Son un tipo de glúcido que está formado por la unión de muchos monosacáridos. De 11 a varios miles unidos por enlace o-glucosídico con la consiguiente pérdida




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GLUCIDOS (EJERCICIOS)

  1. Define polisacárido.

Son un tipo de glúcido que está formado por la unión de muchos monosacáridos. De 11 a varios miles unidos por enlace O-Glucosídico con la consiguiente pérdida de de una molécula de agua por cada enlace. Tienen pues pesos moleculares muy elevados, no son dulces. Pueden ser insolubles como la celulosa o formar dispersiones coloidales, como el almidón. No poseen carácter reductor. Existen Homopolisacáridos o polímeros de un solo tipo de monosacárido y heteropolisacáridos cuando hay más de un tipo de monosacáridos.

  1. Transforma en cíclica la fórmula lineal de una hexosa aldosa cualquiera. Deben indicarse los pasos intermedios de la transformación. Escriba los isómeros α y β.




  1. Definir en menos de 25 palabras el concepto de glucógeno.

Homopolisacárido de reserva propio de animales. Está constituido por amilosa (maltosas unidas por enlace α (1-4)) y ramificaciones de amilopectina cada 10 glucosas.

  1. Explicar por qué algunos disacáridos no tienen poder reductor.

La pérdida del poder reductor de algunos disacáridos, como la sacarosa, es debida a la no presencia de los grupos OH- de los carbonos anoméricos, ya que estos grupos se han perdido cuando se forma el enlace O-Glucosídico que une los dos monosacáridos que forman el glúcido.

  1. Siendo la figura de la página un fragmento de una molécula de almidón:

  1. ¿De qué monosacáridos está formada? Glucosas

  2. Enlaces que los unen y características de ellos. Están unidos por enlaces O-Glucosídicos con la consiguiente pérdida de una molécula de agua por cada uno de los enlaces. El almidón es un homopolisacárido de reserva en vegetales y está constituida por amilosa en un 30% que es un polímero de maltosas mediante enlace α (1→4). Su estructura es helicoidal con 6 moléculas de glucosa (3 maltosas) por vuelta. Su peso molecular varía desde varios cientos a 500.000. Es soluble en agua, dando dispersiones coloidales. Con el yodo se tiñe de azul negruzco.

Y en un 70% amilopectina que está también constituida por un helicoide de maltosas mediante enlaces α (1→4) con 6 moléculas de glucosa por vuelta. Cada 12 moléculas de glucosa aparece una ramificación en posición α (1→6) formadas por un polímero de 12 glucosas unidas mediante enlaces α (1→4). Su peso molecular puede llegar a 1.000.000. Es menos soluble en agua que la amilosa, lo cual proporciona un método de separación, aunque poco riguroso. Con el Yodo se tiñe de rojo oscuro.

  1. Indica qué enzimas los pueden hidrolizar.

La amilasa se pueden hidrolizar por α amilasas en animales y por la β amilasa en semillas de trigo, cebada, etc., dando lugar al polisacárido dextrina y luego maltosa. Esta, mediante la acción de maltasa, pasa a D-glucosa.

La amilopectina hidroliza sus enlaces α (1→4) con las mismas enzimas que la amilosa, pero los enlace α (1→6) no pueden ser atacados por estos enzimas por ello necesitan unos específicos las enzimas R desramificantes amilopectina 1-6 glucosidasa específicas para los enlaces α (1→6).





  1. Defina qué es un hidrato de carbono. ¿Qué son los monosacáridos, disacáridos y polisacáridos? Ponga un ejemplo de cada tipo.

Los mal llamados hidratos de carbono o glúcidos, son compuestos químicos formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Su fórmula empírica es parecida a CnH2nOn. Son átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (–OH) llamados también hidroxilos y a radicales hidrógeno (–H). Además, siempre presentan un grupo cetónico (-CO-) o un grupo aldehído (-CHO) así los glúcidos o hidratos de carbono pueden definirse como polihidroxicetonas o polihidroxialdehidos.

Los monosacáridos son glúcidos de 3 a 8 átomos de carbono. Son sólidos blancos, solubles en agua, cristalizables y reductores. Se nombran añadiendo la terminación –osa al número de átomos de carbono que presentan. Por ejemplo las hexosas. Un ejemplo de ellas sería la aldohexosa denominada glucosa o la cetohexosa denominada fructosa.

Los disacáridos son glúcidos formados por la unión de dos monosacáridos. Esta unión se puede realizar mediante enlace monocarbonílico cuando se establece entre el carbono anomérico de primer monosacárido y un carbono cualquiera, no anomérico del segundo. Al quedar un carbono anomérico con el hemiacetal libre, sigue teniendo la capacidad de reducir. Por ejemplo la maltosa. También puede realizarse la unión de los dos monosacáridos mediante enlace dicarbonílico si se establece entre los dos carbonos anoméricos de los dos monosacáridos con lo que se pierde la capacidad de reducir. Por ejemplo la sacarosa.

Los polisacáridos son un tipo de glúcido que está formado por la unión de muchos monosacáridos. De 11 a varios miles unidos por enlace O-Glucosídico con la consiguiente pérdida de de una molécula de agua por cada enlace. Tienen pues pesos moleculares muy elevados, no son dulces. Pueden ser insolubles como la celulosa o formar dispersiones coloidales, como el almidón. No poseen carácter reductor. Existen Homopolisacáridos o polímeros de un solo tipo de monosacárido y heteropolisacáridos cuando hay más de un tipo de monosacáridos. Por ejemplo la celulosa, el almidón o el glucógeno.

  1. Las tres fórmulas siguientes corresponden a tres monosacáridos (glúcidos simples):





  1. Represente la estructura cíclica de la glucosa.





  1. Forme el enlace glucosídico y la celulosa a nivel de estructura química y de función.

El enlace glucosídico consiste en la unión de dos monosacáridos con la pérdida de una molécula de agua. Se forma entre dos grupos OH- de cada uno de los monosacáridos. Quedan unidos mediante un oxígeno y se libera una molécula de agua.

El enlace puede ser de diferente tipo dependiendo de donde están situados los grupos OH.



La celulosa a nivel de estructura química se representa de la siguiente manera.





Son moléculas de glucosa unidas por enlace beta glucosídico (1-4). Cada dos glucosas forman una celobiosa. Estas celobiosas forman fibras que posteriormente se asocian a otras para forman la pared celular en células vegetales. Es, por tanto, un Homopolisacárido estructural en vegetales que forma las paredes celulares y es difícilmente digerible por los seres vivos. Aquellos que lo hacen están asociados con determinadas bacterias que presentan los encimas específicos para poder hidrolizarlo. La celulasa. Sin embargo es importante incluirla en la dieta humana pues aporta la fibra necesaria para realizar una buena digestión.

Las células vegetales no se entienden sin la pared celular y es una característica distintiva respecto a las célula animales, considerándola algunos autores como un orgánulo celular más. Es el sostén de la célula vegetal y determina la forma y el tamaño celular, así como las características de los tejidos. Las células vegetales son más frágiles que las células animales puesto que no poseen un citoesqueleto tan desarrollado, por ello todas poseen pared celular. Una característica importante es que la pared celular sigue realizando su función incluso cuando las células que la sintetizaron han muerto, como ocurre en la madera de los árboles. La molécula más importante de la pared celular es la celulosa, la molécula orgánica más abundante de la Tierra.

Muy usada para la fabricación de papel, tejidos de algodón y otras pastas.

  1. Algunos virus presentan en su superficie glicoproteínas. ¿Qué son las glicoproteínas?. ¿En qué parte de las células se localizan con preferencia (localización definitiva)? ¿Qué papel biológico desempeñan? Pon un ejemplo. ¿Qué otro tipo de biomoléculas conoces en las que los azúcares desempeñan un papel estructural?.

Las glicoproteínas son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios hidratos de carbono, simples o compuestos. Tienen entre otras funciones el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas plasmáticas (glucocálix).

Un ejemplo de glicoproteína son los antígenos que determinan el sistema antigénico de la sangre (A, B, O) y los determinantes de histocompatibilidad y de trasplante de un individuo

Otras moléculas de glúcidos con papel estructural es la celulosa de las paredes de células vegetales, la quitina que forma parte de la pared de la célula de hongos o los dextranos.

  1. Principales monosacáridos de interés biológico.

Gliceraldehido y dihidroxiacetona Son monosacáridos formados por tres átomos de carbono. El primero es una aldotriosa y el segundo una cetotriosa. Aparecen como productos en la glucolísis y gluconeogénesis así como en el Ciclo de Calvin para la formación de glucosa.

Ribosa. Es una pentosa que forma parte de uno de los ácidos nucleicos, el ARN

Desoxirribosa. Es una pentosa que forma parte de los nucleótidos del ADN

Ribulosa. Cetopentosa que fosforilada es la molécula en donde el CO2 se une en el ciclo de Calvin durante el proceso de la fotosíntesis para la formación de Carbohidratos.

Glucosa. La glucosa, libre o combinada, es el compuesto orgánico más abundante de la naturaleza. Es la fuente primaria de síntesis de energía de las células, mediante sus oxidación catabólica, y es el componente principal de polímeros de importancia estructural como la celulosa y de polímeros de almacenamiento energético como el almidón y el glucógeno.

Fructosa o levulosa, es una forma de azúcar encontrada en las frutas y en la miel. Es una cetohexosa. A diferencia de la glucosa, que se absorbe instantáneamente produciendo una subida y una bajada rápida de energía, la fructosa, es metabolizada y guardada, en parte, por el hígado en forma de glucógeno como reserva para cuando necesitemos hacer un esfuerzo. Sin embargo puesto que la fructosa acaba transformándose en glucosa produciendo una elevación glucémica en sangre, ya no se considera un edulcorante recomendable para las personas con diabetes.

Galactosa es un azúcar simple o monosacárido formado por seis átomos de carbono o hexosa, que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y glucoproteínas de las membranas celulares de las células sobre todo de las neuronas. La galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias para producir lactosa, que es un disacárido formado por la unión de glucosa y galactosa, por tanto el mayor aporte de galactosa en la nutrición proviene de la ingesta de lactosa de la leche.

Manosa es un azúcar simple o monosacárido que se encuentra formando parte de algunos polisacáridos de las plantas (como el manano, el glucomanano...), y en algunas glucoproteínas animales.

  1. Estructura y propiedades de los monosacáridos. Cita las principales hexosas de interés biológico.

Son moléculas sencillas formadas por Carbono, hidrógeno y oxígeno que forman polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas que pueden tener entre tres y nueve átomos de carbono y responden a la fórmula empírica (CH2O)n

Para nombrar a los monosacáridos se antepone a la terminación –osa el prefijo aldo-, si posee la función de aldehído, o ceto-, si es la función de cetona, seguido de otro término que se refiere al número de átomos de carbono que tiene la molécula: -tri- (tres carbonos), -tetra- ( cuatro carbonos), penta- (cinco carbonos), hexa- (seis carbonos), hepta- (siete carbonos), etc. Además de esta nomenclatura genérica o normativa, cada azúcar suele tener un nombre particular; por ejemplo, la glucosa suele ser una aldohexosa porque es un azúcar de seis átomos de carbono que posee la función aldehído y la fructosa es una cetohexosa porque es un azúcar de seis carbonos que posee la función cetona.

En cuanto a su estructura, los monosacáridos están formados por una cadena carbonada, generalmente sin ramificar en la que todos los átomos de carbono presentan la función alcohol excepto uno, que posee el grupo carbonilo: aldehído, en un carbono primario, o cetona, en uno secundario.





Glucosas Fructosa

En monosacáridos de menos de cinco átomos de carbono, la molécula es lineal, pero en los que presentan más de cinco, la molécula aparece ciclada. Se denomina ciclo furano a aquel que tiene cinco lados (pentágono) y pirano al que presenta seis lados (hexágono). Además, estas moléculas cicladas no aparecen con todos sus carbonos en un mismo plano, sino que toman una conformación en nave o silla que es más estable.



Las propiedades de los monosacáridos son:

Dulces, cristalizables de color blanco cuando son sólidos. Muy solubles en agua debido a la fuerte polaridad de los grupos hidroxilo (-OH). La distribución tetraédrica de los diferentes grupos funcionales alrededor de los átomos de carbono confiere a estos compuestos la propiedad de formar isómeros espaciales o estereoisómeros e isómeros ópticos. Los estereoisómeros pueden dar conformaciones D si el -OH del carbono asimétrico está a la derecha o conformaciones L si el -OH se encuentra a la izquierda.

Los isómeros ópticos permiten desviar el plano de la luz polarizada hacia la izquierda, y entonces se llaman levógiros, o hacia la derecha y se llaman dextrógiros. No tiene nada que ver que sean D o L para ser dextrógiros o levógiros.

La presencia del grupo carbonilo (aldehído o cetona), les confieren la propiedad de ser reductores frente a determinadas sustancias. Esta es la base de la reacción de Fehling que se utiliza para su identificación.

Las hexosas más importantes a nivel biológico son la glucosa, la fructosa, la galactosa y la manosa que están explicadas en el ejercicio anterior.

  1. Compare el almidón, el glucógeno y la celulosa a nivel de estructura química y de función.

A nivel de función el glucógeno y el almidón son Homopolisacáridos de reserva, el almidón en vegetales y el glucógeno en animales, mientras que la celulosa es un Homopolisacárido estructural. En cuanto a estructura química, los dos primeros están formados por anómeros alfa que pueden hidrolizarse fácilmente puesto que sus enzimas son más comunes y el tercero, la celulosa, está formada por anómeros beta que son más difíciles de hidrolizar pues las enzimas son menos comunes.

El almidón está formados por amilosa (sin ramificar) y amilopectina (ramificaciones cada doce monómeros) mientras que el glucógeno está formado por amilopectina pero con las ramificaciones cada ocho o diez moléculas de glucosa.

La celulosa es un polímero de beta-D-glucopiranosas unidas por enlace (1-4) sin ramificar y puede contener hasta 15.000 monómeros



Almidón



glucógeno



  1. Los glúcidos:

  1. Composición química

Los glúcidos son moléculas formadas por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, algunos de ellos poseen también átomos de nitrógeno. También reciben el nombre de hidratos de carbono porque su fórmula empírica Cn (H2O)m parece responder a la unión de átomos de carbono con agua, pero no es así. Son polialcoholes con un grupo funcional carbonilo que se une a un aldehído o a una cetona. Esta composición química es común en todos los glúcidos.

  1. Estructura de los monosacáridos.

En cuanto a su estructura, los monosacáridos están formados por una cadena carbonada, generalmente sin ramificar en la que todos los átomos de carbono presentan la función alcohol excepto uno, que posee el grupo carbonilo: aldehído, en un carbono primario, o cetona, en uno secundario.





Glucosas Fructosa

En monosacáridos de menos de cinco átomos de carbono, la molécula es lineal, pero en los que presentan más de cinco, la molécula aparece ciclada. Se denomina ciclo furano a aquel que tiene cinco lados (pentágono) y pirano al que presenta seis lados (hexágono). Además, estas moléculas cicladas no aparecen con todos sus carbonos en un mismo plano, sino que toman una conformación en nave o silla que es más estable.





  1. Tipos de enlace para constituir polisacáridos.

Enlace O-Glucosídico con la liberación de tantas moléculas de agua como enlaces se den.

  1. Funciones principales. Ejemplos

Aparecen en la pregunta siguiente

  1. Pruebas de reconocimiento en el laboratorio.

Prueba con el reactivo Fehling o Benedict para comprobar el poder reductor pues el sulfato de cobre del reactivo se oxidará en presencia de azúcares reductores, dando un precipitado anaranjado.

Con el reactivo Lugol se comprueba la existencia de Almidón pues la presencia de este polisacárido hace teñir de un color violáceo negruzco.

El glucógeno tiñe de rojo con el Iodo.

  1. Funciones biológicas de glúcidos. Poner ejemplos de cada caso.

Principales compuestos en donde se retiene la energía solar obtenida mediante la fotosíntesis. Las células los usan para extraer esa energía mediante la respiración celular (Glucosa, Fructosa, Galactosa)

Sirven como reserva de energía de rápida utilización (sacarosa y lactosa)

Reserva de glucosa en el interior celular sin que varía la presión osmótica (almidón y glucógeno)

Forman parte de la estructura de nucleótidos y ácidos nucleicos (Ribosa y Desoxirribosa)

Constituye la pared de celulosa o membrana de secreción de las células vegetales (celulosa)

Forma el exoesqueleto de artrópodos y la pared celular de hongos. (quitina)

Función lubricante en el líquido sinovial de articulaciones y proporciona al humor vítreo su consistencia gelatinosa, también forma parte de la cubierta de ovocitos y de las cápsulas de algunas bacterias. (Ácido hialurónico)

Componente de los proteoglucanos que constituye la matriz celular del cartílago, los huesos y la córnea del ojo (Condroitina)

Interviene en la formación de la pared bacteriana (peptidoglucanos)

Actúa como antibióticos y agentes antitumorales (Estreptomicina, neomicina)

Actúan como mecanismo de defensa externa e interna frente a traumatismos y agresiones en las plantas (gomas y mucílagos)

Es una sustancia anticoagulante en la sangre (Heparina)

Forman el mucus de acción lubricante y defensiva, en los tractos respiratorio, digestivo y urogenital; son anticongelantes biológicos y componentes de la matriz extracelular de los tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo. (Proteoglucanos o mucinas)

Las fracciones oligosacáridas se comportan como antenas moleculares portadoras de mensajes y actúan de marcadores biológicos y lugares de reconocimiento celular. (Glucoproteínas y glucolípidos de la membrana plasmática)

  1. Importancia biológica de los glúcidos.

Esta es la misma que la 13.

  1. La sacarosa resulta de la unión de la α-D-glucosa y de la β-D-fructosa mediante un enlace entre el carbono 1 de la glucosa y el carbono 2 de la fructosa.





  1. Representa dicho compuesto.



Esta es la representación correcta, pero cuidado porque puede aparecer de la otra manera.

  1. Tipo de enlace: N-glucosídico, O-glucosídico, éter o ester (indica lo correcto).

El enlace N-glucosídico consiste en la unión de un grupo amino a uno de los carbonos de los monosacáridos con la liberación de una molécula de agua.

El enlace O-glucosídico consiste en la unión de dos monosacáridos a través de dos grupos -OH que pueden pertenecer a dos carbonos anoméricos y entonces se denomina enlace dicarbonílico o uno de los OH- pertenece a un carbono anomérico y el otro no, entonces se denomina enlace monocarbonílico, se libera una molécula de agua.

El enlace ester consiste en la unión de un grupo alcohol con un grupo OH- de un ácido con la liberación de una molécula de agua.

  1. Menciona tres polisacáridos de importancia biológica y justifica adecuadamente la elección que has realizado.

El almidón, el glucógeno y la celulosa.

El primero de ellos, es el polisacárido de reserva en vegetales. Se encuentra acumulado en muchos tallos y raíces y es la base de la alimentación mundial pues a partir de esta molécula se obtienen las glucosas necesarias para conseguir la energía de los seres vivos heterótrofos.

El segundo de ellos es el polisacárido de reserva en animales e igualmente aporta la energía necesaria en animales.

La celulosa es el polisacárido estructural por excelencia en plantas. Forma parte de las paredes celulares de estas y mantiene la estructura de sus células. Es esencial también en la dieta de muchos seres vivos como aporte de fibra y otros pueden digerirla pues llevan asociadas las bacterias que poseen las enzimas necesarias para ello. A nivel industrial también es esencial para procesos como la fabricación de papel o en la industria textil formando parte del algodón.

  1. Definición química de monosacárido.

Los
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