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MANUAL DE PRÁCTICAS DE BIOQUÍMICA

PROGRAMA EDUCATIVO: INGENIERÍA EN INNOVACIÓN AGRÍCOLA SUSTENTABLE

ELABORADO POR:

DR. FELIPE AUGUSTO CARRILLO SÁNCHEZ

Revisó Aprobó Autorizó

Presidente de Academia Coordinador del PE Dirección Académica




Calkiní, Campeche, (Agosto 2016)






ÍNDICE

CONCEPTO PÁGINAS

PRESENTACIÓN.……………………………………………………..……...…….3

OBJETIVO GENERAL………………………….…………………………….…………………3

SEGURIDAD……………………………………………………………..……………………….3

PRÁCTICA No. 1 “IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES DE USO COMÚN

EN EL LABORATORIO DE BIOQUÍMICA”……………………………………………………4

PRÁCTICA No. 2 “IDENTIFICACIÓN Y MANEJO DE EQUIPOS DE USO

COMÚN EN EL LABORATORIO DE BIOQUÍMICA”…………………………………………7

PRÁCTICA No. 3 “PREPARACIÓN DE SOLUCIONES”…………………………….……..10

PRÁCTICA No. 4 “TITULACIÓN DE SOLUCIONES”……………………………..………..14

PRÁCTICA No. 5 “CARBOHIDRATOS TOTALES EN COCA-COLA”………….………..17

PRÁCTICA No. 6 “REACTIVO LIMITANTE”……………………………..…………...……...20






PRESENTACIÓN

El presente Manual es una guía que resume los aspectos prácticos de la asignatura de Bioquímica. Contiene prácticas destinadas a familiarizar al estudiante con las teorías fundamentales de la asignatura, los métodos prácticos de trabajo y los procedimientos clásicos más importantes. Con éste manual se pretende también, facilitarle al estudiante la apreciación de las ventajas de los métodos de prueba para el análisis de los diferentes materiales y se da un número suficiente de referencias para que sirvan como punto de partida para el que se interese.

OBJETIVO GENERAL

Este curso tiene como objetivo enseñar y preparar al estudiante para comprender e interpretar los fenómenos que encuentra en su trabajo práctico ya que muchos estudiantes de ingeniería industrial se enfrentan en su vida profesional con problemas relacionados con las propiedades de los materiales, cuyas soluciones no deben hallarse en libros de consulta pero que pueden resolverse con la aplicación racional e inteligente de los principios de la asignatura.

SEGURIDAD

Para minimizar el riesgo de accidentes o enfermedades durante la realización de las siguientes prácticas experimentales se debe cumplir con los elementos mínimos de seguridad que describe el Manual de Prácticas de Laboratorio del PE de Ingeniería en Innovación Agrícola Sustentable, del ITESCAM. Entre ellos es obligatorio el uso de los siguientes equipos de protección:






PRACTICA No. 1 IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES DE USO COMÚN EN EL

LABORATORIO DE BIOQUÍMICA

-INTRODUCCIÓN

El uso del material para llevar a cabo una prueba, cualquiera que sea, es de suma importancia para que se realice en forma adecuada. La elección de los materiales estará de acuerdo con las características y funciones que éste tenga. En general, los materiales de vidrio se pueden clasificar como material de medición y de contención. Para poder efectuar operaciones concretas en el laboratorio se trabaja con aparatos elaborados con materiales diversos como vidrio, plástico, porcelana y metal. Se clasifican de la siguiente manera: Material de vidrio: El instrumental de vidrio usado para realizar investigaciones o reacciones químicas debe ser fabricado con materiales resistentes a la acción de los agentes químicos. El vidrio corriente no sirve para la fabricación de instrumentos de laboratorio por ser muy frágil y vulnerable a los agentes químicos y físicos. Por tal razón se construyen de cristal de vidrio, pudiendo ser este de vidrio grueso o delgado. Los instrumentos construidos con vidrio grueso solo son apropiados para contener y trasvasar o medir si se intenta calentarlos se puede romper con mucha facilidad. Ejemplo: embudos, cilindros graduados, medidas cónicas y agitadores. Los instrumentos construidos con vidrio delgado son muy resistentes al calor, pero solo cuando son calentados gradualmente y enfriados de la misma manera; por eso se recomienda interponer una rejilla metálica entre el fondo del recipiente y el mechero cuando va a realizarse un calentamiento del instrumento (entre estos están el Pírex, vycor, kimble etc). Ejemplo: Balones, matraces, vasos de precipitado, tubos de ensayo, etc. Los instrumentos volumétricos de vidrio delgado se caracterizan por su gran precisión a diferencia de los de vidrio grueso que es menos preciso. Material de porcelana: es de alta resistencia térmica hasta 1200 ºC si es esmaltada y 1400 ºC sin esmaltar, podemos ver en el laboratorio cápsulas de evaporación, crisoles, entre otros. La porcelana para útiles de laboratorio es conveniente que tenga un contenido en Al2 O3 del 40 por 100, capacidad de absorción del agua totalmente nula, dureza de 7 - 8 en la escala de Mohs, (Enciclopedia de la Inspección veterinaria y análisis de alimentos Agenjo Cecilia Cesar 1979) este material es producidos con una calidad uniforme, una estructura compacta e impermeable a las filtraciones gaseosas.




La resistencia mecánica y química, tanto a los ácidos como a los álcalis es excelente, así como a los cambios de temperatura, que los soporta sin roturas, explosiones ni deformaciones. En condiciones normales de trabajo las piezas de porcelana esmaltada soportan temperaturas de 1.050ºC mientras que las sin esmaltar soportan hasta 1.350ºC. -OBJETIVO

El alumno conocerá el material de laboratorio más comúnmente utilizado en el laboratorio de Bioquímica. -LUGAR La práctica se realizará en el laboratorio de Ciencias Básicas del Instituto Tecnológico de Calkiní en el Estado de Campeche (ITESCAM).

-SEMANA DE EJECUCIÓN

Semana 3

- MATERIAL Y EQUIPO

• Pipetas (terminales, no terminales, volumétricas) • Matraces volumétricos • Bureta • Probeta • Matraces Erlenmeyer • Vaso de precipitado • Tubos de ensaye




-DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Los alumnos llevarán a cabo la medición de agua utilizando los diferentes materiales de laboratorio así como una discusión dirigida en el laboratorio.

- EVALUACIÓN Y RESULTADOS

1. ¿Cómo se clasifica el material empleado en las prácticas de laboratorio? 2. ¿Cuáles son los cuidados que se deben tener en cuanto a bioseguridad? 3. ¿Qué precauciones debes tener en el laboratorio? -REFERENCIAS

• Díaz Zagoya JC; Leonés Oropeza MA. Bioquímica: un enfoque básico aplicado a las ciencias de la vida. Mc Graw-Hill. México. 2007.

• Hicks, J.J. Bioquímica. Mc Graw-Hill. 2ª edición. México. 2007. • Mathews, D.K; Van Holde, KE; Ahern KG. Bioquímica. Pearson Prentice Hall. 4ª edición.

España.m 2002. • McKee, T y McKee JR. Bioquímica. Mc Graw-Hill. 3ª edición. México. 2009. • Murray RK, Bender DA, Bothanik M, Kennely, PJ. Bioquímica Ilustrada de Harper. Mc

Graw-Hill Lenga. México. 2010.

-ANEXOS




PRACTICA No. 2 IDENTIFICACIÓN Y MANEJO DE EQUIPOS DE USO COMÚN EN EL

LABORATORIO DE BIOQUÍMICA

-INTRODUCCIÓN

El uso del equipo para llevar a cabo una prueba, cualquiera que sea, es de suma importancia para que se realice en forma adecuada. La elección del equipo estará de acuerdo con las características y funciones que éste tenga y nos sea útil para una práctica determinada que queramos realizar. Los grupos principales de equipos de laboratorio sirven para una rápida comprensión y orientación en cada una de las categorías. Los aparatos, máquinas o equipamientos de laboratorio se pueden encontrar sistemáticamente con facilidad y rapidez. El sector de equipos de laboratorio contiene equipos para el trabajo en laboratorios o que pueden ser utilizados en un laboratorio. Cada aparato de los equipos de laboratorio o de los otros sectores está organizado en orden alfabético y dispone de una ficha con informaciones técnicas para usted. En los grupos secundarios encontrará información breve de los equipos de laboratorio seleccionados de cada categoría. Nuestras páginas de los productos no sólo sirven para informar sobre cada aparato, sino que además informan sobre los equipos de laboratorio general de una categoría. Podría compararse con una enciclopedia de los equipos de laboratorio. Balanza granatarias: Es uno de los instrumentos más utilizados en el laboratorio (figura 4) y su objetivo es determinar la masa de una sustancia o pesar una cierta cantidad de la misma. La masa de un cuerpo se mide corrientemente comparando el peso del cuerpo con el peso de cuerpos de masas conocidas, denominadas pesas. Dependiendo del trabajo que se quiera realizar, se selecciona el tipo de balanza más adecuada en cuanto a sensibilidad y rapidez en la pesada. La sensibilidad de una balanza depende de su capacidad: una balanza diseñada para pesar kilogramos difícilmente tendrá la sensibilidad necesaria para tener reproducibilidad en pesadas de miligramo. Microscopio: es un Instrumento óptico destinado a observar de cerca objetos extremadamente diminutos. La combinación de sus lentes produce el efecto de que lo que se mira aparezca con dimensiones extraordinariamente aumentadas, haciéndose perceptible lo que no lo es a simple vista. -OBJETIVO




El alumno identificará y manejará el equipo comúnmente utilizado en el laboratorio de Bioquímica. -LUGAR

La práctica se realizará en el laboratorio de Ciencias Básicas del Instituto Tecnológico de Calkiní en el Estado de Campeche (ITESCAM). -SEMANA DE EJECUCIÓN

Semana 4

- MATERIAL Y EQUIPO

• Balanza analítica

• Balanza granataría

• Espectrofotómetro

• Potenciómetro

• Centrífuga

• Baño maría

• Estufa de laboratorio

• Microscopio óptico





Se llevará a cabo una demostración práctica de cada uno de los equipos y una discusión dirigida en el laboratorio. - EVALUACIÓN Y RESULTADOS

1. ¿Qué medidas de seguridad para el uso correcto del equipo crees que se deban llevar a cabo? 2. Menciona y describe brevemente que otros equipos consideras que sean de importancia en el laboratorio médico. 3. ¿Solamente en el laboratorio de medicina se pueden utilizar los equipos mencionados anteriormente? Si escribes como respuesta “si o no”, menciona porque y en que otras disciplinas se podrían utilizar. -REFERENCIAS




Graw-Hill Lenga. México. 2010.

-ANEXOS




PRÁCTICA #3.- PREPARACIÓN DE SOLUCIONES

-INTRODUCCIÓN

La composición de una solución se debe medir en términos de volumen y masa, por lo tanto es indispensable conocer la cantidad de soluto disuelto por unidad de volumen o masa de disolvente, es decir su concentración. Durante cualquier trabajo experimental, el uso de soluciones se hace indispensable, por lo que es necesario conocer los procedimientos para su elaboración. En la presente práctica se realizarán soluciones utilizando como concentración la molaridad, la normalidad y las relaciones porcentuales.

Solución

Una solución es una mezcla homogénea cuyas partículas son menores a 10 ángstrom. Estas soluciones están conformadas por soluto y por solvente. El soluto es el que está en menor proporción y por el contrario el solvente esta en mayor proporción. Tosas las soluciones son ejemplos de mezclas homogéneas.

Solución diluida es cuando la cantidad de soluto es muy pequeña.

Solución concentrada es cuando la cantidad de soluto es muy grande.

Solución saturada es cuando se aumentó más soluto en un solvente a mayor temperatura de la normal (esto es porque cuando ya no se puede diluir, se calienta el solvente y se separan sus partículas para aceptar más soluto)

Solución sobresaturada es cuando tiene más soluto que disolvente

Soluto y Disolvente

La sustancia que está presente en la mayor cantidad se denomina disolvente, que se define como las sustancias en la cual se disuelve otra. Ésta última, que es la que disuelve en la primera, se denomina soluto.

Soluto + Disolvente = Solución

Solubilidad

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la concentración que presenta una disolución saturada, o sea, que está en equilibrio con el soluto sin disolver porque siempre habrá algunas moléculas o iones que pasen a la disolución. Las sustancias se clasifican en:

Solubles: si su solubilidad es 0,1 M o >.




Poco Solubles: si su solubilidad se sitúa entre 0,1 M y 0,001 M

Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M.

-OBJETIVO

El alumno llevará a cabo la preparación de soluciones normales, molares y porcentuales.

-LUGAR La práctica se realizará en el laboratorio de Ciencias Básicas del Instituto Tecnológico de Calkiní en el Estado de Campeche (ITESCAM). -SEMANA DE EJECUCIÓN

Semana 9

- MATERIAL Y EQUIPO

Materiales:

Probeta graduada de 100 mL

Balanza

Frasco de 100 Ml con tapón de rosca

Matraz aforado de 100 mL

Vaso de precipitado de 250 mL




Matraz aforado de 50 mL

Pipeta graduada de 10 mL

Espátula

Pipeta graduada de 1 mL

Reactivos:

HCl concentrado

NaCl

NaOH granular

Agua destilada


Preparación de soluciones normales, molares, porcentuales.

1. Preparar 100 mL de una solución normal de HCl, guardar y etiquetar correctamente. 2. Preparar 100 mL de una solución molar de NaOH, guardar y etiquetar correctamente. 3. Preparar 100 mL de una solución porcentual de NaCl, guardar y etiquetar correctamente. 4. En el reporte a entregar describir cómo se elaboró cada solución • Anotar observaciones


1. Escribir las definiciones de solución normal y molar. 2. ¿Qué significa y cómo se preparar las soluciones porcentuales v/v, v/p y p/v? 3. Describa y exprese la diferencia entre unidades físicas y unidades químicas en las

soluciones. 4. ¿Cómo se elabora una solución amortiguadora?

-REFERENCIAS







Graw-Hill Lenga. México. 2010. -ANEXOS




PRÁCTICA #4 TITULACIÓN DE SOLUCIONES

-INTRODUCCIÓN

La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración en el caso de utilizar un indicador interno, y especificada por la siguiente ecuación de la titulación.

NA VA = NB VB

A este punto se le llama punto de equivalencia.

En términos generales la reacción entre cantidades equivalentes de ácidos y bases se llama neutralización o reacción de neutralización, la característica de una reacción de neutralización es siempre la combinación de hidrogeniones que proceden del ácido, con hidroxiliones procedentes de la base para dar moléculas de agua sin disociar, con liberación de energía calorífica como calor de neutralización y formación de una sal.

En una expresión como la siguiente expresión:

Ácido + Base → Sal + Agua

Ácido: Los ácidos son sustancias que se ionizan en disolución acuosa para formar iones Hidrogeno y así aumentar la concentración de iones H+ (ac). Las moléculas de diferentes ácidos pueden ionizarse para formar diferentes números de iones H+.

Base: Una base es, en primera aproximación (según Arrhenius), cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio.

INDICADORES DE PH:

En las titulaciones se pueden utilizar indicadores internos. Los indicadores son compuestos orgánicos de estructura compleja que cambian de color en solución a medida que cambia el pH.

-OBJETIVO




El discente realizará reacciones para demostrar las propiedades físicas y químicas de los carbohidratos.

-LUGAR


Semana 10

- MATERIAL Y EQUIPO

Materiales:

Pipeta volumétrica de 10 ml

Soporte universal

Pipetas volumétricas de 5 ml

Embudo

Vaso de precipitado de 100 ml

Matraces Erlenmeyer de 50 ml

Agitador

Bureta de 25 ml

Pinzas de 3 dedos

Reactivos:




Fenolftaleína

NaOH1 N

HCl 1 N


1. Utilizando una pipeta volumétrica, medir 10 ml de la solución a titular en un matraz Erlenmeyer de 50 ml.

2. Adicionar 2 gotas de fenolftaleína y agitar. 3. Agregar gota a gota la solución con la que se titula hasta neutralizar la solución. 4. Realizar los cálculos de acuerdo con la fórmula y determinar la concentración de la

solución titulada: N1V1 = N2V2


1. ¿Qué es un indicador?

2. Menciona al menos 3 indicadores con el rango de pH en el que se utilizan. -REFERENCIAS




Graw-Hill Lenga. México. 2010. -ANEXOS




PRÁCTICA #5 DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS TOTALES EN COCA-COLA

-INTRODUCCIÓN

Los hidratos de carbono se componen de los elementos químicos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos totales son el número de gramos (redondeando lo más cerca a los gramos) en una porción simple. Si hay menos de un gramo, la etiqueta mostrará que contiene menos de un gramo. Si tiene menos de medio gramo, la etiqueta mostrará cero gramos.

Los carbohidratos totales están listados en las etiquetas de los alimentos que muestran los contenidos de azúcar, sodio, grasa y calorías. El código de regulación federal establece que el total de carbohidratos esté calculado sumando la cantidad proteína cruda, grasa, humedad y ceniza, luego restando el total al peso del alimento.

La estructura química de los hidratos de carbono determina su funcionalidad y las características en el sabor, la viscosidad, la estructura y el calor (Glucosa, Almidón, Sacarosa, Celulosa).

-OBJETIVO

Determinar el contenido de carbohidratos totales en Coca-Cola.

-LUGAR


Semana 15




- MATERIAL Y EQUIPO

Materiales:

Matraz aforado

Tubo de ensayo

Pipeta

Vaso de precipitado

Equipo:

Vortex

Espectrofotómetro

Reactivos:

Fenol

Ácido sulfúrico


1. Diluir la muestra de 1ml de coca, se afora a 100 ml (Solución 1). 2. Tomar 1 ml del aforado y aforar nuevamente a 100 ml (Solución 2). 3. De la solución 2 tomar 1 ml poner en un tubo de ensayo, por duplicado. 4. Adicionar 0.5 ml de fenol a cada tubo. 5. Verter 2.5 ml de ácido sulfúrico. 6. Agitar en el vortex y dejar reposar por 5 min. 7. Sumergir los tubos de ensayo a baño de hielo por 5 min. 8. Trasladar los tubos al espectrofotómetro uv-vis y leer a 490 nm.





Realizar una tabla de resultados:

Muestra Absorbancia Carbohidratos totales (%)

Cuestionario

1. ¿Cuál es la función del reactivo fenol en la reacción de azucares totales? 2. ¿Por qué los azucares totales se leen en el espectrofotómetro a una longitud de onda de

450 nm? 3. ¿Cuál es el aporte de conocimientos de esta práctica en tu carrera?

-REFERENCIAS

• Kirk, R.S. 2006. Composición y análisis de alimentos de Pearson. Octava Reimpresión. CECSA.

• Lees, R. 1993. Análisis de los alimentos. Segunda edición. Editorial Acribia.

-ANEXOS




PRÁCTICA #6 REACTIVO LIMITANTE

-INTRODUCCIÓN

Una reacción química es un proceso termodinámico mediante el cual uno o más sustancias por efecto de un factor energético, se transforma: cambia su estructura molecular en otras sustancias llamadas productos. Estas sustancias pueden ser elementos o compuestos. En una reacción es importante el considerar que no todos los componentes se consumen o utilizan en su totalidad: existen reactivos limitantes así como reactivos en exceso dentro de una reacción. Al trabajar en el laboratorio es de suma importancia el saber reconocer dichas sustancias para poder utilizar las cantidades correctas de componentes permitiéndonos así el reducir los niveles de desperdicio de reactivos al mínimo.

Cuanto más se acerque el valor obtenido experimental mente a la cantidad del producto que debíamos obtener teóricamente, decimos que existe un mayor rendimiento real. Siempre debemos buscar el obtener un mayor rendimiento real.

¿Cuál es el reactivo que actúa como limitante?

La reacción que vamos a utilizar está representada por la siguiente ecuación:

BaCl2+Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl

-OBJETIVO

Determinar cuál es el reactivo que se consume totalmente en una reacción química.

-LUGAR

La práctica se realizará en el laboratorio de Ciencias Básicas del Instituto Tecnológico de Calkiní en el Estado de Campeche (ITESCAM).




-SEMANA DE EJECUCIÓN

Semana 16

- MATERIAL Y EQUIPO

• 10 vasos de precipitado • 2 buretas de 50 ml • 2 soportes y 2 pinzas para bureta • Disolución de cloruro de bario (BaCl2), concentración 0.5 M • Disolución de carbonato de sodio (NA2CO3), concentración 0.5 M • Agitador de vidrio • Material para filtración, (Papel filtro) • Piseta con agua destilada • Estufa • Balanza analítica.


1. Instala las dos buretas en los soportes. A una llénala con la disolución de cloruro de bario y la otra con la disolución de carbonato de sodio.

2. Etiqueta los diez vasos con números de 1 a 10. 3. Agrega a cada vaso 10 ml de disolución de cloruro de bario ((BaCl2). 4. Agrega a cada vaso el volumen de disolución de carbonato de sodio que se indica en la

tabla. 5. Después de agregar las dos disoluciones, agita el contenido de cada uno de los vasos de

precipitados y deja en reposo por aproximadamente 15 minutos. 6. Después de agitar el contenido de cada uno de los vasos, enjuaga el agitador con una

Piseta con agua destilada, asegurándote que todo el precipitado cae en el vaso que le corresponde.

7. Numera de 1 a 10 piezas de papel filtro, pésalas y anota su peso. 8. Filtra el contenido de cada vaso utilizando su correspondiente papel filtro. 9. Evita perder precipitado, enjuagando cada vaso con agua destilada.




10. Pon a secar los papeles con los precipitados en la estufa a 50°C. 11. Comprueba que están secos con varias pesadas en diferentes tiempos. 12. Una vez secos, registra el peso de cada papel con precipitado. 13. Anota los resultados en la tabla. 14. Traza una gráfica de los gramos de precipitado obtenidos en función de los mililitros de

carbonato agregados. 15. Recolecta el precipitado de carbonato de bario en un frasco limpio y seco y dáselo a tu

profesor para que lo guarde. (se necesitara en un experimento posterior).


Realizar una tabla de resultados:

Vaso 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mL BaCl2

mL Na2CO3

Peso del papel filtro

Peso del filtro con le precipitado

Peso del filtro y el

precipitado ya seco

Cuestionario

1. ¿Cuál es el reactivo limitante?

-REFERENCIAS




• Garritz Ruiz, A., Silva, L. G., & Vázquez, A. M. (2005). Química Universitaria.

-ANEXOS

(2 LINEAS DE ESPACIO)

Se recomienda poner en anexos las partes del trabajo que, intercaladas en medio del texto romperían la continuidad de lectura del mismo, por ejemplo deducciones detalladas de alguna expresión, cálculos largos y detallados, códigos y enumeración detallada de algunos componentes. El docente según considere podría proporcionar tablas de valores, indicadores, manuales de equipos u otros.

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