1
H. Curtis, N.S. Barnes,
A. Schneck, G. Flores
Introduzione alla
biologia.verde
2
Capitolo 2
Dagli atomi
alle molecole
della vita
3
Lezione 1
La natura degli
atomi e la
formazione dei
legami
4
Tutta la materia è composta da
elementi chimici
• La parte più piccola di un
elemento è l’atomo.
• Ogni atomo ha un nucleo,
formato da protoni, carichi
positivamente e neutroni,
elettricamente neutri; all’esterno si
muovono gli elettroni, carichi
negativamente.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
5
5
Come si formano i legami
Un atomo raggiunge la sua stabilità quando il livello
energetico più esterno ha 8 elettroni.
Solo i gas nobili hanno
tutti i livelli energetici
completi.
Tutti gli altri elementi si
stabilizzano tra loro
formando dei legami.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
6
6
I legami
I legami tra ioni di carica opposta si dicono legami
ionici, come nel sale da cucina (NaCl).
I legami chimici formati da coppie
condivise di elettroni sono detti
legami covalenti, come nella
molecola di idrogeno.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
7
7
Lezione 2
L’acqua è una
sostanza
particolare
8
La struttura dell’acqua
Ogni molecola d’acqua è costituita da
due atomi d’idrogeno legati con legami
covalenti a un atomo di ossigeno.
I legami covalenti polari della
molecola d’acqua originano due
regioni positive e due negative: la
polarità delle molecole di acqua
determina i legami a idrogeno.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
9
9
Le caratteristiche dell’acqua
I legami a idrogeno rendono l’acqua una molecola
speciale dal punto di vista chimico-fisico.
Evaporazione Capillarità
Calore
specifico
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
Tensione
superficiale
10
10
Lezione 3
Le biomolecole
sono il materiale
di base dei
viventi
11
Le biomolecole
Tutte le biomolecole hanno uno scheletro
carbonioso.
Possono essere divise in base al gruppo funzionale
che le caratterizza in:
• glucidi o carboidrati (gli zuccheri),
• lipidi (i grassi e gli oli),
• protidi (le proteine),
• acidi nucleici (DNA e RNA).
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
12
12
Monomeri e polimeri
Le biomolecole sono formate da
polimeri, a loro volta costituiti
dall’unione di più monomeri. La
reazione di condensazione unisce
più monomeri tra di loro rilasciando
una molecola d’acqua. La reazione
di idrolisi scinde i polimeri
complessi in polimeri più semplici.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
13
13
I gruppi
funzionali
I composti organici
sono caratterizzati
da particolari gruppi
di atomi legati allo
scheletro
carbonioso: i gruppi
funzionali.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
14
14
Lezione 4
Negli esseri
viventi sono
presenti diversi
tipi di carboidrati
15
I carboidrati
Gli zuccheri, chiamati più propriamente carboidrati,
sono composti organici formati da carbonio,
idrogeno e ossigeno.
I monosaccaridi sono costituiti
da una sola molecola e sono la
base per gli zuccheri complessi.
I disaccaridi sono zuccheri formati
dall’unione di due monosaccaridi.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
16
16
Polisaccaridi
I polisaccaridi sono molecole di grandi dimensioni
che hanno funzioni di riserva, come il glicogeno nei
funghi, e di struttura, come la chitina negli animali.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
17
17
Lezione 5
I lipidi sono
biomolecole
energetiche
18
I lipidi
Hanno due caratteristiche principali:
• sono insolubili in acqua;
• liberano molta energia.
Un acido grasso in cui non compaiono doppi legami
tra gli atomi di carbonio dello scheletro è detto
saturo (come il burro). Un acido grasso che ha nella
catena atomi di carbonio uniti da legami covalenti
doppi è detto insaturo (come l’olio di oliva).
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
19
19
Fosfolipidi, glicolipidi, steroidi e cere
Fosfolipidi e glicolipidi svolgono
ruoli strutturali. In soluzione
Testa
polare
acquosa, le molecole dispongono
le «teste» verso l’acqua e le «code»
verso la parte opposta. Questa è la
struttura di base delle membrane
cellulari: il doppio strato
fosfolipidico.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
Code
idrofobe
20
20
Lezione 6
Le proteine
svolgono
importanti
funzioni
21
Le proteine
Sono polimeri di amminoacidi costituiti da un
gruppo amminico (-NH2), un gruppo carbossilico
(-COOH) e un gruppo R.
Per formare le diverse proteine vengono utilizzati
20 tipi di amminoacidi che si differenziano tra loro
per il gruppo R.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
22
22
I polipeptidi
Attraverso una reazione di condensazione più
amminoacidi si uniscono a formare un polipetide.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
23
23
L’organizzazione delle proteine
• La funzione di una
proteina è strettamente
legata alla sua
struttura e alla sua
organizzazione.
• La forma che hanno
nello spazio ne
determina la funzione.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
24
24
Lezione 7
Gli acidi nucleici
costituiscono il
materiale
genetico
25
Gli acidi nucleici
Gli acidi nucleici sono polimeri formati da lunghe
catene di nucleotidi costituiti da tre componenti:
• un gruppo fosfato;
• uno zucchero;
• una base azotata.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
26
26
DNA e RNA
• L’acido deossiribonucleico
(DNA), è formato dallo zucchero
deossiribosio e dalle basi azotate
adenina, guanina, citosina e
timina.
• L’acido ribonucleico (RNA),
è formato dallo zucchero ribosio
e dalla base azotata uracile al
posto di timina.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
27
27