Tiempo: 4 Minutos
1. Nombra tres elementos químicos presentes en todos los seres vivos:
2. ¿Qué compuesto químico constituye más del 60% de la masa corporal humana?
3. ¿Cuál es el propósito biológico principal de ingerir alimentos?
4. En una ecuación química, ¿qué representa el signo de la flecha (→)?
Terminología Oficial de NYS
Catalizar: Aumentar la velocidad de una reacción química disminuyendo la energía de activación requerida.
Enzima: Una macromolécula proteica especializada que actúa como catalizador biológico.
Reacción Química: Un proceso donde se rompen y forman enlaces moleculares para generar nuevas sustancias químicas.
Reactivo (Entrada): Una sustancia química inicial que ingresa a una reacción (se escribe antes del signo de rendimiento).
Producto (Salida): Una sustancia formada como resultado de una reacción química (se escribe después del signo de rendimiento).
Signo de Rendimiento (→): El símbolo que señala desde los reactivos (entradas) hacia los productos (salidas).
Biomolécula: Una molécula orgánica basada en carbono producida por organismos vivos (macromolécula).
Monómero: Una unidad molecular simple capaz de enlazarse químicamente con unidades idénticas o similares.
Polímero: Una macromolécula compuesta por múltiples subunidades de monómeros unidas covalentemente.
Síntesis por Deshidratación: Reacción que une monómeros en polímeros eliminando agua (H2O es una salida).
Hidrólisis: Reacción que rompe polímeros en monómeros agregando agua (H2O es una entrada).
Sustrato: La molécula reactiva específica sobre la cual actúa una enzima durante una reacción catalizada.
Carbohidrato
Lípido
Proteína
Ácido Nucleico
Ciencias Biológicas Grado 8 • Arquitectura de Biomoléculas Página 1 de 4 (Reverso en Español)
NYS Grade 8 Life Science • Instructional Mini-Lesson
Name: ___________________________
Student Objective
I can identify the elements, monomers, polymers, and functions of the four biomolecules, and interpret chemical reaction diagrams illustrating dehydration synthesis and hydrolysis involving water molecules and enzymes.
10-Minute Mini-Lesson
| Biomolecule | Elements | Monomer (Subunit) | Polymer (Macromolecule) | Primary Biological Function |
|---|---|---|---|---|
| Carbohydrate | C, H, O | Monosaccharide (Glucose) | Polysaccharide (Starch, Glycogen) | Immediate cellular energy release and short-term energy storage. |
| Lipid | C, H, O | Glycerol + Fatty Acids | Triglyceride, Phospholipid | Long-term energy storage, thermal insulation, and cell membrane structure. |
| Protein | C, H, O, N | Amino Acid | Polypeptide (Protein, Enzyme) | Catalyzes chemical reactions (enzymes), structural support, and cellular transport. |
| Nucleic Acid | C, H, O, N, P | Nucleotide | DNA, RNA | Stores and transmits hereditary genetic instructions for synthesizing proteins. |
In cellular chemical reactions, starting molecules called reactants (inputs) undergo bond rearrangement to form new molecules called products (outputs). The yield sign (→) shows the direction of the reaction. Enzymes catalyze these reactions by binding to reactants at their active sites, lowering required activation energy and accelerating the reaction without being altered.
Reaction 1: Monomers to Polymers
Two monomer subunits combine covalently. An –OH from one monomer and an –H from the second monomer are removed to release one water molecule.
Inputs (Reactants) → Outputs (Products)
[Monomer]-OH
H-[Monomer]
Enzyme →
[Polymer]
H2O
Key Rule: Water (H2O) is an output (product). Bonds form between monomers.
Reaction 2: Polymers to Monomers
A covalent bond between subunits is broken by chemically inserting one water molecule (H2O splits into –H and –OH groups).
Inputs (Reactants) → Outputs (Products)
[Polymer]
H2O
Enzyme →
[Monomer]-OH
H-[Monomer]
Key Rule: Water (H2O) is an input (reactant). Bonds break to yield monomers.
Grade 8 Life Science • Biomolecule Architecture Page 2 of 4 (English Front Side)
NYS Grado 8 Ciencias Biológicas • Mini-Lección Instruccional
Nombre: ___________________________
Objetivo del Estudiante
Puedo identificar los elementos, monómeros, polímeros y funciones de las cuatro biomoléculas, e interpretar diagramas de reacciones químicas que ilustran la síntesis por deshidratación y la hidrólisis con moléculas de agua y enzimas.
Mini-Lección de 10 Minutos
| Biomolécula | Elementos | Monómero (Subunidad) | Polímero (Macromolécula) | Función Biológica Principal |
|---|---|---|---|---|
| Carbohidrato | C, H, O | Monosacárido (Glucosa) | Polisacárido (Almidón, Glucógeno) | Liberación de energía celular inmediata y almacenamiento a corto plazo. |
| Lípido | C, H, O | Glicerol + Ácidos Grasos | Triglicérido, Fosfolípido | Almacenamiento de energía a largo plazo, aislamiento térmico y membrana celular. |
| Proteína | C, H, O, N | Aminoácido | Polipéptido (Proteína, Enzima) | Cataliza reacciones químicas (enzimas), soporte estructural y transporte celular. |
| Ácido Nucleico | C, H, O, N, P | Nucleótido | ADN, ARN | Almacena y transmite instrucciones genéticas hereditarias para sintetizar proteínas. |
En las reacciones químicas celulares, las moléculas iniciales llamadas reactivos (entradas) experimentan una reorganización de enlaces para formar nuevas moléculas llamadas productos (salidas). El signo de rendimiento (→) indica la dirección de la transformación. Las enzimas catalizan estas reacciones uniéndose a los reactivos en sus sitios activos, disminuyendo la energía de activación requerida y acelerando la reacción sin consumirse ni alterarse.
Reacción 1: Monómeros a Polímeros
Dos monómeros se combinan covalentemente. Se extrae un –OH de un monómero y un –H del segundo para liberar una molécula de agua.
Entradas (Reactivos) → Salidas (Productos)
[Monómero]-OH
H-[Monómero]
Enzima →
[Polímero]
H2O
Regla Clave: El agua (H2O) es una salida (producto). Se forman enlaces entre monómeros.
Reacción 2: Polímeros a Monómeros
Un enlace covalente se rompe insertando químicamente una molécula de agua (el H2O se divide en grupos –H y –OH).
Entradas (Reactivos) → Salidas (Productos)
[Polímero]
H2O
Enzima →
[Monómero]-OH
H-[Monómero]
Regla Clave: El agua (H2O) es una entrada (reactivo). Los enlaces se rompen liberando monómeros.
Ciencias Biológicas Grado 8 • Arquitectura de Biomoléculas Página 2 de 4 (Reverso en Español)
NYS Statewide Exam Alignment • Part 1
Name: ___________________________
Student Objective
I can analyze and answer authentic New York State statewide Life Science exam questions on biomolecules, monomers, polymers, enzymes, and synthesis/hydrolysis reactions.
Question 1 NYS Statewide Exam: June 2024, Question 4
Which statement correctly describes proteins?
(1) They are composed of simple sugars.
(2) They store genetic information in the cell nucleus.
(3) They are composed of amino acids linked together.
(4) They are the primary source of immediate energy during respiration.
Question 2 NYS Statewide Exam: June 2024, Question 11
Which molecule is the primary immediate source of energy for cellular respiration in cells?
(1) Lipid (fatty acid)
(2) Carbohydrate (glucose)
(3) Protein (polypeptide)
(4) Nucleic acid (DNA)
Question 3 NYS Statewide Exam: January 2024, Question 2
A catalyst that increases the rate of a chemical reaction in a living organism without being permanently altered is an:
(1) antibody
(2) hormone
(3) receptor
(4) enzyme
Question 4 NYS Statewide Exam: January 2024, Question 18
The process by which two simple sugar molecules are chemically joined together to form a disaccharide with the release of a water molecule is known as:
(1) dehydration synthesis
(2) hydrolysis
(3) active transport
(4) aerobic respiration
Question 5 NYS Statewide Exam: August 2023, Question 7
When complex food molecules such as proteins are broken down into amino acids in the digestive system, which substance is chemically required to break the bonds?
(1) Oxygen
(2) Carbon dioxide
(3) Water
(4) Nitrogen
Question 6 NYS Statewide Exam: August 2023, Question 15
Which elements are present in all nucleic acid molecules (DNA and RNA)?
(1) Carbon and hydrogen only
(2) Carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, and phosphorus
(3) Carbon, nitrogen, and sulfur only
(4) Hydrogen, oxygen, and potassium only
Grade 8 Life Science • Biomolecule Architecture Page 3 of 4 (English Front Side)
Alineación con Exámenes de NYS • Parte 1
Nombre: ___________________________
Objetivo del Estudiante
Puedo analizar y responder preguntas auténticas de exámenes estatales de Ciencias Biológicas de Nueva York sobre biomoléculas, monómeros, polímeros, enzimas y reacciones de síntesis/hidrólisis.
Pregunta 1 Examen Estatal de NYS: Junio 2024, Pregunta 4
¿Qué afirmación describe correctamente a las proteínas?
(1) Están compuestas de azúcares simples.
(2) Almacenan información genética en el núcleo celular.
(3) Están compuestas de aminoácidos enlazados.
(4) Son la fuente principal de energía inmediata durante la respiración.
Pregunta 2 Examen Estatal de NYS: Junio 2024, Pregunta 11
¿Qué molécula es la fuente principal de energía inmediata para la respiración celular?
(1) Lípido (ácido graso)
(2) Carbohidrato (glucosa)
(3) Proteína (polipéptido)
(4) Ácido nucleico (ADN)
Pregunta 3 Examen Estatal de NYS: Enero 2024, Pregunta 2
Un catalizador que aumenta la velocidad de una reacción química en un organismo vivo sin alterarse permanentemente es:
(1) un anticuerpo
(2) una hormona
(3) un receptor
(4) una enzima
Pregunta 4 Examen Estatal de NYS: Enero 2024, Pregunta 18
El proceso mediante el cual dos moléculas de azúcar simple se unen químicamente para formar un disacárido liberando agua se conoce como:
(1) síntesis por deshidratación
(2) hidrólisis
(3) transporte activo
(4) respiración aeróbica
Pregunta 5 Examen Estatal de NYS: Agosto 2023, Pregunta 7
Cuando los alimentos complejos como las proteínas se descomponen en aminoácidos en el sistema digestivo, ¿qué sustancia se requiere químicamente para romper los enlaces?
(1) Oxígeno
(2) Dióxido de carbono
(3) Agua
(4) Nitrógeno
Pregunta 6 Examen Estatal de NYS: Agosto 2023, Pregunta 15
¿Qué elementos químicos están presentes en todas las moléculas de ácido nucleico (ADN y ARN)?
(1) Carbono e hidrógeno únicamente
(2) Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo
(3) Carbono, nitrógeno y azufre únicamente
(4) Hidrógeno, oxígeno y potasio únicamente
Ciencias Biológicas Grado 8 • Arquitectura de Biomoléculas Página 3 de 4 (Reverso en Español)
NYS Statewide Exam Alignment • Part 2 & Assessment
Name: ___________________________
Student Objective
I can demonstrate mastery of biomolecule reactions and enzymatic catalysis on NYS statewide exam items and articulate chemical distinctions in an exit ticket.
Q7 (June 2023, #3)
Which biomolecules include fats and oils and store energy long-term?
(1) Lipids
(2) Carbohydrates
(3) Proteins
(4) Nucleic acids
Q8 (June 2023, #9)
In a chemical reaction equation, what does the yield sign (→) represent?
(1) Direction of heat release only
(2) Chemical identity of all molecules
(3) Speed of substrate dissolution
(4) Transformation of inputs into outputs
Q9 (January 2023, #5)
Starch and glycogen are carbohydrate polymers built from subunits called:
(1) fatty acids
(2) amino acids
(3) simple sugars (monosaccharides)
(4) nucleotides
Q10 (August 2022, #12)
Enzymes that catalyze cellular metabolic reactions belong to which group?
(1) Carbohydrates
(2) Proteins
(3) Lipids
(4) Nucleic acids
Q11 (June 2022, #6)
Breaking dietary starch into glucose in the digestive tract is an example of:
(1) Hydrolysis
(2) Dehydration synthesis
(3) Photosynthesis
(4) Active transport
Q12 (June 2022, #21)
The monomer subunits that join together to form nucleic acids (DNA/RNA) are:
(1) amino acids
(2) fatty acids
(3) monosaccharides
(4) nucleotides
Timed: 5 Minutes
1. Contrast dehydration synthesis and hydrolysis by stating: (a) what happens to the bond between monomers, and (b) whether water (H2O) is a chemical input (reactant) or a chemical output (product).
2. Explain the precise function of an enzyme in these reactions. Use the terms catalyze and yield sign in your explanation.
Grade 8 Life Science • Biomolecule Architecture Page 4 of 4 (English Front Side)
Alineación con Exámenes de NYS • Parte 2 y Evaluación
Nombre: ___________________________
Objetivo del Estudiante
Puedo demostrar dominio sobre las reacciones de biomoléculas y la catálisis enzimática en preguntas del examen de NYS y articular distinciones químicas en un boleto de salida.
P7 (Junio 2023, #3)
¿Qué biomoléculas incluyen grasas y aceites y almacenan energía a largo plazo?
(1) Lípidos
(2) Carbohidratos
(3) Proteínas
(4) Ácidos nucleicos
P8 (Junio 2023, #9)
En una ecuación de reacción química, ¿qué representa el signo de la flecha (→)?
(1) Dirección de liberación de calor únicamente
(2) Identidad química de todas las moléculas
(3) Velocidad de disolución del sustrato
(4) Transformación de entradas en salidas
P9 (Enero 2023, #5)
El almidón y el glucógeno son polímeros de carbohidratos hechos de:
(1) ácidos grasos
(2) aminoácidos
(3) azúcares simples (monosacáridos)
(4) nucleótidos
P10 (Agosto 2022, #12)
Las enzimas que catalizan reacciones metabólicas pertenecen al grupo de:
(1) Carbohidratos
(2) Proteínas
(3) Lípidos
(4) Ácidos nucleicos
P11 (Junio 2022, #6)
La digestión de almidón en glucosa en el sistema digestivo es un ejemplo de:
(1) Hidrólisis
(2) Síntesis por deshidratación
(3) Fotosíntesis
(4) Transporte activo
P12 (Junio 2022, #21)
Las subunidades monómeras que se unen para formar ácidos nucleicos son:
(1) aminoácidos
(2) ácidos grasos
(3) monosacáridos
(4) nucleótidos
Tiempo: 5 Minutos
1. Contrasta la síntesis por deshidratación y la hidrólisis indicando: (a) qué ocurre con el enlace entre monómeros, y (b) si el agua (H2O) es una entrada (reactivo) o una salida (producto) química.
2. Explica la función precisa de una enzima en estas reacciones. Utiliza los términos catalizar y signo de rendimiento en tu explicación.
Ciencias Biológicas Grado 8 • Arquitectura de Biomoléculas Página 4 de 4 (Reverso en Español)
Polymer: Polypeptide (Proteins, Enzymes)
Function: Catalyzes reactions (enzymes) & cell structure.
C, H, O, N, P
Subunit (Monomer): Nucleotide
Polymer: DNA, RNA
Function: Genetic code storage and protein synthesis instructions.
Refer to Table A in Section 3 of your student packet (Page 2 / Página 2).
Building Macromolecules • Monomers to Polymers
Chemical bonds assemble monomer subunits into a polymer. An –OH from one monomer and an –H from another monomer are removed to release one water molecule (H2O).
Inputs (Reactants) → Outputs (Products)
[Monomer]-OH + H-[Monomer]
Enzyme →
[Polymer Dimer] + H2O (Water)
Critical Fact: Water (H2O) is a chemical OUTPUT (PRODUCT). A new covalent bond forms.
Example: Glucose + Fructose → Sucrose + Water (Catalyzed by Sucrose Synthase)
Breaking Macromolecules • Polymers to Monomers
A covalent bond between polymer subunits is broken by chemically inserting one water molecule (H2O). The water molecule splits into –H and –OH to complete each separate monomer.
Inputs (Reactants) → Outputs (Products)
[Polymer Dimer] + H2O (Water)
Enzyme →
[Monomer]-OH + H-[Monomer]
Critical Fact: Water (H2O) is a chemical INPUT (REACTANT). Chemical bonds break during digestion.
Example: Starch + Water → Glucose + Glucose (Catalyzed by Amylase in Digestion)
Catalysis Mechanism • Explicit Scientific Terms
Pillar 1
Enzymes significantly reduce the minimum activation energy threshold required to initiate bond rearrangements.
Lower Energy Threshold = Rapid Reaction
Pillar 2
Enzymes catalyze synthesis and hydrolysis reactions millions of times faster than uncatalyzed rates.
Essential for Cellular Homeostasis
Pillar 3
The enzyme molecule is not consumed or converted into a product. It releases product and binds new substrate.
Reusable Across Multiple Cycles
Rule of Thumb: Enzymes do not change what a reaction makes; they only change how fast it happens!
Section 4 • NYS Statewide Testing Practice
Focus Example: Statewide Exam Item NYS Exam: January 2024, Question 18
"The process by which two simple sugar molecules are chemically joined together to form a disaccharide with the release of a water molecule is known as:"
(1) dehydration synthesis
(2) hydrolysis
(3) active transport
(4) aerobic respiration
Strategic Key: Look for keywords: "joined together" (synthesis) + "release of water" (dehydration) → Option (1) Dehydration synthesis.
Complete Questions 1 through 12 in your student packet (Pages 3 & 4).
Section 5 • Individual Mastery Check
Timed: 5 Minutes
Prompt 1: Contrast Synthesis vs. Hydrolysis
State (a) what happens to the bond between monomers, and (b) whether water (H2O) is a chemical input (reactant) or a chemical output (product).
Prompt 2: Enzyme Catalysis & Yield Sign
Explain the precise function of an enzyme in these reactions. Include the terms catalyze and yield sign in your explanation.
Write your individual responses on Page 4 (or Página 4) of your student packet.
