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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

201/210

Nutrientes y biomateriales: hidratos de carbono, proteínas, grasas y biopolímeros

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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  1. Cuadro completado: hidratos \text{C}_{n}(\text{H}_{2}\text{O})_{n}, energía 4 kcal/g; proteínas con N, enlace peptídico; grasas ésteres, 9 kcal/g. 3. Prótesis e implantes: biopolímeros sintéticos (PMMA) y titanio biocompatibles. 4. Retos: biocompatibilidad, acceso equitativo, ambiente y bioética.
📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 201

Quimica 3° · 2024

2
Ejercicio 2

Completo el cuadro con las características más relevantes de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, así como su importancia para el cuerpo humano.

  1. Los hidratos de carbono se componen de los elementos C, H y O en proporción general \text{C}_{n}(\text{H}_{2}\text{O})_{n}. Se clasifican en monosacáridos (glucosa, \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6}), disacáridos (sacarosa, \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}) y polisacáridos (almidón y glucógeno).

  2. Las proteínas son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos (-\text{CO}-\text{NH}-); contienen, además de C, H y O, el nitrógeno (\text{N}) y a veces azufre (\text{S}).

  3. Los lípidos (grasas) se forman por esterificación de glicerol con ácidos grasos (ésteres), son no polares e insolubles en agua.

  4. En función de la estructura se define la importancia biológica de cada uno.

Característica Hidratos de carbono Proteínas Grasas (lípidos)
Fórmula general \text{C}_{n}(\text{H}_{2}\text{O})_{n} Polímeros de \alpha-aminoácidos Ésteres de glicerol con ácidos grasos
Elementos principales C, H, O C, H, O, N (y S) C, H, O
Tipo de enlace característico Enlace glicosídico entre unidades monoméricas Enlace peptídico (-\text{CO}-\text{NH}-) Enlace éster (-\text{COO}-)
Solubilidad en agua Hidrosolubles (hidrófilos) Generalmente hidrosolubles Hidrofóbicas, insolubles en agua
Función principal Fuente inmediata de energía (4 kcal/g) Construcción y reparación de tejidos, enzimas, defensa Reserva energética (9 kcal/g), aislamiento térmico, protección de órganos
Alimentos ejemplo Pan, arroz, papa, frutas, pastas Carne, huevo, legumbres, lácteos Aceites, mantequilla, semillas, aguacate
Energía liberada 4{,}1\;\text{kcal/g} 4{,}1\;\text{kcal/g} 9{,}3\;\text{kcal/g}
Respuesta

el cuadro anterior resume las características y la importancia de los tres grupos de nutrientes.

3
Ejercicio 3

Observo las imágenes y explica la relación que estos productos tienen con los biopolímeros.

  1. Las prótesis dentales completas y parciales están fabricadas con resinas acrílicas, que son polímeros de la poli(metil metacrilato) (PMMA):

n\,\text{CH}_{2}=\text{C}(\text{CH}_{3})\text{COOCH}_{3} \;\xrightarrow{\text{iniciador}}\; [-\text{CH}_{2}-\text{C}(\text{CH}_{3})(\text{COOCH}_{3})-]_{n}

  1. Los implantes se construyen en titanio o en cerámicas, materiales biocompatibles que se integran con el hueso (osteointegración); el recubrimiento de la corona puede ser de porcelana, otro biopolímero sintético.

  2. Los biopolímeros se obtienen de fuentes naturales (celulosa, quitina, colágeno, ácido hialurónico) o se sintetizan a partir de monómeros; comparten la característica de ser inertes o poco reactivos en el organismo (biocompatibilidad) y de no generar rechazo inmunológico.

  3. Por eso se usan como biomateriales: sustituyen tejidos o órganos dañados, restaurando función y estética en el paciente.

Respuesta

las prótesis y los implantes dentales son productos de biopolímeros sintéticos (resinas acrílicas) y materiales biocompatibles (titanio, cerámicas) que imitan o sustituyen tejidos naturales sin causar rechazo.

4
Ejercicio 4

Explico los retos que enfrenta la ciencia y la tecnología con respecto al uso ético de los biomateriales según las necesidades crecientes de los seres humanos.

  1. Biocompatibilidad y seguridad: todo biomaterial debe demostrar que no es tóxico, no carcinogénico y que perdura en el organismo durante décadas, lo que exige pruebas y controles rigurosos.

  2. Disponibilidad equitativa: las soluciones (prótesis, implantes, órganos artificiales) son costosas; el reto ético es que no queden reservadas solo a quienes pueden pagarlas.

  3. Accesos y desechos: la fabricación de biomateriales plásticos genera contaminación; la ciencia debe desarrollar materiales biodegradables y procesos sustentables.

  4. Ensayos y consentimiento: las investigaciones con personas (por ejemplo, nuevos implantes) deben cumplir protocolos de bioética: consentimiento informado, beneficio para el paciente y justificación científica.

  5. Nanotecnología y clonación: el uso de nanomateriales y las técnicas de ingeniería de tejidos plantean preguntas sobre límites, identidad y regulación.

Respuesta

los principales retos son garantizar biocompatibilidad y seguridad, lograr acceso equitativo, reducir el impacto ambiental y cumplir normas de bioética en la investigación con seres humanos.

Contenido de la página

Página 200 — Texto de Química (BGU 3)

2. Completo el cuadro con las características más relevantes de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, así como su importancia para el cuerpo humano.

(Cuadro con tres columnas: Hidratos de carbono | Proteínas | Grasas; con fotografías de pan/arroz/pastas, carne/huevo/legumbres, y aceite/aguacate/semillas; espacio en blanco para completar.)

3. Observo las imágenes y explica la relación que estos productos tienen con los biopolímeros.

(Fotografías de una dentista con una prótesis dental y de implantes dentales de titanio.)

4. Explico los retos que enfrenta la ciencia y la tecnología con el respecto al uso ético de los biomateriales según las necesidades crecientes de los seres humanos.

Pie de página: 200 — Texto de Química.

Ejemplos resueltos

Identificar el biopolímero presente en una prótesis dental de resina acrílica.

La resina acrílica se obtiene por polimerización del metil metacrilato (monómero), dando el polímero PMMA. Al ser inerte en el organismo, cumple el requisito de biocompatibilidad y se usa como biomaterial.

Tabla

Característica Hidratos de carbono Proteínas Grasas (lípidos)
Fórmula general \text{C}_{n}(\text{H}_{2}\text{O})_{n} Polímeros de aminoácidos Ésteres de glicerol
Elementos principales C, H, O C, H, O, N (y S) C, H, O
Enlace característico Glicosídico Peptídico (-\text{CO}-\text{NH}-) Éster (-\text{COO}-)
Solubilidad Hidrosolubles Generalmente solubles Insolubles en agua
Función Energía inmediata Construcción y reparación Reserva energética y protección
Ejemplos Pan, arroz, papa, frutas Carne, huevo, legumbres Aceites, mantequilla, aguacate
Energía 4{,}1\;\text{kcal/g} 4{,}1\;\text{kcal/g} 9{,}3\;\text{kcal/g}

Fórmulas y ecuaciones

Hidratos de carbono: \text{C}_{n}(\text{H}_{2}\text{O})_{n}

Glucosa: \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6}

Sacarosa: \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}

Polimerización del metil metacrilato: n\,\text{CH}_{2}=\text{C}(\text{CH}_{3})\text{COOCH}_{3} \rightarrow [-\text{CH}_{2}-\text{C}(\text{CH}_{3})(\text{COOCH}_{3})-]_{n}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}_{6}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}_{11}

n\,\text{CH}@@MATH_0@@\text{C}(\text{CH}@@MATH_1@@\text{COOCH}@@MATH_2@@_{2}-@@MATH_3@@_{3})(@@MATH_4@@_{3})-]_{n}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O})_{n}

Glosario (6)

Biopolímero
Polímero natural o sintético de origen biológico que puede usarse en el organismo humano, como celulosa, quitina, colágeno o PMMA.
Biomaterial
Material destinado a sustituir o restaurar tejidos u órganos con biocompatibilidad.
Biocompatibilidad
Capacidad de un material de convivir con los tejidos vivos sin causar rechazo, toxicidad ni inflamación.
Enlace peptídico
Enlace amida $(-\text{CO}-\text{NH}-)$ que une los aminoácidos en una proteína.
Monosacárido
Hidrato de carbono sencillo no hidrolizable, como la glucosa $\text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6}$.
Polisacárido
Polímero de hidratos de carbono formado por muchas unidades de monosacáridos, como el almidón o el glucógeno.

Preguntas para practicar

Observo las imágenes y explica la relación que estos productos tienen con los biopolímeros.

Las prótesis dentales se fabrican con resinas acrílicas (polímero PMMA), un biopolímero sintético, y los implantes se hacen de titanio o cerámicas biocompatibles; ambos sustituyen tejidos naturales sin causar rechazo.

Explico los retos éticos del uso de biomateriales.

Garantizar seguridad y biocompatibilidad, lograr acceso equitativo, reducir el impacto ambiental y cumplir protocolos de bioética en la investigación con personas.

Temas y conceptos clave

Macronutrientes: hidratos de carbono, proteínas y lípidosBiopolímeros y biomaterialesUso ético de los biomaterialesHidratos de carbonoProteínasGrasas o lípidosBiopolímeroBiomaterialBiocompatibilidadResina acrílica (PMMA)Titanio

Fuentes y referencias

  • https://www.pexels.com
  • https://pixabay.com
  • https://shutterstock.com
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Figuras de la página (1)

Fotografías de alimentos ricos en proteínas: carne, pescado, huevo, frutos secos y legumbres.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las diferencias estructurales entre hidratos de carbono, proteínas y grasas?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué biopolímeros se usan en la fabricación de prótesis dentales?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué los biomateriales deben ser biocompatibles?
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📌 Antes de leer esto
  • • Clasificación de compuestos orgánicos (alcanos, alquenos, ésteres)
  • • Tipos de polímeros y polimerización
  • • Concepto de biomateriales y biocompatibilidad
Siguiente tema sugerido
Polímeros sintéticos y su impacto ambiental
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 564 caracteres
  1. Completo el cuadro con las características más relevantes de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, así como su importancia para el cuerpo humano.

Hidratos de carbono Proteínas Grasas

htps/n9.cUr82pye htps:/h9.cl/kut7h https:/hn9.d/aje8p

  1. Observo las imágenes y explica la relación que estos productos tienen con los biopolímeros. A

3 ¿ a E

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  1. Explico los retos que enfrenta la ciencia y la tecnologia con el respecto al uso ético de los biomateriales según las necesidades crecientes de los seres humanos.

200, Texto de Química

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