Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests

Y 0 flashcards y 37 preguntas más en el documento.

Texto del documento

APUNTES BIOLOGÍA PAU Comunidad Valenciana AprenAI 2026-2027 Biología de la PAU valenciana tema a tema, de biomoléculas a genética e inmunología, con esquemas, 108 preguntas de test y un resumen final para repasar. APREN.AI Índice 1 Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales 7 1. Los elementos de la materia viva 7 2. El agua: estructura y propiedades biológicas y reguladoras 9 3. Sales minerales y mantenimiento del equilibrio homeostático 11 4.

Dispersiones coloidales y fenómenos fisicoquímicos: difusión, diálisis y ósmosis 12 Clasificación general de las biomoléculas 13 Qué es una biomolécula 13 Criterio 1: naturaleza química 14 Monómeros y enlaces de las biomoléculas orgánicas 14 Criterio 2: tamaño 15 Criterio 3: función 15 2 Tema 2: Glúcidos 17 1. Concepto y clasificación general de los glúcidos 17 2. Monosacáridos: estructura, estereoisomería y ciclación 18 3. El enlace O-glucosídico y los disacáridos 20 4. Oligosacáridos y reconocimiento celular 21 5.

Polisacáridos: homopolisacáridos y heteropolisacáridos 21 3 Tema 3: Lípidos 25 Concepto y propiedades físico-químicas de los lípidos 25 Ácidos grasos: estructura, anfipatía y propiedades físicas 25 Lípidos saponificables 26 Lípidos insaponificables 29 Comparación: lípidos de reserva frente a estructurales 30 Tema 4: Proteínas y enzimas 4 Aminoácidos, enlace peptídico y conformación proteica 33 1. Los aminoácidos: estructura y propiedades fisicoquímicas 33 2. Comportamiento anfótero y punto isoeléctrico 33 3. El enlace peptídico 34 4. Niveles de conformación proteica 35 5.

Desnaturalización proteica 36 5 Funciones y clasificación de las proteínas Funciones biológicas de las proteínas Clasificación según su composición Clasificación según su forma Propiedades: especificidad y solubilidad Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 1 6 Propiedades, biocatalizadores y cinética enzimática 41 Mecanismo de acción enzimática y biocatálisis 41 Centro activo y modelos de interacción sustrato-enzima 41 Estructura molecular: apoenzimas, cofactores y coenzimas 42 Cinética enzimática de Michaelis-Menten 43 Factores que modulan la actividad enzimática 43 Inhibición enzimática: reversible e irreversible 44 Enzimas alostéricas y regulación metabólica 46 Tema 5: La célula: organización celular y orgánulos 7 Teoría celular y organización procariota frente a eucariota 48 Postulados de la teoría celular y desarrollo histórico 48 Métodos de observación y estudio celular 48 Organización procariota frente a eucariota 49 Célula animal y célula vegetal 50 Origen de la eucariogénesis: teoría endosimbiótica 51 8 Citosol, citoesqueleto y centrosoma 52 1.

El citosol y las inclusiones citoplasmáticas 53 2. El citoesqueleto: arquitectura y componentes 53 3. El centrosoma: centro organizador de microtúbulos 55 4. Cilios y flagelos: estructura y mecanismo motor 56 9 Sistema de endomembranas y orgánulos energéticos 57 1. Ribosomas: maquinaria catalítica de la traducción 57 2. Retículo endoplásmico: biosíntesis y detoxificación 58 3. Aparato de Golgi: clasificación y secreción 59 4. Lisosomas y digestión intracelular 59 5. Vacuolas vegetales y peroxisomas 60 6. Orgánulos energéticos: mitocondrias y cloroplastos 61 Tema 6: Membrana plasmática y transporte 10 Modelo de mosaico fluido y transporte celular 66 1. El modelo de mosaico fluido 66 2.

Transporte pasivo de moléculas pequeñas 67 3. Transporte activo: la bomba de Na /K ATPasa 68 4. Transporte macromolecular: endocitosis y exocitosis 68 11 Diferenciaciones de membrana y pared celular vegetal 71 1. Diferenciaciones de la membrana plasmática: uniones intercelulares 71 2. El glicocálix: cubierta glucídica y reconocimiento celular 72 3. Arquitectura y composición de la pared celular vegetal 72 4. Especializaciones de comunicación e intercambio: punteaduras y plasmodesmos 74 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 2 5.

Modificaciones secundarias de la pared vegetal 75 Tema 7: Núcleo,ciclo celular,mitosis y meiosis 12 Núcleo interfásico, cromosomas y ciclo celular 76 1. Componentes del núcleo interfásico 76 2. Niveles de empaquetamiento del ADN y cromatina 77 3. Morfología del cromosoma metafásico y cariotipo 78 4.

El ciclo celular eucariota 78 13 Mitosis, citocinesis y meiosis 80 La mitosis: reparto equitativo del material genético 81 Citocinesis: partición citoplasmática 82 Meiosis: reducción cromosómica y variabilidad 82 Fuentes de variabilidad genética y significado biológico 84 Comparación entre mitosis y meiosis 85 Tema 8: Metabolismo: respiración celular y fotosíntesis 14 Conceptos metabólicos y catabolismo de la glucosa 87 Clasificación metabólica de los seres vivos 87 Glucólisis: fase citosólica del catabolismo glucídico 88 Descarboxilación oxidativa del piruvato y ciclo de Krebs 89 Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa 90 15 Catabolismo lipídico y proteico 91 Degradación de los triacilglicéridos y destino del glicerol 92 Activación y transporte: la lanzadera de carnitina 92 La β-oxidación de los ácidos grasos (espiral de Lynen) 93 Rendimiento energético de ácidos grasos saturados 93 Catabolismo de aminoácidos 94 16 Anabolismo heterótrofo y mapa integrado del metabolismo 96 Principales rutas anabólicas de los heterótrofos 96 Mapa integrado: los metabolitos encrucijada 97 Qué vía predomina en cada situación 98 17 Fotosíntesis oxigénica y quimiosíntesis 100 1.

Fundamentos de la fotosíntesis oxigénica y fotosistemas 100 2. Fase fotoquímica: transporte electrónico y fotofosforilación 101 3. Fase biosintética: el ciclo de Calvin-Benson 102 4. Factores ambientales y rendimiento fotosintético 103 5. Quimiosíntesis bacteriana y diversidad trófica autótrofa 104 18 Tema 9: Fermentaciones y biotecnología microbiana 106 1. Concepto y fundamento bioenergético de la fermentación 106 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 3 2. Tipos principales de fermentación 106 3. Comparación metabólica y rendimiento fisiológico 109 4.

Biotecnología microbiana tradicional y ambiental 110 Microorganismos en la industria farmacéutica, la minería y la energía 110 Hongos filamentosos 110 Levaduras 111 Bacterias 111 Arqueas 111 Biominería o biolixiviación 112 Depuración de aguas residuales 112 Tema 10: Microorganismos,virus y agentes infecciosos 19 Estructura y fisiología bacteriana 116 1. Diversidad del mundo microbiano 116 2. Morfología y arquitectura de la célula bacteriana 117 3. Crecimiento poblacional y fisiología bacteriana 119 4.

Mecanismos parasexuales de transferencia horizontal de genes 120 20 Simbiosis y papel de los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos 123 Simbiosis y sus tipos 123 Saprófitos, oportunistas y microbioma humano 124 Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos 124 Importancia agrícola de la simbiosis Rhizobium-leguminosa 125 21 Virus, viroides, priones y patogenia 126 1. Naturaleza y organización estructural de los virus 126 2. Dinámica replicativa en bacteriófagos: ciclo lítico frente a lisogénico 128 3. Ciclo replicativo de los retrovirus (VIH) 130 4. Formas acelulares subvirales: viroides y priones 130 5.

Patogenia microbiana, postulados de Koch y control farmacológico 131 22 Antibióticos, antivirales y antifúngicos: toxicidad selectiva y resistencias Toxicidad selectiva: atacar al microbio sin dañar al paciente Cómo actúan los antibióticos Antivirales: atacar etapas del ciclo viral Antifúngicos: el problema de atacar a otro eucariota Cómo surge y se extiende la resistencia 135 23 Diversidad viral, ciclos de los virus animales y latencia 138 Clasificación de los virus 138 Ciclo de un virus animal envuelto 138 Latencia y reactivación 139 Replicación de los virus de ARN 139 Tasa de mutación y vacunas 139 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 4 Tema 11: Ácidos nucleicos,replicación y expresión génica 24 Estructura de nucleótidos y ácidos nucleicos 141 1.

Componentes y organización de los nucleótidos 141 2. Polinucleótidos y el enlace fosfodiéster 142 3. Arquitectura del ADN: modelo de Watson y Crick 143 4. Desnaturalización térmica y temperatura de fusión ( ) 144 5.

Tipos y funciones del ARN 144 25 Mecanismo de replicación del ADN 146 El modelo semiconservativo y el experimento de Meselson y Stahl 146 Maquinaria enzimática en la horquilla de replicación 147 Síntesis de las cadenas: hebra conductora y retardada 148 Replicación en eucariotas y corrección de errores 149 26 Transcripción y maduración del ARN 150 Concepto general de transcripción y asimetría de la doble hélice 151 La transcripción en organismos procariotas 152 La transcripción en eucariotas: compartimentación y polimerasas 153 Maduración postranscripcional del pre-ARNm eucariota 153 27 Código genético, traducción y regulación de la expresión 155 El código genético 155 Mecanismo molecular de la traducción 156 Regulación de la expresión génica: el modelo del operón 157 Bases cromosómicas de la herencia y ligamiento 158 28 Regulación de la expresión génica en eucariotas y diferenciación celular 162 Expresión génica diferencial 162 1.

Regulación en la cromatina: epigenética 163 2. Regulación transcripcional 164 3. Splicing o maduración alternativa 164 4. Regulación postranscripcional y postraduccional 164 29 Tema 12: Mutaciones y cáncer 165 1. Clasificación según la estirpe celular afectada 165 2. Clasificación según la magnitud del cambio genético 166 3. Agentes mutágenos 169 4. Base genética del cáncer y apoptosis tumoral 169 5. Las mutaciones como motor evolutivo 170 30 Tema 13: Ingeniería genética y sus aplicaciones 171 1. Herramientas de la tecnología del ADN recombinante 171 2. Procedimiento de clonación celular de un gen 172 3.

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y electroforesis 173 T m Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 5 4. Organismos modificados genéticamente (OMG) 173 5. Aplicaciones biomédicas: terapia génica y CRISPR 174 Tema 14: Inmunología: respuesta inmune,vacunas e inmunopatologías 31 Defensas innatas, antígenos y estructura de inmunoglobulinas 176 1. Organización general de las defensas biológicas 176 2. Defensas innatas: barreras y respuesta inflamatoria 177 3. Naturaleza de los antígenos 178 4. Receptores de reconocimiento de linfocitos (BCR y TCR) 178 5. Estructura y clases de inmunoglobulinas 179 6.

Reacción antígeno-anticuerpo y el sistema del complemento 179 32 Mecanismos de la respuesta inmune humoral y celular 180 1. Maduración y dinámica de los linfocitos: de los órganos linfoides a la selección clonal 180 2. Reconocimiento antigénico y Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) 181 3. Cooperación celular en la respuesta celular y humoral 182 4. Dinámica de la respuesta humoral: primaria frente a secundaria 182 33 Tipos de inmunidad, vacunas e inmunopatologías 184 1. Modalidades de inmunidad: activa y pasiva, natural y artificial 184 2. Inmunización artificial: vacunas frente a sueros 185 3.

Inmunopatologías: trastornos por hipersensibilidad, autoinmunidad e inmunodeficiencia 186 4. Inmunología del trasplante y rechazo 188 34 Resumen para repasar 190 1. Biomoléculas: agua, sales, glúcidos, lípidos y proteínas (Temas 1-4) 190 2. La célula: orgánulos, membrana y división (Temas 5-7) 192 3. Metabolismo y fermentaciones (Temas 8-9) 193 4. Microorganismos y virus (Tema 10) 194 5. Genética molecular, mutaciones e ingeniería genética (Temas 11-13) 195 6. Inmunología (Tema 14) 196 Cronología 197 Soluciones de las preguntas de repaso 198 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 6 1 Tema 1: Bioelementos,agua y sales minerales 1.

Los elementos de la materia viva De los 92 elementos químicos presentes de forma natural en la Tierra, solo un reducido grupo conforma la materia de los seres vivos. Estos componentes reciben el nombre de bioelementos y se organizan según su proporción ponderal en el organismo: ESQUEMA Clasificación de los bioelementos Bioelementos primarios: representan cerca del 95-96 % del peso seco de los seres vivos. Este grupo comprende el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Tienen una masa atómica baja, lo que favorece el establecimiento de enlaces covalentes muy estables y energéticos mediante la compartición de pares de electrones.

Bioelementos secundarios: constituyen entre el 2,5 % y el 4 % de la masa total. Se hallan presentes en todos los organismos: calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), potasio (K) y cloro (Cl). Intervienen en la excitabilidad de membranas y en la arquitectura esquelética. Oligoelementos: bioelementos indispensables cuya concentración es menor al 0,1 % del peso del individuo. Su deficiencia o exceso ocasiona graves disfunciones metabólicas. Entre ellos se distinguen oligoelementos universales (encontrados en la práctica totalidad de organismos) y específicos de determinados taxones.

Bioelemento Categoría Funciones fisiológicas y presencia molecular Carbono (C) Primario Eje central de la química orgánica; su geometría tetraédrica permite conformar complejas cadenas tridimensionales ramificadas, lineales o cíclicas. Nitrógeno (N) Primario Componente vertebral de los grupos amino en los aminoácidos y de los anillos heterocíclicos de las bases nitrogenadas. Fósforo (P) Primario Constituyente de los enlaces fosfodiéster en ácidos nucleicos, de los grupos fosfato de los fosfolípidos y de moléculas ricas en energía (ATP).

Bioelementos primarios 95-96% de la materia (C, H, O, N, P, S) Bioelementos secundarios 2,5-4% de la masa (Ca, Mg, Na, K, Cl) Oligoelementos Menos del 0,1% del organismo (Fe, I, Zn, Cu) Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 7 Bioelemento Categoría Funciones fisiológicas y presencia molecular Azufre (S) Primario Presente en aminoácidos como la cisteína y la metionina, capacitando la formación de puentes disulfuro en la conformación proteica. Calcio (Ca² ) Secundario Interviene en la contracción muscular, la cascada de coagulación sanguínea, la transmisión sináptica y la mineralización ósea y de conchas ( ).

Magnesio (Mg² ) Secundario Átomo central del anillo de porfirina de la clorofila; cofactor indispensable en enzimas que transfieren fosfatos y estabilizador estructural de los ribosomas. Sodio (Na ), Potasio (K ), Cloro (Cl ) Secundario Mantenimiento de los gradientes osmóticos celulares, generación y transmisión del potencial de acción nervioso, y modulación de la apertura y cierre estomático. Hierro (Fe) Oligoelemento Forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y mioglobina (fijación de ) y de los citocromos en la cadena transportadora de electrones.

Manganeso (Mn) Oligoelemento Participa como cofactor catalítico en la enzima encargada de la fotólisis del agua en el fotosistema II durante la fotosíntesis. Cobalto (Co) Oligoelemento Componente estructural de la cobalamina (vitamina B ), imprescindible para la síntesis de eritrocitos. Cinc (Zn) Oligoelemento Cofactor de numerosas polimerasas de ácidos nucleicos y de la anhidrasa carbónica. Cobre (Cu) Oligoelemento Transporte electrónico mitocondrial (citocromo c oxidasa) y pigmento transportador de oxígeno en invertebrados (hemocianina). Yodo (I) Oligoelemento Imprescindible para la síntesis de las hormonas tiroideas (tiroxina y triyodotironina) en vertebrados.

Flúor (F) Oligoelemento Mineralización y preservación del esmalte de piezas dentales y tejido óseo. Silicio (Si) Oligoelemento Aporta soporte mecánico al tejido conjuntivo animal y rigidez a las paredes celulares de gramíneas, equisetos y frústulas de diatomeas. CaCO 3 O 2 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 8 PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DEL CARBONO El átomo de carbono presenta cuatro electrones en su capa de valencia dispuestos en orbitales híbridos orientados hacia los vértices de un tetraedro imaginario (ángulos de ). Esta disposición espacial le permite: Formar cuatro enlaces covalentes estables consigo mismo y con átomos como H, O, N y S.

Originar esqueletos carbonados complejos (cadenas abiertas, ramificadas o anillos cerrados). Generar dobles y triples enlaces carbono-carbono ( , ), dotando a la molécula de rigidez geométrica. Establecer centros quirales que dan lugar a gran variedad de estereoisómeros espaciales. 2. El agua: estructura y propiedades biológicas y reguladoras El agua ( ) es la biomolécula inorgánica más abundante de la materia viva, representando entre un 65 % y un 95 % de la masa de la mayoría de los organismos biológicos. Su abundancia varía según la edad del individuo, el tejido celular y el nivel de actividad metabólica de un órgano.

Estructura dipolar y puentes de hidrógeno En la molécula de agua, el átomo de oxígeno está unido a dos átomos de hidrógeno mediante enlaces covalentes simples, con una disposición angular de . Dado que el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno, los electrones compartidos se ven atraídos hacia su núcleo. Esta asimetría en la densidad de carga confiere a la molécula un carácter dipolar permanente: sobre el oxígeno se genera una densidad de carga negativa ( ) y sobre cada hidrógeno una densidad positiva ( ), manteniendo la neutralidad eléctrica neta.

Como resultado de esta polaridad, se establecen interacciones electrostáticas débiles entre las moléculas contiguas: el polo negativo del oxígeno de una molécula atrae al polo positivo de un hidrógeno de otra vecina. Esta unión se denomina puente de hidrógeno. Cada molécula de agua líquida puede coordinar transitoriamente hasta cuatro enlaces de hidrógeno con sus moléculas contiguas, creando una malla reticular flexible y dinámica que se rompe y recompone constantemente en billonésimas de segundo.

PARA RECORDARLO Aunque un enlace de hidrógeno individual es débil (posee aproximadamente un 5 % de la energía de un enlace covalente), la existencia de miles de millones de ellos de manera coordinada dota al agua de una gran cohesión interna y de sus excepcionales propiedades térmicas. sp3 109,5 C = C C—C H O 2 104,5 2δ δ+ Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 9 Propiedades fisicoquímicas del agua y sus funciones biológicas Propiedad físico- química Fundamento molecular Consecuencia o función biológica Elevado poder disolvente Alta constante dieléctrica y naturaleza dipolar que rodea a iones (esferas de solvatación) y solutos polares.

Medio principal para el metabolismo celular y vehículo indispensable de transporte de nutrientes y excreción de desechos. Elevado calor específico Para incrementar la temperatura ( ) es necesario absorber gran cantidad de energía para romper la red de puentes de hidrógeno. Amortiguador y estabilizador térmico: impide que oscilaciones bruscas de calor exterior alteren la temperatura interna del citoplasma. Elevado calor de vaporización Se precisan para que el agua líquida pase a vapor a 100 °C, disipando energía al romper todos los puentes de hidrógeno. Mecanismo de termorregulación fisiológica: la evaporación del sudor en mamíferos o la transpiración foliar en vegetales refrigera al ser vivo.

Alta fuerza de cohesión y adhesión Atracción mutua entre moléculas de agua (cohesión) y entre el agua y superficies sólidas cargadas (adhesión). Capilaridad: ascenso ininterrumpido de la savia bruta por los vasos leñosos (xilema) sin cavitación; turgencia celular. Elevada tensión superficial Las moléculas de la interfase agua- aire sufren una fuerza de atracción hacia el interior del fluido, actuando como una lámina elástica tensa. Permite la flotabilidad y locomoción de microorganismos y pequeños insectos sobre láminas de agua. Densidad anómala del hielo A el agua alcanza su densidad máxima ( ). Al congelarse a 0 °C, forma una red tetraédrica fija más hueca y expandida.

El hielo flota sobre el agua líquida, formando una capa aislante superficial que impide la congelación de los fondos acuáticos, permitiendo la supervivencia de la biota submarina. Disociación del agua y concepto de pH El agua se comporta químicamente como un electrolito extremadamente débil mediante su proceso de autoionización reversible: En el agua pura a 25 °C, el producto iónico del agua ( ) se mantiene constante en: De este modo, en agua pura neutra la concentración de protones es .

El pH se define formalmente como el logaritmo decimal cambiado de signo de la actividad de iones hidrógeno: 1 cal/(g C) 540 cal/g 4 C 1 g/cm3 2H O 2 H O + 3 + OH (simplificado como H O 2 H + + OH ) K w K = w [H ][OH ] = + 10 mol /L 14 2 2 [H ] = + [OH ] = 10 M 7 pH = log [H ] 10 + Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 10 Si el medio es ácido ( ); si el medio es neutro ( ); y si el medio resulta básico o alcalino ( ). 3.

Sales minerales y mantenimiento del equilibrio homeostático Las sales minerales en los seres vivos se disponen bajo dos formas: Sales minerales precipitadas (insolubles): originan agregados cristalinos sólidos con función estructural y de protección mecánica. Destacan el carbonato cálcico ( ) en conchas de moluscos y exoesqueletos de corales, el fosfato cálcico ( ) junto al carbonato cálcico en la matriz ósea de vertebrados, y la sílice ( ) en las espículas de espongiarios y paredes celulares de diatomeas. Sales minerales disueltas (solubles): disociadas en aniones ( , , , , , ) y cationes ( , , , ).

Cumplen funciones catalíticas, de generación de gradientes electroquímicos, regulación de la presión osmótica y amortiguación del pH. Sistemas amortiguadores o tampones fisiológicos Las reacciones metabólicas son extremadamente sensibles a las variaciones del pH, ya que ligeros cambios alteran la conformación y funcionalidad de las proteínas. Para mitigar estas oscilaciones, los fluidos biológicos cuentan con disoluciones amortiguadoras (tampones o buffers): mezclas de un ácido débil y su base conjugada capaces de neutralizar tanto protones libres como grupos hidroxilo mediante el desplazamiento del equilibrio químico hacia uno u otro lado según el principio de Le Chatelier.

TAMPÓN BICARBONATO (MEDIO EXTRACELULAR) Es el sistema amortiguador predominante en el plasma sanguíneo y líquidos intersticiales, donde mantiene el pH cercano a 7,4. Se rige por el equilibrio acoplado: Si el pH disminuye (acidosis, aumento de ): el ion bicarbonato ( ) retira el exceso de protones combinándose con ellos para formar ácido carbónico ( ), el cual se disocia en agua y , liberándose el gas a través de los pulmones por ventilación. Si el pH aumenta (alcalosis, déficit de ): el ácido carbónico se disocia hacia la izquierda produciendo protones ( ) y amortiguando la basicidad del medio.

TAMPÓN FOSFATO (MEDIO INTRACELULAR) Es el principal sistema regulador del citoplasma celular, donde amortigua en un intervalo de pH fisiológico próximo a 6,8 - 7,2: El anión monohidrógeno fosfato ( ) actúa como base aceptora de protones frente a una acidificación formando dihidrógeno fosfato ( ). Si el medio se alcaliniza, el libera protones devolviendo el citoplasma a la neutralidad.

[H ] > + 10 M 7 pH < 7 [H ] = + 10 M 7 pH = 7 [H ] < + 10 M 7 pH > 7 CaCO 3 Ca (PO ) 3 4 2 SiO 2 Cl HCO 3 H PO 2 4 HPO 4 2 SO 4 2 NO 3 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ HCO + 3 H + H CO 2 3 CO + 2 H O 2 H+ HCO 3 H CO 2 3 CO 2 H+ H+ HPO + 4 2 H + H PO 2 4 HPO 4 2 H PO 2 4 H PO 2 4 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 11 4.

Dispersiones coloidales y fenómenos fisicoquímicos: difusión, diálisis y ósmosis Los fluidos biológicos no son disoluciones moleculares simples, sino que abarcan disoluciones verdaderas (con solutos de bajo peso molecular disueltos de diámetro inferior a 1 nm, como sales e iones) y dispersiones coloidales (partículas dispersas entre 1 nm y 100 nm, como proteínas o polisacáridos). Las dispersiones coloidales pueden pasar de estado fluido (sol) a consistencia semisólida gelatinosa (gel). Difusión y diálisis El transporte de solutos y solventes a través de medios acuosos obedece a diferentes principios fisicoquímicos de difusión: Esquema de difusión simple de solutos a favor de gradiente.

La difusión simple consiste en el paso espontáneo y desordenado de partículas de soluto desde la zona donde se hallan a mayor concentración hacia la zona donde se encuentran menos concentradas, hasta que se alcanza un reparto homogéneo en el espacio disponible. Esquema de diálisis con paso exclusivo de solutos pequeños. La diálisis es un proceso físico de separación de solutos en el que una membrana semipermeable con poros de tamaño medio deja atravesar a su favor de gradiente electroquímico el disolvente (agua) y las moléculas disueltas de bajo peso molecular (iones, urea, glucosa), pero impide el paso de macromoléculas o partículas coloidales (como albúminas o ácidos nucleicos).

Este fenómeno se aprovecha en biomedicina en las técnicas de hemodiálisis para purificar la sangre de pacientes con insuficiencia renal. Fenómenos osmóticos Esquema de flujo osmótico de disolvente a través de membrana semipermeable. Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 12 La ósmosis es la difusión pasiva de agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva que separa dos disoluciones de diferente concentración. Dicha membrana permite el tránsito de las moléculas de agua pero es impermeable al soluto disuelto.

El disolvente se desplaza desde el compartimento más diluido (medio hipotónico) hacia el de mayor osmolaridad (medio hipertónico) con el fin de igualar las concentraciones a ambos lados. La fuerza mecánica hidrostática que habría que aplicar sobre la solución más concentrada para frenar ese flujo de agua se conoce como presión osmótica. Condición del medio exterior Comportamiento en Célula Animal (ej. eritrocito) Comportamiento en Célula Vegetal Medio hipotónico (baja concentración externa de sales) Entrada neta masiva de agua. Al carecer de pared rígida, la célula se hincha y estalla (lisis celular o hemólisis). Entrada de agua hacia la gran vacuola central.

El protoplasto se expande y presiona firmemente la pared celular: estado de turgencia (soporte fundamental de tejidos vegetales). Medio isotónico (igual concentración dentro y fuera) Flujo de agua en equilibrio dinámico neto neutro. La célula conserva su volumen y morfología habitual. Equilibrio dinámico. La pared no experimenta tensión extrema; la célula vegetal presenta un estado normal no turgente. Medio hipertónico (alta concentración externa de sales) Salida neta de agua hacia el exterior. La célula pierde volumen, se arruga y deshidrata, proceso conocido como crenación. Salida masiva de agua.

La vacuola reduce drásticamente su volumen y el citoplasma se retrae, desprendiendo la membrana de la pared celular: proceso denominado plasmólisis. ERROR FRECUENTE No confundir ósmosis con diálisis: en la ósmosis solo se desplaza el disolvente (agua) persiguiendo al soluto para diluirlo; en la diálisis, además del disolvente, los solutos de pequeño tamaño molecular cruzan la membrana a favor de su gradiente de concentración, quedando retenidas únicamente las macromoléculas. Clasificación general de las biomoléculas Qué es una biomolécula DEFINICIÓN Una biomolécula o principio inmediato es cualquier molécula que forma parte de los seres vivos.

Se llama «inmediato» porque se separa de la materia viva con métodos físicos sencillos (filtración, centrifugación, evaporación, diálisis) que no rompen sus enlaces. Están formadas por bioelementos, sobre todo los primarios: C, H, O, N, P y S (véase «Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales»). Para clasificarlas hay que decir siempre qué criterio se usa, porque una misma molécula puede caer en grupos distintos según el criterio. Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 13 Criterio 1: naturaleza química Es la clasificación clásica. Se basa en si la molécula tiene un esqueleto de cadenas de carbono unidas a hidrógeno o no.

Grupo Biomoléculas Ejemplo Función general Inorgánicas (también existen fuera de los seres vivos) Agua H O Disolvente y medio de las reacciones; regula la temperatura Sales minerales Carbonato cálcico, iones Na y K Estructural (huesos, conchas), equilibrio osmótico y regulación del pH Gases O , CO El O se usa en la respiración; el CO es la fuente de carbono en la fotosíntesis Orgánicas (solo las fabrican los seres vivos) Glúcidos Glucosa, almidón Sobre todo energética (combustible inmediato) Lípidos Triacilglicéridos, fosfolípidos Reserva energética y estructura de las membranas Proteínas Hemoglobina, enzimas Muy variada; destaca la catalítica Ácidos nucleicos ADN, ARN Guardar y transmitir la información genética ERROR FRECUENTE Pensar que «inorgánica» quiere decir «poco importante» o «ajena a la vida».

El agua es la biomolécula más abundante de la célula. Además, el CO contiene carbono y aun así es inorgánico, porque no tiene cadenas carbonadas con hidrógeno. Monómeros y enlaces de las biomoléculas orgánicas Las moléculas orgánicas grandes se construyen uniendo piezas más pequeñas, los monómeros. Cada grupo tiene su enlace típico, que casi siempre se forma liberando una molécula de agua (condensación) y se rompe al añadirla (hidrólisis).

Grupo Monómero o componente Enlace característico Glúcidos Monosacáridos (glucosa) O-glucosídico Lípidos saponificables Ácidos grasos + alcohol (glicerina) Éster Proteínas Aminoácidos Peptídico Ácidos nucleicos Nucleótidos Fosfodiéster Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 14 Los lípidos no son verdaderos polímeros: no forman cadenas de unidades que se repiten. Lo que comparten es una propiedad física, ser insolubles en agua. Cada enlace se estudia en su tema: «Tema 2: Glúcidos», «Tema 3: Lípidos», la sección de aminoácidos del Tema 4 y la de nucleótidos del Tema 11.

ESQUEMA Biomoléculas según su naturaleza química Criterio 2: tamaño Monómeros o moléculas sencillas, de masa molecular baja: glucosa, aminoácidos, nucleótidos. Macromoléculas o polímeros: largas cadenas de monómeros unidos, con masa molecular muy elevada. Son ejemplos los polisacáridos (celulosa), las proteínas y los ácidos nucleicos.

Criterio 3: función Función En qué consiste Ejemplos Energética Aportar o almacenar energía Glucosa, glucógeno, grasas Estructural Dar forma y soporte Celulosa, colágeno, fosfolípidos, sales de calcio Reguladora Controlar procesos del organismo Hormonas (insulina, esteroides), vitaminas Catalítica Acelerar las reacciones químicas Enzimas (casi siempre proteínas) Informativa Guardar y expresar la información genética ADN, ARN Inorgánicas También existen fuera de los seres vivos Agua Disolvente universal Sales minerales Estructura, ósmosis, pH Gases O y CO Orgánicas Cadenas de carbono e hidrógeno Glúcidos Monosacáridos, enlace O- glucosídico Lípidos Ácidos grasos, enlace éster Proteínas Aminoácidos, enlace peptídico Ácidos nucleicos Nucleótidos, enlace fosfodiéster Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 15 PARA RECORDARLO Con este criterio un mismo grupo químico reparte varias funciones.

Los lípidos, por ejemplo, son energéticos (grasas), estructurales (fosfolípidos) y reguladores (hormonas esteroideas). PAU · 2023, ORDINARIA 2.2. Indica las diferencias entre: a) ósmosis y diálisis (1 punto). b) plasmólisis y turgencia (1 punto). Resolución Apartado a) Diferencias entre ósmosis y diálisis: La ósmosis es el transporte neto y pasivo de moléculas de agua (disolvente) a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente osmolaridad; el agua se desplaza desde el medio hipotónico (más diluido) hacia el hipertónico (más concentrado), sin que los solutos puedan atravesar la membrana.

La diálisis es un proceso físico de filtración donde la membrana semipermeable posee poros que permiten el paso del agua y también de moléculas de soluto de baja masa molecular (como sales minerales, urea o monosacáridos) a favor de su propio gradiente de concentración, mientras que retiene macromoléculas y partículas coloidales (como proteínas plasmáticas o ácidos nucleicos).

1 Apartado b) Diferencias entre plasmólisis y turgencia: La plasmólisis es el fenómeno osmótico que experimenta una célula vegetal cuando se encuentra sumergida en un medio extracelular hipertónico: el agua sale al exterior por ósmosis, la vacuola central disminuye notablemente de volumen y la membrana plasmática se contrae y se despega progresivamente de la pared celular.

La turgencia tiene lugar cuando una célula vegetal se halla en un medio hipotónico: el agua entra pasivamente hacia el interior por ósmosis llenando la vacuola, lo que provoca que el contenido celular aumente de volumen e hinchamiento, empujando la membrana plasmática de manera firme contra la pared celular vegetal rígida, sin llegar a producirse lisis gracias a la contrapresión de dicha pared. 2 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 16 IDEAS CLAVE Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) suponen el 95-96 % del peso celular y forman enlaces covalentes sumamente estables debido a su bajo peso atómico.

El carbono es el pilar de las moléculas orgánicas gracias a su valencia 4, su geometría tetraédrica y su habilidad para formar cadenas largas estables y enlaces dobles o triples. La naturaleza dipolar del agua le confiere la capacidad de organizar redes de puentes de hidrógeno, responsables de su elevado calor específico, densidad anómala y poder de disolución. El pH fisiológico se estabiliza mediante sistemas amortiguadores: el tampón bicarbonato en el líquido extracelular y el tampón fosfato en el medio intracelular.

En la ósmosis únicamente migra el disolvente (agua) hacia la zona hiperosmótica, mientras que en la diálisis atraviesan la membrana tanto el disolvente como los solutos de pequeño tamaño molecular. Una biomolécula o principio inmediato es una molécula de los seres vivos que se aísla con métodos físicos sin romper sus enlaces. Por su naturaleza química se dividen en inorgánicas (agua, sales minerales, O , CO ) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 1. ¿Por qué un eritrocito estalla en un medio hipotónico mientras que una célula del parénquima vegetal permanece intacta? 2.

¿Cómo actúa el tampón bicarbonato cuando se produce una bajada brusca de pH en la sangre (acidosis)? 3. ¿Por qué el CO es una biomolécula inorgánica aunque contenga carbono? 4. ¿Qué tienen en común la formación de los enlaces O-glucosídico, éster, peptídico y fosfodiéster? 2 Tema 2: Glúcidos 1. Concepto y clasificación general de los glúcidos Los glúcidos (clásicamente denominados hidratos de carbono o azúcares) son biomoléculas orgánicas constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Desde el punto de vista químico, se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, o bien como sustancias complejas cuya hidrólisis rinde estos compuestos.

Responden de forma general a la fórmula estequiométrica , aunque existen derivados con nitrógeno, fósforo o azufre. C (H O) n 2 n Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 17 Esquema de la clasificación de glúcidos según su grado de polimerización. ESQUEMA Clasificación general de los glúcidos 2. Monosacáridos: estructura, estereoisomería y ciclación Son las unidades monoméricas fundamentales; no admiten descomposición por hidrólisis en glúcidos más simples. Presentan propiedades físicas características: son sólidos cristalinos de color blanco, solubles en agua gracias a sus grupos hidroxilo ( ) polares y con sabor dulce.

Químicamente constan de una cadena carbonada no ramificada de 3 a 7 átomos de carbono. Se distinguen dos familias según su grupo carbonilo: Aldosas: portan un grupo aldehído ( ) situado en el extremo de la cadena (carbono 1). Ejemplos: gliceraldehído (triosa), ribosa (pentosa) y glucosa o galactosa (hexosas). Cetosas: portan un grupo cetona ( ) en un carbono secundario (habitualmente el carbono 2). Ejemplos: dihidroxiacetona (triosa) y fructosa (hexosa). Estereoisomería y actividad óptica A excepción de la dihidroxiacetona, todos los monosacáridos poseen al menos un carbono asimétrico (carbono quiral), que es aquel cuyos cuatro enlaces están unidos a sustituyentes químicos diferentes.

La existencia de carbonos asimétricos genera posibles estereoisómeros. Enantiómeros: son pares de moléculas que constituyen imágenes especulares no superponibles entre sí.

Se clasifican en la serie D (si el grupo del carbono asimétrico más alejado del grupo Monosacáridos Monómeros no hidrolizables de 3 a 7 átomos de carbono Disacáridos Dos monosacáridos unidos por enlace O-glucosídico Oligosacáridos De 3 a 15 restos; función de reconocimiento celular Polisacáridos Polímeros de elevado peso molecular Homopolisacáridos Un único tipo de monómero; función de reserva o sostén Heteropolisacáridos Polímeros mixtos como hemicelulosas y mucopolisacáridos OH CHO CO n 2n OH Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 18 carbonilo se orienta a la derecha en la proyección de Fischer) o en la serie L (si dicho queda a la izquierda).

En los sistemas biológicos predominan de forma casi exclusiva los monosacáridos de la serie D. Actividad óptica: propiedad física debida a los carbonos quirales que desvía el plano de la luz polarizada hacia la derecha (sustancia dextrógira, indicada con ) o hacia la izquierda (sustancia levógira, indicada con ). ERROR FRECUENTE No debe confundirse la pertenencia a la serie estereoquímica (D o L) con el signo de la actividad óptica (+ o -). La serie D o L depende exclusivamente de la disposición geométrica del carbono quiral de referencia en el papel, mientras que el carácter dextrógiro o levógiro se mide experimentalmente en un polarímetro con luz polarizada.

Ciclación y formas anoméricas En disolución acuosa, las pentosas y hexosas experimentan una reacción intramolecular reversible entre su grupo carbonilo y un hidroxilo alcohólico distal. Se forma así un enlace covalente intramolecular: un hemiacetal (en aldosas) o un hemicetal (en cetosas), cerrando la molécula en un anillo heterocíclico mediante proyecciones de Haworth. Los anillos hexagonales se denominan piranosas (como la glucopiranosa) y los pentagonales furanosas (como la fructofuranosa). Diagrama de equilibrio de ciclación y anómeros alfa y beta de glucopiranosa.

Al ciclarse la estructura, el antiguo carbono carbonílico se transforma en un centro asimétrico adicional conocido como carbono anomérico. Esto genera dos nuevos estereoisómeros denominados anómeros: Forma anomérica : el grupo del carbono anomérico se dispone en posición cis respecto al sustituyente terminal (hacia arriba en el plano de Haworth para la serie D). OH + β OH CH OH 2 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 19 Forma anomérica : el anomérico se orienta hacia abajo (trans respecto al grupo terminal ). En disolución, el paso espontáneo entre ambas conformaciones a través de la forma abierta se denomina mutarrotación.

Esquema estructural de la alfa-D-glucopiranosa en proyección de Haworth. Esquema estructural de la alfa-D-fructofuranosa en proyección de Haworth. 3. El enlace O-glucosídico y los disacáridos La unión entre monosacáridos se realiza mediante un enlace O-glucosídico, que consiste en la condensación entre el hidroxilo de un carbono anomérico y el grupo hidroxilo de otro monosacárido, con desprendimiento de una molécula de agua ( ). Este enlace puede escindirse mediante hidrólisis enzimática o química.

Poder reductor: enlace monocarbonílico frente a dicarbonílico Un glúcido presenta poder reductor (capacidad de oxidarse reduciendo sales de cobre como el reactivo de Fehling) si posee un carbono anomérico libre, capaz de abrirse transitoriamente para exhibir su función carbonilo activa. Enlace monocarbonílico: se establece entre el carbono anomérico de un monosacárido y un carbono no anomérico del segundo. La molécula resultante conserva el poder reductor porque el segundo carbono anomérico queda libre (ejemplos: maltosa, lactosa, celobiosa).

α OH CH OH 2 H O 2 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 20 Enlace dicarbonílico: compromete directamente los carbonos anoméricos de ambos monosacáridos. La molécula resultante carece de poder reductor (ejemplo: sacarosa). Disacárido Monómeros constituyentes Tipo de enlace Poder reductor Origen biológico y función Maltosa monocarbonílico Sí Azúcar de malta; producto de la hidrólisis del almidón y glucógeno. Isomaltosa monocarbonílico Sí Procede de la digestión de puntos de ramificación del glucógeno y amilopectina. Celobiosa monocarbonílico Sí Unidad repetitiva estructural obtenida de la hidrólisis de la celulosa.

Lactosa monocarbonílico Sí Disacárido presente en la leche de los mamíferos; aporte energético para la cría. Sacarosa dicarbonílico No Azúcar común de caña o remolacha; forma de transporte de glúcidos en plantas. 4. Oligosacáridos y reconocimiento celular Son polímeros cortos formados por la unión de 3 a 15 monosacáridos. Suelen asociarse covalentemente a proteínas (glicoproteínas) o a lípidos (glicolípidos) situados en la hoja externa de la membrana plasmática, constituyendo el glicocálix (véase «Tema 6: Membrana plasmática y transporte — Diferenciaciones de membrana y pared celular vegetal»).

Cumplen una función de etiquetado y reconocimiento molecular, actuando como receptores de señales, marcadores de histocompatibilidad y determinantes de grupos sanguíneos (como el sistema ABO humano). 5. Polisacáridos: homopolisacáridos y heteropolisacáridos Los polisacáridos son macromoléculas biológicas formadas por la unión de decenas a miles de residuos de monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos sucesivos. No tienen sabor dulce, no cristalizan, no poseen poder reductor apreciable y, por su elevado peso molecular, resultan insolubles o forman dispersiones coloidales, evitando desequilibrios de presión osmótica dentro de la célula (véase «Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales»).

Homopolisacáridos de reserva energética Presentan enlaces con conformación espacial de tipo , que generan estructuras globulares o helicoidales fácilmente accesibles a la acción enzimática para liberar glucosa con rapidez: Almidón: es el polisacárido de reserva propio de las células vegetales. Se almacena en plastos y consta de dos fracciones macromoleculares: D-glucosa + D-glucosa α(1 4) D-glucosa + D-glucosa α(1 6) D-glucosa + D-glucosa β(1 4) D-galactosa + D-glucosa β(1 4) D-glucosa + D-fructosa α(1 2)β α Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 21 Amilosa ( ): polímero lineal helicoidal de restos de D-glucosa unidos por enlaces .

Amilopectina ( ): polímero ramificado de D-glucosa con enlaces principales y puntos de ramificación espaciados cada 24-30 residuos. Su digestión requiere la acción coordinada de las enzimas amilasa y dextrinasa (o desramificante). Glucógeno: principal polisacárido de reserva en animales y hongos. Se concentra en el citoplasma de los hepatocitos (glucógeno hepático, para regular la glucemia sanguínea) y de los miocitos (glucógeno muscular, combustible directo para la contracción). Su diseño es análogo al de la amilopectina pero con ramificaciones más frecuentes y compactas (cada 8 a 10 residuos), lo que ofrece múltiples extremos no reductores para una movilización metabólica inmediata.

Diagrama helicoidal de la cadena lineal de amilosa. Esquema ramificado de la estructura globular de glucógeno y amilopectina. Homopolisacáridos estructurales Están unidos por enlaces , lo que determina cadenas lineales extendidas que se empaquetan fuertemente en fibras insolubles de gran resistencia mecánica: Celulosa: polímero no ramificado de residuos de unidos por enlaces . Las cadenas paralelas se disponen en un mismo plano unidas mediante múltiples puentes de hidrógeno intercatenarios e intracatenarios, organizándose sucesivamente en microfibrillas y fibras de enorme rigidez. Es el componente estructural prioritario de la pared celular vegetal.

Los vertebrados no pueden degradarla al carecer de la enzima celulasa, requiriendo simbiosis bacteriana (como ocurre en herbívoros rumiantes). Quitina: homopolímero de N-acetilglucosamina con enlaces dispuesto en láminas superpuestas unidas por enlaces de hidrógeno. Confiere soporte y rigidez al exoesqueleto de artrópodos y a las paredes celulares de los hongos.

20-30 % α(1 4) 70-80 % α(1 4) α(1 6) β β-D-glucosa β(1 4) β(1 4) Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 22 Heteropolisacáridos Polímeros formados por dos o más clases distintas de monosacáridos o derivados: Pectina: heteropolisacárido rico en ácido galacturónico (con ramnosa, arabinosa y galactosa), componente de la pared celular primaria y de la lámina media en plantas, caracterizado por su notable capacidad de gelificación. Hemicelulosa: polímero de xilosa, arabinosa y otros monosacáridos que recubre las microfibrillas de celulosa en la pared vegetal.

Agar-agar: extraído de algas rojas marinas, no digerible; utilizado ampliamente como gelificante en medios de cultivo microbiológicos y alimentación. Gomas vegetales: secreciones exudadas por vegetales para obturar heridas y defenderse de patógenos. Mucopolisacáridos (glicosaminoglicanos): componentes de la matriz extracelular en tejidos conjuntivos animales que aportan viscoelasticidad y soporte. Destacan el ácido hialurónico, el sulfato de condroitina y la heparina (anticoagulante fisiológico). Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 23 PAU · 2022, EXTRAORDINARIA (2.2 - GLÚCIDOS) PREGUNTA 2 (10 puntos) 2.2.

En relación a la siguiente figura (2 puntos): [La figura muestra dos unidades cíclicas de hexosa unidas covalentemente por un enlace monocarbonílico entre el C1 de la primera subunidad y el C4 de la segunda, manteniendo libre el carbono anomérico de la segunda unidad]. a) ¿Qué biomolécula representa? b) ¿Cuáles son sus constituyentes? c) ¿Qué tipo de enlace está implicado? d) En la naturaleza ¿dónde se puede encontrar y qué característica tiene? Resolución IDEAS CLAVE Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas; la presencia de carbonos asimétricos confiere isomería espacial y actividad óptica.

En disolución acuosa pentosas y hexosas ciclan formando un hemiacetal o hemicetal, lo que origina el carbono anomérico y dos anómeros ( y ). El enlace O-glucosídico une monosacáridos mediante condensación; si es monocarbonílico conserva el poder reductor por mantener un carbono anomérico libre. El almidón y el glucógeno son homopolisacáridos energéticos con enlaces , mientras que la celulosa y la quitina cumplen funciones de soporte mecánico gracias a sus enlaces que permiten empaquetamientos rígidos e insolubles. Identificación (apartado a): Representa un disacárido, concretamente la maltosa (o celobiosa según la orientación anomérica; si el primer monómero es , corresponde a la maltosa).

1 α-D-glucopiranosa Constituyentes (apartado b): Está formada por dos moléculas de D-glucosa unidas en condensación. 2 Tipo de enlace (apartado c): Se trata de un enlace O-glucosídico monocarbonílico, específicamente . 3 α(1 4) Localización y propiedades (apartado d): En la naturaleza se obtiene como producto intermediario durante la digestión o hidrólisis enzimática de homopolisacáridos de reserva vegetal o animal (como el almidón y el glucógeno), abundando en semillas en germinación (como la malta de cebada). Presenta como característica fisicoquímica relevante su poder reductor, debido a que el carbono anomérico del segundo residuo de glucosa permanece libre sin participar en el enlace.

4 α β α β Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 24 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 5. ¿Por qué la sacarosa carece de poder reductor mientras que la maltosa sí lo conserva? 6. ¿Qué repercusión estructural y biológica tiene que la celulosa posea enlaces en lugar de enlaces ? 3 Tema 3: Lípidos Concepto y propiedades físico-químicas de los lípidos Los lípidos constituyen un grupo químico y funcionalmente heterogéneo integrado principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque ciertas variantes complejas incorporan fósforo, nitrógeno y azufre (como se ha visto respecto a los bioelementos primarios en «Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales»).

A diferencia de otras biomoléculas, no responden a una pauta polimérica uniforme, sino que se definen por sus propiedades de solubilidad: son biomoléculas orgánicas insolubles en agua y solubles en disolventes apolares (como éter, benceno, cloroformo o acetona). Asimismo, presentan una densidad sensiblemente menor que la del agua, lo que explica su flotabilidad en medios acuosos. Esquema de la clasificación general de los lípidos biológicos. DEFINICIÓN Un lípido saponificable es aquel que contiene ácidos grasos en su estructura molecular unidos mediante enlaces éster, lo que le permite experimentar una hidrólisis alcalina (saponificación) para originar sales de ácidos grasos (jabones).

Por el contrario, un lípido insaponificable carece de ácidos grasos y no puede formar jabones. Ácidos grasos: estructura, anfipatía y propiedades físicas Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos formados por una cadena hidrocarbonada alifática, normalmente lineal y con un número par de átomos de carbono (habitualmente entre 12 y 24 átomos, con máximas frecuencias entre 16 y 18). Rara vez se encuentran libres en la célula; su función primordial consiste en actuar como sillares de lípidos más complejos.

β(1 4) α(1 4) Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 25 Desde el punto de vista de las interacciones moleculares, los ácidos grasos presentan un marcado carácter anfipático. Su estructura se organiza en dos dominios con afinidades opuestas: Cabeza polar o hidrófila: constituida por el grupo carboxilo (-COOH), que es polar y soluble en agua al ser capaz de ionizarse e interaccionar mediante enlaces dipolares y puentes de hidrógeno. Cola apolar o hidrófoba: formada por la cadena hidrocarbonada alifática, que establece interacciones hidrofóbicas y fuerzas dispersivas de Van der Waals, eludiendo el contacto con el agua.

Cuando estas moléculas se sitúan en un entorno acuoso, orientan sus cabezas polares hacia el medio hídrico y ocultan las colas hidrófobas en el interior, adoptando ordenaciones termodinámicamente estables como monocapas superficiales o micelas esféricas. Saturación y punto de fusión Según la naturaleza de los enlaces en la cadena hidrocarbonada, los ácidos grasos se clasifican en: Ácidos grasos saturados: carecen de dobles enlaces (como el ácido palmítico de 16 carbonos o el esteárico de 18). Las cadenas carbonadas adoptan una conformación extendida y rectilínea que facilita un empaquetamiento compacto mediante numerosas fuerzas de Van der Waals.

Como consecuencia, presentan puntos de fusión elevados y son sólidos a temperatura ambiente (sebos y mantecas). Ácidos grasos insaturados: contienen uno o varios dobles enlaces en configuración espacial cis (como el ácido oleico). Cada insaturación introduce una inflexión o codo rígido en la cadena que entorpece el empaquetamiento intermolecular, debilitando las fuerzas de cohesión. Por este motivo, a mayor grado de insaturación, menor punto de fusión, lo que determina que sean líquidos a temperatura ambiente (aceites vegetales).

PARA RECORDARLO El punto de fusión de un ácido graso se incrementa a medida que aumenta la longitud de su cadena (más enlaces de Van der Waals) y disminuye de forma drástica al aumentar el número de dobles enlaces (los codos dificultan el contacto estrecho entre cadenas contiguas). Lípidos saponificables Triacilglicéridos: grasas neutras Los triacilglicéridos (o triglicéridos) son ésteres formados por la condensación de una molécula de glicerol (propanotriol) con tres moléculas de ácidos grasos, liberándose tres moléculas de agua en el proceso. Pueden ser simples (si los tres ácidos grasos son idénticos) o mixtos (si presentan ácidos grasos diferentes).

Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 26 Esquema estructural de un triacilglicérido formado por glicerol y tres ácidos grasos. Dado que los grupos hidroxilo polares del glicerol quedan neutralizados covalentemente con los grupos carboxilo de los ácidos grasos, son moléculas completamente apolares e hidrófobas, motivo por el cual reciben el nombre de grasas neutras. En los organismos desempeñan dos roles fundamentales: Reserva energética a largo plazo: constituyen la forma metabólica más eficiente de almacenamiento energético animal (en adipocitos) y vegetal (en semillas oleaginosas).

Al estar altamente reducidos y depositarse en forma anhidra (sin agua de hidratación), aportan más del doble de kilocalorías por gramo que los glúcidos o las proteínas (véase el rendimiento energético en «Tema 8: Metabolismo: respiración celular y fotosíntesis — Catabolismo lipídico y proteico»). Aislamiento térmico y protección mecánica: las capas de tejido adiposo subcutáneo amortiguan traumatismos mecánicos en órganos vitales y evitan la disipación térmica en mamíferos expuestos a climas fríos.

Los triacilglicéridos pueden romperse hidrolíticamente por dos vías: biológicamente mediante enzimas lipasas (en el tubo digestivo o lisosomas) y químicamente mediante álcalis (NaOH o KOH) en caliente, proceso en el que la reacción de saponificación rinde jabones y glicerol. Ceras Las ceras son ésteres formados por un ácido graso de cadena larga unido a un alcohol monohidroxílico también de cadena alifática larga. Poseen un carácter intensamente hidrófobo y son sólidas a temperatura ambiente. Esquema del enlace éster entre ácido graso y alcohol en ceras.

Su función predominante es el recubrimiento impermeable y protector: revisten frutos, hojas y tallos vegetales para minimizar la transpiración hídrica y prevenir ataques parasitarios, y lubrican el pelo, las plumas y la epidermis en animales (como la cera de abeja o el cerumen del conducto auditivo externo). En el plancton marino actúan además como reserva energética de flotabilidad.

Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 27 Lípidos de membrana: fosfoglicéridos y esfingolípidos Los componentes estructurales clave de las biomembranas celulares son moléculas fuertemente anfipáticas divididas en dos clases esenciales: Esquema comparativo entre la estructura de fosfoglicéridos y esfingolípidos. 1. Fosfoglicéridos: formados por una molécula de glicerol unida mediante enlace éster a dos ácidos grasos (en los carbonos 1 y 2) y a una molécula de ácido ortofosfórico (en el carbono 3), constituyendo el ácido fosfatídico.

A este grupo fosfato se enlaza un sustituyente polar o aminoalcohol (como colina, etanolamina o serina), dando lugar a fosfatidilcolina (lecitina), fosfatidiletanolamina (cefalina) o fosfatidilserina. 2. Esfingolípidos: formados por la unión de un aminoalcohol de cadena larga denominado esfingosina con un ácido graso mediante un enlace amida, generando la unidad básica conocida como ceramida. Según la cabeza polar unida al carbono 1 de la ceramida, se dividen en: Esfingomielinas: la ceramida se esterifica con fosfocolina (o fosfoetanolamina). Son muy abundantes en las vainas de mielina de los axones del tejido nervioso.

Glicoesfingolípidos: la cabeza polar es un glúcido unido mediante enlace glucosídico. Comprenden los cerebrósidos (con un monosacárido) y los gangliósidos (con un oligosacárido complejo con ácido siálico). Actúan como marcadores de superficie y receptores celulares. Esquema de autoensamblaje de lípidos anfipáticos en bicapa lipídica. En solución acuosa, los fosfoglicéridos y esfingolípidos se autoensamblan espontáneamente en bicapas lipídicas, disponiendo sus cabezas polares hacia el agua exterior e interior (mediante atracciones electrostáticas y puentes de hidrógeno) y resguardando sus colas hidrófobas en el núcleo central (unidas por interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals).

Esta disposición cerrada Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 28 sobre sí misma forma vesículas herméticas, que sientan la base del modelo de membrana plasmática (analizado en profundidad en «Tema 6: Membrana plasmática y transporte — Modelo de mosaico fluido y transporte celular»). ESQUEMA Clasificación general de los lípidos Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos y enlaces éster en su arquitectura, por lo que no sufren saponificación. Se sintetizan por polimerización o ciclación de intermediarios hidrocarbonados. Terpenos o isoprenoides Son polímeros derivados del isopreno (2-metil-1,3-butadieno).

Se agrupan según el número de unidades isoprenoides de 5 carbonos ( ): Monoterpenos (2 isoprenos, 10C): componentes volátiles de esencias vegetales y aromas (mentol, limoneno, geraniol). Diterpenos (4 isoprenos, 20C): forman el fitol (cola hidrófoba de la clorofila) y vitaminas liposolubles como la vitamina A, E y K (cuyo papel coenzimático se detalla en «Tema 4: Proteínas y enzimas — Propiedades, biocatalizadores y cinética enzimática»). Triterpenos (6 isoprenos, 30C): como el escualeno, intermediario directo en la biosíntesis de esteroles.

Tetraterpenos (8 isoprenos, 40C): pigmentos fotosintéticos accesorios como los carotenos (color anaranjado y precursores de la vitamina A) y las xantofilas (color amarillento).

Lípidos saponificables Contienen ácidos grasos unidos por enlace éster Acilglicéridos Glicerol con 1, 2 o 3 ácidos grasos Ceras Ésteres de monoalcohol y ácido graso largos Fosfoglicéridos Glicerol, 2 ácidos grasos, fosfato y alcohol Esfingolípidos Esfingosina, ácido graso y cabeza polar Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos y enlaces éster Terpenos Polímeros derivados de unidades de isopreno Esteroides Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno C H 5 8 Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 29 Politerpenos (múltiples unidades): polímeros lineales como el caucho natural.

Esteroides Son derivados del hidrocarburo tetracíclico saturado ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), compuesto por tres anillos de ciclohexano fusionados con uno de ciclopentano. Destacan: Esteroles: portan un hidroxilo ( ) en el carbono 3 y una cadena alifática ramificada en el carbono 17. El más sobresaliente es el colesterol, molécula anfipática presente exclusivamente en membranas de células animales, donde modula la fluidez al limitar el movimiento de los fosfolípidos a altas temperaturas y prevenir la cristalización a bajas temperaturas. En plantas desempeña una función análoga el estigmasterol y en hongos el ergosterol.

Derivados esteroideos: el colesterol es precursor imprescindible de los ácidos biliares (facilitadores de la emulsión de grasas), la vitamina D y las hormonas esteroideas, que engloban las hormonas sexuales (testosterona, estradiol y progesterona) y las hormonas de la corteza suprarrenal (cortisol y aldosterona). Comparación: lípidos de reserva frente a estructurales Criterio comparativo Lípidos de reserva energética Lípidos estructurales de membrana Familias moleculares principales Triacilglicéridos (grasas neutras) y ceras en plancton. Fosfoglicéridos, esfingolípidos y esteroles (colesterol / fitoesteroles). Comportamiento hídrico Estrictamente apolares e hidrófobos (insolubles).

Marcadamente anfipáticos (cabeza polar y colas apolares). Organización en medio acuoso Gotículas lipídicas coalescentes aisladas del agua. Bicapas lipídicas continuas y liposomas cerrados. Función biológica primordial Depósito calórico prolongado, aislamiento térmico y amortiguación física. Barrera de permeabilidad selectiva, soporte de fluidez y señalización celular. OH Apuntes de Biología PAU Valenciana: todo el temario y tests 30 PAU · 2024, ORDINARIA En relación a las siguientes moléculas: a) En función de su estructura química explique por qué los ácidos grasos son anfipáticos.

[1 punto] b) Cite un ejemplo de ácido graso saturado y otro de insaturado, indicando sus diferencias estructurales. [2 puntos] c) ¿Es el colesterol un ácido graso? Justifique su respuesta. [1 punto] Resolución Apartado a: Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas porque poseen dos regiones con afinidades hídricas opuestas bien definidas en su estructura: una cabeza polar o hidrófila constituida…