Concetti Chiave
- Gli atomi sono composti da neutroni, protoni ed elettroni, e si uniscono per formare molecole, essenziali nella chimica della vita.
- Il carbonio è fondamentale per la vita poiché forma catene e anelli, creando una vasta varietà di molecole organiche indispensabili per la complessità biologica.
- Le molecole organiche contengono carbonio, mentre le molecole inorganiche, come l'acqua e l'ammoniaca, non lo contengono, eccetto la CO2.
- L'acqua, in quanto molecola polare, è un solvente eccellente e fondamentale per le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi.
- Le macromolecole, come carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici, sono costituite da molecole più piccole e sono vitali per la struttura e la funzione degli organismi.
Struttura degli atomi e delle molecole
Molecole: Le molecole organiche sono i composti del carbonio (C), un atomo. C’è però un’eccezione, la CO2 (anidride carbonica) che nonostante contenga carbonio è considerata inorganica.
Le molecole senza carbonio vengono invece dette inorganiche (es. acqua, ammoniaca, minerali…)
Importanza del carbonio nella vita
Ma perché le molecole organiche sono indispensabili per la vita? Perché non possono esistere esseri viventi di metallo ? Il motivo è che il carbonio, atomo tetravalente, tende a formare catene di atomi di lunghezza variabile (circa da 3 a 10) oppure anelli, che permettono di attaccarci molti altri atomi, dando quindi origine a migliaia di molecole organiche diverse. Nessun altro elemento presente in natura può formare una quantità così grande di molecole tanto diverse tra loro (es. solo una decina di molecole si formano col ferro).
Essendo quindi gli esseri viventi così complessi e sofisticati devono avere una struttura complessa (cioè fatta da molte parti differenti che svolgono compiti differenti). Una cellula deve essere formata necessariamente da migliaia di molecole diverse (nel nostro organismo si trovano circa 150.000 molecole diverse), e solo il carbonio ci garantisce questa varietà. Per questo pensiamo che la vita sia possibile solo se ci sono molecole organiche.
Ruolo dell'acqua nella vita
C’è però un’altra necessità per la vita: non ci deve essere solo carbonio, ma anche acqua liquida (data da una temperatura né troppo bassa né troppo alta). Questo ovviamente restringe molto il campo nell’universo.
Ma perché acqua liquida ? L’acqua è una molecola polare, quindi è un ottimo solvente e al suo interno le molecole si possono legare e mescolare. In realtà non solo l’acqua fa questo ma tra le sostanze con questa proprietà è la più comune nell’universo.
Macromolecole negli esseri viventi
Macromolecole: Molecole organiche di grandi dimensioni, costituite dalla ripetizione, unione, di molecole più piccole. (Attenzione: nonostante siano molto grandi non sono osservabili al microscopio). Sono anche dette polimeri.
Le macromolecole negli esseri viventi sono: Carboidrati o glucidi o zuccheri
Lipidi o grassi
Domande da interrogazione
- Perché il carbonio è considerato fondamentale per la vita?
- Qual è il ruolo dell'acqua nella vita?
- Cosa sono le macromolecole e quali tipi esistono negli esseri viventi?
Il carbonio è un atomo tetravalente che forma catene e anelli, permettendo la creazione di migliaia di molecole organiche diverse, essenziali per la complessità degli esseri viventi. Nessun altro elemento può generare una varietà così ampia di molecole (come indicato nel testo).
L'acqua liquida è necessaria per la vita poiché è un ottimo solvente grazie alla sua natura polare, permettendo alle molecole di legarsi e mescolarsi. Questa proprietà la rende la sostanza più comune con tali caratteristiche nell'universo (come descritto nel testo).
Le macromolecole sono molecole organiche di grandi dimensioni, costituite da unità più piccole, e includono carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici (DNA), come spiegato nel testo.
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