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Introduzione alle Biomolecole

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Elena

05/04/2023

Scienze

Le biomolecole

Introduzione alle Biomolecole

Le biomolecole sono i mattoni fondamentali della vita, composti chimici essenziali che svolgono ruoli critici in tutti gli organismi viventi. Composte principalmente da carbonio e idrogeno, con l'aggiunta di elementi come azoto, ossigeno, fosforo e zolfo, queste molecole si dividono in quattro categorie principali: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici. Ogni tipo di biomolecola possiede una struttura unica che ne determina la funzione specifica all'interno degli organismi. Dalla fornitura di energia alla costruzione di strutture cellulari, dalla trasmissione dell'informazione genetica alla regolazione dei processi metabolici, le biomolecole rappresentano il fondamento biochimico della vita sulla Terra.

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05/04/2023

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Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

Le biomolecole

Le biomolecole sono i componenti chimici fondamentali di tutti gli organismi viventi e si suddividono in quattro categorie principali:

  • Carboidrati: molecole energetiche e strutturali, noti anche come zuccheri
  • Acidi nucleici: responsabili dell'informazione genetica DNAeRNADNA e RNA
  • Lipidi: molecole idrofobiche che includono grassi e oli
  • Proteine: macromolecole versatili con innumerevoli funzioni biologiche

Concetto Chiave: Le biomolecole sono i "mattoni della vita" e ogni categoria svolge funzioni biologiche specifiche ed essenziali per la sopravvivenza degli organismi.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

Definizione di biomolecola

Una biomolecola è un composto chimico che svolge un ruolo fondamentale negli organismi viventi. Le biomolecole presentano le seguenti caratteristiche:

  • Sono composte principalmente da carbonio e idrogeno
  • Contengono spesso altri elementi come azoto, ossigeno, fosforo e zolfo
  • In alcuni casi possono incorporare anche altri elementi della tavola periodica
  • Svolgono funzioni biologiche specifiche ed essenziali per la vita

La particolare versatilità del carbonio, capace di formare quattro legami covalenti, permette la formazione delle complesse strutture molecolari necessarie alla vita.

Definizione Importante: Le biomolecole sono composti organici essenziali per le funzioni vitali, caratterizzati dalla presenza predominante di carbonio e dalla capacità di formare strutture complesse.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I monomeri e i polimeri

Le biomolecole complesse sono spesso formate dall'unione di unità più semplici attraverso specifiche reazioni chimiche:

  • I monomeri sono le unità di base, molecole semplici che possono legarsi tra loro
  • I polimeri biologici sono macromolecole formate dall'unione di più monomeri

Due importanti reazioni sono coinvolte nel metabolismo dei polimeri:

  • Reazione di condensazione: unisce due monomeri con eliminazione di una molecola d'acqua, formando un legame covalente
  • Reazione di idrolisi: rompe il legame tra monomeri con l'aggiunta di una molecola d'acqua

Meccanismo Biochimico: La condensazione e l'idrolisi sono reazioni opposte che permettono rispettivamente la sintesi e la degradazione dei polimeri biologici, garantendo il continuo rinnovamento delle biomolecole.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I quattro tipi di biomolecole

Le biomolecole si classificano in quattro categorie principali, ognuna con caratteristiche strutturali e funzioni biologiche specifiche:

  • Carboidrati zuccherizuccheri: svolgono principalmente funzioni energetiche e strutturali
  • Lipidi grassigrassi: componenti delle membrane cellulari e riserve energetiche
  • Proteine: macromolecole con innumerevoli funzioni biologiche strutturali,enzimatiche,trasporto,difesastrutturali, enzimatiche, trasporto, difesa
  • Acidi nucleici DNAeRNADNA e RNA: responsabili dell'informazione genetica e della sintesi proteica

Queste quattro classi di biomolecole, pur avendo strutture e funzioni molto diverse tra loro, lavorano in modo coordinato per mantenere la vita degli organismi.

Visione d'Insieme: La diversità strutturale e funzionale delle biomolecole riflette la complessità dei processi biologici, dove ogni classe molecolare svolge ruoli specifici ma interconnessi.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I carboidrati

I carboidrati, noti anche come glucidi o zuccheri, rappresentano una delle classi fondamentali di biomolecole.

Caratteristiche principali:

  • Costituiti principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno
  • Formula generale: CₙH2OH₂Odacuiderivailnome"idratidicarbonio"da cui deriva il nome "idrati di carbonio"
  • Principali funzioni biologiche: Fonte primaria di energia cellulare Componenti strutturali di pareti cellulari e tessuti Partecipano a numerosi processi biologici fondamentali

Nota Biochimica: I carboidrati sono le biomolecole più abbondanti in natura e rappresentano il primo anello della catena alimentare grazie alla fotosintesi delle piante.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I carboidrati: metabolismo energetico

I carboidrati sono al centro del metabolismo energetico degli organismi, partecipando a due processi fondamentali e complementari:

  • Fotosintesi: processo in cui le piante sintetizzano glucosio a partire da anidride carbonica e acqua, utilizzando l'energia solare 6 CO₂ + 6 H₂O + energia luminosa → C₆H₁₂O₆ glucosioglucosio + 6 O₂ Avviene nei cloroplasti Assorbe 15,5 kJ per grammo di glucosio prodotto
  • Respirazione cellulare: processo in cui il glucosio viene ossidato per produrre energia sotto forma di ATP C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energia ATPATP Avviene nei mitocondri Libera 15,5 kJ per grammo di glucosio demolito

In base alla complessità strutturale, i carboidrati si classificano in:

  • Monosaccaridi: zuccheri semplici es.glucosioes. glucosio
  • Oligosaccaridi: formati da 2-10 unità di monosaccaridi
  • Polisaccaridi: catene lunghe di monosaccaridi es.amido,cellulosaes. amido, cellulosa

Ciclo Energetico: Fotosintesi e respirazione cellulare costituiscono un ciclo fondamentale per il flusso di energia nella biosfera, dove l'energia solare viene convertita in energia chimica utilizzabile da tutti gli organismi.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I monosaccaridi

I monosaccaridi sono i carboidrati più semplici e costituiscono le unità base di tutti gli altri carboidrati più complessi.

Caratteristiche principali:

  • Formula generale: CₙH₂ₙOₙ dovenvariageneralmenteda3a7dove n varia generalmente da 3 a 7
  • I più importanti in biologia hanno 5 atomi pentosipentosi o 6 atomi esosiesosi di carbonio
  • Presentano una caratteristica struttura ciclica in soluzione
  • Sono composti polifunzionali contenenti: Gruppi alcolici OH-OH Un gruppo aldeidico CHO-CHO o chetonico C=OC=O

Esempi di monosaccaridi:

  • Gliceraldeide: aldotrioso con 3 atomi di carbonio
  • Diidrossiacetone: chetotrioso con 3 atomi di carbonio

Proprietà Chimica: La presenza contemporanea di gruppi funzionali diversi alcoliciecarbonilicialcolici e carbonilici conferisce ai monosaccaridi proprietà chimiche particolari, come la capacità di formare strutture cicliche in soluzione.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I monosaccaridi: chiralità

Una caratteristica fondamentale dei monosaccaridi è la loro chiralità, dovuta alla presenza di atomi di carbonio asimmetrici ostereogenio stereogeni.

  • Un atomo di carbonio è chirale quando è legato a quattro gruppi diversi
  • I monosaccaridi contengono almeno un centro chirale, indicato con un asterisco CC*
  • Le molecole chirali esistono in due forme speculari non sovrapponibili, dette enantiomeri

Nel caso della gliceraldeide:

  • D-gliceraldeide: presenta il gruppo -OH a destra nella proiezione di Fischer
  • L-gliceraldeide: presenta il gruppo -OH a sinistra nella proiezione di Fischer

La maggior parte dei monosaccaridi presenti in natura appartiene alla serie D.

Stereoisomeria: La chiralità è fondamentale in biochimica poiché gli enzimi, essendo anch'essi chirali, interagiscono selettivamente con una sola delle forme enantiomeriche di un composto.

Le biomolecole
Carbohydrate
Camoebasisters
Protein
Lipid
Nucleic Acid H
Una biomolecola è un composto chimico che riveste un
ruolo important

Vedi

I monosaccaridi: forme cicliche

I monosaccaridi in soluzione acquosa esistono prevalentemente in forma ciclica, che si forma mediante una reazione interna tra il gruppo carbonilico e uno dei gruppi ossidrilici:

  • Aldoesosi: monosaccaridi a 6 atomi di carbonio con gruppo aldeidico es.glucosio,galattosioes. glucosio, galattosio
  • Chetoesosi: monosaccaridi a 6 atomi di carbonio con gruppo chetonico es.fruttosioes. fruttosio

Esempi importanti:

  • D++-glucosio: aldoesoso fondamentale per il metabolismo energetico
  • D++-galattosio: componente del lattosio, lo zucchero del latte
  • D--fruttosio: chetoesoso presente nella frutta e nel miele

La ciclizzazione porta alla formazione di strutture ad anello a 5 o 6 termini rispettivamentefuranosiepiranosirispettivamente furanosi e piranosi, che sono le forme predominanti in soluzione.

Struttura Tridimensionale: La forma ciclica dei monosaccaridi determina una precisa disposizione spaziale dei gruppi funzionali, fondamentale per il riconoscimento da parte degli enzimi e per la formazione di strutture più complesse.

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Adoro questa applicazione [...] consiglio Knowunity a tutti!!! Sono passato da un 5 a una 8 con questa app

Stefano S, utente iOS

L'applicazione è molto semplice e ben progettata. Finora ho sempre trovato quello che stavo cercando

Susanna, utente iOS

Adoro questa app ❤️, la uso praticamente sempre quando studio.

 

Scienze

8599

5 apr 2023

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Introduzione alle Biomolecole

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Elena

@elena_ytpr

Le biomolecole sono i mattoni fondamentali della vita, composti chimici essenziali che svolgono ruoli critici in tutti gli organismi viventi. Composte principalmente da carbonio e idrogeno, con l'aggiunta di elementi come azoto, ossigeno, fosforo e zolfo, queste molecole si dividono... Mostra di più

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Le biomolecole

Le biomolecole sono i componenti chimici fondamentali di tutti gli organismi viventi e si suddividono in quattro categorie principali:

  • Carboidrati: molecole energetiche e strutturali, noti anche come zuccheri
  • Acidi nucleici: responsabili dell'informazione genetica DNAeRNADNA e RNA
  • Lipidi: molecole idrofobiche che includono grassi e oli
  • Proteine: macromolecole versatili con innumerevoli funzioni biologiche

Concetto Chiave: Le biomolecole sono i "mattoni della vita" e ogni categoria svolge funzioni biologiche specifiche ed essenziali per la sopravvivenza degli organismi.

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Definizione di biomolecola

Una biomolecola è un composto chimico che svolge un ruolo fondamentale negli organismi viventi. Le biomolecole presentano le seguenti caratteristiche:

  • Sono composte principalmente da carbonio e idrogeno
  • Contengono spesso altri elementi come azoto, ossigeno, fosforo e zolfo
  • In alcuni casi possono incorporare anche altri elementi della tavola periodica
  • Svolgono funzioni biologiche specifiche ed essenziali per la vita

La particolare versatilità del carbonio, capace di formare quattro legami covalenti, permette la formazione delle complesse strutture molecolari necessarie alla vita.

Definizione Importante: Le biomolecole sono composti organici essenziali per le funzioni vitali, caratterizzati dalla presenza predominante di carbonio e dalla capacità di formare strutture complesse.

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Le biomolecole complesse sono spesso formate dall'unione di unità più semplici attraverso specifiche reazioni chimiche:

  • I monomeri sono le unità di base, molecole semplici che possono legarsi tra loro
  • I polimeri biologici sono macromolecole formate dall'unione di più monomeri

Due importanti reazioni sono coinvolte nel metabolismo dei polimeri:

  • Reazione di condensazione: unisce due monomeri con eliminazione di una molecola d'acqua, formando un legame covalente
  • Reazione di idrolisi: rompe il legame tra monomeri con l'aggiunta di una molecola d'acqua

Meccanismo Biochimico: La condensazione e l'idrolisi sono reazioni opposte che permettono rispettivamente la sintesi e la degradazione dei polimeri biologici, garantendo il continuo rinnovamento delle biomolecole.

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Le biomolecole si classificano in quattro categorie principali, ognuna con caratteristiche strutturali e funzioni biologiche specifiche:

  • Carboidrati zuccherizuccheri: svolgono principalmente funzioni energetiche e strutturali
  • Lipidi grassigrassi: componenti delle membrane cellulari e riserve energetiche
  • Proteine: macromolecole con innumerevoli funzioni biologiche strutturali,enzimatiche,trasporto,difesastrutturali, enzimatiche, trasporto, difesa
  • Acidi nucleici DNAeRNADNA e RNA: responsabili dell'informazione genetica e della sintesi proteica

Queste quattro classi di biomolecole, pur avendo strutture e funzioni molto diverse tra loro, lavorano in modo coordinato per mantenere la vita degli organismi.

Visione d'Insieme: La diversità strutturale e funzionale delle biomolecole riflette la complessità dei processi biologici, dove ogni classe molecolare svolge ruoli specifici ma interconnessi.

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I carboidrati

I carboidrati, noti anche come glucidi o zuccheri, rappresentano una delle classi fondamentali di biomolecole.

Caratteristiche principali:

  • Costituiti principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno
  • Formula generale: CₙH2OH₂Odacuiderivailnome"idratidicarbonio"da cui deriva il nome "idrati di carbonio"
  • Principali funzioni biologiche: Fonte primaria di energia cellulare Componenti strutturali di pareti cellulari e tessuti Partecipano a numerosi processi biologici fondamentali

Nota Biochimica: I carboidrati sono le biomolecole più abbondanti in natura e rappresentano il primo anello della catena alimentare grazie alla fotosintesi delle piante.

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I carboidrati: metabolismo energetico

I carboidrati sono al centro del metabolismo energetico degli organismi, partecipando a due processi fondamentali e complementari:

  • Fotosintesi: processo in cui le piante sintetizzano glucosio a partire da anidride carbonica e acqua, utilizzando l'energia solare 6 CO₂ + 6 H₂O + energia luminosa → C₆H₁₂O₆ glucosioglucosio + 6 O₂ Avviene nei cloroplasti Assorbe 15,5 kJ per grammo di glucosio prodotto
  • Respirazione cellulare: processo in cui il glucosio viene ossidato per produrre energia sotto forma di ATP C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energia ATPATP Avviene nei mitocondri Libera 15,5 kJ per grammo di glucosio demolito

In base alla complessità strutturale, i carboidrati si classificano in:

  • Monosaccaridi: zuccheri semplici es.glucosioes. glucosio
  • Oligosaccaridi: formati da 2-10 unità di monosaccaridi
  • Polisaccaridi: catene lunghe di monosaccaridi es.amido,cellulosaes. amido, cellulosa

Ciclo Energetico: Fotosintesi e respirazione cellulare costituiscono un ciclo fondamentale per il flusso di energia nella biosfera, dove l'energia solare viene convertita in energia chimica utilizzabile da tutti gli organismi.

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I monosaccaridi

I monosaccaridi sono i carboidrati più semplici e costituiscono le unità base di tutti gli altri carboidrati più complessi.

Caratteristiche principali:

  • Formula generale: CₙH₂ₙOₙ dovenvariageneralmenteda3a7dove n varia generalmente da 3 a 7
  • I più importanti in biologia hanno 5 atomi pentosipentosi o 6 atomi esosiesosi di carbonio
  • Presentano una caratteristica struttura ciclica in soluzione
  • Sono composti polifunzionali contenenti: Gruppi alcolici OH-OH Un gruppo aldeidico CHO-CHO o chetonico C=OC=O

Esempi di monosaccaridi:

  • Gliceraldeide: aldotrioso con 3 atomi di carbonio
  • Diidrossiacetone: chetotrioso con 3 atomi di carbonio

Proprietà Chimica: La presenza contemporanea di gruppi funzionali diversi alcoliciecarbonilicialcolici e carbonilici conferisce ai monosaccaridi proprietà chimiche particolari, come la capacità di formare strutture cicliche in soluzione.

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Una caratteristica fondamentale dei monosaccaridi è la loro chiralità, dovuta alla presenza di atomi di carbonio asimmetrici ostereogenio stereogeni.

  • Un atomo di carbonio è chirale quando è legato a quattro gruppi diversi
  • I monosaccaridi contengono almeno un centro chirale, indicato con un asterisco CC*
  • Le molecole chirali esistono in due forme speculari non sovrapponibili, dette enantiomeri

Nel caso della gliceraldeide:

  • D-gliceraldeide: presenta il gruppo -OH a destra nella proiezione di Fischer
  • L-gliceraldeide: presenta il gruppo -OH a sinistra nella proiezione di Fischer

La maggior parte dei monosaccaridi presenti in natura appartiene alla serie D.

Stereoisomeria: La chiralità è fondamentale in biochimica poiché gli enzimi, essendo anch'essi chirali, interagiscono selettivamente con una sola delle forme enantiomeriche di un composto.

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I monosaccaridi in soluzione acquosa esistono prevalentemente in forma ciclica, che si forma mediante una reazione interna tra il gruppo carbonilico e uno dei gruppi ossidrilici:

  • Aldoesosi: monosaccaridi a 6 atomi di carbonio con gruppo aldeidico es.glucosio,galattosioes. glucosio, galattosio
  • Chetoesosi: monosaccaridi a 6 atomi di carbonio con gruppo chetonico es.fruttosioes. fruttosio

Esempi importanti:

  • D++-glucosio: aldoesoso fondamentale per il metabolismo energetico
  • D++-galattosio: componente del lattosio, lo zucchero del latte
  • D--fruttosio: chetoesoso presente nella frutta e nel miele

La ciclizzazione porta alla formazione di strutture ad anello a 5 o 6 termini rispettivamentefuranosiepiranosirispettivamente furanosi e piranosi, che sono le forme predominanti in soluzione.

Struttura Tridimensionale: La forma ciclica dei monosaccaridi determina una precisa disposizione spaziale dei gruppi funzionali, fondamentale per il riconoscimento da parte degli enzimi e per la formazione di strutture più complesse.

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Ciclizzazione dei monosaccaridi

Quando un monosaccaride forma una struttura ciclica, si crea un nuovo centro chirale chiamato carbonio anomerico:

  • Nel glucosio, il carbonio anomerico è il C1
  • La ciclizzazione produce due isomeri di posizione chiamati anomeri: Anomero α: l'ossidrile -OH del carbonio anomerico è rivolto verso il basso rispetto al piano dell'anello Anomero β: l'ossidrile -OH del carbonio anomerico è rivolto verso l'alto rispetto al piano dell'anello

Il processo di ciclizzazione:

  1. La forma aperta linearelineare del monosaccaride contiene un gruppo carbonilico
  2. Un gruppo ossidrilico interno reagisce con il gruppo carbonilico
  3. Si forma un emiacetale ciclico nelcasodeglialdosinel caso degli aldosi o un emichetale nelcasodeichetosinel caso dei chetosi
  4. Si crea il nuovo centro stereogenico anomericoanomerico

Equilibrio Anomerico: In soluzione acquosa, i monosaccaridi esistono in un equilibrio dinamico tra le forme α, β e la forma aperta, con netta predominanza delle forme cicliche.

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L'applicazione è molto facile da usare e ben progettata. Finora ho trovato tutto quello che cercavo e ho potuto imparare molto dalle presentazioni! Utilizzerò sicuramente l'app per i compiti in classe! È molto utile anche come fonte di ispirazione.

Stefano S

utente iOS

Questa applicazione è davvero grande! Ci sono tantissimi appunti e aiuti con lo studio [...]. La mia materia problematica, per esempio, è il francese e l'app ha così tante opzioni per aiutarmi. Grazie a questa app ho migliorato il mio francese. La consiglio a tutti.

Samantha Klich

utente Android

Wow, sono davvero stupita. Ho appena provato l'app perché l'ho vista pubblicizzata molte volte e sono rimasta assolutamente sbalordita. Questa app è L'AIUTO che cercate per la scuola e soprattutto offre tantissime cose, come allenamenti e schede, che a me personalmente sono state MOLTO utili.

Anna

utente iOS

È bellissima questa app, la adoro. È utilissima per lo studio e mi aiuta molto, anzi moltissimo, ma soprattutto mi aiutano molto i quiz, per memorizzare anche quello che non sapevo

Anastasia

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Fantastica per qualsiasi materia avere gli appunti anche di altre persone è molto utile perchè posso confrontarmi e vedere come migliorarmi. con i quiz riesco ad apprendere al meglio.

Francesca

utente Android

moooolto utile,gli appunti sono belli e funzionanti,schoolGPT da dei consigli formidabili!!

Marianna

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Aurora

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L’app funziona benissimo e puoi trovare qualsiasi tipo di informazione. Non ho l’abbonamento ma la parte gratuita è sufficiente per uno studio approfondito.

Martina

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in questi ultimi mesi di scuola dove il tempo è ormai poco, mi sta aiutando molto perché piuttosto che farmi io gli schemi su quello che leggo sul libro guardo questi già fatti e li uso come ripasso piuttosto che rileggermi tutto il libro

Chiara

utente IOS

Questa app è una delle migliori, nient’altro da dire.

Andrea

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Samantha Klich

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Anastasia

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Marianna

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Aurora

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Martina

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Chiara

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