Trabajo practico nº 1 2014

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    17-Jul-2015

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1 Lic. Vernica Espndola CARRERA: TCNICO EN ENFERMERA ASIGNATURA: BIOQUMICA Y BIOFSICA Trabajo Prctico N 1: Estructura de la Materia CONCEPTOS BSICOS: Una vez ledo sus apuntes de clases y un texto tcnico cualquiera trate de fijar reflexivamente los siguientes conceptos La composicin qumica y los procesos metablicos de todos los seres vivos son muy similares, los principios qumicos y fsicos que rigen a la materia inanimada tambin rigen sobre los organismos. Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse en sustancias ms simples por medio de reacciones qumicas. De la materia que constituye el universo se conocen 104 elementos que van desde el hidrgeno, que es el ms ligero, hasta los transurnidos que son los ms pesados, 88 son naturales y 16 obtenidos en el laboratorio. Estn ordenados en la Tabla Peridica de los Elementos (Mendeleiev-Moseley). Seis elementos, carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, fsforo y calcio, constituyen alrededor del 96% del contenido en peso de un organismo cualquiera. La unidad ms pequea de un elemento capaz de participar en Reacciones Qumica se denomina TOMO. El tomo est constituido por el ncleo y la nube electrnica. Adaptado de: www.electricasas.com/wp-content/uploads/2008/10/atomo.jpg 2 Lic. Vernica Espndola Los tomos estn compuestos por un ncleo que contiene protones (p) y neutrones (n), una nube de electrones (e-) que lo rodean en niveles de energa y orbitales caractersticos. Los tomos del mismo elemento que contienen el mismo nmero de protones pero diferente nmero de neutrones, y que por tanto poseen diferentes nmeros de masa, se denominan istopos. En un tomo neutro, el nmero de protones es igual al nmero de electrones, de modo que el tomo carece de carga elctrica. Los tomos se unen mediante enlaces qumicos para formar estructuras ms grandes y complejas llamadas compuestos. Los enlaces covalentes son enlaces qumicos fuertes, estables, que se forman cuando los tomos comparten electrones y constituyen as molculas. Los enlaces covalentes son no polares cuando los electrones se comparten por igual. Los enlaces covalentes son polares si uno de los tomos tienen mayor afinidad por los electrones que el otro. Un enlace inico se forma cuando un tomo cede electrones a otro. Un compuesto inico est formado por iones con carga positiva (cationes) e iones negativamente cargados (aniones). Los puentes de hidrgeno son en laces ms o menos dbiles que se forman cuando un tomo de hidrgeno en una molcula es atrado por un elemento altamente electronegativo (como oxgeno o nitrgeno) de otra molcula o de otra parte de la misma molcula. La masa molecular de un compuesto es la suma de las masas atmicas de los tomos que lo constituyen. El agua constituye una buena parte de la masa de casi todos los organismos. Las molculas de agua son cohesivas debido a la presencia de puentes de hidrgeno entre ellas, por esta misma razn, tales molculas se adhieren a muchos tipos de sustancias. El agua tiene un alto grado de tensin superficial porque sus molculas estn unidas entre s por fuerzas de cohesin. El agua tiene elevado calor especfico, lo que ayude a los organismos a mantener una temperatura interna ms o menos constante; esta propiedad tambin ayuda a mantener los ocanos y otros grandes cuerpos de agua a una temperatura ambiental constante. Algunas otras propiedades importantes del agua son su alto calor de vaporizacin, su ligera tendencia a formar iones, y su capacidad de disolver muchos tipos diferentes de compuestos. Un cido es una sustancia que se disocia en solucin para formar iones hidrgeno (hidrogeniones) y un anin. Los cidos son donadores de protones. Las bases son aceptores de protones. Una base generalmente se disocia cuando est en solucin, formando iones hidrxido. 3 Lic. Vernica Espndola 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 solucin es cada vez ms cida, conforme la solucin se vuelve ms bsica (alcalina), su pH se eleva de 7 hacia 14. Un cido y su base conjugada, o una base y su cido conjugado, pueden actuar como amortiguadores (buffers) que resisten los cambios bruscos en el pH de una solucin cuando se incorporan cidos o bases. Una sal es un compuesto en el que el tomo de hidrgeno de un cido es reemplazado por algn otro catin. Las sales son la fuente de muchos iones minerales necesarios para el equilibrio hdrico del organismo, el funcionamiento de msculos y nervios y muchas otras funciones corporales. CUESTIONARIO 1. Segn lo visto en teora, escriba y recuadre el concepto de tomo y Molcula. 2. Cul de las siguientes NO es una partcula subatmica? a. Electrn b. Orbital c. Protn d. Neutrn 3. Qu partcula subatmica se caracteriza por poseer carga positiva? a. Neutrn b. Protn c. Electrn d. Orbital 4. Cmo est compuesto el ncleo atmico? a. Protones y neutrones b. Neutrones y electrones c. Slo protones d. Protones y electrones 5. El nmero atmico representa a. la cantidad de neutrones b. la cantidad de protones c. la cantidad de electrones d. la cantidad de neutrones y protones 4 Lic. Vernica Espndola 6. En la masa atmica no se cuentan los electrones porque a. se encuentran en el ncleo b. no forman parte del tomo 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 tomos que tienen en su ltima rbita 1, 2, 3 electrones (metales) tienden a perderlos, transformndose en cationes. b. Los tomos que tienen en su rbita externa 5, 6 7 electrones (no metales) tratan de ganar electrones hasta llegar al nmero de ocho, convirtindose en aniones. c. Los electrones giran sobre s mismos. d. Las partculas que comparten el ncleo son los protones y electrones. e. Todas las rbitas pueden albergar ocho electrones. f. Dentro de un nivel existen uno o ms subniveles. g. El protn y el electrn tienen carga de igual magnitud pero de signo contrario. h. Todos los tomos 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 tomo 8. Si un tomo tiene 17 protones y 18 electrones a. Es un catin b. Es un anin c. No tiene carga neta d. Tiene carga neta positiva 9. Si un tomo neutro posee un A=23 y posee 11 electrones, tiene a. 12 neutrones b. 11 neutrones c. 12 protones 5 Lic. Vernica Espndola 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 istopos son a. tomos de un mismo elemento con diferente cantidad de neutrones. b. tomos de un mismo elemento que tienen diferente nmero atmico. c. tomos de un mismo elemento que tienen diferente cantidad de protones. d. tomos de un mismo elemento que tienen diferente cantidad de electrones. 12. El istopo que se utiliza para datar fsiles 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 l. Nombre Smbolo Perodo Grupo Z A N p N e- N n Oxgeno 16 33 42 Cr 52 24 83 Fsforo 31 14. Test de comprensin 1. Resolver la grilla. Luego de hacerlo, quedar formada en la columna marcada el nombre de la partcula ms pequea de una sustancia que existe al estado libre. a. Nombre del elemento ubicado en el perodo 4, grupo VII A. b. Nombre de las pequesimas partculas cuya unin constituye las molculas. c. Partcula subatmica de carga elctrica negativa. d. Son buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen brillo cuando estn pulidos. 6 Lic. Vernica Espndola e. En l se encuentran los protones pero no los electrones. f. Estn en el ncleo, pero no son los protones. g. Elemento que posee 17 protones en el ncleo y 17 electrones en la zona extranuclear. h. Nmero que indica la cantidad de protones de un tomo. a) _ _ _ _ b) _ _ _ _ c) _ _ _ _ _ _ _ d) _ _ _ _ _ _ e) _ _ _ _ _ f) _ _ _ _ _ _ _ _ g) _ _ _ _ h) _ _ _ _ _ _ 15. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F), utilizando la tabla peridica. Corrijan la afirmacin para convertirla en verdadera. a. El elemento carbono est ubicado en el perodo 1, grupo IV A (14) de la tabla peridica. El calcio (Ca) es un no metal. ____________________________________________________________________ b. El nmero atmico del cobre (Cu) es 29 y, por lo tanto, tiene 29 neutrones en el ncleo. ____________________________________________________________________ c. El sodio (Na) es un metal. ____________________________________________________________________ d. El tomo de oxgeno (O) posee 8 electrones en la zona extranuclear. ____________________________________________________________________ 16. Luego de visitar el sitio web que a continuacin se detalla, realice un cuadro integrador. www.youtube.com/watch?v=s2K44hQyzys 7 Lic. Vernica Espndola Gua N 2: BIOQUMICA ESTRUCTURAL CONCEPTOS BSICOS: Una vez ledo sus apuntes de clases y un texto tcnico cualquiera trate de fijar reflexivamente los siguientes conceptos Los principales grupos de compuestos orgnicos son carbohidratos, lpidos, protenas y cidos nucleicos. 8 Lic. Vernica Espndola Las cadenas de tomos de carbono forman el esqueleto de una gran variedad de compuestos orgnicos esenciales para la vida. Los tomos de carbono pueden formar enlaces covalentes sencillos estables con otros cuatro tomos as como enlaces dobles y triples. El carbono se enlaza con ms elementos que cualquier otro tipo de tomo. Los tomos de carbono forman cadenas lineales, ramificadas o pueden formar anillos. Los ismeros son compuestos con la misma frmula molecular, pero con diferentes estructuras. Se agrupan en ismeros estructurales, geomtricos y pticos. Los ismeros estructurales difieren en la disposicin covalente de sus tomos. Los ismeros geomtricos o cis-trans difieren en la disposicin de sus tomos respecto a un plano en el espacio. Los ismeros pticos que son imgenes en espejo el uno del otro. Los enantimeros se denominan L o D, segn sea su configuracin. Las enzimas tiene la capacidad de distinguirlo. Los compuestos orgnicos estn formados por grupos funcionales especficos con caractersticas propias. Las cargas parciales en los tomos en extremos opuestos de un enlace son responsables de las propiedades de un grupo funcional. Los grupos funcionales polares interactan con otros grupos polares o con iones con carga. Los grupos funcionales polares se disuelven en agua. Los grupos funcionales cidos y bsicos tambin se disuelven en agua. Compuestos orgnicos similares se unen hasta formar largas cadenas, polmeros. Las protenas y los cidos nucleicos son ejemplos de polmeros que forman molculas muy grandes llamadas macromolculas. Los hidratos de carbono tienen carbono, hidrgeno y oxgeno, en una proporcin de un carbn por dos molculas de hidrgeno y una molcula de oxgeno. Se los define por sus grupos funcionales como polihidroxialdehdos o polihidroxicetonas. Los azcares, los almidones y las celulosas son carbohidratos tpicos. Los monosacridos son azcares simples como: glucosa, fructosa y ribosa. La glucosa es una molcula que acta como combustible importante en las clulas. Cuando la glucosa se presenta en anillo, se obtienen dos ismeros, glucosa y . El enlace de dos monosacridos forma un disacrido. Esta unin recibe el nombre de enlace glucosdico. Dos molculas de glucosa forman una de maltosa 9 Lic. Vernica Espndola La glucosa y la fructosa forman la sacarosa La glucosa y la galactosa forman la lactosa La mayor parte de los carbohidratos son polisacridos, cadenas largas de unidades repetidas de azcares simples. Los carbohidratos por lo general se almacenan en las plantas en forma de almidn, y en los animales en forma de glucgeno. Las paredes de las clulas de las plantas se componen principalmente de celulosa, otro polisacrido. En los lpidos intervienen carbono, hidrgeno y oxgeno, pero ellos tienen menor cantidad de oxgeno, en proporcin con el hidrgeno y carbono que los carbohidratos. Los lpidos tienen una consistencia aceitosa o grasosa. Son un grupo qumicamente heterogneo que se identifica por su insolubilidad en solventes polares como el agua y su solubilidad en solventes no polares como el benceno, el ter o el cloroformo. El cuerpo humano almacena energa en forma de triglicridos. Esta molcula la forma un glicerol unido a tres de cidos grasos. Los cidos grasos y, por tanto los lpidos, pueden ser saturados o insaturados. Los fosfolpidos son componentes estructurales de las membranas celulares. A la propiedad anfiptica de cada molcula de fosfolpidos se debe la configuracin que stas adquieren con el agua. Las molculas de esteroides contienen tomos de carbono dispuestos en cuatro anillos entrelazados. El colesterol, las sales biliares, la vitamina D y algunas hormonas son esteroides importantes. Las protenas son molculas grandes y complejas formadas por componentes ms simples, llamados aminocidos (aa) unidos por enlaces peptdicos. Estn compuestas por carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y azufre. Las protenas son importantes componentes estructurales de clulas y tejidos. Muchas actan como enzimas. La mayor parte de las enzimas son especficas para cada reaccin. Todas las protenas estn compuestas por secuencias distintas de los veinte tipos de aa. codificados en el Cdigo Gentico. Todos los aa. contienen un grupo amino y un carboxilo, pero varan en el grupo R. Los aa. en el organismo suelen presentarse como iones dipolares que sirven de amortiguadores biolgicos. Los aa. pueden ser ismeros L o D, en los seres vivos, casi todos los aa. son L-ismeros. 10 Lic. Vernica Espndola 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 dipptido. Una cadena ms larga se llama polipptido. Se pueden distinguir cuatro niveles de organizacin en las molculas de protenas. Estructura primaria es la secuencia de aa. en una cadena peptdica. La estructura secundaria es el enrollamiento de una cadena peptdica en una hlice o una conformando una lmina plegada. La estructura terciaria es la forma espacial o globular de una cadena polipeptdica determinada por las propiedades fsico-qumicas de los aa. especficos. La estructura cuaternaria resulta de la agregacin de dos o ms cadenas polipeptdicas en el espacio. La hemoglobina y las enzimas alostricas son ejemplos de estructura cuaternaria. La desnaturalizacin, un cambio que desactiva la estructura terciaria, da origen a una alteracin en la actividad biolgica. Una mutacin puede provocar un cambio en la secuencia de aa. de una protena. Los cidos nucleicos, ADN y ARN almacenan informacin que rige la estructura y funcin del organismo. Los cidos nucleicos se componen de largas cadenas de nucletidos, cada uno de los cuales est constituido por una base nitrogenada (purina/pirimdica) y un azcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) y un grupo fosfato. El ATP es un nucletido de mayor importancia en el metabolismo energtico. El NAD (nicotinamida adenin dinucletido) es una coenzima aceptora de hidrgeno y electrones en las oxidaciones biolgicas. CUESTIONARIO 1. Las protenas estn formadas por cadenas lineales de: a. aminocidos b. fosfatos c. nitrgenos d. nucletidos 2. Los aa. estn compuesto por: 11 Lic. Vernica Espndola 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 nitrgeno central y una cadena lateral 3. En qu se diferencian los diversos aminocidos que podemos encontrar en la clula? a. En el grupo amino b. En la cadena lateral c. En el carbono central d. En el grupo carboxilo 4. La fructosa qumicamente es: a. una pentosa b. un disacrido c. una hexosa d. un disacrido 5. La sacarosa es un disacrido formado por: a. dos molculas de fructosa b. una molcula de glucosa y otra de fructosa c. una molcula de glucosa y otra de galactosa d. una molcula de glucosa y otra de maltosa 6. De las siguientes definiciones escoge la que consideres correcta: a. La celulosa y el glucgeno tienen funcin estructural b. El glucgeno es un polisacrido funcionalmente similar al almidn c. Los polisacridos son solubles y de sabor dulce d. La celulosa se almacena en las clulas vegetales 12 Lic. Vernica Espndola 7. Cul de estas frases es correcta? a. La hexosa ms importante de la naturaleza es la lactosa b. Los polisacridos tienen las mismas propiedades fsicas que los monosacridos c. La hidrlisis de la amilosa produce molculas de maltosa y de glucosa 8. La glucosa se encuentra: a. Slo en animales b. Slo 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 lpido saponificable formado por la..de tres molculas de cidos grasos con glicerina. Unes la molcula ms abundante de la membrana plasmtica. Es un lpido..porque en su estructura existen cidos grasos, mientras que elque tambin forma parte de las membranas celulares a las que confiere estabilidad, es la base que sirve para la sntesis de casi todos losque es un tipo de lpido 10. Marca como verdadero (V) o falso (F) cada una de las siguientes proposiciones: a. Las biomolculas ms grandes que forman los seres vivos son las protenas. b. Los aa. se unen mediante enlaces fosfodister a otro aa. c. Un enlace fosfodister se forma entre los grupos fosfato de dos nucletidos. d. Las bases que forman el ARN son adenina, guanina, citosina y uracilo. e. Las protenas estructurales suelen ser globulares en los animales acuticos. f. La molcula portadora de la informacin gentica es el ARN. 11. Luego de visitar el sitio web que a continuacin se detalla, realice un cuadro integrador. www.youtube.com/watch?v=mcni9Ocqfgw Gua N 3: Enzimas 13 Lic. Vernica Espndola CONCEPTOS BSICOS: Una vez ledo sus apuntes de clases y un texto tcnico cualquiera trate de fijar reflexivamente los siguientes conceptos La vida depende de un suministro continuo de energa. Los productores captan energa durante la fotosntesis e incorporan parte de ella en enlaces qumicos de compuestos orgnicos. Luego, una porcin de esta energa puede transferirse a los consumidores y desintegradores. La energa se define como la capacidad de realizar un trabajo. Energa potencial es la energa almacenada; energa cintica es la energa del movimiento. La kilocalora es la unidad con la que se mide la energa. La Primera Ley de la Termodinmica establece que la energa no se crea ni se destruye, slo se transforma. La Segunda Ley de la Termodinmica establece que en el universo el desorden est en constante aumento. La primer ley explica el por qu un organismo no puede producir energa, sino que debe obtenerla continuamente de cualquier otra parte. La segunda ley explica el por qu ningn proceso que requiere de energa es 100% eficiente, en toda transaccin de energa, de parte esta se disipa en forma de calor. El trmino entropa designa la energa no disponible para realizar un trabajo. En una reaccin qumica se puede absorber o liberar energa en forma de calor. Una reaccin exotrmica libera calor, una endotrmica lo absorbe. En el estado de equilibrio, la tasa de cambio en una direccin es igual a la tasa de cambio en el sentido opuesto; la diferencia entre la energa libre de los reactivos y el producto es cero. Algunas reacciones espontneas liberan energa libre y por tanto, son capaces de realizar un trabajo. Las reacciones que liberan energa libre son exergnicas; las endergnicas requieren de un suministro de energa libre. En las clulas vivas las reacciones exergnicas y endergnicas estn acopladas. El ATP constituye la moneda de intercambio de energa de la clula; en los enlaces qumicos de esta molcula se almacena energa de modo temporal. El ATP se forma por la fosforilacin del ADP, para lo cual se requiere de una gran cantidad de energa El ATP constituye el lazo entre las reacciones endergnicas y exergnicas. 14 Lic. Vernica Espndola Una enzima es un catalizador enzimtico; acelera significativamente las reacciones qumicas, sin modificarse ni consumirse durante ellas. Una enzima hace que disminuya la energa de activacin necesaria para iniciar una reaccin. Las enzimas acercan a los sustratos para que de esta de manera reaccionen entre s con mayor facilidad. Algunas enzimas constan de una fraccin proteica, la apoenzima, y un cofactor orgnico, la coenzima. Las enzimas alostricas estn 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 clula regula la actividad enzimtica mediante el control de la cantidad de enzima producida y mediante el control de las condiciones que influyen en su conformacin. Las enzimas trabajan mejor en ciertas condiciones de pH y temperatura. Casi todas las enzimas se inhiben mediante la accin de determinadas sustancias qumicas. La inhibicin puede ser reversible o irreversibles; competitiva o no competitiva CUESTIONARIO 1. Observe la figura y responda: Cuntas veces puede participar una molcula de enzima en el mismo proceso? 2. Qu es la energa de activacin? Qu relacin guarda un catalizador con la energa de activacin? 15 Lic. Vernica Espndola 3. Que se entiende por: a. Apoenzima b. Cofactor c. Coenzima 4. Qu es el centro o sitio activo de una enzima? Cmo participa en la especificidad de una enzima? 5. Cmo influye la temperatura y el pH sobre la actividad enzimtica? 6. Observe los siguientes grficos y explique cmo modifican la actividad enzimtica cada uno de los factores. A) b) c) D) 16 Lic. Vernica Espndola E) 7. Para las 5 enzimas a las que llamaremos a, b, c, d, e, conocemos los datos que se dan a continuacin. Intenta clasificarlas a. Rompe enlaces glucosdicos en presencia de agua b. Forma enlaces peptdicos 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 energtica del ATP y cul es su naturaleza qumica. 9. Menciona otras sustancias relacionadas qumicamente con sta que tengan inters biolgico. 10. Compare la energa potencial con la energa cintica y mencione un ejemplo de cada uno. 11. En qu difieren las reacciones exergnicas y las endergnicas? 12. Luego de visitar el sitio web que a continuacin se detalla, realice un cuadro integrador. www.youtube.com/watch?v=0Jr7gxy3bKI