TRABAJO PRÁCTICO 2 BIOLOGIA, Ejercicios de Biología

¡Descarga TRABAJO PRÁCTICO 2 BIOLOGIA y más Ejercicios en PDF de Biología solo en Docsity! 3- a) ¿Cuántos enlaces de hidrógeno puede formar una molécula de agua con sus vecinas si se encuentra en el seno del agua líquida? ¿Y si se encuentra en la superficie? b) Defina tensión superficial c) ¿De qué forma una molécula de agua que se encuentra en el seno del líquido logra pasar al estado de vapor? ¿Cuál es la relación con el elevado calor de vaporización del agua? ¿Por qué sudamos? a) Debido a su ordenación tetraédrica cada molécula de agua puede formar 4 enlaces puente de hidrógeno con sus vecinas, en la que los dos átomos de hidrógeno interaccionan con 2 dadores de electrones de otras dos moléculas y los 2 pares de electrones sin compartir actúan como aceptores en enlaces de hidrógeno reaccionando con otros 2 átomos de oxígeno. El agua líquida puede verse así como un mosaico compuesto por agrupamientos oscilantes de moléculas de agua unidas mediante enlaces de hidrógeno que se encuentra en continua reorganización donde el tiempo de vida estimado de un agrupamiento es entre 10 ´-8 10 ´-11 segundos. (´ESTO SIGNIFICA QUE ESTÁ ELEVADO A) b) La tensión superficial es un fenómeno por el cual la superficie de los líquidos tiende a comportarse como una película delgada. La tensión superficial mide las fuerzas internas que hay que vencer para poder expandir el área superficial de un líquido, midiendo la fuerza por unidad de longitud en Newton/metro. La energía necesaria para crear una nueva área superficial, trasladando las moléculas de la masa liquida a la superficie de la misma, es lo que se llama tensión superficial. A mayor tensión superficial, mayor es la energía necesaria para transformar las moléculas interiores del líquido a moléculas superficiales. A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula está atraída por igual por las que las rodean, de manera que el efecto total es nulo. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Pero en la superficie las fuerzas que atraen a las moléculas hacia abajo no pueden ser neutralizadas por las moléculas superiores porque no existen. Esta fuerza de atracción tiende a arrastrar a las moléculas de la superficie libre hacia el interior del líquido, y al hacerlo la superficie se comporta como una lámina o membrana. La tensión superficial es responsable de la resistencia que un líquido presenta a la penetración de su superficie, de la tendencia a la forma esférica de las gotas de un líquido, del ascenso de los líquidos en los tubos capilares y de la flotación de objetos u organismos en la superficie de los líquidos. Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie libre tienen una mayor energía promedio que las situadas en el interior, por lo que la tendencia del sistema será a disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible. La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la temperatura con un aumento del movimiento molecular. Dado que las fuerzas intermoleculares de atracción entre moléculas de agua se deben a los enlaces de hidrógeno y éstos representan una alta energía, la tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros líquidos. En el caso del agua, el valor de esta tensión superficial es: T = 10-3 N/m c) Una molécula de agua que se encuentra en el seno del líquido logra pasar al estado de vapor por la ruptura de sus enlaces de hidrógeno y el posterior agregado de calor para dotar a la molécula de la suficiente energía cinética. El calor de vaporización del agua es mucho mayor que el de otros compuestos del mismo peso molecular y constituye la cantidad de calor necesario para que un gramo de agua a 100 C se convierta en vapor. En el caso del agua este valor es de 540 cal/g debido a que primero se deben romper los enlaces de hidrógeno y luego alcanzar la energía cinética necesaria, lo que no sucede con otros compuestos. En comparación con el resto de los líquidos el agua absorbe más energía calorífica antes de percibirse un aumento de temperatura. Por lo tanto sirve como reservorio de calor y su temperatura se mantiene más o menos estable. Cuando el agua se calienta, el aumento del movimiento molecular puede mantener separados los enlaces de hidrógeno y las moléculas individuales en la superficie del agua pueden escapar hacia el aire. Por este proceso denominado evaporación la energía calorífica convierte el agua en vapor y la temperatura de la superficie del agua disminuye. El sudor está compuesto por un 99 % de agua y la pérdida por evaporación ayuda a enfriarnos al absorber el calor incorporado al organismo y mantener la homeostasis. 4- ¿Cómo varía la densidad del agua con la temperatura? Explique por qué es posible la vida en ríos y lagos que se congelan durante el invierno. La densidad de la mayoría de las sustancias aumenta con el enfriamiento debido a la reducción del movimiento molecular, durante el cual se forman cristales fuertemente empaquetados. La densidad del agua también aumenta a medida que disminuye la temperatura, alcanzando el máximo valor a los 4 ºC, pero a temperaturas inferiores a 4 ºC la densidad del agua comienza a decrecer debido a la formación de cristales mantenidos por enlaces de hidrógeno donde cada molécula de agua se encuentra unida a otras 4. La estructura tridimensional adoptada por las moléculas evita así que las moléculas se acerquen demasiado entre sí, ocupando más volumen y teniendo menos densidad. Debido a que el hielo es menos denso que el agua líquida, el hielo flota sobre ésta, que se congela direccionalmente desde la superficie hasta el fondo. De esta forma se evitan efectos destructivos sobre la flora y fauna marina y sirve de manta protectora para los seres vivos acuáticos ante el frío extremo ya que las capas inferiores quedan unos pocos grados por encima de 0 ºC que es cuando el agua es más densa. 5- ¿Cuál es la condición necesaria para que una sustancia sea soluble en un disolvente? Tenga en cuenta las interacciones SOLUTO-SOLUTO, SOLVENTE- SOLVENTE y SOLUTO-SOLVENTE, y las fuerzas involucradas. En función de su respuesta, ¿para qué tipo de sustancias el agua será un buen disolvente? Para que una sustancia sea soluble en un disolvente es necesario que las fuerzas de atracción entre las moléculas del solvente puro sean fuertes ya que, si no lo son, éstas se dispersan y acaban por evaporarse. Al mismo tiempo, para ser miscibles dos sustancias deben poder interactuar, y para que esto suceda las fuerzas de atracción entre soluto- soluto y solvente-solvente no deben ser mayores que las fuerzas soluto-solvente. Por estas razones el agua es un buen disolvente para: oxhídrilos (OH-) • BRONSTED – LOWRY: un ácido es una sustancia capaz de ceder protones (donor de protones) y una base es una sustancia capaz de tomar protones (aceptor de protones). c) Muchas reacciones y procesos dependen de la concentración de protones aunque éstos no aparezcan en forma explícita en el proceso. Como el intervalo de variación de la concentración de H+ es muy extensa se recurre a una escala logarítmica, para definir la cantidad, llamada PH determinada por PH= - log [h+] Por lo tanto, una disolución neutra tiene un PH de 7.0 ya que –log (1.0 X 10 -7) es 7. Por esta misma razón las disoluciones básicas tienen PH mayores que 7 y las básicas menores que 7. Al ser una escala logarítmica, la variación de 1 en el PH equivale a una variación en la concentración de protones en una potencia de 10. De la misma forma para calcular la concentración de protones debe utilizarse la función exponencial, de manera que [H+] = 10 -PH d) Existen soluciones tampón o buffer que cumplen con funciones amortiguadoras del PH y permanecen casi constantes tras la adición de pequeñas cantidades de ácidos (sustancias que cuando se disuelven en agua liberan protones) o bases (sustancias que cuando se disuelven en agua liberan hidroxilos). La capacidad de una disolución para minimizar los cambios de PH producidos por la adición de un ácido o una base se denomina capacidad de tamponamiento y la poseen los fluidos intracelulares y extracelulares, que es necesaria para el mantenimiento de la vida del organismo. La eficiencia de una disolución amortiguadora es máxima cuando las concentraciones de la especie ácida y básica son iguales. 10- a) ¿A qué se denominan propiedades coligativas? Menciónelas. b) ¿Qué se entiende por gradiente? Defina el término difusión. ¿Por qué el fenómeno de ósmosis puede definirse como un caso especial de difusión? Defina presión osmótica. c) ¿Cómo se relaciona la osmolaridad de una solución con la molaridad de la misma? d) Diferencie entre osmolaridad y tonicidad e) Defina solución isotónica, hipotónica, hipertónica. a) Las propiedades coligativas son las propiedades de una solución que dependen exclusivamente del número de partículas pero no de la naturaleza, el tamaño y el tipo de soluto y solvente. Entre ellas se incluyen: -disminución del punto de vaporización -aumento del punto de ebullición -disminución del punto de fusión de la solución con respecto al solvente puro -presión osmótica b) Un gradiente es una diferencia de concentración, mientras que la difusión es el flujo neto de una sustancia a través de una membrana semipermeable, desde una zona de mayor concentración hacia una de menor concentración, es decir a favor del gradiente. La ósmosis, es decir el flujo neto de agua a través de una membrana semipermeable, es un caso especial de difusión ya que, al igual que la difusión, busca mantener iguales las concentraciones a ambos lados de la membrana semipermeable. La diferencia se encuentra en que el soluto no atraviesa la membrana sino que lo hace el solvente, existiendo un flujo neto de agua desde la zona de mayor potencial hídrico a la de menor. La presión osmótica es la presión que debe realizarse para evitar el flujo neto de agua a través de una membrana semipermeable. Esta presión es proporcional a la temperatura y a la concentración de partículas lo que se define con la ecuación de Van´t Hoff como: C= concentración del soluto en moles/litro R= constante general de los gases i = número de partículas generadas por la disociación de una molécula de soluto c) La osmolaridad es una medida de la concentración de las partículas de soluto en una solución que se obtiene al multiplicar el número de partículas en solución (generadas por disociación en el agua) por la molaridad de la misma. Son directamente proporcionales, de manera que a medida que aumenta la molaridad aumenta la osmolaridad y a medida que la molaridad disminuye la osmolaridad también lo hace. Se mide en osmoles/ litro, donde un osmol está definido como un mol de partículas osmóticamente activas, que son las responsables del aumento de la presión osmótica. La osmolaridad permite obtener una medida de concentración de una solución dada mientras que la tonicidad, que es utilizada para sustancias penetrantes que tienen índice de penetrabilidad, surge de comparar dos soluciones enfrentadas por una membrana celular y se determina por las propiedades de permeabilidad de la membrana celular y por la osmolaridad del medio externo. Para solutos no penetrantes la diferencia entre osmolaridad y tonicidad es meramente teórica. e) Una solución isotónica es aquella solución que posee el mismo número de partículas disueltas por unidad de volumen que la solución circundante. Dos soluciones con la misma presión osmótica son isoosmóticas. Una solución hipotónica es aquella solución que posee menos soluto y mayor solvente que la solución circundante por lo que posee un mayor potencial hídrico. Si se coloca una célula como un glóbulo rojo en una solución hipotónica, la célula se hincha por el ingreso osmótico de agua desde la solución circundante. La solución que lo produce también es hipoosmótica. Una solución hipertónica es aquella solución concentrada que posee mayor cantidad de soluto y menor de solvente que la solución circundante por lo que posee menor potencial hídrico. Si se coloca una célula como un glóbulo rojo en una solución hipotónica, la célula se retrae por mecanismos osmóticos y la superficie se vuelve rugosa o crenada. La solución que lo produce también es hiperosmótica. 11- Teniendo en cuenta que el agua es la fase continua de los seres vivos. ¿En qué compartimentos se la encuentra en un organismo pluricelular? El líquido corporal total se distribuye sobre todo en 2 compartimientos: el líquido extracelular (40% del agua corporal total) y el líquido intracelular (60 % del agua corporal total). Luego, el líquido extracelular se divide en líquido intersticial (15% de la masa corporal) y el plasma sanguíneo (5% de la masa corporal). También existe otro compartimiento de líquido que se denomina líquido transcelular y comprende el líquido de los espacios sinovial, peritoneal, pericárdico, pleural, los líquidos de las secreciones digestivas y el líquido intraocular, junto con el líquido cefalorraquídeo que se considera como un líquido extracelular especializado. En conjunto representan del 1 al 3 % de la masa corporal. En una persona sana de unos 70 kg el agua corporal total es de unos 40 litros, de los cuales 25 litros se encuentran en el espacio intracelular y 15 litros en el espacio extracelular, con un volumen plasmático de 2,5 a 3 litros. 12- a) ¿Qué son las pequeñas moléculas y cuáles tienen importancia biológica? b) Represente las fórmulas químicas generales de las pequeñas moléculas. Identifique los grupos funcionales característicos y señálelos. Las pequeñas moléculas orgánicas son compuestos de carbono cuyos pesos moleculares oscilan entre 100 y 1000 y contienen hasta 30 átomos de carbono. Se encuentran disueltas y participan en funciones muy diversas. Son los sillares estructurales de las moléculas orgánicas complejas y en general existen 4 familias principales de pequeñas moléculas orgánicas de importancia biológica: -Azúcares simples o monosacáridos, son compuestos con la fórmula general (CH2O)n donde n es un número entre 3 y 7. Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas de entre 3 y 7 átomos de carbono. -Ácidos grasos -Aminoácidos -Nucleótidos (REPRESENTAR) 13- a) Clasifique los monosacáridos de acuerdo a: número de carbonos y posición del grupo carbonilo ¿Cuál es la aldosa de mayor importancia biológica? ¿Por qué? b) ¿Qué estructuras presentan algunos monosacáridos en solución acuosa? Represente las estructuras cíclicas (fórmulas en perspectiva de Haworth) de la glucosa y la fructosa señalando el carbono anomérico. c) ¿Cómo se denomina la unión entre 2 azúcares simples? ¿Qué tipos de uniones conoce? Mencione los disacáridos de mayor interés biológico. d) En el siguiente gráfico indique el nombre específico que recibirá el enlace según el grupo OH que participe en cada caso. a) Los monosacáridos se clasifican:  Según el número de carbonos, con la terminación osa en: -triosas (3) -tetrosas (4) -pentosas (5) -hexosas (6) -heptosas (7)  Según la posición del grupo funcional (carbonilo) en: -Aldosas, si el carbonilo se encuentra en un extremo constituyendo un grupo aldehído. Por ejemplo, la glucosa que es una aldohexosa y el gliceraldehído es una aldotriosa que constituye la aldosa más pequeña -Cetosas, si el carbonilo se encuentra en el interior de la cadena constituyendo un grupo cetona. Por ejemplo la fructosa, que cuenta con la misma fórmula molecular que la glucosa pero es una cetohexosa, o la dihidroxicetona que es una cetotriosa que es la más pequeña cetosa.