GUÍA DE CIENCIAS NATURALES POLÍMEROS

Transcripción

1 GUÍA DE CIENCIAS NATURALES POLÍMEROS Profesores: M. Eugenia Villaseca R. Curso: 2º Nivel Medio Integrantes: Objetivos de aprendizaje: 1. Reconocer conceptualmente lo que es un polímero identificando algunas de sus propiedades. 2. Construir un modelo de polímero Introducción Esta guía tiene como objetivo conocer algunos polímeros naturales y sintéticos, las principales características de algunos polímeros como el plástico, la fibra y el caucho, que los hacen tan ampliamente utilizados. El término macromolécula significa simplemente molécula muy grande, formada por unidades que se repiten llamadas monómeros-, unidas por enlaces químicos. Los polímeros naturales como los polipropilenos, los polisacáridos, los ácidos nucleicos y las proteínas son macromoléculas ampliamente reconocidas. La elaboración de un modelo de ADN permitirá aplicar conceptos asociados a polímeros y reconocer en ella las características propias de los polímeros naturales, permitiendo estudiar los procesos de replicación, transcripción y traducción de la información genética en células eucarióticas, identificando y describiendo el ARN y sus respectivos nucleótidos y explicar en forma general los procesos que llevan a la síntesis de una proteína. Es importante demostrar que estos procesos son comunes en diferentes organismos, validando así la universalidad del código genético. La valoración del trabajo cooperativo, la comunicación desinteresada del conocimiento científico y la necesidad de apoyo y sustento que proveen otros para permitir finalmente el avance en el conocimiento, sin importar el género ni etnia, son objetivos importantes en el ámbito científico y vitales en el desarrollo de las actividades propuestas en esta guía Por otro lado, cabe hacer notar que los temas desarrollados en esta guía permiten la integración de la química y la biología. Ramas de las ciencias que se encargan de estudiar distintos aspectos de nuestra naturaleza, los módulos IV (Nociones de química orgánica, Unidad 2: Polímeros) y VI (Reproducción, herencia y evolución, Unidad 1: Información genética y reproducción celular) se relacionan al tratar el tema de polímeros desde la perspectiva propia de cada disciplina.

2 POLÍMEROS Es difícil poder imaginar que exista alguna relación entre la clara del huevo y un envase de agua mineral, o entre una película fotográfica y el material genético de una célula. Qué características en común crees que poseen las moléculas de estos materiales? En la naturaleza se encuentra una considerable cantidad de materiales formados por polímeros, algunos de los cuales, como el látex, el algodón y la madera, son utilizados por el hombre para la fabricación de diversos objetos. Las proteínas (como la albúmina de la clara de huevo), los polisacáridos (almidón, celulosa de los vegetales) y los ácidos nucleicos (como el ADN que guarda el material genético de una célula) son polímeros naturales que cumplen funciones biológicas de extraordinaria importancia en los seres vivos. Generalmente se asocia la palabra polímero a los plásticos, por ejemplo una bolsa. Pero existe una gran variedad, con características muy diferentes a una bolsa. Esos materiales se clasifican como Polímeros Sintéticos. Además, existen otros tipos, los denominados Polímeros Naturales, de valor incalculable por su rol biológico, en nuestro cuerpo y presentes en una gran variedad de sustancias. En este apunte centraremos nuestro estudio en las macromoléculas que son de origen natural. Observa atentamente la siguiente imagen: Qué observas? Podrías definir qué es un monómero y un polímero? Los polímeros son macromoléculas (grandes moléculas) formadas por unidades pequeñas, denominados monómeros, que se repiten generalmente según un patrón, como muestra la imagen anterior. Están presentes en nuestra vida cotidiana, como por ejemplo, en los envases de plástico, en la clara del huevo, en la celulosa, en los ácidos nucleicos, en el algodón, en las proteínas, en el caucho natural y sintético (vulcanizado), en el poliéster, en el polietileno, etc. Los polímeros son macromoléculas obtenidas por repetición de moléculas simples llamados monómeros, mediante una reacción de polimerización. Los polímeros se clasifican considerando tres grandes criterios, según su origen, la estructura de su cadena y la composición de su cadena. Según el primer criterio (origen), se distingue dos grandes tipos: naturales y sintéticos. El segundo criterio (estructura de su cadena), hace referencia a la forma en la que se unen los monómeros respectivos, que puede ser lineal o ramificada, lo que es explícito considerando los puntos o zonas de ataque, que corresponde a la zona donde se produce la polimerización. Dos puntos unidireccionales para los polímeros lineales y tres o más zonas, en dos o más sentidos, para los ramificados.

3 La importancia de la estructura de los polímeros, dice relación con las propiedades que ésta le confiere a la macromolécula, por ejemplo, los polímeros lineales suelen generar materiales moldeables, mientras que los polímeros ramificados, producen materiales rígidos. Finalmente, el tercer criterio (composición de la cadena), clasifica a los polímeros según los monómeros que los conforman, señalando como homopolímeros a aquellas macromoléculas formadas por la repetición de un mismo monómero y copolímeros, a las macromoléculas constituidas por dos o más unidades monoméricas. Los polímeros naturales, son aquellos presentes en la naturaleza, entre los cuales se encuentran los biopolímeros (polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos), los cuales cumplen importantes funciones biológicas. Mientras que, los polímeros sintéticos son macromoléculas elaboradas a través de procesos químicos en laboratorios o en industrias para usos específicos, a partir de diferentes materias primas Los polímeros naturales como la celulosa, el caucho natural y la seda tienen gran importancia en la industria y la economía de los países que los producen, pero su mayor relevancia está al interior de nuestro propio cuerpo y donde se denominan biomoléculas, el ADN, las proteínas y los carbohidratos son polímeros. La mayor parte de las moléculas orgánicas están formadas principalmente por carbono, las macromoléculas, se estructuran en unidades pequeñas, los monómeros. Los organismos elaboran esas macromoléculas a partir de sustancias mucho más pequeñas y simples que obtienen del medio que los rodea, como el dióxido de carbono (CO 2 ), el agua (H 2 O) y el nitrógeno (N 2 ), conocidas como precursores y generan moléculas de mayor masa, nuestros conocidos monómeros, los que a su vez se unen entre sí formando largas cadenas como son los polímeros naturales o biopolímeros. De acuerdo al tipo de monómero que origina el polímero, las macromoléculas que constituyen la materia viva forman, básicamente, tres grandes grupos, cada uno de las cuales cumple un rol biológico específico: Proteínas, presentes por ejemplo, en carnes o huevos. Ácidos nucleicos, que encontramos al interior de cada una de nuestras células. Carbohidratos o glúcidos, presentes por ejemplo, en productos elaborados con harina y cereales. Actividades: Objetivo: Construir e identificar polímeros simples basándose en la información que de polímeros entrega la guía 1. Lea en forma silenciosa e individual el apunte Polímeros 2. Subraye y destaque las ideas de polímeros más relevantes del apunte 3. Para la siguiente actividad necesitas 30 clips. Con ellos construye las estructuras como muestran las figuras Figura A Figura B

4 a. Qué representa cada clip? b. Qué representa la figura formada por los clips en A y B? A B c. Construya un polímero lineal y un polímero ramificado d. Dibuje los polímeros construidos por usted Nombre del polímero Nombre del polímero 4. Defina los siguientes conceptos a. Polímeros sintéticos b. Polímeros naturales c. Monómeros

5 5. En qué nutrientes encuentra los siguientes polímeros naturales? a. Proteínas b. Carbohidratos c. Ácidos nucleicos 6. Qué polímeros naturales tienen importancia en la industria y la economía? _ 7. En el cuadro a continuación construya un mapa conceptual sobre polímeros