SOLUCIONARIO
GUÍA
TÉCNICO PROFESIONAL
Biomoléculas orgánicas:
carbohidratos y lípidos
SGUICCO002TC31-A17V1
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Conceptos de Biología y niveles de organización
Ítem Alternativa Habilidad 1. D Reconocimiento 2. E Reconocimiento 3. B Reconocimiento 4. E Comprensión 5. B ASE 6. E Reconocimiento 7. A Aplicación 8. B Reconocimiento 9. E Comprensión 10. C ASE 11. A ASE 12. B Aplicación 13. E ASE 14. E Reconocimiento 15. D ASE 16. D Comprensión 17. B Comprensión 18. B ASE 19.
E
ASE 20. B ASEÍtem Alternativa Defensa
1. D En términos de masa, el oxígeno es el elemento más abundante en la materia viva, representando un 65%. Esto no es extraño si pensamos que entre el 65% y el 90% de la masa de las células corresponde a agua, que a su vez está compuesta en un 89% por oxígeno.
Le siguen el carbono (18%), hidrógeno (10%) y nitrógeno (3%). El flúor solo se presenta en trazas.
2. E Las biomoléculas orgánicas se caracterizan por poseer un esqueleto molecular de átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno y a veces a oxígeno, nitrógeno, fósforo, entre otros elementos.
Los hidratos de carbono son moléculas formadas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, por lo que son orgánicas. Agua, nitratos, fosfatos, sales minerales son moléculas inorgánicas porque no presentan carbono. En el caso del dióxido de carbono, a pesar de contener este elemento, se considera una molécula inorgánica, puesto que no está unido a hidrógeno como es característico en los compuestos orgánicos.
3. B Los triglicéridos son lípidos, formados por ácidos grasos y glicerol, que constituyen la principal reserva energética a largo plazo en animales, además de funcionar como aislantes térmicos. No forman parte de la membrana plasmática, cuyo componente lipídico en células animales son fosfolípidos y colesterol (alternativa A incorrecta).
El almidón es un polisacárido formado por unidades de glucosa, que actúa como molécula de reserva energética en vegetales (alternativa B correcta).
Los ácidos grasos son lípidos que se utilizan como fuente secundaria de energía y que pueden ser almacenados en forma de triglicéridos en el tejido adiposo (alternativa C incorrecta). La quitina es un polisacárido que se encuentra en hongos e insectos, estructurando la pared celular de los primeros y el exoesqueleto de los segundos. La pared celular vegetal está formada principalmente por celulosa (alternativa D incorrecta). El glucógeno es un polisacárido que se almacena en tejidos animales como molécula de reserva energética (alternativa E incorrecta).
4. E Por las propiedades que presenta, el agua es el medio más adecuado para que ocurran las reacciones bioquímicas que constituyen el metabolismo.
Una de las propiedades de esta sustancia es su elevado calor específico, es decir, se requiere una gran cantidad de energía para elevar su temperatura. Esto, junto a su alto calor de vaporización (se necesita mucha energía para evaporar el agua), hacen que sea un excelente termorregulador, por ser capaz de absorber grandes cantidades de calor sin cambiar mucho su temperatura o cambiar de estado fácilmente.
Otra propiedad del agua es su carácter de solvente universal, ya que puede disolver una gran cantidad de sustancias. De esta forma, permite la circulación de un gran número de ellas a través del organismo.
5. B La opción I es incorrecta porque, aunque el carbono es un elemento fundamental en los seres vivos y forma parte de todos los compuestos orgánicos, la tabla muestra que en cuanto a abundancia ocupa el segundo lugar. Además no es correcto decir que sea el elemento “más” importante, ya que los otros elementos que forman parte de las biomoléculas orgánicas e inorgánicas son también indispensables para los seres vivos, por ejemplo, el oxígeno y el hidrógeno que forman parte del agua.
La opción II es correcta porque en la tabla se puede observar que el oxígeno es el elemento más abundante tanto en la corteza terrestre (factores abióticos) como en los seres vivos (factores bióticos).
Es cierto que la gran abundancia del oxígeno se puede asociar a que forma parte del agua (89% en masa) y este compuesto a su vez constituye entre 65% y 90% de la masa de los seres vivos y cubre un 71% de la corteza terrestre. Sin embargo, no podemos afirmar esto solo a partir de los datos de la tabla, porque en ella solo aparecen los elementos y no se indica de qué compuestos forman parte. Por lo tanto, la opción III es incorrecta.
6. E El glucagón y la insulina son hormonas de origen proteico liberadas por el páncreas para regular los niveles de glucosa en la sangre. La oxitocina es una hormona hipotalámica de origen proteico que produce contracción de la musculatura a nivel del útero y los alveolos mamarios. La somatotrofina es la hormona del crecimiento, liberada por la adenohipófisis y también de origen proteico. La testosterona es una hormona de origen lipídico derivada del colesterol.
7. A La lactosa y la sacarosa son disacáridos. Mediante su hidrólisis, se obtienen los monosacáridos que los componen. La lactosa está formada por glucosa y galactosa y la sacarosa por glucosa y fructosa. A partir de la hidrólisis de dos moléculas de lactosa, se obtienen 2 moléculas de glucosa y 2 de galactosa. Y los productos de la hidrólisis de una molécula de sacarosa corresponden a 1 molécula de glucosa y 1 de fructosa. Por lo tanto, en conjunto se obtendrán 3 moléculas de glucosa, 2 de galactosa y 1 de fructosa.
8. B Las sustancias que están encargadas de proporcionar energía son de distinta naturaleza. Los carbohidratos son una de ellas, siendo su principal función la de proporcionar energía a corto plazo o inmediata. Así, los carbohidratos constituyen una fuente primaria de energía y cuando se agotan se recurre a fuentes secundarias como grasas y proteínas. En el caso de las grasas, estas tienden a acumularse en tejidos de reserva (energía a largo plazo), actuando también como aislante térmico. La función de reparación de tejidos es asociada a las proteínas, y la de crecimiento es generalizada, participan diferentes nutrientes. 9. E A pesar de que la celulosa, el glucógeno y el almidón, son todos
polímeros de glucosa, el enlace involucrado es distinto. Los enlaces que unen a las moléculas de glucosa en la celulosa son de tipo β(14), lo cual modifica las propiedades de esta molécula con respecto a los otros polímeros de glucosa. La conformación de este enlace estabiliza la estructura de las glucosas, haciendo
que la molécula sea más rígida comparada con la molécula de almidón, que se forma mediante enlaces α. Esto hace que la celulosa sea ideal para la función estructural de las plantas. Las moléculas de celulosa se disponen en fibras paralelas, entre las cuales se forma una gran cantidad de enlaces (puentes de hidrógeno), haciendo que la molécula sea rígida e insoluble.
Ningún animal posee una enzima que pueda romper los enlaces de la celulosa, por lo que no pueden digerirla directamente para obtener glucosa. Algunos animales como vacas, caballos y termitas poseen bacterias simbiontes en sus tractos digestivos, que sí pueden degradarla y/o hidrolizarla, permitiendo al animal usar la celulosa como fuente de energía. No es el caso del ser humano, en el que cumple la función de facilitar el tránsito intestinal, pero que no puede utilizarla como fuente de energía. 10. C Según el número de átomos de carbono, los monosacáridos se
denominan triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C) y hexosas (6C). Según el grupo funcional, existen cetosas (grupo cetona), que tienen un grupo carbonilo (C=O) no terminal y aldosas (grupo aldehído), que tienen este grupo en el extremo de la cadena carbonada (CHO). Combinando ambos criterios, la clasificación correcta de las moléculas de la pregunta sería la siguiente:
Molécula Clasificación Ribulosa Cetopentosa Gliceraldehído Aldotriosa Fructosa Cetohexosa Ribosa Aldopentosa Dihidroxiacetona Cetotriosa
Por lo tanto, la alternativa correcta es la C.
11. A El almidón corresponde a un polisacárido, el cual para acelerar su degradación, requiere la presencia de una enzima específica (amilasa). El gráfico muestra las variables almidón versus tiempo; a medida que pasa el tiempo, se va degradando el almidón, por lo tanto disminuye.
12. B Como ya se ha visto, la unión de dos monosacáridos para formar un disacárido se lleva a cabo mediante el proceso de condensación, que tiene como resultado además la liberación de una molécula de agua. Por lo tanto, se pierden dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno, de manera que la fórmula molecular del disacárido resultante es C12H22O11 (y no C12H24O12).
13. E La figura representa una hoja de una planta, en la que se amplía un grupo de células y en una de ellas, se destaca la pared celular, con las respectivas microfibrillas y las moléculas que las constituyen. La pared celular cumple un rol estructural para la célula, pues mantiene la forma y da sostén mecánico. Está formada por celulosa, que es una macromolécula, un polisacárido formado por unidades de glucosa β.
14. E Los fosfolípidos y el colesterol son parte de las membranas celulares (función estructural). Los triglicéridos son sustancias de reserva energética, que se acumulan en el tejido adiposo. Así, los lípidos tienen una función como fuente secundaria de energía, proporcionándola cuando se han consumido los carbohidratos. El mismo tejido adiposo que funciona como reservorio de energía, actúa como aislante térmico, lo que se manifiesta en su aumento en animales de climas polares, permitiéndoles desarrollarse en esas condiciones climáticas. Además, la mielina de las neuronas funciona como un aislante eléctrico, aumentando la velocidad de conducción el impulso nervioso.
15. D Como se señala en el enunciado, el objetivo del estudio es evaluar el grado en que se puede inducir la lipogénesis de novo (LDN) en humanos, mediante la dieta. Los resultados del estudio indican que pese a consumir solo 4 kg de grasa los adolescentes aumentaron entre 10,9 y 12,8 kg de grasa aproximadamente (valores que corresponden al 64% y 75% de 17 kg, respectivamente). Por lo tanto, al menos 6,9 kg de grasa deben provenir de la LDN. Esto permite concluir que bajo condiciones excepcionales de alta ingesta de carbohidratos, es posible inducir una significativa LDN en humanos (alternativa D correcta). La alternativa A es incorrecta, puesto que si las grasas almacenadas en el tejido adiposo provinieran fundamentalmente de la dieta y no de la LDN, esperaríamos que el aumento de masa adiposa en los adolescentes fuera muy cercano a lo consumido directamente en los alimentos, es decir, 4 kg.
Si bien es cierto que el estudio muestra que la ingesta de un exceso de calorías en la dieta lleva a un significativo aumento de masa corporal en pocos días, las dietas de los adolescentes no son particularmente altas en grasas, sino que están basadas principalmente en carbohidratos (alternativa B incorrecta) y además esta conclusión no se relaciona con los objetivos de la investigación.
En el caso particular del estudio descrito en el enunciado, más del 50% de la grasa acumulada en el tejido adiposo proviene de la LDN, sin embargo, no se puede generalizar a partir de estos datos, pues se trata de condiciones excepcionales de alta ingesta calórica, principalmente en forma de carbohidratos. Si se consumiera una dieta rica en grasas, el resultado podría indicar algo distinto (alternativa C incorrecta).
con los resultados ni con los objetivos del estudio.
16. D Los ácidos grasos están formados por largas cadenas carbonadas, y pueden dar origen a los fosfolípidos y triglicéridos. Los esteroides, en tanto, están formados por estructuras tetracíclicas (cuatro anillos).
17. B Para la formación del enlace glucosídico y del enlace éster se produce una reacción de condensación, en la cual se libera una molécula de agua.
18. B Entre las características del compuesto que se quiere identificar se encuentran el ser soluble en agua, lo que permite descartar
Ácidos grasos
que se trate de un lípido, de celulosa y de quitina. Además, la degradación parcial del compuesto produce maltosa, un disacárido formado por dos unidades de glucosa, por lo que se puede deducir que se trata de un polisacárido. En las alternativas se presentan dos compuestos que cumplen con esta condición: glicógeno y almidón. De estos dos compuestos, el almidón es el que se encuentra en altas concentraciones en tubérculos, como la papa, mientras que el glicógeno es un polisacárido de reserva en animales. Si bien el almidón es poco soluble en agua fría, donde tiende a formar gránulos insolubles, sí puede ser disuelto en agua caliente.
19.
E
En la reacción del ejercicio se puede observar que el palmitato de miricilo, principal componente de la cera de abeja, está formado por alcohol miricílico (alcohol de 30 carbonos) y ácido palmítico (ácido graso saturado de 16 C). Químicamente hablando todas las ceras son ésteres de ácidos grasos saturados e insaturados de cadena larga (de 14 a 36 C) y alcoholes grasos (alcoholes alifáticos monohidroxílicos de elevada masa molecular). La reacción de formación se denomina esterificación, puesto que se sintetiza un éster a partir de un ácido carboxílico y un alcohol, y corresponde a un proceso de condensación.Las ceras, como todos los lípidos, son sustancias insolubles en agua (hidrofóbicas) pero solubles en disolventes no polares. Debido a que están formados por un ácido graso, pueden sufrir reacciones de saponificación.
20. B El colesterol plasmático existe en la forma de complejos macromoleculares llamados lipoproteínas, clasificados como LDL, VLDL (lipoproteínas de baja y muy baja densidad, respectivamente, también llamado en conjunto “colesterol malo”) y HDL (lipoproteínas de alta densidad, conocido como “colesterol bueno”). En el gráfico del ejercicio, se puede observar que en el caso del ser humano existe una mayor concentración de colesterol total y de LDL y VLDL en comparación con los otros organismos; sin embargo, la concentración de HDL es inferior a la que aparece en el ratón, por lo que la opción I no es correcta. Con respecto a la relación colesterol total/HDL (un dato muy útil para analizar los valores obtenidos), efectivamente en el ratón se obtiene un mayor valor. Esto se puede ver a simple vista, ya que
Almidón
claramente en el caso del ratón las dos primeras columnas tienen una altura más similar que en los otros dos organismos, pero en caso de duda, se puede dividir la concentración de HDL por la de colesterol total en los tres casos, lo que da valores de 0,21 en el humano, 0,48 en el conejo y 0,72 en el ratón, comprobándose que la opción II es correcta. Por último, la opción III no es correcta porque el conejo presenta los valores más bajos de colesterol total y de HDL, pero la concentración de LDL/VLDL es menor en el caso del ratón.
