Chimica: Energia di Legame e Cinetica
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Questions and Answers

Quale tra le seguenti affermazioni descrive correttamente l'energia di legame?

  • L'energia di legame non è influenzata dalla forza dei legami chimici.
  • L'energia di legame è il lavoro necessario per separare gli atomi legati. (correct)
  • L'energia di legame è sempre negativa.
  • L'energia di legame dipende solo dalla temperatura del sistema.

Quali tipi di energia sono inclusi nell'energia cinetica di un sistema?

  • Energia potenziale gravitazionale.
  • Energia immagazzinata nel nucleo atomico.
  • Energia cinetica di traslazione di atomi e molecole. (correct)
  • Energia di vibrazione e rotazione degli atomi. (correct)

Perché l'energia immagazzinata nei legami covalenti è maggiore rispetto a quella dei legami più deboli?

  • Richiede meno lavoro per separare gli atomi.
  • È sempre negativa.
  • Richiede più lavoro per separare gli atomi. (correct)
  • È influenzata solo dalla temperatura.

Qual è l'unità di misura comunemente utilizzata per l'energia e per il calore in biochimica?

<p>Calorie e joule. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è uno dei parametri che può influenzare l'energia interna di un sistema?

<p>La pressione del sistema. (B)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di energia è escluso dall'analisi nell'ambito del corso?

<p>Energia immagazzinata nel nucleo atomico. (A)</p> Signup and view all the answers

Quali legami chimici sono considerati nella definizione di energia di legame?

<p>Legami covalenti e legami non covalenti. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra energia di legame e lavoro necessario per separare gli atomi?

<p>Maggiori legami richiedono più lavoro. (C)</p> Signup and view all the answers

Che cosa studia principalmente la biochimica?

<p>I processi di trasformazione dei composti chimici negli organismi viventi (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è stato l'anno in cui è stato sintetizzato l'urea in vitro?

<p>1828 (D)</p> Signup and view all the answers

Quali sono considerati metaboliti?

<p>Sostanze a basso peso molecolare come glucosio e aminoacidi (D)</p> Signup and view all the answers

In quale categoria rientrano gli acidi nucleici e le proteine?

<p>Macromolecole biologiche (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la definizione di metabolismo?

<p>L'insieme dei processi biochimici di sintesi e demolizione dei componenti chimici (C)</p> Signup and view all the answers

Come vengono prodotte le macromolecole biologiche?

<p>Dalla combinazione di metaboliti (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa ha sfatato l'idea che le reazioni chimiche avvengono solo all'interno delle cellule viventi?

<p>La sintesi dell'urea in vitro (A)</p> Signup and view all the answers

Quali composti formano le macromolecole biologiche quando vengono suddivisi?

<p>Metaboliti (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale funzione degli enzimi?

<p>Rendere più veloce una reazione chimica (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica un ΔG negativo in una reazione?

<p>La reazione è esoergonica. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale caratteristica permette agli enzimi di legarsi solo a substrati specifici?

<p>Specificità (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'aumento dell'entropia su ΔG?

<p>Riduce ΔG rendendo la reazione più favorevole. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa sono i ribozimi?

<p>Enzimi costituiti da RNA (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza tra apoenzima e oloenzima?

<p>L'oloenzima è composto da apoenzima e porzione non proteica (D)</p> Signup and view all the answers

Quando una reazione è definita endoergonica?

<p>Quando ΔG è positivo. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa afferma il secondo principio della termodinamica per un sistema chiuso?

<p>L'entropia deve sempre aumentare. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano i coenzimi?

<p>Molecole organiche che agiscono come trasportatori (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa avviene quando il ghiaccio si scioglie a temperatura ambiente?

<p>L'entropia aumenta più dell'energia interna. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è una delle funzioni principali dei cofattori?

<p>Assistere nella catalisi delle reazioni (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade in un sistema aperto in relazione all'entropia?

<p>L'entropia può anche diminuire in determinate condizioni. (B)</p> Signup and view all the answers

Quali delle seguenti affermazioni riguardano le proteine globulari?

<p>Sono solubili in acqua (D)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti metalli può essere considerato un cofattore?

<p>Ferro (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra energia interna e spontaneità di una reazione?

<p>Una diminuzione dell'energia interna può rendere la reazione spontanea. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo alla velocità delle reazioni con ΔG negativo?

<p>Una reazione con ΔG negativo può avvenire lentamente. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione sul secondo principio della termodinamica è corretta?

<p>L'entropia locale in un sistema aperto può diminuire a scapito dell'entropia dell'universo. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta una reazione con ΔG positivo?

<p>Una reazione endoergonica e termodinamicamente sfavorevole. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il prodotto della reazione tra glucosio e fosfato inorganico?

<p>Glucosio-6-fosfato. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il valore di ΔG della reazione di idrolisi dell'ATP?

<p>Negativo. (B)</p> Signup and view all the answers

Perché le cellule possono effettuare reazioni con ΔG positivo?

<p>Utilizzano ATP per fornire energia. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sull'ATP è vera?

<p>ATP si idrolizza in ADP liberando energia. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica delle reazioni endoergoniche nelle cellule?

<p>Richiedono l'uso di energia esterna per avvenire. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale del glucosio nella reazione con l'ATP?

<p>Formare glucosio-6-fosfato per immagazzinare energia. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica un valore di Km basso per un enzima?

<p>Alta affinità per il substrato (B)</p> Signup and view all the answers

In quale condizione il Km di un enzima può essere considerato un valore costante?

<p>In condizioni definite di reazione (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade quando un enzima ha una Km alta?

<p>Richiede alte concentrazioni di substrato (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'intervallo tipico della Km per la maggior parte degli enzimi?

<p>10^-1 a 10^-7 molare (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato di avere due enzimi che catalizzano la stessa reazione?

<p>Potrebbero avere differenti Km (C)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo alla Km?

<p>È un valore caratteristico per ogni enzima e substrato (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa misura la Km di un enzima?

<p>La concentrazione di substrato necessaria affinché l'enzima sia efficace (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta una bassa affinità di un enzima per il suo substrato?

<p>Km alta (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Biochimica

Branca della biologia che studia i componenti chimici degli esseri viven e le reazioni che trasformano i composti organici.

Macromolecole biologiche

Molecole grandi e complesse, come acidi nucleici, proteine e lipidi.

Metaboliti

Composti a basso peso molecolare, come glucosio, glicerolo e aminoacidi.

Metabolismo

Insieme di processi biochimici per sintetizzare e demolire i componenti chimici di un organismo.

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1° Principio della Termodinamica

L'energia nell'universo si conserva, ma può cambiare forma.

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Sintesi dell'urea

Produzione di urea, prodotto finale della decomposizione degli aminoacidi, in vitro.

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Biochimica in vitro

Studio di processi biochimici in ambiente artificiale.

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Data inizio della Bio-chimica

Anno 1828 - Sintesi dell'urea in vitro.

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Energia di legame

L'energia immagazzinata nei legami chimici tra gli atomi, sia covalenti che non covalenti.

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Legami covalenti

Legami chimici dove gli atomi condividono elettroni.

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Legami non covalenti

Legami chimici tra molecole o ioni basati su forze elettrostatiche.

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Energia interna del sistema

Parametro calcolabile conoscendo temperatura, pressione, volume e quantità di materia.

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Unità di misura dell'energia

Joule (J).

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Caloria

Un'altra unità di misura dell'energia, spesso usata per il calore, approssimativamente equivalente a 4.18 Joule.

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Sistema aperto

Sistema che può scambiare materia ed energia con l'ambiente circostante.

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Energia di legame e forza del legame

Legami chimici più forti hanno un contenuto energetico maggiore, più energia è necessaria per separarli.

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Energia libera di Gibbs (ΔG)

Misura della spontaneità di una reazione chimica, considerando sia l'energia interna (entalpia) sia il disordine (entropia).

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Reazione esoergonica

Reazione che rilascia energia, con ΔG negativo, quindi spontanea.

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Reazione endoergonica

Reazione che richiede energia, con ΔG positivo, quindi non spontanea.

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Velocità di reazione

Quanto rapidamente una reazione procede, non determinata dal ΔG.

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Entropia (S)

Misura del disordine o casualità di un sistema.

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Entropia in un sistema chiuso

L'entropia aumenta sempre.

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Entropia in un sistema aperto

L'entropia può diminuire, ma solo a certe condizioni.

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Spontaneità di una reazione

Una diminuzione di energia libera di Gibbs (ΔG negativo) indica una reazione spontanea, anche se la velocità è lenta.

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Enzimi

Molecole biologiche che accelerano le reazioni chimiche in un organismo. Agiscono come catalizzatori biologici, non vengono consumati durante la reazione.

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Efficienza enzimatica

La capacità degli enzimi di aumentare la velocità di una reazione chimica fino a milioni di volte.

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Specificità enzimatica

La capacità di un enzima di legarsi e agire solo su un determinato substrato o tipo di molecola.

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Regolazione enzimatica

La capacità di controllare l'attività degli enzimi in base alle esigenze della cellula, regolando la loro velocità.

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Apoenzima

La parte proteica di un enzima che non è ancora attiva, cioè non ha ancora il cofattore.

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Oloenzima

L'enzima completo e attivo, formato dall'apoenzima e dal cofattore.

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Cofattore

Una molecola non proteica che si lega all'apoenzima per renderlo attivo. Può essere un metallo o una piccola molecola organica.

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Coenzima

Una piccola molecola organica che funge da cofattore, spesso derivata da vitamine. Spesso agisce come trasportatore di gruppi funzionali.

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Entropia locale in un sistema aperto

L'entropia in una parte specifica di un sistema aperto, come una cellula, può diminuire, ma è sempre compensata da un aumento dell'entropia nell'universo.

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ATP - adenosintrifosfato

Un composto energetico molto importante nelle cellule, spesso chiamato la 'valuta energetica' della cellula.

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Idrolisi dell'ATP

La rottura di un legame fosfato nell'ATP per rilasciare energia libera di Gibbs, formando ADP e fosfato inorganico.

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Coupling di reazioni

Il processo di combinare una reazione esoergonica con una reazione endoergonica per renderla possibile.

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Fosforilazione del glucosio

L'aggiunta di un gruppo fosfato al glucosio, formando glucosio-6-fosfato, una reazione endoergonica.

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ΔG (variazione di energia libera di Gibbs)

Una misura della quantità di energia libera disponibile in una reazione chimica, che indica se la reazione è spontanea o non spontanea.

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Km di un enzima

La Km è un valore che indica la concentrazione di substrato alla quale l'enzima raggiunge metà della sua velocità massima. È una misura dell'affinità dell'enzima per il substrato.

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Km bassa

Un enzima con una Km bassa ha un'elevata affinità per il suo substrato. Ciò significa che sono necessarie concentrazioni basse di substrato per raggiungere un'elevata velocità di reazione.

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Km alta

Un enzima con una Km alta ha una bassa affinità per il suo substrato. Ciò significa che sono necessarie alte concentrazioni di substrato per raggiungere un'elevata velocità di reazione.

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Effetto della concentrazione dell'enzima sulla Km

La Km è un valore costante e non dipende dalla concentrazione dell'enzima. Ciò significa che la Km rimane la stessa anche se si cambia la quantità di enzima presente.

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Km e studi cinetici

La Km è un parametro fondamentale negli studi cinetici degli enzimi. Permette di confrontare l'affinità di enzimi diversi per lo stesso substrato e di comprendere come gli enzimi lavorano in condizioni fisiologiche.

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E1 ed E2 catalizzano la stessa reazione

Due enzimi, E1 ed E2, possono catalizzare la stessa reazione chimica. La loro efficienza può variare a seconda della loro affinità per il substrato, che si riflette nelle loro diverse Km.

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Studio cinetico di E1 ed E2

Vengono misurate le velocità iniziali delle reazioni catalizzate da E1 ed E2 a diverse concentrazioni di substrato, vengono determinate le velocità massimali e le Km dei due enzimi.

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Differenze di Km: significato biologico

Le differenze di Km tra E1 ed E2 indicano un'evoluzione strategica all'interno della cellula. La diversa affinità per il substrato potrebbe essere correlata a diversi ruoli fisiologici o a diverse condizioni di lavoro.

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Study Notes

Termodinamica Bioenergetica: Primo Principio

  • La biochimica studia i componenti chimici degli organismi viventi e i processi di trasformazione dei composti organici nelle cellule.
  • Nel 1828 è stata sintetizzata l'urea, un composto organico, in vitro, dimostrando che le reazioni cellulari possono essere riprodotte artificialmente.
  • Le molecole degli organismi viventi sono classificate in macromolecole (acidi nucleici, proteine, lipidi complessi) e metaboliti (glucosio, glicerolo, acidi grassi, aminoacidi) più semplici.
  • Il metabolismo, l'insieme delle reazioni di sintesi e demolizione, è composto da anabolismo (sintesi) e catabolismo (demolizione).

Lavoro ed Energia

  • Gli organismi viventi compiono continuamente lavoro (meccanico, di trasporto, biosintetico) per rimanere in vita.
  • Il lavoro meccanico è evidente nella contrazione muscolare.
  • Il trasporto attivo di molecole attraverso membrane biologiche richiede energia.
  • La sintesi di nuove biomolecole necessità energia.

Concetti di Termodinamica

  • L'energia interna (E) di un sistema include l'energia cinetica e potenziale di atomi e molecole, i legami chimici e altri tipi di interazioni.
  • L'energia interna può variare attraverso lo scambio di calore (Q) e lavoro (W) con l'ambiente esterno.
  • L'entalpia (H) è un parametro più appropriato per le reazioni a pressione costante.

Primo Principio di Termodinamica

  • L'energia interna di un sistema può cambiare solo attraverso l'assorbimento o la cessione di calore o il compimento di lavoro.
  • ΔE = Q+W
  • Il primo principio di termodinamica, in realtà, è un principio di conservazione, non crea o distrugge l'energia ma la trasforma e la trasferisce tra diversi sistemi.

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Questo quiz esplora concetti chiave legati all'energia di legame e all'energia cinetica in biochimica. Attraverso una serie di domande, verrà valutata la tua comprensione riguardo le energie coinvolte nei legami chimici e nei sistemi. Metti alla prova le tue conoscenze scientifiche e impara qualcosa di nuovo!

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