Scarica Domande guida con risposte di biologia, da metabolismo a respirazione cellulare e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Biologia solo su Docsity! Domande guida 1) Cos’è il metabolismo? 1. Il metabolismo è l’insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono in un dato momento in un sistema biologico. Queste reazioni chimiche avvengono quando gli atomi possiedono abbastanza energia da combinanrsi tra loro e sostituire i vecchi legami. Le reazioni metaboliche comportano sempre delle variazioni di energia a cui sono associati cambiamenti nella composizione chimica e nelle proprietà delle molecole. 2) Quali sono le reazioni cataboliche, anaboliche, esoergoniche ed endoergoniche? 2. Il metabolismo comprende reazioni cataboliche, che demoliscono le molecole complesse in prodotti più piccoli, e reazioni anaboliche che uniscono tra loro sostanze semplici per formare molecole complesse. Le prime reazioni sono esoergoniche, possono avvenire spontaneamente, e disponendo in maniera casuale i prodotti più piccoli, producono disordine e sprigionano energia. Le seconde sono invece reazioni endoergoniche, che non possono avvenire spontaneamente, e tendono a incrementare l'ordine della cellula richiedendo energia libera. 3) Perché l’ATP è una molecola ad alto contenuto energetico? 3. Per catturare e trasferire energia libera, le cellule usa l’ATP. Ciò avviene perché questa molecola ha due proprietà fondamentali dal punto di vista energetico: quando viene idrolizzata libera una grande quantità di energia; può fosforilare, cioè donare un gruppo fosfato, a molti composti diversi che acquisiscono così parte dell’energia contenuta nella sua molecola. È ad elevato contenuto energetico perché diversamente dall'AMP,legata ad 1 gruppo fosfato e dall'ADP, legata a 2 fosfati, l'ATP è legata a 3 gruppi fosfati. Il legame al terzo gruppo fosfato è quello ad alta energia. 4) Descrivi il ciclo dell’ATP 4. L’idrolisi di una molecola di ATP è una reazione esoergonica che produce energia libera, una molecola di ADP e uno ione fosfato inorganico. L’idrolisi dell’ATP ad ADP rompe il legame ad alta energia tra due gruppi fosfati, liberando energia. La reazione inversa, cioè la sintesi di ATP da una molecola di ADP e da uno ione fosfato (Pi), è invece endoergonica e richiede altrettanta energia quanta ne risulta dall’idrolisi di ATP. La sintesi e l’idrolisi dell’ATP costituiscono un accoppiamento energetico in cui l’ADP preleva l’energia dalle reazioni esoergoniche diventando ATP, che poi a sua volta dona energia alle reazioni endoergoniche. Si può notare la circolarità del ciclo dell’ATP: la sintesi di ATP da ADP e Pi richiede energia; La reazione esoergonica produce energia attraverso respirazione cellulare e catabolismo; la reazione endoergonica richiede energia per compiere il trasporto attivo, i movimenti cellulari e l’anabolismo; l’idrolisi di ATP ad ADP e Pi libera energia; di qui, il meccanismo si ripete ciclicamente. 5) Come gli enzimi velocizzano una reazione (energia d’attivazione)? 5. Un sistema efficace per accelerare una reazione consiste nell'abbassare la barriera energetica (tra le molecole dei reagenti e quelle dei prodotti che ostacola l'avvio della reazione), avvicinando i reagenti in modo oppurtuno e questo è possibile grazie ai catalizzatori biologici. Gli enzimi sono proteine che fanno parte dei catalizzatori biologici, che hanno il compito di aumentare la velocità delle reazioni senza subire modificazioni. Legano i reagenti e prendono parte alla reazione senza venire modificati e alla fine della reazione essi ritornano alle condizioni iniziali. In una reazione catalizzata da enzimi, i reagenti sono chiamati substrati. 6) Perché gli enzimi sono specifici? (pag. 50-51) 6. I catalizzatori biologici sono per la maggior parte specifici; un enzima, infatti, riconosce un solo substrato che catalizzatori un’unica reazione. La specificità di un enzima deriva dalla sua configurazione spaziale e dalla struttura del suo sito attivo, che è conformato in modo da legare un unico substrato. Il legame del substrato con il sito attivo di un enzima dà luogo al complesso enzima-substrato che è tenuto insieme da legami a idrogeno, attrazioni elettriche o legami covalenti. 7) Descrivi il legame tra struttura e funzione di un enzima (pag. 54) 7. La struttura molecolare determina la funzione enzimatica. Molto spesso, gli enzimi cambiano forma quando legano il loro substrato, grazie a un processo chiamato adattamento indotto: in questo modo il sito dell’enzima può interagire più efficacemente con la molecola del substrato. 8) Cosa sono coenzimi e cofattori? (pag.55) 8. Molti enzimi richiedono la presenza di altre molecole non proteiche per svolgere la propria attività catabolica: queste molecole sono chiamate cofattori. I cofattori organici o coenzimi sono molecole complesse che agiscono come trasportatori di gruppi funzionali; in genere un coenzima non sta sempre unito allo stesso enzima, ma passa da un enzima all’altro aggiungendo o togliendo gruppi funzionali. Negli animali, alcuni coenzimi derivano dalle vitamine, sostanze che devono essere introdotte con il cibo perché l’organismo non è capace di sintetizzarle. 9) In che modo gli enzimi possono essere inibiti (reversibile ed irreversibile)? 9. Gli enzimi possono essere regolati tramite inibitori, molecole capaci di legarsi agli enzimi e di ridurre la velocità delle reazioni che essi catalizzano. L’inibizione può essere irreversibile o reversibile: la prima si verifica quando un inibitore stabilisce un legame covalente con il sito attivo, impedendo l’accesso al substrato; questo legame disattiva l’enzima perché modifica in modo permanente la sua struttura; nella seconda, l’inibitore è una molecola abbastanza simile al substrato naturale dell’enzima da formare un legame non covalente con il sito attivo, ma abbastanza diversa da impedire all’enzima di catalizzare la reazione chimica. Finchè l’inibitore resta legato all’enzima, il substrato non riesce a legarsi al sito attivo e l’enzima è incapace di funzionare. Una molecola di questo tipo prende il nome di inibitore competitivo perché compete con il substrato per il sito attivo. 10) Quali sono i fattori che condizionano l’attività enzimatica (pH e temperatura)? (pag.58) 10. Gli enzimi e i loro substrati sono influenzati dell’ambiente, in particolare sono sensibilissimi a variazioni di pH e temperatura. Nello specifico: ogni enzima raggiunge il massimo della sua attività a un pH ben definito; se la soluzione diventa più acida o più basica; la sua attività diminuisce. Per quanto riguarda la temperatura, ogni enzima presenta il proprio massimo di attività a una temperatura ottimale: a temperature superiori la curva di attività precipita perché l’enzima si denatura e diventa inattivo. 11) Cos’è una via metabolica? (pag.64) 11. La sequenza delle reazioni coinvolte nello stesso processo metabolico costituisce una via metabolica. 12) Ossido-riduzioni nelle vie metaboliche
