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Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el brindar energía inmediata y estructural. CLASIFICACIÓN: A) MONOSACÁRIDOS -Moléculas formadas por una cadena carbonada de 3 a 7 carbonos, que contienen dos o más oxidrilos (OH) acompañado de aldehído (CHO) o cetona (CO), Si tienen grupo aldehído se denominan aldosas y si tienen cetona, cetosas. -Las triosas y tetrosas siempre tienen forma lineal (Fischer), mientras que las pentosas y hexosas en solución acuosa, la forma lineal, forma anillos de 5 ó 6 lados, llamándose anillo furanosa o piranosa respectivamente. (Haworth) -Se nombran añadiendo el sufijo osa . -Se cristalizan, tienen sabor dulce y son solubles en agua. Nº DE C GRU. FUNC. EJEMPLOS MAS IMPORTANTES TRIOSAS C3H6O3 ALDOSA Gliceraldehido: Importante intermediario de la glucolisis (metabolitos), ciclo de Calvin. CETOSA Dihidroxicetona: intermediarios de la glucolisis (metabolitos) TETROSAS C4H804 ALDOSA Eritrosa: fase oscura de la fotosíntesis Ciclo de Calvin CETOSA Eritrulosa: fase oscura de la fotosíntesis PENTOSAS C5H10O5 ALDOSA Ribosa: Componente del ARN, ATP, NAD, FAD. Desoxirribosa: Componente del ADN Arabinosa: Presente en la goma Arábiga, se usa en cultivos bacterianos. Xilosa: Azúcar de la madera, también en páncreas. CETOSA Ribulosa: Molécula donde se fija el C02 (con enzima rubisco) durante la fotosíntesis. HEXOSAS C6H12O6 ALDOSA Glucosa: principal monosacárido usado S.V. hombre 70-100mg/dL Galactosa: Azúcar de la leche Manosa: en plantas como el glucomanano. CETOSA Fructosa: Azúcar de las frutas. HEPTOSAS C7H14O7 ALDOSA Gliceromanoheptosa: es muy escaso en los S.V. CETOSA Heptulosa: intermediario en el ciclo de pentosas. Triosas y tetrosas importantes Pentosas importantes • La siguiente imagen te presenta tres tipos de hexosas diferentes por su grupo funcional: Analiza la imagen, qué diferencia estructural encuentras entre la glucosa y la galactosa? El enlace O-Glucosídico (dos monosacáridos unidos por Oxígeno) se realiza entre dos -OH de dos monosacáridos. Será α -Glucosídico si el primer monosacárido es α , y β -glucosídico si el primer monosacárido es β . B.1 DISACÁRIDOS Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. B. OLIGOSACÁRIDOS Glucosa 1α - 2 Fructosa Glucosa 1 β - 4 Glucosa Glucosa 1α - 4 Glucosa Galactosa 1β - 4 Glucosa Maltotriosa = 3 glucosa (se obtiene de la amilosa), elaboración de cerveza Panosa = 3 glucosa (se obtiene de la amilopectina), se encuentra en la hidrólisis parcial de la amilopectina. Gencianosa = 2 glucosa + fructosa, se hidroliza a glucosa y sacarosa. Rafinosa = galactosa + glucosa + fructosa (se encuentra en el zapallo) Melecitosa = fructosa + 2 glucosa (miel), se puede extraer de jugos de varios árboles. B.2 TRISACÁRIDOS agotamiento de glucógeno muscular Gencianosa: propiedades medicinales, digestiva antibiótica puede extraer de jugos de varios árboles Melecitosa C. POLISACÁRIDOS Sustancia natural que forma parte de la pared celular de muchas células vegetales, a las cuales da dureza y resistencia. pared celular de varias especies de algas. se encuentran generalmente en las raíces, tubérculos y rizomas. Forma parte de las paredes de las células vegetales, recubriendo la superficie de las fibras de celulosa. se emplea en alimentación para dar consistencia a la mermelada y a la gelatina. Forman parte de los tejidos conectivos (mesodérmicos ) animales. un polisacárido complejo y ramificado formado por numerosas moléculas de glucosa. Reduce viscosidad en la sangre. Exoesqueleto de artrópodos y pared celular de hongos. De 11 C a miles C. Mezcla de dos polímeros AMILOSA (lineal) glucosa α 1,4 + AMILOPECTINA (ramificada) c/ 25C glucosa α 1,6. Similar al almidón con ramificaciones de c/12 carbonos α 1,6 Gluc. β 1,4 POLISACÁRIDOS Están formados por la unión de muchos monosacáridos, de 11 a cientos de miles. Sus enlaces son O-glucosídicos con pérdida de una molécula de agua por enlace. Características •Peso molecular elevado. •No tienen sabor dulce. •Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales. •No poseen poder reductor. Almidón Dos tipos de polímeros: amilosa y amilopectina. c/ 25 unidades α 1,6 Forma química de almacenaje azúcar en vegetales Se encuentra en tallos, frutos, semillas y hojas Representa mayor reserva alimenticia de carbohidratos para vegetales Constituye mayor componente de carbohidratos en los alimentos de animales. Almidón puede representar hasta 70% de las semillas y hasta 30% de los frutos, tubérculos o raíces GLUCÓGENO • Compuesto por cadenas ramificadas de unidades alfa- Dglucosa, ligadas entre sí por enlaces α-1, 4 y cada 12 unidades por α-1, 6; siendo los últimos los más abundantes en el glucógeno (como amilopectina) • Forma que carbohidratos almacenados en cuerpo de animales; en particular en músculo e hígado CELULOSA Polisacárido estructural Polisacáridos complejos no hidrolizables por enzimas de vertebrados superiores. No son digeribles. Juegan papel de relleno y dan volumen a bolo alimenticio. Función estimulante sobre tracto digestivo. QUITINA Constituida de unidades repetidas de N-acetil-C- glucosamina, unidas por enlaces β-1, 4 y consecuentemente su estructura es similar a la celulosa. Es principal componente estructural de la cutícula de los insectos, hongos y del esqueleto de crustáceos. GLÚCIDOS ASOCIADOS A OTRAS MOLÉCULAS 1. PROTEOGLUCANOS: 80% es polisacárido y 20% proteínas Ejemplo: Ácido Hialurónico (T. Conjuntivo), Heparina (anticoagulante) y Condroitina (Huesos, cartílago, conjuntivo y córnea) 2. PEPTIDOGLUCANOS O MUREÍNA: Pared bacteriana, limita entrada de agua por ósmosis. En las Arqueobacterias la pared celular está constituida por : N-Acetil glucosamina + N-Acetil talosamino murámico, enlace B (1,3) FLUJO DE ENERGÍA La energía es la capacidad para realizar un trabajo. En el ambiente encontramos la energía en dos formas o categorías: • Energía potencial: energía almacenada, en cuerpos o sistemas, capaz de liberar una o más formas de energía, como la leña, petróleo, carbón, gas natural o las baterías, etc. • Energía cinética: energía en acción o movimiento; realiza un trabajo a expensas de la energía potencial, como por ejemplo: energía mecánica, la luz, el calor, etc. Para que un ecosistema pueda funcionar, necesita de un aporte energético que llega a la biosfera en forma, principalmente de energía lumínica, la cual proviene del Sol y a la que se le llama comúnmente flujo de energía (algunos sistemas marinos excepcionales no obtienen energía del sol sino de fuentes hidrotermales). La Primera ley de la termodinámica o ley de la conservación de la energía: establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa. Por ejemplo, la energía de la luz se transforma en materia orgánica durante la fotosíntesis. La segunda ley de la termodinámica o ley de la entropía o degradación de la energía: Establece que “cuando la energía se transfiere o se transforma, hay pérdida de energía en forma de calor”. En el ecosistema a medida que la energía es transferida en forma de alimento de un organismo a otro, una gran parte de la energía se degrada en forma de calor el cual deja de ser transferible. El flujode energía está gobernado por dos leyes de la termodinámica La Ley del Diezmo Ecológico Establece que los organismos solamente pueden capturar aproximadamente el diez por ciento de la energía del nivel, en el nivel trófico inmediato superior, de la pirámide de números. PRODUCTIVIDAD: Es la cantidad de energía convertida en compuestos orgánicos en un tiempo dado. Puede ser: A. Productividad primaria: Es el incremento de la biomasa de los organismos fotosintéticos. Comprende: 1. Productividad primaria bruta: Es la cantidad total de fotosíntesis, incluye la energía que se fija y que posteriormente se emplea para la actividad fotosintética (respiración), y la producción de nuevos tejidos. 2. Productividad primaria neta: Es la diferencia entre la producción primaria bruta y la biomasa consumida en la respiración. Representa la tasa a la cual la materia orgánica se incorpora realmente en tejidos vegetales para producir crecimiento. B. La productividad secundaria: Es la velocidad de almacenamiento de energía en los niveles de los consumidores y desintegradores. EL ECOSISTEMA: Un ecosistema es un sistema biológico constituido por una comunidad de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). CLASIFICACION DE LOS ECOSISTEMAS. - Ecosistemas Naturales: Pueden ser desde que aparece cuando un árbol cae dentro del bosque, hasta un desierto, o los bosques naturales no intervenidos por el hombre, los lagos, lagunas, mares, montañas, glaciares, entre otros; la cuestión es que no haya habido intervención humana. Ecosistemas Artificiales: Son ecosistemas intervenidos y/o creados por el hombre llamados también antrópicos y son: Ecosistemas Artificiales Maduros: Áreas silvestres, montañas desiertas. Ecosistemas Artificiales Controlados: parques, bosques controlados, áreas de caza, pesca y algunas zonas del mar. Ecosistemas Productivos: suelos agrícolas, pastizales, minas, etc. Ecosistemas Urbanos: áreas industriales, ciudades, pueblos, etc. FUN CION ES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ECOSISTEMAS. 1.- Desarrollo de los ecosistemas. (Sucesión ecológica): Es un proceso ordenado mediante el cual, las comunidades cambian en el curso del tiempo como resultado de la interacción de factores abióticos y bióticos, que dan lugar finalmente a una comunidad madura, compleja y estable (clímax). La comunidad inicial está constituida por microorganismos, plantas y animales pequeños. Posteriormente se incorporan plantas arbustivas en las orillas, atrayendo a gusanos, insectos, anfibios y algunas aves. Luego es habitado por plantas y animales mayores. 2.- Autorregulación. Los ecosistemas están regulados por determinados mecanismos (entradas y salidas de energía y materia), que les permiten alcanzar un equilibrio dinámico (Homeostasis), cuando este equilibrio ha sido alterado, el ecosistema tiene la capacidad de autorregularse en el tiempo hasta lograr su estabilidad o equilibrio. 3.- Homeostasis. Es la capacidad que tiene el ecosistema de mantener su estabilidad, por medio de mecanismos de retroalimentación negativa y autorregulación. Las fluctuaciones naturales se deben a las variaciones climáticas, migraciones, sequías, inundaciones, incendios, etc. La homeostasis comprende el mantener un flujo de sustancias necesarias, la producción de energía y la eliminación de desperdicios. I. LOS FACTORES ECOLOGICOS ABIÓTICOS 1. Los factores sidéricos. - Son las características del Sol, la Tierra como planeta, la luna, cometas, planetas, estrellas, etc., 2. Los factores eco-geográficos. - Son las características específicas de un paisaje natural. Son: a. Los geográficos. - La altitud de un determinado lugar. La presión atmosférica o peso del aire. Las estaciones o la variación del clima durante el año. La duración del día y la noche. b. Los orográficos. - Las cadenas de montañas con sus variaciones climáticas. c. Los geológicos. - La composición de las rocas, los yacimientos de minerales, los volcanes, los sismos, los deslizamientos, derrumbes, huaycos, etc. d. Los edáficos. - Los suelos con todas sus características físicas y químicas. e. Las características de las aguas dulces.- Cuando se refiere a los lagos y lagunas (factores limnológicos) y los ríos y arroyos (factores potamológicos). f. Los oceanográficos. - Las características de los océanos como: las corrientes marinas, la profundidad, la temperatura, la salinidad, densidad, afloramientos de aguas, etc. g. Los climáticos.- son factores climáticos como: la radiación solar, la presión atmosférica, la temperatura, la humedad, precipitación, los vientos, la nubosidad. 3. Los Factores Físico Químicos. - Son : - Factores químicos. - Se refiere a las características químicas del medio, de acuerdo al estado de la materia, es decir aire, agua y los continentes, además incluye la salinidad, la alcalinidad, la acidez, etc. - Factores físicos. - Comprenden viento, nieve, heladas, hielo, luz, temperatura, erosión, movimientos del suelo, fuego, eventos naturales, corrientes marinas, características del agua, entre otros. II. FACTORES ECOLOGICOS BIÓTICOS Son los que ocurren dentro de la comunidad, entre los seres vivos. • Las relaciones entre organismos. - Tienen una influencia muy variada según provengan de individuos de la misma especie (relaciones intraespecíficas) o de especies distintas (relaciones Interespecíficas). • La vegetación. - Es el conjunto de plantas como proveedoras de alimentos, cobertura y refugio, es de fundamental importancia para los animales. Tienen organelos celulares llamados cloroplastos, este pigmento tiene la gran cualidad de trasformar la energía lumínica en glucosa y a partir de esta se forman productos orgánicos como hidratos de carbono (azúcares, almidones). • Los seres humanos. - La influencia del hombre sobre el ambiente es de suma importancia para el mantenimiento de las poblaciones a través del desarrollo de la tecnología. El hombre tiene una inteligencia que ha desarrollado una serie de conocimientos y técnicas para poder alterar, modificar y transformar el ambiente, para poder satisfacer en forma óptima sus necesidades.
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