Actividades 47 Actividades 49 Preparado de material de observación al microscopio 50




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"La elucidación de la estructura de las sustancias bioquímicas conducirá necesariamente a un entendimiento más profundo de la función y, finalmente, a la comprensión del mecanismo de la vida humana"

  1. y B. Pullman, 1962



OBJETIVOS


  • Adquirir destreza en el manejo y cuidado del material de laboratorio




  • Determinar la presencia de compuestos carbono en materiales biológicos, que importancia tienen, donde están y que función vital cumplen las diferentes biomoléculas (macromoléculas)




  • Determinar algunas propiedades de las macromoléculas y las moléculas que las forman.



CONOCIMIENTOS TEORICOS
Biomoléculas (macromoléculas) de los seres vivos. Estructura y función de carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.

BIBLIOGRAFÍA


  • Burns, R. A. 1996. Fundamentos de Química. Ed. Prince Hall Hispanoamericana S.A.




  • Curtis, H. 1995. Biología.Ed. Médica Panamericana S.A., México, 1159 pp.




  • De Robertis, E.D.P. & E.M.P. De Robertis. 1984. Biología celular y molecular. El Ateneo, Buenos Aires, 613 pp.




  • Horton, R. Horton, L. Moran, R. Rochs, D. Rawn, R. GravScrimgeour. Bioquímica. 1995. Prince Hall.




  • Lehninger, A. 1981. Bioquímica. Ed. Omega, 1117 pp.




  • Pasto, D., C. Johnson, M. Miller. 1992. Experiments and techniques in organic chemistry. Prince-Hall.



MATERIALES NECESARIOS



Guantes descartables.

Tubos de ensayo.

Gradillas.

Pinza de madera. Mechero.

Papel madera.

Vaso de ppdo.

Pipetas.

Varillas de vidrio.

Mortero.

Erlenmeyer.

Hidróxido de amonio.

Azúcar

Ácido nítrico

Varilla fina

Colador

Tudo de ensayo

Iodo.

Hidróxido de sodio.

HCl .

AgNO3.

Almidón o fécula.

Melaza o miel.

Grasa o aceite.

Clara de huevo cocida.

Soluciones A y B de Fehling.

Granos de trigo.

Alcohol.

Carne de pescado

Agua destilada Sal de mesa

Bicarbonato de sodio Detergente

Batidora

hamburguesa licuada


INTRODUCCIÓN

Los bioelementos, aquellos elementos que mayoritariamente están presentes en la materia viva son: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), y en menor medida, fósforo (P), azufre (S), magnesio (Mg), calcio (Ca), sodio, (Na), potasio (K), y cloro (Cl).

Los cuatro más abundante, C, H, O, y N constituyen un 95 % de las estructuras biológicas. Los restantes elementos forman el 4.9%, en tanto que el 0.1 % restante está compuesto por los denominados oligoelementos, como hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), flúor (F) e yodo (I). Todos se encuentran en los organismos en forma de moléculas más o menos complejas que, desde el punto de vista químico se clasifican en orgánicas e inorgánicas. Todos las biomoléculas contienen carbono. Algunos tests simples de laboratorio permiten identificar la presencia de compuestos orgánicos específicos.

Antes de comenzar con los trabajos de experimentación, se deben tener en cuenta las siguientes pautas:


  • Es conveniente que cada experimento ponga a prueba uno solo de los factores explicativos.




  • De acuerdo con lo anterior, si los experimentos son varios, cada uno debe diferir en un solo aspecto, mientras que el resto de las condiciones permanece constante.




  • Los experimentos deben incluir por lo menos un testigo, que es el ensayo donde el factor explicativo que se pone a prueba no varía. De este modo, se puede realizar una comparación entre los resultados obtenidos en el ensayo experimental y en el testigo.




  • En algunos experimentos químicos, se incluyen testigos que permiten asegurarse que los reactivos y /o el procedimiento usados son los adecuados.



ACTIVIDADES:


  1. Complete el siguiente esquema de las macromoléculas a las moléculas. Detalle función y localización en la célula.


Aminoácidos  Proteínas
------------  Ácido desoxirribonucleico
------------  Ácido ribonucleico
Monosacáridos  -------------------
Monosacáridos  -------------------
Ácidos Grasos  --------------------

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos comprenden azúcares simples (monosacáridos), sus polímeros (oligo y polisacáridos) y otros derivados azúcares (RNA, DNA, etc.). Distribuidos ampliamente en la naturaleza, los carbohidratos representan, sobre la base de masa, la clase más abundante de biomoléculas orgánicas sobre la Tierra. La mayor parte de ellos se acumulan como resultado de la fotosíntesis. Desempeñan varios papeles cruciales en los organismos vivos. Cuando una organismo ingiere y metaboliza estos compuestos, los átomos se reacomodan formando compuestos sencillos que la persona puede aprovechar (le sugerimos investigar este tópico).


2. Test para la detección de azúcares simples reductores.
Una de las propiedades más destacadas de los monosacáridos en general (glucosa, fructosa, etc.) y de algunos disacáridos (lactosa, etc.) es el poder reductor que les confiere el grupo aldehído o cetona de sus moléculas. Esta propiedad de los azúcares se pone de manifiesto frente a sales de cobre II.

El reactivo de Fehling es utilizado para detectar la presencia de azúcares con capacidad reductora, tiene dos soluciones separadas (A y B), que se mezclan en partes iguales en el momento de utilizarlo. La mezcla de las soluciones A y B de Fehling es de color azul intenso. La formación de un precipitado rojo ladrillo de Cu2O con la solución de Fehling es el resultado positivo de la presencia de un azúcar reductor. La reacción que ocurre es de tipo oxido-reducción, en la cual el grupo funcional aldehído o cetona del azúcar reductor se oxida a ácido y el Cu II se reduce a Cu I

Coloque unas gotas de miel o melaza en un tubo de ensayo y agregue un tercio o una mitad del tubo con solución de Fehling A y B. Caliente el tubo, cuidando alejar del rostro el extremo del tubo y no apuntar a sus compañeros. Describa lo sucedido e indique el resultado del test.

Repita la experiencia utilizando ahora azúcar de mesa (que esta presente en el azúcar de caña y remolacha). Indique el resultado del test.

Repita el ensayo utilizando manzana (cortar en pequeños trozos y aplastar con un mortero, llevar al tubo de ensayo y agregar una parte igual de agua).



  1. Test para la detección de almidón.


El almidón es un polisacárido, fuente importante de energía en toda dieta bien balanceada. Los polisacáridos son las biomoléculas más abundantes de reserva en la tierra.

En las células vegetales el almidón se encuentra como una mezcla de amilopectina (80-90 %) y amilosa (10-20%). Esta última se colorea de azul violeta en presencia de una solución de yodo, debido a una reacción física (no química) de adsorción. La molécula de I2, se introducen en la estructura helicoidal de la molécula de almidón dando como resultado el color violáceo.

Coloque una pequeña porción de almidón en un tubo de ensayo y agregue un tercio de la capacidad del tubo con agua. Caliente el tubo de ensayo hasta que el agua hierva. Enfriar y agregar unas pocas gotas de solución de Lugol (I2 - I-).

Indique los cambios producidos y el resultado del test.

Repita la experimentación utilizando papa, cortar en rebanada, y raspar su superficie. Llevar el raspado al tubo de ensayo y agregar una parte igual de agua.

LÍPIDOS
A diferencia de los carbohidratos y proteínas, los lípidos tienen diversas estructuras y funciones, pero sus características de solubilidad son semejantes. Se definen operacionalmente, como compuestos orgánicos insolubles en agua o ligeramente solubles, que se encuentran en los sistemas biológicos. Los lípidos son hidrofóbicos (no polares) o anfipáticos (que tienen sustituyentes polares y no polares).


  1. Test para la detección y el reconocimiento de algunas propiedades de los lípidos.


Las moléculas que presentan polaridad eléctrica se denominan sustancias polares y tienden a disolverse en solventes polares, como el agua, mientras que las sustancias no polares lo hacen en solventes no polares, como n-hexano o éter de petróleo.

Establezca una hipótesis acerca de la polaridad de lípidos, mediante la siguiente experiencia:

Coloque en dos tubos de ensayo aceite. En uno agregue agua, y en el otro, n-hexano o éter de petróleo. Agite vigorosamente cada uno de los tubos. Observe y discuta los resultados.

El papel madera, por otra parte, es un test sencillo que permite detectar la presencia de grasas y aceites. El papel madera se torna translúcido cuando se frota sobre él grasa o aceite. Esto ocurre porque la parte hidrofílica de la molécula de lípido se une a la parte hidrofílica de la celulosa del papel.

Distribuya una pequeña cantidad de aceite o grasa en papel madera. Coloque el papel al trasluz. Observe y describa los cambios.

Realice el mismo test con homogenato de músculo de pescado, y con músculo de vaca procesado (puede probar con un trozo de hamburguesa). Discuta los resultados.

Las grasas se colorean selectivamente de rojo anaranjado en presencia del colorante Sudán III o Sudán IV. El colorante es soluble en aceite y difundirá en gotas de aceite, tornándolas rosadas - anaranjadas.

Coloque un trozo del homogenato de músculo que utilizó anteriormente en un tubo de ensayo seco, en otro tubo aceite de mesa y agregue a ambos unas gotas de Sudán. Espere 30 minutos. Observe y concluya acerca de los resultados obtenidos.

PROTEÍNAS
Las proteínas constituyen el componente principal de todo sistema biológico. Ninguna parte viva de cualquier organismo (y por ende de cualquier célula) carece de proteínas. Son polímeros de aminoácidos, y cumplen funciones, sin las cuales no habría vida en la forma conocida. Las funciones son: estructurales, enzimáticas, de transporte y hormonales.
5. Test para la detección de proteínas.
Una de las reacciones más utilizadas para la identificación de proteínas es la de Biuret, característica de proteínas y péptidos, pero no de los aminoácidos libres, ya que indica específicamente la presencia de enlaces peptídicos. Todas las proteínas reaccionan en medio alcalino cuando se agrega CuSO4 dando colores que varían del violeta al rosado. El color depende del grado de hidrólisis alcanzado. Los péptidos más pequeños y los aminoácidos libres no dan color. Por lo tanto, este ensayo se utiliza para seguir la hidrólisis de una proteína.

En un tubo de ensayo añadir 2 ml de una solución de albúmina al 30 % (testigo positivo). Agregar 2 ml de OHNa al 10%. Añadir 3 gotas de CuSO4 al 2 % (Fehling A) y agitar. Realice el mismo ensayo con leche. Discuta los resultados.

El ácido nítrico también es utilizado para determinar la presencia de proteínas.

Un color amarillo indica la presencia de proteína.

El fundamento de la reacción es el siguiente: el ácido nítrico desnaturaliza la proteína, exponiendo sus aminoácidos, y reacciona con los anillos de tipo bencénico presentes en aminoácidos como la fenilalanina o la histidina, dando un color amarillo.

Coloque una porción de clara de huevo cocida en un tubo de ensayo y cúbrala con ácido nítrico (PRECAUCIÓN: utilizar guantes descartables durante el manipuleo del ácido, aunque para su seguridad debe emplearlos durante todos los T.P. Entibie el ácido (Cuidado con los vapores que se generan, utilice la campana de gases si es posible) durante uno o dos minutos en baño María, pero NO HERVIR. Vuelque cuidadosamente el ácido y enjuague la clara con agua. Describa los cambios sucedidos.

ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son biopolímeros compuestos por unidades repetitivas, llamadas nucleótidos. Se encuentran en toda célula, y la secuencia de estas unidades codifica la estructura de la enorme variedad de moléculas de proteínas que se encuentran en los organismos. Existe una compleja relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN, de los distintos ARNs y de la secuencia de aminoácidos de las proteínas. De alguna manera, los ácidos nucleicos, constituyen los centros de información y control de la toda célula. La información genética, que se trasmite de generación en generación en el proceso de división celular, reside en el material genético o genoma de un organismo. El genoma está compuesto de ácido desoxirribonucleico (DNA) en los organismos vivos, sin embargo algunos genomas virales están compuestos de ácido ribonucleico (RNA).

7. Determinación de macromoléculas y las moléculas que las forman en distintos materiales biológicos.
Complete la tabla con los resultados que obtuvo en los ensayos utilizados para identificar la composición de los distintos materiales biológicos.

Indique con (+) o con (-), si el resultado es positivo o negativo, respectivamente.



Material analizado

Compuesto orgánico ( macromoléculas y moléculas que las forman)

Mono o disacárido Polisacárido Lípido Proteína






































































































Tomado de la Guía d trabajos Prácticos de la Universidad Nac. De Mar del Plata. Introducción a la Biología

Actividades

Compuestos orgánicos: completar
Lípidos es un nombre para……………….y ………….Ellos están compuestos por………..y……………
Muchos …………….son líquidos a temperatura ambiente, mientra que ………..son sólidos a temperatura ambiente. Tanto………..como…………..son insolubles en agua.
Una molécula de----------………………..unida a tres moléculas de………..
Los lípidos son importantes como:

1)

2)

3)

4)

La ingestión de grasas saturada incrementa el riesgo de………
Cuál de los siguientes ítems son grasas y cuáles aceites:

Margarina, manteca, aceite de cocina, grasa o manteca de cerdo.
¿Qué características o adaptaciones presentan las focas para mantener el cuerpo caliente? ¿y los osos polares?




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