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COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CELULA MORA BUSTOS BREIMAR JARIB CODIGO: 1007294568 GRUPO: D LABORATORIO DE BIOLOGIA GENERAL UNIVERSIDAD DE PAMPLONA, KILOMETRO 1 VIA BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAS PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

INTRODUCCIÓN Las biomoleculas son compuestos de carbono con una variedad de grupos funcionales y se encuentran jerárquicamente organizados en las células. Se realizaran en este laboratorio de biología una serie de muestras con el fin de profundizar más acerca de la composición química de las moléculas y de la célula. Para ello crearemos una serie de reacciones, con sustancias y reactivos específicos para cada una de las muestras, pruebas que sin lugar a duda nos ayudara a saber

qué control y color

da cada muestra (- o), sometidas a la experimentación de

donde este proceso interviene en el metabolismo celular.

KEYWORDS Reaction, organic compounds, inorganic compounds, reagents, carbohydrates, proteins, lipids, salts, nucleic acids.

OBJETIVO GENERAL 

Identificar los distintos componentes de la célula mediante métodos de tinción, observando cómo puede variar una reacción dependiendo de la t° (temperatura) en que se encuentre, hallando las diferencias que hay entre una reacción a t° ambiente y una reacción a mayor t°.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Determinar la presencia de compuestos orgánicos e inorgánicos mediante reacciones químicas con reactivos específicos en sustancias problemas.



Observar el comportamiento de las pruebas experimentales con base en la prueba control dentro de cada reacción.

MARCO TEÓRICO La célula es la unidad básica de la vida, y son sus compuestos orgánicos e inorgánicos los que confieren a ésta características especiales que son esenciales para su supervivencia. Es por esto que es de vital importancia analizarla desde un punto de vista químico y físico ya que estos determinaran el comportamiento y funcionamiento de la célula. En términos generales, las células se componen de gran cantidad de agua constituyendo aproximadamente el 85% de las células vivas, iones inorgánicos y grandes macromoléculas que contienen carbono. Siendo éstos últimos (los componentes orgánicos) los que asignaran el mayor grado de particularidades a la célula. Casi todas las moléculas grandes son polímeros que se sintetizan enlazando muchas subunidades más pequeñas llamados monómeros.

Las cadenas de subunidades se conectan con enlaces covalentes creados mediante síntesis por deshidratación; las cadenas pueden romperse por reacciones de hidrolisis. Las moléculas más importantes pertenecen a cuatro clases: Carbohidratos, lípidos, sales, y ácidos nucleicos. COMPUESTOS ORGÁNICOS:

Se denominan compuestos orgánicos a los que contienen principalmente átomos de carbono y de hidrógeno, en correlación y composición con otros elementos.

COMPUESTOS INORGÁNICOS:

Un compuesto inorgánico es todo aquel que no tiene como principal elemento el carbono y en el que no ocurre un enlace covalente entre el carbono y el hidrógeno.

POLÍMEROS:

Son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros. MONÓMEROS:

Los monómeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromoléculas de cadenas largas comúnmente conocidas como polímeros. DESHIDRATACIÓN:

La deshidratación es la alteración o falta de agua y sales minerales en el plasma de un cuerpo HIDRÓLISIS:

Es una reacción química entre una molécula de agua y otra de macromolécula, en la cual la molécula de agua se divide y sus átomos pasan a formar unión de otra especie química. Esta reacción es importante por el gran número de contextos en los que el agua actúa como disolvente.  CARBOHIDRATOS:

También llamados glucósidos, pueden ser moléculas pequeñas conocidas como azucares, o moléculas más grandes complejas como polisacáridos. Hay tres tipos principales de carbohidratos, clasificados de acuerdo con el número de moléculas de azúcar que contienen. Los monosacáridos o “azucares simples” como la ribosa,

la glucosa, la fructosa. Contienen solo una molécula de azúcar. Los disacáridos constan de dos moléculas de azucares simples unidas covalentemente, como la sacarosa (glucosa + fructosa) y la lactosa (glucosa + galactosa). La sacarosa no posee carbonos glucósidos libres que presenten propiedades reductoras, pero los demás disacáridos sí. Los polisacáridos como el almidón, el glucógeno. La celulosa, la quitina y el peptidoglucano están constituidos por cadenas largas de unidades repetitivas constituidas por un azúcar sencillo llamado monómero. Por hidrolisis conllevan a

la formación de un gran número de moléculas de

monosacáridos. Son solubles en alcohol y sus derivados.

Los azucares (monosacáridos y disacáridos) se utilizan para almacenar energía temporalmente y para construir otras moléculas. Los almidones y el glucógeno son polisacáridos que sirven para almacenar energía a más largo plazo en plantas y animales respectivamente. La celulosa y otros polisacáridos afines forman las paredes celulares de plantas, hongos y bacterias.

Todo azúcar que posea un grupo carbonilo libre puede reducir el reactivo de Fehling y otros reactivos que constituyan variantes del mismo principio de reducción. En consecuencia, hay azucares reductores y azucares no reductores. Todos los monosacáridos son reductores; los más comunes son la glucosa y la fructosa. Igualmente, disacáridos como la maltosa y la lactosa son azucares reductores mientras que la sacarosa no lo es. Ello significa que no posee grupo carbonilo libre, pero si se le hidroliza por algún medio, por ejemplo con intervención del ácido clorhídrico, ella se descompone en productos que son reductores.

RIBOSA:

La ribosa es una pentosa o monosacárido de cinco átomos de carbono de alta relevancia biológica en los seres vivos al constituir uno de los principales componentes del ácido ribonucleico, en su forma cíclica, y de otros nucleótidos no nucleicos como el ATP. GLUCOSA:

La glucosa es un monosacárido con fórmula molecular C₆H₁₂O₆. Es una hexosa, es decir, contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. FRUCTOSA:

La fructosa, o levulosa, es un tipo de glúcido encontrado en los vegetales, las frutas y la miel. Es un monosacárido con la misma fórmula molecular que la glucosa, C₆H₁₂O6, pero con diferente estructura, es decir, es un isómero de ésta. Es una cetohexosa. Su nombre sistemático es 1, 3, 4, 5,6 pentahidroxi- 2-hexenona. SACAROSA:

La sacarosa, también conocida como azúcar común, es un disacárido que entra dentro del grupo de correctores de sabor y aromatizantes. A dicho grupo pertenecen sustancias que tienen poca o nula actividad dentro de la industria química, o terapéutica, pero si viene usada como materia prima para elaborar formas farmacéuticas gracias a sus propiedades aromatizantes y saborizantes

LACTOSA:

La lactosa es el principal azúcar (o carbohidrato) de origen natural que hay en la leche y los productos lácteos. La lactosa está formada por glucosa y galactosa, dos azúcares simples que el cuerpo utiliza directamente como fuente de energía.

GLUCÓGENO:

El glucógeno es un polisacárido de reserva energética formado por cadenas ramificadas de glucosa; no es soluble en agua, por lo que forma dispersiones coloidales. Abunda en el hígado y en menor cantidad en el músculo. CELULOSA:

La celulosa es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de βglucosa, pues es un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre. Igualmente la pueden producir algunos seres vivos que pertenezcan al reino protista. QUITINA:

La quitina es un carbohidrato que forma parte de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos y algunos órganos de otros animales como las quetas de anélidos o los perisarcos de cnidarios.

MALTOSA:

La maltosa es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico α. Se conoce también como maltobiosa y como azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinados. Se encuentra en alimentos como la cerveza y otros, y se puede obtener mediante la hidrólisis del almidón y del glucógeno. AZÚCARES REDUCTORES:

Los azucares reductores son aquellos azúcares que poseen su grupo carbonilo intacto, y que a través del mismo pueden reaccionar con otras especies. AZÚCARES NO REDUCTORES:

Los azúcares No Reductores son aquellos que cuando 2 monosacáridos iguales o diferentes se unen forman un disacárido, los disacáridos por condensación liberan una molécula de agua y son azúcares no reductores se unen por enlaces glicosídicos de tipo Alfa Beta

 PROTEINAS: Son moléculas compuestas de una o más cadenas de aminoácidos. Desempeñan muchas funciones debido a la variedad de estructuras proteínicas. Las enzimas son proteínas importantes que dirigen casi todas las reacciones químicas que se llevan a cabo dentro de las células. Otros proteínas se utilizan para fines estructurales, como la elastina, que confiere elasticidad a la piel; la queratina que es la principal proteína del pelo, de los cuernos de los animales y de las uñas. También hay proteínas que se usan para almacenar energía y materiales como la albumina del

huevo y la casina de la leche. Igualmente, existen proteínas para el transporte de oxígeno, como la hemoglobina de la sangre y para el movimiento celular, proteínas contráctiles, como la actina y la miosina en los músculos. Otras proteínas son hormonas, como la del crecimiento y la insulina y algunas actúan como anticuerpos que ayudan a combatir enfermedades e infecciones.

Las proteínas presentas reacciones colorimétricas cuando se mezclan con determinados reactivos. También pueden identificarse por precipitación mediante sustancias que las coagulan. ELASTINA:

La elastina es una proteína del tejido conjuntivo con funciones estructurales que, a diferencia del colágeno que proporciona principalmente resistencia, confiere elasticidad a los tejidos. QUERATINA:

La queratina es una proteína con estructura fibrosa, muy rica en azufre, que constituye el componente principal que forman las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de otros órganos derivados del ectodermo, faneras como el pelo, uñas, plumas y cuernos.

ALBÚMINA DEL HUEVO:

La albúmina de huevo es una compleja mezcla de proteínas que contiene todos los aminoácidos esenciales. La industria de productos de huevo elabora, según la

temperatura de pasteurización que utilice, productos con propiedades de batido y con capacidad de formar geles firmes CASEÍNA DE LA LECHE:

La caseína es una proteína de alto valor biológico, que se encuentra en la leche en forma de un complejo soluble de calcio y fósforo. Representa el 80% de las proteínas de la leche de vaca, y es necesaria para la absorción de calcio y fosfato en el intestino. HEMOGLOBINA:

La Hemoglobina es una proteína contenida en los Eritrocitos que constituye, aproximadamente, el 35% de su peso y le da su color rojo característico además de su función de transportar el oxígeno y el dióxido de carbono en el proceso de la respiración celular. ACTINA:

La actina es una familia de proteínas globulares que forman los microfilamentos, uno de los tres componentes fundamentales del citoesqueleto de las células de los organismos eucariotas (también denominados eucariontes). MIOSINA:

La miosina es una varilla de proteína que se encuentra dentro de las células musculares, esta proteína tiene como característica se fibrosa, y permitir la contractibilidad del tejido muscular.

HORMONAS:

Las hormonas son sustancias químicas señalizadoras, sintetizadas por células especializadas en glándulas endócrinas, antes de ser liberadas al torrente sanguíneo. INSULINA:

La insulina es una hormona principal que regula el metabolismo de secretada por las

β-células de la

islotes de Langerhans

del

páncreas.

La

principal

función de la insulina es contrarrestar la acción concertada de varias hormonas generadoras de hiperglicemia y para mantener bajos los niveles de glucosa en sangre. REACCIONES CLORIMÉTRICAS:

Es un procedimiento de análisis químico basado en la intensidad de color de las disoluciones. En las disoluciones la saturación de un color es su grado de pureza. Un color está más saturado cuanto menor sea su contenido de grises o de blancos.

 LIPIDOS: Son moléculas polares, insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos no polares como cloroformo, éter y benceno. Tienen estructura química variada y dentro de estos se incluyen los aceites, las grasas, las ceras, los fosfolípidos y los esteroides. Los lípidos sirven para para almacenar energía (aceites y grasas) y para impermeabilizar el exterior de muchas plantas y animales (ceras). Son el componente principal de las membranas celulares (fosfolípidos) y funcionan como hormonas (esteroides). El reconocimiento de lípidos se basa en la no polaridad que presenta su molécula.

CLOROFORMO:

El triclorometano, cloroformo o tricloruro de metilo, es un compuesto químico de fórmula química CHCl₃. Puede obtenerse por cloración como derivado del metano o del alcohol etílico o, más habitualmente en la industria farmacéutica, utilizando hierro y ácido sobre tetracloruro de carbono. ÉTER:

Los éteres son compuestos que resultan de la unión de dos radicales alquílicos o aromáticos a través de un puente de oxígeno -O-. Son compuestos que tienen un átomo de oxígeno unido a dos radicales hidrocarbonados. BENCENO:

El benceno es

un

hidrocarburo

aromático de

fórmula

molecular

C6H6,

(originariamente a él y sus derivados se le denominaban compuestos aromáticos debido a la forma característica que poseen) también es conocido como benzol.

ACEITES:

Los aceites, así como las grasas, son triglicérido. El glicerol es capaz de enlazar tres radicales de ácidos grasos llamados carboxilatos. Dichos radicales grasos por lo general son distintos entre sí; pueden ser saturados o insaturados. GRASAS:

Son sustancias químicas que están en muchos alimentos y también en el cuerpo. Su función más conocida es ser una reserva de energía (un gramo de grasa son 9

kcal). Sirven para asimilar vitaminas como la A, D, E y K. También tienen otras funciones menos conocidas que son importantes. CERAS:

Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular elevado, es decir, son moléculas que se obtienen por esterificación, reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol, que en el caso de las ceras se produce entre un ácido graso y un alcohol monovalente lineal de cadena larga. FOSFOLÍPIDOS:

Los fosfolípidos son un tipo de lípidos saponificables que componen las membranas celulares, compuestos por una molécula de alcohol, a la que se unen dos ácidos grasos y un grupo fosfato. ESTEROIDES:

Los

esteroides

son

compuestos

orgánicos

derivados

del

núcleo

del

ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano, que se compone de vitaminas y hormonas formando cuatro anillos fusionados, tres con seis átomos y uno con cinco; posee en total 17 átomos de carbono.

 SALES Son compuestos iónicos inorgánicos formados por el catión de un ácido y el anión de una base. Proporcionando muchos iones minerales indispensables para las funciones vitales.

CATIÓN:

Un catión es un ion con carga eléctrica positiva, es decir, que ha perdido electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo. En términos químicos, es cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones de su dotación original, este fenómeno se conoce como ionización. ANIÓN:

Un anión es un ion con carga eléctrica negativa, es decir, que ha ganado más electrones. Los aniones monoatómicos se describen con un estado de oxidación negativo. Los aniones poliatómicos se describen como un conjunto de átomos unidos con una carga eléctrica global negativa, variando sus estados de oxidación individuales.

IONES MINERALES:

Las sales minerales o iones minerales son las encargadas de la formación de los tejidos del cuerpo humano, la elaboración de hormonas y sirven igualmente como controladoras de funciones orgánicas a través de una acción de regulación. También son las encargadas de mover el agua en el cuerpo, y un papel en la excitabilidad neuromuscular.

 METODOLOGÍA

MATERIALES

          

2 gradillas 15 tubos de ensayo 1 pinza de madera 2 pipetas de 10ml 2 vasos de precipitado de 100ml 1 mortero con pistilo Pan Fruta Leche entera Yogurt Margarina

REACTIVOS

      



2 papel filtro 10ml de R. Benedict 10 ml de R. Fehling 5 ml de ácido nítrico concentrado 5 ml de lugol 10 ml de Sudan III R. Biuret (5ml de solución de CuSO4 al 1% y 10 ml de solución de NaOH al 33%) 5 ml de Nitrato de plata (AgNO3)

SOLUIONES

  

1 ml de glucosa 10% 1 ml almidón 2% 1 ml de cloruro de sodio al 10%

H+CL- + NA+OH-

NA+CL- + H2O

 PROCEDIMIENTO En cada una de las pruebas, agregue los reactivos en la cantidad y manera indicada en las siguientes tablas. Una vez adicionados, agite los tubos y observe los resultados. Conserve los controles positivos para la comparación con las muestras problemas

1. PRUEBAS PARA CARBOHIDRATOS 

AZUCARES REDUCTORES

# TUBO

MUESTRAS

CANTIDAD

R. DE BENEDICT

COLOR

RESULTADOS (+) (-)

1

Agua (control -)

1ml

1ml

Azul

(-)

2

Glucosa 1% (control +)

1ml

1ml

Naranja

(+)

Caliente los tubos 1 y 2 al mechero o en baño María a 70ºC por 2 minutos y observe el cambio de color, que va desde el naranja al rojo o marrón, por la reacción entre el azúcar reductor y los iones de cobre. Este procedimiento, igualmente, se puede realizar con el reactivo de Fehling (5 gotas de Fehling A+5 gotas de Fehling B y calentar por 1 min). Anote los resultados, justificando el cambio de color y la reacción que se lleva a cabo.

#TUBO

MUESTRAS

CANTIDAD REACTIVO (ML) LUGOL

COLOR

RESULTADOS (+) (- )

(GOTAS)

1

Agua (Control -)

1ml

1 Gotas

Amarillo naranja

(-)

2

Almidón 1%

1ml

1 Gotas

Negro

(+)

(Control + ) Observe la coloración que toma la solución. Note la formación de un color azul oscuro que indica la presencia de almidones. Anote los resultados justificando el cambio de color y la reacción que se lleva a cabo.

2. PRUEBA PARA ALMIDONES

3. PRUEBA PARA PROTEÍNAS

# TUBO

MUESTRAS

CANTIDAD REACTIVO DE (ML) BIURET

COLOR

RESULTADOS (+) (-)

1

...