1. ¿Qué son los
carbohidratos o hidratos de carbono, cuáles son sus principales
funciones y cómo se
clasifican?
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Los hidratos de
carbono son un importante componente de los seres vivos, están compuestos por
carbono, hidrógeno y oxígeno (CHO) y pueden definirse como polihidroxialdehídos
o polihidroxicetonas. Es decir que son compuestos con una función aldehído o
cetona y varias funciones alcohólicas (también se considera a las substancias
que, sometidas a hidrólisis, originan esos polihidroxialdehidos o esos
polihidroxicetonas).
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Los hidratos de carbono son la principal fuente de
energía en los animales (se halla en todos los humores orgánicos) y en los
vegetales es el principal medio de transporte de energia ademas de cumplir
funciones estructurales en ciertos casos (celulosa).
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Se clasifican siguiendo dos aspectos básicos, su número
de carbonos y su grupo químico (osea la complejidad de la molécula).
Existen tres clasificaciones, la
primera es la de los Monosacáridos (azúcares simples muchos tienen sabor dulce
y forman cristales, el principal ejemplo es la glucosa), la segunda es la de
los Oligosacáridos ( compuestos de uniones de dos a 10 monosacáridos, son
solubles en agua y generalmente dulces), y la tercera es la de los
Polisacáridos (compuestos de más de 10 monosacáridos con cadenas lineales o
ramificadas, insípidos, compuestos amorfos e insolubles en agua.
2. ¿Qué son los
monosacáridos y cómo se clasifican?
Los monosacáridos o
azúcares simples generalmente responden a la definición de polihidroxicetonas
(cetonas polialcoholes) o polihidroxialdehidos (aldehídos polialcoholes) y
están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno (CHO) . Generalmente se
distinguen con el sufijo “osa” Cuando poseen función aldehído se denominan
aldosas, y cuando poseen función cetona se denominan cetosas. También se suele
mencionarse como triosas, pentosas triosas y tetrosas, dependiendo de su número
de carbonos componentes de la molécula. Los monosacáridos son sustancias
reductoras, principalmente en medios alcalinos, los grupos aldehído o cetona
son responsables de esta propiedad.
3. Respecto de cada uno
de los siguientes monosacáridos:
Glucosa - Fructosa -
Galactosa
Responda las
siguientes preguntas:
a) Esquematice su
estructura química.
b) ¿Es una molécula
reductora?
c) ¿Dónde se encuentra
(fuentes)?
d) ¿Cuál es su función e
importancia biológica?
Glucosa:
(alfa-D-Glucosa)
Es una molécula reductora, se
encuentra generalmente en frutos maduros, suero intracelular, humores orgánicos
de los vertebrados y en la sangre. Su mayor importancia biológica es el de ser
utilizada como el principal combustible por las células
Fructosa:
(Beta-D-Fructosa)
Es una molécula reductora que se
encuentra generalmente en los frutos maduros, en la miel y en el almidón de
maíz, tiene un relativamente alto poder edulcorante por lo cual es utilizada
para la elaboración de bebidas carbonatadas y golosinas.
Galactosa:
(Alfa-D-Galactosa)
Es una molécula reductora, también
es parte de la lactosa (por lo cual no se encuentra de forma pura en ningún
alimento), es importante por ser asociada siempre con moléculas más complejas.
4. ¿Qué son los
disacáridos?
Los disacáridos (C12H22O12) son, como bien indica el nombre,
dos monosacáridos que se
unen gracias a la pérdida de una molécula de agua (Hidrólisis). Estos se
caracterizan por ser sólidos cristalinos de color blanco, sabor dulce y
solubles en agua. Tienen un lapso de vida muy corto dentro de la célula
ya que la mayoría de ellos se degradan ,como bien mencionamos aneriormente, por
hidrólisis para liberar su energía química utilizada en las diferentes
reacciones celulares, o se unen mediante enlaces glucosídicos C-O-C (enlaces
éster) por síntesis de deshidratación para formar disacáridos y polisacáridos.
El enlace glucosídico se forma entre el hidroxilo ( este aporta un -H ) del
carbono 1 del primer monosacárido con el -OH del carbono 2, 3 o 4 del segundo monosacárido
formando una molécula de agua; los enlaces resultantes serán alfa (a ) o beta (
ß ) según la posición del -OH en el primer azúcar.
5. Respecto de cada uno
de los siguientes disacáridos:
Sacarosa - Maltosa –
Lactosa
Responda las
siguientes preguntas:
a) Esquematice su
estructura química e indique qué tipo de unión posee.
b) ¿Es una molécula
reductora?
c) ¿Dónde se encuentra
(fuentes)?
d) ¿Cuál es su función e
importancia biológica?
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Maltosa
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Sacarosa
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Lactosa
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Estructura química y union
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Union α C1-C4
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C2 (anomerico) → doble union
anomerica:
Union lado de la glucosa (α C1-C2)
Union lado de la fructosa (β C2-C1)
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Union β C1-C4
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Molécula reductora
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Si, ya que el carbonilo de una unidad está potencialmente
libre.
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No es reductora
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Si, ya que el carbonilo de una unidad está potencialmente
libre.
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Donde se encuentra (fuentes)
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La maltosa no se encuentra libre en la naturaleza, sino
que se obtiene por hidrólisis controlada del almidón y del glicógeno.
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Azucar de mesa (caña de azucar,
caña de remolacha, etc)
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Derivados lacteos
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Función e importancia biológica
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La maltosa es soluble en agua,
ligeramente soluble en alcohol y cristaliza en finas agujas. Gira el plano de
polarización de la luz a la derecha (dextrógira). Por hidrólisis forma un
único producto: la glucosa. Al ser un azúcar de fácil digestión, la maltosa
se utiliza en alimentos infantiles y en bebidas como la leche malteada. Se
fermenta por medio de levaduras y es fundamental en la elaboración de la
cerveza.
Sobre la acción de la maltosa en el
cuerpo debemos hablar del metabolismo de glúcidos mecanismo mediante el cual
el cuerpo utiliza azúcar como fuente de energía. Los glúcidos, o hidratos de
carbono, son uno de los tres constituyentes principales del alimento y los
elementos mayoritarios en la dieta humana.
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Principal transporte de energía de
los vegetales
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Lactancia
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6. ¿Qué son los
polisacáridos y cómo están compuestos químicamente?
Son sustancias complejas constituidas por numerosas unidades de
monosacaridos, unidos entre si por enlaces glicosídicos. Algunos de ellos son
polimeros de un solo tipo de monosacaridos (homopolisacarios),
por el otro lado otros dan por hidrolisis mas de una clase de monosacaridos (heteropolisacaridos). Todos son denominados
geneticamente glicanos, de los
cuales la mayoria son compuestos amorfos, blancos, insipidos, no reductores.
Son macromoleculas y algunos de ellos son insolubles en agua. Cumplen la
función tanto de reserva energética como estructural. Según la función
biológica, los polisacáridos se clasifican en dos grupos:
1) Polisacáridos de reserva: La molécula proveedora de
energía para los seres vivos
es la glucosa, principalmente. Cuando esta no participa en el
metabolismo
energético, es almacenada en forma de un polisacárido que en
las plantas se conoce
con el nombre de almidón, mientras que en los animales se
denomina glucógeno.
2) Polisacáridos estructurales: Estos carbohidratos
participan en la formación de
estructuras orgánicas, entre los más importantes tenemos a la
celulosa que participa
en de los tejidos de sostén de los vegetales.
Su composicion quimica es:
7. ¿Qué es la celulosa,
cuál es su origen y su ubicación celular? ¿Cuál es su función
biológica? ¿Qué tipo de
unión posee?
La celulosa es un glucógeno o polisacárido
homopolisacárido de estructura lineal y es el compuesto orgánico más abundante
de la naturaleza, encontrándose en alto porcentaje en el algodón y la pulpa de
madera. Sus funciones estructurales en el reino vegetal son es la conformación
de las paredes celulares vegetal; mientras que el reino animal se les puede
agregar a su alimentación, aunque los
jugos gástricos de los seres humanos poseen de la enzima para catalizar la hidrólisis
de las uniones glucosídicas beta.
Estructura
de la celulosa.
Alimentos
con celulosa
8. Escriba un párrafo
que compare (similitudes y diferencias) el almidón y el glucógeno
según los diversos
criterios que considere pertinentes.
Las diferencias que hay entre el almidón y el glucógeno es que
el almidón es la reserva nutricional en vegetales y el glucógeno es la reserva
de los animales.
También , aunque ambos están formados por glucosa, el almidón
está compuesto por dos glucanos: la amilosa (20%) y la amilopeptina (80%);
mientras que el glucógeno tiene una estructura similar a la amilopeptina del
almidón, pero mucho más ramificada y compactada.
Otra diferencia entre ellos es que el amlidón se encuentra
presente en la naturaleza como gránulos densos insolubles en agua y el
glucógeno es soluble en agua, teniendo el soluciones acuosas aspecto
opalescente.
El almidón es el principal carbohidrato de la alimentación
humana y el glucógeno se encuentra en órgano como el hígado y los músculos.
También, mientras que, el glucógeno genera energía a través de la glucogénesis;
el almidón es degradado por las enzimas del jugo gástrico hasta dejar libres
sus unidades constituyentes, siendo solamente los monosacáridos los que pueden
ser absorbidos por la mucosa intestinal y utilizados por el organismo.
Glucanos
del almidón
9. ¿Qué es la glucemia y cuál es su importancia biológica?
Se define como glucemia a la glucosa que circula por la sangre.
En los seres humanos, los niveles de glucemia deben mantenerse en valores
relativamente estables. Cuando el nivel de la glucemia es mayor a los niveles
normales, se le denomina Hiperglucemia,
indicando diabetes, mientras que en la Hipoglucemia
la glucosa en sangre está bajo los niveles normales.
Se le llama glucemia
basal a la cantidad de glucosa que está presente en la sangre por las
mañanas, en ayunas, después del descanso nocturno, pero cuando se refiere a la
glucemia como glucemia postpandrial,
se habla de la cantidad de glucosa que puede determinarse en las sangre después
de haber comido. Los alimentos responsables de las elevaciones de la glucemia
son aquellos que contienen carbohidratos.
Los controles de los valores de la glucemia, relacionando la
basal y la postpandral, es que en última el nivel en sangre es estabilizado por
el sistema hormonal; mientras que en la primera, el hígado es el encargado de
mantener a la glucemia mediante la glucólisis y la glucogénesis,
principalmente.
La glucosa es la principal fuente de energía, y la única en
algunos tejidos como la retina, el epitelio germinativo gonadal y los
eritrocitos, conocidos como “glucodependientes”
; además de que es muy importante por sus funciones estructurales y de reserva.
Por lo que lleva a concluir que la glucemia es de mucha importancia debido a
que los cambios notables en sus valores pueden traer enfermedades que pueden
dañar los vasos sanguíneos y los nervios encargado de la sensibilidad
(hiperglucemia), que como consecuencia producen vasculopatías y neuropatías; o
coma (caso extremo de la hipoglucemia).
Hiperglucemia
http://www.med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/glucemia.htm
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