Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test

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APUNTES BIOLOGÍA EvAU Comunidad Foral de Navarra AprenAI 2026-2027 Todo el temario de Biología para la EvAU de Navarra, de biomoléculas a inmunología, con esquemas, 100 preguntas de test y un resumen final para repasar. APREN.AI Índice 1 Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales 8 1. Los componentes químicos de la materia viva 8 2. Clasificación y funciones de los bioelementos 8 3. El agua: estructura y base molecular 8 4. Propiedades fisicoquímicas del agua y sus funciones biológicas 9 5. Dispersiones coloidales en el medio celular 10 6. Sales minerales: formas y funciones 11 7. Regulación del pH: sistemas tampón fisiológicos 11 8.

Presión osmótica y homeostasis celular 12 Biomoléculas inorgánicas y orgánicas: clasificación y diferencias 13 Concepto de biomolécula 13 Biomoléculas inorgánicas y orgánicas 14 Los cuatro grupos orgánicos 15 Moléculas que relacionan grupos: el ATP 16 2 Tema 2: Glúcidos 17 1. Clasificación general de los glúcidos 17 2. Monosacáridos: estructura, estereoisometría y ciclación 19 3. El enlace O-glucosídico y los disacáridos 20 4. Polisacáridos: reserva energética frente a función estructural 21 3 Tema 3: Lípidos 24 1. Ácidos grasos: propiedades y comportamiento 25 2. Reacciones químicas fundamentales: esterificación y saponificación 26 3. Lípidos saponificables 26 4.

Comportamiento en agua y arquitectura de membranas 27 5.

Lípidos insaponificables 29 Tema 4: Proteínas y enzimas 4 Aminoácidos y estructura de las proteínas 31 Los aminoácidos: estructura y propiedades fisicoquímicas 31 El enlace peptídico 32 Niveles de organización estructural de las proteínas 33 Clasificación y funciones biológicas 35 5 Hemoglobina: estructura cuaternaria, grupo hemo y función 36 Una cromoproteína globular 36 Estructura cuaternaria: un tetrámero α2β2 37 El grupo hemo 37 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 1 Relación entre estructura y función 37 Hemoglobina frente a mioglobina 38 Cuando la estructura se altera 39 6 Biocatalizadores y actividad enzimática 40 1.

Naturaleza y mecanismo de acción de los biocatalizadores 40 2. Centro activo y especificidad enzimática 41 3. Componentes enzimáticos: holoenzimas, cofactores y coenzimas 41 4. Clasificación funcional de las enzimas 42 5. Cinética enzimática y la constante de Michaelis-Menten 43 6. Factores que modulan la actividad enzimática 43 7. Regulación de la actividad catalítica y alosterismo 44 7 Vitaminas: clasificación, función e importancia para la salud 47 Hidrosolubles y liposolubles 47 Principales vitaminas: función y carencia 48 Origen: dieta, piel y microbiota 49 Tema 5: La célula 8 Organización celular, envoltura nuclear y cromatina 51 1.

La teoría celular y los modelos de organización biológica 51 2. Ultraestructura del núcleo interfásico 54 3. Organización y empaquetamiento de la cromatina 55 4. Morfología del cromosoma metafásico 57 9 Membrana plasmática y mecanismos de transporte 59 Estructura y dinamismo de la membrana: el modelo de mosaico fluido 59 Mecanismos de transporte de moléculas de baja masa molecular 60 Transporte macromolecular y de partículas en masa 63 10 Transporte activo secundario (cotransporte) 65 Qué es el transporte activo secundario 65 El ejemplo de la glucosa en el epitelio intestinal 66 GLUT frente a SGLT 66 11 Orgánulos celulares y estructuras no membranosas 67 1.

El sistema endomembranoso y el tráfico vesicular 67 2. Orgánulos transductores de energía 70 3. Estructuras no membranosas y citoesqueleto 72 4.

Estructuras extracelulares e inclusiones 73 Tema 6: Ciclo celular y división 12 Ciclo celular, mitosis y citocinesis 76 El ciclo celular y la interfase 76 Regulación bioquímica y puntos de control 77 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 2 Fases de la mitosis (cariocinesis) 78 Citocinesis: partición del citoplasma 80 Células madre en la dinámica proliferativa 81 13 Meiosis, recombinación genética y cáncer 82 La meiosis y sus etapas 82 Comparación entre mitosis y meiosis y variabilidad genética 84 Pérdida de control del ciclo celular: oncogénesis y cáncer 86 Muerte celular: apoptosis frente a necrosis 87 14 Metabolismo de las células tumorales: efecto Warburg 89 Qué es el efecto Warburg 89 Por qué le compensa al tumor 89 Transportadores y enzimas clave 90 Consecuencias: pH, proliferación y dieta 91 Isoformas enzimáticas 92 Tema 7: Metabolismo celular 15 Glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria 93 1.

Glucólisis: fase citosólica del catabolismo de la glucosa 94 2. Descarboxilación oxidativa del piruvato: conexión con la mitocondria 95 3. El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico) 96 4. Cadena de transporte electrónico y fosforilación oxidativa 97 5. Balance energético global de la respiración celular aerobia 98 16 Fermentaciones y catabolismo de lípidos 99 1. Fermentaciones: Soluciones celulares anaeróbicas 100 2. Catabolismo de lípidos: Lipólisis y destino del glicerol 103 3. Beta-oxidación de los ácidos grasos (Hélice de Lynen) 103 4. Integración de las vías catabólicas convergentes 105 17 Fotosíntesis y quimiosíntesis 107 1. Clasificación metabólica y nutrición autótrofa 107 2.

Tipos de fotosíntesis 108 3. Estructura del cloroplasto y aparato fotosintético 109 4. Fase luminosa o fotoquímica 109 5. Fase biosintética o ciclo de Calvin 111 6. La enzima Rubisco y la fotorrespiración 112 7. Factores condicionantes de la actividad fotosintética 113 8.

Quimiosíntesis y ciclos biogeoquímicos 113 18 Pigmentos fotosintéticos y espectro de absorción Naturaleza química de los pigmentos Localización y organización: fotosistemas Espectro de absorción y espectro de acción Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 3 Organismos fotosintéticos y dónde realizan la fotosíntesis 19 Principales rutas anabólicas heterótrofas 119 Características generales del anabolismo heterótrofo 119 Gluconeogénesis 120 Glucogenogénesis, glucogenólisis y síntesis de almidón 120 Biosíntesis de lípidos 121 Biosíntesis de aminoácidos y nucleótidos 121 Destino de la glucosa sobrante y diabetes 122 Tema 8: Ácidos nucleicos y genética molecular 20 Estructura de nucleótidos y ácidos nucleicos 124 Componentes de los nucleótidos y enlace fosfodiéster 124 Nucleótidos no nucleicos y coenzimas 125 Ácido desoxirribonucleico (ADN) 125 Ácido ribonucleico (ARN) y sus clases 127 21 Replicación del ADN 129 Modelos y naturaleza de la replicación 129 Replicación en procariotas: maquinaria y etapas 129 Replicación en eucariotas y acortamiento telomérico 133 22 Transcripción y maduración del ARN 135 1.

El dogma central de la biología molecular y sus excepciones 135 2. Mecanismo molecular de la transcripción 136 3. Comparación entre procariotas y eucariotas 137 4. Modificaciones postranscripcionales del pre-ARNm eucariota 138 5. Splicing alternativo y versatilidad funcional 139 23 Código genético, traducción y regulación génica 140 El código genético 140 Componentes de la maquinaria de traducción 141 Etapas de la biosíntesis de proteínas 142 Regulación de la expresión génica 145 Tema 9: Genética y evolución 24 Leyes de Mendel y herencia ligada al sexo 149 1. Conceptos fundamentales de la genética clásica 149 2. Las leyes de Mendel y el cruzamiento prueba 149 3.

Modificaciones y extensiones del mendelismo 150 4. Teoría cromosómica y genes ligados 151 5. Herencia ligada al sexo y genealogías 152 25 Mutaciones, mutágenos y mecanismos evolutivos 154 1. Clasificación general de las mutaciones 154 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 4 2. Mutaciones génicas o puntuales 155 3. Mutaciones cromosómicas estructurales y numéricas 157 4. Agentes mutagénicos y sistemas de reparación 157 5. Genética de poblaciones y teoría sintética de la evolución 158 6. Especiación y mecanismos de aislamiento 159 Tema 10: Microorganismos 26 Diversidad microbiana, bacterias, virus y agentes acelulares 162 1.

Concepto de microorganismo y clasificación general 162 2. Ultraestructura de la célula bacteriana 163 3. La pared celular bacteriana: Gram-positivas y Gram-negativas 165 4. Estructura y morfología de los virus 166 5. Ciclo lítico frente a ciclo lisogénico 166 6.

Agentes subvirales: viroides y priones 168 27 Microorganismos eucariotas: hongos, protozoos y microalgas Hongos microscópicos: levaduras y mohos Bacteria frente a levadura Protozoos Microalgas Comparación de los grupos de microorganismos 171 28 Fisiología microbiana, biotecnología tradicional y patogenia 172 Reproducción bacteriana: bipartición 172 Mecanismos parasexuales de variabilidad genética 173 Función de relación y adaptación: tactismos y endosporas 175 Diversidad nutricional y metabólica procariota 175 Microbiota humana, patogenia y antibióticos 176 Enfermedades infecciosas humanas y terapéutica comparada 177 29 Microorganismos en los ciclos biogeoquímicos y en el suelo 180 Descomponedores y mineralización 180 Ciclo del carbono 181 Ciclo del nitrógeno 181 Quimiolitotrofos en los ecosistemas 182 30 Tema 11: Biotecnología e ingeniería genética 183 1.

Fundamentos de la tecnología del ADN recombinante 183 2. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) 184 3.

Organismos modificados genéticamente y aplicaciones biomédicas 185 Biotecnología, desarrollo sostenible e implicaciones éticas y sociales 187 Biotecnología y Objetivos de Desarrollo Sostenible 187 Riesgos de los organismos modificados genéticamente (OGM) 188 Organismo transgénico frente a organismo editado con CRISPR 189 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 5 Dilemas éticos 189 Implicaciones sociales 189 Aplicaciones de la biotecnología en medicina e industria 190 De un gen a una proteína: la clonación molecular 190 Aplicaciones en medicina 190 Aplicaciones industriales 191 Tema 12: Sistema inmunitario e inmunopatologías 31 Defensas del hospedador y respuesta inmune 195 1.

Primera línea: barreras primarias externas 195 2. Segunda línea: respuesta innata secundaria 195 3. Anatomía del sistema inmunitario: órganos linfoides 197 4.

Tercera línea: células de la respuesta adaptativa 198 32 Concepto de inmunidad, fiebre e interferones 201 Inmunidad y sistema inmunitario 201 La fiebre 202 Los interferones 202 33 Inmunidad humoral, sueros, vacunas y diagnóstico 203 Antígenos e inmunoglobulinas 203 Clases de inmunoglobulinas 204 Mecanismos efectores antígeno-anticuerpo 205 Dinámica de la respuesta humoral: primaria frente a secundaria 205 Modalidades de inmunidad adquirida 205 Biotecnología vacunal: de formulaciones clásicas al ARNm 206 Diagnóstico inmunológico: antígenos frente a serología 207 34 Importancia de la vacunación: inmunidad de grupo y vacuna antigripal 208 Doble beneficio: individual y colectivo 208 Inmunidad de grupo (de rebaño) 208 Objetivos de los calendarios de vacunación sistemática 209 ¿Por qué la vacuna de la gripe se renueva cada año?

209 Dosis de refuerzo y duración de la memoria 210 35 Alteraciones inmunitarias: hipersensibilidad, autoinmunidad y trasplantes 210 1. Hipersensibilidad 211 2. Autoinmunidad y tolerancia inmunitaria 213 3. Inmunodeficiencias 214 4. Inmunidad tumoral e inmunoterapia 216 5.

Inmunología de trasplantes 217 36 Resumen para repasar 219 Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales 219 Tema 2: Glúcidos 221 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 6 Tema 3: Lípidos 221 Tema 4: Proteínas, enzimas y vitaminas 222 Tema 5: La célula 224 Tema 6: Ciclo celular y división 225 Tema 7: Metabolismo celular 227 Tema 8: Ácidos nucleicos y genética molecular 228 Tema 9: Genética y evolución 230 Tema 10: Microorganismos 231 Tema 11: Biotecnología e ingeniería genética 232 Tema 12: Sistema inmunitario e inmunopatologías 233 Cifras y fechas clave 235 Soluciones de las preguntas de repaso 236 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 7 1 Tema 1: Bioelementos,agua y sales minerales 1.

Los componentes químicos de la materia viva Toda la materia viva está constituida por elementos químicos denominados bioelementos o elementos biogénicos. La combinación de estos átomos mediante enlaces químicos da lugar a las moléculas biológicas o biomoléculas (también conocidas clásicamente como principios inmediatos), que pueden aislarse de los tejidos vivos mediante métodos físicos puramente mecánicos o de fraccionamiento. ESQUEMA Clasificación general de los bioelementos 2.

Clasificación y funciones de los bioelementos En función de su abundancia ponderal en los organismos vivos, los bioelementos se dividen en tres grandes grupos: Bioelementos primarios: Constituyen aproximadamente entre el 98 % y el 99 % de la masa total de la materia viva. Incluyen el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Son indispensables para edificar las biomoléculas orgánicas fundamentales gracias a su capacidad de formar enlaces covalentes estables compartiendo pares de electrones, destacando la versatilidad del carbono para erigir esqueletos moleculares tridimensionales lineales, ramificados o cíclicos.

Bioelementos secundarios: Representan en conjunto cerca del 1 % al 2 % del peso corporal. Se encuentran generalmente en forma de iones disueltos: sodio ( ), potasio ( ), calcio ( ), magnesio ( ) y cloro ( ). Desempeñan papeles fisiológicos determinantes en la excitabilidad de membranas excitables, la contracción muscular o como cofactores enzimáticos. Oligoelementos (o elementos traza): Aparecen en proporciones inferiores al 0,1 %, pero son biológicamente imprescindibles. Su carencia acarrea patologías graves y su exceso suele resultar altamente tóxico. Entre ellos destacan el hierro (Fe, componente del grupo hemo), el cobre (Cu), el zinc (Zn), el manganeso (Mn) o el estaño (Sn). 3.

El agua: estructura y base molecular El agua ( ) es el compuesto químico más abundante en la biosfera y en los seres vivos, representando de media entre el 65 % y el 70 % de la masa de los organismos. Primarios 98-99% de la masa viva: C, H, O, N, P, S Secundarios 1-2% en forma de iones: Na, K, Ca, Mg, Cl Oligoelementos Menos del 0,1% pero esenciales: Fe, Cu, Zn, Mn Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl H O 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 8 Cada molécula está formada por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno. La geometría molecular es angular, con un ángulo de enlace de aproximadamente 104,5°.

Dado que el oxígeno posee una electronegatividad notablemente mayor que la del hidrógeno, atrae con más fuerza los pares de electrones compartidos en los enlaces sencillos. Esquema del dipolo del agua y formación del enlace por puentes de hidrógeno. Esto genera una distribución asimétrica de las cargas: sobre el oxígeno se concentra una densidad de carga parcial negativa ( ), mientras que sobre cada hidrógeno se establece una densidad de carga parcial positiva ( ). Por ello, aunque la molécula de agua presenta una carga neta neutra, se comporta como un dipolo eléctrico permanente.

DEFINICIÓN Un enlace por puentes de hidrógeno es una atracción electrostática intermolecular débil que se forma entre la región polarizada positivamente de un átomo de hidrógeno de una molécula y la región densamente electronegativa de un átomo (como el oxígeno o el nitrógeno) de una molécula vecina. En el agua líquida, cada molécula puede establecer hasta cuatro puentes de hidrógeno dinámicos con sus vecinas, tejiendo una red cohesiva continua. 4.

Propiedades fisicoquímicas del agua y sus funciones biológicas La capacidad de estructurar puentes de hidrógeno dota al agua de propiedades fisicoquímicas singulares de las que dependen directamente sus funciones en los seres vivos: Propiedad fisicoquímica Fundamento molecular Función biológica principal Elevada fuerza de cohesión interna Atracción electrostática intensa entre dipolos de agua contiguos mediante enlaces de hidrógeno. Incompresibilidad del medio; actúa como esqueleto hidrostático en invertebrados y confiere turgencia mecánica a células y tejidos. Amortiguador articular en el líquido sinovial.

Elevada fuerza de adhesión y capilaridad Atracción dipolar entre el agua y las superficies sólidas cargadas hidrofílicas, sumada a la cohesión interna. Capilaridad: transporte pasivo de savia bruta y fluidos vasculares por finos conductos leñosos en contra de la fuerza gravitatoria. δ δ+ Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 9 Propiedad fisicoquímica Fundamento molecular Función biológica principal Elevada tensión superficial Las moléculas de la interfase agua-aire experimentan fuerzas netas dirigidas hacia el interior líquido. Mantenimiento de la película superficial líquida, permitiendo la flotabilidad y el desplazamiento superficial de microorganismos y artrópodos.

Alto calor específico Se requiere una ingente cantidad de energía térmica para distorsionar y romper la densa red de puentes de hidrógeno antes de acelerar el movimiento molecular. Amortiguador térmico celular: salvaguarda a las enzimas de oscilaciones bruscas de temperatura ambiental, manteniendo la homeostasis interna. Alto calor de vaporización Para evaporar agua hay que suministrar mucha energía calorífica para vencer la totalidad de los puentes de hidrógeno intermoleculares. Mecanismo termorregulador refrigerante: la evaporación de agua (sudoración o transpiración foliar) absorbe calor metabólico corporal eliminándolo eficientemente.

Menor densidad en estado sólido (anomalía de densidad) En el hielo, los puentes de hidrógeno se fijan formando una retícula tetraédrica más abierta y espaciada que en el estado líquido. Aislamiento térmico de ecosistemas acuáticos en invierno: el hielo flota en la superficie impidiendo la congelación del fondo y permitiendo la supervivencia subacuática. Constante dieléctrica elevada Los dipolos acuosos apantallan las atracciones electrostáticas mutuas entre aniones y cationes, interponiéndose entre ellos. Disolvente universal de sustancias iónicas y polares; facilita las reacciones metabólicas citosólicas y vehiculiza nutrientes y desechos en fluidos biológicos.

Bajo grado de ionización Pocas moléculas se disocian espontáneamente en disolución acuosa pura a 25 °C ( ), siendo el producto iónico . Aporta reactividad bioquímica actuando en reacciones de hidrólisis (ruptura de enlaces biomoleculares por incorporación de fragmentos de agua) y como dador/aceptor de protones. 5. Dispersiones coloidales en el medio celular El fluido intracelular o citosol no es una disolución verdadera simple, sino una dispersión coloidal en la que la fase dispersante es el agua y la fase dispersa la componen macromoléculas (proteínas y polisacáridos).

Sus características distintivas son: Efecto Tyndall: La dispersión dispersa haces de luz transversal debido al tamaño relativo de sus partículas, mostrando opalescencia o turbidez. Movimiento browniano: Movimiento oscilatorio aleatorio y caótico de las partículas coloidales provocado por las colisiones moleculares continuas con el agua circundante, lo que impide su sedimentación espontánea por gravedad.

2H O 2 H O + 3 + OH K = w [H O ][OH ] = 3 + 10 14 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 10 Tixotropía: Capacidad de alternar reversiblemente entre el estado fluido o de dispersión libre (estado sol) y el estado semisólido o viscoso gelatinoso (estado gel), en respuesta a variaciones de temperatura, pH o requerimientos mecánicos (como la emisión de pseudópodos o las corrientes de ciclosis citoplasmática). Diálisis: Separación física de solutos de bajo peso molecular (cristaloides) y partículas coloidales mediante una membrana semipermeable que solo permite el tránsito de los primeros. 6.

Sales minerales: formas y funciones Las sales minerales se presentan en dos estados fisicoquímicos en los organismos: A. Sales minerales precipitadas (insolubles) Se encuentran en estado sólido, asociadas con frecuencia a matrices orgánicas. Desempeñan funciones protectoras y mecánicas de sostén: Carbonato cálcico ( ): Forma las conchas de moluscos, caparazones calcáreos de foraminíferos y otorga rigidez a estructuras esqueléticas. Fosfatos cálcicos (como la hidroxiapatita, ): Mineralizan la matriz extracelular de los huesos y el esmalte dentario de los vertebrados.

Sílice (dióxido de silicio, ): Componen las paredes celulares o frústulas de las algas diatomeas y aportan rigidez a las espículas de ciertas esponjas y tallos de gramíneas y equisetos. B. Sales minerales disueltas (solubles) Aparecen disociadas en sus iones constitutivos: cationes ( , , , ) y aniones ( , , , ). Garantizan funciones críticas: 7. Regulación del pH: sistemas tampón fisiológicos Las enzimas celulares requieren un margen de pH extremadamente estrecho para conservar su conformación nativa y su actividad catalítica.

Los sistemas tampón o buffers son disoluciones amortiguadoras constituidas por un ácido débil y su base conjugada que minimizan los cambios de pH al aceptar o ceder protones según las demandas metabólicas. CaCO 3 Ca (PO ) (OH) 10 4 6 2 SiO 2 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl HCO 3 H PO 2 4 SO 4 2 Mantenimiento del equilibrio osmótico: Gobiernan el volumen celular y la retención hídrica en los distintos compartimentos orgánicos. 1 Generación de potenciales bioeléctricos: La asimetría en la concentración iónica transmembrana (gradientes de y ) sustenta el potencial de membrana en reposo y la despolarización en células excitables.

2 Na+ K+ Acción catalítica y reguladora: El actúa como cofactor de cinasas y estabiliza ribosomas, mientras que el es segundo mensajero celular, imprescindible en la coagulación sanguínea y en la contracción del músculo. 3 Mg2+ Ca2+ Amortiguación del pH: Estabilizan la concentración de protones en los fluidos biológicos mediante soluciones reguladoras. 4 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 11 SISTEMA TAMPÓN BICARBONATO Es el principal amortiguador del medio extracelular y del plasma sanguíneo humano (manteniendo el pH en torno a 7,35 - 7,45).

Su equilibrio químico se formula como: Si aumenta la acidez (exceso de ), la reacción se desplaza hacia la izquierda, formando ácido carbónico ( ) que se descompone en y , liberándose el gas mediante ventilación pulmonar. Si el medio se alcaliniza (déficit de protones), el equilibrio se desplaza hacia la derecha, disociando ácido carbónico en bicarbonato ( ) y liberando protones libres. SISTEMA TAMPÓN FOSFATO Es el amortiguador preponderante en el medio intracelular citoplasmático (pH fisiológico próximo a 6,8 - 7,2).

Su reacción en equilibrio es: El ion dihidrógenofosfato ( ) se comporta como ácido débil cediendo un protón si el pH tiende a subir, mientras que el monohidrógenofosfato ( ) actúa como aceptor de protones si el citoplasma sufre una sobrecarga ácida. 8. Presión osmótica y homeostasis celular La presión osmótica es la presión mecánica que resultaría necesaria para frenar por completo el flujo neto de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración salina.

El fenómeno espontáneo de la ósmosis implica el paso de disolvente desde la disolución más diluida (medio hipotónico, con menor concentración de solutos no difusibles) hacia la más concentrada (medio hipertónico), hasta alcanzar la igualdad de potenciales químicos o presiones osmóticas (medio isotónico).

PROCESO Comportamiento osmótico celular según el medio 1 Medio hipotónico Entrada de agua: lisis/hemólisis en animales y turgencia en vegetales 2 Medio isotónico Equilibrio dinámico de agua sin cambio de volumen 3 Medio hipertónico Salida de agua: crenación en animales y plasmólisis en vegetales Las consecuencias citológicas del flujo osmótico dependen sustancialmente de la presencia o ausencia de una pared celular rígida: CO + 2 H O 2 H CO 2 3 HCO + 3 H+ H+ H CO 2 3 CO 2 H O 2 HCO 3 H PO + 2 4 H O 2 HPO + 4 2 H O 3 + H PO 2 4 HPO 4 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 12 Condición del medio extracelular Célula vegetal (con pared celulósica) Célula animal (sin pared rígida) Mecanismo osmótico implicado Medio hipotónico ( ) Turgencia: La vacuola absorbe agua y ejerce presión contra la membrana y la pared, la cual se tensa y frena la entrada sin romperse.

Lisis celular / Hemólisis: El agua penetra de forma masiva sin contención externa mecánica, provocando hinchamiento y estallido osmótico (hemólisis en eritrocitos). Flujo neto de agua hacia el interior citosólico por gradiente de potencial hídrico; aumenta el volumen y disminuye la presión osmótica interna. Medio isotónico ( ) Estado de equilibrio dinámico; forma y tensión normales. Estado de equilibrio dinámico; conservación de la morfología globular bicóncava. Flujo neto nulo de solvente; el ritmo de entrada de moléculas de agua equivale estrictamente al de salida.

Medio hipertónico ( ) Plasmólisis: La célula pierde agua rápidamente; la membrana plasmática se retrae y se desprende de la pared celular. Crenación: La célula sufre pérdida masiva de agua, deshidratándose y colapsando en una silueta encogida y festoneada o rugosa. Flujo neto de agua hacia el exterior hipertónico; disminuye bruscamente el volumen celular y se incrementa la concentración de solutos interna. ERROR FRECUENTE Confundir plasmólisis con crenación.

Ambos son procesos de deshidratación en medios hipertónicos, pero la plasmólisis es exclusiva de células con pared (como las vegetales), donde la membrana se desengancha de la pared celular rígida, mientras que la crenación ocurre en células animales desprovistas de pared (como los eritrocitos humanos), encogiéndose toda la membrana sobre sí misma. Biomoléculas inorgánicas y orgánicas: clasificación y diferencias Concepto de biomolécula DEFINICIÓN Una biomolécula o principio inmediato es cualquier molécula que forma parte de la materia viva. Se obtiene de los tejidos mediante métodos físicos que no alteran su estructura, como la filtración, la centrifugación, la diálisis o la destilación.

Según los elementos que las forman, se distinguen dos tipos: Simples: formadas por átomos de un solo elemento, como el oxígeno molecular ( ) o el nitrógeno molecular ( ). [solutos] < ext [solutos] int [solutos] = ext [solutos] int [solutos] > ext [solutos] int O 2 N 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 13 Compuestas: formadas por átomos de elementos distintos. Es el caso de casi todas, por ejemplo el agua ( ), el dióxido de carbono ( ) o la glucosa. Las compuestas, a su vez, pueden ser inorgánicas u orgánicas. Biomoléculas inorgánicas y orgánicas Las inorgánicas son el agua, las sales minerales y algunos gases, como el y el .

Su rasgo distintivo es que también existen en la materia inerte: hay agua en un río y carbonato cálcico en una roca caliza, igual que dentro de un organismo. Sus propiedades y funciones se estudian en «Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales». Allí se explican, entre otros, los puentes de hidrógeno, la presión osmótica y los tampones bicarbonato y fosfato. Las orgánicas tienen tres rasgos comunes: Poseen un esqueleto de carbono, es decir, cadenas o anillos de átomos de C unidos entre sí por enlaces covalentes y rodeados de H. Son exclusivas de los seres vivos: en la naturaleza solo las fabrican ellos.

Llevan grupos funcionales, que son agrupaciones de átomos responsables de su reactividad. Algunos ejemplos son el hidroxilo (–OH), el carbonilo (C=O), el carboxilo (–COOH), el amino (–NH ) y el fosfato. ERROR FRECUENTE Tener carbono no convierte una molécula en orgánica. El y los carbonatos contienen C, pero son inorgánicos: no tienen esqueleto carbonado con enlaces C–C y C–H, y existen fuera de los seres vivos.

Criterio Inorgánicas Orgánicas Composición Sin esqueleto carbonado (H, O, iones minerales…) Esqueleto de C con H, O y a menudo N, P, S Tipo de enlace Iónico en las sales; covalente polar en el agua y los gases Covalente, sobre todo C–C y C–H Materia inerte Sí, también aparecen No, exclusivas de los seres vivos Funciones Disolvente y medio de reacción, estructural (sales precipitadas), regulación osmótica y del pH, intercambio de gases Energética, estructural, catalítica, de reserva, informativa (herencia) H O 2 CO 2 O 2 CO 2 CO 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 14 ESQUEMA Biomoléculas Los cuatro grupos orgánicos Muchas biomoléculas orgánicas son polímeros, es decir, moléculas grandes que resultan de unir muchas unidades pequeñas iguales o parecidas llamadas monómeros.

Cada grupo tiene su monómero y un enlace característico para unirlo. Grupo Unidad básica Enlace típico Bioelementos Glúcidos Monosacárido O-glucosídico C, H, O Lípidos Ácidos grasos y glicerol Éster C, H, O (a veces P y N) Proteínas Aminoácido Peptídico C, H, O, N (a veces S) Ácidos nucleicos Nucleótido Fosfodiéster C, H, O, N, P PARA RECORDARLO Las letras crecen de un grupo al siguiente: CHO CHO(P,N) CHON(S) CHONP. El fósforo es obligatorio solo en los ácidos nucleicos, y el azufre aparece solo en algunas proteínas. Los lípidos no forman polímeros verdaderos. Los ácidos grasos se unen al glicerol mediante enlaces éster, pero no se encadenan en serie.

Además, algunos lípidos, como el colesterol, no contienen ácidos grasos. Cada enlace y cada grupo se desarrollan en su tema: «Tema 2: Glúcidos», «Tema 3: Lípidos», «Tema 4: Proteínas y enzimas — Aminoácidos y estructura de las proteínas» y «Tema 8: Ácidos nucleicos y genética molecular — Estructura de nucleótidos y ácidos nucleicos».

Inorgánicas También en la materia inerte Agua Disolvente universal Sales minerales Precipitadas o disueltas Gases O y CO Orgánicas Esqueleto de carbono, exclusivas Glúcidos Monosacáridos, C H O Lípidos Ácidos grasos y glicerol Proteínas Aminoácidos, C H O N (S) Ácidos nucleicos Nucleótidos, C H O N P Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 15 Moléculas que relacionan grupos: el ATP Las piezas de un grupo pueden formar parte de moléculas de otro. El ATP (adenosín trifosfato) es un nucleótido formado por tres componentes: Adenina: una base nitrogenada. Contiene C, H y N ( ). Ribosa: un monosacárido de cinco carbonos, es decir, un glúcido. Contiene solo C, H y O ( ).

Tres grupos fosfato: aportan P y O. La molécula completa contiene, por tanto, C, H, O, N y P ( ). Son los mismos bioelementos que los ácidos nucleicos, aunque el ATP no es un ácido nucleico, sino un nucleótido libre. Su papel energético se trata en «Tema 8: Ácidos nucleicos y genética molecular — Estructura de nucleótidos y ácidos nucleicos». EVAU · 2024, EXTRAORDINARIA; 1 El citosol celular contiene alrededor del 70% de agua. a) Explica dos funciones del agua de importancia clave en el interior de las células. b) ¿Qué significa que el citosol forme una disolución coloidal?

Resolución a) Dos funciones esenciales del agua a nivel intracelular son: b) Significa que el citoplasma constituye un sistema disperso heterogéneo donde las partículas dispersas (macromoléculas biológicas de gran peso molecular como proteínas o polisacáridos) no sedimentan espontáneamente por gravedad ni atraviesan membranas semipermeables, debido a su tamaño intermedio entre las disoluciones verdaderas y las suspensiones gruesas. Esto dota al citosol de propiedades mecánicas específicas como el efecto Tyndall, el movimiento browniano y la tixotropía (capacidad de alternar entre los estados de sol y gel).

C H N 5 5 5 C H O 5 10 5 C H N O P 10 16 5 13 3 Función disolvente y soporte de las reacciones metabólicas: Debido a su elevado momento dipolar y su alta constante dieléctrica, el agua disuelve gran cantidad de biomoléculas polares e iónicas. Esto permite que sustratos y enzimas se muevan y choquen libremente en el citosol, sirviendo de sustrato activo en reacciones químicas vitales como la hidrólisis. 1 Función estructural y amortiguadora: Su incompresibilidad y elevada cohesión molecular conservan el volumen, dotan de turgencia a la célula vegetal y proporcionan una presión mecánica hidrostática que sostiene la arquitectura interna de la célula frente a fuerzas deformantes externas.

2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 16 IDEAS CLAVE Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) representan entre el 98 % y el 99 % de la materia viva gracias a su aptitud para formar enlaces covalentes de gran estabilidad. El carácter dipolar del agua y su densa red de puentes de hidrógeno fundamentan sus propiedades termorreguladoras, disolventes, cohesivas y capilares. Las sales minerales precipitadas desempeñan roles estructurales y de protección, mientras que las solubles regulan la homeostasis osmótica, los potenciales eléctricos y el pH.

El tampón bicarbonato actúa en el espacio extracelular y el tampón fosfato opera dentro de la célula para evitar variaciones críticas del pH. La ósmosis genera turgencia o plasmólisis en células con pared vegetal, y hemólisis o crenación en células animales carentes de ella. Una biomolécula o principio inmediato forma parte de la materia viva y se separa por métodos físicos sin alterarla. Las biomoléculas simples tienen un solo elemento (O ); las compuestas, varios (H O, glucosa). COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 1. ¿Por qué el agua líquida posee un calor específico tan excepcionalmente elevado? 2. ¿Cómo amortigua el tampón bicarbonato una bajada de pH en la sangre? 3.

¿Qué le ocurre a un eritrocito humano introducido en agua destilada y qué fenómeno recibe dicho proceso? 4. ¿Por qué el CO es una biomolécula inorgánica si contiene carbono? 5. ¿Qué bioelemento distingue a los ácidos nucleicos de las proteínas? 2 Tema 2: Glúcidos Los glúcidos (también denominados azúcares o hidratos de carbono) son biomoléculas orgánicas constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuya proporción empírica clásica responde a la fórmula o . En determinados glúcidos complejos o modificados también pueden hallarse átomos de nitrógeno, azufre o fósforo.

Desde una perspectiva química rigurosa, se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, o bien sustancias compuestas cuya hidrólisis rinde estos derivados polialcohólicos. 1. Clasificación general de los glúcidos La clasificación estructural divide a los glúcidos según el número de unidades elementales que contengan y su susceptibilidad a ser descompuestos por hidrólisis química o enzimática: C (H O) n 2 n C H O n 2n n Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 17 ESQUEMA Clasificación general de los glúcidos Grupo Subgrupo Características definitorias Ejemplos principales Osas (Monosacáridos) Aldosas Contienen un grupo carbonilo aldehído ( ) en el carbono 1 (C1).

Gliceraldehído, ribosa, glucosa, galactosa. Cetosas Contienen un grupo carbonilo cetona ( ), habitualmente en el C2. Dihidroxiacetona, ribulosa, fructosa. Ósidos (Holósidos) Oligosacáridos Cadenas cortas de 2 a 10 monosacáridos unidos por enlace O-glucosídico. Destacan los disacáridos. Maltosa, lactosa, sacarosa, celobiosa. Homopolisacáridos Macromoléculas de más de 10 unidades formadas por un solo tipo de monosacárido repetido. Almidón, glucógeno, celulosa, quitina. Heteropolisacáridos Polímeros complejos integrados por dos o más clases distintas de monosacáridos o sus derivados. Agar-agar, pectinas, glicosaminoglicanos (heparina).

Ósidos (Heterósidos) Glicoconjugados Unión covalente de una fracción glucídica con una fracción no glucídica denominada aglucón. Glucolípidos (cerebrósidos), glucoproteínas (inmunoglobulinas). Monosacáridos (Osas) Monómeros no hidrolizables Aldosas Grupo carbonilo en C1 Cetosas Grupo carbonilo en C2 Ósidos Polímeros o conjugados hidrolizables Holósidos Exclusivamente monosacáridos Oligosacáridos De 2 a 10 monosacáridos Polisacáridos Más de 10 unidades glucídicas Heterósidos Fracción glucídica unida a aglucón CHO CO Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 18 2.

Monosacáridos: estructura, estereoisometría y ciclación Los monosacáridos son sólidos cristalinos, de color blanco, solubles en agua gracias a la polaridad de sus grupos hidroxilo ( ) y con sabor dulce característico. Su esqueleto hidrocarbonado consta de 3 a 7 átomos de carbono: triosas ( ), tetrosas ( ), pentosas ( ), hexosas ( ) y heptosas ( ).

Isomería de los monosacáridos La presencia de uno o más carbonos asimétricos o quirales (carbonos unidos a cuatro sustituyentes químicos distintos) confiere a los monosacáridos una gran variedad estructural: Isomería de función: Moléculas con la misma fórmula molecular pero distinto grupo funcional (por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa y la fructosa es una cetohexosa). Enantiómeros (Serie D y L): Son estereoisómeros que constituyen imágenes especulares no superponibles.

Por convenio bioquímico, la pertenencia a la serie D o a la serie L viene determinada por la orientación del grupo del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo: si dicho hidroxilo se sitúa hacia la derecha en la proyección lineal de Fischer, se trata de la forma D; si se orienta a la izquierda, corresponde a la forma L. En la naturaleza, la inmensa mayoría de los glúcidos celulares pertenecen a la serie D. Epímeros: Son diastereoisómeros que se diferencian únicamente en la configuración espacial de un único carbono asimétrico (como ocurre entre la D-glucosa y la D-galactosa en el C4).

Actividad óptica: Debido a sus carbonos quirales, en disolución acuosa los monosacáridos hacen rotar el plano de la luz polarizada hacia la derecha (dextrógiros o ) o hacia la izquierda (levógiros o ). La dihidroxiacetona carece de carbonos quirales, por lo que no posee actividad óptica. Esquema de relaciones entre enantiómeros y epímeros en aldotetrosas de cuatro carbonos. ERROR FRECUENTE No se debe confundir la configuración estructural (series D y L) con el signo del desvío óptico (dextrógiro o levógiro ). Un monosacárido de la serie D puede ser levógiro (como la D- fructosa) y uno de la serie L puede ser dextrógiro.

Ciclación y carbono anomérico (proyecciones de Haworth) En disolución acuosa, las pentosas y hexosas experimentan una reacción intramolecular espontánea: el grupo carbonilo reacciona con un grupo hidroxilo distal para generar un enlace hemiacetal (en aldosas) o hemicetal (en cetosas). Esto cierra la molécula en anillos estables de cinco miembros (anillo OH C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 OH + + Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 19 furanosa) o seis miembros (anillo piranosa). Al ciclarse, el carbono carbonílico (C1 en aldosas, C2 en cetosas) pasa a tener cuatro sustituyentes distintos y se transforma en el carbono anomérico.

Este proceso da origen a dos nuevos estereoisómeros denominados anómeros: Anómero : El grupo anomérico se orienta en posición cis respecto al grupo terminal (hacia arriba en la representación estándar de Haworth). Anómero : El grupo anomérico se orienta en posición trans (hacia abajo en el plano del anillo de Haworth). Monosacáridos de especial relevancia celular Triosas: El D-gliceraldehído y la dihidroxiacetona son metabolitos intermediarios cruciales de la degradación y síntesis de glúcidos (véase «Tema 7: Metabolismo celular — Glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria»).

Pentosas: La D-ribosa forma el esqueleto de ribonucleótidos como el ATP y del ARN; la 2-desoxi- D-ribosa integra el ADN; y la ribulosa-1,5-bisfosfato (derivada de la D-ribulosa) es el aceptor del dióxido de carbono en la fotosíntesis mediante la enzima Rubisco (véase «Tema 7: Metabolismo celular — Fotosíntesis y quimiosíntesis»). Hexosas: La D-glucosa es el combustible metabólico fundamental de vertebrados y el monómero base de los grandes polisacáridos; la D-galactosa se sintetiza en glándulas mamarias para componer la lactosa; y la D-fructosa abunda en la miel y las frutas y constituye el sustrato energético principal de los espermatozoides. 3.

El enlace O-glucosídico y los disacáridos La unión entre monosacáridos se lleva a cabo mediante el enlace O-glucosídico, una reacción de condensación donde reaccionan dos grupos hidroxilo con liberación concomitante de una molécula de agua ( ). Este enlace se rompe mediante hidrólisis ácida o enzimática. Diagrama de condensación para enlaces O-glucosídicos monocarbonílico y dicarbonílico con pérdida de agua.

Se distinguen dos tipos esenciales de unión glucosídica según la implicación de los centros anoméricos: β OH CH OH 2 α OH H O 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 20 Enlace monocarbonílico: Se establece entre el carbono anomérico de la primera molécula y un carbono no anomérico de la segunda (frecuentemente C4 o C6). Como el segundo monosacárido conserva su carbono anomérico libre, el disacárido resultante mantiene su poder reductor. Nomenclatura terminada en -osa. Enlace dicarbonílico: Compromete directamente a los dos carbonos anoméricos de ambos azúcares.

Al quedar bloqueados ambos carbonos hemiacetálicos o hemicetálicos, la molécula pierde totalmente el poder reductor. Nomenclatura terminada en -ósido. Disacárido Monómeros constituyentes Tipo de enlace Carácter reductor Origen y función Maltosa -D-glucosa + -D- glucosa Monocarbonílico Reductor (Sí) Azúcar de malta; producto de la hidrólisis de almidón y glucógeno. Isomaltosa -D-glucosa + -D- glucosa Monocarbonílico Reductor (Sí) Procede de los puntos de ramificación del almidón y glucógeno. Lactosa -D-galactosa + - D-glucosa Monocarbonílico Reductor (Sí) Azúcar característico de la leche de los mamíferos.

Celobiosa -D-glucosa + -D- glucosa Monocarbonílico Reductor (Sí) Unidad de repetición obtenida por hidrólisis parcial de la celulosa. Sacarosa -D-glucosa + -D- fructosa Dicarbonílico No reductor (No) Azúcar común de consumo humano (caña de azúcar y remolacha). PARA RECORDARLO: EL PODER REDUCTOR Y LA PRUEBA DE FEHLING El poder reductor reside en la capacidad del grupo carbonilo libre de oxidarse a grupo carboxilo cediendo electrones. En la reacción de Fehling, los azúcares reductores reducen el catión cúprico soluble en medio básico caliente ( , de tono azul intenso) a óxido cuproso insoluble ( , que genera un precipitado rojizo anaranjado).

Todos los monosacáridos son reductores; los disacáridos solo lo son si poseen enlace monocarbonílico. 4. Polisacáridos: reserva energética frente a función estructural Los polisacáridos son polímeros de alto peso molecular formados por más de diez monosacáridos. Carecen de sabor dulce, no cristalizan, no tienen poder reductor apreciable y son insolubles o forman suspensiones coloidales.

La geometría del enlace glucosídico determina su arquitectura tridimensional y su función biológica: α α α(1 4) α α α(1 6) β β β(1 4) β β β(1 4) α β α(1 2)β Cu2+ Cu O 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 21 Esquema tridimensional de cadenas de amilosa y puntos de ramificación de amilopectina. Polisacáridos de reserva (enlaces ) Los enlaces de tipo son flexibles y curvan la cadena formando hélices abiertas, muy accesibles al ataque hídrico y enzimático para movilizar glucosa rápidamente: Almidón: Reserva glucídica vegetal almacenada en amiloplastos de semillas, tubérculos y raíces.

Contiene dos componentes: Amilosa: Cadenas helicoidales lineales de -D-glucosa unidas por enlace . Amilopectina: Cadenas principales con puntos de ramificación lateral en cada 15-30 glucosas. Glucógeno: Reserva energética en animales (concentrada en hepatocitos y fibras del músculo esquelético) y hongos. Presenta una arquitectura ramificada similar a la amilopectina, pero más densa, con bifurcaciones cada 8-12 residuos de glucosa. Diagrama del ensamblaje jerárquico de celulosa en micelas, microfibrillas y fibras. Polisacáridos estructurales (enlaces ) Los enlaces de tipo fuerzan a cada monómero a rotar 180° respecto al precedente.

Ello origina cadenas rectilíneas y extendidas que se empaquetan en paralelo mediante puentes de hidrógeno intra e intercatenarios: Celulosa: Polímero lineal no ramificado de -D-glucosa unidas por enlace . Decenas de cadenas paralelas se asocian en micelas, estas se agrupan en microfibrillas y luego en fibras de enorme resistencia a la tracción que constituyen la pared celular de plantas y algas. La mayoría de los animales carecen de celulasas y no pueden digerirla. Quitina: Polímero lineal de -acetil- -D-glucosamina unidos por enlace . Proporciona dureza e impermeabilidad al exoesqueleto de artrópodos y forma la pared celular fúngica.

α α α α(1 4) α(1 4) α(1 6) α(1 6) β β β β(1 4) N β β(1 4) Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 22 SELECTIVIDAD · 2021, EXTRAORDINARIA a) Indica a qué tipo de biomoléculas pertenecen el glucógeno, el almidón, la celulosa y la quitina. b) ¿En qué organismos vivos se encuentran cada uno de ellos? c) ¿Qué función desempeñan cada uno de ellos? Resolución a) Tipo de biomolécula: Todos ellos son glúcidos; específicamente, son homopolisacáridos (macromoléculas compuestas por la repetición polimérica de monosacáridos o derivados unidos por enlaces O-glucosídicos).

b) Localización en organismos vivos: Glucógeno: Células animales (acumulado en hígado y tejido muscular esquelético) y en células de hongos. Almidón: Células y tejidos vegetales (almacenado en amiloplastos de órganos de reserva como semillas, tubérculos y raíces). Celulosa: Células vegetales (constituyente principal de la pared celular de plantas y algas). Quitina: En el exoesqueleto de artrópodos (insectos, crustáceos, arácnidos) y en la pared celular de hongos. c) Función biológica: Glucógeno: Función de reserva energética en animales y hongos. Sus enlaces y ramas frecuentes permiten liberar glucosa con rapidez.

Almidón: Función de reserva energética en vegetales, suministrando esqueletos carbonados y energía cuando la fotosíntesis no es operativa. Celulosa: Función estructural y mecánica en vegetales, otorgando rigidez y soporte a la pared celular gracias a sus enlaces compactados en microfibrillas. Quitina: Función estructural, otorgando protección mecánica, rigidez e insolubilidad al exoesqueleto de artrópodos y cubiertas de hongos. α β Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 23 IDEAS CLAVE Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas que poseen poder reductor debido a su carbono carbonílico libre.

La ciclación genera el carbono anomérico (C1 en aldosas, C2 en cetosas), produciendo los anómeros y . El enlace O-glucosídico monocarbonílico preserva un carbono anomérico libre (azúcar reductor), mientras que el dicarbonílico compromete ambos (azúcar no reductor). Los polisacáridos con enlace (almidón y glucógeno) adoptan conformaciones helicoidales de reserva energética de fácil degradación. Los polisacáridos con enlace (celulosa y quitina) forman cadenas lineales estabilizadas por puentes de hidrógeno con función estructural y gran resistencia mecánica. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 6.

¿Por qué la sacarosa da un resultado negativo en la prueba de Fehling mientras que la maltosa da positivo? 7. ¿Qué diferencia geométrica y funcional existe entre los polímeros de glucosa con enlace frente a los de enlace ? 3 Tema 3: Lípidos Los lípidos constituyen un grupo químicamente heterogéneo de biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno (a menudo acompañados por fósforo y nitrógeno). Comparten dos rasgos fisicoquímicos fundamentales: una nula o muy baja solubilidad en disolventes polares acuosos y una notable solubilidad en disolventes apolares orgánicos (como éter, cloroformo o benceno), además de un tacto untuoso característico.

Su clasificación canónica los divide según contengan o no ácidos grasos unidos mediante enlaces éster, lo que determina su capacidad de experimentar una hidrólisis alcalina conocida como saponificación: α β α β α β Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 24 ESQUEMA Clasificación general de los lípidos 1. Ácidos grasos: propiedades y comportamiento Son ácidos carboxílicos alifáticos de cadena hidrocarbonada lineal que suelen presentar un número par de átomos de carbono (habitualmente de 10 a 22 carbonos). Estructuralmente disponen de un extremo polar ionizable (-COOH) y una extensa cola hidrocarbonada apolar neutra.

Estructura química de un ácido graso saturado con extremos polar y apolar. CARÁCTER ANFIPÁTICO El carácter anfipático define la coexistencia en una misma molécula de un dominio hidrofílico (la cabeza con el grupo carboxilo, afín al agua) y un dominio hidrofóbico (la cola hidrocarbonada apolar, repelida por el agua). En disolventes acuosos, esta dualidad obliga a las moléculas a autoensamblarse para resguardar las cadenas alifáticas del contacto directo con el agua. Según el tipo de enlaces en su cadena alifática, se distinguen dos clases: Saturados: cadenas sin dobles enlaces.

Su conformación rectilínea favorece un estrecho empaquetamiento entre cadenas adyacentes mediante interacciones de van der Waals, lo que eleva notablemente su punto de fusión (suelen ser sólidos a temperatura ambiente, como el ácido palmítico de 16 carbonos o el ácido esteárico de 18).

Lípidos saponificables Contienen ácidos grasos y forman jabones Lípidos simples Acilgliceroles y ceras Lípidos complejos Fosfolípidos y esfingolípidos de membrana Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos y enlace éster Terpenos Polímeros de isopreno (vitaminas A, E, K) Esteroides Derivados del esterano (colesterol y hormonas) Eicosanoides Derivados del ácido araquidónico Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 25 Insaturados: presentan uno (monoinsaturados, como el ácido oleico) o más dobles enlaces (poliinsaturados, como el linoleico).

En la naturaleza, la configuración geométrica de los dobles enlaces es predominantemente cis, lo que genera una torsión rígida en la cadena en forma de «codo». Este pliegue impide la proximidad espacial de las cadenas, reduce las interacciones de van der Waals y hace descender drásticamente el punto de fusión, presentándose como líquidos a temperatura ambiente (aceites). ERROR FRECUENTE No debe confundirse la longitud de la cadena con el grado de insaturación: a mayor longitud de cadena aumentan las fuerzas de van der Waals y sube el punto de fusión; en cambio, a mayor número de dobles enlaces disminuye el punto de fusión debido a los acodamientos conformacionales de tipo cis. 2.

Reacciones químicas fundamentales: esterificación y saponificación El enlace covalente característico entre los componentes de los lípidos saponificables es el enlace éster, formado a través de dos reacciones químicas opuestas: Esquema comparativo entre las reacciones de esterificación y saponificación de triacilgliceroles. 3. Lípidos saponificables Comprenden los derivados de la esterificación de ácidos grasos con diversos alcoholes: Reacción de esterificación: reacción de condensación en la que el grupo carboxilo (-COOH) de un ácido graso reacciona con un grupo hidroxilo ( ) de un alcohol (por ejemplo, el propanotriol o glicerol).

Durante el proceso se forma un enlace éster con la liberación concomitante de una molécula de agua ( ). 1 OH R-COOH + R'-OH R-COO-R' + H O 2 Reacción de saponificación: hidrólisis forzada del enlace éster mediante la adición de una base fuerte acuosa (NaOH o KOH). La reacción escinde la unión éster regenerando el alcohol y dando lugar a las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos, comúnmente denominadas jabones. 2 Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 26 Acilgliceroles (grasas neutras): ésteres del glicerol con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos (monoacilgliceroles, diacilgliceroles y triacilgliceroles).

Al hallarse todos los grupos alcohol ocupados y carecer de carga neta, los triacilgliceroles son apolares e insolubles en agua. Constituyen la principal reserva energética a largo plazo en animales (almacenados en el tejido adiposo por adipocitos) y vegetales (vacuolas de semillas y frutos), además de actuar como aislantes térmicos y amortiguadores mecánicos frente a traumatismos. Ceras (céridos): ésteres formados por un ácido graso de cadena larga y un monoalcohol alifático también de cadena lineal extensa.

Poseen ambos extremos altamente apolares, lo que les confiere una extraordinaria hidrofobicidad; su cometido biológico prioritario es la impermeabilización y protección de tegumentos, hojas, plumas y lanas (como la lanolina). Lípidos complejos: además de ácidos grasos y un alcohol, contienen residuos de otra naturaleza química: Glicerofosfolípidos (fosfolípidos): formados por glicerol esterificado en los carbonos 1 y 2 con sendos ácidos grasos, y en el carbono 3 con un grupo fosfato, el cual se une a su vez a un aminoalcohol o polialcohol polar (cabeza hidrofílica).

Esfingolípidos: formados por la unión de un ácido graso con el aminoalcohol de 18 carbonos denominado esfingosina mediante un enlace amida, configurando la subunidad básica llamada ceramida. Según la cabeza polar que se acople a la ceramida, dan lugar a esfingomielinas (con fosfocolina, abundantes en las vainas de mielina neuronales) o glucoesfingolípidos (como cerebrósidos y gangliósidos, que actúan en la superficie externa celular integrando marcadores de reconocimiento celular y receptores antigénicos). Estructura molecular básica de un glicerofosfolípido con cabeza polar y colas alifáticas. 4.

Comportamiento en agua y arquitectura de membranas Al situarse en soluciones acuosas, los lípidos dotados de carácter anfipático (como fosfolípidos y esfingolípidos) no se disuelven de forma molecular libre, sino que experimentan un autoensamblaje termodinámico espontáneo impulsado por el efecto hidrofóbico. Las cadenas apolares se ocultan mutuamente excluyendo el agua hacia el núcleo interno, mientras los grupos polares maximizan sus interacciones con las moléculas de agua superficiales. Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 27 Diagrama de agregados anfipáticos en agua: monocapa, bicapa, liposoma y micela.

Dependiendo de la geometría tridimensional de la molécula y de su concentración, generan distintas agregaciones estables: Monocapas: películas ordenadas en la interfase aire-agua, proyectando las cabezas hacia el líquido y las colas hacia el exterior. Micelas: agregados esféricos cerrados donde las colas hidrofóbicas convergen radialmente hacia el interior desprovisto de agua, característicos de moléculas con sección troncocónica (ácidos grasos libres o sales biliares).

Bicapas lipídicas: láminas dobles paralelas continuas en las que dos hileras de fosfolípidos encaran sus colas hidrofóbicas hacia el interior de la lámina, dejando sus cabezas polares en contacto con los compartimentos acuosos a ambos lados. Es la estructura universal de las membranas celulares (véase «Tema 5: La célula — Membrana plasmática y mecanismos de transporte»). Liposomas: vesículas sintéticas esféricas formadas por bicapas concéntricas que engloban una cavidad acuosa interna, ampliamente explotadas como transportadores de fármacos y cosméticos.

Criterio Triacilgliceroles Fosfolípidos Composición Glicerol + 3 ácidos grasos (unidos por enlace éster) Glicerol + 2 ácidos grasos + grupo fosfato + aminoalcohol o sustituyente polar Polaridad global Moléculas apolares o neutras Moléculas marcadamente anfipáticas Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 28 Criterio Triacilgliceroles Fosfolípidos Comportamiento en agua Insolubles, forman agregados amorfos que repelen el agua sin organizarse en membranas Autoasociación espontánea en bicapas fluidas, liposomas y micelas Función biológica principal Reserva de energía de alta densidad metabólica, protección mecánica y aislamiento térmico Función estructural arquitectónica: matriz fluida de las membranas biológicas 5.

Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos y, por tanto, no poseen enlaces éster ni forman jabones al tratarse con álcalis: Terpenos (isoprenoides): polímeros derivados de la condensación de unidades de isopreno (2- metil-1,3-butadieno). Incluyen pigmentos fotosintéticos accesorios (carotenoides) y diversas vitaminas liposolubles (vitamina A, E y K). Esteroides: lípidos derivados del hidrocarburo tetracíclico ciclopentanoperhidrofenantreno (esterano). Se agrupan en: Esteroles (colesterol): molécula anfipática dotada de un anillo esteroideo rígido, una cola hidrocarbonada y un hidroxilo polar ( ).

En células animales se intercala entre los fosfolípidos de la membrana plasmática, modulando su fluidez frente a fluctuaciones de temperatura. Es asimismo el precursor metabólico de los ácidos biliares (emulsionantes intestinales de las grasas ingeridas), la vitamina D (responsable de la homeostasis del calcio y fósforo) y las hormonas esteroideas (testosterona, estrógenos, progesterona y corticoides). Eicosanoides: derivados oxigenados del ácido araquidónico (ácido graso poliinsaturado de 20 carbonos), tales como las prostaglandinas (mediadores en la respuesta inflamatoria, tono vascular y coagulación) y los tromboxanos.

OH Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 29 PAU · 2026 ORDINARIA Pregunta 1: BIOMOLÉCULAS y GENÉTICA MOLECULAR e) Cita un lípido con función estructural, explica su estructura y la relación de ésta con la función [0,5 P]. Resolución Lípido estructural elegido: Fosfolípido (glicerofosfolípido). Estructura: Está integrado por una molécula de glicerol que se encuentra esterificada en dos de sus grupos hidroxilo con sendos ácidos grasos (cadenas hidrocarbonadas apolares e hidrofóbicas), mientras que su tercer hidroxilo está unido a un grupo fosfato esterificado a su vez con un aminoalcohol o compuesto polar hidrofílico.

Relación con la función: Esta organización le confiere un marcado carácter anfipático. Al hallarse en disolución acuosa, las moléculas se autoorganizan espontáneamente en una bicapa lipídica orientando sus cabezas hidrófilas hacia el exterior acuoso (intra y extracelular) y encarando sus colas hidrófobas hacia el núcleo interior de la lámina. De este modo, configuran la matriz estructural básica, fluida y semipermeable de todas las membranas celulares. IDEAS CLAVE Los lípidos se clasifican en saponificables e insaponificables según posean o no ácidos grasos esterificados capaces de formar jabones con bases fuertes.

El carácter anfipático describe la coexistencia de regiones hidrofílicas y cadenas apolares hidrofóbicas en la misma molécula. Los dobles enlaces cis en ácidos grasos insaturados introducen codos rígidos que disminuyen el empaquetamiento y reducen su punto de fusión. Los triacilgliceroles son grasas neutras apolares especializadas en la reserva energética, mientras que los fosfolípidos son componentes estructurales anfipáticos de las membranas. El colesterol es un esteroide esencial que regula la fluidez de las membranas biológicas en animales y sirve de precursor para hormonas y ácidos biliares. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 8.

¿Por qué un ácido graso poliinsaturado tiene un punto de fusión inferior al de uno saturado con el mismo número de carbonos? 9. ¿Qué productos específicos se obtienen de la saponificación completa de una molécula de tripalmitina con NaOH? Apuntes de Biología EvAU Navarra: 12 temas, esquemas y test 30 4 Aminoácidos y estructura de las proteínas Los aminoácidos: estructura y propiedades fisicoquímicas Los aminoácidos son las unidades monoméricas que constituyen las proteínas. De los numerosos aminoácidos existentes en la naturaleza, 20 aminoácidos proteicos (denominados -aminoácidos) forman parte del código genético universal.

Su estructura general consta de un átomo de carbono central denominado carbono alfa ( ), al que se unen covalentemente cuatro grupos químicos: un grupo amino básico ( ), un grupo carboxilo ácido (-COOH), un átomo de hidrógeno ( ) y una cadena lateral distintiva o grupo R. Esquema de la estructura general de un alfa-aminoácido. A excepción de la glicina (cuyo grupo R es un segundo átomo de hidrógeno), el es un carbono asimétrico o quiral, lo que confiere a los aminoácidos actividad óptica y la existencia de dos estereoisómeros especulares: las formas D y L.

Todas las proteínas celulares están constituidas exclusivamente por L-α-aminoácidos (aquellos con el grupo orientado a la izquierda en la proyección de Fischer). Según la naturaleza química de su radical R,…