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Funzioni Principali del Metabolismo Energetico

Il metabolismo energetico comprende processi vitali come la glicolisi, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa, essenziali per la produzione di ATP. Queste reazioni chimiche trasformano nutrienti in energia e macromolecole, mantenendo l'omeostasi cellulare e regolando la glicemia attraverso catabolismo e anabolismo.

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1

Il ______ energetico comprende reazioni chimiche essenziali per la sopravvivenza cellulare.

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metabolismo

2

Una funzione chiave del metabolismo è produrre ______ attraverso la degradazione di sostanze come carboidrati e lipidi.

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energia

3

La ______ di macromolecole come proteine e acidi nucleici è un'altra funzione importante del metabolismo.

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biosintesi

4

Gli ______ sono responsabili della catalisi delle reazioni metaboliche, assicurando efficienza e controllo.

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enzimi

5

Cosa è il catabolismo?

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Processo di rottura di molecole complesse in semplici, libera energia (ATP, NADH, FADH2).

6

Cosa è l'anabolismo?

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Processo che usa energia per sintetizzare molecole complesse necessarie alla cellula.

7

Cosa assicurano catabolismo e anabolismo?

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Bilanciamento per omeostasi cellulare e adattamento a condizioni metaboliche.

8

La ______ è un processo che si verifica nel ______ e trasforma il glucosio in piruvato.

Clicca per vedere la risposta

glicolisi citoplasma

9

Il processo della glicolisi si articola in ______ passaggi enzimatici.

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dieci

10

Nella fase iniziale della glicolisi, si consumano ______ molecole di ATP, mentre nella fase successiva se ne producono ______.

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2 4

11

Il ______ è fondamentale nella glicolisi come accettore di elettroni.

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NAD+

12

Processo della fermentazione

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Metabolismo anaerobico che permette la rigenerazione del NAD+ per la glicolisi senza produrre ATP.

13

Prodotti della fermentazione

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Piruvato ridotto a lattato nei muscoli o convertito in etanolo nei microrganismi.

14

Il ______ di Krebs, noto anche come ciclo dell'______ citrico, si svolge all'interno dei ______.

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ciclo acido mitocondri

15

Durante il ciclo di Krebs, il ______ si trasforma in CO2 e si formano ______ e ______ che partecipano alla catena respiratoria.

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piruvato NADH FADH2

16

La ______ ossidativa utilizza un gradiente ______ e l'enzima ______ sintasi per produrre ATP.

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fosforilazione protonico ATP

17

Processi di degradazione del glicogeno

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La glicogenolisi scinde il glicogeno in glucosio.

18

Conversione degli acidi grassi in substrati energetici

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La beta-ossidazione trasforma gli acidi grassi in acetil-CoA, NADH e FADH2 per il ciclo di Krebs.

19

Dopo la deaminazione, gli amminoacidi si trasformano in ______ o diventano substrati per processi come la ______ o la ______.

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acetil-CoA gluconeogenesi chetogenesi

20

Il mantenimento dei livelli di ______ nel sangue è cruciale per la salute e viene controllato da ______ e ______.

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glucosio insulina glucagone

21

Insulina e glucagone agiscono per evitare condizioni quali ______ e ______, mantenendo il glucosio entro limiti ______.

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ipoglicemia iperglicemia fisiologici

Q&A

Ecco un elenco delle domande più frequenti su questo argomento

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Funzioni Principali del Metabolismo Energetico

Il metabolismo energetico è un insieme di reazioni chimiche vitali che avvengono nelle cellule per il mantenimento della vita. Le sue funzioni principali sono: la produzione di energia tramite la degradazione di nutrienti (carboidrati, lipidi, proteine), la conversione di nutrienti in composti essenziali per la cellula (come coenzimi, vitamine, ormoni), e la biosintesi di macromolecole (proteine, acidi nucleici, lipidi, polisaccaridi) da precursori semplici. Gli enzimi catalizzano queste reazioni, garantendo l'efficienza e la regolazione dei processi metabolici.
Tubi da laboratorio con liquidi colorati da giallo a rosso su scaffale, riflessi di luce su vetreria in ambiente di ricerca scientifica.

Catabolismo e Anabolismo: Le Due Fasi del Metabolismo

Il metabolismo si articola in due fasi complementari: il catabolismo e l'anabolismo. Il catabolismo è il processo di rottura di molecole complesse in composti più semplici, con la liberazione di energia sotto forma di ATP, NADH e FADH2. L'anabolismo, invece, utilizza l'energia accumulata per sintetizzare molecole complesse necessarie alla cellula. Questi due processi sono strettamente interconnessi e bilanciati per assicurare l'omeostasi cellulare e l'adattamento a diverse condizioni metaboliche.

La Glicolisi: Primo Passo del Catabolismo dei Carboidrati

La glicolisi è il processo iniziale del catabolismo dei carboidrati che avviene nel citoplasma. Converte il glucosio in due molecole di piruvato, con un saldo netto di due ATP e la produzione di NADH. La glicolisi si suddivide in dieci passaggi enzimatici, con una fase iniziale che richiede energia (investimento di 2 ATP) e una fase successiva che produce energia (4 ATP generati). Il NAD+ è essenziale come accettore di elettroni, permettendo la trasformazione dell'energia chimica in ATP utilizzabile dalle cellule.

Fermentazione: Via Metabolica in Assenza di Ossigeno

La fermentazione è un processo metabolico che avviene in assenza di ossigeno, permettendo la rigenerazione del NAD+ necessario per la prosecuzione della glicolisi. Il piruvato può essere ridotto a lattato nei muscoli (fermentazione lattica) o convertito in etanolo in alcuni microrganismi (fermentazione alcolica). Questi processi non producono ATP aggiuntivo ma sono vitali per la sopravvivenza cellulare in condizioni anaerobiche.

Il Ciclo di Krebs e la Fosforilazione Ossidativa

Il ciclo di Krebs, o ciclo dell'acido citrico, avviene nei mitocondri e rappresenta una fase avanzata del catabolismo dei carboidrati. Il piruvato viene convertito in CO2 e si generano NADH e FADH2, che trasferiranno elettroni nella catena respiratoria durante la fosforilazione ossidativa. Questo processo produce ATP sfruttando un gradiente protonico e l'enzima ATP sintasi. Da una molecola di glucosio, attraverso il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa, si possono ottenere fino a 36 ATP.

Metabolismo dei Carboidrati e dei Lipidi

Il metabolismo dei carboidrati include la glicogenolisi, che scinde il glicogeno in glucosio, e la gluconeogenesi, che sintetizza glucosio da precursori non carboidratici. Questi processi regolano la glicemia. Il metabolismo dei lipidi coinvolge la lipolisi, che decompone i trigliceridi in acidi grassi e glicerolo, e la beta-ossidazione, che converte gli acidi grassi in acetil-CoA, NADH e FADH2, fornendo substrati energetici per il ciclo di Krebs.

Metabolismo degli Amminoacidi e Controllo della Glicemia

Gli amminoacidi contribuiscono significativamente all'energia metabolica. Il loro catabolismo inizia con la deaminazione, seguita dalla conversione in acetil-CoA o in substrati per la gluconeogenesi o la chetogenesi. Il controllo della glicemia è essenziale per la salute e viene regolato dagli ormoni insulina e glucagone, che mantengono i livelli di glucosio nel sangue entro intervalli fisiologici, prevenendo così l'ipoglicemia e l'iperglicemia.