Bioquimica cobao

Guí

a D

idác

tica

de

Apr

endi

zaje

Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS)

Bioquímica

Lic. Gabino Cué MonteagudoGobernador Constitucional del Estado de Oaxaca

Act. José Germán Espinosa SantibáñezDirector General del Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca (Cobao)

Lic. Elizabeth Ramos AragónDirectora Académica

cp Rogelio Cadena EspinosaDirector de Administración y Finanzas

Ing. Manuel Estrada MontañoDirector de Planeación

Ing. Raúl Vásquez DávilaGerente de la Fundación Cobao ac.

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE. BIOQUÍMICA

2ª Edición.© 2012 Fundación Cobao, ac

® En trámite.

Av. Belisario Domínguez 1219Yalalag, Sta. Lucía del Camino C.P. 71228, Oaxaca, México.Tel/Fax (951) 5132688 [email protected]

Ilustración de portada:Remedios Varo

Edición:Alejandra Martínez GuzmánAzael RodríguezTeodoro Eugenio Santibáñez Gruhl Benjamín Méndez MartínezErick Ricardo Osorio Casas

Corrección de estilo:Efraín Velasco Sosa

Diseño y cuidado editorial:Haydeé Ballesteros Sánchez

Queda prohibida la reproducción por cualquier medio, impreso y/o digital, parcial o total, de la presente guía, sin previo autorización de la Fundación Cobao, AC.

Impreso y hecho en Oaxaca, Méx.

Los derechos de autor de todas las marcas, nombres comerciales, marcas registadas, logos e imágenes que aparecen en esta Guía Didáctica de Aprendizaje pertenecen a sus respectivos propietarios.

N. del Ed. Las citas que aparecen en la presente Guía -transcritas de fuentes impresas o de páginas digitales-, no fueron intervenidas ni modificadas, ya que son textuales.

DIRECtoRIo

equipo disciplinar elaborador

responsable de asignatura

Jefa de departamento de química y biología

Ing. Lázaro Martínez Ramírez Pl. 49 TeposcolulaIng. Senón Onofre Solano Pl. 02 EspinalMéd. Ernesto Pérez López Pl.49 TeposcolulaIng. Hugo Rodríguez Aguilar Pl. 04 El Tule

qb Alicia Eugenia Castellanos Santiago Dirección Académica

Dra. María del Socorro Rueda Gómez

→ÍNDICE

Presentación

introducción

Bloque iReconoces al agua como la sustancia vital.RefeRencias documentales.Anexos.

Bloque iicompRendes la bioeneRgética en los oRganismos vivos.RefeRencias documentales.anexos.

Bloque iiiReconoces a las enzimas como catalizadoRes biológicos.RefeRencias documentales.anexos.

Bloque iV:compRendes la impoRtancia del metabolismo en las células.RefeRencias documentales.anexos.

Bloque V:analizas las Rutas catabólicas de la RespiRación celulaR.RefeRencias documentales.anexos.

Bloque Vi:compRendes el pRoceso de la fotosíntesis como la maquinaRia paRa tRansfoRmaR la eneRgía luminosa.RefeRencias documentales.anexos.

5

7

11134143

47497879

8789

122123

127129151153

157159194195

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223255257

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > BIOQUÍMICA 3


→presentaciÓn

en el Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca nos queda claro que la educación de calidad es una exigen-cia de las y los estudiantes de la sociedad de México para

fortalecer la formación integral y contribuir a la transforma-ción, desarrollo y solución de sus problemas, en el marco de su contexto comunitario, académico y laboral.

La consolidación de la Reforma Integral de la Educación Media Superior es la tarea toral que nos ocupa para construir nuevos horizontes educativos, acordes a los tiempos de este nuevo milenio, que nos permitan estar a la vanguardia y en-frentar los retos que la sociedad nos impone y ante los cuales debemos estar preparados.

Los esfuerzos que, para cumplir esos objetivos se han realizado en nuestra Institución, se reflejan en estas Guías Didácticas de Aprendizaje que hoy tenemos la satisfacción de poner en manos de la juventud que acude a nuestras aulas, no sólo para abrevar el conocimiento de la comunidad docen-te, sino para adquirir las herramientas que le permitan cons-truir su propio juicio y convertirse en forjadores de su destino.

Atendiendo de forma precisa los procesos de enseñanza-aprendizaje encauzados en contextos disciplinares, curricu-lares y sociales amplios, hoy por hoy, estas Guías permitirán al estudiantado, de manera individual, en equipos y de forma plenaria, discutir y reflexionar sobre actividades que redun-darán en la consecución de su aprendizaje, es decir, de sus competencias, para ampliar posibilidades como individuos in-mersos en circunstancias sociales y culturales particulares.

Este material está diseñado de tal forma que permitirá al docente ejercer su labor desde dos perspectivas: primero, enseñar para el cambio, para lo nuevo, incluso para lo des-conocido; enseñar a producir conocimientos no sólo a con-sumirlos. Segundo: enseñar para la transformación, para que la o el estudiante reflexione crítica y creativamente sobre los conocimientos que ha construido y que debe utilizar en el acontecer cotidiano, transformando positivamente su entor-no para encontrar mejores formas de vida.

Corresponde pues, al docente, revisar y replantear supues-tos teóricos y prácticas en el aula, de tal suerte que estimule de manera decisiva a sus estudiantes, para integrar a su educa-ción ingenio, creatividad y compromiso, porque hay que tener siempre presente que en la tarea docente, quien no evoluciona en la doble tarea de enseñar y aprender, no cambia nada.

El especialista y maestro en pedagogía, Porfirio Morán Oviedo, cita: “…La docencia no consiste únicamente en trans-mitir conocimientos, sino despertar en el estudiante el gusto y la alegría por aprender, crear en su alma un vínculo afectivo con los demás que le rodean; desarrollar al individuo desde adentro y entender que no se puede enseñar a las masas y en serie, porque todos son diferentes. La misión de la docencia es la de formar personas conscientes de su mundo y de lo que son capaces de hacer a favor de ese mundo. La verdade-ra docencia es aquella que propicia que el estudiante se forje la necesidad de aprender por su cuenta y que encuentre en el docente una guía, un acompañante de travesía para llegar al conocimiento y en el aula un espacio de encuentro, de inter-cambio, discusión y confrontación de ideas”.

Las herramientas están a la mano de todas y todos los que directa e indirectamente estamos involucrados en el pro-ceso educativo del Colegio; depende de nosotras y nosotros que las cosas cambien en la sociedad, elevando nuestro nivel educativo, acorde a los tiempos, de forma tal que contribuya-mos a que Oaxaca crezca y se desarrolle tanto en lo social, económico y cultural, siempre avanzando y encontrando nue-vas perspectivas en el horizonte para anteponer a la zozobra un haz de luz, una luz de esperanza indispensable para que la humanidad pueda acceder a estadios elevados de paz, liber-tad y justicia social: la educación.

act. JosÉ germÁn espinosa santibÁÑeZdirector general


→introducciÓn

La presente Guía didáctica de aprendizaje de Bioquímica es un documento que organiza información acerca de los conteni-dos de una asignatura, orienta en relación a la metodología establecida y el enfoque del curso, además de ofrecer indica-ciones generales y actividades que apoyen al docente.

Es una propuesta metodológica orientada a apoyar al es-tudiante y al docente poniendo a su disposición un plantea-miento para la implementación en el aula, teniendo como referencia las unidades de competencia, así como los indica-dores de desempeño de los saberes requeridos de cada blo-que y diferentes estrategias didácticas para el abordaje de los mismos.

Es importante señalar algunas funciones básicas de la guía didáctica:

•Proporciona información sobre los indicadores de desem-peño y saberes requeridos de cada bloque del programa de estudio.

•Sugiere estrategias didácticas y de aprendizaje para lo-grar el desarrollo de conocimientos, habilidades, actitudes y valores en el alumno.

•Establece las unidades de competencia y los atributos de las competencias genéricas específicos por cada bloque que corresponden a la asignatura.

•Provee una orientación en relación al plan de evaluación continua.

La base para aplicar una didáctica centrada en el aprendi-zaje es reflexionar sobre cómo lograr que paulatinamente los estudiantes alcancen la competencia. Esto será el generador que propicie la selección de una secuencia lógica, graduada y generadora de actividades donde el principal actor sea el propio estudiante.

Se establece la información que deberá contener cada uno de los componentes como los propósitos y fines para los cua-les está estructurado este instrumento de apoyo al docente.

La guía didáctica es flexible, el docente podrá realizar ade-cuaciones a las actividades de acuerdo al contexto, siempre y cuando cumpla con la estructura pedagógica establecida.

BIENVENIDO (A) A TU CURSO DE BIOQUÍMICA

Foto: Oxfam Internationalhttp://www.flickr.com

BLOQUE I

reconoces al agua como la sustancia Vital

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > BIOQUÍMICAGUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > BIOQUÍMICA 13

→bloque i

sesiones: 3tiempo del bloque: 5 horas

competencias a desarrollar

» Utiliza herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su for-mación académica. » Confronta las ideas preconce-

bidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. » Analiza la composición, cambios

e interdependencia de la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno. » Utiliza herramientas y equipos

especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su for-mación académica. » Confronta las ideas preconce-

bidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. » Analiza la composición, cambios e

interdependencia de la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno. » Confronta las ideas preconce-

bidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. » Analiza la composición, cambios e

interdependencia de la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.

niVeles de conocimiento

» Conocimiento.

» Conocimiento.

» Comprensión.

obJeto de aprendiZaJe

» Estructura molecular del agua y sus propiedades fisicoquímicas.

» Funciones biológicas del agua: regulación térmica, trans-porte, disolven-te, ósmosis, medio de reacción.

» Distribución de agua en organismos: animales y plantas. » Balance

hídrico en humanos.

desempeÑos del

estudiante al concluir

el bloque

» Relaciona las propiedades fisicoquímicas y biológicas del agua con su estructura molecular.

» Identifica las funciones del agua en los proesos biológicos.

» Reconoce la importancia del agua para el mantenimiento de la vida.

instrumentos de eValuaciÓn

» Lista de cotejo.

reconoces al agua como la sustancia Vital

Hipotermia »Foto: UNC - CFC - USFK

http://www.flickr.com

apertura

BLOQUE I


desempeño del estudiante al concluir el bloque:Relaciona las propiedades fisicoquímicas y biológicas del agua con su estructura mo-lecular.

sesiÓn 1

MUere HOMBre pOr HIpOterMIa en OaXaCa 1 04 de enero de 2008

oaxaca.- Las temperaturas, históricamente bajas en el estado, derivadas del frente frío número 18, causaron la muerte de un hombre debido a hipotermia, en el muni-

cipio de Villa Hidalgo, Yalalag, en la Sierra Norte, informaron autoridades de Protección Civil.

De acuerdo al director de la Unidad Estatal de Protección Civil, el hombre tenía 56 años de edad y era originario de Tlahuitoltepec, en la zona de los mixes.

Acotó que el sujeto era un indigente al que las personas le daban de comer pero que vivía en las calles, y debido a las bajas temperaturas que se registraron en los últimos días, murió por hipotermia durante la madrugada de ayer, aunque su cadáver se encontró por la tarde.

“Es el primer deceso que se registra en Oaxaca a causa del frío”, puntualizó el funcionario, quien negó que hasta el momento se hayan presentado más casos de muertes por hi-potermia en el estado.

responde1. ¿Qué entiendes por hipotermia?

2. ¿Cuál es la temperatura corporal normal en el ser humano?

3. ¿Qué papel desempeña el agua en la regulación de la temperatura corporal?

1http://www.terra.com.mx/noticias/articulo/526418/Muere+hombre+por+hipotermia+en+Oaxaca.htm

lee

16

eL aGUa Y sUs prOpIeDaDes FIsICOQUÍMICas

densidadLa vida se inició en el agua alrededor de 3,500 millones de años con las primeras células procariotas.Las primeras formas de vida tuvieron oportunidad de crecer, adaptarse y evolucionar en un sistema líquido con tempera-turas adecuadas.

El agua representa en los organismos vivos más de dos tercios de su peso total.

El agua es líquida a una atmósfera de presión y tempera-turas entre 0 y 100 ºC, es incolora, inodora e insípida.

El agua en estado sólido tiene menor densidad que en es-tado líquido, esto permite que el hielo flote en el agua líquida.

polaridad y geometríaUna molécula de agua contiene dos pares de electrones enla-zantes y dos pares libres distribuidos alrededor del átomo de oxígeno conformando una estructura tetraédrica. Los dos pa-res de electrones libres tienden a alejarse lo más posible entre sí, obligando a que los dos pares de electrones enlazantes, re-duzcan su ángulo de separación, lo que obliga a deformar los ángulos del tetraedro regular, originando un ángulo H-O-H de aproximadamente 104.5º en la molécula de agua líquida.

Temperatura Fase Densidad del agua (1 atm de presión)4 ºC Líquida 1 g/mL0 ºC Líquida 0,99980 g/mL0 ºC Sólida 0,9168 g/mL

tabla 1 densidad del agua.

actividad 1

lee

La geometría del agua es angular y la distribución de los pares de electrones es tetraédrica.

desarrollo

Coloca las cargas parciales donde corresponda en el siguiente dibujo de la molécula de agua (δ+, δ+, δ−, δ−):


Une con una línea punteada los vértices de la molécula del agua.

La figura delineada corresponde a un:

a) triángulo

b) cuadrilátero

c) tetraedro

d) romboide

actividad 2

»Foto: Vince Garcia, architekt2http://www.flickr.com

18

Realiza un esquema de dos moléculas de agua, unidas a través de puentes de hidrógeno, donde el hidrógeno de una molécula esté unido al oxígeno de la otra.

Cada oxígeno puede atraer dos hidrógenos de diferentes moléculas de agua. Dibuja tres moléculas de agua para demostrar la formación de dos puentes de hidrógeno.

lee

actividad 3

disolventeLa polaridad de la molécula del agua está relacionada con las propiedades de disolvente universal de compuestos co-valentes iónicos y polares.El agua forma puentes de hidrógeno con compuestos polares.


lee

Vesículas pulmonares y sus alvéolos total-mente resvestidos por vasos sanguíneos.http://hraposo.no.sapo.pt/alveolos0.jpg

tensión superficialEl agua tiene una tensión superficial elevada (a 20 °C, es decir 0,0736 N/m [Newton/metro]), esto hace que en los procesos biológicos se utilicen sustancias emulsificantes para modifi-carla, por ejemplo:

» La presencia de proteínas disminuye la tensión superficial del agua en capilares y células, lo que facilita el intercambio de sus-tancias entre los tejidos.

» El epitelio de los alvéolos secreta una sustancia tensoactiva que disminuye la tensión superficial de los líquidos que los envuelven, de lo contrario, se limitaría la expansión y el intercambio de gases.

constante de ionización y pHLa pequeña masa del átomo de hidrógeno y dado que su úni-co electrón se halla fuertemente retenido por el átomo de oxígeno, explica la tendencia limitada del ion de hidrógeno a disociarse del átomo de oxígeno al que se halla unido cova-lentemente en una molécula de agua. Al realizar medidas de conductividad eléctrica en un litro de agua pura a 25°C, exis-ten 1x10-7 moles /L de H+ y 1 x10-7 moles/L de OH-.

La disolución iónica del agua es un proceso de equilibrio: H2O ←→ H+ + OH-

Para el cual podemos escribir la constante de equilibrio:Keq = [H+] [OH-] / [H2O]

La concentración del agua pura es muy elevada (55.5 M) y no cambia significativamente por ligerísima ionización. La cons-tante de equilibrio se simplifica con la expresión siguiente:

55.5 Keq = [H+] [OH-]

Y el término 55.5 Keq se sustituye por una constante global denominada constante del producto iónico del agua Kw:

Kw = [H+] [OH-]

A 25 ºC, el valor Kw = 1 x 10-14 se mantiene constante en di-soluciones diluidas, aún cuando haya presencia de diferentes aniones y cationes. Así, el producto iónico del agua, [H+] [OH-] se mantiene constante si disminuye la concentración de iones H+, por lo que tiende a aumentar la concentración de iones OH- y viceversa.

20

actividad 4

[H+] pH [OH-] Concentración Concentraciónmolar molar

1 0 1 x 10-14

0.1 1 x 10-13

0.01 1 x 10-12

0.001 1 x 10-11

0.0001 1 x 10-10

1 x 10-5 5 1 x 10-9

1 x 10-6 1 x 10-8

1 x 10-7 1 x 10-7

1 x 10-8 1 x 10-6

1 x 10-9 9 1 x 10-5

1 x 10-10 0.0001

1 x 10-11 0.001

1 x 10-12 0.01

1 x 10-13 0.1

1 x 10-14 1

escala de pH

Completa la siguiente tabla.

La concentración molar de H+ y OH- se mide de forma in-directa a través de escalas denominadas pH y pOH.

Aunque tradicionalmente se emplea el símbolo H+, debe recalcarse que en el agua no existen “protones desnudos”, se hallan solamente en forma hidratada H3O

+.H3O

+ ion hidronio OH- ion hidroxilo

»http://static.naukas.com/media/2012/05/Escala-del-pH.png

BLOQUE I


LÍQUIDO pH (valores Ácido, básico de referencia) o neutro

Plasma sanguíneo 7.4

Líquido intersticial 7.4

Líquido intracelular 5.5 - 6.9

Jugo gástrico 1.5 - 3

Bilis 7.6 - 8.6

Leche humana 7.4

Saliva 6.4 - 7

Orina 5-8

Lágrima 7.4

Semen 7.5

Fluidos vaginales 4.4 - 4.6

Sudor corporal 5.5

Determina si las siguientes disoluciones corporales hu-manas (datos aproximados), son ácidas, básicas o neu-tras, tomando como referencia que el pH neutro es de 7.

Ácidos y basesEl pH representa el logaritmo de la concentración de iones H+ multiplicado por el signo (-). Si el valor se encuentra 0<pH<7 la disolución es ácida; si el valor se encuentra 7<pH < 14 la disolución es básica.

actividad 5

lee

Úlcera gástrica. »Fotógrafo: timtak

www.flickr.com

22

Sustancia Constante dieléctrica (D)

Agua 80.4

Etanol 24.3

Acido acético 6.15

tabla 2. constante dieléc-trica de algunas sustancias

Realiza un esquema que muestre 4 moléculas de agua que rodeen a un anión (Cl-) disuelto.

calor específico y calor latenteCalor específico H2O = 1 cal/(g ºC). Este valor significa que hay que suministrar una caloría para que un gramo de agua eleve su temperatura en un centígrado.

constante dieléctricaEl agua es un buen conductor de la electricidad cuando tiene iones en disolución. La conductividad del agua en estado sóli-do es 1 x 103 veces menor que en su fase líquida.

La constante dieléctrica (D) del agua es elevada en com-paración con otros compuestos que poseen enlaces covalen-tes polares, de ahí otro factor para que, por ejemplo, las sales se conviertan en sus aniones y cationes al disolverse:

NaCl (Disuelto en agua) → Na+ + Cl-

La constante D es una medida de la capacidad para ais-lar partículas de cargas contrarias. De acuerdo a la Ley de Coulomb, la fuerza de atracción F es inversamente propor-cional al valor D, de tal manera que un valor alto de D, dismi-nuye la atracción entre dos partículas y viceversa:

F = (Q+) (Q-) /Dr2

lee

lee

actividad 6

BLOQUE I


leeViscosidadLa viscosidad es una propiedad fisicoquímica que mide la re-sistencia interna al flujo de una sustancia (resistencia al es-fuerzo cortante). La viscosidad de un líquido se mide por el tiempo en que tarda en fluir éste a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Las unidades con que se mide en el Sistema Internacional son Ns/m2. La viscosidad del agua a 25 ºC 0.890 x 10-3 Ns/m2.

¿Qué cantidad de calor se tiene que perder para que 500 gramos de agua líquida a 0 ºC (aproximadamen-te 500 ml) se conviertan en hielo?

¿Qué cantidad de calor gana un sistema termodinámico que contiene 200 gramos de agua a 25 ºC, cuando eleva su temperatura a 30 ºC?

Calor latente de fusión H2O = 80 calorías/g. Para que 1 g de agua en estado sólido a 0 °C cambie a líquido, se necesitan 80 calorías.

Calor latente de vaporización H2O = 540 calorías/g. Para que 1g de agua cambie de líquido a vapor a 100 ºC, se necesi-tan 540 calorías.

¿Qué cantidad de calor se necesita para que 200 gramos de agua líquida (aproximadamente 200 ml) a 100ºC se conviertan en vapor?

responde

24

Na+

( )

( )

( )

( )

( )

( )

1.http://i317.photobucket.c o m /a l b u m s /m m 4 0 0 /Georidas/Maceta%20An-tisequia%2001b/capilari-dad2.jpg2.http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/ 1bachillerato/animal/ima-genes/nervio/sinaptic.gif3.http://www.fluidos.bra-vehost.com/tens/tens.jpg4.http://estaticos02.cache.el-mundo.net/elmundosa-lud/fichas/imagenes/hipo-termia.gif

A.- Fuerzas de adhesión y capilaridad.B.- Conductividad eléctrica.C.- Solvatación o hidratación, efecto de la constante dieléctrica.D.- Tensión superficial.E.- Calor específico.F.- Enlace por puente de hidrógeno, dipolo permanente-dipolo permanente.

Relaciona las figuras con las propiedades fisicoquímicas del agua.

3

1

4

2

actividad 7

BLOQUE I


cierre

Propiedad fisicoquímica del agua Importancia en los sistemas vivos

1.- Organízate por equipos y enlista 5 propiedades fisi-coquímicas del agua.

2.- Escribe un ejemplo que denote de cada una de ellas su importancia o influencia en los sistemas vivos. Esta actividad se evaluará con una lista de cotejo. anexo 1

El agua en las medusas, puede alcanzar el 98% de su peso. »Foto: Dave.Patrick

http://www.flickr.com

apertura

BLOQUE I


desempeño del estudiante al concluir el bloque:Identifica las funciones del agua en los pro-cesos biológicos.

sesiÓn 2

lee

¿Cuál es la finalidad de practicar la diálisis en los pacientes con insuficiencia renal?

DIÁLIsIs

la diálisis es un método de depuración extra renal de las impurezas de la sangre que no se pueden eliminar por vía urinaria. Consiste en el movimiento de solutos (io-

nes, urea, creatinina, ácido úrico, entre otros) y de solventes (agua) a través de los poros de una membrana semipermea-ble aplicando los fenómenos de difusión, ósmosis y filtración.Cuando una persona ha perdido el 90% de la función renal, se le considera un enfermo de insuficiencia renal crónica. Para este caso existen dos tipos de diálisis: la hemodiálisis (a tra-vés de la sangre) y la diálisis peritoneal (a través del peritoneo abdominal).

La diálisis peritoneal elimina las toxinas del organismo por medio de una membrana que recubre los órganos de la cavidad abdominal llamada peritoneo. En este tipo de diálisis, se introducen en la cavidad peritoneal soluciones especiales (solución dializadora glucosada al 1.5 y al 2.5 %) a través de un catéter que contribuye con la eliminación de las toxinas, se mantiene ahí por un lapso de tiempo (6 a 8 horas) y luego son drenadas a través del mismo catéter. Este tipo de diálisis pue-de hacerse desde la casa, pero debe realizarse todos los días.

En la hemodiálisis, la sangre pasa a través de un aparato que realiza el filtrado. La mayoría de los pacientes se some-ten a hemodiálisis durante 3 sesiones cada semana y cada sesión dura de 3 a 4 horas. En cuanto a su efectividad, ambos sistemas son iguales.

Antes de realizar una diálisis es fundamental controlar: la presión sanguínea, la temperatura, la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, el peso, hacer una evaluación del tórax y un examen del acceso venoso.

responde

Hemodiálisis. »Fotógrafo: jimforest

www.flickr.com

28

desarrollo

Comenta tus respuestas en sesión plenaria.

FUnCIOnes DeL aGUa en LOs prOCesOs BIOLÓGICOs

el agua es la biomolécula más abundante en los seres vi-vos. Las formas de vida acuática y terrestre presentan gran cantidad de agua en su composición, por ejemplo

en las medusas, puede alcanzar el 98% del peso total del ani-mal y en la lechuga, el 97% de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras es-tructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen menor cantidad de agua en su composición.

La mayoría de los organismos unicelulares se desarro-llan en un ambiente acuoso y cuentan con una membrana semipermeable que permite el paso del agua al interior y al exterior del organismo.

En las células de las plantas y los animales ocurre un pro-ceso muy similar y además, el agua ayuda a que se metabolicen las grasas, los carbohidratos, las proteínas, las sales y otras moléculas esenciales que se encuentran en el citoplasma.

agua como disolventeEl agua es un compuesto con enlaces covalentes polares. Tiene una capacidad excepcional de disolver sustancias presentes en los organismos vivos; puede disolver sustan-cias iónicas como sales, polares como carbohidratos y anfi-páticas como los fosfolípidos que poseen grupos polares y no polares, forma micelas coloidales, por lo cual se le considera como el disolvente universal.

¿Qué función desempeñan los riñones?

¿Qué relación tiene el agua con el proceso de diálisis?

lee

BLOQUE I


Completa el dibujo para que dé secuencia al fenómeno de ósmosis que se realizaría al poner en contacto dos disoluciones con diferente concentración de soluto.

El agua disuelve y transporta las sustancias necesarias para la nutrición celular y muchas sustancias tóxicas que produce el organismo como parte de su metabolismo, las cuales son excretadas a través de la orina y el sudor.

Las raíces de las plantas solamente absorben los nutrien-tes del suelo cuando estos se encuentran disueltos en agua.

ÓsmosisLas membranas de los seres vivos, permiten el paso del agua a través de ellas. Cuando una solución de mayor concentra-ción se halla de un lado de una membrana semipermeable (permite el paso de agua pero no de solutos) y otra de menor concentración en el lado opuesto, se crea una presión osmó-tica a través de la membrana. El agua pasa entonces del lado de menor concentración al de mayor concentración y diluye la solución hasta que las concentraciones de solutos en ambos lados de la membrana se igualan.

actividad 1

30

Sustancia Fórmula Masa Moles Equivalentes Osmoles

Cloruro de sodio NaCl 58.5 1 2 (Na+ y Cl-) 2

Cloruro de calcio CaCl2 111.0 1 3 (1 del Ca2+ y 2 del Cl-) 3

Glucosa C6H12O6 180.0 1 1( C6H12O6) 1

tabla 3. relación entre diversas unidades de medidas

La presión osmótica es la fuerza por unidad de área que debería aplicarse a la disolución de mayor concentración para impedir el flujo del disolvente (agua, en fluidos biológi-cos) a través de una membrana semipermeable.

La ósmosis y el valor de la presión osmótica dependen directamente de la cantidad de partículas disueltas (molécu-las, átomos o iones), independientemente de su masa, carga eléctrica, número de oxidación o fórmula química. Esto se debe a que un mol de cualquier sustancia contiene el mismo número de partículas o moléculas, independientemente de su peso. Si una molécula en solución se disocia en dos o tres partículas (tabla 3), la presión osmótica se incrementa, por ejemplo, una disolución que contiene 1 mol de soluto no ioni-zable originará un mol de partículas osmóticamente activas, que equivaldrá en el Sistema Internacional a un osmol.

Permeabilidad de una bicapa de fos-

folípidos frente a distintas sus tancias.

Curtis BARNES SCHENEK MASSARINI. Biología. Edito-rial Panamericana Séptima

Edición.Madrid, España. 2008.P. 63.

BLOQUE I


actividad 2

http://inakiresa.files.wordpress.com/2010/09/osmosis.jpg

¿sabías quÉ?

En el estado de Oaxaca, en el municipio de Chahuites, perteneciente al Istmo de

Tehuantepec, la gente que se dedica a la siembra de frutas, tales como

sandía y melón, sufre grandes pérdidas cuando la humedad

ambiental se incrementa, pues las frutas se “revientan”. Este fenómeno

es un ejemplo de los efectos de la ósmosis en la naturaleza.

http://www.freshplaza.es/images/2008/0325/San-dia_2006-2007_033.jpg

Relaciona la imagen con el texto correspondiente de acuerdo con el principio de la ósmosis.

En cada vaso de precipitados se colocaron glóbulos rojos y disoluciones con diferente concentración de soluto

La disolución en donde se colocaron las células es hipertónica en relación al líquido intracelular: mayor concentración de partículas de soluto en la disolución que en el interior de la célula.Osmolaridad de los glóbulos rojos: 320 miliosmol/LOsmolaridad de la disolución: 520 miliosmol/L

La disolución en donde se colocaron las células es iso-tónica en relación al líquido intracelular: la concentra-ción de partículas de soluto en la disolución es la mis-ma que en el interior de la célula.Osmolaridad de los glóbulos rojos: 320 miliosmol/LOsmolariadad de la disolución: 320 miliosmol/L

La disolución en donde se colocaron las células es hi-potónica en relación al líquido intracelular: menor con-centración de partículas de soluto en la disolución que en el interior de la célula.Osmolaridad de los glóbulos rojos: 320 miliosmol/LOsmolaridad de la disolución: 120 miliosmol/L

( )

( )

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32

Después de haber realizado todas las actividades de esta sesión, com-pleta el siguiente crucigrama, colocando los siguientes conceptos en el lugar correspondiente: reacciones químicas, microorganismos, desarrollo, sales, iónicas, fosfolípidos, polares, disolvente, orina, transporte, sangre, solución hipertónica, solución hipotónica, agua, ósmosis.

cierre

Horizontales

1.- Es la fuerza por unidad de área que impide el paso de disolvente a través de una membrana semipermeable.2.- Membrana semipermeable que en-vuelve la mayor parte de los órganos del abdomen.3.- Órgano de excreción que filtra la sangre del aparato circulatorio y elimi-na residuos metabólicos.4.- La estructura de las membranas ce-lulares está conformada por proteínas y :

Verticales

5.- Compuesto orgánico cuya fórmula es CO(NH2)2 que se encuentra abundantemente en la orina y se forma principal-mente en el hígado.6.- Método de depuración sanguínea donde se aplican los fe-nómenos de difusión, ósmosis y filtración.7.- Paso de un disolvente a través de una membrana semi-permeable para equilibrar concentraciones de soluto.8.- Cuando una disolución tiene mayor concentración de so-luto, con respecto a otra, y se encuentra separada por una membrana semipermeable, se dice que es una disolución:9.- Unidad que mide la presión osmótica en una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración de soluto.10.- Compuesto orgánico cuya excreción es de interés bioquí-mico y médico, ya que su cuantificación en el suero sanguíneo es un modo simple de monitorear la función renal.

»Fotógrafo: Ambrowww.freedigitalphotos.net

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BLOQUE I


aperturadesempeño del estudiante al concluir el bloque:Comprende la importancia del agua para el mantenimiento de la vida.

sesiÓn 3

OBserVa Las sIGUIentes IMÁGenes:

Lechuga

Tracto Urinario

Planta marchita Retención de líquidos

Sudor Medusa

1

4

3

6

2

5

»1.Fotógrafo: zenobia_joyhttp://s3.amazonaws.com/2.http://3.bp.blogspot.com/-E8DdsFNCftE/TnqWj8cR-mI/AAAAAAAABXI/eCBxF1YaB04/s1600/retencion-de-liquidos%252B.jpg »3.Fotógrafo: nuttakit

http://www.freedigitalphotos.net4.http://www.cloudave.com/wordpress/wp-content/uploads/HLIC/c80fbadc0f6904f86c2c5c42228a1b98.jpg »5.Fotógrafo: francesca.sara

http://s3.amazonaws.com6.http://www.aurorahealthcare.org/yourhealth/healthgate/

34

desarrollo tabla 4. porcentaje de agua en el ser humano y algunos animales.

% agua en masa (valores aproximados)Medusa 98%Insectos 40%Peces 65-80%Embrión humano*(de 2 a 4mm) 94%Lactante 1- 6 meses 83%Niño 1-10 años 70-80%Humano adulto delgado*(promedio) 65%Humano adulto obeso*(promedio) 50%Tercera edad* 47%

lee

»*Datos obtenidos de Pacheco Leal. Bioquímica médica. Editorial Limusa. México: 2006. P.44

1. ¿Qué porcentaje del peso corporal de una persona adulta es agua?

2. ¿Qué sucede en el organismo con el agua que consumimos?

3. ¿Qué cantidad de agua necesitamos consumir al día?

4. ¿Qué tejido tiene mayor cantidad de agua en nuestro cuerpo?

5. ¿A través de qué estructuras absorben el agua las plantas?

6. ¿Todas las plantas tiene la misma proporción de agua?

responde

eL aGUa, COMpOnente esenCIaL De LOs seres VIVOsel agua en los animales y en los seres humanos.En los animales, del 60 a 90% de su peso está formado por agua, observán-dose casos extremos como la medusa de mar y algunos insectos que alcanzan hasta más del 95%.

En general, en los animales se lle-van a cabo procesos similares a los que se efectúan en los seres humanos, como se presenta en la siguiente tabla:

BLOQUE I


actividad 1

lee

resuelve el siguiente ejercicio:

Un joven estudiante de 1.70 m de estatura tiene una masa corporal de 70 kg. Calcula la cantidad de agua en kilogramos que posee en su organismo si se considera que el 70 % de su masa es agua.

distribución del agua en el cuerpo humanoLa proporción de agua en los seres humanos varía de acuerdo a la complexión física, un adulto delgado tiene hasta el 70 %, mientras que una persona obesa tiene el 50 % aproximada-mente. Como valor promedio, podemos determinar que el adulto de complexión media tiene un 60 % de agua del total de su peso corporal y ésta, se encuentra distribuida en dos grandes compartimientos:

1. El compartimiento intracelular (40 % de peso corporal) contiene las dos terceras partes del total y es ahí donde se llevan a cabo los procesos metabólicos con la participación de enzimas disueltas.

2. El compartimiento extracelular. Es el medio ambiente inmediato a la célula, contiene casi un tercio del agua total y se distribuye entre plasma (5 % del peso corporal) y líquido intersticial (15 % del peso corporal).

36

actividad 2

Agua corporal total60% de la masa total de agua corporal

_________________ kg

Intracelular2/3 de la masa total de agua corporal

_________________ kg

Extracelular1/3 de la masa total de agua corporal.

_________________ kg

Intersticial

____________ kg

Plasma

__________ kg

balance del agua en el cuerpo humanoEn condiciones normales el ingreso de agua al cuerpo es de dos a dos litros y medio diarios y proviene de tres fuen-tes principales: el agua visible, unos 1200 mL en condiciones normales (agua bebible o alimentos líquidos); el agua oculta que forma parte de los propios alimentos (verduras, frutas), cerca de 1,000 mL al día y el agua de oxidación (metabólica), la cual con una dieta mixta normal es de unos 300 mL por día, producida por la unión de hidrógenos provenientes del meta-bolismo en los procesos oxidativos y el oxígeno respiratorio.

excreción del aguaLas principales vías de eliminación del agua son la urinaria (riñón) con una eliminación de entre 1,200 a 1,500 mL por día, perdidas insensibles (sudoración y respiración) 1,000 a 1,200 ml por día, y fecal, 100 mL diarios aproximadamente

lee

Completa el siguiente diagrama, referente a la distri-bución del agua en el cuerpo de un individuo de 70kg de peso con el 60% de agua del total de su masa corporal.

BLOQUE I


Ingresos normalesAgua metabólica 300 mLAgua pura 200 mLAgua de bebidas 1,000 mLAgua en alimentos sólidos 1,000 mLTotal 2,500 mL

Pérdidas normalesVía pulmonar 700 mLVía cutánea 200 mLVía renal 1,400 mLVía digestiva 200 mL 2,500 mL

En una persona adulta en condiciones normales de salud, sus riñones filtran aproximadamente 180 a 200 litros de san-gre al día, de éstos, únicamente de 1 a 1.5 litros se convierten en orina, a través de la cual se eliminan sustancias tóxicas para nuestro organismo, como algunos productos nitrogena-dos, como la urea y creatinina.

actividad 3

¿Qué sucedería si no consumimos agua?

¿Por qué una persona puede vivir más tiempo sin consumir alimentos que sin consumir agua?

¿Por qué los médicos recomiendan tomar de 1.5 a 2 litros de agua, si el requerimiento diario es de 2 a 2.5 litros?

Organízate en equipos, contesta las siguientes pregun-tas, y en plenaria, compara tus respuestas:

»Información obtenida de Laguna José, Bioquímica. Editorial El manual moderno. México: 2002 »Datos obtenidos de Pacheco Leal, Bioquímica médica. Editorial Limusa. México: 2006

Valores medios sobre los ingresos y pérdidas normales de agua por día, en un ser humano

38

trabajo independiente

actividad 4

Tejido-órgano % m de agua

Plasma

Intestino

Riñón

Hígado

Piel

Esqueleto

Tejido adiposo

Tejido nervioso

Cerebro

Esqueleto

Corazón

Músculo

Hígado

se sugiere consultar:Laguna José, Bioquímica de Laguna. Edito-rial El manual moderno. México, 2002. p 44.

http://www.facmed.unam.mx/publicacio-nes/libros/pdfs/laguna_41-56.pdf

>>Investiga los porcentajes de agua en diferentes órga-nos y tejidos del cuerpo humano, así como los porcen-tajes de agua en diferentes vegetales y frutos.>>Trae para la siguiente clase, recortes de revistas, pe-riódicos, información de internet o láminas, relacionados con las partes del cuerpo humano: sistemas, órganos.

Recupera la información del trabajo independiente, organí-zate en equipos y completa la siguiente tabla:

BLOQUE I


distribución de agua en los vegetalesLa circulación del agua en los vegetales cumple la función de transportar nutrientes y otras sustancias como las sales minerales, se realiza de un modo peculiar diferente al de los animales. El agua es absorbida por la raíz, a nivel de los pelos radiculares y circula hacia las hojas por los vasos leñosos.

El agua se mueve en el interior de la planta siguiendo las diferencias de potencial hídrico. Así el agua viaja desde las zo-nas con mayor potencial hídrico hacia las zonas con menores potenciales. Una planta en un suelo óptimo absorbe agua por las raíces, ésta viaja por el xilema (sabia bruta), hasta llegar a las hojas donde se evapora y pasa a la atmósfera, la cual tie-ne un potencial hídrico realmente bajo. Este proceso se llama transpiración. De esta manera la mayoría del agua absorbida por la planta es evaporada en las hojas. Estas fuerzas de eva-poración crean una tensión negativa que es la que “tira” del agua hacia las ramas superiores, ya que el proceso de capi-laridad no es suficiente para llevar el agua a varios metros de altura. Por último, existe otra fuerza que hace subir el agua por el xilema de la planta, es una presión positiva ejercida por la raíz que absorbe agua activamente, gracias a la absorción de sales minerales.

lee

actividad 5

Planta-fruto % en peso de agua, referido al total de la planta o fruto

Árbol leñoso

Planta acuática

Tomate

Manzana

Melón

Patata

Recupera la información del trabajo independiente, or-ganízate en equipos y completa la siguiente tabla:

»Fotógrafo: mitch59www.flickr.com

40

Esta actividad se evaluará con la lista de cotejo del Anexo 2.

Organízate en equipos y elabora un mapa mental sobre la distribución normal promedio del agua corporal en los seres humanos, así como sus for-mas de ganancia y pérdidas, expresadas en porcentajes en masa. Toma en cuenta la información proporcionada en el bloque. Escribe tus conclusiones.

cierre

FUENTES DOCUMENTALES

bibliogrÁficas

PACHECO LEAL. Bioquímica médica. Editorial Limusa. Méxi-co: 2006. P.44LAGUNA, José. Bioquímica de Laguna. Editorial El manual moderno. México: 2002. P.45

digitogrÁficas

http://www.kidney.org/atoz/pdf/hemodialysis_sp.pdf http://www.salutia.com.ar/Sitio/Sp/Servicios/Aplicaciones/Tutoriales_Pacientes/Tutorial_Paciente_Dialisis.swfhttps://www.healthinfotranslations.org/pdfDocs/Hemodialy-sis_SP.pdfhttp: //w w w.ucla.edu.ve/dmedicin/DEPARTAMEN-TOS/fisiologia/Fisiolog%C3%ADa%20del%20Tejido%20Sangu%C3%ADneo.ppthttp://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/compi/res031ssa299.pdfhttp://www.terra.com.mx/noticias/articulo/526418/Muere+hombre+por+hipotermia+en+Oaxaca.htmhttp://www.facmed.unam.mx/publicaciones/libros/pdfs/la-guna_41-56.pdf


ANEXOS


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No. Criterios Registro de Observaciones Cumplimiento Sí No NA1 El listado corresponde a propiedades fisicoquímicas del agua.2 Los ejemplos y las explicaciones corresponden a su importancia en los seres vivos.3 La interpretación de las propiedades fisicoquímicas en cuanto a su magnitud son las correctas en los ejemplos dados.

lista de cotejo de las propiedades fisicoquímicas del agua y su importancia en los seres vivos.

No. Criterios Registro de Observaciones Cumplimiento Sí No NA1 El mapa mental tiene un título que hace referencia al tema de manera global. 2 Se presentan imágenes de todas las partes del cuerpo humano consideradas en la tabla 1.3 En cada imagen se describe el porcentaje de agua involucrado en dicha parte del cuerpo.4 Los porcentajes corresponden con valores promedios reportados en la bibliografía.5 El trabajo tiene limpieza y adecuada presentación.

lista de cotejo del mapa mental de la distribución del agua en el cuerpo humano.

ANEXO 1

ANEXO 2

Documents

Bioquimica cobao