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Le molecole biologiche sono in gran parte basate sulla capacità del carbonio di formare legami covalenti con altri atomi, di solito carbonio, ossigeno, idrogeno o azoto. Le molecole possono assumere la forma di lunghe catene o di vari tipi di strutture ad anello. I tessuti viventi sono costituiti da: acqua, ioni e piccole molecole e macromolecole. Quattro tipi di macromolecole sono presenti approssimativamente nella stessa porzione in tutti gli esseri viventi: proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi. Acidi nucleici e nucleotidi: contengono C, H, O, N e P; il gruppo fosfato dà una reazione chimica; dopo l'idrolisi lo zucchero pentosio reagisce positivamente al test di Benedict.
Carboidrati: contengono C, H, O; la formula empirica è CnH2nOn; il test chimico più comune per i carboidrati iù semplici è quello di riscaldarli in presenza del reagente di Benedict; molti carboidrati sono solubili in acqua.
Amminoacidi e proteine: contengono C, H, O, N e in qualche caso S; sono in genere solubili in acqua; in presenza di proteine la reazione del biureto risulta positiva; la sostanza alcalina idrolizza la proteina dividendola in frammenti che contengono il legame peptidico -CO-NH- il quale poi forma complessi colorati con il rame bivalente del solfato di rame.

Lipidi: sono insolubili in acqua, ma solubili nei solventi organici; contengono C, H e O, ma la percentuale di ossigeno è più bassa rispetto a quella dei carboidrati; vengono identificati mediante un esame fisico, il test dell'emulsione. La sostanza grassa o oleosa si dissolve nell'etanolo, che è miscibile con l'acqua. Quando l'etanolo che ha estratti l'olio viene aggiunto all'acqua, l'olio viene liberato sotto forma di minuscole goccioline sospese nell'acqua. Queste goccioline diffondono i raggi luminosi in molte direzioni e danno alla soluzione, che prende nome di emulsione, un aspetto lattiginoso.

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