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BiologĂ­a y GeologĂ­a 1 bachillerato

Actividades resueltas


índice CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS ........................................................... 2 BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALES ............................................... 2 BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: GLÚCIDOS ...................................................................................... 8 BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: LÍPIDOS ......................................................................................... 13 BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: PROTEINAS .................................................................................. 15 BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: ÁCIDOS NUCLEICOS.................................................................. 16 LA CÉLULA ............................................................................................................................................. 22

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS 1.- ¿Qué es un ser vivo? ¿Está formado por moléculas semejantes a las de los compuestos minerales? Todos los seres vivos tienen en común una serie de características que los diferencian de los seres inanimados: - Realizan tres funciones básicas: nutrición, relación y reproducción. - Están constituidos por la misma materia, biomoléculas. - Están formados por células. Las biomoléculas inorgánicas, el agua y las sales minerales, son compuestos minerales, se encuentran tanto en seres vivos como en inertes pero las biomoléculas orgánicas son exclusivas de los seres vivos. 2.- ¿Crees que si tuviéramos en un tubo de ensayo todas las biomoléculas extraídas de un organismo vivo, se podría considerar el contenido del tubo un ser vivo? No, pues sería necesario que interaccionaran entre ellos de una forma compleja y que originaran la actividad vital.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALES

1.- Haz un esquema de la molécula de agua. ¿Por qué se dice que en teoría el agua es una molécula neutra y en la práctica no? O δ= δ+

H

104,5

H δ+

La molécula de agua es neutra porque tiene el mismo número de protones y de electrones pero en la práctica se comporta como un dipolo porque presenta una distribución asimétrica de sus electrones (comportamiento de dipolo eléctrico) (Ver actividad 3) 2.- Explica por qué la molécula de agua se considera un dipolo. Ver actividad 3

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3.- ¿Por qué decimos que el agua es una molécula polar? El agua es una molécula formada por un átomo de oxígeno formando dos enlaces covalentes (compartiendo electrones) con dos átomos de hidrógeno; al ser el oxígeno mas electronegativo que el hidrógeno atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace, la consecuencia es que el agua es una molécula polar: alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa (δ _ ), mientras que los núcleo de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan una densidad de carga positiva.(δ +), es decir se comporta como si tuviera polo + y polo -. 4.- ¿Por qué el agua es un dipolo? Señala una de sus propiedades físico-químicas e indica las funciones biológicas que le permite realizar. Ver actividad 1 y 3. Una de sus propiedades físico-químicas es su elevada fuerza de cohesión: el carácter dipolar de las moléculas de agua permite que se produzcan entre ellas uniones electrostáticas denominadas enlaces o puentes de hidrógeno que las mantienen muy unidas (fuertemente cohesionadas) formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse realiza funciones de esqueleto hidrostático en algunos animales invertebrados y permite la turgencia de las plantas 5.- Haz un esquema que indique como se disocia la molécula de agua.

2H2O

H3O+ + HO—

6.- Haz una relación de las propiedades del agua. 1.- Acción disolvente 2.- Elevada fuerza de cohesión 3.- Elevada fuerza de adhesión 4.- Gran calor específico 5.- Elevado calor de vaporización 7.- Haz un esquema en el que se vea como la molécula de agua disocia a una sal. En el agua se disuelven sales cristalizadas que son compuestos iónicos pues los iones son fuertemente atraídos por los dipolos del agua que logran debilitar los enlaces iónicos provocando que los iones abandonen la red cristalina y pasen a la disolución, donde quedan atrapados en la estructura reticular del agua recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados. 3


Esquema:

8.- ¿Cuál es la causa del poder disolvente del agua? ¿Por qué el NaCl se disuelve fácilmente? El agua es el líquido en el que más sustancias se disuelven (disolvente universal) debido a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares de agua. Las sustancias que se disuelven en agua se llaman hidrofílicas y las que no lo hacen hidrofóbicas. Ver actividad 7. 9.- Explica por qué el H2O a Tª ambiente es líquida y no es un gas, como ocurre con moléculas parecidas como el NO2, el SO2, etc. Debido al carácter dipolar de las moléculas de agua y a los enlaces o puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas (alrededor de cada molécula de agua se dispone un promedio de 3,4 moléculas de agua) permiten que se forme en el seno del agua una estructura reticular perfectamente ordenada responsable de que el agua permanezca líquida en un amplio margen de temperaturas, entre 0o y 100o, que es el estado más adecuado para los procesos biológicos. Sin este comportamiento extraño posiblemente no existiría vida sobre la Tierra. 10.-Observa detalladamente este compuesto: N-H. . . .O=C. a.- ¿Qué tipo de enlace se produce entre el hidrógeno y el oxígeno? Explícalo. b.- ¿Como actuaría sobre este enlace una elevación de temperatura? a) Enlace o puente de hidrógeno. Ver actividad 4. b) El agua presenta un gran calor específico*, puede absorber grandes cantidades de calor, que se utilizan en romper la infinidad de puentes de hidrógeno, por lo que, proporcionalmente, su temperatura solo se eleva ligeramente.

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* Se denomina calor específico a la capacidad de almacenar energía para un aumento determinado de la temperatura. 11.-Unas de las funciones del agua en los seres vivos es actuar como agente regulador de la temperatura. ¿Con qué propiedades físicas del agua relacionas esta función? Elevada fuerza de cohesión Gran calor específico Elevado calor latente de vaporización 12.- Define los siguientes términos: oligoelemento, biomolécula, plasmólisis, turgencia. Oligoelemento: Elemento químico que se encuentra en la materia viva en proporción muy baja. Biomolécula: molécula relacionada con la materia viva. Plasmólisis: Pérdida de agua por ósmosis en una célula hasta que el citoplasma se contrae. Esto ocurre cuando la célula se coloca en una solución con una concentración de solutos mayor que la de la célula. Turgencia: Dilatación de las células por entrada de agua por ósmosis. Esto ocurre cuando la célula se coloca en una solución con una concentración de solutos menor que la de la célula. 13.- Si tenemos una disolución de sulfato de cobre al 10 % (disolución A) separada por una membrana semipermeable de otra disolución de sulfato de cobre al 5% (disolución B) ¿El agua difundirá desde la solución A hasta la B o desde la B hasta la A? Razónalo. Cuando dos disoluciones acuosas de distinta concentración están separadas por una membrana semipermeable (solo deja pasar el disolvente pero no el soluto) se produce un proceso de ósmosis caracterizado por un paso de agua a través de la membrana semipermeable desde la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica) hasta que se igualan las concentraciones de ambas disoluciones (isotónicas). La disolución A es hipertónica con respecto a la B que sería hipotónica, el agua difundirá desde la B hasta la A. 14.- En tiempos pasados, cuando el ejército de un país atravesaba una nación enemiga destruía sus campos de cultivo arrojando sal común sobre ellos. Explica el fundamento biológico de esta práctica. Si se añade sal al suelo donde crecen plantas, la concentración osmótica del suelo se elevará considerablemente y excederá a la que existe en el citoplasma de las células de la raíz. Se producirá un proceso de ósmosis ya que existe una disolución acuosa hipertónica (la del suelo) separada por membranas semipermeables (membranas celulares) de disoluciones acuosas hipotónicas (las intracelulares), en esta situación en lugar de entrar agua en las células de las plantas saldrá desde estas células al exterior. Como consecuencia las plantas se secarán.

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15.- ¿Qué ocurrirá en las siguientes situaciones: a) Llevamos una planta que vive cerca del borde del mar a una zona pobre en sales. b) Llevamos una planta que vive en un suelo `pobre en sales al borde del mar. c) Nos introducen agua destilada por vía intravenosa. d) Nos introducen una disolución muy salada por vía intravenosa. En los tres casos se producirán procesos de ósmosis (Ver actividad13): a) Las células de la raíz absorberán demasiada agua pues la concentración osmótica de estas células es alta debido a su hábitat cercano al mar. b) Las células de la raíz perderán agua pues serán hipotónicas respecto al suelo. c) Los glóbulos rojos sanguíneos se hincharán y romperán como consecuencia de la entrada masiva de agua. (Ver actividad 18) d) Los glóbulos rojos perderán agua y sufrirán plasmólisis. (Ver actividad 19) 16.- Introduce en una bolsa de celofán agua, azúcar y unas hojas trituradas de espinacas. Cierra la bolsa y métela en un recipiente con agua. Pasados unos cinco minutos observa el agua de este recipiente y pruébala. Explica los resultados, sabiendo que el celofán es un material semipermeable. Al ser el celofán un material semipermeable permite el paso de agua pero no de solutos. Como en su interior existe una concentración de solutos mayor que en el exterior, el agua entrará en la bolsa y ésta se hinchará. Cuando este proceso tiene lugar en los seres vivos a través de las membranas celulares que son semipermeables se denomina ósmosis 17.- ¿Por qué se puede conservar la mermelada fuera del frigorífico si contiene frutas? ¿Con qué otro alimento, que sea crudo y perecedero, puede hacerse lo mismo? La mermelada contiene una gran cantidad de azúcar por lo que el medio en el que se encuentran las células de la fruta está muy concentrado y es mayor que el citoplasmático. Gracias a ello se produce la salida de agua, por ósmosis, desde las células. Esto permite su conservación. Este caso es semejante al de los alimentos en salazón, como el bacalao, que puede conservarse sin cocinar, gracias al proceso osmótico descrito. 18.- Explica qué ocurriría si a una persona se le inyectara en vena una solución hipotónica con el plasma sanguíneo.

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Se produciría un proceso de ósmosis. Al inyectar una solución hipotónica el plasma sanguíneo se diluye y se vuelve hipotónico con respecto a la solución citoplasmática de las células sanguíneas por lo que el agua pasa al interior de las células que se hinchan (turgencia) y llegan incluso a estallar. Solución hipotónica: Plasma sanguíneo. Solución hipertónica: Plasma intracelular de las células sanguíneas. Membrana semipermeable: Membranas celulares. 19.- ¿Qué ocurriría si se colocaran en agua marina glóbulos rojos de la sangre? Se produciría un proceso de ósmosis al quedar los glóbulos rojos en una solución hipertónica con respecto a la solución intracelular, perderían agua, se deshidratarían y morirían (plasmólisis) 20.- Si se eliminara la pared celular de un tejido vegetal por procesos enzimáticos las células quedarán con la membrana plasmática únicamente. ¿Se darán fenómenos de turgencia? ¿Qué ocurrirá con las células un tejido vegetal así tratado? Los fenómenos de turgencia se producen tanto en células animales como en vegetales, las células animales pueden llegar a estallar mientras que las vegetales, al tener pared celular, no estallan. Si por procesos enzimáticos se elimina la pared celular, las células vegetales se comportarían como las animales en caso de turgencia. 21.- ¿Por qué a un filete, y en general a toda la carne, no conviene salarla hasta que está dorada? Para evitar que la carne pierda agua por procesos de ósmosis: una vez doradas, las células y las membranas celulares se han desorganizado y ya no tiene lugar la ósmosis. 22.- Relaciona mediante flechas los siguientes elementos minerales con el papel que realizan: Hierro Flúor Fósforo Calcio Yodo

Se deposita en los huesos Componente de la molécula de hemoglobina Se localiza en dientes y huesos Necesario para el tiroides Componente de ADN

Hierro Flúor Fósforo Calcio Yodo

Se deposita en los huesos Componente de la molécula de hemoglobina Se localiza en dientes y huesos Necesario para el tiroides Componente de ADN

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BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: GLÚCIDOS 1.- ¿Cómo definirías biomolécula? Molécula que constituye la materia viva. 2.-

Todas estas moléculas son monosacáridos. a) ¿Puedes hacer alguna generalización con este tipo de moléculas? b) ¿Qué grupos funcionales se repiten en todas ellas? c) Indica cuáles de las moléculas escritas anteriormente son aldosas y cuáles cetosas? d) Si combinas ambos criterios. ¿podrías decir qué diferencia hay entre una aldopentosa y una cetopentosa? Y ¿entre una aldohexosa y una aldotetrosa? a) Son biomoléculas orgánicas: Glúcidos. Los bioelementos que las forman son C, H y O. Todas presentan en su molécula un grupo carbonilo y grupos alcohol. b) Grupo carbonilo: C=O Grupos alcohol: -CH2OH -CHOH c) Aldosas: C y D Cetosas: E d) La diferencia entre una aldopentosa y una cetopentosa es la posición del grupo carbonilo, en la aldopentosa está en el C1, es decir en forma de aldehído y en la cetopentosa en el C2, es decir en forma de cetona. La diferencia entre una aldohexosa y una aldotetrosa es el número de átomos de C: seis y cuatro respectivamente. 3.- A continuación vas observar una serie de fórmulas para ver si eres capaz de distinguir cuáles de entre ellas son monosacáridos y darles un nombre basándote en los dos criterios que ya conoces:

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1.- Monosacárido: aldotetrosa 2.- Aminoácido 3.- Monosacárido: cetopentosa 4.- Ácido graso 5.- Monosacárido: aldopentosa 6.- Monosacárido: cetohexosa 7.- Monosacárido. aldohexosa 4.- ¿Cuántos estereoisómeros son posibles en una aldohexosa? El número de estereoisómeros = 2n siendo n= al número de C asimétricos, por tanto:

No átomos de C asimétricos = 4 en una aldohexosa No de estreoisómeros= 24 = 16

5.- ¿Todos los monosacáridos pueden ciclarse? ¿Cuáles? Pon un ejemplo de una pentosa. Se pueden ciclar los monosacáridos aldopentosas y hexosas. Ejemplo de una pentosa: β- D-ribofuranosa

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6.-Explica cómo se forma el disacárido formado por dos moléculas de glucosa y qué nombre recibe. El disacárido se denomina maltosa y resulta de la unión de dos moléculas de αD-glucopiranosa por enlace glucosídico α (1 4)

7.- ¿Qué tienen en común las fórmulas cíclicas de la α-D-ribosa y la α-D-fructosa? La α-D- ribosa es un monosacárido aldopentosa y la α-D-fructosa es una cetohexosa y las dos moléculas forman un anillo de furano al ciclarse. 8.- Pon las fórmulas lineales y cíclicas de la glucosa. Indica en cada una de ellas el número de estereoisómeros que tienen y cómo se llaman. La forma lineal presenta 4 carbonos asimétricos, por tanto nº de estreoisómeros= 2n = 24 = 16. La forma cíclica posee un carbono asimétrico más (el carbono anomérico) por tanto no de estreoisómeros= 25 =32 9.- Escribe las fórmulas lineales (según la proyección de Fisher) de los enantiómeros de la fructosa y de un epímero de la serie D. D-fructosa

L-fructosa

Epímero

D-fructosa es enantiómero con la L- fructosa , se diferencian en la configuración de todos los carbonos asimétricos. La D-fructosa y un epímero se diferencian en la configuración de sólo un carbono asimétrico.

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10.- Define los siguientes conceptos: Enlace glucosídico Carbono anomérico Enlace glucosídico: Enlace químico entre monosacáridos para formar disacáridos y polisacáridos.

Carbono anomérico: Nuevo carbono asimétrico que se forma a partir del grupo carbonilo en la ciclación de monosacáridos. 11.- La siguiente figura representa una molécula orgánica:

a) Identifícala y encuádrala en el grupo de principios inmediatos que conoces. b) ¿Qué es un carbono asimétrico? ¿posee alguno esta molécula? Si así fuera , di cuál de ellos. c) Enumera tres compuestos de los que forma parte esta molécula y encuádralos dentro de la clasificación de los hidratos de carbono. a) Glucosa. Monosacárido de seis átomos de carbono con función aldehído – aldohexosa. b) Un carbono asimétrico es el que tiene las cuatro valencias unidas a grupos distintos. La glucosa en forma cíclica posee 5 carbonos asimétricos que son el C1 ( carbono anomérico), C2, C3, C4 y el C5. c) Maltosa. Disacárido Almidón. Polisacárido Glucógeno. Polisacárido 12.- Construye un disacárido, di el enlace que se forma y su posible comportamiento con el reactivo de Fheling. Ver actividad 10. El enlace se denomina glucosídico. Los disacáridos dan positiva la reacción de Fheling si tienen carbono anomérico libre, es decir si en el enlace glucosídico no participan los dos C anoméricos de los monosacáridos. 11


13.- ¿A qué tipo de molécula corresponde la sacarosa? ¿La tomas habitualmente en estado puro? ¿Cuándo? Biomolécula orgánica: glúcido disacárido formado por una molécula de α-Dglucosa y β-D-fructosa unidas por enlace glucosídico (1 2), es decir no tiene poder reductor, no daría positiva la reacción de Fehling ya que en el enlace intervienen los dos carbonos anoméricos, no tiene carbono anomérico libre. Azúcar de la caña de azúcar y remolacha azucarera, se toma habitualmente como azúcar de mesa. 14.- ¿Qué diferencias existen entre los polisacáridos y los monosacáridos? Los polisacáridos son glúcidos más grandes y complejos que los monosacáridos. Elevado peso molecular (macromoléculas). Resultan de la polimerización de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. No pueden ser utilizados directamente por las células en su metabolismo, sino que deben ser escindidos en monosacáridos 15.- Indica las diferencias y semejanzas entre: -La celulosa y el almidón -La celulosa y la quitina -El almidón y el glucógeno Celulosa y almidón: Semejanzas: Homopolisacáridos de origen vegetal formados por moléculas de glucosa. Diferencias: La celulosa es un homopolisacárido formado por moléculas de β-Dglucosa unidas por enlace glucosídico β (1 4) no ramificado y función estructural formando la pared celular de las células vegetales. El almidón es un homopolisacárido formado por moléculas de α-D-glucosa unidas por enlace glucosídico α (1 4) y ramificaciones en enlace α (1 6) enrollado en forma de hélice, función de reserva energética. La celulosa y la quitina: Semejanzas: Homopolisacáridos con función estructural Diferencias: La celulosa es un homopolisacárido formado por moléculas de β-Dglucosa unidas por enlace glucosídico β (1 4) no ramificado, origen vegetal. La quitina es un homopolisacárido formado por un derivado de la glucosa, origen animal. El almidón y el glucógeno: Semejanzas: Homopolisacáridos con función de reserva energética formados por moléculas de α-D-glucosa unidas por enlace glucosídico α (1 4) y ramificaciones en enlace α (1 6). Diferencias: El almidón es de origen vegetal y el glucógeno de origen animal y mucho más ramificado.

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BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: LÍPIDOS

1.- Dibuja la fórmula del ácido graso cuya fórmula es 20:4w6. ¿Qué configuración adopta en el espacio? ¿A qué se debe? CH3 – (CH2 )4 - ( CH = CH – CH2 )4 – (CH2 )2 – COOH Es un ácido graso insaturado que presenta 4 dobles enlaces por tanto, en el espacio adoptan una forma doblada, no recta, en la zona donde están los dobles enlaces. 2.- ¿Qué relación existe entre el punto de fusión de los ácidos grasos y de las grasas con el tamaño de sus cadenas y la presencia de insaturaciones? El punto de fusión de los ácidos grasos y de los lípidos saponificables derivados de ellos es menor en los ácidos grasos de cadena corta y en los que presentan mayor grado de insaturaciones (dobles enlaces). 3.-Si reacciona un ácido graso con un alcohol ¿qué se forma? ¿Qué función tiene este compuesto? La reacción de un ácido graso y de un alcohol es una reacción de esterificación y da lugar a un éster. Son ésteres por ejemplo las grasas cuya función en los seres vivos es de reserva energética. 4.-¿Qué quiere decir que una molécula tiene carácter anfipático?. Explícalo con un ejemplo. Que tiene una parte de su molécula soluble en agua (hidrófila) y otra soluble en disolventes orgánicos (lipófila) o insoluble en agua (hidrófoba). Ejemplo de moléculas anfipática son los ácidos grasos: la cadena hidrocarbonada es hidrófoba y el grupo carboxilo es hidrófilo. 5-. ¿Por qué han sido seleccionadas las grasas a lo largo de la evolución como principal reserva de energía? Las grasas son sustancias de reserva energética que se almacenan en las vacuolas de las células vegetales (sobre todo en los frutos y semillas de plantas oleaginosas) y en los adipocitos del tejido adiposo de los animales. Se han seleccionado a lo largo de la evolución como principal reserva energética frente a los glúcidos como el almidón y el glucógeno porque cada gramo de grasa proporciona unas 9 Kcal, más del doble de la suministrada por un gramo de glúcidos (4 Kcal) y además las grasas se almacenan de forma anhidra (sin agua) lo que supone un ahorro de peso y volumen, es decir, las grasas permiten almacenar la máxima cantidad de energía y ocupar el mínimo espacio.

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6.-. ¿Cómo se forman las bicapas lipídicas constituyentes de las membranas? ¿Qué clases de lípidos participan en su estructura? Las membranas celulares se forman por el ensamblaje de las moléculas de fosfolípidos en forma de bicapa debido a su carácter anfipático. Además de fosfolípidos intervienen esfingoglucolípidos y colesterol. 7.-. Los jabones son moléculas derivadas de los ácidos grasos, que se forman mediante la llamada «reacción de saponificación». Explica en qué consiste dicha reacción. ¿Cuál es el fundamento por el cual utilizamos los jabones para eliminar las partículas de suciedad y grasa? Consiste en la reacción de los ácidos grasos con una base (hidróxido) para dar lugar a jabones (sales de ácidos grasos) más agua. Los jabones son moléculas anfipáticas por lo que con su parte hidrófila se unen al agua y con su parte lipófila a la grasa de esta manera el agua arrastra a la grasa. 8.-. Escribe la fórmula de un triglicérido sólido y uno líquido a temperatura ambiente. Explica a qué se deben sus diferentes puntos de fusión. Un triglicérido sólido será el que tenga ácidos grasos de cadena muy larga y sin insaturaciones , es decir, con un punto de fusión alto y uno lìquido lo contrario. Ver actividad 2 y 9. 9.- Dada la fórmula siguiente:

a) b) c) d)

¿De qué tipo de molécula se trata? ¿Qué tipo de enlace es el que está señalado con la flecha? Indica las propiedades de solubilidad de esta molécula. ¿Qué función realiza en los organismos vivos? a) Triacilglicérido o grasa b) Enlace éster. La reacción de formación de las grasas se denomina esterificación c) La solubilidad de pende del tamaño de las cadenas de ácidos grasos que la forman y del grado de insaturaciones. Ver actividad 2. d) Reserva energética.

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BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: PROTEINAS 1.- Explica cómo se forma el enlace peptídico y pon un ejemplo concreto.

Los enlaces peptídicos se establecen entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del aminoácido siguiente, con pérdida de una molécula de agua 2.- ¿Qué es la estructura secundaria de las proteínas? ¿Cómo se mantiene estable? Es uno de los cuatro niveles de organización estructural de las proteínas, se forma por el plegamiento de la cadena de aminoácidos en estructura primaria. Hay dos tipos de estructura secundaria: α- hélice y β- lámina plegada. Las interacciones entre las diferentes regiones de la cadena se producen por puentes de hidrógeno en un número suficiente para aportar estabilidad a la estructura. 3.- ¿Cómo es la estructura cuaternaria de la "hemoglobina" y cómo se mantiene estable? La hemoglobina es una proteína que presenta estructura cuaternaria formada por cuatro subunidades asociadas (dos α y dos β ) que a su vez presenta estructura terciaria globular. Cada una de estas subunidades se denomina protómero. Esta proteína se localiza en los eritrocitos y su función es el transporte de oxígeno. 4.-Indica las principales funciones de las proteínas y pon ejemplos. Función estructural: proteínas de membranas Función hormonal: Insulina Función transportadora: Transporte de ox Función defensiva: Inmunoglobulinas Función contráctil: Actina y miosina Función enzimática: Enzimas

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BIOMOLÉCULA ORGÁNICAS: ÁCIDOS NUCLEICOS 1.- Indica si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas: a) A/T= 1. B) G/T = 1. c) A+T = G+C. d) A+T/G+C = 1. a) Verdadera b) Verdadera c) Falsa d) Falsa 2.- Indica cuál de estas secuencias es incorrecta para un ADN: a) .. ATTCGGTCCATCG ... b) .. GCTAAACGTAAA ... .. CGATTTGCATTT ... c) .. AGGTCUTTCGGAA ... .. TCCAGAAAGCCTT ... a) Incorrecta, la molécula de ADN es una doble cadena de nucleótidos. b) Correcta. c) Incorrecta, el ADN no presenta la base nitrogenada uracilo. 3.- ¿Qué diferencia hay entre nucleósido y nucleótido? Se denomina nucleósido a la molécula que resulta de la unión entre la pentosa y una base nitrogenada mientras que el nucleótido resulta de la unión de un nucleósido con una molécula de ácido fosfórico. 4.- ¿En qué se basa el modelo de Watson y Crick de la doble hélice del ADN y cuáles son sus características? La molécula de ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos enfrentadas por sus bases nitrogenadas y unidas entre sí por puentes de hidrógeno, las cadenas de nucleótidos son antiparalelas, es decir, una se encuentra en dirección opuesta a la otra y la secuencia de bases son complementarias 5.- ¿Qué se entiende por «dogma central de la Biología Molecular»? Transcripción ADN

Traducción ARNm

Secuencia de αα

Replicación o Autoduplicación

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6.- Diferencias entre el ADN y el ARN: a) De composición. b) Estructurales. c) Funcionales. d) De localización. a) En la composición de los nucleótidos del ADN interviene como pentosa la desoxiribosa y entre las bases nitrogenadas la timina, nunca interviene el uracilo. En el caso del ARN, como pentosa interviene la ribosa y entre la bases nitrogenadas el uracilo, nunca interviene la timina. b) En cuanto a la estructura, el ADN es una molécula doble formada por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas y complementarias unidas por las bases nitrogenadas por puentes de hidrógeno de forma que la timina se une con la timina (y viceversa) y la guanina con la citosina (y viceversa), además está enrollada en doble hélice. El ARN es una molécula formada por una cadena de nucleótidos y no presenta enrollamiento en doble hélice. c) El ADN contiene y transmite la información genética. El ARN copia y traduce esta información en el proceso de síntesis de proteínas. d) El ADN en el núcleo celular, mitocondrias y cloroplastos y el ARN tanto en el núcleo como en el citoplasma celular. 7.- Describe la estructura general de los nucleótidos. Ver pregunta 8 8.- Con respecto a la fórmula adjunta, contesta:

a) b) c) d)

¿De qué tipo de molécula se trata? ¿Cuáles son sus unidades estructurales? ¿De qué macromolécula forma parte? ¿En qué orgánulos celulares se localiza dicha macromolécula? a) Nucleótido de ADN ( está formado por desoxiribosa) b) Base nitrogenada, una pentosa – desoxiribosa- y ácido fosfórico. c) ADN

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d) En el núcleo celular formando la cromatina y cromosomas y en el citoplasma en mitocondrias y cloroplastos. 9.- Observa la molécula en forma de escalera de cuerda representada a continuación, reconoce a que base nitrogenada corresponde cada símbolo y rellena con letras los peldaños de la escalera. ¿Cuáles son las bases complementarias?

A----T C----G T-----A G-----C G-----C 10.- ¿Cuál es la base de la transcripción genética? ¿Y de la traducción? Cadena de nucleótidos del ADN que se utiliza como modelo para obtener una cadena complementaria de ARNm Cadena de nucleótidos de ARNm que determina la secuencia de aminácidos de la cadena polipeptídica. 11.- ¿Qué secuencia de bases tendrá el ARNm formado a partir de la siguiente hebra de ADN? A A T C G G A A T T T C GG A T C G ¿Cuántos codones poseerá?

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En los tripletes de bases reside el orden de colocación de los aminoácidos de una futura proteína; con ayuda, del código genético, determina qué secuencia de aminoácidos tendrá ese polipéptido. ¿Cuántos ARNt serán necesarios en la biosíntesis de ese polipéptido? ¿Qué anticodones deberá poseer? ARNm

UUAGCCUUAAAGCCUAGC

6 codones* : UUA GCC UUA AAG CCU AGC

αα” :

Leu

Ala

Leu

Lis

Pro

Ser

Serán necesarios 6 ARNt Anticodones*: AAU CGG AAU UUC GGA UCG Codones o tripletes: secuencias de tres bases del ARNm que codifican los aminoácidos. Anticodones: Secuencias de tres bases del ARNt complementarias de los codones. 12.- Dada la siguiente secuencia de bases de la cadena de ADN que sirve de molde al ARNm T A C C G A TTT G G G A T C A A A A C A A escribe, consultando e! código genético, qué secuencia de aminoácidos tendrá la cadena polipeptídica que se forme. ARNm

AUG GCU AAA CCC UAG UUU UGU

Secuencia de αα: Met – Ala – Lis – Pro (El codón UAG es un codón de terminación no codifica ningún aminoácido) 13.- ¿Qué molécula resulta más estable químicamente, la de ADN o la de ARN?. ¿ A qué se debe esta estabilidad? La de ADN, es una molécula con dos cadenas de nucleótidos unidas, enrollada en hélice, presenta mayor número de enlaces que estabilizan la molécula y su estructura. 14.- Define qué es un nucleótido, escribiendo la fórmula de uno cualquiera que justifique tal definición. Moléculas que forman los ácidos nucleicos, son a su vez moléculas complejas que resultan de la unión de una molécula de ácido fosfórico, una pentosa y una base nitrogenada. Ver actividad 8

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15.- ¿Qué nucleótidos forman el ADN y cuáles el ARN? El ADN está formado por cuatro tipos de nucleótidos que se diferencian en la base nitrogenada (A, G, C o T). El ARN está formado por cuatro tipos de nucleótidos que se diferencian en la base nitrogenada (A, G, C o U). 16.- ¿Qué quiere decir que las dos cadenas que forman el ADN son complementarias? ¿Qué relación hay entre este hecho y las llamadas reglas de Chargaff? Que existe una correspondencia entre las bases de ambas cadenas de tal forma que la A solo puede estar enfrente de la T (y viceversa) y la C enfrente de la G (y viceversa). Chargaff , en la década de 1950, demostró que, salvo en casos muy excepcionales, todos los ADN tienen el mismo número de Adeninas y de Timinas y tantas Citosinas como Guaninas. Ver actividad 1 17.- Indica las diferencias de función y localización que encuentras entre los tipos más importantes de ARN? ARNm (ARN mensajero) contiene la información para la síntesis de una proteína determinada, copia el mensaje genético del ADN y lo lleva a los ribosomas. Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma de la célula. ARNr (ARN ribosómico) forman los ribosomas y se función es traducir el mensaje genético del ARNm durante el proceso de síntesis de proteínas. Se encuentra en el citoplasma celular. ARNt (ARN transferente) encargados del transporte de los aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de proteínas. 18.- Compara los fosfatos, azúcares y bases del ADN y del ARN. Los fosfatos son iguales. Los aúcares son pentosas, en el ADN la desoxiribosa y en el ARN la ribosa. Las bases del ADN son adenina, guanina, timina y citosina y en el ARN adenina, guanina, uracilo y citosina. 19.- Compara la apariencia general de la molécula de ADN y la de ARNm. La molécula de ADN presenta una doble cadena de nucleótidos unidas por las bases nitrogenadas y enrolladas en doble hélice. El ARNm es una cadena de nucleótidos extendida. 20.- ¿Cuál es el producto de la etapa de transcripción? ARNm

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21.- ¿Cuál es el producto de la etapa de traducción? Secuencia de aminoácidos (Cadena polipeptídica, proteína). 22.- Si el código de un triplete de ADN es TAC, ¿cuál será el código complementario de ARNm? AUG 23.- Los codones de ARNm AUG, GGU, CAG, ¿qué tres anticodones de ARNt unirán? UAC

CCA

GUC

24.- ¿Cuál es el origen de aminoácidos libres en el citoplasma? La digestión de los alimentos. 25.- Si en el análisis del ADN de un gen aparece un 20% de bases de adenina, ¿cuál sería el porcentaje de timina? ¿y de citosina? ¿y de guanina?y de uracilo? 20% __________________ A = T = U 30% __________________ C = G 26.- Ordena de menor a mayor tamaño: gen, célula, cromosoma, átomo, núcleo, subunidad base, nucleótidos. Átomo, subunidad base, nucleótidos, gen, cromosoma, núcleo, célula. 27.- ¿Cuáles son los dos grandes usos de la proteína en un organismo? Estructural y enzimática. 28.- ¿Cuál podría ser el efecto de una mutación de ADN en la cual un código triplete como CAC pasa a ser CTC? CAC

CTC

ARNm

GUG

GAG

αα

Val (valina)

Glu (Ácido glutámico)

La mutación ha producido un cambio de adenina por timina de forma que en el proceso de traducción de la proteína en lugar del aminoácido valina iría el ácido glutámico lo que podría dar lugar a que la proteína pierda su función biológica o bien que sea una proteína distinta.

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LA CÉLULA 1.- Célula procariótica: Membrana plasmática

Mesosomas

Pared celular Flagelo

Inclusiones

Ribosomas

Cromosoma

Pon nombre a los orgánulos que identifiques. 2.- Célula eucariótica heterótrofa: Pon nombre a todos los orgánulos que estén representados en la figura. Ribosoma Vacuola Retículo endoplasmático rugoso

Centrosoma Membrana citoplasmática Retículo endoplasmático liso Lisosoma Nucleolo Cromatina

Mitocondria Membrana nuclear Aparato de Golgi

Flagelo

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3.- Célula eucariótica autótrofa: Pon nombre a todos los orgánulos que estén representados en la figura. Pared celular

Membrana citoplasmática Ribosomas

Vacuola Cloroplasto

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático liso

Cromatina

Poro Aparato de Golgi

Nucleolo

Membrana nuclear

Mitocondrias

4.-Señala las semejanzas y diferencias entre las células procariotas y eucariotas. Ver actividades 1, 2, 3. Diferencias: Las células procarióticas son más antiguas, actualmente se encuadran en el reino Moneras que incluye bacterias y cianobacterias y más pequeñas, carecen de núcleo y de cualquier compartimento interno limitado por membrana. En las células eucariotas el material genético se localiza en un núcleo verdadero que está separado del citoplasma por una doble membrana y presentan compartimentos celulares (orgánulos) diferentes que permiten la separación de procesos metabólicos incompatibles entre sí. 5.- Enumera las semejanzas y diferencias entre las células animales y las vegetales. Realiza un esquema de ambas indicando sus componentes. Ver actividad 2 y 3 Semejanzas: Son células eucariotas, por lo tanto presentan las características generales tanto morfológicas como fisiológicas de dichas células, es decir, el material genético se

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localiza en un núcleo verdadero que está separado del citoplasma por una doble membrana y presentan compartimentos celulares diferentes que permiten la separación de procesos metabólicos incompatibles entre sí. Diferencias: En cuanto a la envoltura celular, la célula vegetal además de la membrana citoplasmática presenta una pared celular de celulosa, exterior a ella. En cuanto al citoplasma, la célula vegetal presenta plastos (cloroplastos donde tiene lugar la fotosíntesis) y un sistema vacuolar más desarrollado formado en muchos casos por una gran vacuola que ocupa la mayor parte del citoplasma. No presenta centriolos ni cilios y flagelos. En cuanto al núcleo la única diferencia puede ser que en las células vegetales suele estar desplazado hacia la membrana debido al empuje de las grandes vacuolas. 6.-Define que se entiende por "unidad de membrana" o "membrana unitaria" y enumera los componentes que resultarían de su análisis químico. La estructura básica de todas las membranas celulares, incluidas la membrana plasmática y las membranas internas de las células eucarióticas, formada por una bicapa lipídica, proteínas irregularmente distribuidas a un lado u otro de la bicapa o inmersas en ella y glúcidos en su cara externa (Glucocálix). 7.-Enumera las funciones de la membrana plasmática. - Señala los límites de la célula - Regula el intercambio de sustancias entre la célula el exterior (controla la entrada y salida de materiales) 8.-Poseen membranas celulares y paredes celulares todas las células? Razónalo. Todas las células (procariótica, eucariótica animal y eucariótica vegetal) presentan membranas celulares incluidas la membrana plasmática y las membranas internas de las células eucarióticas. Paredes celulares las presentan la procariótica y la eucariótica vegetal aunque con estructura y composición distinta. 9.- Relaciona los términos: cilios, flagelos y centríolos? En qué función biológica están implicados? Los cilios y flagelos son orgánulos relacionados con el movimiento celular y en su estructura se diferencia un cuerpo basal cuya estructura es igual a la de los centriolos. 10.-Indica los procesos bioquímicos o fisiológicos con los que están relacionados los siguientes orgánulos. - Ribosomas - Lisosomas - Retículo endoplasmático liso - Aparato de Golgi -

Síntesis de proteínas Digestión celular

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-

Síntesis y almacenamiento de lípidos Secreción celular

11.- Señala las semejanzas y diferencias entre mitocondrias y cloroplastos. Semejanzas: Orgánulos citoplasmáticos rodeados de doble membrana, presentan en su interior ADN, ARN y proteínas, por tanto pueden sintetizar sus propias proteínas. Diferencias: Aparte de la estructura general diferente (ver estructura de mitocondrias y cloroplastos), en las mitocondrias tiene lugar la respiración celular y se encuentran en todas las células eucarióticas mientras que en los cloroplastos tiene lugar la fotosíntesis y se encuentran solamente en células vegetales. 12.- Describe mediante un esquema la estructura de la cromatina. Haz otro esquema de un cromosoma metafásico señalando sus constituyentes. ¿Cuáles son las principales diferencias entre la cromatina interfásica y el cromosoma metafásico?

Brazo

Centrómero

Brazo

Cromátida

Cromátida

La cromatina corresponde al ADN y proteínas que se encuentran en el núcleo de las células eucariotas formando una estructura fibrilar extendida y enmarañada cuando la célula está en periodo de interfase. Cuando la célula está en periodo de división esta cromatina se condensa y espiraliza y se hacen visibles los cromosomas. 13.-La "A" es una lámina que separa los medios intracelular del extracelular. Químicamente está constituida por una bicapa de "B" donde se incrustan las "C". Esta lámina posee unas terminaciones glucídicas hacia el exterior, que forman el "D". En las células vegetales, además de la lámina anteriormente citada, hay una envoltura gruesa, la "E", formada, principalmente por "F". A = Membrana citoplasmática B = Lípidos C = Proteínas D = Glucocálix E = Pared celular F = Celulosa

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14.-Los "A" son unos orgánulos celulares formados por proteínas y "C". Los orgánulos en cuestión se encuentran libres en el "E" o unidos a la membrana externa del "F" que, en este caso, recibe el nombre de "G". A = Ribosomas C = ARN E = Citoplasma (Hialoplasma o citosol). F = Retículo endoplasmático G = R E rugoso 15.-Responde "verdadero" o "falso" a las siguientes afirmaciones y si es falso explica por qué: a) Los ribosomas están formados por ADN, ARN y proteínas. b) El retículo endoplásmático siempre tiene adosados ribosomas a su membrana externa. c) Las vesículas ó cisternas de Golgi contienen proteínas que provienen del retículo endoplásmico. a) Falso. Los ribosomas están formados por ARN y proteínas. b) Falso. Sólo presenta ribosomas el retículo endoplasmático rugoso. c) Verdadero 16.-De las estructuras y orgánulos que se citan a continuación hay uno que no lo poseen las células vegetales y otro del que carecen las animales. ¿Cuáles son?: ribosomas, mitocondrias, centriolos, retículo endoplásmático liso, lisosoma, pared celular y nucleolo. No lo poseen las células vegetales: centriolos No lo poseen las células animales: pared celular 17.-Identifica los errores del siguiente texto: .... muchas células animales y algunas vegetales poseen un sistema de membranas que se denomina retículo endoplasmático, del que hay dos tipos: a) el rugoso, con ribosomas en su interior y b) el liso, que carece de ribosomas... El retículo endoplasmático lo poseen todas las células vegetales y el retículo enoplasmático rugoso posee ribosomas pegados en el exterior de la membrana. 18.-Hay unos orgánulos que no se localizan en todas las células eucariotas y que poseen, en su interior, pequeños acúmulos de una sustancia cuya presencia se detecta fácilmente con lugol. Además poseen moléculas que tienen la capacidad de autorreplicarse (autoduplicarse) y otras de color verde, de cuya estructura forma parte el Mg. a) ¿Cuál es la sustancia que se detecta con lugol? b) ¿Cuáles son las restantes moléculas a las que se refiere el texto? c) ¿De qué orgánulos se trata? a) Almidón. Polisacárido. b) ADN (capacidad de autoduplicarse) y clorofila (color verde). c) Cloroplastos y amiloplastos.

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19.- ¿En qué se diferencian las células de un insecto y las de una ballena, en su tamaño o en su número? La diferencia de tamaño de los organismos no tiene relación con el tamaño de sus células, sino con su número. 20.- ¿Tiene algún significado el hecho de que todas las células presenten unas características estructurales y funcionales comunes? La uniformidad estructural y funcional de las células sugiere que todas derivan de una única célula inicial, es decir, que todas tiene un mismo origen evolutivo. 21.- ¿Por qué es importante que la membrana no se altere? ¿Qué ocurriría si sufriera alguna alteración? La membrana celular es el paso obligado de todas las moléculas que entran y salen de la célula. Si existe alguna alteración puede perder la capacidad selectiva de captación de sustancias y con ello se producen grandes cambios en la actividad celular. Además la membrana es la estructura con la que se establecen contactos y relaciones con las células vecinas y sus alteraciones ocasiona importantes modificaciones en el comportamiento celular. 22.- ¿Qué célula se considera más perfecta, la procariota o la eucariota? ¿Por qué? La célula eucariota se considera más perfecta que la procariota por: - Existen orgánulos citoplasmáticos que permiten una compartimentación de las funciones celulares con una mayor eficacia. - El material genético está protegido en el interior del núcleo.

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Actividades resueltas 1º Bachillerato 1ª EV