★ Da sapere
La cellula svolge tre tipi di lavoro:
Le cellule si mantengono in uno stato stazionario dinamico lontano dall’equilibrio.
Approfondimenti
Ogni variazione chimica o fisica lascia costante la quantità totale di energia dell’universo.
Le attività degli organismi viventi dipendono da scambi di energia e materia mediati dall’ambiente.
★ Da sapere
Il carbonio forma legami covalenti stabili con altri quattro atomi e può costruire catene lunghe e resistenti.
I gruppi funzionali sono combinazioni specifiche di atomi che conferiscono proprietà caratteristiche alle molecole.
Approfondimenti
I gruppi funzionali ricorrenti sono:
Gli elementi C, H, N e O corrispondono al 90% del peso cellulare.
Una cellula batterica può contenere fino a 5000 tipi diversi di composti organici.
Il carbonio tetravalente come snodo da cui partono quattro legami.
★ Da sapere
📌 La sintesi di un polimero avviene per condensazione, che libera una molecola d’acqua, mentre la sua demolizione avviene per idrolisi, che usa una molecola d’acqua per rompere i legami.
Approfondimenti
Le piccole molecole organiche cellulari hanno un peso molecolare compreso tra 100 e 1000 e contengono circa trenta atomi di carbonio.
Le categorie generali di reazioni cellulari sono: formazione o rottura di legami C–C, riarrangiamenti interni, isomerizzazioni ed eliminazioni, reazioni con radicali liberi, trasferimenti di gruppi chimici, ossidoriduzioni
La condensazione costruisce liberando acqua; l’idrolisi smonta usando acqua.
★ Da sapere
I carboidrati sono formati da carbonio, idrogeno e ossigeno con rapporto 1:2:1 e sono usati come fonti immediate di energia e componenti strutturali.
L’amido immagazzina glucosio nelle piante e il glicogeno negli animali e nei funghi; cellulosa e chitina hanno funzione strutturale rispettivamente nelle piante e in alcuni animali e funghi.
📌 Gli acidi grassi saturi non hanno doppi legami nella catena idrocarburica, mentre quelli insaturi ne hanno uno o più.
Approfondimenti
I carboidrati semplici comprendono monosaccaridi, costituiti da una molecola di zucchero, e disaccaridi, costituiti da due monosaccaridi.
La maggior parte dei lipidi è insolubile in acqua a causa delle catene idrocarburiche non polari, e i lipidi forniscono energia e protezione.
Tra gli argomenti sui lipidi figurano:
Il glicogeno immagazzina glucosio negli animali; la cellulosa sostiene le piante.
★ Da sapere
Le funzioni proteiche comprendono:
La forma tridimensionale di una proteina è correlata alla sua funzione.
Approfondimenti
Le proteine dei viventi contengono una ventina di amminoacidi diversi, combinati in numerose sequenze possibili.
Cheratina e collagene contribuiscono rispettivamente al sostegno di capelli e unghie e di legamenti e tendini.
Gli enzimi catalizzano reazioni metaboliche, gli anticorpi contrastano gli agenti patogeni, l’insulina è un ormone proteico regolatore e actina e miosina partecipano al movimento muscolare.
★ Da sapere
📌 Il DNA è un doppio filamento con desossiribosio e basi adenina, guanina, citosina e timina; l’RNA è a filamento singolo, contiene ribosio e usa uracile al posto della timina.
L’RNA convoglia le informazioni codificate nei geni dal DNA ai ribosomi per la sintesi proteica.
L’ATP è composto da adenina, ribosio e tre gruppi fosfato legati covalentemente tra loro.
Approfondimenti
Il DNA contiene l’informazione genetica e si trova all’interno del nucleo.
L’idrolisi enzimatica dei legami covalenti dei due gruppi fosfato più esterni dell’ATP libera molta energia.
★ Da sapere
📌 L’anabolismo è divergente, converte pochi precursori in molti prodotti e consuma ATP e NADPH, mentre il catabolismo è convergente, trasforma molte macromolecole in pochi prodotti finali e produce energia.
Approfondimenti
I prodotti finali comuni sono:
Ogni reazione cellulare è controllata da un enzima, ogni enzima è un prodotto genico e l’azione enzimatica è coordinata.
Le vie metaboliche sono evolutivamente conservate e gli ormoni integrano il metabolismo nei vari tessuti.
L’accoppiamento tra reazioni esoergoniche ed endoergoniche consente di incanalare energia per produrre lavoro.
★ Da sapere
L’acqua costituisce il 70% degli esseri viventi: il 50% è intracellulare e il 20% extracellulare, di cui il 5% è nel sangue e il 15% è interstiziale.
La polarità dell’acqua e i legami a idrogeno le conferiscono coesione, capacità di moderare i cambiamenti di temperatura, galleggiamento del ghiaccio e versatilità come solvente.
L’acqua partecipa direttamente a reazioni di condensazione e idrolisi, rispettivamente con perdita e aggiunta di una molecola d’acqua.
Approfondimenti
Nel ghiaccio ogni molecola d’acqua forma quattro legami a idrogeno con molecole adiacenti, creando una struttura cristallina regolare.
Le interazioni deboli comprendono:
L’acqua trasporta sostanze nutritive, partecipa alle reazioni metaboliche, regola la temperatura corporea e contribuisce all’eliminazione di urea e corpi chetonici nelle diete ipocaloriche.
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