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Carbohidratos: Definición y Funciones

Los carbohidratos son esenciales para la vida, proporcionando energía y sirviendo como componentes estructurales. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, con funciones específicas en la biología. Las pentosas y hexosas, como la glucosa y la ribosa, son fundamentales en procesos celulares y fotosintéticos. Los monosacáridos pueden formar estructuras cíclicas y presentar isomería, lo que afecta sus propiedades biológicas.

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1

Fórmula empírica general de carbohidratos

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Cada carbohidrato tiene una fórmula base (CH2O)n, donde 'n' es el número de unidades de carbono.

2

Grupos funcionales presentes en carbohidratos

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Contienen al menos un grupo carbonilo y múltiples grupos hidroxilo.

3

Rol de carbohidratos en reacciones bioquímicas

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Participan en reacciones importantes, como fuente de energía y como componentes estructurales.

4

Los carbohidratos se dividen en tres tipos principales: ______, ______ y ______.

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monosacáridos disacáridos polisacáridos

5

Los ______ son las unidades más básicas y simples de los carbohidratos.

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monosacáridos

6

Los monosacáridos varían en tamaño desde tres () hasta siete () átomos de carbono.

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triosas heptosas

7

Los ______ resultan de la unión de dos monosacáridos a través de un enlace ______.

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disacáridos glucosídico

8

Los ______ son cadenas largas de monosacáridos que pueden ser lineales o ______.

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polisacáridos ramificados

9

Los glucoconjugados forman estructuras como ______ y ______.

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glucolípidos glucoproteínas

10

Clasificación de monosacáridos según grupo funcional

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Aldosas tienen grupo aldehído, cetosas tienen grupo cetona.

11

Propiedades físicas de monosacáridos

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Compuestos dulces, cristalinos y solubles en agua.

12

Propiedades reductoras de algunos monosacáridos

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Pueden donar electrones, útiles en reacciones bioquímicas y pruebas como la reacción de Fehling.

13

Los monosacáridos presentan ______ óptica y ______, lo que conduce a múltiples formas con propiedades distintas.

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isomería estereoisomería

14

Los ______ son tipos de isómeros que solo varían en la configuración de un ______ asimétrico.

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epímeros carbono

15

La capacidad de los monosacáridos para girar la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda se denomina ______ óptica y se mide con un ______.

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actividad polarímetro

16

Furanosas y piranosas

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Monosacáridos de 5 miembros se llaman furanosas y de 6 piranosas, por su estructura cíclica similar a furano y pirano.

17

Formación de enlace hemiacetálico/hemicetálico

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Reacción del grupo carbonilo con un grupo hidroxilo intramolecular forma un enlace hemiacetálico en aldosas o hemicetálico en cetosas.

18

Carbono anomérico y anómeros α y β

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El carbono anomérico es el nuevo centro asimétrico tras la ciclación; anómeros α y β difieren en la orientación del OH en este carbono.

19

Las ______ y ______ son tipos de monosacáridos que contienen cinco y seis átomos de carbono, respectivamente.

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pentosas hexosas

20

La ______ y la ______ son aldopentosas que forman parte de los ácidos nucleicos como el ADN y el ARN.

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ribosa desoxirribosa

21

La ______ es una cetopentosa que juega un papel importante en la fotosíntesis.

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ribulosa

22

La ______ es una hexosa que sirve como la principal fuente de energía en las células y precursor de la ______ y el ______.

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glucosa celulosa almidón

23

La ______ y la ______ son hexosas relevantes en la síntesis de glicoproteínas y glicolípidos.

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galactosa manosa

24

La ______ es un componente de la ______ y se encuentra en grandes cantidades en las frutas y la miel.

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fructosa sacarosa

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Definición y Funciones de los Carbohidratos

Los carbohidratos, comúnmente llamados azúcares o sacáridos, son macromoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno, con una fórmula empírica general de (CH2O)n. Estos compuestos son vitales para los seres vivos, ya que proporcionan energía metabólica y sirven como componentes estructurales en células vegetales y animales. Los carbohidratos se caracterizan por tener al menos un grupo carbonilo (aldehído o cetona) y varios grupos hidroxilo, lo que les otorga propiedades químicas específicas y les permite participar en reacciones bioquímicas importantes.
Variedad de alimentos naturales en superficie de madera con uvas, rodaja de sandía, manzana roja, naranja, banana madura, avena y pan integral bajo luz natural.

Clasificación de los Carbohidratos

Los carbohidratos se clasifican en tres categorías principales: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Los monosacáridos son las unidades básicas y más simples, que no pueden ser hidrolizadas a formas más pequeñas, y varían en tamaño desde tres (triosas) hasta siete (heptosas) átomos de carbono. Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico, mientras que los polisacáridos son polímeros de monosacáridos unidos en cadenas largas y pueden ser lineales o ramificados. Además, existen los oligosacáridos, que son cadenas cortas de monosacáridos, y los glucoconjugados, que son combinaciones de carbohidratos con lípidos o proteínas, formando estructuras como glucolípidos y glucoproteínas.

Monosacáridos: Estructura y Propiedades

Los monosacáridos son moléculas simples que pueden existir en formas lineales o en anillos, y se clasifican como aldosas o cetosas según la presencia de un grupo aldehído o cetona, respectivamente. Son compuestos dulces, cristalinos y solubles en agua. La presencia de uno o más carbonos asimétricos en su estructura les confiere la capacidad de existir en formas isoméricas, que pueden tener diferentes propiedades físicas y biológicas. Además, algunos monosacáridos tienen propiedades reductoras, lo que significa que pueden donar electrones a otras moléculas, una característica útil en ciertas reacciones bioquímicas y en pruebas de laboratorio como la reacción de Fehling.

Isomería en los Monosacáridos

Los monosacáridos muestran isomería óptica y estereoisomería, lo que resulta en una diversidad de formas con diferentes propiedades. Los enantiómeros son moléculas que son imágenes especulares no superponibles y se distinguen en series D o L según la orientación del grupo hidroxilo en el penúltimo carbono. Los epímeros son isómeros que difieren en la configuración alrededor de un solo carbono asimétrico. La actividad óptica de los monosacáridos se refiere a su habilidad para rotar la luz polarizada a la derecha (dextrógiros) o a la izquierda (levógiros), y esta propiedad se mide utilizando un polarímetro.

Formación de Estructuras Cíclicas en Monosacáridos

Los monosacáridos con cinco o más átomos de carbono frecuentemente se encuentran en forma cíclica en soluciones acuosas. Estas estructuras cíclicas, llamadas furanosas para anillos de cinco miembros y piranosas para anillos de seis, se forman cuando el grupo carbonilo reacciona con un grupo hidroxilo intramolecular para formar un enlace hemiacetálico o hemicetálico. La ciclación introduce un nuevo carbono asimétrico, el carbono anomérico, dando lugar a dos formas isoméricas adicionales, los anómeros α y β, que difieren en la orientación del grupo hidroxilo en el carbono anomérico.

Importancia Biológica de las Pentosas y Hexosas

Las pentosas y hexosas son monosacáridos de cinco y seis átomos de carbono, respectivamente, y tienen roles esenciales en la biología. Las aldopentosas, como la ribosa y la desoxirribosa, son componentes de los ácidos nucleicos, ADN y ARN. Las cetopentosas, como la ribulosa, son importantes en procesos fotosintéticos. Las hexosas, con la glucosa como principal ejemplo, son la fuente primaria de energía celular y precursores de polisacáridos estructurales y de almacenamiento como la celulosa y el almidón. Otras hexosas, como la galactosa y la manosa, son importantes en la síntesis de glicoproteínas y glicolípidos, mientras que la fructosa es un componente de la sacarosa y se encuentra en altas concentraciones en frutas y miel.