Chimica: Fondamenti delle reazioni redox
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Questions and Answers

Qual è la funzione principale dell'acqua nel corpo umano?

  • Essere un substrato energetico
  • Essere il composto più abbondante (correct)
  • Fornire legami covalenti
  • Costituire le membrane cellulari
  • Quali tra le seguenti molecole sono costituite da aminoacidi?

  • H2O
  • Glicogeno
  • Lampadina
  • Proteine (correct)
  • Quale di queste affermazioni è vera riguardo ai legami covalenti?

  • Sono sempre polari.
  • Includono solo atomi di ossigeno.
  • Rappresentano spazi dove è massima la probabilità di trovare elettroni. (correct)
  • Non coinvolgono elettroni.
  • Qual è la principale forma di energia utilizzabile dalle cellule?

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

    Quali macromolecole sono assemblate da sub unità di zuccheri?

    <p>Polimeri di glucosio (A)</p> Signup and view all the answers

    Perché le molecole d'acqua possono formare legami a idrogeno?

    <p>Sono polari e hanno cariche parziali. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quante basi nucleotidiche costituiscono il DNA e l'RNA?

    <p>5 (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'elemento base della chimica organica?

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

    Quale affermazione descrive meglio una reazione di ossidoriduzione?

    <p>Comporta uno scambio di elettroni tra due specie chimiche. (B)</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il numero di ossidazione in un atomo di una molecola?

    <p>È una carica formale che indica il trasferimento di elettroni. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti enunciati è vero riguardo all'ossidazione?

    <p>Significa perdita di elettroni. (A)</p> Signup and view all the answers

    In una reazione di ossidoriduzione, chi funge da riducente?

    <p>La specie che perde elettroni. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato dell'aumento del numero di ossidazione di una specie chimica?

    <p>La specie si ossida. (C)</p> Signup and view all the answers

    Perché le reazioni di ossidoriduzione si verificano sempre in coppia?

    <p>Perché ogni ossidazione deve avere una corrispondente riduzione. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale termine descrive la specie chimica che accetta elettroni in una reazione redox?

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

    Come si identifica una reazione di ossidoriduzione rispetto ad altre reazioni chimiche?

    <p>Esaminando il numero di ossidazione degli atomi. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione meglio descrive la biochimica?

    <p>È lo studio della chimica della vita e delle trasformazioni chimiche. (C)</p> Signup and view all the answers

    In che modo gli organismi viventi interagiscono con l'ambiente secondo la biochimica?

    <p>Scambiano materia e energia con l'esterno. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale principio della termodinamica viene apparentemente violato dalle cellule?

    <p>Il secondo principio della termodinamica. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale tra questi elementi chimici è considerato essenziale per la vita?

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

    Cosa indica una disfunzione biochimica negli organismi viventi?

    <p>Un possibile stato patologico. (D)</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di legami formano gli elementi C, N e O?

    <p>Legami covalenti, polari o apolari. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è una caratteristica delle reazioni chimiche negli organismi viventi?

    <p>Gli enzimi facilitano le reazioni chimiche. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo degli enzimi nella biochimica?

    <p>Facilitano le reazioni senza essere consumati. (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Biochimica

    Lo studio della chimica della vita, che comprende la composizione chimica e le trasformazioni chimiche degli organismi viventi.

    Funzionamento biochimico corretto

    Corretto funzionamento dei tessuti (cellule, organismi) a livello biochimico, associato ad uno stato di salute.

    Disfunzione biochimica

    Disfunzione biochimica che può indicare la presenza di una patologia.

    Organismi viventi come sistemi aperti

    Gli esseri viventi scambiano materia ed energia con l'ambiente circostante, seguendo le leggi della termodinamica.

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    Ruolo degli enzimi

    Le reazioni chimiche negli organismi viventi sono accelerate dagli enzimi, che catalizzano le reazioni chimiche.

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    Equilibrio chimico nelle reazioni biologiche

    Le reazioni chimiche negli organismi viventi sono spesso interconnesse, formando flussi metabolici, e spesso in uno stato di non equilibrio per ottenere maggiore energia.

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    Elementi chimici della materia vivente

    La materia vivente è composta da una decina di elementi chimici principali, con C, N, O come elementi chiave.

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    Legami chimici tra C, N, O

    C, N, O formano legami covalenti, forti e polari o apolari, grazie alla loro vicinanza nella tavola periodica ed elettronegatività simile.

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    Legame covalente

    Legame chimico che si forma quando due atomi condividono elettroni in un orbitale molecolare.

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    Aminoacidi

    Le proteine, gli ormoni, le porfirine e i substrati energetici sono costituiti da 20 diversi tipi di aminoacidi.

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    Basi nucleotidiche

    Il DNA, l'RNA, i coenzimi e i trasportatori di energia sono formati da 5 diverse basi nucleotidiche.

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    Zuccheri

    Glicogeno, glucosio e altri zuccheri sono coinvolti nel metabolismo energetico e nel riconoscimento cellulare.

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    Lipidi

    I lipidi sono utilizzati come componenti delle membrane cellulari e come substrati energetici.

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    Acqua nella materia vivente

    L'acqua è un componente essenziale della materia vivente, costituendo circa il 70% del nostro corpo.

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    Polarità dell'acqua

    L'acqua è una molecola polare con un'estremità parzialmente positiva (H) e un'estremità parzialmente negativa (O).

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    Legami a idrogeno nell'acqua

    L'acqua forma legami a idrogeno con altre molecole d'acqua o con altre molecole polari.

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    Ossidazione

    Un processo chimico in cui una specie chimica cede elettroni, aumentando il suo numero di ossidazione.

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    Riduzione

    Un processo chimico in cui una specie chimica acquista elettroni, diminuendo il suo numero di ossidazione.

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    Reazione Redox

    Una reazione chimica che coinvolge sia l'ossidazione che la riduzione, con scambio di elettroni tra due o più specie chimiche.

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    Riducete

    La specie che cede elettroni in una reazione redox, si ossida e provoca la riduzione dell'altra specie.

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    Ossidante

    La specie che acquista elettroni in una reazione redox, si riduce e provoca l'ossidazione dell'altra specie.

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    Numero di Ossidazione

    Una carica formale assegnata a un atomo in una molecola, che indica il suo stato di ossidazione.

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    Ossidazione dei composti ossigenati

    Il processo di ricavare energia mediante la rottura di legami chimici tra i composti ossigenati, come zuccheri e grassi.

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    Semireazioni di ossidazione e riduzione

    Le semireazioni di ossidazione e riduzione sono sempre associate e avvengono simultaneamente.

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    Study Notes

    Sbobine di Biochimica

    • Argomento: Introduzione alla Biochimica
    • Descrizione: La biochimica studia la composizione chimica e le trasformazioni chimiche della vita. È strettamente correlata alla medicina, in quanto un corretto funzionamento dei tessuti indica uno stato di benessere, mentre una disfunzione biochimica può indicare una patologia.
    • Le leggi della chimica: Gli organismi viven seguono le leggi della termodinamica, effettuano reazioni veloci grazie agli enzimi e sfruttano gli equilibri chimici dei flussi metabolici.
    • Composizione chimica del corpo umano (peso secco):
      • Carbonio (C): 61,7%
      • Idrogeno (H): 9,3%
      • Azoto (N): 11,0%
      • Ossigeno (O): 58.7% (calcolato dalle percentuali)
      • Calcio (Ca): 5,7%
      • Fosforo (P): 3,3%
      • Potassio (K): 1,3%
      • Zolfo (S):1,0%
      • Cloro (Cl): 0,7%
      • Sodio (Na): 0,7%
      • Magnesio (Mg): 0,3%
    • Altri elementi: Presenti in tracce, ma essenziali per la vita (es. B, Fe, Zn, ecc.)
    • Molecole costitutive della materia vivente:
      • Amminoacidi (20): componenti di proteine, ormoni, porfirine e substrati energetici.
      • Basi nucleotidiche (5): componenti di DNA, RNA, coenzimi e trasportatori di energia.
      • Zuccheri (meno di dieci tipi): substrati energetici, elementi per il riconoscimento cellulare e coinvolti nel glicogeno.
      • Lipidi: costituenti delle membrane cellulari e substrati energetici.
      • Acqua: Componente fondamentale (70%) della materia vivente, dove avvengono le principali reazioni chimiche per via della polarità e dei legami a idrogeno.

    Nozioni di Chimica Organica

    • Atomo di carbonio: Centrale nella chimica organica.
    • Configurazione elettronica: Numero atomico 6 (Z=6) con la configurazione 1s2 2s2 2p2, ma in stato eccitato può formare 4 legami.
    • Ibridazione (stato eccitato):
      • sp3: tetraedrica (es. Metano);
      • sp2: trigonale planare (es. Etilene).
      • sp: lineare (es. Etino).
    • Ibridazione sp3: Orbitale s e tre p si ibridano a formare quattro orbitali ibridi sp3, isoenergetici, con geometria tetraedrica (angoli di 109,5°), rendendo possibili quattro legami covalenti.
    • Ibridazione sp2: L'orbitale s ed i due orbitali p ibridano a tre sp2-orbitali che hanno una disposizione trigonale planare per dare origine a tre legami sigma; il terzo orbitale p è non ibridizzato e forma un legame pi greco.
    • Ibridazione sp: L'orbitale s e un orbitale p ibridano per creare due orbitali ibridi sp per dare origine a due legami sigma; i due orbitali p non ibridati formano due legami pi greco - ciò significa che nella maggioranza dei casi si tratta di un legame multiplo.
    • Orbitali ibridi: Hanno energia intermedia tra s e p e con geometria diversa rispetto agli orbitali originari, consentono la formazione di legami singoli o multipli.

    Idrocarburi

    • Alifatici:
      • Alcani: legami singoli C-C, saturi, di natura apolare,non solubili in acqua.
      • Alcheni: almeno un doppio legame C=C, insaturi, sono ciclici e la rotazione è impedita intorno al doppio legame ciò genera geometria cis e trans.
      • Alchini: almeno un triplo legame C≡C, insaturi,sono ciclici.
    • Aromatici: struttura ciclica, insaturi, con doppi legami e elettroni delocalizzati, aromaticità dovuta alla presenza di un anello benzenico.

    Composti organici e gruppi funzionali

    • Alcoli: Gruppo funzionale -OH, caratteristiche chimico-fisiche legate principalmente alla possibilità di formare legami a idrogeno, relativamente polari, con possibilità di formare ponti a idrogeno con altre molecole, solubili in acqua fino ad un certo punto e fortemente dipolari.
    • Aldeidi e chetoni: Gruppo funzionale carbonile (C=O). Forme risonanti.
    • Acidi carbossilici: Gruppo carbossilico (-COOH). Composti acidi,interagiscono con le basi e danno reazione acido-base.
    • Esteri: Gruppo funzionale estere (R-COO-R').
    • Anidridi: Gruppo funzionale anidride (R-CO-O-CO-R').
    • Tioli: Gruppo funzionale -SH.
    • Ammide: Gruppo funzionale ammide (R-CO-NH₂). Reazioni fondamentali del ciclo dell'urea.

    Reazioni Redox o Ossidoriduzione

    • Definizione: Scambio di elettroni. Ossidazione (perdita di e-) e riduzione (acquisizione di e-) sempre assieme.
    • Numero di ossidazione: Carica formale attribuita ad un atomo in una molecola, immaginando di assegnare tutti gli elettroni legati all'atomo più elettronegativo.
    • Ossidazione dei composti organici: Rimozione di H o aggiunta di eteroatomi (come O) aumenta lo stato di ossidazione.
    • Riduzione: Aggiunta di H o rimozione di eteroatomi diminuisce lo stato di ossidazione.

    Amminoacidi e Proteine

    • Amminoacidi: Composti organici contenenti un gruppo amminico (-NH₂) e un gruppo carbossilico (-COOH) e una catena laterale (R). Gruppo alfa.
    • Stereoisomeri (enantiomeri): Gli amminoacidi (eccetto la glicina), presentano un carbonio chirale, quindi le immagini speculari non sono sovrapponibili.
    • Classificazione degli amminoacidi: Classificati in base alle proprietà delle loro catene laterali (polarità, carica).
    • Struttura delle proteine:
      • Primaria: sequenza lineare degli amminoacidi.
      • Secondaria: strutture regolari locali (alfa-elica e foglietto beta).
      • Terziaria: struttura tridimensionale completa della proteina.
    • Struttura quaternaria: associazione di più subunità polipeptidiche.
    • Legami coinvolti nella struttura terziaria delle proteine: Legame a idrogeno, interazioni idrofobiche, legami ionici e ponti disolfuro.

    Destino metabolico del piruvato

    • Condizioni aerobiche: Piruvato entra nel mitocondrio, dove viene convertito in Acetil-CoA, per entrare nel ciclo di Krebs.
    • Condizioni anaerobiche: Fermentazione lattica e alcolica.

    La fermentazione lattica

    La fermentazione alcolica

    Il ciclo di Krebs

    Catena Respiratoria

    Fosforilazione ossidativa

    Metabolismo dei carboidrati

    Metabolismo degli acidi grassi

    Glicogenosintesi

    Glicogenolisi

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    Metti alla prova la tua conoscenza delle reazioni chimiche, in particolare delle reazioni di ossidoriduzione e delle loro funzioni nel corpo umano. Questo quiz esamina concetti come legami covalenti, macromolecole e strutture del DNA e RNA. Scopri quanto sei esperto in chimica organica e nelle basi fondamentali della biologia molecolare.

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