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Questions and Answers
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la función de la bioquímica?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la función de la bioquímica?
- El estudio de los fenómenos atmosféricos y climáticos.
- El estudio de los procesos químicos y moleculares en los seres vivos. (correct)
- El estudio de la estructura de las rocas y los minerales.
- El estudio del comportamiento de las partículas subatómicas.
¿Qué tipo de enlace químico se caracteriza por la transferencia de electrones entre átomos?
¿Qué tipo de enlace químico se caracteriza por la transferencia de electrones entre átomos?
- Covalente
- Iónico (correct)
- Puente de hidrógeno
- De coordinación
¿Qué tipo de enlace se forma cuando dos átomos comparten electrones?
¿Qué tipo de enlace se forma cuando dos átomos comparten electrones?
- Covalente (correct)
- Iónico
- De Van der Waals
- Metálico
¿Cuál es una característica principal de los enlaces covalentes polares?
¿Cuál es una característica principal de los enlaces covalentes polares?
¿Qué distingue un enlace de coordinación de un enlace covalente típico?
¿Qué distingue un enlace de coordinación de un enlace covalente típico?
¿En qué tipo de moléculas se dan los puentes de hidrógeno?
¿En qué tipo de moléculas se dan los puentes de hidrógeno?
¿Qué tipo de fuerza intermolecular se produce entre moléculas polares?
¿Qué tipo de fuerza intermolecular se produce entre moléculas polares?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor las fuerzas de dispersión de London?
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¿Cuál es el elemento más abundante en el cuerpo humano en términos de composición elemental?
¿Cuál es el elemento más abundante en el cuerpo humano en términos de composición elemental?
¿Qué papel desempeñan los electrolitos y los iones metálicos en el cuerpo humano?
¿Qué papel desempeñan los electrolitos y los iones metálicos en el cuerpo humano?
¿Cuál de los siguientes iones metálicos es crucial para la formación de hemoglobina y el transporte de oxígeno en la sangre?
¿Cuál de los siguientes iones metálicos es crucial para la formación de hemoglobina y el transporte de oxígeno en la sangre?
Un desequilibrio de ¿qué electrolito puede causar hiponatremia, caracterizada por náuseas, vómitos y confusión?
Un desequilibrio de ¿qué electrolito puede causar hiponatremia, caracterizada por náuseas, vómitos y confusión?
¿Qué condición puede resultar de un exceso de calcio en el cuerpo?
¿Qué condición puede resultar de un exceso de calcio en el cuerpo?
La deficiencia de ¿qué ion metálico puede resultar en retraso en el crecimiento, pérdida de apetito y problemas en la función inmunológica?
La deficiencia de ¿qué ion metálico puede resultar en retraso en el crecimiento, pérdida de apetito y problemas en la función inmunológica?
¿Cuál es la principal función del potasio (K+) en el cuerpo?
¿Cuál es la principal función del potasio (K+) en el cuerpo?
¿Qué propiedad del agua le permite regular la temperatura corporal?
¿Qué propiedad del agua le permite regular la temperatura corporal?
¿Qué propiedad química del agua es crucial para la solubilidad de solutos polares e iones en medios biológicos?
¿Qué propiedad química del agua es crucial para la solubilidad de solutos polares e iones en medios biológicos?
¿Cuál es el papel de la autoionización del agua en los sistemas biológicos?
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¿Por qué la densidad del agua es importante en bioquímica?
¿Por qué la densidad del agua es importante en bioquímica?
¿Cómo influye la tensión superficial del agua en los pulmones?
¿Cómo influye la tensión superficial del agua en los pulmones?
En términos de tonicidad, ¿qué le sucede a una célula en un ambiente hipotónico?
En términos de tonicidad, ¿qué le sucede a una célula en un ambiente hipotónico?
Si una solución tiene un pH de 2, ¿cómo se clasifica?
Si una solución tiene un pH de 2, ¿cómo se clasifica?
Según la información facilitada, ¿cuál de las siguientes opciones corresponde a un ejemplo de ácido fuerte?
Según la información facilitada, ¿cuál de las siguientes opciones corresponde a un ejemplo de ácido fuerte?
Según la información facilitada, ¿cuál de las siguientes opciones corresponde a un ejemplo de base fuerte?
Según la información facilitada, ¿cuál de las siguientes opciones corresponde a un ejemplo de base fuerte?
Considerando las principales funciones biológicas del agua, ¿cuál de las siguientes opciones destaca su rol esencial en el transporte de nutrientes?
Considerando las principales funciones biológicas del agua, ¿cuál de las siguientes opciones destaca su rol esencial en el transporte de nutrientes?
Si una persona tiene niveles bajos de potasio en sangre (hipocalemia), ¿qué síntomas podría experimentar?
Si una persona tiene niveles bajos de potasio en sangre (hipocalemia), ¿qué síntomas podría experimentar?
¿Cuál de los siguientes enunciados explica mejor cómo la bioquímica ha contribuido al desarrollo de nuevas terapias médicas?
¿Cuál de los siguientes enunciados explica mejor cómo la bioquímica ha contribuido al desarrollo de nuevas terapias médicas?
La biotecnología y la bioingeniería se benefician de la bioquímica principalmente porque:
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Si el agua pura tiene una baja conductividad eléctrica, ¿qué factor aumenta su conductividad?
Si el agua pura tiene una baja conductividad eléctrica, ¿qué factor aumenta su conductividad?
Considerando el balance hídrico diario, ¿cuál de los siguientes representa la principal vía de egreso de agua del cuerpo?
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¿Qué información proporciona un ionograma plasmático?
¿Qué información proporciona un ionograma plasmático?
Si una persona tiene una condición llamada hipomagnesemia, ¿qué síntomas podría experimentar?
Si una persona tiene una condición llamada hipomagnesemia, ¿qué síntomas podría experimentar?
Si una célula se encuentra en una solución en la que la concentración de solutos es la misma dentro y fuera de la célula, ¿cómo se describe esta solución en términos de tonicidad?
Si una célula se encuentra en una solución en la que la concentración de solutos es la misma dentro y fuera de la célula, ¿cómo se describe esta solución en términos de tonicidad?
¿Por qué es esencial el estudio de las propiedades del agua en la criopreservación de células y tejidos?
¿Por qué es esencial el estudio de las propiedades del agua en la criopreservación de células y tejidos?
¿Qué contribución clave realiza la bioquímica en la agricultura y la alimentación?
¿Qué contribución clave realiza la bioquímica en la agricultura y la alimentación?
¿Cuál es la principal razón por la que el agua es esencial para la vida a nivel molecular?
¿Cuál es la principal razón por la que el agua es esencial para la vida a nivel molecular?
¿Qué indica un pH neutro en una solución?
¿Qué indica un pH neutro en una solución?
Además de la orina, ¿a través de qué otra vía importante se eliminan electrolitos del cuerpo?
Además de la orina, ¿a través de qué otra vía importante se eliminan electrolitos del cuerpo?
Además de su importante papel en la formación de huesos y dientes, ¿qué otra función vital desempeña el calcio en el cuerpo?
Además de su importante papel en la formación de huesos y dientes, ¿qué otra función vital desempeña el calcio en el cuerpo?
Flashcards
¿Qué es la bioquímica?
¿Qué es la bioquímica?
The study of chemical processes and molecules in living organisms.
Reactivity of Water
Reactivity of Water
The capability of water to act as either a proton donor (acid) or acceptor (base).
Autoionization of Water
Autoionization of Water
Water molecules can self-ionize into hydronium (H3O+) and hydroxide (OH-) ions.
¿Qué don los enlaces iónicos?
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¿Qué son los enlaces covalentes?
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¿Qué son los enlaces de coordinacion?
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¿Qué son puentes de hidrógeno?
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¿Qué son fuerzas dipolo-dipolo?
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¿Qué son fuerzas de dispersion de London?
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Main elements in the human body
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Why is water important?
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Boiling and Freeze points of liquid water.
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Maximum Density of Water
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Surface Tension of Water
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Heat Capacity of Water
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Polarity of Water
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Electrical Conductivity of Water
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Calcium Function (Ca2+)
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Calcium Imbalance (Ca2+)
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Potassium Function (K+)
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Sodium Function (Na+)
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Magnesium Function (Mg2+)
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Zinc (Zn2+) Function
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Iron (Fe2+/Fe3+) Function
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Copper (Cu2+) Function
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¿Qué es un ionograma?
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¿Qué es ósmosis?
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Hipertónica
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Isotónica
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Hipotónica
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¿Qué es pH?
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Ácido
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Base
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Fuerte Ácido
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Débil Ácido
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Débil Base
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Fuerte Base
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Study Notes
Fundamentals of Biochemistry
- This is an introductory presentation on the fundamentals of biochemistry, by D. en C. Octavio Barragán Mares.
- Biochemistry is defined as the branch of science studying chemical and molecular processes in living beings.
Assessment and Course Content
- Classwork and assignments are 30% of the final grade.
- Lab practice work is 15% of the final grade.
- Quizzes are 5% of the final grade.
- The midterm exam counts for 40% of the final grade.
- Vocational practices contribute 10% of the final grade.
- The thematic content includes the importance of water as a biomolecule, structure, classification, and function of nucleotides, amino acids, carbohydrates, and lipids from a metabolic perspective.
- Focus is placed on the physicochemical properties, structure, metabolism, and functions of water and nucleotides to understand biochemistry as a science that studies life.
- Analysis includes the concept of metabolism which encompasses anabolism and catabolism, and its relationship to the ATP cycle and bioenergetics.
- Discussion focuses on basic structure, nomenclature, biological function, and metabolic processes of carbohydrates and lipids.
- The importance of lipids and carbs in metabolic processes, and moderating intake for health, are valued.
Impact of Biochemistry
- Biochemistry helps understanding how molecules like water interact and function in organisms.
- Biochemical understanding is key to creating drugs and therapies for treating diseases, by targeting biochemical processes involved in diseases to restore health.
- Biochemistry advances biotechnology, allowing manipulation of organisms to produce useful substances like therapeutic proteins, vaccines, and bioenergy.
- Biochemical principles are applied in bioengineering for the creation of biocompatible materials and medical devices.
- Biochemistry contributes to improved crops, livestock, and their nutritional value.
- Biochemistry plays a crucial role in food processing and human nutrition research.
Basic Concepts in Chemistry and Biology
- Chemical bonds
- Intermolecular forces
- Elemental composition of the human body.
Ionic Bonds
- Ionic bonds involve the transfer of electrons to form ions.
- Typically form between a metal and a nonmetal.
- Electronegativity difference is greater than 1.7.
- Conduct electricity in solution.
Covalent Bonds
- Covalent bonds involve shared electrons.
- Covalent bonds occur between two nonmetals.
- Do not conduct electricity.
- Nonpolar covalent bonds form between atoms with an electronegativity difference less than 0.4.
- Polar covalent bonds form when the electronegativity difference is between 0.4 and 1.7.
Coordinate Bonds
- Coordinate bonds, also known as dative bonds, are a type of covalent bond.
- Coordinate bonds happen when one atom provides both electrons that are shared in the bond.
- Commonly found in metallic complexes and other structures.
- An atom or ion donates a lone pair of electrons to another atom or ion with an empty orbital.
Intermolecular forces
- Hydrogen bonds occur in molecules containing hydrogen bonded to a highly electronegative element (O, N, F) with a small atomic radius.
- Dipole-dipole forces maintain the molecule in a polar substance.
- London dispersion forces are weak but can bond molecules that are nonpolar.
Elemental Composition of the Human Body
- Main elements:
- Oxygen: 65%
- Carbon: 18.5%
- Hydrogen: 10%
- Nitrogen: 3%
- Calcium: 1.5%
- Phosphorus: 1%
- Secondary elements:
- Potassium: 0.30%
- Sulfur: 0.25%
- Sodium: 0.20%
- Chlorine: 0.15%
- Magnesium: 0.05%
- Iron: 0.005%
- Trace elements consist of very small percentages.
- Fluorine: 0.001%.
- Copper: 0.0002%.
- Iodine: 0.00004%.
- Manganese: 0.00003%.
- Zinc, Cobalt, and Molybdenum are present in trace amounts.
Biomolecules
- Biomolecules are molecules present in living organisms and are essential for biological processes.
- These biomolecules include:
- Water
- Mineral salts
- Carbohydrates
- Lipids
- Nitrogen compounds
- Amino acids
- Proteins
- Enzymes and hormones
- DNA and RNA
Physical Properties of Water
- Boiling and Freezing Points: Water boils at 100°C and freezes at 0°C under standard conditions.
- Changes in the state of water can cause damage to the structure of cells.
- The study of these property is crucial with cell preservation.
- Water is most dense at 4°C with a density of 1 g/cm³.
- Water density affects buoyancy and the distribution of molecules.
- Surface Tension: Water has high surface tension due to strong cohesive forces between its molecules.
- The importance in Biochemistry: Surface tension is essential for the formation and stability of cell membranes.
- Specific Heat Capacity: It has a high specific heat capacity (4.18 J/g°C) and can absorb or release heat.
- This helps stabilize internal temperature and allows reactions within organisms.
Chemical Properties of Water
- Polarity: Water is a polar molecule with an uneven charge distribution.
- Polarity allows formation of hydrogen bonds.
- Polarity supports the construction of macromolecules.
- Reactivity: It can react with a wide range of substances, acting as both an acid and a base.
- The ability to act as an acid and a base is essential for metabolic reactions.
- Electrical Conductivity: Pure water has low electrical conductivity, but conductivity increases with dissolved ions.
- The conductivity affects membrane potentials and signals in the nervous system.
- Autoionization: Water can ionize to form hydronium (H3O+) and hydroxide (OH-) ions.
- Autoionization is crucial for control of pH levels.
Electrolytes and Metallic Ions
- Metallic ions play a crucial role in biological functions.
- Metallic ions act as cofactors in enzymatic reactions.
- Metallic ions help in the delivery of nerve signals.
- Important for maintaining the liquid pH balance.
- The concentration of ions must be cautiously regulated.
- Imbalances cause health concerns.
- Some ions function as electrolytes and conduct electricity.
Calcium (Ca2+)
- Function: Essential for the formation of bones and teeth, blood coagulation, muscle contraction, and nerve transmission, and it works as an electrolyte.
- Deficiency: Causes osteoporosis, rickets
- Excess: Causes hypercalcemia.
Potassium (K+)
- Function: Potassium regulates fluid balance, muscle contraction, and nerve function, acting as an electrolyte.
- Deficiency: Hypokalemia causes muscle weakness, cramps, and cardiac arrhythmias.
- Excess: Hyperkalemia can cause severe cardiac arrhythmias.
Sodium (Na+)
- Function: Sodium maintains fluid balance, nerve function, and muscle contraction, and is an electrolyte.
- Deficiency: Hyponatremia can cause nausea, vomiting, confusion, and seizures.
- Excess: Hypernatremia can lead to hypertension and dehydration.
- Bartter syndrome is a renal tubular disease characterized by impaired sodium reabsorption.
Magnisium (Mg2+)
- Magnesium has electrolyte behavior.
- Magnesium is essential for synthesizing proteins, as well as muscular, and neural functions.
- A magnesium deficit in the body can cause muscle cramps, cardiac arrhythmia or convulsions.
- High levels of magnesium in the body can cause hypotension, nausea and muscle weakness.
Zinc (Zn2+)
- Important in the synthesis of DNA as well as immune system functions.
- Critical for tissue and wound healing
- Deficiency: can cause stunted growth, appetite deficiencies or immune dysfunction.
- Excess: Can cause gastrointestinal issues and nervous system complications.
Iron (Fe2+/Fe3+)
- Essential for the formation of hemoglobin and oxygen transport.
- Deficiency: Iron deficiency causes anemia, which leads to tiredness and pallor.
- Excess: Hemochromatosis causes organ damage
Copper (Cu2+)
- Copper is needed to support red blood cell formation and a healthy nervous system.
- Deficiency: Anemia and Neutropenia.
- Excess: Wilson’s disease and Hemolytic.
Body Water Content
- Relative distribution of body water
- In men: 60% water - 45% intracellular fluid, 15% extracellular, 10% interstitial fluid, and 5% plasma.
- In women: 55% water - 40% intracellular fluid, 15% extracellular, 10% interstitial fluid, and 5% plasma.
- In infants: 77% water - 48% intracellular fluid, 29% extracellular, 24% interstitial fluid, and 5% plasma.
- Values are expressed as percentages.
- LIC stands for intracellular fluid.
- LEC stands for extracellular fluid.
- LIT is used to define interstitial fluid.
Water Balance
- Daily water balance:
- Water Input (ml):
- Fluids: 1400
- Food: 800
- Metabolic water: 300
- = 2500 mL
- Water Output (ml):
- Urine: 1500
- Perspiration: 850
- Feces: 150
- Water Input (ml):
Ionograms
- Plasmatic ionograms analyze principal components of blood plasma.
- The components are:
- Sodium (Na)
- Potassium (K)
- Chlorine (Cl)
- Bicarbonate (CO2H-)
- Urinary ionograms are useful to complement plasmatic ionograms.
- They're both useful to observe hydrolitic unbalance and control in organs.
Osmosis
- Osmosis is water travelling from high concentration to low concentration.
Tonicity reflects solute concentration and solution behavior.
- Hypertonic solutions: cells shrink.
- Isotonic solutions: no change.
- Hypotonic solutions: cells swell.
- Acid solutions contain (H+).
- Basic solutions contain (OH-).
- Neutral substances contain an even amount of chemicals.
PH Calculations
- Acids have a pH value of 0-6.
- Neutrals have a pH value of 7.
- Bases have a pH value of 8-14.
- Strong acids has a pH value from 0-3.
- A weak acid has a pH value of 4-6.
- Weak bases has a pH value of 8-10.
- A strong bases has a pH value 11-14.
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