LE MOLECOLE DELLA VITA
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Proprietà fisiche dell acqua L acqua possiede numerose proprietà, ovvero: La tensione superficiale; La capillarità; L imbibizione; L elevato calore specifico.
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.
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.
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.
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).
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.