Biochimica intera
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Questions and Answers

Qual è il ruolo di un catalizzatore nella reazione di ossidazione?

  • Riduce l'energia di attivazione della reazione. (correct)
  • Aumenta la temperatura della reazione.
  • Rimuove elettroni dal reagente.
  • Facilita la riduzione degli accettori di elettroni.
  • Cosa caratterizza una reazione sequenziale nel contesto delle variazioni di energia standard?

  • Non ha intermedi.
  • Ha un solo prodotto finale.
  • Ha un intermedio comune tra le reazioni. (correct)
  • Richiede energia per ogni passo.
  • Qual è la definizione di un nucleofilo?

  • Un atomo privo di elettroni.
  • Un gruppo ricco di elettroni in grado di donarli. (correct)
  • Un tipo di prodotto finale in una reazione.
  • Un gruppo che attira elettroni.
  • Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo ai legami covalenti?

    <p>Possono essere scissi sia omoliticamente che eteroliticamente. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti variabili influenza la velocità delle reazioni nei sistemi biologici?

    <p>La rilevanza metabolica, la velocità richiesta e la presenza di catalizzatori. (B)</p> Signup and view all the answers

    Che cosa è un elettrofilo in una reazione chimica?

    <p>Un gruppo che attira elettroni. (D)</p> Signup and view all the answers

    In che modo le variazioni di energia standard sono considerate nelle reazioni accoppiate?

    <p>Sono additive se le reazioni hanno un intermedio comune. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale della bioenergetica?

    <p>Analizzare le trasduzioni energetiche nelle cellule (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale legge della termodinamica afferma che l'energia non può essere né creata né distrutta?

    <p>Prima legge della termodinamica (D)</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa il termine 'entropia' nella seconda legge della termodinamica?

    <p>Il disordine nei sistemi naturali (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti è un processo che favorisce la produzione di energia nel metabolismo vegetale?

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

    Quali stati di ossidazione possono assumere gli atomi di carbonio?

    <p>Fino a 5 stati di ossidazione (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale processo si verifica quando un composto perde 2 elettroni e 2 ioni idrogeno?

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

    Che ruolo ha il carbonio nelle biomolecole?

    <p>Forma legami variabili, inclusi singoli, doppi e tripli (C)</p> Signup and view all the answers

    Come si comportano i sistemi viventi rispetto all'equilibrio con l'ambiente?

    <p>Non sono mai in equilibrio con l'ambiente (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale tappa della glicolisi è caratterizzata dalla formazione di D-glucosio 6 fosfato?

    <p>Tappa 1 (B)</p> Signup and view all the answers

    In quale tappa del processo glicolitico viene generato l'1,3-bifosfoglicerato?

    <p>Tappa 6 (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale enzima catalizza la conversione del 2-fosfoglicerato in fosfenolpiruvato?

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

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla tappa 3 della glicolisi?

    <p>Richiede ATP come donatore di gruppo fosforico. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quante molecole di ATP vengono utilizzate nelle prime fasi della glicolisi?

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

    Quale delle seguenti reazioni produce un composto con un elevato potenziale di trasferimento del gruppo fosforico?

    <p>2-fosfoglicerato a fosfenolpiruvato (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale coppia di ioni minerali è richiesta nella reazione catalizzata dalla piruvato chinasi?

    <p>K+ e Mg+ (B)</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade alla gliceraldeide 3-fosfato durante la sesta tappa della glicolisi?

    <p>Viene ossidata e fosforilata. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio il potenziale elettrico della membrana?

    <p>Determina se il movimento del soluto è passivo o attivo. (A)</p> Signup and view all the answers

    Dove avviene la fosforilazione ossidativa negli eucarioti?

    <p>Nei mitocondri. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale della fotosforilazione negli organismi fotosintetici?

    <p>Catturare l'energia della luce solare. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione sulla membrana mitocondriale interna è corretta?

    <p>Contiene i componenti della catena respiratoria. (A)</p> Signup and view all the answers

    Che cosa suggerisce la teoria chemiosmotica proposta da Peter Mitchell?

    <p>Le differenze di protoni conservano energia. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale componente si trova nella matrice mitocondriale?

    <p>Complessi di ossidazione delle sostanze nutrienti. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le principali fonti di ATP negli organismi aerobici?

    <p>Fosforilazione e fotosforilazione. (D)</p> Signup and view all the answers

    Come è composta la membrana mitocondriale esterna?

    <p>Contiene porine che permettono movimento libero. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo del flusso protonico nella sintesi di ATP?

    <p>Inverte la direzione del flusso protonico. (A), Facilita l’ossidazione del substrato. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni riguardo all'ATP sintasi è corretta?

    <p>Catalizza la formazione di ATP da ADP e Pi. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quali componenti distinti formano l'ATP sintasi?

    <p>F0 e F1. (D)</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade se il ritorno dei protoni nella matrice è bloccato?

    <p>Rallenta il flusso elettronico. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quante subunità di tipo diverso ci sono nel complesso F1 dell'ATP sintasi?

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

    Qual è la conformazione delle subunità β nell'ATP sintasi?

    <p>Hanno uno stesso sito catalitico. (B)</p> Signup and view all the answers

    Che forma ha la porzione F1 dell'ATP sintasi?

    <p>Sferica simile a un pomello. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione delle subunità δ e ε nell'ATP sintasi?

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

    Qual è la caratteristica principale della fase liquida nel suolo?

    <p>La sua concentrazione di soluti è più bassa rispetto a quella dei tessuti vegetali. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti caratteristiche del suolo influisce sul movimento dell'acqua?

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

    Qual è il componente principale del potenziale idrico nel suolo?

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

    Quale tipo di suolo trattiene più acqua per tensione superficiale e capillarità?

    <p>Suoli argillosi. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa avviene durante il fenomeno della percolazione?

    <p>L'acqua saturata viene persa per effetto della gravità. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la definizione di capacità di campo nel suolo?

    <p>L'acqua trattenuta da forze che bilanciano la gravità. (D)</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il punto di appassimento permanente nel suolo?

    <p>L'acqua fortemente trattenuta dalle particelle del suolo. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quali fattori determinano l'architettura radicale di una pianta?

    <p>Profondità dell'apparato radicale. (B)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Bioenergetica

    Lo studio quantitativo della trasformazione dell'energia nelle cellule.

    Prima legge della termodinamica

    L'energia è conservata; può cambiare forma, ma non essere creata o distrutta.

    Seconda legge della termodinamica.

    Nei processi naturali, l'entropia (disordine) tende ad aumentare.

    Entropia

    Misura del disordine o della casualità in un sistema.

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    Fotosintesi

    Conversione del l'energia solare in energia chimica per la produzione di carboidrati.

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    Ossidazione del carbonio

    Reazioni che coinvolgono gli stati di ossidazione del l'atomo di carbonio, fondamentali per il metabolismo.

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    Deidrogenazione

    Processo metabolico in cui un composto perde due elettroni e due ioni idrogeno.

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    Metabolismo

    Tutte le reazioni biochimiche in un organismo; controllate e organizzate.

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    Catalizzatore

    Sostanza che accelera una reazione chimica senza essere consumata nel processo, spesso un enzima di deidrogenazione.

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    Reazioni redox

    Reazioni chimiche che comportano il trasferimento di elettroni tra molecole; una molecola viene ossidata e un'altra viene ridotta.

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    Energy Standard Change

    The change in energy associated with a chemical reaction under standard conditions, often used to predict spontaneity and equilibrium.

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    Sequential Reaction

    A series of reactions where one reaction’s product is the reactant for the next, often sharing a common intermediate.

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    Covalent Bond

    A chemical bond formed by the sharing of electron pairs between atoms.

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    Nucleophile

    A chemical species that is rich in electrons and can donate an electron pair.

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    Electrophile

    A chemical species that is deficient in electrons and can accept an electron pair.

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    Biochemical Reactions

    Chemical reactions that occur within living organisms, often catalyzed by enzymes.

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    Membrane Potential

    The difference in electrical charge across a membrane created by solute movement.

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    Oxidative Phosphorylation

    The metabolic process that uses the energy from oxidation to produce ATP, the main energy currency of cells.

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    Mitochondrial Membranes

    The two membranes of a mitochondrion: outer (porous) and inner (impermeable).

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    Chemiosmosis

    The process of ATP synthesis using the proton gradient across membranes.

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    Mitochondrial Matrix

    The space enclosed by the inner mitochondrial membrane, containing metabolic enzymes.

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    ATP Synthase

    An enzyme that synthesizes ATP from ADP and phosphate, using the energy of a proton gradient.

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    Porins

    Proteins that form channels in the outer mitochondrial membrane, allowing small molecules to pass.

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    Passive Transport

    Movement of substances across a membrane down their concentration gradient, without energy input.

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    Glucose Phosphorylation

    The irreversible conversion of glucose into glucose-6-phosphate using ATP and an enzyme.

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    Glucose-6-Phosphate to Fructose-6-Phosphate

    A reversible reaction that rearranges the glucose-6-phosphate molecule into fructose-6-phosphate.

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    Fructose-6-Phosphate to Fructose-1,6-bisphosphate

    The irreversible phosphorylation of fructose-6-phosphate to fructose-1,6-bisphosphate in glycolysis.

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    Glyceraldehyde-3-Phosphate Oxidation

    The oxidation and phosphorylation of glyceraldehyde-3-phosphate, forming 1,3-bisphosphoglycerate. Uses inorganic phosphate, not ATP.

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    Substrate-Level Phosphorylation

    ATP production in glycolysis from transferring a phosphate group to ADP from a high-energy substrate.

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    3-Phosphoglycerate to 2-Phosphoglycerate

    A reversible reaction where a phosphate group is moved to a different carbon position.

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    2-Phosphoglycerate to Phosphoenolpyruvate (PEP)

    A reaction involving the removal of water. Formation of a high energy PEP.

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    PEP to Pyruvate

    The transfer of a phosphate group from PEP to ADP to form ATP and Pyruvate, final step in the glycolysis reaction

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    Liquid Phase

    The liquid part of a solution, often including water and dissolved substances; in plants, it's called the circulating solution.

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    Soil Texture

    The relative proportions of different soil particles (sand, silt, and clay).

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    Soil Porosity

    The amount of pore space in the soil. Important for water movement.

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    Hydraulic Conductivity

    How easily water moves through the soil.

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    Water Potential (Ψ)

    Describes the potential energy of water in a soil environment.

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    Field Capacity

    The amount of water held in the soil against the force of gravity.

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    Available Water

    The water that plants can absorb – between field capacity and the wilting point.

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    Wilting Point

    The point where the water's potential is so low plants can't extract water easily.

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    ATP Synthase Function

    The enzyme that catalyzes ATP production by using the proton gradient across the mitochondrial membrane.

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    Proton Gradient Function

    Drives ATP synthesis in mitochondria; generated by electron transport chain.

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    Mitochondrial ATP Synthase Components

    Has F0 and F1 components; F0 is an integral membrane protein, F1 is a peripheral membrane protein.

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    F0 Funzione componente

    Forma un canale protonico che permette ai protoni di fluire attraverso la membrana.

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    Funzione componente F1

    Catalisi della sintesi di ATP utilizzando l'energia rilasciata dal flusso protonico attraverso F0.

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    Ubunità ATP sintasi

    La ATP sintasi mitocondriale ha 9 diverse sottounità (alpha3, beta3, gamma, delta, epsilon).

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    Conformazione ATP Sintasi

    Le sottounità beta di F1 cambiano conformazione, consentendo la sintesi di ATP.

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    Importanza della catena di trasporto degli elettroni

    Essenziale per stabilire il gradiente di protoni che alimenta la sintesi ATP attraverso l'ATP sintasi.

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    Study Notes

    Bioenergetica - Concetti Generali

    • Tutti gli organismi viven sono costituiti da molecole, che si organizzano in macromolecole e complessi.
    • Gli organismi effettuano trasduzioni energetiche per sintetizzare macromolecole complesse.
    • Le trasduzioni energetiche biologiche seguono le leggi della termodinamica.
    • Le reazioni sequenziali sono quelle che hanno un intermedio comune.

    Bioenergetica - Leggi Fondamentali

    • Principio di conservazione dell'energia (prima legge): la quantità totale di energia nell'universo resta costante. L'energia può cambiare forma o essere trasferita, ma non può essere creata o distrutta.
    • Seconda legge della termodinamica: l'entropia in tutti i processi naturali tende ad aumentare. I sistemi viventi non sono in equilibrio con l'ambiente.

    Metabolismo del Carbonio e Biomolecole

    • Il carbonio forma legami singoli, doppi e tripli con altri atomi, in particolare con altri atomi di carbonio.
    • Questo rende il carbonio molto versatile nella formazione di biomolecole.

    Trasduzioni Energetiche

    • Gli atomi di carbonio possono trovarsi in diversi stati di ossidazione a seconda degli elementi con cui condividono gli elettroni.
    • Le transizioni da uno stato di ossidazione all'altro sono cruciali nel metabolismo.
    • Le deidrogenazioni comportano la perdita di elettroni e ioni idrogeno.
    • Ogni ossidazione è accompagnata da una riduzione, dove un accettore di elettroni acquista gli elettroni rimossi dall'ossidazione.

    Reazioni Biochimiche

    • Reazioni che formano o spezzano legami C-C: scissione eterolitica (due atomi trattengono gli elettroni).
    • Riarrangiamenti interni, isomerizzazioni ed eliminazioni: ridistribuzione degli elettroni senza variazione dello stato di ossidazione.
    • Reazioni con i radicali liberi.
    • Reazioni di trasferimento di gruppi.
    • Reazioni di ossidoriduzione: trasferimento di elettroni.
    • Gli atomi di carbonio possono trovarsi in 5 stati di ossidazione.
    • Le deidrogenazioni sono reazioni in cui un composto perde 2 elettroni e 2 ioni idrogeno.

    Variazione di Energia Libera Standard

    • La variazione di energia libera standard rappresenta un modo per esprimere la costante di equilibrio di una reazione chimica.
    • Le variazioni di energia libera standard sono additive nel caso di reazioni sequenziali.

    ATP e ADP

    • L'ATP fornisce energia mediante trasferimento di gruppi fosforici: mediante scissione del legame fosfoanidridico.
    • L'ATP possiede un valore di energia libera di idrolisi molto negativo.

    Altri Composti Fosforilati e Tioesteri

    • Questi composti hanno un'energia libera di idrolisi elevata (fosfoenolpiruvato, 1,3-bisfosfoglicerato).
    • I tioesteri contengono un atomo di zolfo al posto dell'ossigeno nel legame estere.

    La Glicolisi

    • La glicolisi è la principale via di catabolismo del glucosio, portando alla formazione di piruvato.
    • La glicolisi è suddivisa in due fasi principali: preparatoria (consumo di ATP per l'attivazione del glucosio) e di recupero (produzione di ATP e NADH).

    La Via del Pentosio-fosfato

    • Il glucosio 6-fosfato viene metabolizzato per produrre composti necessari alla cellula attraverso la via del pentosio fosfato.
    • In questa via ossidativa l'accettore di elettroni è NADP+ e viene prodotto NADPH.

    Metabolismo Ossidativo dei Carboidrati

    • I carboidrati sono le biomolecole più abbondanti e sono poliidrossialdeidi o polirossichetoni.
    • I monosaccaridi possono essere aldosi o chetosi, a seconda della posizione del gruppo carbonilico.
    • I carboidrati possono essere ulteriormente classificati in oligosaccaridi o polisaccaridi.

    Fermentazioni

    • Le fermentazioni sono vie metaboliche che avvengono in assenza di ossigeno e che rigenerano il NAD+, permettendo alla glicolisi di continuare.
    • La fermentazione lattica converte il piruvato in lattato.
    • La fermentazione alcolica converte il piruvato in alcol etilico e anidride carbonica.

    Fotosintesi Cloroilliana

    • Gli organismi fotosintetici usano l'energia solare per sintetizzare composti organici complessi.
    • La fotostesi avviene nei cloroplasti, dove sono presenti le clorofille pigmenti fotosintetici.
    • La luce possiede caratteristiche sia di particella che di onda (fotoni).
    • I pigmenti fotosintetici assorbono la luce alle varie lunghezze d'onda dello spettro solare.
    • La fotosintesi si compone di due fasi principali: le reazioni alla luce e le reazioni del carbonio.

    Il ciclo di Krebs

    • Il ciclo di Krebs degrada l'acetil-CoA a anidride carbonica.
    • Otto tappe principali nel ciclo.
    • Complessi proteici fondamentali: piruvato deidrogenasi, citrato sintasi, aconitasi, isocitrato deidrogenasi, a-chetoglutarato deidrogenasi, succinil-CoA sintetasi, succinato deidrogenasi, fumarasi e malato deidrogenasi.
    • Il NADH e FADH2 vengono prodotti nel ciclo.

    Fosforilazione Ossidativa

    • Nella fosforilazione ossidativa l'energia viene conservata mediante il gradiente protonico generato dalla catena respiratoria.
    • La catena respiratoria, un insieme di carrier elettronici, è localizzata nella membrana interna dei mitocondri.
    • I carrier elettronici includono l'ubichinone, i citocromi e le proteine ferro-zolfo.

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