la chimica dei viventi, Dispense di Biologia

Scarica la chimica dei viventi e più Dispense in PDF di Biologia solo su Docsity! Composti chimici -Elementi : Carbonio (C), Ossigeno (O), Idrogeno (H), Calcio (Ca), Fosforo (P), Magnesio (Mg), Sodio(Na), Potassio (K), Zolfo (S), Cloro (Cl), Ferro (Fe), Zinco (Zn), Rame (Cu), Iodio (I),Cobalto (Co), Selenio (Se), Manganese (Mn),Fluoro (F), Cromo (Cr), ecc.ecc. -Molecole organiche: Idrocarburi, Alcoli, Aldeidi,ecc.ecc…., Molecole biologiche o Biomolecole Carboidrati Lipidi Proteine Acidi nucleici La chimica della vita Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo -Molecole Inorganiche: Ossigeno (O2), Acqua (H2O), Anidride carbonica (CO2) , Ammoniaca (NH3), Cloruro di sodio (NaCl), ecc.ecc. Elementi chimici nei viventi, sono gli stessi che costituiscono il pianeta Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Legame idrogeno • Il legame a idrogeno o ponte a idrogeno è un caso particolare di forza intermolecolare in cui è implicato un atomo di idrogeno coinvolto in un legame covalente di tipo polare con un elemento molto elettronegativo come l’ossigeno. • Questo legame intermolecolare, molto più debole dei legami chimici (covalente e ionico), si stabilisce con qualsiasi altra sostanza polare. Ossigeno Elemento chimico più abbondante della Terra e fa parte di numerosi composti chimici, il più importante dei quali è l’acqua; ma in forma molecolare e gassosa l’ossigeno (O2 ) è un componente dell’atmosfera, importante per la vita in quanto necessario a quasi tutti gli esseri viventi per respirare. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Acqua H2O la molecola è neutra, ma al suo interno la carica elettrica negativa si concentra attorno al nucleo dell’atomo di ossigeno (δ–), mentre dalla parte della coppia di nuclei di idrogeno si concentra la carica elettrica positiva (δ+). Ogni molecola di acqua è costituita da 2 atomi di idrogeno (H) e 1 atomi di ossigeno (O), uniti tramite due legami di tipo covalente polare Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo pH, grado di acidità Si definisce: Acido qualsiasi molecola o ione che possa donare un protone. Base qualsiasi molecola o ione che possa accettarlo. Il grado di acidità si misura tramite il pH, un parametro legato alla concentrazione in soluzione di ioni H3O+. Le sostanze acide hanno pH compreso tra 0 e 7; quelle basiche pH tra 7 e 14; quelle con pH circa 7 sono dette neutre. Nei liquidi organici vi sono sistemi chimici che servono a mantenere le variazioni di pH in un ristretto intervallo. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Acqua H2O • È prodotta dalla respirazione cellulare (insieme all’anidride carbonica), processo metabolico che permette di ricavare molecole energetiche in presenza di ossigeno. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Anidride carbonica C02 È una molecola fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali. È indispensabile per la fotosintesi. È prodotta dalla respirazione cellulare (insieme all’acqua) processo metabolico che permette di ricavare molecole energetiche in presenza di ossigeno. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo La chimica della vita MACROMOLECOLE BIOLOGICHE Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo CARBOIDRATI Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno. Funzioni: - Strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventi (funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali cellulosa). - Energetica: forniscono energia per svolgere le funzioni dell'organismo (glicogeno, amido). - Protezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina). Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Disaccaridi (formati da 2 molecole di zucchero) Glucosio + fruttosio  Saccarosio (comune zucchero da cucina) Glucosio + glucosio Maltosio (deriva da digestione dell’amido) Glucosio + galattosio  Lattosio (in latte e latticini) Polisaccaridi (formati da più di 20 molecole di glucosio) Amido  riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi) si accumula in amiloplasti nella cellula vegetale si trova nei semi e nelle radici Glicogeno riserva energetica negli animali si accumula in muscoli e fegato Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete cellulare delle cellule vegetali può essere digerita solo dagli erbivori è il composto organico più abbondante sulla Terra 6. I diversi tipi di CARBOIDRATI Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) 5C RibosioDesossiribosio Componenti degli acidi nucleici Glucosio  principale fonte di energia Fruttosio  si trova nella frutta Galattosio  si trova nel latte 6C (Oligosaccaridi) (meno di 20 molecole di glucosio Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo LIPIDI o GRASSI Funzioni riserva energetica, molecole ad alto contenuto energetico; si accumulano nel tessuto adiposo, sottocutaneo protezione meccanica per alcuni organi (cuore, fegato, reni....) isolante termico, es. grasso animale Impermeabilizzante, es. cere sulle penne degli uccelli funzione strutturale nelle membrane cellulari fosfolipidi precursori di importanti molecole biologiche: ormoni, vitamine Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo LIPIDI I grassi sono composti che svolgono un’importante funzione di riserva energetica in molte piante e animali: a parità di peso, infatti, la completa demolizione dei grassi libera circa il doppio di energia dei carboidrati. Vi sono diversi tipi di lipidi. Acidi grassi: catena di atomi di carbonio lineare legata ad atomi di idrogeno e da un gruppo carbossilico. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo LIPIDI I lipidi che contengono acidi grassi in cui non compaiono doppi legami sono detti saturi e sono solidi a temperatura ambiente (il burro, il grasso della carne). Se, invece, gli acidi grassi presentano doppi legami sono detti insaturi e sono liquidi a temperatura ambiente [olio d’oliva e oli di semi]. L'acido linoleico (omega6) e l'acido linolenico (omega3) sono anche essi insaturi e hanno il doppio legame in terza posizione a partire dall’ultimo carbonio (omega), ovvero il più lontano dal gruppo carbossilico. Acidi grassi saturi Acidi grassi insaturi Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo LIPIDI: TRIGLICERIDI Trigliceridi: formata da tre molecole di acidi grassi, legate a una molecola di glicerolo. Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo LIPIDI: FOSFOLIPIDI I fosfolipidi sono formati da due molecole di acidi grassi, una molecola di glicerolo e un gruppo fosfato (legato a un gruppo polare). Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Il fatto che il terzo atomo di carbonio del glicerolo non sia legato ad un acido grasso, ma ad un gruppo PO43– legato a sua volta ad un gruppo polare (R) determina che i fosfolipidi abbiano una doppia natura: idrofila, dalla parte del gruppo fosfato, idrofoba dalla parte idrocarburiche degli acidi grassi. FOSFOLIPIDI Principali costituenti delle membrane plasmatiche cellulari (doppio strato lipidico) insieme alle proteine di membrana e al colesterolo. testa idrofila (fosfato, glicerolo) code idrofobe (2 catene degli acidi grassi). Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo Il colesterolo Il colesterolo è uno steroide, viene prodotto nel fegato a partire da grassi di origine animale ed è presente in molti alimenti. l'eccessiva presenza di colesterolo nel sangue può causare problemi di salute (come l’aterosclerosi). Curtis et al Inwito alla biologia bi © Zanichelli editore 2011. paia Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo TABELLA 1 - CONTENUTO DI GRASSI TOTALI, GRASSI SATURI E COLESTEROLO IN ALCUNI ALIMENTI Alimenti g di grasso Peso Contenuto per porzione per 1009 di una porzione Grasso Acidi Colesterolo di alimento! grassi saturi aq a q q Olio di oliva 100,0 10 (1 cucchiaio) 10,0 16 o Burro 83,4 10 (1 porzione) 83 4,9 25 Noci secche 68,1 16° (4 noci) 4,1 0,3 0 Nocciole secche 64,1 16 (8 nocciole) 4,5 0,3 0 Cioccolata al latte 36,3 4(1 unità) 15 0,9 04 Cioccolata fondente 33,6 4(1 unità) 13 0,8 0 Salame Milano 31,1 50 (8-10 fette medie) 15,5 49 45 Groviera 29,0 50 (1 porzione) 14,5 8,8 9 Parmigiano 28,1 10 (1 cucchiaio) 28 1,8 9 Mozzarella di mucca 19,5 100 (1 porzione) 19,5 10,0* 46 Prosciutto di Parma 18,4 50 (3-4 fette medie) 92 31 36 Cometto semplice 18,3 40 (1 unità) 13 4,1 Came di bovino (punta di petto)| 10,2 70 (1 fettina piccola) 7A 2,2 46 Carne di maiale (bistecca) 8,0 70 (1 fettina piccola) 5,6 25 43 Uova 8I 50 (1 unîtà) 42 1,6 186 Pizza con pomodoro 6,6 150 (1 porzione) 99 1,0* 0 Prosciutto di Parma {privato del grasso visibile) 3,9 50(3-4 fette medie) 2,0 0,7* 36 Latte intero 3,6 125 (1 bicchiere) 4,5 2,6 14 Carne di bovino (girello) 2,8 70 (1 fettina piccola) 19 10,6 42 Acciuga o alici 26 100 (1 porzione piccola) 26 13 61 Latte parzialmente scremato 15 125 (1 bicchiere) 19 11 9 Pane 04 50 (1 fetta media) 02 0,02% o Merluzzo o nasello 0,3 100 (1 porzione piccola) 03 0,1 50 Latte scremato 0,2 125 (1 bicchiere) 03 0,2 3 N.8.:1 valori riportati nelle tabella 1 sono tratti dalle Tabelle di Composizione degli Alimenti (INRAN - Aggiornamento 2000). Quelli contrassegnati con * derivano dalla Banca dati di composizione degli alimenti per studi epidemiologici in Italia, Istituto Europeo di Oncologia, 1998. * parte edibile, ossia al netto degli scarti iso lordo Biologia generale 2015-2016 - Prof.ssa Bernardo