Biochimica: Energia e Metabolismo

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Questions and Answers

Qual è il tema centrale della biochimica?

L'energia (correct)

La struttura delle cellule

La genetica

La classificazione degli organismi

Da cosa è principalmente estratta l'energia utilizzata dagli organismi eterotrofi?

Dalla fermentazione

Dalla respirazione anaerobica

Dalla rottura di legami chimici (correct)

Dalla luce solare

Quali di questi processi è coinvolto nella trasduzione energetica?

Sintesi di proteine

Clorofillazione

Sintesi chimiche (correct)

Replicazione del DNA

Qual è la fonte principale di energia per l'essere umano?

Gli alimenti Signup and view all the answers

Qual è il risultato finale del catabolismo?

Produzione di molecole semplici Signup and view all the answers

Quale molecola è considerata un accettore finale durante l'ossidazione nel catabolismo?

Ossigeno Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo all'anabolismo è corretta?

Produce molecole complesse a partire da molecole semplici. Signup and view all the answers

Cosa produce l'ossidazione durante il catabolismo?

ATP Signup and view all the answers

Quale ruolo ha il calcio nella nutrizione?

È coinvolto nella formazione di enzimi calcio dipendenti Signup and view all the answers

Quale elemento è fondamentale per il legame energetico dell'ATP?

Fosforo Signup and view all the answers

Quale tra i seguenti è un oligoelemento essenziale per il metabolismo?

Zinco Signup and view all the answers

Perché i gas nobili non reagiscono chimicamente?

Il loro strato di valenza è completamente saturo Signup and view all the answers

Quale dei seguenti elementi è necessario per alcuni ormoni tiroidei?

Iodio Signup and view all the answers

Quale elemento è essenziale per l'azione di una proteina antiossidante?

Selenio Signup and view all the answers

Quale affermazione sui macroelementi e oligoelementi è corretta?

I macroelementi giustificano l'avvenimento di eventi nel nostro organismo Signup and view all the answers

Quale dei seguenti elementi non è tipico degli enzimi nella catena respiratoria?

Cobalto Signup and view all the answers

Quale elemento ha 1 elettrone di valenza nel primo livello?

Idrogeno Signup and view all the answers

Quale gas nobile presenta una configurazione elettronica stabile con solo 2 elettroni?

Elio Signup and view all the answers

Quale elemento ha 5 elettroni di valenza nel secondo livello?

Azoto Signup and view all the answers

Che cosa afferma il principio di esclusione di Pauli riguardo agli elettroni?

Ogni orbitale può contenere fino a due elettroni con spin opposto. Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo la configurazione elettronica del carbonio?

Ha 6 elettroni in totale, di cui 4 nel secondo livello. Signup and view all the answers

Cosa avviene agli elettroni in reazioni chimiche quando le specie chimiche cercano di stabilizzarsi?

Possono strappare, cedere o condividere elettroni. Signup and view all the answers

Quale elemento esibisce una colorazione diversa indicativa di comportamenti chimici unici?

Sodio Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo alla classificazione degli elementi nella tavola periodica?

I gas nobili hanno tutti orbitale completo e sono nella colonna finale. Signup and view all the answers

Che effetto può avere una reazione portata a una velocità eccessiva?

Produzione di smog Signup and view all the answers

Quale parametro indica la velocità di una reazione chimica?

La variazione della concentrazione nel tempo Signup and view all the answers

Quando si misura la velocità iniziale di una reazione, cosa deve essere presente?

Solo il reagente Signup and view all the answers

Che cosa rappresenta il segno meno nella frazione della velocità di scomparsa del reagente?

Che la concentrazione diminuisce Signup and view all the answers

Cosa succede alla velocità istantanea durante la reazione?

Diminuisce con la diminuzione della concentrazione del reagente Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio l'effetto della concentrazione iniziale sulla velocità di reazione?

La velocità iniziale aumenta in funzione diretta della concentrazione iniziale Signup and view all the answers

Come si può calcolare la velocità istantanea in un diagramma?

Tracciando una tangente al punto della curva Signup and view all the answers

Cosa accade alla velocità di formazione dei prodotti rispetto alla concentrazione del reagente?

Diminuisce man mano che il reagente si consuma Signup and view all the answers

Cosa determina la formazione di un legame ionico?

Un'elevata differenza di elettronegatività tra due atomi Signup and view all the answers

Che tipo di legame si forma quando la differenza di elettronegatività è pressoché nulla?

Legame covalente puro Signup and view all the answers

Cosa accade a livello di cariche in un legame covalente polare?

Un atomo sviluppa una parziale carica negativa e l'altro una positiva Signup and view all the answers

Qual è un esempio di legame covalente puro?

Legame tra due atomi di idrogeno Signup and view all the answers

Cosa causa la formazione di dipoli temporanei o permanenti?

Interazioni elettrostatiche tra dipoli vicini Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica principale dei legami di Van der Waals?

Si basano su interazioni elettrostatiche tra dipoli Signup and view all the answers

Qual è la definizione corretta di raggio atomico?

La distanza tra i nuclei di due atomi di un elemento legati da legame covalente o metallico. Signup and view all the answers

Che cosa succede quando due atomi hanno un'alta differenza di elettronegatività?

Si genera un legame covalente polare Signup and view all the answers

Qual è l'effetto degli legami deboli nelle molecole biologiche?

Modificano lo stato fisico delle molecole Signup and view all the answers

Quale proprietà periodica aumenta da sinistra verso destra nella tavola periodica?

Affinità elettronica. Signup and view all the answers

Cosa determina la reattività chimica di un elemento?

Gli elettroni nello strato di valenza. Signup and view all the answers

Come si definisce l'elettronegatività di un atomo?

L'attrazione esercitata da un atomo su elettroni in un legame. Signup and view all the answers

Quale affermazione riguardante l'affinità elettronica è corretta?

Aumenta dal basso verso l'alto e da sinistra verso destra. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo all'energia di ionizzazione?

Aumenta con l'aumentare degli elettroni nello strato di valenza. Signup and view all the answers

Qual è l'ordine corretto di crescente elettronegatività da un elemento all'altro nella tavola periodica?

Da sinistra verso destra e dal basso verso l'alto. Signup and view all the answers

Quale tra le seguenti è una caratteristica generale degli elettroni nello strato di valenza?

Possono essere rimossi facilmente, influenzando reattività chimica. Signup and view all the answers

Study Notes

Introduzione

Il corso di Chimica è suddiviso in tre moduli: Biochimica strutturale, Biochimica metabolica e Biochimica d'organo.
La Biochimica strutturale verrà trattata dalla prof.ssa Aldieri.
Il modulo di Biochimica metabolica, la prima parte sarà tenuta dalla prof.ssa Aldieri, mentre le successive lezioni saranno tenute dalla prof.ssa Riganti Chiara.
Il modulo di Biochimica d'organo sarà impartito dalle professoresse Riganti e Turrini Francesco.
Per l'esame dei primi due moduli ci saranno due quiz a risposta multipla.
L'esame del terzo modulo (Biochimica d'organo) sarà valutato con domande aperte.
Dopo la prova scritta si procederà all'esame orale per approfondire le criticità riscontrate durante la prova scritta.
È possibile convalidare gli esami di Biochimica strutturale e metabolica per chi proviene da altri corsi di laurea.
L'indirizzo e-mail per chiarimenti è [email protected]

Introduzione (pag. 3)

La biochimica strutturale necessita di una conoscenza di base di chimica organica e inorganica per comprendere le reazioni e le strutture.
La chimica inorganica include il concetto di atomo, isotopi, tavola periodica, legami chimici e comportamenti acido-base.
La chimica organica spiega le classi di molecole biologiche come idrocarburi, alcoli, aldeidi e acidi carbossilici, inclusa la geometria e isomeria.
La biochimica strutturale studia carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici ed enzimi.

Perché studiare la biochimica (pag. 3)

La biochimica studia gli organismi viventi a livello molecolare in condizioni fisiologiche.
La comprensione dello stato di salute e malattia deriva dalla conoscenza esatta delle biomolecole.
Gli elementi fondamentali del corpo umano sono: ossigeno (65%), carbonio (18%), idrogeno (10%), azoto (3%).

La costruzione della cellula (pag. 4)

Le cellule sono composte da macromolecole, come DNA, proteine, fosfolipidi e carboidrati.
La cromatina è l'avvolgimento di DNA costituito da nucleotidi.
Le proteine si combinano con i fosfolipidi per formare la membrana plasmatica.
I carboidrati includono la cellulosa.

L'atomo (pag. 7)

Un atomo è composto da protoni (carica positiva), neutroni (senza carica) ed elettroni (carica negativa).
I protoni e i neutroni si trovano nel nucleo dell'atomo.
Gli elettroni si trovano attorno al nucleo.
Il numero atomico è il numero di protoni in un atomo.
Il numero di massa è il numero di protoni e neutroni in un atomo.
Gli isotopi hanno lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa.

Isotopi (pag. 8)

Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento con diverso numero di neutroni.
Alcuni isotopi sono radioattivi a causa della loro instabilità nucleare, dovuta alla presenza di un maggior numero di neutroni rispetto ai protoni.
Un isotopo meno stabile può andare incontro a decadimento radioattivo.

Introduzione alla radioattività (pag.8)

La radioattività è l'emissione spontanea di particelle nucleari o radiazioni (fotoni) da un nucleo atomico.
È un processo di decadimento radioattivo in cui un nucleo instabile perde particelle per raggiungere una configurazione più stabile.
Le radiazioni ionizzanti possono causare danni alle cellule.

La tavola periodica (pag. 14)

Organizza gli elementi chimici in base alle loro proprietà.
Gli elementi nel medesimo gruppo hanno proprietà simili.
I periodi indicano i livelli elettronici degli elementi.
I gruppi indicano il numero di elettroni di valenza.

Proprietà periodiche degli elementi (pag. 14)

Le proprietà periodiche degli elementi sono caratteristiche che variano in modo regolare al variare del numero atomico.
Tra le proprietà principali si annoverano: il raggio atomico, l'energia di ionizzazione, l'affinità elettronica e l'elettronegatività.
La dimensione atomica aumenti scendendo nel periodo e da destra verso sinistra.

Legami chimici(pag. 18)

I legami chimici sono forze di attrazione che tengono uniti gli atomi in una molecola.
I legami chimici possono includere: il legame ionico, il legame covalente, legame dativo.
Sono interazioni elettrostatiche, che possono avvenire sia tra cariche uguali che tra cariche opposte (attrattiva ed repulsiva).

Legame ionico (pag. 18)

Un legame ionico implica il trasferimento di elettroni tra due atomi.
I due atomi hanno una grande differenza di elettronegatività.
Un atomo perde un elettrone e l'altro atomo riceve l'elettrone.
Gli atomi carichi positivamente (cationi) ed entrambi ottengono cariche opposte, quindi li attraggono.

Legami covalenti (pag. 19)

Gli atomi si uniscono e condividono gli elettroni.
Questi legami caratterizzano il legame covalente.

Ibridazione (pag. 20)

Ibridizzazione: combinazione di orbitali atomici per produrre nuovi orbitali ibridi con geometrie opportune. Questi orbitali sono più stabili, che facilitano la formazione dei legami.
Spesso, legami covalenti singoli, doppi o tripli sono coinvolti nella formazione delle molecole.

Geometria delle molecole

Le molecole hanno una disposizione spaziale specifica.
Gli angoli di legame e la forma sono determinati dalla disposizione di orbitali degli atomi che le compongono.

Isomeri strutturali (pag. 51)

Isomeri con diverse sequenze di atomi uniti insieme nella molecola.
Isomeri con diverse posizioni di legami.

Isomeri conformazionali (pag. 51)

Isomeri che sono interconvertibili tramite rotazione attorno ad un legame semplice.
Le reazioni a catena possono essere interconvertibili rapidamente in un caso di conformi.

Isomeri configurazionali (pag. 51)

Isomeri che richiedono la rottura di un legame per essere interconvertiti.

Idrocarburi aromatici (pag. 56)

Alcuni idrocarburi ciclici presentano un certo tipo di delocalizzazione di elettroni di legami π che li rende più stabili.
Un esempio è l'anello benzenico, a cui si fa riferimento come il più semplice idrocarburo aromatico grazie alla delocalizzazione elettronica.

Idrocarburi aromatici eterociclici (pag. 58)

Gli idrocarburi aromatici eterociclici contengono eteroatomi come N, O o S nella struttura ad anello benzenica.
Queste strutture si trovano in molti composti importanti, quali importanti componenti biochimiche.

Gli alcoli (pag. 59)

Caratterizzati da un gruppo ossidrilico (-OH) legato ad una catena idrocarburica (alifatica), possono essere primari, secondari o terziari.
Possono formare legami idrogeno, rendendoli più solubili in acqua rispetto agli alcani.

Polialcoli (pag. 60)

Contengono più di un gruppo ossidrilico (-OH).
Un esempio è il glicerolo, che entra nella composizione dei trigliceridi.

Aldeidi e chetoni (pag. 66)

Le aldeidi e i chetoni includono un gruppo carbonilico (C=O) nel loro scheletro.
Le aldeidi hanno il gruppo carbonilico all'estremità della catena carbonio-idrogeno.
I chetoni hanno un gruppo carbonilico all'interno della catena carbonio-idrogeno.

Acidi carbossilici (pag. 70)

Gli acidi carbossilici sono caratterizzati da un gruppo carbossile (-COOH) che si lega ad una catena idrocarburica.
Sono acidi deboli e possono formare reazioni acide per il rilascio di un protone.

Reazioni degli acidi carbossilici (pag. 70)

Reazioni chimiche degli acidi carbossilici: sintesi di esteri, sintesi di anidridi, sintesi di ammidi.
Gli esteri sono formati dalla reazione di acidi carbossilici con alcoli. Le ammidi sono formate dalla reazione con le ammine.

Etere (pag. 63)

L'atomo di ossigeno è legato a due gruppi alchilici o arilici.
Sono relativamente inerti.
Sono solventi organici.

Tioli (pag. 64)

Caratterizzati da un gruppo -SH.
Maggiore reattività rispetto agli alcol.

Cenni di teoria delle collisioni (pag. 36).

Le collisioni tra le molecole devono avere abbastanza energia per superare una barriera energetica chiamata "energia di attivazione" prima che la reazione avvenga.
Le reazioni possono essere velocizzate mediante un catalizzatore.
Anche temperatura e concentrazione influenzano la velocità di una reazione.

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Scopri i concetti fondamentali della biochimica con questo quiz. Esplora come gli organismi eterotrofi estraggono energia e il ruolo del catabolismo e dell'anabolismo. Testa la tua conoscenza sulle fonti energetiche e i processi coinvolti nella trasduzione energetica.