Ejercicio resuelto de Glúcidos · Biología · País Vasco · 2022

Opción 1A (2.5 puntos)
Entre las biomoléculas que se citan a continuación: gliceraldehído, celulosa, ribulosa, fructosa, sacarosa, lactosa, almidón y terpenos.

a) (0,75 puntos) Cite aquellas que presentan enlace O-glucosídico y explique la formación del mismo
b) (0,75 puntos) ¿Alguna de las biomoléculas citadas no tiene carácter reductor? Razone la respuesta.
c) (0,5 puntos) Cite una analogía y una diferencia entre la celulosa y el almidón.
d) (0,5 puntos) Explique la importancia biológica de la celulosa en la célula vegetal.

Conviene clasificar antes las ocho biomoléculas, porque de ahí salen las cuatro respuestas. El gliceraldehído y la ribulosa son monosacáridos, la fructosa también; la sacarosa y la lactosa son disacáridos; la celulosa y el almidón, polisacáridos; y los terpenos son lípidos insaponificables, ajenos por completo al grupo de los glúcidos.

$\textbf{a) (0,75 puntos) Cite aquellas que presentan enlace O-glucosídico y explique la formación del mismo}$

Presentan enlace O-glucosídico la sacarosa, la lactosa, la celulosa y el almidón, es decir, todas las que están formadas por más de un monosacárido. Los monosacáridos sueltos —gliceraldehído, ribulosa y fructosa— no lo tienen porque no están unidos a nada, y los terpenos tampoco, por no ser glúcidos.

El enlace se forma por una reacción de condensación entre dos monosacáridos: reacciona el grupo hidroxilo del carbono anomérico de uno con un grupo hidroxilo del otro, y se libera una molécula de agua. El oxígeno que queda haciendo de puente entre los dos anillos es el que da nombre al enlace.

$\text{Monosac\'arido}_1\text{-OH} + \text{HO-Monosac\'arido}_2 \longrightarrow \text{Monosac\'arido}_1\text{-O-Monosac\'arido}_2 + \mathrm{H_2O}$

Si en el enlace interviene el carbono anomérico de uno solo de los dos monosacáridos, el enlace es monocarbonílico; si intervienen los de ambos, es dicarbonílico. La distinción es la clave del apartado siguiente.

$\textbf{b) (0,75 puntos) ¿Alguna de las biomoléculas citadas no tiene carácter reductor? Razone la respuesta.}$

Un glúcido tiene carácter reductor cuando conserva libre algún carbono anomérico, porque es ese carbono el que puede abrirse y oxidarse cediendo electrones.

No tienen carácter reductor la sacarosa, el almidón, la celulosa y los terpenos.

La sacarosa no lo tiene porque su enlace es dicarbonílico: une el carbono anomérico de la glucosa con el de la fructosa, de modo que ninguno de los dos queda libre. Es el ejemplo clásico de disacárido no reductor, y en eso se diferencia de la lactosa, cuyo enlace es monocarbonílico y sí deja libre el carbono anomérico de la glucosa.

El almidón y la celulosa tampoco lo tienen en la práctica: aunque conservan un extremo reductor en cada cadena, es uno solo frente a miles de unidades, de manera que la proporción es insignificante y no dan positivo en los ensayos.

Los terpenos no lo tienen simplemente porque no son glúcidos: son lípidos y carecen de carbono anomérico.

Sí son reductores el gliceraldehído, la ribulosa, la fructosa y la lactosa.

$\textbf{c) (0,5 puntos) Cite una analogía y una diferencia entre la celulosa y el almidón.}$

Como analogía, ambas son homopolisacáridos formados exclusivamente por glucosa, sin ningún otro monómero, y en ambas los monómeros se unen por enlaces O-glucosídicos $(1\rightarrow 4)$. Las dos son además de origen vegetal, insolubles en agua y no reductoras.

Como diferencia, la forma anomérica de la glucosa y, con ella, la función. El almidón está formado por $\alpha$-D-glucosa unida por enlaces $\alpha(1\rightarrow 4)$, que curvan la cadena y le dan una disposición helicoidal y compacta, apta para el almacenamiento; es un polisacárido de reserva. La celulosa está formada por $\beta$-D-glucosa unida por enlaces $\beta(1\rightarrow 4)$, que obligan a cada monómero a girar $180^{\circ}$ y dejan la cadena completamente extendida, lo que permite que las cadenas vecinas se unan por puentes de hidrógeno formando fibras rígidas; es un polisacárido estructural.

$\textbf{d) (0,5 puntos) Explique la importancia biológica de la celulosa en la célula vegetal.}$

La celulosa es el componente mayoritario de la pared celular vegetal, y de ella dependen tres cosas.

La primera es el sostén. Las microfibrillas de celulosa, embebidas en una matriz de pectinas y hemicelulosas, dan a la pared una resistencia a la tracción comparable a la del acero en relación con su peso. Gracias a ello la planta se mantiene erguida sin necesidad de esqueleto, y los árboles pueden alcanzar decenas de metros.

La segunda es la protección osmótica. Al ser rígida, la pared se opone a la entrada ilimitada de agua: cuando la célula vegetal se halla en un medio hipotónico el agua entra por ósmosis y la célula se pone turgente, pero la pared contrarresta la presión y evita que estalle. Una célula animal, sin pared, se lisaría en las mismas condiciones.

La tercera es la forma. La pared determina el contorno poligonal característico de las células vegetales y, al ser permeable, no impide el paso de agua ni de solutos, que circulan además de célula a célula por los plasmodesmos.

Conviene añadir su importancia fuera de la célula: la celulosa es la molécula orgánica más abundante de la biosfera y la base de la madera, el algodón y el papel.