LE MOLECOLE DELLA VITA

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1 LE MOLECOLE DELLA VITA

2 LE CELLULE SONO COSTITUITE DA ACQUA E BIOMOLECOLE Una biomolecola è un composto chimico che riveste un ruolo importante negli esseri viventi. Le molecole biologiche possono essere suddivise in quattro classi, ovvero: i carboidrati (zuccheri), i lipidi (grassi e oli), le proteine e gli acidi nucleici. Il DNA fa parte di quest ultima classe, ed è la molecola portatrice delle informazioni genetiche. In media un organismo vivente è formato per il 50-95% da acqua e per non più dell 1% da piccoli ioni, come il sodio, il potassio e il calcio; la parte rimanente è formata da carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo. Una delle caratteristiche delle sostanze organiche è che le molecole sono abbastanza grandi e complesse. Ma questo nasconde una struttura semplice, visto che le molecole più grandi (polimeri) derivano dall unione di un numero elevato di subunità simili chiamate monomeri.

3 I polimeri Durante la sintesi di un polimero a partire da due o più monomeri, per ogni coppia di monomeri che si unisce viene eliminata una molecola d acqua. Questa reazione chimica viene detta condensazione. Mentre, quando avviene la rottura della molecola la reazione chimica viene detta idrolisi.

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5 L acqua consente la vita sulla terra L acqua è un liquido inodore, insapore e incolore. La molecola di acqua è formata da due atomi di idrogeno legati ad un atomo di ossigeno (H 2 O). Ogni atomo di idrogeno ha un solo elettrone che viene messo in comune con l ossigeno, che, a sua volta, partecipa al legame con un elettrone. Essendo presenti elettroni e protoni in numero uguale, la molecola di acqua risulta quindi complessivamente neutra. La molecola d acqua è detta polare perché ha un polo debolmente positivo vicino all ossigeno e uno debolmente negativo vicino all idrogeno; infatti, l ossigeno è capace di tenere gli elettroni più vicino a sé rispetto all idrogeno e la molecola d acqua risulta così carica negativamente in corrispondenza dell atomo di ossigeno e positivamente in corrispondenza dell idrogeno. Poiché due cariche opposte si attraggono, le molecole d acqua tendono ad unirsi tra loro come calamite.

6 L'acqua allo stato solido si trova sotto forma di ghiaccio, neve, grandine, brina. Nello stato solido le particelle sono molto vicine le une alle altre, non sono libere di muoversi e di spostarsi e sono disposte secondo un perfetto ordine geometrico.

7 L'acqua allo stato liquido si trova sotto forma di pioggia e rugiada, ma soprattutto sotto forma di fiumi, mari e oceani, che ricoprono circa il 70% della superficie terrestre. Nello stato liquido le particelle possono spostarsi, ma entro certi limiti: se una particella si sposta il suo posto viene subito preso da un'altra.

8 L'acqua allo stato gassoso si trova nell'atmosfera sotto forma di nebbia, vapore acqueo, nuvole. Nello stato gassoso le particelle possono muoversi liberamente, perchénon ci sono legami chimici tra loro.

9 Proprietà fisiche dell acqua L acqua possiede numerose proprietà, ovvero: La tensione superficiale; La capillarità; L imbibizione; L elevato calore specifico.

10 La tensione superficiale La tensione superficiale consente alle piante di assorbire, attraverso le radici, l acqua presente nel suolo. Sempre grazie alla tensione superficiale il sangue, composto in gran parte da molecole dell acqua, riesce a scorrere, attraverso il sistema sanguigno, all interno del nostro corpo. Questo tipo di insetto galleggia per l elevata tensione superficiale dovuta a una forte coesione tra le molecole.

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12 L imbibizione Consiste nel movimento capillare delle molecole d acqua all interno di sostanze come il legno e la gelatina che così dunque aumentano di volume. Secondo gli archeologi nella costruzione delle piramidi veniva usata l imbibizione per ottenere il distacco di grandi lastre.

13 L elevato calore specifico L acqua ha un elevato calore specifico, ossia richiede molto calore prima di riscaldarsi, e, al contrario, impiega molto tempo prima di perdere il calore accumulato e raffreddarsi. Ecco perché viene impiegata nei sistemi di refrigerazione (ad esempio nel radiatore delle autovetture, o nei sistemi di raffreddamento degli impianti nelle industrie). Ed è per questa sua caratteristica che nelle regioni costiere (o lacustri) la temperatura dell aria è più mite: in queste zone, infatti, la temperatura dell acqua diminuisce o aumenta più lentamente rispetto a quella dell aria al variare delle stagioni e così mitiga la temperatura dell aria sovrastante.

14 I carboidrati: una grande fonte di energia per le cellule I carboidrati, o glucidi (ma più comunemente detti zuccheri), sono costituiti da atomi di carbonio e da atomi di idrogeno e ossigeno nello stesso rapporto in cui si trovano nell'acqua. Essi costituiscono la principale fonte di energia delle cellule e in qualche caso partecipano a costruirne la struttura. Chimicamente si dividono in monosaccaridi (o zuccheri semplici), costituiti da una molecola contenente da tre a sette atomi di carbonio; oligosaccaridi, formati dall'unione di due, tre o quattro monosaccaridi (e detti, rispettivamente, disaccaridi, trisaccaridi e tetrasaccaridi); polisaccaridi(o zuccheri complessi), formati dall'unione a catena ramificata di più di quattro monosaccaridi (fino a qualche migliaio, in certi casi).

15 I monosaccaridi I monosaccaridi sono sostanze cristalline, di colore bianco e sapore dolce, facilmente solubili in acqua e insolubili nei solventi organici. I principali monosaccaridi presenti negli alimenti sono il glucosio e il fruttosio, il galattosio è contenuto in molti latticini.

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