Fondamenti di biologia e chimica completo

Fondamenti di biologia e chimica

Scienze delle attività motorie e sportive

Docente: Scarpelli Paolo

Indice delle lezioni

• Lezione 002 ............................................................................................................................. p. 4
• Lezione 003 ............................................................................................................................. p. 5
• Lezione 004 ............................................................................................................................. p. 6
• Lezione 005 ............................................................................................................................. p. 8
• Lezione 006 ............................................................................................................................. p. 11
• Lezione 009 ............................................................................................................................. p. 13
• Lezione 010 ............................................................................................................................. p. 15
• Lezione 011 ............................................................................................................................. p. 17
• Lezione 012 ............................................................................................................................. p. 19
• Lezione 013 ............................................................................................................................. p. 22
• Lezione 014 ............................................................................................................................. p. 23
• Lezione 015 ............................................................................................................................. p. 25
• Lezione 017 ............................................................................................................................. p. 26
• Lezione 018 ............................................................................................................................. p. 30
• Lezione 020 ............................................................................................................................. p. 31
• Lezione 021 ............................................................................................................................. p. 32
• Lezione 022 ............................................................................................................................. p. 34
• Lezione 023 ............................................................................................................................. p. 37
• Lezione 025 ............................................................................................................................. p. 39
• Lezione 026 ............................................................................................................................. p. 40
• Lezione 027 ............................................................................................................................. p. 42
• Lezione 028 ............................................................................................................................. p. 43
• Lezione 029 ............................................................................................................................. p. 44
• Lezione 030 ............................................................................................................................. p. 45
• Lezione 031 ............................................................................................................................. p. 46
• Lezione 033 ............................................................................................................................. p. 47
• Lezione 034 ............................................................................................................................. p. 48
• Lezione 035 ............................................................................................................................. p. 50
• Lezione 036 ............................................................................................................................. p. 52
• Lezione 037 ............................................................................................................................. p. 53
• Lezione 038 ............................................................................................................................. p. 54
• Lezione 039 ............................................................................................................................. p. 55
• Lezione 040 ............................................................................................................................. p. 56
• Lezione 041 ............................................................................................................................. p. 57
• Lezione 042 ............................................................................................................................. p. 59
• Lezione 043 ............................................................................................................................. p. 60
• Lezione 044 ............................................................................................................................. p. 63
• Lezione 045 ............................................................................................................................. p. 64
• Lezione 046 ............................................................................................................................. p. 67
• Lezione 047 ............................................................................................................................. p. 68
• Lezione 048 ............................................................................................................................. p. 75
• Lezione 049 ............................................................................................................................. p. 79
• Lezione 050 ............................................................................................................................. p. 80
• Lezione 051 ............................................................................................................................. p. 81
• Lezione 052 ............................................................................................................................. p. 82
• Lezione 053 ............................................................................................................................. p. 84
• Lezione 054 ............................................................................................................................. p. 85
• Lezione 055 ............................................................................................................................. p. 86
• Lezione 056 ............................................................................................................................. p. 87
• Lezione 057 ............................................................................................................................. p. 88
• Lezione 058 ............................................................................................................................. p. 89
• Lezione 059 ............................................................................................................................. p. 90
• Lezione 060 ............................................................................................................................. p. 91
• Lezione 061 ............................................................................................................................. p. 92
• Lezione 062 ............................................................................................................................. p. 94
• Lezione 063 ............................................................................................................................. p. 95
• Lezione 064 ............................................................................................................................. p. 96
• Lezione 067 ............................................................................................................................. p. 97
• Lezione 068 ............................................................................................................................. p. 98
• Lezione 070 ............................................................................................................................. p. 99

Lezione 002

1. Quale delle seguenti affermazioni riguardo la molecola dell'acqua NON è corretta?

   • L'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno e quindi il legame è polarizzato
   • L'acqua è formata da due atomi di idrogeno ed un atomo di ossigeno legati covalentemente
   • Molecole apolari possono sempre interagire con le molecole di acqua
   • L'ossigeno ha parziale carica negativa mentre gli idrogeni hanno parziale carica positiva

2. Il legame a idrogeno

   • Lega atomi con parziali cariche elettriche di segno opposto
   • Si crea tra gli atomi di idrogeno di diverse molecole di acqua
   • È il legame che determina la formazione delle molecole di acqua
   • Prevede la condivisione di un atomo di idrogeno tra due molecole

3. Quale delle seguenti frasi può riferirsi ad un elettrone?

   • Carica positiva e massa trascurabile
   • Massa trascurabile e ubicazione nel nucleo
   • Carica positiva e ubicazione in un orbitale
   • Massa trascurabile e ubicazione in un orbitale

4. Quale di queste affermazioni riguardo al legame covalente è FALSA?

   • Il legame covalente tra due atomi di idrogeno è polare.
   • Il legame covalente tra due atomi della stessa specie non è mai polare.
   • Il legame covalente tra due atomi di carbonio è un legame covalente puro.
   • Il legame covalente polare è caratterizzato da un decentramento degli elettroni di legame verso l'atomo più elettronegativo.

5. Quale delle seguenti affermazioni sul legame covalente NON è vera?

   • È più forte di un legame a idrogeno
   • L'atomo è costituito da tre tipi di particelle: protoni, neutroni ed elettroni. Queste particelle sono raggruppate in due zone fondamentali: una porzione centrale, detta nucleo, che contiene uno o più protoni, che portano un carica elettrica positiva, e uno o più neutroni, che sono privi di carica elettrica; una regione intorno al nucleo, detta orbitale, dove si muovono uno o più elettroni, che portano una carica negativa.
   • Tra due atomi può formarsi solo un singolo legame covalente
   • Si può formare tra atomi del medesimo elemento
   • Tutti gli atomi hanno stesso numero di protoni e di elettroni e sono perciò elettricamente neutri, determinando, comunque, il numero atomico, diverso per ogni elemento
   • È prodotto dalla condivisione di elettroni tra due atomi
   • La maggior parte dell'atomo è occupata da spazio vuoto, poiché il volume occupato dal nucleo è trascurabile rispetto al volume complessivo dell'atomo.

6. Quale tra queste affermazioni è quella VERA?

   • Tutte le molecole polari sono solubili in acqua
   • L'acqua tende a dissociarsi perché è una molecola altamente polare tanto è che si creano legami ad idrogeno, che non sono veri e propri legami, quindi non molto stabili.
   • I ponti ad idrogeno sono legami covalenti e stabili ad alte temperature
   • Ioni idrogeno sono presenti in piccolissima quantità nell'acqua, anche se la molecola di acqua non è carica. Essi derivano dalla ionizzazione dell'acqua, ovvero dalla scissione di una minuscola frazione di molecole di acqua in ioni H⁺ e ioni OH^- (ioni idrossido).

Il pH è la concentrazione di ioni H⁺ presenti in una soluzione ed è misurabile con la cosiddetta scala del pH. La scala del pH descrive numericamente il valore di acidità e basicità di una soluzione e fissa un intervallo di valori compresi tra 0 e 14, dove il valore intermedio 7 corrisponde alla neutralità, cioè all'uguaglianza delle concentrazioni degli ioni H⁺ e OH^-, il valore 0 corrisponde alla massima concentrazione di ioni H⁺, cioè alla massima acidità di una soluzione, e il valore 14 corrisponde alla minima concentrazione di ioni H⁺, cioè alla massima basicità.

Descrizioni e definizioni

1. Desrivi la struttura dell'atomo.

2. Cosa vuol dire che l'acqua tende a dissociarsi? Cos'è il pH?

3. Descrivi le diverse tipologie di legame chimico.

4. Descrivi le caratteristiche delle particelle subatomiche.

   • Legame covalente puro, polare, dativo. Il legame covalente puro coinvolge due atomi dello stesso elemento, se però gli atomi hanno una differenza di elettronegatività compreso tra 0 e 0,4 si parla di legame covalente apolare, infatti la nube elettronica è distribuita simmetricamente. Il legame covalente polare coinvolge invece due atomi di specie differenti, delle quali una è sempre più elettronegativa dell'altra attraendo gli elettroni con più forza e causando un decentramento della nube elettronica che lascia scoperto l'atomo meno elettronegativo, generando così un dipolo, ovvero un atomo con parziale carica positiva e l'altro con parziale carica negativa. Il legame covalente dativo coinvolge un atomo con due elettroni liberi un atomo con 2 spazi liberi, quindi uno condivide i 2 elettroni e uno l'orbitale.
   • Legame ad idrogeno, o ponte ad idrogeno, non è un vero e proprio legame, infatti ha meno stabilità rispetto ad un legame covalente. Esso coinvolge due molecole con regioni dipolari, ovvero una ha carica positiva e l'altra negativa, che si attraggono.

Lezione 003

1. Quale tra queste affermazioni riguardo ai soluti è VERA?

   • Una molecola polare è sempre solubile in olio.
   • Una molecola è solubile in un solvente polare solo se viene disciolta in piccole quantità.
   • Una molecola è insolubile in un solvente se il solvente ha una temperatura troppo bassa.
   • I sali sono solubili in solventi polari o in acqua.

2. Quale affermazione riguardo alle molecole idrofobiche è FALSA?

   • Si tratta sicuramente di molecole apolari.
   • Le molecole idrofobiche non possono essere disciolte in acqua.
   • Le molecole idrofobiche possono essere disciolte in acqua se si mescola energicamente e si applica calore.
   • Le molecole idrofobiche possono essere solubilizzate in acqua utilizzando dei detergenti anfipatici.

3. Completa la frase nel modo corretto.

   • Le molecole anfipatiche sono...
   • ...molecole capaci di interagire con l'acqua solo ad alte temperature.
   • ...molecole in grado di interagire sia con le molecole di acqua ed altre molecole polari che con molecole apolari.
   • ...molecole capaci di interagire solo con l'acqua e con altre molecole polari.
   • ...molecole in grado di interagire sia con molecole polari che con molecole apolari ma non con le molecole d'acqua.

4. Quale tra queste affermazioni riguardo alle molecole anfipatiche NON è vera?

   • Le molecole anfipatiche in acqua possono facilmente formare strutture micellari se hanno una forma a cuneo.
   • Le molecole anfipatiche possono formare vescicole in cui è presente una cavità acquosa all'interno.
   • Le molecole anfipatiche in acqua possono permettere di solubilizzare molecole apolari.
   • Le molecole anfipatiche non sono in grado di aggregarsi in acqua se sono presenti molecole cariche.

5. Quale funzione hanno i detergenti?

   • Possono dissociare molecole apolari in acqua.
   • Non riescono ad interagire con molecole apolari se sono in acqua.
   • Possono solubilizzare molecole apolari in acqua.
   • Possono caricare elettricamente molecole apolari.

6. Descrivi il fenomeno dell'osmosi

   L'osmosi è la diffusione delle molecole di acqua in risposta al suo gradiente di concentrazione tra due regioni separate da una membrana semipermeabile. Una membrana semipermeabile consente il libero passaggio di acqua, ma impedisce quello delle sostanze presenti in soluzione (come le membrane cellulari). Quindi, se due soluzioni a diversa concentrazione, e quindi diverso gradiente osmotico, sono separate da una membrana semipermeabile, si verifica spontaneamente un movimento di acqua dalla soluzione meno concentrata, dove c'è più acqua e meno soluto (detta ipotonica), a quella più concentrata (detta ipertonica), equilibrando, perciò l'osmolarità tra le due soluzioni.

7. Cosa si intende per polarità e apolarità? Fai degli esempi.

Lezione 004

1. Come si può equilibrare una soluzione ipotonica in modo che non faccia scoppiare le cellule?

   • Si aumenta il numero delle cellule.
   • Si abbassa il pH della soluzione.
   • Si aumenta la concentrazione dei soluti nella soluzione.
   • Si aumenta la temperatura della soluzione.

2. Che tipo di molecole sono i detergenti?

   • Sono molecole anfipatiche che formano anch'esse come i fosfolipidi un doppio strato.
   • Sono molecole anfipatiche che formano strutture sferiche (micelle) in cui i lipidi si associano.