Biomoléculas: lípidos
 |
Autores: Silvia Cerdeira, Helena Ceretti y
Eduardo Reciulschi. Responsable disciplinar:
Silvia Blaustein. Área disciplinar:
Química. Temática: Biomoléculas de
importancia biológica y biotecnológica. Nivel:
Secundario, ciclo orientado. Secuencia didáctica
elaborada por Educ.ar. |
|---|
Propósitos generales
● Promover
el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y
aprendizaje.
● Promover el trabajo en red y colaborativo, la
discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la
propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como
orientador y facilitador del trabajo.
● Estimular la búsqueda y selección crítica de
información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y
validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la
interpretación.
Introducción a las actividades
«Todo en su justa medida». Esta expresión se ajusta muy bien cuando al pensar en los lípidos y la dieta. Los lípidos son biomoléculas que cumplen diversas funciones en el organismo. Pero también son responsables de severos trastornos de la salud si se los consume en exceso.
El término lípido reúne una variada gama de compuestos biológicos que comprenden a los aceites, las grasas, los fosfolípidos y los esteroides. Las moléculas de los lípidos están formadas por C, H y O principalmente. Si bien sus estructuras químicas son muy diferentes, todos los lípidos son sustancias hidrofóbicas y, por consiguiente, insolubles en agua. Por la misma razón, se pueden extraer de las células de tejidos vegetales y animales empleando solventes orgánicos no polares (vean la secuencia didáctica como el éter etílico o el acetato de etilo. Este comportamiento de solubilidad distingue a los lípidos de otros componentes celulares como las proteínas, los glúcidos y los ácidos nucleicos.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos:
Actividad 1
Las grasas, los aceites y los triglicéridos constituyen una familia dentro de los lípidos. Si miran atentamente el envase de un paquete de galletitas o de un alfajor, seguramente en la formulación del producto lean: ácidos grasos saturados o ácidos grasos insaturados, ¿qué significan estos términos?
La estructura química de dos ácidos grasos típicos se muestra en la figura 1.
Figura 1. Estructura química del ácido mirístico (superior) y ácido linoleico (inferior).
Se puede visualizar fácilmente un patrón en la estructura química: las moléculas están formadas por un esqueleto carbonado y un grupo carboxilo. La mayoría de los ácidos grasos de origen natural contienen un número par de átomos de C que oscila de 12 a 20. A su vez, algunos compuestos tienen dobles enlaces o insaturaciones.
Análogamente al caso de los aminoácidos esenciales, el ácido linoleico (figura 1) no puede ser sintetizado por el organismo sino que debe ser incorporado en la dieta. Además del ácido linoleico, el otro ácido graso esencial es el ácido linolénico.
a) El ácido linolénico también posee 18 átomos de C y 3 dobles enlaces ubicados en C9, C12 y C15. Utilicen el programa ChemSketch para representar su estructura química.
b) El ácido linolénico es conocido como «omega 6», y el ácido linoleico es el famoso «omega 3». Busquen qué alimentos los contienen. Para eso, lean la información de los envases de alimentos que generalmente se promocionan por sus propiedades beneficiosas para la salud.
Los triglicéridos son triésteres formados por el glicerol (un polialcohol) y unidades de ácidos grasos que pueden ser iguales o diferentes. La figura 2 muestra la estructura química general de un triglicérido:
Figura 2. Estructura general de un triglicérido.
R representa el esqueleto carbonado de un ácido graso.
En la figura 3 se muestra un ejemplo de un triglicérido, donde R corresponde al esqueleto carbonado del ácido palmítico. Es interesante observar que la geometría en torno a un átomo de C que forma simples enlaces con sus vecinos es tetraédrica (ángulo 109,5°), mientras que en el caso del átomo de C involucrado en el grupo éster, la geometría es plana (ángulo de 120°).
Este hecho permite que se presenten interacciones de dispersión o fuerzas de London significativas entre moléculas de triglicéridos. En consecuencia, sus puntos de fusión son relativamente elevados y es por ello que a temperatura ambiente son sólidos. Estos se conocen como grasas.
Figura 3. Estructura de un triglicérido del ácido palmítico y visualización en 3D.
En cambio, cuando hay insaturaciones (enlaces dobles o triples entre átomos de C) en el esqueleto carbonado, la forma espacial de la molécula dificulta el acercamiento entre ellas, e interactúan menos. Sus puntos de fusión son menores que en el caso anterior y generalmente son líquidos a temperatura ambiente. Se los conoce como aceites.
c) Utilicen el programa ChemSketch versión 12.0. Copien la imagen superior de la figura 3 y modifiquen algunos enlaces C-C, de modo que queden dobles enlaces C=C. Luego visualicen la imagen en 3D (análoga a figura 3 parte inferior).
Una aplicación interesante de los triglicéridos hace uso de una reacción de transesterificación. Esta consiste en hacer reaccionar a los triglicéridos con metanol en presencia de hidróxido de sodio. El producto que se obtiene es biodiesel.
d) Utilicen el programa ChemSketch y la información de la secuencia didáctica «Biodiesel». Representen una reacción de transesterificación. Pueden usar como triglicérido el ejemplo de la figura 3.
Actividad 2
Registren mediante imágenes el estado inicial y final en cada experimento para poder comparar. Reserven el material para la actividad 3.
Parte A. El común denominador de los lípidos
De acuerdo con la definición de lípidos, todos los compuestos que integran esta amplia familia son hidrofóbicos, es decir que poseen poca afinidad por solventes polares como el agua. Ensayen el comportamiento de solubilidad de algunos lípidos presentes en alimentos.
Materiales
• Tubos de ensayo.• Gradilla.
• Muestras de aceite comestible, manteca, sebo vacuno.
• Agua destilada.
• Bencina u otro solvente orgánico (acetato de etilo, acetona, nafta).
• Vaso de precipitados o recipiente para calentar agua.
• Marcador de tinta indeleble.
• Anteojos de seguridad y guardapolvo.
• Detergente.
Procedimiento
1. Pónganse anteojos de seguridad y guardapolvo.
2. Rotulen los tubos de ensayo.
3. Coloquen en cada tubo una porción de las distintas muestras. Realicen esta operación por duplicado. Observen, describan y registren su aspecto físico.
4. Coloquen aproximadamente 3 ml de agua en uno de los tubos que contiene cada muestra. Agiten suavemente. Observen, describan y registren los cambios que se producen.
5. Repitan la operación anterior con el otro tubo, empleando el solvente orgánico en lugar de agua.
6. Agreguen unas gotas de detergente en los tubos donde se formaron 2 fases. Observen si se producen cambios.
7. Limpien el material empleado y lávense las manos al finalizar la tarea.
b) Empleando el programa Writer o Excel de sus equipos portátiles, armen una tabla para volcar la información experimental.
Parte B. Los lípidos en nuestra dieta
¿Están presentes los lípidos en algunos de los alimentos que ingerimos?
Materiales
• Productos alimenticios como chocolate, galletitas, manteca, margarina, aceite vegetal, semillas de girasol, maní, nueces, papas fritas,chizitos, palta, hamburguesa, salchicha, nuez moscada rayada.
• Acetona o acetato de etilo.
• Papel absorbente (servilletas de papel o papel de filtro, o filtro de café).
• Tela de algodón blanca.
• Horno microondas.
• Guantes de látex.
• Plato o cápsula de Petri o bandejitas.
• Marcador de tinta indeleble.
Procedimiento
1. Pónganse los guantes de látex.
2. Dispongan el papel absorbente sobre los platos o cápsulas de Petri. Identifiquen las muestras usando el marcador de tinta indeleble. Hagan un blanco solo donde se coloque el solvente.
3. Coloquen una porción de cada uno de los alimentos en el papel y envuélvanlo.
4. Calienten en el horno microondas unos segundos (aproximadamente 40 segundos a elevada potencia).
5. Retiren del horno, observen el papel y describan su aspecto.
6. Repitan el procedimiento empleando la tela de algodón en lugar de papel.
Variante: pueden ensayarse distintos tipos de telas con mayor porcentaje de fibras sintéticas.
c) Empleando el programa Writer o Excel de sus equipos portátiles, armen
una tabla para volcar la información experimental. Incluyan imágenes.
Parte C. ¿Cómo limpio está mancha de grasa de mi remera?
d) Sobre la base de las partes A y B de esta actividad, diseñen un procedimiento para limpiar una mancha de grasa que se formó en una remera de algodón procedente de algún alimento.
Variante: pueden ensayarse distintos tipos de telas con mayor porcentaje de fibras sintéticas.
e) Redacten el procedimiento que van a emplear a modo de instrucciones de uso de un producto de limpieza comercial.
Actividad 3
a) Utilicen el programa Impress o el PowerPoint de sus equipos portátiles y armen un póster para una Feria de Ciencias escolar, donde se describa qué son los lípidos, se den ejemplos de sus estructuras químicas (actividad 1) y se indiquen en qué componentes de la dieta se encuentran.
b) Ubiquen los lípidos en el óvalo alimenticio y compárenlos con los carbohidratos y las proteínas.
c) Hagan un video o presentación con las imágenes correspondientes a la actividad 2.
d) Organicen un stand para sacar las manchas de diversas comidas, utilizando la información de la parte C, de la actividad 2.
Bibliografía recomendada
ÍNDIGO, ESTRÍN, D., MARCECA, E., DOCTOROVICH, F, SOLER-ILLIA, G. J. A. A. , ARAMENDÍA, P. F. y ALDABE-BILMES, S. (2006). Construyendo con átomos y moléculas. Buenos Aires: Eudeba.
Webgrafía recomendada
Ciencia fácil n.° 181. (2010). ¿Por qué el agua y el aceite no se mezclan?
Hidratos de carbono o glúcidos
Triglicéridos y grasas energéticas
«Lípdios», video del ILSE (Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa)