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1 unidad 1
contenidos
1. Bioelementos y biomoléculas
inorgánicas
2. Glúcidos
3. Lípidos
Composición química
de los seres vivos (I)

Composición química de los seres vivos (I) 7
1. Bioelementos y biomoléculas
inorgánicas
Los elementos químicos que forman parte de la materia viva son conocidos
por el nombre de bioelementos o elementos biogénicos.
Los bioelementos se combinan para formar moléculas llamadas biomoléculas.
Si estas biomoléculas se encuentran formando parte, además, de la materia
inerte, reciben el nombre de biomoléculas inorgánicas, como son el agua, el
carbonato cálcico, el oxígeno, etc.
Pero muchas biomoléculas solo aparecen en los seres vivos, siendo entonces denominadas
biomoléculas orgánicas, como la glucosa, la hemoglobina, el colesterol
o el ácido desoxirribonucleico. Todos los compuestos orgánicos están formados
por carbono e hidrógeno; la mayoría, además, contiene oxígeno o nitrógeno.
En principio, las simples reglas del enlace covalente entre el carbono y otros elementos
permiten un número infinitamente elevado de compuestos. Aunque el
número de compuestos orgánicos diferentes de carbono de una célula es muy grande,
solo representa una diminuta fracción de los que teóricamente son posibles.
Las moléculas orgánicas pequeñas o monómeros, con un peso molecular que
oscila entre 100 y 1.000 daltons, representan una décima parte de la materia
orgánica celular. La mayoría se combina formando polímeros o macromoléculas
con un peso molecular muy elevado.
A grandes rasgos se puede decir que la materia viva está formada por moléculas
inorgánicas (agua, sales minerales y gases) y moléculas orgánicas. Estas últimas se
clasifican, por sus propiedades físicas y químicas, en cuatro grandes grupos: glúcidos,
lípidos, prótidos y ácidos nucleicos. Además, desde un punto de vista funcional,
se pueden diferenciar los biocatalizadores (enzimas y vitaminas).
abundancia relativa porcentual
50
40
30
20
10
0
H
C O N Ca
y
Mg
Na
y
K
Organismos
Corteza terrestre
P Si Otros
a Abundancia relativa de los elementos químicos encontrados en la corteza terrestre (el
mundo inanimado), comparada con la encontrada en los tejidos blandos de los organismos
vivos. La abundancia relativa se expresa como el porcentaje del número total de átomos. Así
por ejemplo, aproximadamente el 50 % de los átomos son de hidrógeno.
Dalton
Un dalton equivale a un doceavo de
la masa del isótopo más abundante
del carbono. El valor en gramos de
esta unidad es 1,6601 · 10 –24 g. Símbolo:
Da.
Y

8 Unidad 1 Y
¿Por qué no el silicio?
El silicio es muy abundante en la corteza
terrestre y tiene características
similares al carbono; sin embargo, no
se formaron a partir de él las molélulas
orgánicas. Algunas de las razones
son estas: el enlace Si-Si se rompe
más fácilmente que el enlace C-C, por
ello las grandes moléculas de Si son
más inestables que las del C. El Si no
puede formar dobles o triples enlaces,
lo que limita el número de moléculas.
Además, con el O forma SiO , quí-
2 2
micamente inerte e insoluble en
agua, mientras que el CO es estable
2
y fácilmente soluble en agua.
• Cadenas
C C C C
C C C C
representado
también como
• Estructuras ramificadas
C
C
C
C
C
representado
también como
• Anillos
C
C
C
C
representado
también como
C
C
C
C
C
C
C
a Esqueletos del carbono. El papel
característico del carbono en la célula
se debe a su capacidad de formar
fuertes enlaces covalentes con otros
átomos de carbono. Así, los átomos
de carbono se pueden unir formando
cadenas, estructuras ramificadas o
anillos.
Todos los seres vivos presentan los mismos componentes moleculares básicos,
por lo que se puede concluir que todos proceden de un antepasado común.
Posteriormente, a lo largo de la evolución, la identidad de una especie vendría
determinada por la posesión de un conjunto peculiar o específico de proteínas
formadas a partir de la información contenida en sus ácidos nucleicos.
1.1. Bioelementos
Los elementos químicos de los seres vivos son cuantitativamente muy diferentes
de los del entorno físico en que viven.
Se han identificado alrededor de 70 bioelementos, aunque no todos están presentes
en todos los seres vivos, ni aparecen en las mismas proporciones. Solamente
25 bioelementos son componentes esenciales de la materia viva. De
acuerdo con su abundancia se dividen en primarios y secundarios.
Bioelementos primarios
Son el H, C, O, N, P y S. Constituyen más del 96 % de la materia viva. Sus
propiedades físico-químicas los han convertido en los más adecuados para formar
seres vivos.
Los cuatro elementos más abundantes en la corteza terrestre son el oxígeno, el silicio,
el aluminio y el hierro. En contraste, los cuatro elementos más abundantes
en los organismos son el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno.
Es particularmente significativa la capacidad del carbono para formar enlaces
covalentes simples o dobles con otros átomos de carbono. Cada átomo
puede establecer cuatro enlaces covalentes simples con otros cuatro átomos
de carbono. De esta manera se consiguen esqueletos lineales o cíclicos muy
polimorfos que permiten una ingente variedad de moléculas orgánicas distintas.
Además, el C puede efectuar enlaces covalentes con el O, H, N y S, con lo que
se pueden introducir muchos grupos funcionales en la estructura de las moléculas
orgánicas. Ningún otro elemento químico puede formar moléculas estables
de tamaños y formas tan diferentes, ni con tal variedad de grupos funcionales;
ello explica que, a pesar de su relativa escasez en la corteza terrestre, el carbono
sea el elemento en el que se basa la química de los seres vivos.
El oxígeno y el hidrógeno abundan tanto en la litosfera como en la hidrosfera
y en los seres vivos (biosfera). Ambos se combinan fácilmente con el carbono
y participan en reacciones de oxidación-reducción, lo que permite intercambios
energéticos fundamentales para la vida.
El nitrógeno forma parte de moléculas fundamentales como las proteínas o los
ácidos nucleicos, por lo que también está presente en todos los seres vivos.
El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos, de la «moneda energética» de
la célula o ATP, de los fosfolípidos que constituyen las membranas celulares,
de estructuras esqueléticas, coenzimas, etc.
El azufre se encuentra en algunas proteínas, enzimas y vitaminas de gran importancia
biológica.

Composición química de los seres vivos (I) 9
Bioelementos secundarios
Constituyen aproximadamente el 4 % de la materia viva. Dentro de ellos cabe
distinguir entre:
• Indispensables: se presentan en todos los seres vivos: Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe,
Si, Cu, Mn, B, F y I.
• Variables: solo aparecen en algunos: V, Pb, Ti, Br, Zn, Co, etc.
Cuando un elemento se presenta en proporción inferior al 0,1 % se dice que
es un oligoelemento (del griego oligos = escaso). Y en contra de lo que se puede
pensar, dada su escasez, resultan imprescindibles, ya que su falta provoca enfermedades.
Entre los bioelementos secundarios destacan:
• Los iones de Na + , K + y Cl – que mantienen el equilibrio osmótico y son fundamentales,
por ejemplo, en la transmisión nerviosa.
• El calcio forma parte de esqueletos y actúa en forma iónica en diversos procesos
como la contracción muscular.
• Elementos metálicos, como el Fe, Mg y Cu, intervienen en procesos de óxido-reducción
cediendo o tomando electrones. El hierro se encuentra, por
ejemplo, en la hemoglobina y en los citocromos; el magnesio, en la clorofila;
el cobre, en la hemocianina (pigmento respiratorio de muchos invertebrados).
• El yodo es imprescindible para sintetizar la hormona tiroidea de los vertebrados.
• El cobalto forma parte de la vitamina B 12 y de la nitrogenasa que utilizan algunas
bacterias para fijar el nitrógeno atmosférico.
1.2. Los enlaces químicos y su importancia en Biología
Cuando los átomos interactúan entre sí, constituyen moléculas. La fuerza con
que los átomos se mantienen juntos se denomina enlace químico. Podemos
clasificar los enlaces que encontramos en las biomoléculas según se indica en
la tabla siguiente:
Enlace covalente
CLASIFICACIÓN DE LOS ENLACES QUÍMICOS
Enlaces covalentes Enlaces no covalentes
Simples y dobles Iónico
Polares y apolares Enlace de hidrógeno
Enlaces de Van der Waals
Interacciones hidrofóbicas
En este enlace los átomos comparten pares de electrones. Los elementos que
forman este tipo de unión son muy electronegativos, tienen tendencia a ganar
electrones para cubrir y estabilizar el nivel energético más externo.
Oligoelementos
Algunos elementos, como el selenio
y el aluminio, se encuentran en concentraciones
infinitesimales dentro de
los seres vivos. Experimentos con ratas
han demostrado que estas no crecen
normalmente si no reciben cantidades
muy pequeñas de vanadio, selenio
y flúor en la comida. Bastan 0,5
partes por millón de flúor en la comida
para restaurar en el animal las condiciones
normales de salud y crecimiento.
Y

10 Unidad 1 Y
a Al formarse una molécula de hidrógeno
(H 2 ), cada átomo de hidrógeno
comparte su único electrón con el
otro. Resultando de esto, los dos átomos
cubren su primer nivel de energía
con dos electrones, situación esta muy
estable. Este tipo de elace, donde los
electrones se comparten, se llama enlace
covalente. En las fórmulas estructurales
se representa con un guión.
a Esquema de la molécula de dióxido
de carbono (CO 2 ). El átomo de carbono
en el centro de la molécula participa
con dos enlaces covalentes dobles,
uno con cada átomo de oxígeno.
Cada enlace doble está formado por
dos pares de electrones compartidos
por los dos átomos que participan en
el enlace. En las fórmulas estructurales,
el enlace doble se representa por
dos guiones paralelos: =.
a Dibujo esquemático de una molécula
de agua (H 2 O). Cada uno de los
dos enlaces covalentes sencillos de
esta molécula están formados por un
electrón compartido del oxígeno y un
electrón compartido del hidrógeno.
δ + δ –
a las interacciones iónicas se producen
entre grupos totalmente cargados
(enlace iónico) o entre grupos
parcialmente cargados.
La capacidad del carbono para formar estos enlaces es determinante en los
sistemas biológicos. El átomo de carbono tiene cuatro electrones en su capa
externa. Puede compartir cada uno de ellos con otros átomos, formando enlaces
covalentes con hasta cuatro átomos distintos. Estos enlaces covalentes
pueden formarse con átomos diferentes (sobre todo hidrógeno, oxígeno y nitrógeno)
o con otros carbonos. La facilidad para esto último hace posible la
construcción de grandes moléculas, base estructural de los seres vivos, y de la
actividad química de los procesos biológicos.
Existen enlaces simples cuando se comparte un par de electrones, como ocurre
entre los átomos de oxígeno e hidrógeno para formar la molécula de agua,
y dobles si se comparten dos pares, como en el CO . 2
Los átomos de carbono pueden formar enlaces dobles entre sí y con átomos
diferentes, por lo que la diversidad de moléculas a que dan lugar es muy
grande.
Los enlaces simples son flexibles y permiten la rotación de los átomos entre sí.
Sin embargo, los dobles son relativamente rígidos, y su presencia aporta propiedades
determinadas a una molécula. Por ejemplo, la manteca y el aceite
son grasas de igual composición química, pero mientras en la manteca los
ácidos grasos solo contienen enlaces simples, en el aceite algunos enlaces son
dobles. La rigidez de estos últimos interfiere en la ordenación de las moléculas,
y en consecuencia los aceites son líquidos a temperatura ambiente. Por el
contrario, en la manteca el empaquetamiento de los ácidos grasos provoca el
estado sólido a temperatura ambiente.
Los enlaces covalentes cuyos electrones no se comparten por igual se denominan
polares. Estos enlaces son comunes en el oxígeno, que atrae fuertemente
a los electrones. Como veremos en el apartado correspondiente, el
agua es una molécula polar con una región cargada positivamente y otra negativamente.
La naturaleza polar del agua le confiere unas propiedades muy
especiales de las que depende la vida.
En moléculas perfectamente simétricas como el dióxido de carbono, la distribución
de cargas se contrarresta y la molécula globalmente es apolar.
Enlace iónico o electrostático
Resulta de la atracción mutua de iones con cargas opuestas. En ausencia de
agua, las fuerzas iónicas son muy intensas, pero en solución acuosa son bastante
débiles. Estos enlaces resultan muy importantes en los sistemas biológicos.
Por ejemplo, un enzima que se una a un sustrato cargado positivamente
presentará en el centro activo un residuo cargado negativamente.
Enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno
En este caso un átomo de hidrógeno es compartido por dos átomos, ambos
electronegativos. Los enlaces de hidrógeno son más fuertes cuando los tres
átomos se hallan en línea recta. Son más fuertes que los de Van der Waals,
pero mucho más débiles que los covalentes.
Ejemplos de la importancia de estos enlaces en los seres vivos los tenemos en
las proteínas, cuyas estructuras, excepto la primaria, se estabilizan mediante
los mismos. También vemos un ejemplo en la doble hélice del DNA, en la
que se mantienen enlazadas las dos hebras antiparalelas.

Composición química de los seres vivos (I) 11
Por otra parte, estos enlaces unen entre sí moléculas de agua por su carácter
polar, como se verá más adelante. Estas atracciones intermoleculares dan
como resultado unas excepcionales propiedades al agua de las que dependemos
los seres vivos: su estado líquido, el calor específico y el de vaporización,
la tensión superficial, la resistencia a cambios de temperatura y el punto de
congelación, entre otras.
Enlaces de Van der Waals
Son fuerzas atractivas inespecíficas que se establecen entre dos átomos cualesquiera
que estén situados a una distancia mutua de 3 a 4 Amgstrons.
La atracción de un par de átomos aumenta a medida que estos se acercan,
hasta que están separados por la distancia de contacto de Van der Waals.
A distancia menor, las fuerzas fuertemente repulsivas se hacen dominantes a
causa de que las nubes electrónicas exteriores se solapan.
Aunque son más débiles que las uniones electrostáticas o el enlace de hidrógeno,
tienen gran importancia en Biología.
Las fuerzas de Van der Waals solo resultan significativas cuando numerosos
átomos de una molécula pueden aproximarse a otros muchos átomos de la
otra molécula. Esto ocurre cuando las formas de ambas se complementan.
Interacciones hidrofóbicas
Se producen cuando las moléculas o grupos apolares tienden a agruparse en el
seno del agua. En sentido figurado, el agua tiende a comprimir las moléculas
apolares. Estas interacciones son la fuerza principal que dirige el plegamiento
de las macromoléculas, la unión de los sustratos a los enzimas y la formación
de las membranas celulares.
1.3. Biomoléculas inorgánicas
Las biomoléculas son inorgánicas cuando aparecen también fuera de la materia
viva, y se pueden clasificar en: agua, sales minerales y gases (oxígeno, nitrógeno,
dióxido de carbono).
El agua
La vida, tal como se conoce en la Tierra, se desarrolla siempre en medio acuoso.
Incluso en los seres no acuáticos el medio interno es esencialmente hídrico.
La inmensa mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrolla en el seno del
agua y obedece las leyes físico-químicas de las disoluciones acuosas.
El agua es la molécula más abundante en los seres vivos, y representa entre el
70 % y el 90 % del peso de la mayor parte de los organismos. El contenido de
agua varía de una especie a otra; también es función de la edad del individuo
(con la vejez disminuye el contenido hídrico) y del tipo de tejido.
El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe a
sus excepcionales propiedades físicas y químicas, derivadas de su estructura
molecular.
H
C
H
H
H H
H
C
H
H
H
a El agua une los grupos hidrofóbicos
con objeto de minimizar los efectos
destructores de estos grupos sobre
la red de enlaces de hidrógeno
del agua. A menudo se dice que los
grupos hidrofóbicos que se mantienen
unidos de esta manera están
unidos por «puentes hidrofóbicos», a
a pesar de que la atracción está generada
en realidad por una repulsión
de las moléculas de agua.
Contenido en agua de distintas
especies y estructuras
Algas: 98,0 %
Espinacas: 93,0 %
Medusas: 90,0 %
Mejillón: 82,2 %
Estrella de mar: 75,8 %
Recién nacido: 70,0 %
Hombre adulto: 63,0 %
Tejido nervioso: 85,0 %
Hueso: 22,0 %
Semillas: 20,0 %
Dentina: 10,0 %
C
H
C
H
H
Y

12 Unidad 1 Y
a b c
Hidrógeno
Oxígeno
104,5°
El átomo de oxígeno, fuertemente electronegativo, comparte un par de electrones
con cada átomo de hidrógeno y atrae a los electrones de este. Como resultado,
la molécula presenta polaridad: cada átomo de hidrógeno posee una
carga parcial positiva y el oxígeno posee carga parcial negativa. La molécula
es un dipolo eléctrico. Este hecho permite la formación de puentes de hidrógeno
que, aunque muy débiles, son de gran importancia en las reacciones químicas
de los seres vivos. Cuando dos moléculas de agua se aproximan mucho,
se establece una atracción electrostática entre la carga parcial negativa del
átomo de O de una molécula y la carga parcial positiva de un átomo de H de
la molécula adyacente. Esta unión electrostática se llama enlace o puente de
hidrógeno.
Comparado con un enlace covalente, el puente de hidrógeno es un enlace débil
y tiene un tiempo de vida muy corto (de 10 –8 a 10 –10 s). Cada molécula de
agua puede unirse a otras cuatro moléculas de agua vecinas, por lo que el agua
líquida es como un mosaico de agrupamientos oscilantes de moléculas unidas
por estos enlaces en continua reorganización.
δ
δ
2δ
Enlace de hidrógeno
0,177 nm 0,099 nm
Hidrógeno
Oxígeno
δ
0,276 nm
a Enlaces de hidrógeno de una molécula de agua, la cual puede participar en hasta cuatro
enlaces de hidrógeno. El átomo de oxígeno de la molécula central de agua es un aceptor de
enlaces de hidrógeno, mientras que los dos átomos de hidrógeno de dicha molécula son dadores
de enlaces de hidrógeno.
2δ
Hidrógeno
Oxígeno
δ
–0,82
2δ
δ δ
+ 0,41 + 0,41
a a) Estructura de la molécula de agua; b) Modelo espacial compacto; c) Dipolo de una molécula
de agua.

Composición química de los seres vivos (I) 13
Propiedades del agua
Muchas de las propiedades del agua derivan de su estructura:
• Su estado líquido, de 0 °C a 100 °C es una anomalía, si se compara el agua
con otros hidruros semejantes como el NH 3 y el SH 2 , y se debe al establecimiento
de los puentes de hidrógeno.
• Elevado calor específico o capacidad calorífica. Esto hace que aumentos o
descensos importantes de temperatura solo produzcan pequeñas variaciones
de temperatura en el agua. De este modo el agua es un buen amortiguador
frente a los cambios bruscos de temperatura, lo que es de vital importancia
para los seres vivos.
• Elevado calor de vaporización, mucho más alto que en otros líquidos. Esto
permite a los organismos disminuir su temperatura mediante la evaporación
superficial de agua en los pulmones o la piel.
• Constante dieléctrica elevada. La constante dieléctrica del agua a 20 °C es
80, excepcionalmente alta comparada con otros disolventes. Esto se debe a
su polaridad y capacidad para formar puentes de hidrógeno. De este modo
el agua disuelve compuestos iónicos y moléculas polares, y dispersa moléculas
anfipáticas.
• Elevada fuerza de cohesión, lo que explica que el agua líquida se comprima
poco y presente una alta tensión superficial. Esta, a su vez, facilita el fenómeno
de la capilaridad, fundamental en el transporte de los líquidos circulatorios.
• Menor densidad de su estado sólido. La máxima densidad del agua se da a
4 °C, pero el hielo es menos denso que el agua líquida a cero grados, por lo
que el hielo flota en el agua líquida y esta se congela desde la superficie hacia
el fondo. Por tanto, el hielo es un aislante excelente y permite el mantenimiento
de la vida durante el invierno en los ecosistemas acuáticos.
• Se puede disociar en iones H + e iones OH – que participan en muchas reacciones
químicas.
Funciones del agua
• Disolvente casi universal. Función realmente importante, ya que todas las reacciones
químicas de las células tienen lugar en un medio acuoso.
• Transporte. El agua transporta sustancias desde el exterior al interior del organismo
y viceversa, así como en el propio organismo.
• Estructural. El volumen y forma de las células que carecen de capas rígidas
se mantienen gracias al contenido de agua.
• Amortiguadora frente a grandes cambios de temperatura gracias a su calor específico.
Interviene así en la regulación de la temperatura corporal.
• Lubricante. Su reducida viscosidad amortigua el roce en articulaciones y
entre órganos.
• Vehículo de excreción. Los productos tóxicos son eliminados en medio
acuoso, lo que rebaja su toxicidad.
• Función de hidrólisis. Participa, a través de sus iones, en las reacciones de
hidrólisis catalizadas por hidrolasas.
AA
Moléculas anfipáticas: son moléculas
que contienen una parte hidrofílica
y otra hidrofóbica.
La constante dieléctrica es una
medida de la capacidad de las moléculas
de un disolvente para mantener
separados iones de carga opuesta
que se atraen entre ellos.
La constante dieléctrica elevada se
debe a que el agua se opone a las
atracciones electrostáticas entre iones
(+) y (–), favoreciendo la disolución de
redes cristalinas en agua mediante
una solvatación iónica (rodear con
dipolos de agua a los iones).
El contenido acuoso del cuerpo
humano se mantiene constante por
el equilibrio entre ingresos y pérdidas.
Los ingresos diarios en un hombre
con dieta mixta, actividad física
moderada y que habite en clima templado
son de 2,6 litros. De ellos: 1,3 l
de la bebida; 1 l de alimentos y 0,3 l
de agua metabólica. Las pérdidas son
otros 2,6 l, de los cuales: 1,4 l de la
orina; 1 l de la evaporación por piel y
pulmón y 0,2 l de pérdida fecal.
Y

14 Unidad 1 Y
d Ósmosis. Si dos soluciones acuosas están separadas por una membrana
que únicamente permite el paso de las moléculas de agua, esta
pasará hacia la solución que contiene la mayor concentración de moléculas
solubles, mediante un proceso denominado ósmosis. El movimiento
del agua desde una solución hipotónica hacia una solución hipertónica
puede generar un incremento de la presión hidrostática en
el compartimento hipertónico.
Sales minerales
Cuando se quema la materia orgánica, después de eliminar el agua, se obtiene
un residuo formado por las sales minerales. La proporción de este contenido
mineral varía mucho de unos organismos a otros y, dentro del mismo individuo,
varía también con la edad y entre los distintos órganos.
Las sales minerales aparecen en los seres vivos en diferentes formas:
• Sólidas, cristalizadas, por tanto, no ionizadas. Así constituyen esqueletos
como conchas, huesos, etc.
• En estado iónico, disueltas en el medio celular o en líquidos extracelulares
y circulantes.
Entre ellas destacan:
– Aniones: cloruro (Cl – – 2– ), bicarbonato (HCO ), sulfato (SO4 ), nitrato
3
– 3 – (NO ), fosfato (PO4 ).
3
– Cationes: Na + , K + , Ca2+ , Mg2+ . Algunos cationes intervienen en procesos
fisiológicos concretos, una alteración en su concentración puede provocar
un mal funcionamiento celular.
• Formando parte de moléculas orgánicas: por ejemplo, el ion fosfato en fosfoproteidos,
fosfolípidos y ácidos nucleicos.
Funciones de las sales minerales
• Formar estructuras esqueléticas, tanto exoesqueletos como endoesqueletos.
Por ejemplo:
– CaCO en las conchas de moluscos, crustáceos y en foraminíferos (protozoos),
3
–Ca(PO ) y CaCO en el esqueleto de los vertebrados.
3 4 2 3
– SiO en diatomeas, radiolarios y gramíneas.
2
• Regulación de fenómenos osmóticos. Las sales minerales en disolución son
las principales causantes de uno de los fenómenos fisicoquímicos de mayor importancia
biológica: la aparición de presiones osmóticas. Entendemos por ósmosis
el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable que
separa dos disoluciones de distinta concentración, lo que tiende a igualar ambas
disoluciones.
Las membranas celulares pueden considerarse semipermeables. Si comparamos
dos disoluciones, estas pueden ser entre sí isotónicas, si poseen la misma
concentración, o anisotónicas, si las concentraciones son diferentes: una es
hipotónica (menos concentrada) y otra hipertónica. El agua pasará de los medios
hipotónicos a los hipertónicos, ejerciendo una presión sobre la membrana
llamada presión osmótica.

Composición química de los seres vivos (I) 15
El fenómeno de la ósmosis puede provocar intercambios de agua entre el interior
y el exterior de la célula. Si el medio externo es hipertónico la célula pierde
agua, se contrae, pero el resultado es distinto según se trate de células animales
o vegetales. Las células animales se contraen; en las vegetales, al
contraerse, se despega la membrana plasmática de la pared, lo que provoca la
rotura de la célula o plasmólisis.
Si, por el contrario, el medio externo es hipotónico, el agua entra en la célula,
esta se hincha, y el resultado varía también con el tipo de célula. Las células
animales estallan, mientras que las vegetales y bacterianas no se rompen,
al estar rodeadas por una pared rígida, sino que presentan turgencia. De
este modo, las sales disueltas son responsables de los intercambios hídricos
de las células con el medio extracelular.
a
b
En solución
hipertónica
En solución
hipertónica
pared celular
membrana
En solución
isotónica
En solución
isotónica
En solución
hipotónica
En solución
hipotónica (hemólisis)
• Regulación del equilibrio ácido-base. Muchas reacciones y procesos bioquímicos
dependen de la concentración de iones hidrógeno H + .
El agua, componente más abundante de las células y líquidos corporales,
es neutra. Pero cuando el agua contiene sustancias disueltas se puede alterar
el pH, tendiendo entonces hacia la acidez o basicidad. Casi todos los
fenómenos vitales se desarrollan a un pH próximo al neutro, por lo que es
fundamental para las células mantener el pH dentro de unos límites muy
estrictos, ya que cualquier cambio brusco alteraría la estructura de muchas
biomoléculas o impediría las reacciones químicas (por ejemplo, por pérdida
del centro activo de las enzimas).
Para mitigar las variaciones de pH, los organismos han desarrollado los llamados
sistemas tampón o amortiguadores de pH, formados por: un ácido
débil (con poca tendencia a disociarse) y una sal de este ácido.
El fundamento es que, en presencia de la sal, el ácido casi no se disocia.
Los tampones más comunes en los seres vivos son el tampón fosfato con la
sal de sodio, en los medios celulares, y el tampón bicarbonato en los medios
intercelulares.
– + HCO + H → H2CO → CO + H O
3
3 2 2
El pH de la sangre mantiene constante un valor de 7,4 gracias al sistema
tampón carbonato. Si se liberan protones a la sangre (acidificación), el
equilibrio se desplaza hacia la derecha y aumenta el CO , que se expulsa por
2
los pulmones. Si, por el contrario, aumenta el pH sanguíneo, el equilibrio
se desplaza hacia la izquierda, y el CO se disuelve en la sangre para restau-
2
rar nuevamente el equilibrio.
c Fenómenos osmóticos: a) en células vegetales; b) en
glóbulos rojos.
Para el agua pura
ÁCIDO
ALCALINO
[H + ]=10 –7 moles/litro
conc.
H +
moles/litro
10 –1
10 –2
10 –3
10 –4
10 –5
10 –6
10 –7
10 –8
10 –9
10 –10
10 –11
10 –12
10 –13
10 –14
pH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
a La acidez de una solución se define
como la concentración de iones H +
que posee. Por comodidad, utilizamos
la escala de pH en la que:
pH = – log 10 [H + ]
Y

16 Unidad 1 Y
La hiperacidez del jugo gástrico, o
hiperclorhidria, se debe a un aumento
de la secreción de ácido clorhídrico
por parte de las células de la mucosa
gástrica. Puede aliviarse con la
ingestión de alimentos y productos
alcalinos o tomando bicarbonato
sódico; pero el exceso de este puede
intensificar la hiperclorhidria.
Membrana
dializadora
ADSORCIÓN
DIFUSIÓN
DIÁLISIS
a Los fenómenos de adsorción, difusión
y diálisis.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
1. ¿Por qué el fósforo es un elemento
imprescindible para los seres
vivos?
2. Explica las diferencias entre enlaces
iónicos, covalentes y covalentes
polares. ¿Cuál es la causa
de que los átomos tiendan a
interactuar formando enlaces?
3. Comparada con otros hidruros, la
temperatura de ebullición del
agua debería ser de -80 ºC. Imagina
qué ocurriría con el agua del
planeta. ¿Podría entonces formar
parte de los seres vivos?
4. ¿Sabrías explicar por qué los
jamones se curan con sal?
1.4. Estados físicos de la materia de los seres vivos
La materia constituyente de los organismos puede encontrarse en los tres estados
físicos siguientes: sólido, gaseoso y líquido.
• El estado sólido: de esta forma se presentan las sustancias que dan lugar a estructuras
esqueléticas y de protección: huesos, conchas, pelo, plumas, depósitos
de grasa, etc. Las sustancias sólidas pueden ser de dos tipos:
– Inorgánicas: carbonato cálcico, fosfato cálcico, sílice, etc.
– Orgánicas: la quitina del esqueleto de los artrópodos, queratina del pelo
o las uñas, el sebo de los animales, la celulosa de la madera, etc.
• El estado gaseoso: los gases que constituyen los seres vivos pueden intervenir
en el metabolismo o ser inertes. Entre los primeros figura el oxígeno (O ) y el 2
dióxido de carbono (CO ). Ambos intervienen en el catabolismo respiratorio
2
aerobio. Entre los inertes, el nitrógeno (N ) se encuentra en el interior de al-
2
gunas cianobacterias y cámaras de cefalópodos con función de flotación.
• El estado líquido: está formado por dispersiones en las que el disolvente es
el agua. Los solutos pueden ser de bajo peso molecular, como las sales minerales,
o moléculas orgánicas pequeñas (glucosa, aminoácidos), o bien de
peso molecular elevado (proteínas, polisacáridos). En el primer caso se trata
de dispersiones moleculares o disoluciones, en el segundo de dispersiones
coloidales. Las dispersiones coloidales pueden presentarse en forma fluida
(sol) o con aspecto gelatinoso (gel).
Las dispersiones son transparentes, aunque las coloidales, observadas al trasluz,
tienen cierta turbidez.
Todas las reacciones bioquímicas características de los procesos vitales tienen
lugar en medio acuoso. Esto incluye los líquidos intracelulares, instersticiales
y líquidos circulantes como el plasma sanguíneo y la linfa. Todos estos medios
son dispersiones con gran uniformidad en su composición y propiedades, ya
que las variaciones que surgen son compensadas por mecanismos de regulación.
En ellas, las partículas dispersas pueden provocar varios fenómenos como
son: la adsorción, la difusión, la diálisis y la ósmosis.
– La adsorción es un proceso por el cual las partículas de un líquido o gas
son atraídas hacia la superficie de un sólido o de una partícula coloidal
en suspensión.
– La difusión es el fenómeno por el cual las moléculas disueltas tienden a
distribuirse uniformemente en el seno del agua. Se debe al constante movimiento
de las partículas de un fluido. Puede realizarse a través de una
membrana si esta es suficientemente permeable como para que la puedan
atravesar las moléculas del soluto. De esta forma se realizan intercambios
de gases y algunos nutrientes entre la célula y su medio.
– La diálisis es un proceso mediante el cual se separan las partículas dispersas
de elevado peso molecular de las de bajo peso molecular a través de una
membrana semipermeable que solo deja pasar las partículas pequeñas. De
este modo, en la filtración renal son eliminadas del plasma sanguíneo sales
y moléculas orgánicas pequeñas, mientras que se retienen proteínas.
– La ósmosis es el paso de disolvente a través de una membrana semipermeable
entre dos disoluciones con distinta concentración. Como vimos anteriormente,
los fenómenos osmóticos están provocados en los seres vivos, principalmente,
por el contenido salino de las células y los medios extracelulares.

Composición química de los seres vivos (I) 17
2. Glúcidos
Son biomoléculas orgánicas constituidas por C, H y O (a veces tienen N, S o P).
Se llaman también hidratos de carbono por responder a la fórmula general
C n (H 2 O) n , aunque los átomos de carbono no van unidos a moléculas
de agua.
Desde el punto de vista químico son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas,
ya que los carbonos van unidos a radicales hidroxilo (–OH) y presentan
siempre un grupo carbonilo (–C=O) que puede ser terminal (aldehído) o no
(cetona).
Realizan varias funciones en los seres vivos, muchos son una fuente de energía
para las células (glucosa, almidón), y otros son estructurales, como la celulosa
o la quitina.
Se pueden clasificar atendiendo a diferentes criterios. En una clasificación
sencilla se diferencian estos grupos:
OSAS O
MONOSACÁRIDOS
ÓSIDOS
HOLÓSIDOS
HETERÓSIDOS
Oligosacáridos
Polisacáridos
Glucoproteidos
Glucolípidos
Homopolisacáridos
Heteropolisacáridos
Las osas o monosacáridos son moléculas simples, no hidrolizables.
Los ósidos están formados por la unión de osas. Son holósidos si solo contienen
monosacáridos, y heterósidos si contienen, además, un componente no glucídico
llamado grupo aglucón o aglicón.
– MONOSACÁRIDOS:
– OLIGOSACÁRIDOS (disacáridos):
– POLISACÁRIDOS:
a Esquema de los monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
AA
Glúcidos: el nombre de glúcidos procede
del griego glycos: dulce, si bien,
no todos los glúcidos tienen este
sabor, como el almidón o la celulosa.
Y

18 Unidad 1 Y
Grupos funcionales en
los compuestos orgánicos:
GRUPO MOLÉCULA
• Hidróxilo Alcohol
OH
• Carbonilo
C O
Cetona
Aldehído
• Carboxilo Ácido
C O
H
• Amino
NH 2
C O
C O
H
2.1. Monosacáridos
Son glúcidos no hidrolizables, con un número de carbonos que varía de 3 a 12.
Su denominación alude a este número y termina con el sufijo –osa: triosas
(3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) y heptosas (7C). Los monosacáridos
con más de 7C son escasos e inestables.
Son sólidos, blancos, cristalinos, dulces y solubles en agua. Desvían el plano
de vibración de la luz polarizada cuando son atravesados por esta.
Químicamente se caracterizan por poseer:
• Un esqueleto carbonado con grupos alcohólicos o hidroxilos,
• Un grupo aldehído (aldosas) o cetónico (cetosas). Este grupo aldehído o cetona
es el responsable de la reducción del Cu2+ , propiedad que se utiliza para
su reconocimiento (prueba de Fehling).
Los monosacáridos son importantes intermediarios en el metabolismo celular,
o bien tienen función energética, o forman parte de macromoléculas importantes.
Estructura e isomerías
La estructura molecular de los azúcares más pequeños, como las triosas, puede
escribirse mediante la forma de representación lineal o proyección de Fischer,
como se aprecia en la figura inferior, en la que se ha dibujado también la estructura
tridimensional.
El carbono 2 del gliceraldehído es un carbono asimétrico. Todas las osas, excepto
la dihidroxiacetona, tienen al menos un carbono asimétrico (unido a
cuatro radicales distintos). Ello da lugar a la aparición de estereoisómeros o
isómeros espaciales: los monosacáridos presentan estereoisomería.
a
H
H
C
C
O
OH
CH 2 OH
O
HO
C
C
H
H
CH 2 OH
D-Gliceraldehído L-Gliceraldehído
b
Si el grupo OH va a la derecha del C asimétrico en la proyección de Fischer,
el compuesto es un isómero D, si va situado a la izquierda es un isómero L.
Al aumentar el número de carbonos asimétricos aumenta el número de estereoisómeros,
que será 2n , siendo n el número de dichos carbonos. Cuando un
monosacárido tiene varios estereoisómeros, todos aquellos que posean el OH
del carbono más alejado del grupo carbonilo a la derecha son de la serie D, y
los que lo posean a la izquierda son de la serie L. En la naturaleza la mayoría
de los azúcares son de la forma D.
H
C
C
H
O
CH 2 OH
D-Gliceraldehído
(una aldosa)
H
O
OH OH
C
C
H
CH 2 OH
L-Gliceraldehído
(una aldosa)
a a) Proyecciones de Fischer del gliceraldehído; b) Estructuras tridimensionales de los dos estereoisómeros
del gliceraldehído. Puede observarse que son imágenes especulares el uno del
otro y por tanto no son superponibles.

Composición química de los seres vivos (I) 19
Los monosacáridos tienen muchos isómeros que únicamente se diferencian en
la orientación de sus grupos hidróxilo. Por ejemplo, la glucosa, la galactosa y
la manosa son isómeros entre sí.
Si dos estereoisómeros son imágenes especulares uno del otro, se dice que son
enantiómeros. Los enantiómeros corresponden a la misma sustancia, con las
mismas propiedades, salvo la actividad óptica.
Cuando dos monosacáridos se diferencian solo en la posición de un OH de un
carbono se dice que son epímeros. Los epímeros son sustancias diferentes, con
propiedades distintas.
Otra isomería es la isomería óptica. Al tener uno o más carbonos asimétricos,
los monosacáridos desvían el plano de vibración de la luz polarizada cuando
esta atraviesa una disolución de los mismos. Si lo desvían hacia la derecha son
dextrógiros, se les representa con el signo +. Si lo desvían hacia la izquierda
son levógiros, se les representa con el signo –. La desviación se debe a la ausencia
de planos de simetría en la molécula. El que los monosacáridos sean
dextrógiros o levógiros es independiente de que pertenezcan a la serie D o L.
Así, la D-glucosa es dextrógira, pero la D-fructosa es levógira.
Estructura cíclica y formas anoméricas
En la configuración abierta (proyección de Fischer), los azúcares presentan un
número variable de grupos hidróxilo y un grupo aldehído o un grupo cetona.
El grupo aldehído o cetona desempeña un papel especial. En primer lugar, puede
reaccionar con un hidróxilo de la misma molécula, convirtiendo a esta en
un anillo. En segundo lugar, una vez formado este anillo, este carbono puede
unirse a uno de los carbonos con un grupo hidróxilo de otro azúcar, produciendo
un disacárido, como veremos posteriormente.
Cuando el grupo aldehído reacciona con un grupo hidróxilo se forma un hemiacetal,
si es el grupo cetona el que reacciona con el hidróxilo se forma un
hemicetal. En ambos casos son enlaces intramoleculares, ya que se dan entre
átomos de la misma molécula. De este modo la molécula se cierra en forma de
anillo que puede ser pentagonal o hexagonal. Los anillos pentagonales son furanósicos
por su semejanza con el furano, los hexagonales son piranósicos por
su semejanza con el pirano.
O
Furano Pirano
CH2OH O
6
5
O
H
H
H
4 1
OH
OH H
OH
3 2
H OH
CH2OH 6
H
1 CH2OH α-Glucopiranosa α-Fructofuranosa
a Anillos del furano y del pirano, de donde toman el nombre los monosacáridos ciclados,
como la glucopiranosa y la fructofuranosa.
5
H
4
OH
O
OH
3
H
2
OH
CHO
HCOH
HCOH
CH 2 OH
CHO
HOCH
HCOH
CH 2 OH
D-Eritrosa D-Treosa
a La D-eritrosa y la D-treosa son epímeros,
ya que solo se diferencian en
el –OH del carbono 2.
El anillo piranósico no es plano, puede
adoptar dos formas en el espacio: la
forma cis o de nave y la forma trans
o de silla de montar.
trans
O
O
cis
Y

20 Unidad 1 Y
Así, hablaremos de la fructofuranosa cuando la fructosa está ciclada, y de la
glucopiranosa en el mismo caso. Estas formas cíclicas reciben el nombre de
fórmulas de Haworth. En estas representaciones, todos los átomos del polígono
están en el mismo plano, y los grupos están situados hacia la parte superior
o inferior del mismo.
En las formas cíclicas aparece un nuevo carbono asimétrico, el que antes tenía
el grupo aldehído o cetona. Este carbono se llama anomérico. Por ello surgen
dos nuevos estereoisómeros o anómeros: anómeros α y β, según que el OH
del carbono anomérico quede hacia abajo o arriba en la estructura cíclica, respectivamente.
1
H O
H O H OH
1
CH2OH 6
CH2OH 2
3
4
5
6
D-Glucosa
C
1
2 OH
HO 3
4 OH
5
H OH
CH2OH 6
HO
HOCH2 6
C
1
2
3
4
5
OH
OH
OH
H
HO
HOCH2 6
C
1
2
3
4
5
α
OH
OH
H
4
O
90°
1 5
H
H
H
4
1α
OH H
HO 2 OH
3
H OH
α-D-Glucopiranosa
C O
H OH
H
C
C
OH H
HO
H
C C
H OH
β-D-Glucopiranosa
a b c d e
f
a Paso de la forma abierta de la
D-glucosa a la forma piranósica, según
Haworth.
O
H
C
C
H
OH
CH 2 OH
O
HO
C
C
H
H
CH 2 OH
Principales monosacáridos
• Triosas. Destacan el D-gliceraldehído y la dihidroxiacetona. No se encuentran
libres en grandes cantidades en la naturaleza pero son intermediarios
en el metabolismo energético celular.
• Pentosas. La D-ribosa forma parte del ácido ribonucleico, también del ATP
y NAD. La 2-D-desoxirribosa forma parte del ácido desoxirribonucleico.
La D-ribulosa tiene un papel fundamental en la fotosíntesis, ya que a ella
se fija el CO atmosférico.
2
• Hexosas. La D-Glucosa se encuentra libre en cantidades importantes en los
seres vivos. Se presenta en las frutas y en la miel. Forma parte de polisacáridos
como el almidón, o la celulosa, y también de disacáridos. La glucosa es el
azúcar más extendido en la naturaleza y el que más utilizan las células como
fuente de energía. La D-Fructosa es igualmente abundante y la encontramos
en las frutas. La D-Galactosa forma parte de la lactosa, disacárido de la leche.
CH 2 OH
C
O
CH 2 OH
D-Gliceraldehído L-Gliceraldehído Dihidroxiacetona
a Triosas.
H
H
H
C
C
C
OH
OH
CH 2 OH
O
HO
H
H
C
C
C
H
OH
CH 2 OH
O
H
CH 2 OH
C
O
C OH
CH 2 OH
D-Eritrosa D-Treosa D-Eritrulosa
a Tetrosas.

Composición química de los seres vivos (I) 21
H
H
H
H
H
H
C
C
C
OH
OH
C OH
CH 2 OH
D-Ribosa
CH 2 OH
C
C OH
C OH
CH2OH D-Ribulosa
a Pentosas.
O
O
CH 2 OH
H
C
OH
H
H
H
H
HO
a Fórmulas cíclicas de las pentosas.
H
C
HO
CH 2 OH
C
H
OH
C
C
H
H
H
C
C
C
H
OH
C OH
CH 2 OH
D-Desoxirribosa
O
O
H
C
C
C
OH
H
C OH
CH 2 OH
D-Xilosa
H
C
OH
O
H
C
OH
H
O
HO
H
H
C
C
C
H
OH
H
C OH
C OH
CH2OH D-Glucosa
CH2OH CH2OH D-Galactosa
C O
a Hexosas.
CH 2 OH
HO
H
H
C H
C OH
C OH
CH 2 OH
D-Fructosa
α -D-Ribofuranosa α -D-Desoxirribofuranosa
H
OH
H
OH
OH
H
α -D-Glucopiranosa α -D-Galactopiranosa α -D-Fructofuranosa
a Fórmulas cíclicas de las hexosas.
O
H
C
H
C
OH
OH
C
H
CH 2 OH
C
H
OH
C
C
H
O
H
C
H
C
OH
H
C
OH
O
CH 2 OH
C
H
H
C
H
C
H
H
C
OH
O
H
HO
HO
H
OH
C
H
C
C
C
OH
C H
H
C OH
CH 2 OH
C
OH
O
Y

22 Unidad 1 Y
Consumo de glucosa por el cerebro
El cerebro consume 140 gramos de
glucosa por día. Si el nivel de glucosa
desciende, como ocurre en un ayuno
prolongado, utiliza como fuente de
energía los cuerpos cetónicos procedentes
de la oxidación de ácidos grasos
en el hígado.
2.2. Oligosacáridos. El enlace O-glucosídico
La unión de 2 a 9 monosacáridos por enlaces O-glucosídicos da lugar a oligosacáridos.
El enlace O-glucosídico se forma cuando el grupo OH del carbono anomérico
reacciona con un OH de otro monosacárido. En esta reacción se
desprende una molécula de agua.
Se forma así un disacárido. Por adición de nuevos monosacáridos se van formando
oligosacáridos y polisacáridos. Si el primer monosacárido es α, el enlace
es α-glucosídico. Por el contrario, si el primer monosacárido es β, el enlace
es β-glucosídico.
CH 2 OH
O
1α + 4
OH
HO
CH 2 OH
α-D-Glucopiranosa D-Glucopiranosa
CH 2 OH
O
1α 4
O
CH 2 OH
α-D-Glucopiranosil (1 → 4)-β-D-Glucopiranósido
Maltosa: G(1α → 4)G
O
O
H,OH
H,OH
a Formación del enlace O-glucosídico entre dos moléculas de glucopiranosa. Se libera una
molécula de agua y se forma un disacárido, en este caso la maltosa.
Disacáridos
Dentro de los oligosacáridos destacan especialmente los disacáridos, que están
constituidos por la unión de dos monosacáridos. Por su pequeño tamaño son
dulces, solubles en agua y cristalizables. Pueden hidrolizarse por enzimas específicas
o por ácidos en caliente. Los disacáridos son reductores cuando el carbono
anomérico de alguno de sus componentes no está implicado en el enlace.
La capacidad reductora de los glúcidos se debe a que el grupo aldehído o
cetona puede oxidarse dando un ácido.
Los principales disacáridos son:
• Maltosa: G (1α→4α) G. Es un disacárido formado por dos moléculas de
α-glucopiranosa unidas por un enlace O-glucosídico entre el C de la prime-
1
ra y el C de la segunda. Se obtiene por hidrólisis del almidón y del glucóge-
4
no. Es el azúcar de la malta, grano germinado de la cebada, que se utiliza en
la elaboración de cerveza. Se hidroliza por medio de la maltasa, que produce
dos moléculas de glucosa.
• Isomaltosa: G (1α→6α) G. No se encuentra libre en la naturaleza, pero
se obtiene por la hidrólisis de la amilopectina y del glucógeno. Está formada
por dos moléculas de glucosa unidas mediante enlace α (1 → 6).

Composición química de los seres vivos (I) 23
• Celobiosa: G (1β→4β) G. Tampoco existe libre en la naturaleza. Aparece
por hidrólisis de la celulosa.
• Lactosa: Gal (1β→4α) G. Es el azúcar de la leche de los mamíferos, que es
su única fuente natural. La leche de vaca contiene de un 4 a un 5 % de lactosa.
Sirve de alimento a las crías de los mamíferos en las primeras etapas de
su desarrollo. Se hidroliza por el enzima lactasa en el ser humano (por una
β-galactosidasa en las bacterias) liberando sus componentes.
• Sacarosa: G(1α→2β) F. Es el único disacárido no reductor, ya que los dos carbonos
anoméricos están implicados en el enlace. Es el azúcar de mesa. Se encuentra
en los frutos (dátiles, higos) y en el néctar de muchas flores. Industrialmente
se obtiene de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera.
6 CH2OH 5
H H
4
HO OH
O
H
6 CH2OH H H
5
H
1α
O
4
OH
3 2
3 2
H OH
H OH
Maltosa: α-D-Glucopiranosil
(1→ 4)-α-D-Glucopiranosa
H
CH 2 OH
H
HO OH
O
1
H H
O
CH 2 OH
H H
4
OH
H OH
H
Celobiosa: β-D-Glucopiranosil
(1→ 4)-β-D-Glucopiranosa
6 CH2OH O
H
O
H
1α
OH
1
H H
OH
OH
6 CH2OH 6 CH2 H
5
H
O
H O H
5
H
4
1 4
HO OH H OH OH
3 2
3 2
H OH
H OH
Isomaltosa: α-D-Glucopiranosil
(1→ 6)-α-D-Glucopiranosa
6 CH2OH OH
H
H
OH
O
H
H OH
H
Lactosa: β-D-Galactopiranosil
(1→ 4)-α-D-Glucopiranosa
1
H
6
O 4
H
5
H
O
H
1
HOCH2 O
H
4
HO OH
3
H
2
1
O
2
H
3
OH
4
5
CH2OH 6
H OH OH H
Sacarosa: α-D-Glucopiranosil (1→ 2)-β-D-Fructofuranósido
a Estructuras de los principales disacáridos.
2.3. Polisacáridos
H
CH 2 OH
Están formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces
O-glucosídicos. Pueden contener desde 10 a varios cientos o miles de monosacáridos.
Tienen un peso molecular elevado, no cristalizan y no son
dulces. Son insolubles en agua o forman dispersiones coloidales. No poseen
poder reductor.
El tipo de enlace condiciona tanto la estructura como la función de los polisacáridos:
los enlaces α-glicosídicos forman polímeros helicoidales abiertos
que son moléculas de reserva energética, mientras que los enlaces β producen
hebras casi rectas que constituyen fibrillas; estas moléculas son estructurales.
H
OH
O
H
O
H
OH
H
1
OH
H
1
OH
En el intestino delgado la lactosa
es desdoblada en sus componentes
por acción de la lactasa. A veces hay
incapacidad de absorber la lactosa
por falta de actividad de la lactasa,
sobre todo en adultos americanos,
árabes, filipinos, indios, japoneses y
judíos. La capacidad del ser humano
para digerir la lactosa durante su edad
adulta parece haber aparecido a partir
de la domesticación del ganado,
hace unos 10.000 años.
La hidrólisis de la sacarosa a glucosa
y fructosa está catalizada por el
enzima sacarasa, llamado también
invertasa porque la hidrólisis produce
un cambio del poder rotatorio de dextrógiro
a levógiro.
La maltasa, la lactasa y la sacarasa
están localizadas en la superficie externa
de las células epiteliales que revisten
el intestino delgado. Estas células
presentan microvellosidades que
aumentan considerablemente su
superficie para la digestión y absorción
de los nutrientes.
La sacarina
Sólido cristalino poco soluble en agua
fría, es 500 veces más dulce que la
sacarosa. Como puedes ver, su estructura
no tiene relación con los glúcidos.
O
SO 2
NH
Y

24 Unidad 1 Y
se producen enlaces
α (1→6) en los puntos
de ramificación
glucógeno todos los demás enlaces
son α (1→4)
a Oligosacáridos y polisacáridos. Con unidades simples repetitivas se pueden formar grandes moléculas lineales y ramificadas. Las cadenas
cortas reciben el nombre de oligosacáridos, mientras que las cadenas largas se denominan polisacáridos. El glucógeno, por ejemplo,
es un polisacárido formado enteramente por unidades de glucosa unidas.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
a Arrollamiento helicoidal de la amilosa.
La escisión por la α-amilasa
produce maltosa libre ( )
a Esquema de un fragmento de amilopectina.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Se diferencian dos grandes grupos:
• Homopolisacáridos: compuestos por un solo tipo de monosacáridos.
• Heteropolisacáridos: compuestos por más de un tipo de monosacáridos.
Homopolisacáridos
• Almidón: polisacárido de reserva de los vegetales y una de las fuentes más
importantes de azúcares para los animales. Es un polímero de glucosa que
está formado por dos tipos de moléculas: la amilosa y la amilopectina.
La amilosa constituye un 30 % del almidón. Es un polímero de α–D-glucopiranosas
unidas por enlaces α (1→4). De hecho, puede decirse que es
un polímero de maltosa. Tiene estructura lineal y adopta una disposición
helicoidal con 6 glucosas por vuelta.
La amilopectina constituye un 70 % del almidón. Es un polímero muy ramificado.
Las cadenas de glucosa están unidas por enlaces α (1→4), pero
cada 25 o 30 unidades de glucosa aparece una ramificación con un enlace
α (1→6).
El almidón de los vegetales procede de la fotosíntesis. De esta forma las
plantas almacenan glucosa sin que esta influya en la presión osmótica. El
almidón se almacena en gránulos en los amiloplastos. Estos gránulos tienen
capas concéntricas de amilosa en la parte interna y amilopectina en
el exterior.
Diversas estructuras vegetales contienen gran cantidad de almidón: semillas
como de legumbres y cereales, base de la alimentación humana; tallos como
los tubérculos (patata); y frutos como bellotas o castañas.
En la digestión de esta macromolécula intervienen dos enzimas: la α-amilasa
que rompe los enlaces (1→4) y la α–glucosidasa para las ramificaciones
(1→6). Al final del proceso se libera únicamente glucosa.

Composición química de los seres vivos (I) 25
Más de la mitad de los carbohidratos ingeridos por el ser humano son almidón.
Tanto la amilosa como la amilopectina son hidrolizadas rápidamente por el
enzima α-amilasa, secretado por las glándulas salivales y el páncreas. Este enzima
hidroliza los enlaces α (1,4) internos, originando maltosas y otros fragmentos
cortos como la α-dextrina, que presenta enlaces α (1,4) y α (1,6). La
hidrólisis se completa con los enzimas maltasa y α-dextrinasa.
CH 2 OH
CH 2 OH
O
O
O
1 4
O
3
CH2OH O
CH 2 OH
5
O
4
O
O
6 CH2 3
Cadena principal α (1 4)
2
5
1
Punto de ramificación
enlace α (1 6)
O
2
1
O
CH 2 OH
a Un fragmento de amilopectina con un punto de ramificación en posición a (1→6).
• Glucógeno: polisacárido de reserva de los animales. Se localiza principalmente
en el hígado (25 %) y en el músculo (70 %). Es muy similar a la
amilopectina pero está más ramificado, con una ramificación cada 8 o 12
glucosas. Su disposición es helicoidal. Se requieren también dos enzimas
para su hidrólisis.
• Dextrano: es un polisacárido de reserva de las levaduras y bacterias. Solo
contiene glucosa pero con enlaces α (1,6) casi exclusivamente. Según las
especies, presenta distintos tipos de ramificaciones.
• Celulosa: polisacárido estructural de los vegetales, en los que constituye la
pared celular. Es el componente principal de la madera (papel), y el algodón
es casi celulosa pura. Se calcula que el 50 % de la materia orgánica de
la biosfera es celulosa. Cada año, en la Tierra, se sintetizan y degradan unos
1015 kg de celulosa.
Es un polímero lineal y no ramificado de celobiosa. Por tanto, contiene glucosas
unidas por enlaces β (1→4). Este enlace le da una gran resistencia. Las
cadenas de glucosas se unen entre sí por puentes de hidrógeno dando microfibrillas,
estas se unen y dan fibrillas que, a su vez, producen fibras ya visibles.
Las fibras son muy rígidas e insolubles en agua. En la pared celular se
disponen de forma paralela dando lugar a capas.
Los animales no pueden digerir la celulosa, a menos que tengan bacterias o
protozoos simbiontes en su tubo digestivo, que con sus celulasas son capaces
de hidrolizar el enlace β (1→4) y liberar glucosas. Dado que la especie
humana carece de estos simbiontes, no podemos digerir la celulosa, con lo
que esta pasa a aumentar el volumen de las heces fecales.
• Quitina: polisacárido estructural de algunos animales y hongos. Forma el
exoesqueleto en artrópodos y las paredes celulares en hongos. Es un polímero
no ramificado de la N-acetilglucosamina con enlaces β (1→4).
O
O
Foto Jacana. M.C. 177.
Glucógeno
La presencia de glucógeno incrementa
la cantidad de glucosa asequible
inmediatamente entre las comidas y
durante la actividad muscular. La glucosa
es el único combustible utilizado
por el cerebro, excepto en ayunos
prolongados. La cantidad de glucosa
en los líquidos corporales de un ser
humano de 70 kg tiene un contenido
energético de tan solo 40 kcal, mientras
que el total de glucógeno corporal
tiene más de 600 kcal, aun después
del ayuno de una noche. Los dos
lugares principales de almacenamiento
de glucógeno son el hígado y
el músculo esquelético. La concentración
de glucógeno hepático es
superior a la del músculo, pero se
acumula más en este último ya que el
músculo esquelético tiene mayor
masa.
Fibra alimenticia
Parece probado que la ingestión de
fibras (celulosa, hemicelulosa, pectina
y lignina) que no pueden ser digeridas,
previene algunas enfermedades:
estreñimiento, cáncer de colon y
enfermedades cardiovasculares, entre
otras. Los contenidos en fibras de
algunos alimentos (expresado en gramos
por 100 gramos de alimento)
son: pan integral, 8,5; pan blanco,
2,7; arroz integral, 9,1; arroz blanco,
3,0; patatas, 3,5; lechuga, 1,5; judías
blancas, 25,5; garbanzos, 15,0;
almendras, 14,5; plátanos, 3,4; peras,
2,4; manzanas, 1,4.
a Semilla de algodón.
Y

26 Unidad 1 Y
H
OH
CH 2 OH
H
OH
H
Una dieta equilibrada
Es aquella que contiene todos los alimentos
necesarios para conseguir un
estado nutricional óptimo, proporcionando
al individuo un estado de
salud óptimo y aumentando su esperanza
de vida. Esta dieta debe cumplir
tres normas básicas:
– Aportar una cantidad de energía
suficiente para llevar a cabo los
procesos metabólicos y de trabajo
físico necesarios.
– Ha de ser variada e incluir alimentos
de todos los grupos para satisfacer
las necesidades de todos los
alimentos.
– Las cantidades de los principios
inmediatos deben estar equilibradas
entre sí.
Según los expertos de la OMS (Organización
Mundial de la Salud), los glúcidos
deben aportar entre el 55 % y
el 60 % de la energía total, los lípidos
un 30 % y las proteínas un 15 % de
las calorías totales ingeridas.
Los Heterósidos
Compuestos glucídicos con un grupo
aglucón, se clasifican en función de
este grupo en glucolípidos y glucoproteidos.
Estas moléculas se tratan
en los apartados de lípidos y proteínas,
respectivamente.
O
H
NH
OH
H
C CH 3
a N-acetilglucosamina. La quitina es
un polímero de esta molécula.
O
H
CH 2OH
H
OH
H
Cadenas moleculares
de celulosa
O
H
OH
H
O
H
CH 2OH
H
OH
H
O
H
OH
H
O
10,3 Å
CH 2OH
H
Celobiosa
8,3 Å
Disposición
cristalina
Heteropolisacáridos
Producen dos o más tipos distintos de monosacáridos al ser hidrolizados. Entre
los de origen vegetal cabe destacar:
• La pectina. Junto con la celulosa, está formando parte de la pared vegetal.
Abunda en las manzanas, membrillos y ciruelas. Se utiliza como gelificante
en la industria alimentaria, por ejemplo para las mermeladas.
• La hemicelulosa. Se encuentra en las paredes celulares de las células vegetales.
• El agar-agar. Presente en algas marinas. Se utiliza en microbiología como
medio de cultivo y en la industria alimentaria como espesante.
• Las gomas vegetales (arábiga, etc.). Son productos muy viscosos que cierran
heridas en los vegetales.
Entre los heteropolisacáridos animales destacan: los glicosaminoglicanos,
que forman parte de la sustancia intercelular del tejido conjuntivo, aportando
viscosidad y elasticidad. Por ejemplo el ácido hialurónico, que se encuentra
junto al colágeno en el tejido conjuntivo, también en el líquido sinovial
de las articulaciones y en el humor vítreo del ojo. La heparina,
sustancia anticoagulante que impide el paso de protrombina a trombina.
Por último, la condroitina, que se encuentra en cartílagos, huesos, tejido conjuntivo
y córnea.
H
H
OH
O
H
OH
H
O
H
7,9 Å
CH 2OH
a Fragmento de una cadena de celulosa, con la unidad que se repite (celobiosa) y unión de
las cadenas.
H
OH
H
O
H
OH
H
O

Composición química de los seres vivos (I) 27
2.4. Funciones de los glúcidos
• Estructural. Forman parte de diversas estructuras, ya sean moleculares, celulares
u orgánicas. Por ejemplo, la ribosa y la desoxirribosa (en ácidos nucleicos),
la celulosa, hemicelulosa y pectinas (en las paredes celulares), y la
quitina (en el exoesqueleto de artrópodos).
• Energética. Los azúcares constituyen una fuente primaria de energía química
para las células. En una oxidación completa producen 410 kcal/100 g.
El azúcar energético por excelencia es la glucosa.
• De reserva energética. Los azúcares son incorporados a polisacáridos para
el almacenamiento de energía. Es el caso de macromoléculas como el almidón
en los vegetales y el glucógeno en los animales.
• Marcadores de destino celular y lugares de reconocimiento celulares. Son
transportadores de información biológica, como ácidos nucleicos y proteínas.
Son sobre todo oligosacáridos asociados a proteínas.
• Intermediarios metabólicos. Ejemplo: gliceraldehído.
2.5 Reconocimiento de glúcidos
• Monosacáridos: reacción de Fehling. El grupo aldehído de las aldosas y el cetónico
de las cetosas da a los monosacáridos su carácter reductor. Este grupo
se oxida a ácido y reduce el sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido
de cobre (I) de color rojo-anaranjado.
El reactivo de Fehling contiene la sal cúprica, de color azul, que en contacto
con un monosacárido se reduce a óxido rojo-anaranjado.
El reactivo de Fheling consiste en una mezcla de dos reactivos: el Fehling
A (sulfato cúprico), de color azul, y el Fehling B (tartrato sódico-potásico),
incoloro. Esta mezcla se prepara inmediatamente antes de su uso, ya que se
estropea con el tiempo.
– Reacción de Tollens. El fundamento de esta reacción es el mismo que en
la anterior. Este reactivo contiene nitrato de plata con unas gotas de amoniaco.
El monosacárido reduce la plata, y la plata libre forma un espejo
sobre las paredes del tubo de ensayo.
– Reactivo de Selivanoff. Contiene resorcina y ácido clorhídrico, y permite
diferenciar las aldosas de las cetosas. Las cetosas, como la fructosa, presentan
un anillo tipo furano que en medio ácido se deshidrata dando un
compuesto llamado furfurol o un derivado del mismo, según el número de
carbonos del monosacárido. Dichos compuestos reaccionan con la resorcina
y forman un complejo de color rojo.
• Disacáridos: con excepción de la sacarosa los principales disacáridos son reductores.
La propiedad reductora de los mismos puede reconocerse con el
reactivo de Fehling, que tomará color rojo-anaranjado. La sacarosa dará negativa
la reacción de Fehling, ya que sus dos carbonos anoméricos están implicados
en el enlace y no es reductora.
• Polisacáridos: para la identificación de polisacáridos se utiliza la reacción del
Lugol, que es una disolución de yodo y yoduro potásico. En presencia de Lugol
los polisacáridos como el almidón toman color azul. La coloración producida
se debe a que el yodo se introduce entre los espacios de la molécula
de almidón. Por tanto no es una reacción química verdadera, la presencia
del yodo en el interior de la molécula modifica sus propiedades físicas.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
5. ¿Por qué los monosacáridos presentan
actividad óptica?
6. Diferencia entre las siguientes parejas
de términos: hidrocarburo/glúcido;
glucosa/fructosa; monómero/
polímero; glucógeno/almidón; celulosa/quitina;
epímero/enantiómero;
homopolisacárido/heteropolisacárido.
7. Indica si cada uno de los pares
siguientes son entre sí anómeros,
epímeros o parejas aldosa-cetosa:
a) D-gliceraldehído y dihidroxiacetona
b) D-glucosa y D-galactosa
c) D-glucosa y D-fructosa
d) α-D-glucosa y β-D-glucosa
e) D-ribosa y D-ribulosa.
Y

28 Unidad 1 Y
AA
Lípidos saponificables. Derivados
por esterificación de ácidos orgánicos
monocarboxílicos.
Lípidos insaponificables. Derivados
por aposición de varias unidades isoprénicas,
o bien de naturaleza esteroidea.
3. Lípidos
Los lípidos (del griego lypos, grasa) constituyen un grupo de biomoléculas
estructuralmente muy heterogéneo, aunque con características
comunes de solubilidad: son poco o nada solubles en agua, pero solubles
en disolventes orgánicos (éter, benceno, cloroformo...), y de densidad:
poseen baja densidad.
La mayor parte de los lípidos constituye los aceites y grasas, que suelen ser
productos de reserva y protección en el ser vivo, pero no se debe olvidar
que algunos lípidos complejos forman parte de las membranas biológicas,
y de este modo participan activamente en muchos aspectos de la fisiología
celular.
La citada heterogeneidad estructural de los lípidos dificulta su clasificación.
Aunque rara vez se hallan en estado libre, los ácidos grasos forman
parte de la mayoría de los lípidos. Por esta razón pueden utilizarse para clasificarlos.
LÍPIDOS
SAPONIFICABLES
LÍPIDOS NO
SAPONIFICABLES
LA DIETA DE LOS ESPAÑOLES
ÁCIDOS GRASOS
Simples
u hololípidos
Complejos
o heterolípidos
La dieta de los españoles se aleja de las recomendaciones
dadas por los expertos en
nutrición:
Ingerimos calorías y proteínas en exceso, así
como alimentos de origen animal. Por el
contrario, nuestro aporte de carbohidratos,
especialmente almidón, y de fibra es insuficiente.
Pero, sobre todo, la mayor diferencia
afecta a las grasas, de las que consumimos
ESTEROIDES
ISOPRENOIDES O TERPENOS
ACILGLICÉRIDOS
CÉRIDOS
FOSFOGLICÉRIDOS
ESFINGOLÍPIDOS
casi el doble de la cantidad recomendada.
Para prevenir enfermedades cardiovasculares
las 2/3 partes del total de lípidos ingeridos
deben contener ácidos grasos monoinsaturados
y poliinsaturados, procedentes de
aceites vegetales y de pescado, y 1/3 ácidos
grasos saturados, de procedencia animal. Se
recomienda reducir el consumo de colesterol
hasta 300 mg/día.

Composición química de los seres vivos (I) 29
3.1. Ácidos grasos
Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos de cadena larga que forman parte de
los lípidos saponificables por medio de enlaces éster. Son poco abundantes en
estado libre y se obtienen por hidrólisis de los lípidos citados. Se conocen unos
100 ácidos grasos que poseen un número par de átomos de carbono. Los más
abundantes son los de 16 y 18 carbonos.
Los ácidos grasos son saturados cuando no poseen enlaces dobles; si en su cadena
hay uno o más enlaces dobles son insaturados o poliinsaturados. El grado
de insaturación y la longitud de la cadena hidrocarbonada determinan su
punto de fusión. Los saturados son flexibles y sólidos a temperatura ambiente,
mientras que los insaturados son rígidos a nivel del doble enlace y son líquidos
aceitosos.
Ácido
esteárico
C
O O –
Por ello, en los saturados el punto de fusión es más alto y aumenta con el número
de carbonos, porque se forman enlaces de Van der Waals entre las cadenas
hidrocarbonadas. En los insaturados es menor el número de interacciones
de este tipo debido al codo en su cadena, por lo que su punto de fusión
es más bajo.
Una característica importante de los ácidos grasos es su bipolaridad: son moléculas
bipolares o anfipáticas (del griego amphi, doble), es decir, un extremo
de la molécula, la cabeza, es polar o iónica y, por tanto, hidrófila. El otro extremo,
la cola, es apolar o hidrófoba. En medio acuoso pueden formar monocapas,
bicapas o micelas.
Son ácidos grasos esenciales aquellos que no pueden ser sintetizados en el organismo,
por lo que deben ser ingeridos con la dieta. Para la especie humana
hay tres ácidos esenciales, todos ellos poliinsaturados: linoleico, linolénico y
araquidónico.
C
Ácido
oleico
a Disposición espacial de un ácido graso saturado (ácido esteárico) y uno insaturado (oleico).
El doble enlace es rígido y provoca una alteración en la estructura de la cadena.
O O –
COOH
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ácido
esteárico
(C18 )
O
Cabeza
hidrofílica
Cola
hidrofóbica
COOH
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ácido
palmítico
(C 16 )
C
O –
COOH
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH
CH
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ácido
oleico
(C18 )
a Fórmulas desarrolladas de tres ácidos
grasos frecuentes: palmítico, esteárico
y oleico.
a
b
a a) Estructura del ácido graso donde
se muestran la cabeza hidrófila y la
cola hidrófoba. b) En agua pueden
formar una película superficial (monocapa)
o pequeñas esferas llamadas
micelas. En cualquier caso las cabezas
siempre toman contacto con el agua.
Y

30 Unidad 1 Y
ÁCIDOS GRASOS MAS FRECUENTES, TANTO SATURADOS COM INSATURADOS
SÍMBOLO ESTRUCTURA
Ácidos grasos saturados
NOMBRE NOMBRE PUNTO DE
SINTEMÁTICO COMÚN FUSIÓN (°C)
12:0 CH 3 (CH 2 ) 10 COOH n-Dodecanoico Ácido laúrico 44,2
14:0 CH 3 (CH 2 ) 12 COOH n-Tetradecanoico Mirístico 53,9
16:0 CH 3 (CH 2 ) 14 COOH n-Hexadecanoico Palmítico 63,1
18:0 CH 3 (CH 2 ) 16 COOH n-Octodecanoico Esteárico 69,6
20:0 CH 3 (CH 2 ) 18 COOH n-Eicosanoico Araquídico 76,5
24:0 CH 3 (CH 2 ) 22 COOH n-Tetracosanoico Lignocérico 86,0
Ácidos grasos insaturados
16:1 CH 3 (CH 2 ) 5 CH === CH(CH 2 ) 7 COOH Palmitoleico –0,5
18:1 CH 3 (CH 2 ) 7 CH === CH(CH 2 ) 7 COOH Oleico 13,4
18:2 CH 3 (CH 2 ) 4 CH === CHCH 2 CH === CH(CH 2 ) 7 COOH Linoleico –5,0
18:3 CH 3 CH 2 CH === CHCH 2 CH === CHCH 2 CH === CH(CH 2 ) 7 COOH Linolénico –11,0
20:4 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH === CHCH 2 ) 3 CH == CH(CH 2 ) 3 COOH Araquidónico –49,5
El enranciamiento de los ácidos grasos
se debe a un proceso de autooxidación
en contacto con el aire. El O 2
ataca el doble enlace y se forman
compuestos que se polimerizan. En
los tejidos de los seres vivos la vitamina
E impide la autooxidación.
3.2. Acilglicéridos, grasas simples o grasas neutras
Son lípidos simples formados por el glicerol esterificado por uno, dos o
tres ácidos grasos: monoacilglicéridos, diacilglicéridos o triacilglicéridos
respectivamente.
Los más abundantes son los triacilglicéridos, en los cuales los ácidos grasos pueden
ser iguales, si bien lo más frecuente es que sean diferentes.
O
O
CH2OH HO
C (CH2 )
n
CH3 CH2 O C (CH2 )
n
CH3 O
O
CHOH +
HO
C (CH2 )
n
CH3 CH O C (CH2 )
n
CH3 + 3H2O O
O
CH2OH HO
C (CH2) n
CH3 CH2 O C (CH2) n
CH3 Glicerol Ácidos grasos Triacilglicérido Agua
a La esterificación del glicerol con ácidos grasos produce acilglicéridos, en este caso un triacilglicérido.
Los ácidos grasos pueden ser iguales o no, y saturados o insaturados.
Si los ácidos grasos son insaturados la molécula resultante es líquida a temperatura
ambiente y recibe el nombre de aceite. Si son saturados la molécula es
sólida y son los sebos o mantecas. En plantas y animales poiquilotermos predominan
los aceites, en los animales homeotermos hay sebos.Tanto unos
como otros están formados por mezclas complejas de triacilglicéridos.
Los triacilglicéridos pueden sufrir reacciones de saponificación. Consiste en
una hidrólisis con álcalis (NaOH o KOH). Esta hidrólisis produce glicerol y
jabón: sal sódica o potásica de los ácidos grasos.Todos los lípidos que contengan
ácidos grasos son saponificables.

Composición química de los seres vivos (I) 31
CH 2
CH
CH 2
OOC
OOC
OOC
En los organismos la hidrólisis se lleva a cabo por enzimas específicas: las lipasas,
y no se producen jabones, sino ácidos grasos y glicerina.
Los triacilglicéridos son relativamente insolubles en agua y no tienden a formar
micelas, ya que son moléculas apolares. Los diacilglicéridos y monoacilglicéridos
poseen polaridad a causa de los grupos hidróxilo libres y forman micelas.
Funciones de los triacilglicéridos:
• Reserva energética: en los animales forman depósitos sólidos que se acumulan
principalmente bajo la piel (panículo adiposo) o rodeando los órganos. En
los vegetales se almacenan los aceites en las semillas oleaginosas (nueces, almendras,
soja, cacahuete, avellanas, pipas de girasol), o en frutos (aceituna).
• Protección: frente al frío y traumatismos. En animales de zonas polares, el
panículo adiposo es muy grueso y les ayuda a sobrevivir en esas condiciones
extremas. La grasa es un buen aislante térmico. Igualmente sirve como capa
amortiguadora de golpes.
3.3. Céridos
(CH 2) n
(CH2) CH + 3 NaOH
n 3
(CH 2) n
Triacilglicérido
CH 3
CH 3
Hidróxido
sódico
CH 2OH
O
CHOH +
NaO
CH 2OH
C (CH 2) n CH 3
C (CH 2) n CH 3
Glicerol Jabón
Las ceras son ésteres de un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol
de cadena larga. A temperatura ambiente son sólidas. Las ceras poseen sus dos
extremos hidrófobos, por lo que su función en los seres vivos es impermeabilizante
y protectora.
En los animales se encuentran en la piel, recubriendo el pelo, las plumas, y el
exoesqueleto de insectos. Una cera muy conocida es la cera de las abejas. En
los vegetales forman películas que recubren hojas, flores y frutos.
O
NaO
O
NaO
C
(CH 2) n
a La saponificación de las grasas produce jabones: sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos.
HIDRÓFOBO
Monoalcohol de cadena larga
CH 3
(CH 2 ) 28
O
CH 2 O C
O C
Enlace
éster
(CH 2 ) 14
CH 3
Ácido graso
HIDRÓFOBO
a Estructura general de una cera y fórmula del palmitato de miricilo, componente principal
de la cera de abeja.
O
CH 3
a Fotografía al microscopio electrónico
de una inclusión lipídica en el citoplasma
que contiene triacilglicéridos,
la principal forma de reserva de
grasa.
Los detergentes son sustancias que,
como los jabones, emulsionan la
suciedad, pero no se obtienen de las
grasas. El poder detergente de los
jabones se debe a que forman micelas
que engloban gotas de grasa, es
decir, producen una emulsión.
En Alberts. Por cortesía de D. Friend.
Y

32 Unidad 1 Y
a
O O
C
O
O O — P
O
CH 2 CH CH 2
O O
C
«colas»
hidrofóbicas
de ácido graso
CH 2 OH
CH NH2 O
C
OH
Serina
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2
CH2 NH2 Etanolamina
N +
Colina
grupo polar
CH 3
CH 3
CH 3
a Tres alcoholes aminados que aparecen
en los fosfoglicéridos.
d Bipolaridad de los fosfoglicéridos
y sistemas que forman en presencia
de agua.
b
O
HO P
OH
3.4. Fosfoglicéridos
Los fosfoglicéridos son los lípidos más abundantes en las membranas de la mayoría
de las células. Están constituidos por el glicerol-3-fosfato esterificado en
los carbonos 1 y 2 por ácidos grasos.
O
CH 2
CH
CH 2
Hidrófilo Hidrófobo
c a) Estructura general de los fosfoglicéridos, donde el
grupo polar está constituido por alcoholes. En los fosfoglicéridos,
2 de los grupos —OH del glicerol están unidos
a ácidos grasos, mientras que el tercer grupo —OH está
unido al ácido fosfórico. El fosfato está unido además a
un pequeño grupo polar. b) Ácido fosfatídico.
La molécula más sencilla es el ácido fosfatídico, cuyo grupo fosfato puede ser
esterificado con alcoholes (frecuentemente aminados) como la etanolamina,
serina y colina. Los fosfoglicéridos resultantes son la fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina
y fosfatidilcolina o lecitina, respectivamente.
CH 3
CH 3
a Fosfatidilserina.
Cabeza polar
Agua
OOC
OOC
Micelas en el agua
COO
COO
Colas
no polares
Hidrófoba Hidrófila
CH 2
CH
CH 2
O
O P O
OH
Serina
CH 2
CH NH 2
COOH
Los fosfoglicéridos son moléculas bipolares, con una cabeza polar o hidrófila
(fosfato y alcohol) y una cola hidrófoba constituida por los ácidos grasos. Esta
polaridad les confiere un papel trascendental en la formación de las membranas
biológicas. Los ácidos grasos que contienen pueden ser saturados o insaturados.
La longitud y grado de instauración de las cadenas de estos ácidos en los
lípidos de membrana tienen un profundo efecto sobre la fluidez de la misma.
Agua
Aire

Composición química de los seres vivos (I) 33
3.5. Esfingolípidos
Aunque los fosfoglicéridos son los lípidos más abundantes de las membranas
celulares, en las membranas de animales y plantas se puede encontrar un segundo
tipo de moléculas lipídicas: los esfingolípidos. Son particularmente
abundantes en las células del tejido nervioso. El esqueleto de los esfingolípidos
es la esfingosina, un alcohol aminado de cadena larga. La unión de la esfingosina
con un ácido graso por un enlace amida origina una ceramida, precursor
de todos los esfingolípidos.
d Ceramida, precursor de
los esfingolípidos.
CH3 (CH2 ) 12 CH CH
Ácido graso
CH 3
CH 3
Ácido graso
NH
CHOH
CH
CH 2
a Estructura general de una esfingomielina.
(CH 2 ) 12
(CH 2 ) n
C
O
P
CH CH
NH
CHOH
CH
CH 2 OH
Alcohol
Aminado
Esfingosina
Existen varios tipos de esfingolípidos: esfingomielinas, cerebrósidos y gangliósidos,
que se diferencian por los distintos grupos polares unidos a la ceramida. Todos
ellos son moléculas bipolares o anfipáticas. Los cerebrósidos y gangliósidos se
llaman también glucolípidos por llevar una parte glucídica en su molécula.
Las esfingomielinas resultan de la esterificación de la ceramida por un grupo
fosfato y el alcohol colina o etanolamina. Se encuentran en la mayoría de las
membranas celulares animales y son los componentes mayoritarios de las vainas
de mielina de las células nerviosas.
Los cerebrósidos están formados por la ceramida unida a uno o varios azúcares,
generalmente la galactosa o la glucosa. Abundan en las neuronas y en las
vainas de mielina de sus axones.
Los gangliósidos están formados por la ceramida unida a un oligosacárido a
menudo ramificado. Aparecen en la parte externa de las membranas celulares,
especialmente de las neuronas.
Triacilglicéridos
Glicerol
Ácido
graso
Ácido
graso
Ácido
graso
Ácido
graso
Ácido
graso
Glicerol
P
Alcohol
Aminado
Fosfolípidos
Esfingosina
Fosfoglicéridos Esfingolípidos
Glucolípidos
Esfingosina
Ácido
graso
P
Alcohol
Aminado
Ácido
graso
Ceramida Ceramida
Lípidos de membrana
La variedad de lípidos que constituyen
las membranas celulares es extensa.
Los tres tipos principales son los
fosfolípidos (fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos),
los glucolípidos y el
colesterol. Todos ellos tienen en común
una característica muy importante:
son moléculas anfipáticas, es decir,
contienen a la vez una parte hidrofílica
y otra hidrofóbica. Su unidad hidrofílica,
también llamada grupo o cabeza
polar, se representa mediante un
círculo, mientras que sus colas hidrocarbonadas
son representadas mediante
líneas rectas u onduladas.
b Esquemas donde se muestran las
estructuras de los lípidos saponificables.
Azúcar
Y

34 Unidad 1 Y
El colesterol que se absorbe a través
del tubo digestivo se conoce como
colesterol exógeno, el endógeno se
sintetiza en las células. Una elevada
concentración de colesterol en sangre
(hipercolesterolemia) favorece su depósito
en la pared de las arterias en forma
de placas de ateroma, las cuales
provocan arterosclerosis e hipertensión.
Esto aumenta el riesgo de padecer
infarto.
18
19
11
12
13
C
14
1 9
2
3
A
10
5
B
8
7
4 6
17
16
D
15
a Núcleo del ciclopentano-perhidrofenantreno.
3.6. Esteroides
Son lípidos insaponificables por no contener ácidos grasos. Derivan del esterano
o ciclopentano-perhidrofenantreno. Todos ellos contienen esta estructura
fundamental con diversos grupos de deshidrogenación y distintas cadenas
laterales y grupos funcionales sustituyentes.
Entre ellos destacan:
• Hormonas suprarrenales: como la aldosterona, que aumenta la reabsorción
del Na + , el Cl – – y HCO en el riñón; y el cortisol, que regula la sínte-
3
sis de glucógeno.
• Hormonas sexuales: como la progesterona, hormona que prepara al organismo
para la gestación, y la testosterona, responsable de los caracteres
sexuales secundarios en los machos de los vertebrados.
• Esteroles: poseen un grupo –OH en el carbono 3 y una cadena hidrocarbonada
en el carbono 17. Son ejemplos de esteroles:
– El colesterol, componente de las membranas celulares de los animales,
modifica la fluidez de las mismas. El grupo hidróxilo en posición C es el 3
único sustituyente polar, por lo que la molécula de colesterol es muy hidrófoba.
Se sintetiza a partir del ácido acético y es precursor de otros esteroides
como los ácidos biliares y las hormonas sexuales.
La membrana plasmática de las células eucariotas es rica en colesterol,
mientras que las membranas de sus orgánulos tienen mucha menor cantidad.
El colesterol apareció en la biosfera después de que la atmósfera terrestre
se hiciese aerobia.
– Los ácidos biliares emulsionan las grasas, facilitando la acción de la lipasa
pancreática y su absorción intestinal.
– La vitamina D regula el metabolismo del Ca y del P. Puede obtenerse por
irradiación ultravioleta del colesterol subcutáneo, por lo que comienza a
considerarse como una hormona.
– El estradiol es una hormona responsable de la aparición de los caracteres
sexuales secundarios en las hembras de vertebrados.
No hay esteroles en las bacterias.
CH2OH Aldosterona O
Colesterol
Testosterona
26
C O
HC
CH3 HO
27
25 HC CH3 C D
24 CH2 A B
A B
O
Progesterona
CH3 C O
17
CH2 HC CH3 CH3 O
β-Estradiol
C D
9
O
A B
HO
2
3
1
4
10
5
6 HO
A B
7
23 CH2 22
20
18
21
12 17
11
19 CH3 C
13
14
D
16
15
A B
8
a Fórmulas de varios esteroides.
C
OH
17
D
OH
D

Composición química de los seres vivos (I) 35
3.7. Isoprenoides o terpenos
Están formados por polimerización del isopreno.
Son moléculas muy abundantes en los vegetales y se clasifican por el número
de isoprenos que contienen:
• Monoterpenos: formados por 2 isoprenos. Son los aceites esenciales de muchas
plantas, a las que dan su olor y sabor característicos: mentol, geraniol,
limoneno, pineno, alcanfor, etc.
• Diterpenos: constan de 4 isoprenos. Es importante el fitol, por formar parte
de la clorofila y ser precursor de la vitamina A. Son también diterpenos
las vitaminas A, E y K.
• Triterpenos: constituidos por 6 isoprenos, como el escualeno, precursor del
colesterol.
• Tetraterpenos: formados por 8 isoprenos. Son muy abundantes las xantofilas
y los carotenos, pigmentos vegetales amarillos y anaranjados, respectivamente.
Dan color a las flores, frutos, raíces como la zanahoria, etc. Desempeñan
un papel clave en la fotosíntesis al absorber energía luminosa de
longitudes de onda distintas a las que capta la clorofila. El caroteno es precursor
de la vitamina A.
• Politerpenos: constan de muchos isoprenos, como el caucho, que contiene
varios miles. Se obtiene del árbol del caucho (Hevea brasiliensis) y se usa
para fabricar objetos de goma (neumáticos, etc.).
CH 2
C
CH
CH 3
CH2 a Isopreno (metil butadieno).
Los carotenos y xantofilas en los animales
se almacenan en el panículo
adiposo, con lo que la piel queda
coloreada. Por ello algunos se usan
como cosmético bronceador de administración
oral.
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 C CH CH2OH C CH3 Fitol
HC
CH3 CH2 CH2 C CH3 C
HC CH2 CH2 CH2 CH
β-Caroteno (provitamina A)
HC
C
CH2OH CH2OH Geraniol, un
monoterpeno lineal
CH2 CH3 Limoneno, un
monoterpeno cíclico
Retinol (vitamina A1 )
a Fórmulas de varios terpenos.
3.8. Eicosanoides
El ácido araquidónico es el precursor más importante de varias clases de moléculas
señal: prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos y leucotrienos.
Estas sustancias se denominan eicosanoides porque tienen 20 átomos de carbono
(eikosi: veinte, en griego).
Las prostaglandinas son ácidos grasos de 20 carbonos que contienen un anillo
de 5 carbonos. Estos compuestos se descubrieron en la década de 1930 en las
secreciones de la próstata, de ahí su nombre. Se fabrican cuando el ácido araquidónico
de la membrana celular es procesado por enzimas a través de una serie
de etapas.
Estas moléculas y otros eicosanoides son hormonas locales, ya que son de vida breve.
Alteran actividades de las células donde se sintetizan y de las adyacentes.
Y

36 Unidad 1 Y
a b
Leucotrienos
Lipooxigenasas
Fosfolípidos
PLA2 Araquidonato
DG lipasa
Diacilgliceroles
Prostaciclina
sintasa
Protaglandina
sintasa
Prostaglandina H 2
(PGH 2)
a a) El araquidonato es el principal
precursor de las hormonas eicosanoides.
b) Estructuras de varios eicosanoides.
ACTIVIDADES
PROPUESTAS
Tromboxano
sintasas
Prostaciclina Tromboxanos
Otras
prostaglandinas
8. Define: ácido graso saturado,
ácido graso esencial, anfipático,
hidrófilo, hidrófobo y micela.
9. Los acilglicéridos son lípidos saponificables.
¿Qué significa esta
característica? Escribe la reacción
de saponificación de la tripalmitina
con hidróxido sódico.
10. Haz esquemas para comparar
las estructuras de los triacilglicéridos,
fosfolípidos y glucolípidos.
Señala en ellos los componentes
y los tipos de enlaces
que presentan.
11. ¿Es correcto afirmar que la bilis,
por su contenido en ácidos biliares,
digiere las grasas en el intestino
delgado? Razona la respuesta.
–OOC
O
O
OH
Prostaglandina A 2
OH OH
Prostaciclina (PGI 2)
COO–
OH OH
O
O
Leucotrieno B 4
OH
Tromboxano A 2 (TXA 2)
COO–
COO–
Entre sus funciones reguladoras destacan:
• Regulan el flujo sanguíneo a órganos particulares como el riñón.
• Controlan la contracción del útero durante el parto y la menstruación.
• Provocan inflamación como respuesta ante infecciones y heridas.
• Protegen contra lesiones del estómago.
• Controlan el transporte de iones a través de las membranas.
• Modulan la transmisión sináptica e inducen el sueño.
• Los tromboxanos son agentes que provocan la agregación plaquetaria.
• Las prostaciclinas dilatan los vasos sanguíneos e inhiben la agregación plaquetaria.
3.9. Funciones de los lípidos
Como se ha visto al tratar los diferentes grupos de lípidos, estos realizan varias
funciones que resumimos a continuación:
• Reserva energética. Proporcionan 940 kcal/100 g, más del doble que los
glúcidos. Si se consumen más alimentos de los que se necesitan, el exceso,
convertido en grasa, se acumula en las células adiposas. Esta función es llevada
a cabo por los acilglicéridos.
• Estructural. Forman las membranas celulares, como los fosfolípidos, esfingolípidos
y colesterol. Estos lípidos reciben el nombre de lípidos de membrana.
• Función dinámica. Es el caso de las hormonas y vitaminas citadas anteriormente.
• Función transportadora: HDL y LDL (lipoproteínas). Transportan colesterol.
• Función amortiguadora térmica y mecánica: grasas sólidas del panículo
adiposo.
3.10. Reconocimiento de lípidos
• Saponificación. Con excepción de los isoprenoides y terpenos, el resto de los
lípidos contiene ácidos grasos. Por ello pueden saponificarse con OHNa o con
OHK, dando jabón: sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos.
• Tinción con Sudán III. La presencia de lípidos en un material biológico
puede ponerse de manifiesto utilizando el colorante Sudán III. Las grasas toman
un color amarillo rojizo.

Composición química de los seres vivos (I) 37
EXPERIENCIAS
Observación de gránulos
de almidón en amiloplastos
MATERIAL NECESARIO
• Portaobjetos, cubreobjetos, bisturí y microscopio.
PRODUCTOS QUÍMICOS Y MATERIAL BIOLÓGICO
• Lugol y patatas.
DESARROLLO
• Raspar suavemente con el bisturí la superficie del corte de una patata. Colocar el raspado sobre
un porta y añadir una gota de lugol. Colocar el cubre encima y observar al microscopio.
Se apreciarán los granos de almidón de color azul intenso.
• Raspar de nuevo la superficie del corte de la patata y colocar el raspado sobre otro porta.
Añadir una gota de lugol diluido (5-8 gotas de agua y 1 gota de lugol), colocando luego el
cubre. Observar al microscopio. Se apreciarán granos de almidón ovoides, de color azul, con
capas concéntricas de crecimiento alrededor de un punto excéntrico (hilio).
Saponificación del aceite de oliva
MATERIAL Y PRODUCTOS QUÍMICOS
• Tubos de ensayo, varilla de vidrio, baño maría, aceite de oliva y NaOH al 20 %.
DESARROLLO
• Poner en un tubo de ensayo 4 ml de aceite de oliva y 4 ml de NaOH al 20 %. Agitar para formar
una emulsión. Poner el tubo al baño maría durante 30 minutos, agitando cada 5 minutos.
• Pasado este tiempo se apreciarán tres fases: una inferior, acuosa, de álcali y glicerol; una intermedia,
semisólida, de jabón (oleato sódico); y una superior, lipídica, de aceite inalterado.
A C T I V I D A D E S
1. ¿Qué es un proceso de saponificación?
2. Escribe la reacción de saponificación de un triacilglicérido líquido con NaOH.
3. ¿Se puede realizar la saponificación con cualquier lípido? Razona la respuesta.
Aceite
Álcali y glicerol
NaOH
Aceite
Jabón
Y

38 Unidad 1 Y
A C T I V I D A D E S
EXPERIENCIAS
MATERIAL
• Gradilla con tubos de ensayo.
• Varilla de vidrio.
• Pipetas.
• Baño maría.
PRODUCTOS QUÍMICOS
• Glucosa sólida al 5 %.
• Fructosa sólida al 5 %.
• Reactivos de Fehling A y B.
• Reactivo de Selivanoff.
DESARROLLO
1. ¿Por qué los monosacáridos tienen carácter reductor?
Reconocimiento de monosacáridos
(glucosa y fructosa)
1.1. Reconocimiento del carácter reductor.
• En un tubo de ensayo, mezcla 5 mL del reactivo de Fehling A y 5 mL del reactivo de Fehling B.
Agita hasta homogeneizar; esta mezcla es el reactivo de Fehling.
• Prepara 3 tubos de ensayo, numéralos y actúa del siguiente modo:
– Tubo 1: pon 1 mL de reactivo de Fehling y 1 mL de glucosa al 5 %.
– Tubo 2: pon 1 mL de reactivo de Fehling y 1 mL de fructosa al 5 %.
– Tubo 3 (tubo control): pon 1 mL de reactivo de Fehling y 1 mL de agua destilada.
• Coloca los tubos al baño maría, observando los cambios de color.
• Saca los tubos 1 y 2 cuando adquieran color rojo ladrillo por la aparición de óxido de cobre en
el reactivo de Fehling. Esto demuestra el carácter reductor de los monosacáridos.
1.2. Diferenciación entre aldosas (glucosa) y cetosas (fructosa).
• Prepara tres tubos de ensayo, numerados del 1 al 3, como sigue:
– Tubo 1: pon 3 mL de reactivo de Selivanoff y 3 gotas de glucosa al 5 %
– Tubo 2: pon 3 mL de reactivo de Selivanoff y 3 gotas de solución de fructosa al 5 %
– Tubo 3: pon 3 mL de reactivo de Selivanoff.
• Coloca los tubos al baño maría durante 3 a 5 minutos.
• Saca los tubos y observa los cambios de color.
• En el tubo 2 la mezcla presentará color rojo debido a la presencia del anillo furanósico de la fructosa.
2. ¿En qué se transforma el sulfato de cobre, presente en el reactivo de Fehling, por acción de los monosacáridos?
3. ¿Cuál es la diferencia entre una aldosa y una cetosa?

Composición química de los seres vivos (I) 39
Reconocimiento de disacárido
(sacarosa)
MATERIAL
• Gradilla con tubos de ensayo.
• Varilla de vidrio.
• Pipetas.
• Baño María.
PRODUCTOS QUÍMICOS
• Sacarosa sólida al 20 %.
• Reactivos de Fehling A y B.
• Reactivo de Selivanoff.
• Ácido clorhídrico.
• Hidróxido amónico al 40 %
DESARROLLO
• Pon en un tubo de ensayo 1 mL de solución de sacarosa al 20 % y 1 mL de reactivo de Fehling.
• Coloca el tubo al baño maría durante 3 minutos.
• Saca el tubo y anota el resultado.
• Para hidrolizar la sacarosa se procede del siguiente modo:
– Pon en un tubo de ensayo 2 mL de solución de sacarosa y añade 4 gotas de ácido clorhídrico
concentrado.
– Pon al baño maría durante 5 minutos.
– Enfría el tubo y añade seis gotas de hidróxido amónico al 40 % para neutralizar.
– Reparte el contenido del tubo en otros dos numerados:
a) tubo 1: añade 1 mL de reactivo de Fehling.
b) tubo 2: añade 4 mL de reactivo de Selivanoff.
– Pon ambos tubos al baño maría, deja calentar unos minutos y anota los resultados.
A C T I V I D A D E S
1. ¿Por qué no cambia de color el tubo que contiene sacarosa con el reactivo de
Fehling?
2. ¿Cómo se ha producido la hidrólisis de la sacarosa?
3. ¿Cómo demuestras la presencia de los productos que resultan de la hidrólisis de la
sacarosa?
LA REACCIÓN DE FEHLING
El licor de Fehling tiene en
su composición sulfato de
Cu disuelto:
CuSO Cu 4
+2 + (SO4) –2
Al añadir un monosacárido y
calentar se observa la
aparición de un precipitado
rojo de óxido cuproso OCu . 2
Es decir, el cobre se reduce de
Cu +2 a Cu +1 .
Esto se debe a que todos los
monosacáridos tienen un
grupo cetónico o aldehído
que se oxida y pasa a ácido.
En el grupo cetónico, el C
tiene el número de oxidación
+2, y en el ácido +3.
Luego se oxida de C +2 a C +3 .
En el grupo aldehído, el
número de oxidación del C
es +1 y en el ácido +3. Es
decir, se oxida de C +1 a C +3 .
Y

40 Unidad 1 Y
ACTIVIDADES FINALES
1. Indica las principales propiedades del agua y relaciónalas con sus funciones biológicas.
2. Describe la estructura de la molécula de agua y explica el proceso de disolución de una sustancia soluble en agua,
como por ejemplo el cloruro sódico o sal común.
3. Explica las funciones de las sales en los seres vivos.
4. En relación con las sales minerales en los organismos vivos:
a) Explica en qué situación las células están turgentes.
b) Explica en qué situación las células están plasmolizadas.
c) Pon un ejemplo de una sal mineral disuelta y otra precipitada e indica la función de cada una de ellas.
5. Al añadir un ácido a una disolución de cloruro sódico se produce un gran descenso en el valor del pH. Sin embargo, si se
añade la misma cantidad de ácido al plasma sanguíneo apenas cambia el pH. Propón una explicación para este hecho.
6. Para observar el proceso de ósmosis, tres muestras de sangre humana son sometidas a una prueba en el laboratorio.
a) Si se añade agua destilada a una de las muestras, indica qué les sucede a los glóbulos rojos y por qué.
b) Si se añade una solución saturada de sal a otra de las muestras, indica qué aspecto presentarán los glóbulos rojos al
microscopio, cómo se denomina este fenómeno y explica cómo se produce.
c) Si a la tercera muestra se le añade una solución isotónica, explica si se alteraría la forma y función del glóbulo rojo.
7. Define qué es un bioelemento. Cita cinco ejemplos e indica la importancia biológica de cada uno de ellos.
8. Explica muy brevemente qué es: a) un carbono asimétrico, b) una aldosa, c) el glucógeno, d) la celulosa.
9. Explica brevemente:
a) ¿En qué se diferencian las aldosas y las cetosas?
b) ¿Qué repercusión tiene la presencia de un carbono asimétrico?
c) Cita el papel que te parezca más relevante de los desempeñados por los siguientes glúcidos: glucosa, ribosa, celulosa,
almidón, glucógeno.
10. Explica la naturaleza química y las propiedades de los polisacáridos. Indica el tipo de enlace que los caracteriza. Menciona
dos polisacáridos vegetales y señala su función.
11. En relación a las biomoléculas:
a) Explica los siguientes términos: polisacáridos y lípidos saponificables.
b) Indica un homopolisacárido y un heteropolisacárido, ambos con función estructural.
c) En las células animales, cita un lípido saponificable con función estructural y otro con función energética.
12. Respecto al almidón y la celulosa, responde a las preguntas siguientes:
a) Indica sus principales diferencias y semejanzas químicas y estructurales.
b) ¿Qué funciones desempeñan en los seres vivos?
13. Los lípidos constituyen un grupo de biomoléculas estructural y funcionalmente muy heterogéneo.
a) Describe la estructura general de dos tipos diferentes de lípidos.
b) Indica cuatro funciones que desempeñan los lípidos en el organismo.
14. Los triacilglicéridos o grasas son utilizados en la alimentación humana:
a) Explica su composición química.
b) Explica la diferencia, desde el punto de vista químico, entre los aceites (grasas líquidas a temperatura ambiente) y
los sebos (grasas sólidas a temperatura ambiente).
c) Explica en qué consiste la saponificación.
d) Menciona dos grupos de lípidos insaponificables.
15. Define qué son los esteroides. Cita tres ejemplos de moléculas esteroideas.
Describe las funciones biológicas fundamentales de los esteroides.

Composición química de los seres vivos (I) 41
16. Escribe la fórmula general de los ácidos grasos y explica en qué consiste la esterificación. Expón qué significa que los
ácidos grasos son moléculas antipáticas. Indique la diferencia química entre grasas saturadas e insaturadas.
17. Responde a las siguientes cuestiones:
a) Concepto de lípido.
b) ¿Qué tipo de lípidos conoces?
c) Indica las principales funciones biológicas de los lípidos.
d) Escribe la fórmula de uno de ellos, indicando de cuál se trata y su función principal.
TEST DE EVALUACIÓN
1. En relación con la imagen adjunta, responde a las siguientes cuestiones:
a) Identifica la sustancia representada y explica los criterios utilizados para
identificarla. ¿Qué tipo de enlace se establece entre ambas moléculas?
Explica una consecuencia biológica de la existencia de estos enlaces.
b) Indica cinco funciones que realiza esa sustancia en los seres vivos.
2. Con respecto a la fórmula adjunta:
H
4
OH
6 CH2 OH
5
H
OH
H
3 2
O
H
OH
H
1 2
O
HO 1 CH 2
a) ¿De qué tipo de molécula se trata y cómo se denomina?
b) ¿Cuáles son sus unidades estructurales?
c) ¿Qué tipo de enlace los une y entre qué carbonos se establece?
d) ¿Tiene carácter reductor? ¿Por qué?
H
3
OH
O
H
5
H
OH 6CH2OH 3. En relación a los glúcidos:
a) Indica cuáles de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa, fructosa, almidón,
lactosa, celulosa y glucógeno.
b) Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el apartado anterior.
c) Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado a) de esta cuestión.
d) Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a) de esta cuestión.
4. Dada la fórmula:
a) ¿De qué tipo de molécula se trata?
b) ¿Qué tipo de enlace es el que está señalado con una flecha?
c) Indica las propiedades de solubilidad de dicha molécula.
d) ¿Qué función realiza en los organismos vivos?
5. Señala a qué grupo de lípidos pertenecen estas moléculas:
• esfingomielina • fosfatidil colina
• progesterona • vitamina D
• xantofilas • aceite
• manteca • caucho
4
δ +
105°
δ −
δ + δ +
δ +
δ −
O
C O CH2 O
C O CH
O
C O CH 2
Y

42 Unidad 1 Y
A principios del siglo XX, antes del descubrimiento de los antibióticos,
la tuberculosis se trataba con baños de sol. El mismo
tratamiento se había aplicado el siglo anterior durante una
pandemia de raquitismo, enfermedad infantil caracterizada
por deformidades esqueléticas debidas a un desarrollo óseo
deficiente. El raquitismo aumentó en Europa durante los siglos
XVIII y XIX, coincidiendo con la industrialización y la emigración
del campo a las ciudades. Muy pronto se observó que afectaba
menos a los niños que vivían en el campo, y que los niños
de ciudad se curaban con baños de sol. En 1824 se descubrió
que el aceite de hígado de bacalao era un remedio contra el
raquitismo, pero hasta mucho más tarde no se vio la relación
entre este aceite, rico en vitamina D, la luz solar y la cura del
raquitismo.
En 1922 se descubrió la vitamina D, a la que se relacionó
desde un principio con la osificación y regulación del calcio.
Desde hace unos 25 años se sabe que es, además, un potente
anticancerígeno y un regulador del sistema inmunitario.
Los humanos obtenemos la vitamina D a través de los alimentos,
pero también la sintetizamos en la piel expuesta a radiación
ultravioleta B. Por ello no es estrictamente una vitamina;
como se produce en un tejido y luego circula a través del cuerpo,
afectando a otros tejidos, se considera una hormona.
Acciones de la vitamina D
• Se estima que esta vitamina regula unos 1000 genes, entre
ellos los que controlan el metabolismo del calcio y los que
participan en procesos de defensa celular.
• Tiene efecto anticancerígeno. Su síntesis en células de la
piel reduce el riesgo de la radiación UVB, que al dañar el
ADN de las células dérmicas pueden transformarse en cancerígenas.
• Activa el sistema inmunitario, ya que provoca en las células
de este sistema la síntesis de sustancias que destruyen microorganismos.
Esto demostraría por qué los pacientes tuberculosos
se curaban con baños de sol.
• Posee propiedades antiinflamatorias.
A C T I V I D A D E S
PANORAMA CIENTÍFICO
La vitamina solar
¿Tomamos una dosis suficiente?
La asociación entre el déficit de esta vitamina y el cáncer, trastornos
inmunitarios y enfermedades infecciosas sugiere la necesidad
de actualizar las recomendaciones de las dosis diarias.
La penetración atmosférica de los rayos UVB es mayor en los
trópicos que en las regiones templadas, que reciben cantidades
suficientes de radiación solo en verano. Gran parte de la
población que vive en estas regiones presenta niveles de vitamina
D inferiores a los saludables, sobre todo en invierno. Los
suplementos de vitamina D resolverían la carencia en estas zonas.
Se ha observado una estrecha relación entre el aumento
de latitud y el aumento de riesgo de varias enfermedades, sobre
todo del sistema inmunitario, como la esclerosis múltiple,
la diabetes infantil, la enfermedad de Crohn y otras.
Además de la latitud hay otros factores que contribuyen a la carencia
de vitamina D. Las personas de piel blanca producen vitamina
a una velocidad seis veces superior que las de piel oscura,
debido a que la melanina bloquea la penetración de la luz UVB.
Cada vez hay mayor conciencia de que tomar el sol en exceso
resulta dañino para la piel, esto contribuye a la carencia de esta
vitamina. Los protectores solares reducen la síntesis en más de
un 98 %. Basta una exposición solar que cause un ligero enrojecimiento
de la piel para que esta sintetice niveles saludables
de vitamina D.
La recomendación diaria para adultos en EE.UU. y Europa varía
entre 200 y 600 UI (unidades internacionales). En la actualidad,
algunos investigadores consideran estas cantidades insuficientes.
La ingesta de suplementos dietéticos puede
provocar una sobredosis, aunque es poco probable. Nunca se
ha observado un exceso de vitamina D por exposición solar.
Una mujer adulta de piel blanca que tome el sol de verano en
biquini genera 10.000 UI en unos 15 o 20 minutos. La exposición
prolongada no aumenta la concentración, porque la luz
UVB también degrada la vitamina.
La carencia de vitamina D puede dar lugar a fragilidad ósea,
mayor exposición a las infecciones y a las enfermedades del
sistema inmunitario, y una mayor tendencia a desarrollar ciertos
tumores. Sería necesario que los médicos recomendaran
tomar el sol con moderación y que se indicara claramente la
dosis diaria de esta vitamina en la dieta.
1. ¿Qué propiedad de la vitamina D hace que se encuentre en el aceite de hígado de bacalao?
2. ¿A partir de qué molécula se sintetiza esta vitamina?
3. ¿Por qué la cantidad de vitamina D en sangre tiene relación con la latitud a la que vive la población?
3. ¿Cómo se explica la defensa que proporciona esta vitamina frente a las infecciones?

Composición química de los seres vivos (I) 43
EN RESUMEN
Metabolismo
Bioelementos
primarios
Transportadora
Disolvente
Termorreguladora
como son
Bioelementos
secundarios
Regular el pH
Procesos osmóticos
• Vinagre Arias, Francisco; Vinagre Arias, Antonia: Vida,
muerte y azúcares. Editorial Filarias.
• Moalen, Sharon; Prince, Jonathan: La ley del más débil.
Editorial Ariel.
• Riobo, Pilar: ¿Por qué no puedo adelgazar? Los aspectos
psicológicos de la dieta inteligente. Editorial La esfera de
los libros.
• McCord, Wilson: Biología para principiantes. Editorial
Era naciente.
LOS ORGANISMOS
se caracterizan por su
Reproducción Composición química Grado de organización
constituida por
Bioelementos
por su abundancia son que forman
Oligoelementos
AMPLÍA CON…
Energética
Estructural
Reserva
energética
Comunicación
intercelular
Biomoléculas
como son
Inorgánicas Orgánicas
como son
Agua Sales minerales Glúcidos Lípidos
con funciones con funciones con funciones con funciones
• http://www.usal.es/dbbm//modmol/
Temas de bioquímica y gráficos con modelos moleculares.
• http://web.educastur.princast.es/proyectos
Dinámica
• http://science.nhmccd.edu/biol/bio1int.htm
Página que ofrece numerosos enlaces para ver animaciones
de moléculas.
Z