléculas se adhieren a muchos tipos de

sustancias.

El agua tiene un alto grado de tensión superficial porque sus moléculas están unidas

entre sí por fuerzas de cohesión.

El agua tiene elevado calor específico, lo que ayude a los organismos a mantener una

temperatura interna más o menos constante; esta propiedad también ayuda a mantener

los océanos y otros grandes cuerpos de agua a una temperatura ambiental constante.

Algunas otras propiedades importantes del agua son su alto calor de vaporización, su

ligera tendencia a formar iones, y su capacidad de disolver muchos tipos diferentes de

compuestos.

Un ácido es una sustancia que se disocia en solución para formar iones hidrógeno

(hidrogeniones) y un anión. Los ácidos son donadores de protones. Las bases son

aceptores de protones. Una base generalmente se disocia cuando está en solución,

formando iones hidróxido.


La escala de pH se extiende de 0 a 14, donde el valor 7 indica la neutralidad. Conforme

el pH desciende por debajo de 7, la solución es cada vez más ácida, conforme la

solución se vuelve más básica (alcalina), su pH se eleva de 7 hacia 14.

Un ácido y su base conjugada, o una base y su ácido conjugado, pueden actuar como

amortiguadores (buffers) que resisten los cambios bruscos en el pH de una solución

cuando se incorporan ácidos o bases.

Una sal es un compuesto en el que el átomo de hidrógeno de un ácido es reemplazado

por algún otro catión. Las sales son la fuente de muchos iones minerales necesarios para

el equilibrio hídrico del organismo, el funcionamiento de músculos y nervios y muchas

otras funciones corporales.

CUESTIONARIO

1. Según lo visto en teoría, escriba y recuadre el concepto de Átomo y Molécula.

2. ¿Cuál de las siguientes NO es una partícula subatómica?

a. Electrón

b. Orbital

c. Protón

d. Neutrón

3. ¿Qué partícula subatómica se caracteriza por poseer carga positiva?

a. Neutrón

b. Protón

c. Electrón

d. Orbital

4. ¿Cómo está compuesto el núcleo atómico?

a. Protones y neutrones

b. Neutrones y electrones

c. Sólo protones

d. Protones y electrones

5. El número atómico representa…

a. la cantidad de neutrones

b. la cantidad de protones

c. la cantidad de electrones

d. la cantidad de neutrones y protones


6. En la masa atómica no se cuentan los electrones porque…

a. se encuentran en el núcleo

b. no forman parte del átomo

c.se encuentran en los orbitales

d. tienen poca masa y se desprecian

7. Marca como verdadero (V) o falso (F) cada una de las siguientes proposiciones:

a. Los átomos que tienen en su última órbita 1, 2, ó 3 electrones (metales) tienden a

perderlos, transformándose en cationes.

b. Los átomos que tienen en su órbita externa 5, 6 ó 7 electrones (no metales) tratan de

ganar electrones hasta llegar al número de ocho, convirtiéndose en aniones.

c. Los electrones giran sobre sí mismos.

d. Las partículas que comparten el núcleo son los protones y electrones.

e. Todas las órbitas pueden albergar ocho electrones.

f. Dentro de un nivel existen uno o más subniveles.

g. El protón y el electrón tienen carga de igual magnitud pero de signo contrario.

h. Todos los átomos de un mismo elemento poseen cantidad constante de protones,

neutrones y electrones.

8. Si tengo Z y A como datos puedo calcular:

a. La cantidad de protones

b. La cantidad de neutrones

c. La cantidad de electrones

d. La masa del átomo

8. Si un átomo tiene 17 protones y 18 electrones

a. Es un catión

b. Es un anión

c. No tiene carga neta

d. Tiene carga neta positiva

9. Si un átomo neutro posee un A=23 y posee 11 electrones, tiene…

a. 12 neutrones

b. 11 neutrones

c. 12 protones


d. 11 protones

10. Si Z=29 y posee 35 neutrones

a. A= 64; protones= 29; electrones= 35

b. A= 29; protones= 35; electrones= 35

c. A= 64; protones= 29; electrones= 29

d. A= 35; protones= 29; electrones= 64

11. Los isótopos son…

a. átomos de un mismo elemento con diferente cantidad de neutrones.

b. átomos de un mismo elemento que tienen diferente número atómico.

c. átomos de un mismo elemento que tienen diferente cantidad de protones.

d. átomos de un mismo elemento que tienen diferente cantidad de electrones.

12. El isótopo que se utiliza para datar fósiles es el…

a. Carbono 14

b. Carbono 15

c. Carbono 13

d. Carbono 12

13. Complete el siguiente cuadro teniendo en cuenta los datos que aparecen en él.

Nombre Símbolo Período Grupo Z A Nº p⁺ Nº e Nº nº

Oxígeno 16

33 42

Cr 52 24

83

Fósforo 31

14. Test de comprensión

1. Resolver la grilla. Luego de hacerlo, quedará formada en la columna marcada el

nombre de la partícula más pequeña de una sustancia que existe al estado libre.

a. Nombre del elemento ubicado en el período 4, grupo VII A.

b. Nombre de las pequeñísimas partículas cuya unión constituye las moléculas.

c. Partícula subatómica de carga eléctrica negativa.

d. Son buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen brillo cuando están

pulidos.


e. En él se encuentran los protones pero no los electrones.

f. Están en el núcleo, pero no son los protones.

g. Elemento que posee 17 protones en el núcleo y 17 electrones en la zona extranuclear.

h. Número que indica la cantidad de protones de un átomo.

a) _ _ _ _

b) _ _ _ _

c) _ _ _ _ _ _ _

d) _ _ _ _ _ _

e) _ _ _ _ _

f) _ _ _ _ _ _ _ _

g) _ _ _ _

h) _ _ _ _ _ _

15. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F),

utilizando la tabla periódica. Corrijan la afirmación para convertirla en

verdadera.

a. El elemento carbono está ubicado en el período 1, grupo IV A (14) de la tabla

periódica. El calcio (Ca) es un no metal.

____________________________________________________________________

b. El número atómico del cobre (Cu) es 29 y, por lo tanto, tiene 29 neutrones en el

núcleo.

____________________________________________________________________

c. El sodio (Na) es un metal.

____________________________________________________________________

d. El átomo de oxígeno (O) posee 8 electrones en la zona extranuclear.

____________________________________________________________________

16. Luego de visitar el sitio web que a continuación se detalla, realice un cuadro

integrador.

www.youtube.com/watch?v=s2K44hQyzys

http://www.youtube.com/watch?v=s2K44hQyzys


Guía Nº 2: BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL

CONCEPTOS BÁSICOS:



Los principales grupos de compuestos orgánicos son carbohidratos, lípidos, proteínas y

ácidos nucleicos.


Las cadenas de átomos de carbono forman el esqueleto de una gran variedad de

compuestos orgánicos esenciales para la vida.

Los átomos de carbono pueden formar enlaces covalentes sencillos estables con otros

cuatro átomos así como enlaces dobles y triples.

El carbono se enlaza con más elementos que cualquier otro tipo de átomo. Los átomos

de carbono forman cadenas lineales, ramificadas o pueden formar anillos.

Los isómeros son compuestos con la misma fórmula molecular, pero con diferentes

estructuras. Se agrupan en isómeros estructurales, geométricos y ópticos.

Los isómeros estructurales difieren en la disposición covalente de sus átomos.

Los isómeros geométricos o cis-trans difieren en la disposición de sus átomos respecto

a un plano en el espacio.

Los isómeros ópticos que son imágenes en espejo el uno del otro. Los enantiómeros se

denominan L o D, según sea su configuración. Las enzimas tiene la capacidad de

distinguirlo.

Los compuestos orgánicos están formados por grupos funcionales específicos con

características propias.

Las cargas parciales en los átomos en extremos opuestos de un enlace son responsables

de las propiedades de un grupo funcional.

Los grupos funcionales polares interactúan con otros grupos polares o con iones con

carga. Los grupos funcionales polares se disuelven en agua.

Los grupos funcionales ácidos y básicos también se disuelven en agua.

Compuestos orgánicos similares se unen hasta formar largas cadenas, polímeros. Las

proteínas y los ácidos nucleicos son ejemplos de polímeros que forman moléculas muy

grandes llamadas macromoléculas.

Los hidratos de carbono tienen carbono, hidrógeno y oxígeno, en una proporción de un

carbón por dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno. Se los define por

sus grupos funcionales como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Los azúcares,

los almidones y las celulosas son carbohidratos típicos.

Los monosacáridos son azúcares simples como: glucosa, fructosa y ribosa. La glucosa

es una molécula que actúa como combustible importante en las células. Cuando la

glucosa se presenta en anillo, se obtienen dos isómeros, glucosa α y β.

El enlace de dos monosacáridos forma un disacárido. Esta unión recibe el nombre de

enlace glucosídico.

Dos moléculas de glucosa forman una de maltosa


La glucosa y la fructosa forman la sacarosa

La glucosa y la galactosa forman la lactosa

La mayor parte de los carbohidratos son polisacáridos, cadenas largas de unidades

repetidas de azúcares simples.

Los carbohidratos por lo general se almacenan en las plantas en forma de almidón, y en

los animales en forma de glucógeno.

Las paredes de las células de las plantas se componen principalmente de celulosa, otro

polisacárido.

En los lípidos intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno, pero ellos tienen menor

cantidad de oxígeno, en proporción con el hidrógeno y carbono que los carbohidratos.

Los lípidos tienen una consistencia aceitosa o grasosa. Son un grupo químicamente

heterogéneo que se identifica por su insolubilidad en solventes polares como el agua y

su solubilidad en solventes no polares como el benceno, el éter o el cloroformo.

El cuerpo humano almacena energía en forma de triglicéridos. Esta molécula la forma

un glicerol unido a tres de ácidos grasos. Los ácidos grasos y, por tanto los lípidos,

pueden ser saturados o insaturados.

Los fosfolípidos son componentes estructurales de las membranas celulares. A la

propiedad anfipática de cada molécula de fosfolípidos se debe la configuración que

éstas adquieren con el agua.

Las moléculas de esteroides contienen átomos de carbono dispuestos en cuatro anillos

entrelazados. El colesterol, las sales biliares, la vitamina D y algunas hormonas son

esteroides importantes.

Las proteínas son moléculas grandes y complejas formadas por componentes más

simples, llamados aminoácidos (aa) unidos por enlaces peptídicos. Están compuestas

por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre.

Las proteínas son importantes componentes estructurales de células y tejidos. Muchas

actúan como enzimas. La mayor parte de las enzimas son específicas para cada

reacción.

Todas las proteínas están compuestas por secuencias distintas de los veinte tipos de aa.

codificados en el Código Genético.

Todos los aa. contienen un grupo amino y un carboxilo, pero varían en el grupo R.

Los aa. en el organismo suelen presentarse como iones dipolares que sirven de

amortiguadores biológicos.

Los aa. pueden ser isómeros L o D, en los seres vivos, casi todos los aa. son L-isómeros.


Las cadenas laterales de los aa. determinan sus propiedades.

Los aa. esenciales son aquellos aa. que los animales no pueden sintetizar y, por tanto,

deben incluirse en su dieta.

Dos aa. se combinan y dan lugar a un dipéptido. Una cadena más larga se llama

polipéptido.

Se pueden distinguir cuatro niveles de organización en las moléculas de proteínas.

Estructura primaria es la secuencia de aa. en una cadena peptídica.

La estructura secundaria es el enrollamiento de una cadena peptídica en una hélice α o

una conformando una lámina plegada.

La estructura terciaria es la forma espacial o globular de una cadena polipeptídica

determinada por las propiedades físico-químicas de los aa. específicos.

La estructura cuaternaria resulta de la agregación de dos o más cadenas polipeptídicas

en el espacio. La hemoglobina y las enzimas alostéricas son ejemplos de estructura

cuaternaria.

La desnaturalización, un cambio que desactiva la estructura terciaria, da origen a una

alteración en la actividad biológica. Una mutación puede provocar un cambio en la

secuencia de aa. de una proteína.

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN almacenan información que rige la estructura y

función del organismo.

Los ácidos nucleicos se componen de largas cadenas de nucleótidos, cada uno de los

cuales está constituido por una base nitrogenada (purina/pirimídica) y un azúcar de

cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) y un grupo fosfato.

El ATP es un nucleótido de mayor importancia en el metabolismo energético. El NAD

(nicotinamida adenin dinucleótido) es una coenzima aceptora de hidrógeno y electrones

en las oxidaciones biológicas.

CUESTIONARIO

1. Las proteínas están formadas por cadenas lineales de:

a. aminoácidos

b. fosfatos

c. nitrógenos

d. nucleótidos

2. Los aa. están compuesto por:


a. Un grupo amino, un grupo carboxilo, un carbono central y una cadena lateral

b. Un grupo oxidrilo, una cadena lateral y un grupo amino

c. Un grupo fosfato, una pentosa y una base nitrogenada

d. Un grupo amino, un grupo carboxilo, un nitrógeno central y una cadena lateral

3. ¿En qué se diferencian los diversos aminoácidos que podemos encontrar en la

célula?

a. En el grupo amino

b. En la cadena lateral

c. En el carbono central

d. En el grupo carboxilo

4. La fructosa químicamente es:

a. una pentosa

b. un disacárido

c. una hexosa

d. un disacárido

5. La sacarosa es un disacárido formado por:

a. dos moléculas de fructosa

b. una molécula de glucosa y otra de fructosa

c. una molécula de glucosa y otra de galactosa

d. una molécula de glucosa y otra de maltosa

6. De las siguientes definiciones escoge la que consideres correcta:

a. La celulosa y el glucógeno tienen función estructural

b. El glucógeno es un polisacárido funcionalmente similar al almidón

c. Los polisacáridos son solubles y de sabor dulce

d. La celulosa se almacena en las células vegetales


7. ¿Cuál de estas frases es correcta?

a. La hexosa más importante de la naturaleza es la lactosa

b. Los polisacáridos tienen las mismas propiedades físicas que los monosacáridos

c. La hidrólisis de la amilosa produce moléculas de maltosa y de glucosa

8. La glucosa se encuentra:

a. Sólo en animales

b. Sólo en vegetales

c. En animales y vegetales, pero no en los hongos

d. En todos los seres vivos

9. Rellena los espacios en blanco del siguiente texto.

Un………………..es un lípido saponificable formado por la………………..de tres

moléculas de ácidos grasos con glicerina. Un……………………es la molécula más

abundante de la membrana plasmática. Es un lípido……………………..porque en su

estructura existen ácidos grasos, mientras que el……………………que también forma

parte de las membranas celulares a las que confiere estabilidad, es la base que sirve para

la síntesis de casi todos los………………………que es un tipo de lípido………………

10. Marca como verdadero (V) o falso (F) cada una de las siguientes proposiciones:

a. Las biomoléculas más grandes que forman los seres vivos son las proteínas.

b. Los aa. se unen mediante enlaces fosfodiéster a otro aa.

c. Un enlace fosfodiéster se forma entre los grupos fosfato de dos nucleótidos.

d. Las bases que forman el ARN son adenina, guanina, citosina y uracilo.

e. Las proteínas estructurales suelen ser globulares en los animales acuáticos.

f. La molécula portadora de la información genética es el ARN.


integrador.

www.youtube.com/watch?v=mcni9Ocqfgw

Guía Nº 3: Enzimas


CONCEPTOS BÁSICOS:



La vida depende de un suministro continuo de energía. Los productores captan energía

durante la fotosíntesis e incorporan parte de ella en enlaces químicos de compuestos

orgánicos. Luego, una porción de esta energía puede transferirse a los consumidores y

desintegradores.

La energía se define como la capacidad de realizar un trabajo.

Energía potencial es la energía almacenada; energía cinética es la energía del

movimiento.

La kilocaloría es la unidad con la que se mide la energía.

La Primera Ley de la Termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye,

sólo se transforma. La Segunda Ley de la Termodinámica establece que en el universo

el desorden está en constante aumento.

La primer ley explica el por qué un organismo no puede producir energía, sino que debe

obtenerla continuamente de cualquier otra parte.

La segunda ley explica el por qué ningún proceso que requiere de energía es 100%

eficiente, en toda transacción de energía, de parte esta se disipa en forma de calor. El

término entropía designa la energía no disponible para realizar un trabajo.

En una reacción química se puede absorber o liberar energía en forma de calor. Una

reacción exotérmica libera calor, una endotérmica lo absorbe.

En el estado de equilibrio, la tasa de cambio en una dirección es igual a la tasa de

cambio en el sentido opuesto; la diferencia entre la energía libre de los reactivos y el

producto es cero.

Algunas reacciones espontáneas liberan energía libre y por tanto, son capaces de

realizar un trabajo.

Las reacciones que liberan energía libre son exergónicas; las endergónicas requieren de

un suministro de energía libre.

En las células vivas las reacciones exergónicas y endergónicas están acopladas.

El ATP constituye la moneda de intercambio de energía de la célula; en los enlaces

químicos de esta molécula se almacena energía de modo temporal.

El ATP se forma por la fosforilación del ADP, para lo cual se requiere de una gran

cantidad de energía

El ATP constituye el lazo entre las reacciones endergónicas y exergónicas.


Una enzima es un catalizador enzimático; acelera significativamente las reacciones

químicas, sin modificarse ni consumirse durante ellas.

Una enzima hace que disminuya la energía de activación necesaria para iniciar una

reacción.

Las enzimas acercan a los sustratos para que de esta de manera reaccionen entre sí con

mayor facilidad.

Algunas enzimas constan de una fracción proteica, la apoenzima, y un cofactor

orgánico, la coenzima.

Las enzimas alostéricas están constituidas por varias sublimidades. Existen

moduladores que modifican la actividad de la enzima. Cuando un modulador se une a

la enzima en un sitio distinto del activo, hay un cambio conformacional que se transmite

a las otras subunidades modificando su actividad

Una célula regula la actividad enzimática mediante el control de la cantidad de enzima

producida y mediante el control de las condiciones que influyen en su conformación.

Las enzimas trabajan mejor en ciertas condiciones de pH y temperatura.

Casi todas las enzimas se inhiben mediante la acción de determinadas sustancias

químicas.

La inhibición puede ser reversible o irreversibles; competitiva o no competitiva

CUESTIONARIO

1. Observe la figura y responda: ¿Cuántas veces puede participar una molécula de

enzima en el mismo proceso?

2. ¿Qué es la energía de activación? ¿Qué relación guarda un catalizador con la

energía de activación?


3. Que se entiende por:

a. Apoenzima

b. Cofactor

c. Coenzima

4. ¿Qué es el centro o sitio activo de una enzima? ¿Cómo participa en la

especificidad de una enzima?

5. ¿Cómo influye la temperatura y el pH sobre la actividad enzimática?

6. Observe los siguientes gráficos y explique cómo modifican la actividad

enzimática cada uno de los factores.

A) b)

c) D)


E)

7. Para las 5 enzimas a las que llamaremos a, b, c, d, e, conocemos los datos que se

dan a continuación. Intenta clasificarlas

a. Rompe enlaces glucosídicos en presencia de agua

b. Forma enlaces peptídicos

c. Transforma la glucosa fosfato en fructosa 6 fosfato

d. Utiliza como coenzima el NAD

e. Utiliza como enzima el CoA

8. Justifica el nombre de “Moneda energética” del ATP y cuál es su naturaleza

química.

9. Menciona otras sustancias relacionadas químicamente con ésta que tengan

interés biológico.

10. Compare la energía potencial con la energía cinética y mencione un ejemplo de

cada uno.

11. ¿En qué difieren las reacciones exergónicas y las endergónicas?


integrador.

www.youtube.com/watch?v=0Jr7gxy3bKI

Trabajo practico nº 1 2014

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