Concetti Chiave
- I macroelementi predominanti nelle molecole viventi sono idrogeno, ossigeno e carbonio, seguiti da azoto, fosforo e zolfo.
- Il carbonio è essenziale per la formazione di grandi molecole complesse necessarie per le funzioni vitali degli organismi.
- L'acqua, composta da idrogeno e ossigeno, è fondamentale per la vita grazie alla sua polarità e capacità di formare legami idrogeno.
- Gli oligoelementi, presenti in quantità minori, sono cruciali per controllare molti processi vitali e la loro carenza può causare malattie.
- I monomeri si uniscono per formare polimeri attraverso la sintesi delle macromolecole, un processo di condensazione e idrolisi.
Indice
Macroelementi e loro importanza
Gli elementi presenti nelle molecole dei viventi in maggiore quantità sono detti macroelementi: l’idrogeno (H), l’ossigeno (O) e il carbonio (C) sono i predominanti. A essi seguono l’azoto (N), il fosforo(P) e lo zolfo (S).
Elementi della crosta terrestre: ossigeno, silicio, alluminio e ferro.
Ruolo del carbonio e dell'acqua
Perché questa diversità? Negli organismi viventi avvengono reazioni chimiche che richiedono molecole complesse ma non tutti gli elementi possono realizzare le grandi molecole necessarie per svolgere le funzioni vitali. L’elemento fondamentale per costruirle è il carbonio che ha la proprietà di potersi legare ad altri atomi di C formando aggregati molto grandi, a cui si legano idrogeno, ossigeno e azoto.
Se il carbonio è l’elemento più importante degli esseri viventi, l’idrogeno è quello più abbondante che insieme all’ossigeno forma l’acqua, risorsa fondamentale.
Oligoelementi e loro funzione
Gli oligoelementi sono gli elementi chimici di quantità minore (molti metalli, come il ferro (Fe), il magnesio (Mg), il sodio (Na), il potassio (K), lo zinco (Zn), il rame (Cu).) Controllano molti processi vitali e se carenti nella dieta possono portare a malattie.
Tutti i liquidi del nostro corpo sono a base di acqua (60% peso in un adulto, 75% peso in un neonato): il sangue che distribuisce nutrimento e ossigeno alle cellule, il liquido amniotico, le urine; la proprietà che rende l’acqua il composto primario per la vita è la polarità, cioè il fatto che ciascuna molecola porta una debole carica elettrica positiva a una estremità e una debole carica elettrica negativa all’altra. Questa debole interazione tra l’estremità positiva di una molecola d’acqua e quella negativa di un’altra molecola viene detta legame idrogeno. Grazie a questa proprietà l’acqua può stabilire interazioni con altre sostanze polari dette idrofile e viceversa non può interagire con sostanze non polari, idrofobe.
Solubilità e interazioni dell'acqua
Le sostanze idrofile come lo zucchero da tavola sono solubili nell’acqua, quelle idrofobe come l’olio non lo sono.
L’acqua mantiene disciolte anche piccole quantità di gas, come l’ossigeno e l’anidride carbonica (prodotto di scarto della respirazione).
Le unità più piccole che costituiscono le macromolecole sono dette monomeri; l’insieme di molti monomeri collegati tra di loro si dice polimero.
L’assemblaggio dei singoli monomeri in un’unica grande molecola è detto sintesi della macromolecola; essa avviene attraverso un processo ripetitivo, con l’aggiunta di un monomero alla volta al polimero in via di costruzione, e con l’eliminazione di una molecola d’acqua per ogni monomero aggiunto: questa reazione chimica è detta condensazione. Ogni macromolecola può essere a sua volta demolita con l’aggiunta di una molecola d’acqua per ogni monomero scisso: questo processo viene detto idrolisi.
Domande da interrogazione
- Quali sono i macroelementi predominanti nelle molecole dei viventi?
- Perché il carbonio è considerato fondamentale per gli esseri viventi?
- Qual è la proprietà dell'acqua che la rende essenziale per la vita?
- Come avviene la sintesi delle macromolecole?
I macroelementi predominanti sono l'idrogeno (H), l'ossigeno (O) e il carbonio (C), seguiti da azoto (N), fosforo (P) e zolfo (S).
Il carbonio è fondamentale perché può formare grandi aggregati legandosi ad altri atomi di carbonio, permettendo la costruzione di molecole complesse necessarie per le funzioni vitali.
La polarità dell'acqua, che permette la formazione di legami idrogeno, è la proprietà che la rende essenziale, consentendo interazioni con sostanze polari e mantenendo disciolti gas come ossigeno e anidride carbonica.
La sintesi delle macromolecole avviene attraverso un processo di condensazione, dove monomeri si uniscono formando polimeri con l'eliminazione di una molecola d'acqua per ogni monomero aggiunto.
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