Materiales didácticos de BIOLOGÍA Guía práctica de Maturita Secciones Bilingües de Eslovaquia

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1 Materiales didácticos de BIOLOGÍA Guía práctica de Maturita Secciones Bilingües de Eslovaquia educacion.es

2 MATERIALES DIDÁCTICOS DE BIOLOGÍA Guía práctica de Maturita Secciones Bilingües de Eslovaquia Bratislava 2011

3 Autores: Eduardo Atiénzar Martínez Juan Carlos Ballesté Coma Lourdes Castro Reyes Israel Fariza Navarro Alfredo Marcos Reguero Rafael Ángel Medel Matínez Julio Ruiz Monteagudo María Violeta Ros Labella Nahikari San José Huerga (Profesores de las Secciones Bilingües de Eslovaquia en los cursos ) Coordinadora: Nahikari San José Huerga MINISTERIO DE EDUCACIÓN Subdirección General de Cooperación Internacional Edita: SECRETARÍA GENERAL TÉCNICA Subdirección General de Documentación y Publicaciones De los textos: los autores Catálogo de publicaciones del Ministerio Texto completo de esta obra en versión electrónica: Fecha de edición: noviembre 2011 NIPO: Diseño, dibujos y y maquetación: Peter Peter Sojka Sojka

4 Guía de Biología para la preparación de Maturita 1

5 Guía de Biología para la preparación de Maturita ÍNDICE Presentación... 5 Introducción... 6 Agradecimientos Las biomoléculas... 8 Rafael Ángel Medel Martínez 2. La célula Rafael Ángel Medel Martínez 3. El ciclo celular María Violeta Ros Labella 4. El metabolismo celular Lourdes Castro Reyes 5. Los microorganismos Alfredo Marcos Reguero 6. Genética mendeliana Israel Fariza Navarro 7. Genética molecular Israel Fariza Navarro 8. Histología vegetal Eduardo Atiénzar Martínez 9. Organología vegetal Julio Ruíz Monteagudo 10. Sistemática vegetal (I) Lourdes Castro Reyes 11. Sistemática vegetal (II) Lourdes Castro Reyes 12. La reproducción y el desarrollo embrionario en los seres vivos Julio Ruíz Monteagudo 2

6 Guía de Biología para la preparación de Maturita 13. Histología animal Eduardo Atiénzar Martínez 14. Sistemática animal (I) Nahikari San José Huerga 15. Sistemática animal (II) Nahikari San José Huerga 16. El aparato locomotor Juan Carlos Ballesté Coma 17. El sistema circulatorio Juan Carlos Ballesté Coma 18. El aparato respiratorio Juan Carlos Ballesté Coma 19. El sistema inmunológico Alfredo Marcos Reguero 20. El aparato digestivo Rafael Ángel Medel Martínez 21. El aparato excreto-urinario Rafael Ángel Medel Martínez 22. El sistema nervioso María Violeta Ros Labella 23. Los sentidos Julio Ruíz Monteagudo 24. El sistema endocrino María Violeta Ros Labella 25. El aparato reproductor Nahikari San José Huerga 26. Evolución Julio Ruíz Monteagudo 27. Ecología Israel Fariza Navarro 3

7 Guía de Biología para la preparación de Maturita Soluciones de las actividades Bibliografía

8 Presentación PRESENTACIÓN La presente publicación, Materiales didácticos de Biología. Guía práctica de Maturita. Secciones Bilingües de Eslovaquia, ha sido concebida para dotar a la enseñanza de la Biología en las Secciones Bilingües de Eslovaquia de un instrumento de homogeneidad con vistas, español y de la Maturita eslovaca, que da acceso a la universidad. Estos Materiales didácticos de Biología. Guía práctica de Maturita. Secciones Bilingües de Eslovaquia, que han sido confeccionados a partir de la experiencia docente de los profesores españoles en el sistema educativo eslovaco, forman parte del plan de publicaciones de la Agregaduría de Educación en Eslovaquia para suministrar al profesorado y al alumnado textos y materiales pedagógicos de utilidad básica que compaginen las exigencias de los currículos eslovacos y españoles en este modelo de enseñanza integrada que son las secciones bilingües. cuestiones prácticas a las que el estudiante eslovaco se enfrenta durante su aprendizaje bilingüe de la Biología; y, también, por la capacidad que han tenido de trabajar coordinadamente en los recursos de las nuevas tecnologías de la comunicación y de la información. Bratislava, noviembre de

9 Introducción INTRODUCCIÓN El sistema educativo eslovaco tiene como prueba final, una prueba de madurez (Maturita) en la que los alumnos demuestran de forma oral, los conocimientos aprendidos durante toda la enseñanza secundaria. Los estudiantes de las secciones bilingües tienen la opción de obtener el título de bachillerato español, si superan esta prueba en las asignaturas de Lengua y Literatura españolas y también, al menos, en una de las asignaturas de ciencias impartidas en español (Biología, Física, Matemáticas y Química). Los profesores de las distintas secciones bilingües en Eslovaquia, que impartimos la asignatura de Biología, hemos querido elaborar una guía práctica para Maturita, con el propósito de facilitar el aprendizaje de la materia a los estudiantes y a la vez, intentar unificar los contenidos didácticos de la asignatura de cada sección bilingüe, ya que no todas tienen los mismos temas para la prueba de madurez. Los profesores de ciencias deben adaptarse al currículo eslovaco, pudiendo realizar cambios limitados en él. Por este motivo, los libros de texto en español no se adaptan a los contenidos que se exigen en el examen final de madurez. Así que, esta fue una de las razones principales para que un grupo de profesores de ciencias, decidiésemos elaborar estos materiales prácticos para Maturita. En esta guía se podrán consultar los temas vistos a lo largo de toda la formación de educación secundaria y servirá también de apoyo en las clases habituales para los profesores. Por tanto, pretendemos que estos materiales sean aprovechados por profesores de diferentes centros y en general por alumnos de todos los niveles, sirviendo de guía en particular, a los estudiantes que decidan elegir Biología como asignatura para la prueba de Maturita. Hemos hecho una recopilación ilustrada de 27 temas, con los principales conceptos de las ciencias biológicas, ejercicios de comprensión al final de cada tema y las soluciones correspondientes. 6

10 Agradecimientos AGRADECIMIENTOS A la Agregaduría de Educación de la Embajada de España en Eslovaquia por hacer posible este proyecto y su publicación. Al Instituto de Formación del profesorado, Investigación e Innovación Educativa del Ministerio de Educación de España, por incluir este proyecto en su plan de formación del profesorado. A todas las SS.BB. de Eslovaquia por facilitar la participación de los diferentes profesores en el grupo de trabajo. A Peter Sojka por sus ilustraciones y la maquetación del proyecto. A las alumnas de la sección bilingüe de Zilina: o Lenka Kocianova por los dibujos de la membrana plasmática y la célula animal. o Mikundová por los dibujos de la célula vegetal, retículo endoplasmático y cloroplasto. o Lucia Leiblingerová por el dibujo del aparato urinario. o Petra Lukáciková por el dibujo del riñón. A Cristina Sobrado Taboada por su colaboración desinteresada en todo momento. A todos aquellos que nos han ayudado en la elaboración de esta guía. Mgr.art Peter Sojka, para las ilustraciones: molécula de DNA, tema 7; músculo, tema 13; neurona, tema 13; carpa, tema 15; ciclo vital de la rana, tema 15; comparación de circulaciones sanguíneas, tema 15; extremidades de vertebrados, tema 15; estructuras tróficas, tema 27; portada rana ; portada microscopio Ninguna parte de esta publicación no se puede utilizar con fines comerciales sin el permiso de los autores. y del editor. 7

11 Las biomoléculas LAS BIOMOLÉCULAS 1. Introducción 2. El agua y sales minerales 3. Los glúcidos 4. Los lípidos 5. Las proteínas 6. Los nucleótidos y los ácidos nucleicos 7. Actividades 1. Introducción Los seres vivos son conjuntos organizados de materia. Todos lo seres vivos están formados por el mismo tipo de átomos, entre los que destaca el carbono. De los elementos químicos de la tabla periódica, sólo se encuentran unos 20 en los seres vivos, a éstos elementos los llamamos bioelementos, y no todos ellos son igualmente abundantes. Ciertos elementos llamados oligoelementos por estar presentes en pequeñísimas cantidades (menos del 0,01%). Tabla 1: Relación de bioelementos y oligoelementos presentes en los seres vivos Bioelementos Oligoelementos Elemento Símbolo Porcentaje en peso Elemento Simbolo Oxígeno O 62,00 Cobre Cu Carbono C 20,00 Manganeso Mn Hidrógeno H 10,00 Molibdeno Mo Nitrógeno N 3,00 Cobalto Co Calcio Ca 2,50 Boro B Fósforo P 1,00 Zinc Zn Azufre S 0,25 Flúor F Potasio K 0,25 Selenio Se Cloro Cl 0,20 Cromo Cr Sodio Na 0,10 Magnesio Mg 0,07 Yodo I 0,01 Hierro Fe 0,01 8

12 Las biomoléculas La mayoría de los átomos no poseen una configuración estable, y se unen entre sí mediante enlaces para formar biomoléculas. Las moléculas que constituyen los seres vivos las podemos agrupar en dos grandes grupos: Biomoléculas inorgánicas: se encuentran en los seres vivos, pero no son exclusivas de ellos, y son agua y sales minerales. Biomoléculas orgánicas: son exclusivas de los seres vivos, y siempre presentan carbono en su composición. Son glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. 2. El agua y las sales minerales El agua es la biomolécula más abundante en cualquier ser vivo, y representa entre el 60 y 90% de su peso. Cubre la mayor parte de la superficie de la tierra, la vida se originó en el agua, es casi imposible imaginar la existencia de vida en un planeta sin agua. Hay organismos que viven en la ínfima cantidad de agua de un grano de arena, algunas bacterias se encuentran en los límites de fusión de los témpanos polares, en las aguas casi hirvientes de los manantiales termales. Para comprender por qué el agua es tan extraordinaria, debemos considerar su estructura molecular. Su molécula es un átomo de oxígeno que se une covalentemente a dos átomos de hidrógeno, los átomos forman un ángulo de 105º. Al ser el átomo de oxígeno más - mientras que el exceso de carga pos polar, con dos zonas débilmente negativas y dos zonas débilmente positivas. En consecuencia, entre sus moléculas se forman enlaces débiles. Entre un átomo de - con otr como puentes de hidrógeno. Cada molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua. Aunque los enlaces individuales son débiles y se rompen continuamente, la fuerza total de los enlaces que mantienen a las moléculas juntas es muy grande. Ésta estructura proporciona a la molécula de agua ciertas propiedades importantes para la vida: Propiedades a) Tensión superficial, es debida a la fuerza que une las moléculas de agua entre sí, es una tensión elevada únicamente superado por el mercurio. Esto explica el por qué al colmar un vaso por encima del borde se forma una superficie convexa. Ésta propiedad explica su gran capilaridad, capacidad para ascender desde la raíz a las hojas. b) Calor específico elevado, es decir se requiere mucha energía para elevar la temperatura del agua, del mismo modo al bajarla, se desprende mucho calor. Gracias a ésta gran capacidad que tiene el agua para absorber el calor producido por las reacciones metabólicas, la temperatura de los seres vivos puede mantenerse sin sufrir grandes oscilaciones. Además posee una alta conductividad térmica los animales se sirven de ésta propiedad para perder calor al sudar. Gracias a esta propiedad la temperatura de los seres vivos puede mantenerse sin sufrir grandes oscilaciones. 9

13 Las biomoléculas c) La densidad del agua es mayor que la densidad del hielo, esto se debe a que las moléculas de agua cuando se encuentran a una temperatura inferior a 0ºC, punto de congelación del agua, se ordenan formando una red cristalina, que ocupa más volumen. La importancia es vital para los organismos acuáticos que viven en regiones frías. Se forma una capa que aísla el agua del frío exterior y retarda la formación de más hielo, protegiendo de la congelación a los individuos que viven bajo él. Sin embargo la formación de cristales de hielo dentro del organismo puede destruir sus estructuras y causarle la muerte. Algunos insectos, peces y ranas poseen anticoagulantes naturales, como el glicerol. d) El agua es disolvente universal. Cuando una molécula se disuelve, sus componentes se separan (moléculas o iones) y se rodean de moléculas del disolvente, Dentro de los sistemas vivos, muchas sustancias se encuentran en solución acuosa. La polaridad de las moléculas de agua es la responsable de la capacidad solvente del agua. Las moléculas polares de agua tienden a separar sustancias iónicas, como el cloruro de sodio (NaCl), en sus iones constituyentes. Las moléculas de agua se aglomeran alrededor de los iones con carga y los separan unos de otros (proceso de solvatación), por el contrario las moléculas no polares, no son solubles en agua y forman interfases, en las que tienen lugar muchas reacciones químicas de los seres vivos. Ésta propiedad permite que en el agua se realicen la mayoría de las reacciones químicas de las células. Este diagrama muestra al cloruro de sodio (NaCl) disolviéndose en el agua a medida que las moléculas de ésta se aglomeran alrededor de los iones individuales sodio y cloruro separándolos unos de otros. Muchas de las moléculas importantes en los sistemas vivos que presentan uniones covalentes, como los azúcares, tienen regiones de carga parcial positiva o negativa. Estas moléculas, por lo tanto, atraen moléculas de agua y también se disuelven en agua. Las moléculas polares que se disuelven rápidamente en agua son llamadas hidrofílicas. Estas sustancias se disuelven fácilmente en agua porque sus regiones parcialmente cargadas atraen moléculas de agua. Las sales minerales son moléculas inorgánicas que pueden encontrarse en estado sólido o disueltas. Las sales minerales regulan los procesos osmóticos asociados al paso de agua a través de membranas semipermeables, el ph, y las concentraciones de iones. Además cada ión puede desempeñar funciones concretas, como el Ca 2+ que interviene en la contracción muscular. Las sales en estado sólido, forman parte de estructuras esqueléticas, como el fosfato cálcico Ca 3 (PO 4 ) 2 y el carbonato cálcico CaCO 3 que forman parte de los huesos y dientes de vertebrados, o las conchas de los moluscos. Las sales minerales que aparecen en disolución se disocian en sus iones, los principales son: Cationes: (Na + +, K + +, Ca 2+ +, Mg 2+ ) Aniones: ( Cl -,CO 2-3,HPO - 4,SO 2-4, HCO - 3 ). Cada uno de estos iones cumple una función determinada en las células. 10

14 Las biomoléculas 3. Los glúcidos Son los compuestos orgánicos denominados azúcares, y están formados por Carbono, Oxígeno e Hidrógeno. Éstas son las biomoléculas más importantes de la naturaleza y constituyen la principal reserva energética de los seres vivos. Los glúcidos están formados por una o varias unidades constituidas por cadenas de entre 3 a 7 átomos de carbono. Uno de éstos carbonos es un grupo carbonilo, aldehído CHO, o cetona CO-, el resto de los átomos están unidos a grupos hidroxilo OH. Por ello se denominan polihidroxialdehídos o aldosas y polihidroxicetonas o cetosas. Las polihidroxialdehídos y las polihidroxicetonas se pueden unir mediante enlaces covalentes, para dar lugar a polímeros, éstos enlaces se denominan enlaces O-glucosídico Los glúcidos se utilizan para producir y almacenar energía por las células (glucosa, glucógeno y almidón), algunos como la celulosa constituyen importantes estructuras celulares, algunos asociados a lípidos (glucolípidos) y proteínas (glucoproteínas) desempeñan papel clave en el reconocimiento entre las células. Monosacáridos Son los hidratos de carbono elementales, responden a la fórmula general es (CH 2 O) n. donde n es un número entero comprendido entre 3 y 8, según su número de carbonos se denominan triosas, tetrosas, pentosas, etc. En general son blancos, de sabor dulce y solubles en agua. Son moléculas que poseen isomería y en el caso de los monosacáridos que poseen más de 2 carbonos, las formas D y L se determinan teniendo en cuenta el OH del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo. Curiosamente en la naturaleza casi todos los glúcidos se encuentran en la forma D. Cuando los glúcidos de 5 o más átomos de carbono se disuelven en agua, estado en el que se encuentran los seres vivos, adoptan estructuras cíclicas. En el caso de la D-glucosa forma un ciclo hexagonal, donde los vértices los ocupen 5 carbonos y un oxígeno. El carbono 1 en éste caso se ha convertido en carbono asimétrico y se denominan Los monosacáridos son moléculas de las que las células obtienen fácilmente energía. El más abundante de todos es la glucosa, algunas hexosas, glucosa, fructosa y galactosa, se unen entre sí para formar disacáridos. 11

15 Las biomoléculas Oligosacáridos Son compuestos formados por la unión de 2 a 10 monosacáridos, unidos mediante enlaces o-glucosídicos. En general son solubles en agua y tienen sabor dulce. Los oligosacáridos son cadenas cortas y lineales. El enlace se produce entre el carbono de un grupo hidroxilo de un monosacárido y el carbono anomérico de otro monosacárido. Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos. En la reacción se desprende una molécula de agua y el enlace resultante se denomina glucosídico. Los disacáridos más abundantes en la naturaleza son: maltosa, lactosa y sacarosa. a) Maltosa formada por la unión de 2 moléculas de glucosa, se encuentra en los granos de la cebada y se conoce como malta. b) Lactosa resulta de la unión de una molécula de glucosa y una de galactosa. Es el azúcar presente en la leche de los mamíferos. c) Sacarosa, formada por la unión de una molécula de glucosa y una de fructosa. La sacarosa es el principal disacárido de los vegetales, muy abundante en la caña de azúcar y en la remolacha. El enlace glucosídico puede romperse en presencia de agua y las correspondientes enzimas: maltasa, lactasa y sacarasa, el resultado son las correspondientes moléculas de monosacárido. Polisacáridos Compuestos por un gran número de monosacáridos unidos entre ellos mediante enlaces o-glucosídicos. En general no son dulces ni solubles en agua. Los polisacáridos más frecuentes en los seres vivos, almidón, glucógeno y celulosa; están formados únicamente por unidades de glucosa, otros polisacáridos como la quitina, no contienen glucosa sino un monosacárido derivado de ella. a) Almidón Es el polisacárido de reserva de las plantas, constituido por dos polímeros de glucosa, amilosa (30%) y amilopectina (70%). La amilosa es un polímero formado por unidades de glucosa unidas por enlaces 4). La amilopectina es también un polímero de la glucosa 6). La amilopectina presenta ramificaciones cada 30 unidades de glucosa aproximadamente lo que le impide formar la hélice que forma la glucosa. La presencia de amilopectina confiere al almidón una estructura menos compacta y más favorable a la acción de las enzimas hidrolíticas. El almidón se acumula en forma de plastos en las células vegetales. Es más abundante en las semillas y en los tubérculos. b) Glucógeno Es la principal sustancia de reserva de los animales. Es especialmente abundante en el hígado y en los músculos estriados. Está formado por cadenas lineales de glucosa unidas mediante enlaces 6), que aparecen cada 10 unidades de glucosa aproximadamente. El glucógeno no posee estructura helicoidal, lo que 12

16 Las biomoléculas lo hace más accesible a la acción de las enzimas, y puede ser degradado en las células animales más rápidamente que el almidón en los vegetales. c) Celulosa Es un polisacárido muy importante, que entra a formar parte de la estructura de las células vegetales, siendo por ello la molécula orgánica más abundante sobre la Tierra. Es una cadena lineal de glucosas que se unen por enlaces 4). Nosotros no podemos degradar la celulosa que ingerimos por carecer de las enzimas digestivas capaces de 4), pasando inalterada por el tracto digestivo sin proporcionarnos energía. Sin embargo, es importante en nuestra dieta, pues estimula el intestino y facilita la defecación. Muchas bacterias poseen celulasas y son capaces de degradar la celulosa, en el caso de los herbívoros éstos tienen microorganismos simbióticos que poseen en su tubo digestivo. d) Quitina Es el principal componente del exoesqueleto de los insectos y de los crustáceos y de la pared que envuelve las células de los hongos. Se trata de un polímero de N-acetil glucosamina unidas por enlace 4). Adopta una estructura similar a la celulosa pero con enlaces de hidrógeno más fuertes debido al grupo N-acetil. La dureza del exoesqueleto de los artrópodos se debe a la alternancia de capas de quitina con otras de proteína. Glucoproteínas y glucolípidos En las membranas plasmáticas la mayor parte de las proteínas y algunos de los lípidos expuestos al exterior de la célula, poseen restos de oligosacáridos unidos covalentemente. Algunos de los monosacáridos que aparecen más frecuentemente en las glucoproteínas son: galactosa, glucosa, glucosamina, galactosamina, etc. Tienen un papel importante en las 13

17 Las biomoléculas interacciones celulares. Un ejemplo es la estructura de los grupos sanguíneos humanos A, B, 0. Estos grupos se definen por la presencia en la membrana plasmática de unos antígenos formados por glucoproteínas y glucolípidos. 4. Los lípidos Los lípidos agrupan una gran cantidad de moléculas orgánicas de muy diversa naturaleza química, que comparten una propiedad, la de ser insolubles en agua. Esto se debe a que poseen numerosos enlaces apolares carbono-hidrógeno, sin embargo se disuelven en disolventes orgánicos como alcohol, benceno, éter, cloroformo, etc. Están formados por carbono, oxígeno e hidrógeno y en ocasiones contienen otros elementos como el fósforo y nitrógeno. Están formados por cadenas hidrocarbonadas, lineales, o cíclicas, en las que pueden presentarse grupos carboxilo, hidroxilo o amino. Son biomoléculas que realizan funciones muy diversas en los organismos: - reserva de energía (ácidos grasos, triacilgliceroles y ceras). - función estructural (glicerofosfolípidos, esfingolípidos y los esteroles). - funciones específicas (caso de las hormonas y vitaminas de composición lipídica). Tabla 2: Clasificación de lípidos Lípidos saponificables Acilglicéridos Ceras Fosfolípidos Lípidos con esfingosina Lípidos insaponificables Esteroides Terpenos Prostaglandinas Para clasificarlos distinguiremos entre los lípidos que poseen ácidos grasos, por tanto saponificables, de los lípidos que no poseen ácidos grasos, los insaponificables. Ácidos grasos Son sustancias que se encuentran formando parte de otros compuestos como los triacilgliceroles o las ceras. Están formados por una cadena hidrocarbonada con un grupo carboxilo, en general la cadena es lineal y posee un número par de átomos de carbono que oscila entre 14 y 22. Cuando los enlaces son sencillos los ácidos grasos se denominan saturados y cuando presentan algún doble enlace se denominan insaturados, esto hace que disminuya el punto de fusión de los ácidos grasos. Tabla 3: Ácidos grasos saturados Ácido Fórmula (saturado) Ácido (insaturado) Fórmula Cáprico CH 3 -(CH 2 ) 8 -COOH Palmitoleico CH 3 -(CH 2 ) 5 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH Láurico CH 3 -(CH 2 ) 10 -COOH Oleico CH 3 -(CH 2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH Palmítico CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH Linolénico CH 3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 ) 4 -COOH Esteárico CH 3 -(CH 2 ) 16 -COOH Linoleico CH 3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH 14

18 Las biomoléculas La cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos es hidrofóbica, mientras que el extremo que contiene el grupo carboxilo polar será hidrofílico, éstas moléculas heteropolares tienen la peculariedad, que si añadimos una pequeña gotita de aceite a un agua, forman unas estructuras donde las largas cadenas se orientan hacia el interior, éste comportamiento permite construir membranas biológicas. Los ácidos grasos no suelen encontrarse libres en las células, pues en grandes cantidades suelen ser tóxicos, generalmente suelen encontrarse formando acilglicéridos. Acilglicéridos Son ésteres de glicerol con ácidos grasos. Según cuantos grupos OH del glicerol se esterifiquen, se forman los mono- di- o triacilglicéridos. Los ácidos grasos implicados pueden ser iguales o diferentes. El punto de fusión de los triglicéridos depende de los ácidos grasos que lo componen. Los triglicéridos son apolares, insolubles en agua. La reacción de formación de los triglicéridos se denomina esterificación y es la reacción mediante la cual se une el carbono de un grupo hidroxilo con el carbono de un grupo carboxilo y como consecuencia se pierde una molécula de agua. Los que son sólidos a temperatura ambiente se denominan grasas, y los que se mantienen en estado líquido, aceites. Generalmente las grasas proceden de los animales y poseen mayor porcentaje de ácidos grasos saturados. La hidrogenación de los ácidos grasos insaturados produce ácidos grasos saturados, pasando por tanto a sólidos, por éste procedimiento se fabrican las margarinas. La hidrólisis de los triglicéridos se denomina saponificación y da lugar a la liberación de glicerol y ácidos grasos. Cuando se produce la hidrólisis de los triacilgliceroles en presencia de bases como el KOH y el NaOH, los ácidos liberados se unen a los ines K+ o Na+ y dan lugar a las sales denominadas jabones, esta reacción recibe el nombre de saponificación. Los triglicéridos constituyen la fuente de energía más importante de las células. Las grasas se han convertido en las reservas de alimento por excelencia. Procesos tan importantes como las migraciones de las aves no podrían ocurrir si no fuera por la reserva de energía que éstas acumulan en forma de grasas, si tuvieran que acumular glucógeno, el peso del animal sería tan grande que el animal no podría volar. Las grasas tienen además función de aislante térmico, muy importante en el caso de animales de climas fríos como peces o ballenas. En promedio, las grasas producen aproximadamente 9,3 kilocalorías por gramo, en comparación con las 3,79 kilocalorías por gramo de carbohidrato, o las 3,12 kilocalorías por gramo de proteína, por tanto las grasas almacenan seis veces más energía gramo por gramo que el glucógeno. Ceras Son lípidos derivados de los ácidos grasos, formados por ácidos grasos de cadena larga unidos mediante enlaces éster a monoalcoholes de 16 a 30 átomos de carbono. Esto determina que las ceras sean sólidas y tengan puntos de fusión muy alto. Se encuentran en las membranas protectoras e impermeables de muchos organismos, como en la piel, pelo, plumas, exoesqueleto de los insectos, o en las hojas y frutos de muchos vegetales. También forman el cerumen existente en el conducto auditivo. Algunas ceras tienen importancia económica: la cera de palmera se emplea para abrillantar, la de abeja para fabricar velas, la lanolina en la fabricación de cosméticos. 15

19 Las biomoléculas Fosfolípidos Son los lípidos estructurales más importantes. Derivan del ácido fosfatídico. Su esqueleto está formado por glicerol-3-fosfato. Los carbonos C1 y C2 del glicerol se esterifican con ácidos grasos, siendo el C2 el carbono asimétrico. Dado que contienen fosfato y otros grupos polares, poseen un extremo polar y otro apolar, de ahí que formen fácilmente miscelas y estructuras membranosas. Las "colas" de ácido graso son no polares y por lo tanto, hidrofóbicas; la "cabeza" polar que contiene a los grupos fosfato es soluble, es hidrofílica. Esta disposición de las moléculas de fosfolípido, con sus cabezas hidrofílicas expuestas y sus colas hidrofóbicas agrupadas, forman la base estructural de las membranas celulares. Lípidos con esfingosina Son lípidos en los que en lugar de glicerina, hay esfingosina, que es un alcohol insaturado con dos grupos hidroxilo y un amino. A éste grupo de lípidos pertenecen los glucolípidos y esfingolípidos. Los esfingolípidos son el resultado de la unión de un ácido graso, un ácido fosfórico y una molécula de colina. El ácido graso se une a la molécula de NH2 de la esfingosina, mientras que el ácido fosfórico lo hace al OH y la colina al ácido fosfórico. La esfingosina es el esfingolípido más abundante, se encuentra en casi todas las membranas celulares junto con fosfolípidos. Los glucolípidos ("lípidos con azúcar"), se localizan en la parte exterior de la bicapa, quedando los oligosacáridos hacia el exterior de la superficie celular. Son lípidos derivados de la esfingosina que contienen oligosacáridos en su estructura y carecen de ácido fosfórico. En solución acuosa, los glucolípidos se comportan del mismo modo que los fosfolípidos. También son componentes importantes de las membranas celulares en las que cumplen funciones de reconocimiento celular. 16

20 Las biomoléculas Esteroides Éste grupo de lípidos incluye moléculas con actividad biológica muy variada, como lípidos de membrana, ciertas hormonas y vitaminas. Sin embargo todas ellas derivan de un núcleo básico común: el ciclopentano perhidrofenantreno. El esteroide más abundante es el colesterol, esencial en las membranas de las células animales, cerebro y tejido nervioso. El colesterol es además precursor de las hormonas sexuales y de los ácidos biliares, éstos últimos se producen en el hígado y juegan un importante papel en la emulsión de grasas y su posterior absorción en el intestino. El colesterol se encuentra en las membranas celulares su presencia da rigidez a las membranas y evita su congelamiento a muy bajas temperaturas. También es un componente principal de la vaina de mielina, la membrana lipídica que envuelve a las fibras nerviosas de conducción rápida, acelerando el impulso nervioso. El colesterol es sintetizado en el hígado a partir de ácidos grasos saturados y también se obtiene en la dieta, principalmente en la carne, el queso y las yemas de huevo. Las altas concentraciones de colesterol en la sangre están asociadas con la aterosclerosis, enfermedad en la cual el colesterol se encuentra en depósitos grasos en el interior de los vasos sanguíneos afectados Otros esteroides tienen función hormonal, es decir, actúan como mensajeros químicos entre las células de distintas partes del cuerpo. Las principales son la aldosterona y cortisol, y las hormonas sexuales testosterona (ver imagen) y progesterona. Algunas vitaminas liposolubles como la vitamina D, son también esteroides. Terpenos Son también lípidos simples, derivados de una molécula de 5 carbonos denominada isopreno, ésta molécula puede polimerizarse originando otras moléculas de estructura lineal o cíclica. Los terpenos constituyen algunos de los aceites esenciales de las plantas, que les confieren olores y sabores característicos, tales como el mentol, el alcanfor, el limoneno o el geraniol. Entre los terpenos de estructura más complicada se encuentra el fitol, que forma parte de la molécula de clorofila, el escualeno precursor del colesterol y los carotenoides, pigmentos de las células vegetales. Las vitaminas E y K también son terpenos. Prostaglandinas Se descubrieron por primera vez en 1938 en el semen humano, y en la actualidad se conocen unas 20 moléculas distintas. Están presentes en la mayoría de los tejidos animales, en los que ejercen numerosas acciones de naturaleza reguladora. Algunas estimulan la contracción del músculo liso y disminuyen la presión sanguínea. Otras relacionadas con el ciclo menstrual, las reacciones alérgicas o las respuestas inflamatorias durante las infecciones. Parece que la aspirina inhibe la síntesis de prostaglandinas, y éste puede ser el mecanismo por 17

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