Ejercicio resuelto de Lípidos · Biología · Asturias · 2023

1. Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de biomoléculas que contienen largas cadenas hidrocarbonadas, lo que los hace insolubles en agua. La figura inferior representa un lípido.
a.Identifica el tipo de lípido al que pertenece el representado en la figura y señala dos de sus características físico-químicas. (Calificación 0.5 puntos)
b. Describe los componentes de la molécula y el enlace de unión. (Calificación 0.5 puntos)
c. Indica la función de estas moléculas en los órganos de plantas y animales. (Calificación 0.5 puntos)
d. Un método para limpiar las grasas de las tuberías es verter un producto que contenga hidróxido de sodio ¿Es efectivo para este tipo de lípido? Explica por qué. (Calificación 0.5 puntos)

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{Identifica}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pido}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pertenece}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{representado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ala}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{caracter}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sticas}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sico-qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{micas.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

La fórmula de la figura es

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\text{–}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{14}\text{–}\mathrm{C}\mathrm{O}\text{–}\mathrm{O}\text{–}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{29}\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$

es decir, un ácido graso de 16 carbonos esterificado con un alcohol de cadena larga de 31 carbonos. Se trata, por tanto, de una $\mathbf{\text{cera}}$: un lípido simple y saponificable, formado por un solo ácido graso y un monoalcohol de cadena larga.

Dos de sus características físico-químicas:

Es $\mathbf{\text{totalmente}}\mathbf{\text{apolar}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{insoluble}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{agua}}$, muchísimo más que un triglicérido, porque el único grupo con algo de polaridad —el enlace éster— queda enterrado en medio de dos cadenas hidrocarbonadas larguísimas. De ahí su poder impermeabilizante.

Es $\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lida}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{temperatura}}\mathbf{\text{ambiente}}$ y con un punto de fusión alto, porque las dos cadenas son largas y saturadas y se empaquetan muy bien, estableciendo entre sí muchas fuerzas de Van der Waals. Es además muy inerte químicamente y resistente a la degradación.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Describe}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{componentes}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{uni}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

La molécula tiene dos componentes:

Un $\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cido}}\mathbf{\text{graso}}\mathbf{\text{saturado}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{16}}\mathbf{\text{carbonos}}$ —el ácido palmítico—, que aporta el fragmento $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\text{–}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{14}\text{–}\mathrm{C}\mathrm{O}-$; es la parte que procedía del grupo carboxilo.

Un $\mathbf{\text{alcohol}}\mathbf{\text{monovalente}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cadena}}\mathbf{\text{larga}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{31}}\mathbf{\text{carbonos}}$, que aporta el fragmento $-(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{29}\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$ unido al oxígeno; es un alcohol de un solo grupo hidroxilo, a diferencia de la glicerina de los triglicéridos, que tiene tres.

El enlace que los une es un $\mathbf{\text{enlace}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ster}}$, formado por condensación entre el grupo carboxilo del ácido graso y el hidroxilo del alcohol, con pérdida de una molécula de agua. Es el mismo tipo de enlace que en los triglicéridos, pero aquí solo hay uno, porque el alcohol solo tiene un $-\mathrm{O}\mathrm{H}$.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estas}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rganos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{plantas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{animales.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Su función es $\mathbf{\text{protectora}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{impermeabilizante}}$: forman recubrimientos que aíslan del agua y del ambiente exterior, gracias a su carácter hidrófobo y a su consistencia sólida.

En los $\mathbf{\text{vegetales}}$ constituyen la cutícula que recubre la epidermis de hojas, tallos jóvenes y frutos —la capa cerosa que da brillo a una manzana—, y su papel es evitar la pérdida de agua por transpiración y dificultar la entrada de patógenos.

En los $\mathbf{\text{animales}}$ impermeabilizan y protegen los tegumentos: la cera de las plumas de las aves acuáticas, que impide que se empapen; el sebo cutáneo y la lanolina de la lana; el cerumen del conducto auditivo; y el exoesqueleto de muchos insectos. Un caso aparte es la cera de abeja, con la que estos insectos construyen los panales, es decir, una función estructural.

$\mathbf{\text{d.}}\mathbf{\text{Un}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{todo}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{limpiar}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{grasas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{tuber}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{as}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{verter}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{contenga}}\mathbf{\text{hidr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{xido}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sodio.}}\mathbf{\text{¿Es}}\mathbf{\text{efectivo}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pido?}}\mathbf{\text{Explica}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

$\mathbf{\text{S}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{efectivo}}$, porque la cera es un lípido $\mathbf{\text{saponificable}}$: contiene un ácido graso unido por enlace éster.

El hidróxido de sodio provoca la $\mathbf{\text{saponificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$, es decir, la hidrólisis alcalina de ese enlace éster. Se rompe la molécula y quedan libres, por un lado, el alcohol de cadena larga y, por otro, la sal sódica del ácido palmítico, que es un $\mathbf{\text{jab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$.

Y ahí está la clave de la limpieza: el jabón es una molécula anfipática, con una cabeza $-\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{O}}^{-}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ soluble en agua y una cola hidrocarbonada. En medio acuoso forma micelas capaces de englobar la grasa restante en su interior, de modo que el residuo, que era compacto e insoluble, se dispersa y se arrastra con el agua. La sosa actúa además a favor por su carácter fuertemente básico y por el calor que desprende al disolverse.