B04 Biomoléculas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Bioelementos, agua y sales minerales

Apoyo original para la familia de preguntas de los modelos de 2025 y 2026. No reproduce preguntas oficiales ni garantiza el próximo examen. Es un modelo introductorio: las excepciones que importan en el examen se señalan en el texto.

Bases

Los bioelementos son los elementos químicos que forman la materia viva. En los temarios de acceso se agrupan así (es una clasificación didáctica, no una ley química):

• Primarios: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Forman la mayor parte de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
• Secundarios: por ejemplo calcio, sodio, potasio, cloro y magnesio; abundan menos, pero son imprescindibles (huesos, impulso nervioso, contracción muscular).
• Oligoelementos: se necesitan en cantidades muy pequeñas, como el hierro de la hemoglobina o el yodo de las hormonas tiroideas.

El carbono es el que caracteriza a las biomoléculas orgánicas: forma cadenas y anillos estables con otros carbonos y con H, O y N. Las biomoléculas inorgánicas son el agua, las sales minerales y gases como el O₂ o el CO₂. Por eso el cloruro sódico (NaCl) es inorgánico aunque esté en todos los seres vivos.

Agua. Cada molécula es polar: el oxígeno tiene carga parcial negativa y los hidrógenos, positiva. Entre moléculas vecinas se forman puentes de hidrógeno. De ahí salen sus propiedades: buen disolvente de sustancias polares e iónicas, cohesión y adhesión (capilaridad), gran capacidad para absorber calor sin cambiar mucho de temperatura (regula la temperatura) y hielo menos denso que el agua líquida.

Sales minerales. Pueden estar precipitadas, con función estructural (las sales de calcio de huesos y dientes), o disueltas como iones. Los iones disueltos regulan el pH mediante sistemas tampón (en la sangre, el tampón ácido carbónico/bicarbonato mantiene el pH cerca de 7,4), intervienen en el equilibrio osmótico y en procesos como el impulso nervioso.

Pistas en el test

• «Biomolécula no orgánica» o «inorgánica»: agua, sales o gases. Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos son orgánicas.
• «Enlace entre moléculas de agua»: puente de hidrógeno. El enlace covalente está dentro de cada molécula (O–H).
• «Regular el pH»: sales disueltas (tampones). Almacenar energía es propio de glúcidos y lípidos; transportar oxígeno, de la hemoglobina.

Ejemplo razonado

Enunciado (propio): «Explica por qué el agua amortigua los cambios de temperatura de un organismo y por qué las sales disueltas son necesarias aunque no aporten energía».

Para calentar el agua hay que romper parte de sus puentes de hidrógeno, y eso absorbe mucha energía; por eso su temperatura cambia poco aunque reciba o pierda calor, y el cuerpo, formado mayoritariamente por agua, se comporta igual. Las sales no se usan como combustible: sus iones disueltos mantienen el pH dentro de márgenes estrechos gracias a los tampones y ayudan a regular el paso de agua entre compartimentos. Su papel es de regulación, no energético.

Ahora tú

Clasifica como orgánica o inorgánica y justifica con una frase: glucosa, bicarbonato disuelto en la sangre, colesterol, agua y fosfato cálcico del hueso.

Errores y criterio

No confundas el enlace covalente interno del agua con los puentes de hidrógeno entre moléculas. Las biomoléculas orgánicas estudiadas aquí se basan en carbono; contener carbono no basta: CO₂ y bicarbonato se clasifican como inorgánicos. Es una guía para estos ejemplos, no una definición química universal por presencia de cadenas o anillos. Criterio: nombra el tipo de biomolécula, el rasgo químico que lo justifica y una función concreta.

Razonar un modelo sin clave oficial: entre las opciones C, S, P y N, el carbono es defendible por la composición corporal habitual. Que no aparezca el oxígeno no basta para invalidar una selección entre esas opciones. El orden global de abundancia cambia si se mide por masa o por número de átomos, pero eso no demuestra un empate entre esas cuatro alternativas. No se dispone aquí de una clave oficial publicada: esta explicación científica no le atribuye una letra oficial al examen.

Repasa en Memorizar: agua y sales. Fuentes en inglés: OpenStax Biology 2e 2.2: Water (nueva pestaña) y OpenStax Anatomy and Physiology 2e 2.1: Elements and Atoms (nueva pestaña).

Glúcidos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos

Apoyo original para la familia de preguntas de los modelos de 2025 y 2026. No reproduce preguntas oficiales ni garantiza el próximo examen. Es un modelo introductorio: las excepciones que importan en el examen se señalan en el texto.

Bases

Los glúcidos (hidratos de carbono) están formados por C, H y O. Se ordenan por tamaño:

Anillos. En disolución, la glucosa forma un anillo de seis átomos (cinco carbonos y un oxígeno). La fructosa suele representarse con un anillo de cinco átomos. Maltosa y sacarosa no son monosacáridos: son disacáridos.

Polisacáridos de glucosa. Almidón, glucógeno y celulosa están hechos de glucosa, pero difieren en el tipo de enlace y en la ramificación. El glucógeno es la reserva de glucosa en animales: se almacena sobre todo en hígado y músculo y está muy ramificado. El almidón es la reserva vegetal (amilosa sin ramificar y amilopectina ramificada). La celulosa forma la pared de las células vegetales; sus enlaces β no pueden romperlos las enzimas digestivas humanas.

Método para la pregunta corta

1. Familia: di que son glúcidos y qué elementos los forman.
2. Nivel: clasifica cada molécula (mono-, di- o polisacárido).
3. Similitudes: qué unidad comparten.
4. Diferencias: número de unidades, enlace y ramificación.
5. Función: una función concreta para cada una.

Ejemplo resuelto: glucosa, lactosa y glucógeno

Enunciado (propio, de la misma familia): «Indica a qué grupo de biomoléculas pertenecen la glucosa, la lactosa y el glucógeno, compara su estructura y explica su función».

1. Las tres son glúcidos, formados por C, H y O.
2. La glucosa es un monosacárido de seis carbonos (hexosa) que en agua forma un anillo. La lactosa es un disacárido: una glucosa y una galactosa unidas por un enlace O-glucosídico. El glucógeno es un polisacárido formado por muchas glucosas en cadenas muy ramificadas.
3. Similitud: las tres contienen glucosa. Diferencias: una, dos o miles de unidades; la lactosa incluye además galactosa; el glucógeno está ramificado.
4. Funciones: la glucosa es el combustible que las células oxidan en la respiración celular; la lactosa es el azúcar de la leche y aporta glucosa y galactosa al digerirse; el glucógeno es una reserva de glucosa animal. El glucógeno hepático ayuda a mantener la glucosa sanguínea; el muscular aporta combustible al propio músculo durante su actividad.

Ahora tú: otra combinación

Compara almidón, celulosa y sacarosa: grupo al que pertenecen, unidades que los forman, diferencias de estructura y función de cada uno.

Errores y criterio

• Decir que el almidón es la reserva animal: en animales es el glucógeno.
• Llamar monosacárido a la maltosa o a la sacarosa: son disacáridos.
• Confundir la lactosa (glucosa + galactosa) con la sacarosa (glucosa + fructosa).

Criterio de autoevaluación (orientativo, no es el baremo oficial): la respuesta está completa si nombra la familia, clasifica cada molécula, da al menos una similitud y una diferencia estructural y asigna una función correcta a cada molécula.

Repasa en Memorizar: glúcidos. Fuentes en inglés: OpenStax Biology 2e 3.2: Carbohydrates (nueva pestaña). Fuente adicional contrastada por Codex: Stanford: Glycogen (en inglés, nueva pestaña).

Lípidos: ácidos grasos, triglicéridos, fosfolípidos y esteroides

Apoyo original para la familia de preguntas de los modelos de 2025 y 2026. No reproduce preguntas oficiales ni garantiza el próximo examen. Es un modelo introductorio: las excepciones que importan en el examen se señalan en el texto.

Bases

Los lípidos son un grupo químicamente variado. Lo que los une es que son poco o nada solubles en agua (hidrófobos) y solubles en disolventes orgánicos. Por eso no se definen por una unidad repetida, como los glúcidos.

Ácidos grasos. Son cadenas de carbono e hidrógeno con un grupo carboxilo en un extremo. Son saturados si solo tienen enlaces simples entre carbonos: la cadena es recta y se empaqueta bien, por lo que las grasas ricas en ellos suelen ser sólidas a temperatura ambiente. Son insaturados si tienen uno o más dobles enlaces: la forma cis dobla la cadena, se empaquetan peor y suelen formar aceites. Las grasas «trans» también son insaturadas, pero su doble enlace no dobla la cadena de la misma manera.

El fosfolípido representado en la tabla es un glicerofosfolípido: no todos los fosfolípidos tienen un esqueleto de glicerol. Este modelo basta para relacionar su carácter anfipático con la bicapa.

Algunos temarios dividen los lípidos en saponificables (con ácidos grasos: triglicéridos, fosfolípidos, ceras) y no saponificables (sin ácidos grasos: esteroides). Es una clasificación útil para recordar la diferencia estructural.

Lipoproteínas. Como los lípidos no se disuelven en la sangre, viajan en partículas de lípidos y proteínas llamadas lipoproteínas. La HDL es una de ellas: transporta colesterol desde la sangre y los tejidos hacia el hígado. La HDL no es «otro colesterol» distinto; es el vehículo, y el colesterol que lleva es la misma molécula.

Método para la pregunta corta

1. Define lípido por su insolubilidad en agua.
2. Describe la estructura de cada molécula pedida (qué piezas la forman).
3. Señala la diferencia clave: ácidos grasos sí/no; anfipático o hidrófobo.
4. Relaciona estructura y función: hidrófobo y compacto → reserva; anfipático → bicapa; anillos → hormonas y membranas.

Ejemplo resuelto: ácidos grasos y triglicéridos

Enunciado (propio, de la misma familia): «¿A qué grupo pertenecen los ácidos grasos y los triglicéridos? Describe su estructura y su función».

1. Ambos son lípidos: moléculas hidrófobas, insolubles en agua.
2. Un ácido graso es una cadena hidrocarbonada con un grupo carboxilo en un extremo. Puede ser saturado (solo enlaces simples, cadena recta) o insaturado (uno o más dobles enlaces, cadena doblada en la forma cis).
3. Un triglicérido se forma al unir tres ácidos grasos a una molécula de glicerol mediante enlaces éster; en la reacción se liberan tres moléculas de agua.
4. Funciones: los ácidos grasos son piezas de triglicéridos y fosfolípidos y combustible que las mitocondrias oxidan. Los triglicéridos son la principal reserva de energía y se acumulan en los adipocitos; el tejido adiposo también aísla del frío y protege órganos.

Ahora tú: otra combinación

Explica a qué grupo pertenecen los fosfolípidos y los esteroides, cuál es la diferencia estructural entre ambos y qué función tiene cada uno en la célula. Pon el colesterol como ejemplo de esteroide.

Errores y criterio

• Decir que los esteroides contienen ácidos grasos: su estructura son anillos fusionados.
• Atribuir la bicapa a los triglicéridos: la forman los fosfolípidos porque son anfipáticos.
• Pensar que «insaturado» solo incluye la forma cis: las grasas trans también tienen dobles enlaces.
• Tratar HDL y LDL como dos clases de colesterol: son lipoproteínas que lo transportan.

Criterio de autoevaluación (orientativo, no es el baremo oficial): define lípido, describe las piezas de cada molécula pedida, marca la diferencia estructural y da una función correcta por molécula. Si te piden triglicéridos, fosfolípidos y esteroides a la vez, la tabla de arriba es la estructura de la respuesta.

Este bloque explica moléculas; no da recomendaciones de dieta ni interpreta análisis clínicos.

Repasa en Memorizar: lípidos. Fuentes en inglés: OpenStax Biology 2e 3.3: Lipids (nueva pestaña), OpenStax Anatomy and Physiology 2e 24.3: Lipid Metabolism (nueva pestaña) y NHLBI: Blood Cholesterol (nueva pestaña). Fuente adicional contrastada por Codex: NCBI MeSH: Phospholipids (en inglés, nueva pestaña).

Proteínas: aminoácidos, niveles de estructura y funciones

Apoyo original para la familia de preguntas de los modelos de 2025 y 2026. No reproduce preguntas oficiales ni garantiza el próximo examen. Es un modelo introductorio: las excepciones que importan en el examen se señalan en el texto.

Bases

Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Cada aminoácido tiene un carbono central unido a un grupo amino, un grupo carboxilo, un hidrógeno y una cadena lateral (grupo R) que le da sus propiedades. Los aminoácidos se unen mediante el enlace peptídico, entre el carboxilo de uno y el amino del siguiente, con salida de una molécula de agua. Además de C, H y O, contienen siempre nitrógeno.

Los aminoácidos esenciales son los que el organismo no puede sintetizar y debe obtener de la dieta; en el ser humano se suelen contar nueve.

Funciones. Catalítica (enzimas), estructural (colágeno, queratina), transporte (hemoglobina), contráctil (actina y miosina), defensa (anticuerpos), hormonal (insulina) y reserva. La forma determina la función: si el calor, el pH o ciertas sustancias alteran la forma (desnaturalización), la proteína pierde su función aunque conserve la secuencia.

Enzimas. La gran mayoría de las enzimas son proteínas, y así lo plantea el examen. Hay excepciones: algunas moléculas de ARN también catalizan reacciones (ribozimas); por ejemplo, el ARN ribosómico cataliza la formación del enlace peptídico.

Método para la pregunta corta

1. Unidad: aminoácido (estructura general) y enlace peptídico.
2. Los cuatro niveles, cada uno con qué es y qué lo estabiliza.
3. Funciones con un ejemplo cada una.
4. Cierre: relación entre forma y función (desnaturalización).

Ejemplo resuelto: características, niveles y funciones

Enunciado (propio, de la misma familia): «Describe la composición de las proteínas, sus niveles de organización y cuatro de sus funciones».

Las proteínas son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos; contienen C, H, O y N, y a menudo S. La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos; la secundaria, el plegamiento local en hélice α o lámina β, mantenido por puentes de hidrógeno; la terciaria, la forma tridimensional de la cadena, estabilizada por interacciones entre grupos R (incluidos puentes disulfuro); y la cuaternaria, la asociación de varias cadenas, como en la hemoglobina, formada por cuatro subunidades. Funciones: las enzimas catalizan reacciones; el colágeno da resistencia a los tejidos; la hemoglobina transporta oxígeno; los anticuerpos participan en la defensa. Como la función depende de la forma, la desnaturalización la anula.

Ahora tú

Una enzima pierde su actividad al calentarla, pero su secuencia de aminoácidos sigue intacta. a) ¿Qué nivel de estructura no ha cambiado? b) ¿Qué niveles se han alterado? c) ¿Por qué deja de funcionar?

Errores y criterio

• Llamar estructura primaria a la hélice α: eso es la secundaria.
• Pensar que toda proteína tiene estructura cuaternaria: solo las de varias subunidades.
• Afirmar que «todas las enzimas son proteínas sin excepción»: en el test basta con «las enzimas suelen ser proteínas»; existen ribozimas.
• Decir que los esenciales «los fabrica el cuerpo»: es al revés, deben venir de la dieta.

Criterio de autoevaluación (orientativo, no es el baremo oficial): aparecen aminoácido y enlace peptídico, los cuatro niveles bien definidos, varias funciones con ejemplo y la relación forma-función.

Repasa en Memorizar: proteínas. Fuentes en inglés: OpenStax Biology 2e 3.4: Proteins (nueva pestaña) y OpenStax Biology 2e 15.5: Ribosomes and Protein Synthesis (nueva pestaña).

Ácidos nucleicos: ADN y ARN

Apoyo original para la familia de preguntas de los modelos de 2025 y 2026. No reproduce preguntas oficiales ni garantiza el próximo examen. Es un modelo introductorio: las excepciones que importan en el examen se señalan en el texto.

Bases

ADN y ARN son polímeros de nucleótidos. Cada nucleótido tiene tres partes: una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos (pentosa) y un grupo fosfato. Los nucleótidos se unen entre sí por enlaces fosfodiéster entre el azúcar de uno y el fosfato del siguiente.

Complementariedad. En el ADN, la adenina se empareja con la timina mediante dos puentes de hidrógeno, y la guanina con la citosina mediante tres. En el ARN, la adenina se empareja con el uracilo. Las bases quedan en el interior de la doble hélice y el esqueleto de azúcar y fosfato, en el exterior.

Sin falsas reglas absolutas. «El ARN es monocatenario» es la regla del examen, pero hay excepciones: algunos virus tienen ARN de doble cadena, y muchos ARN forman tramos dobles al plegarse sobre sí mismos. Del mismo modo, algunos virus tienen ADN de una sola cadena.

Método para la pregunta corta

1. Unidad común: nucleótido con sus tres partes.
2. Diferencias: pentosa, bases, número de cadenas.
3. Funciones de cada uno, nombrando los tres ARN principales.
4. Una frase de relación: el ADN se transcribe a ARN y el ARNm se traduce a proteína (ver B02: expresión génica).

Ejemplo resuelto: ADN y ARN

Enunciado (propio, de la misma familia): «Compara la estructura y la función del ADN y del ARN».

Ambos son ácidos nucleicos, polímeros de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster; cada nucleótido tiene base nitrogenada, pentosa y fosfato. El ADN contiene desoxirribosa y las bases A, T, G y C, y forma dos cadenas antiparalelas en doble hélice unidas por puentes de hidrógeno entre bases complementarias (A–T con dos, G–C con tres). El ARN contiene ribosa y uracilo en lugar de timina, y suele ser de una cadena. El ADN almacena la información genética y se copia en cada división; el ARN la expresa: el ARNm lleva la copia del gen al ribosoma, el ARNt aporta los aminoácidos y el ARNr forma parte del ribosoma.

Ahora tú

Un análisis de una molécula da este resultado: contiene ribosa, las bases A, U, G y C y una sola cadena. a) ¿Es ADN o ARN? b) Indica dos datos que lo demuestran. c) Si una cadena de ADN tiene la secuencia 5′-ATG CCT-3′, ¿cuál es la secuencia de su cadena complementaria?

Errores y criterio

• Poner uracilo en el ADN o desoxirribosa en el ARN.
• Decir que el ADN «se traduce»: el ADN se transcribe; el ARNm se traduce.
• Olvidar que A–T y G–C son parejas fijas: la complementaria de la timina es la adenina.

Criterio de autoevaluación (orientativo, no es el baremo oficial): nucleótido descrito, al menos tres diferencias estructurales correctas y la función de cada ácido nucleico.

Repasa en Memorizar: ADN y ARN. Fuentes en inglés: OpenStax Biology 2e 3.5: Nucleic Acids (nueva pestaña) y OpenStax Biology 2e 21.1: Viral Evolution, Morphology, and Classification (nueva pestaña).