schema biologia primi due capitoli del libro "la nuova biologia plus le cellule e i viventi", Appunti di Biologia

Scarica schema biologia primi due capitoli del libro "la nuova biologia plus le cellule e i viventi" e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! Scienza che studia gli esseri viventi, cioè tutti gli organismi che discendono da un antenato comune unicellulare I viventi condividono proprietà speciali: • Tutti gli organismi sono fatti di cellule • Le cellule contengono informazioni ereditarie scritte in un linguaggio genetico universale che trasmettono alla loro discendenza • Le cellule ricavano dall’ambiente energia e nutrienti • Gli organismi rispondono ai cambiamenti dell’ambiente esterno regolando il proprio ambiente interno • La vita è caratterizzata da livelli gerarchici • Gli esseri viventi interagiscono gli uni con gli altri • Tutti i viventi sono comparsi per evoluzione a partire da un antenato comune In alcune fasi della sua esistenza una forma di vita può non presentare tutte queste proprietà Scoperta della cellula Robert Hooke 1838 Schleiden e Schwann concludono che sia i vegetali sia gli animali sono costituiti dallo stesso elemento: la cellula la cellula è la struttura più semplice in grado di svolgere tutte le funzioni vitali Teoria cellulare: • Le cellule sono le unità strutturali e funzionali di tutti gli organismi viventi • Tutte le cellule hanno origine da cellule preesistenti (esistevano prima) • Le cellule sono simili per composizione chimica e ospitano molte delle reazioni chimiche del mondo vivente • Tutte le cellule sono delimitate dalla membrana plasmatica (involucro che circonda la cellula e seleziona le sostanze che entrano ed escono) • L’ambiente interno alla membrana è costituito da una miscela di acqua e altre sostanze chiamata citoplasma dove avvengono molte reazioni chimiche • Tutte le cellule posseggono un proprio materiale genetico, che contiene le informazioni ereditarie necessarie alla cellula per svilupparsi, accrescersi e riprodursi BIOLOGIA unicellulari formati da una sola cellula organismi pluricellulari formati da numerose cellule specializzate in funzioni diverse Tutte le cellule sono costituite da molecole, che a loro volta sono formate da atomi legati tra loro. Atomi= particelle di cui è costituita la materia Una molecola è formata da due o più atomi legati tra loro Le cellule si riproducono e si sviluppano secondo un progetto interno grazie a due tipi di grandi molecole: il DNA lunga sequenza di molecole più piccole (nucleotidi) legate tra loro 2 filamenti uniti le PROTEINE sono molecole che guidano tutte le attività cellulari lunga sequenza di molecole più piccole (amminoacidi) legate tra loro Compiti: 1) Contiene informazioni necessarie per costruire e far funzionare correttamente la cellula 2) Permette all’organismo di trasmettere le proprie caratteristiche alla discendenza Tratti specifici del DNA (geni) contengono l’informazione utilizzata dalla cellula per fabbricare le proteine Il genoma di un organismo è l’insieme di tutti i suoi geni e contiene le informazioni ereditarie necessarie di funzionamento delle cellule Ha migliaia di geni se si altera un gene (mutazione) può cambiare anche la proteina Le mutazioni avvengono spontaneamente, ma possono essere indotte da fattori esterni come le radiazioni o certe sostanze chimiche Tutti i viventi hanno bisogno di sostanze nutrienti ed energia AUTOTROFI (fotosintetici) sfruttano l’energia solare, l’acqua e il diossido di carbonio per produrre zuccheri e altri nutrienti ETEROTROFI si nutrono delle sostanze prodotte da altri organismi Metabolismo= insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono all’interno di un essere vivente unicellulare o pluricellulare Omeostasi=capacità dei viventi di adattare il proprio metabolismo alle variazioni dell’ambiente esterno i regni degli organismi eucariotici si distinguono in base a 4 criteri: 1- protisti Comprende alghe, i protozoi e numerosi organismi che non rientrano negli altri regni. Sono organismi unicellulari o pluricellulari con metabolismi diversi: alcuni fotosintetici (autotrofi), altri invece si nutrono di sostanze che trovano nell’ambiente (eterotrofi). 2- piante Sono organismi pluricellulari autotrofi. Grazie alla fotosintesi producono autonomamente i nutrienti partendo da molecole semplici che trovano nell’ambiente (es acqua). 3- funghi Sono organismi sia unicellulari che pluricellulari, sono eterotrofi e quindi usano cibo prodotto da altri organismi e sono decompositori che si nutrono per assorbimento. 4- animali Sono organismi pluricellulari eterotrofi che si nutrono ingerendo e digerendo il cibo. Il metodo scientifico è il procedimento che ha come punti: 1- Compiere osservazioni sistematiche: il ricercatore raccoglie i dati delle osservazioni in modo ordinato, per esempio in una tabella. I dati possono essere di due tipi i dati qualitativi i dati quantitativi 2- Formulare una domanda 3- Elaborare un’ipotesi (possibile soluzione alla domanda) 4- Trarre previsioni dall’ipotesi 5- Verificare la validità delle ipotesi con osservazioni o esperimenti. Gli esperimenti possono mostrare che la previsione è sbagliata e se si rivela sbagliata bisogna rivedere l’ipotesi, modificarla oppure eliminarla, e quindi eseguire nuovi esperimenti. Esistono due tipi di esperimenti: esperimenti controllati esperimenti comparativi sono basati sulla percezione che il ricercatore ha del fenomeno in esame sono ottenuti da misurazioni ottenute utilizzando specifici strumenti di misura si confrontano i campioni simili tra loro. Sulla base dell’ipotesi di partenza si fa attenzione su un fattore critico (variabile), che potrebbe avere qualche effetto sul fenomeno che stiamo studiando. si raccolgono dei dati di campione e si mettono a confronto. Se l’ipotesi è giusta, tra questi campioni risulteranno delle differenze che concorderanno con le previsioni fatte. entrambi possono confermare o smentire le ipotesi iniziali Carbonio 18,5% Quando un’ipotesi viene confermata dagli esperimenti lo scienziato può formulare una teoria. Una teoria che viene costantemente verificata da esperimenti diversi si impone come un fatto scientifico (spiegazione che non ha senso mettere in discussione). I biologi utilizzano organismi modello, perché essendo tutti imparentati fra loro poiché discendono da un antenato comune, gli esseri viventi sono costituiti da molecole simili, perciò le conoscenze ricavate dallo studio di un tipo di organismo si possono generalizzare (con le dovute cautele) ad altri organismi. Gli elementi chimici più abbondati negli organismi sono 6: Ossigeno 65% Idrogeno 9,5% Azoto 3,3% Fosforo 1% Zolfo 0,3% Gli atomi di questi elementi sono utilizzati all’interno degli organismi per costruire diversi tipi di molecole. Queste molecole sono particelle di atomi uniti da legami covalenti, che si formano quando gli atomi condividono una o più coppie di elettroni. Nei legami covalenti tra due atomi di uno stesso elemento, i due nuclei attraggono a sé gli elettroni con uguale forza, se invece i due atomi appartengono ad elementi diversi non è detto che la forza sia alla pari. L’attrazione che un nucleo atomico esercita sugli elettroni di legame si esprime con l’elettronegatività. Se gli atomi hanno valori di elettronegatività simili gli elettroni di legame sono equamente condivisi tra i due nuclei e il legame covalente è apolare. Se gli atomi hanno valori di elettronegatività diversi gli elettroni di legame sono spostati verso l’atomo più elettronegativo e il legame covalente è detto polare. nel corpo umano Se la differenza di elettronegatività è molto grande, l’atomo più elettronegativo tende a strappare uno o più elettroni a quello meno elettronegativo. I due atomi si trasformano in ioni e tra essi si instaura un legame di attrazione tra cariche opposte e si chiama legame ionico (es cloro-sodio). più importante per la vita Allo stato solido (ghiaccio) le molecole di acqua per formare il massimo numero possibile di legami a idrogeno si collocano a una certa distanza l’una dall’altra creando molti spazi vuoti. Allo stato liquido i legami a idrogeno si rompono e si formano continuamente perché le particelle sono in continuo movimento. Allo stato gassoso(vapore) le molecole di acqua non formano i legami a idrogeno. Passaggio stato solido stato liquido = fusione, per far fondere un solido bisogna fornirgli una quantità di calore detta calore latente di fusione (acqua=80 cal/g). Passaggio stato liquido stato solido = solidificazione, per far raffreddare un liquido bisogna sottrargli la stessa quantità di calore. Passaggio stato liquido stato gassoso = vaporizzazione, per trasformare l’acqua da liquida ad aeriforme serve una quantità di calore detta calore latente di vaporizzazione. I calori latenti sono molto elevati perché devono spezzare i legami a idrogeno. La coesione (o forza coesiva) è la capacità delle molecole d’acqua di resistere alla separazione se sottoposte a tensione. Se questa forza si instaura tra l’acqua e altri tipi di molecole si chiama adesione. La superficie dell’acqua è una membrana elastica, sottile e invisibile grazie a una forza, la tensione superficiale. La coesione permette all’acqua di risalire dalle radici alle foglie. La tensione superficiale permette all’acqua di sostenere il peso degli insetti. Il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di 1g della sostanza stessa (quello dell’acqua= 1cal/g°C). l’acqua si riscalda e si raffredda molto più lentamente delle altre sostanze perché deve rompere i legami a idrogeno. L’acqua è la componente principale di quasi tutti gli organismi viventi (nel corpo umano copre il 70% del peso). Nel pianeta Terra l’acqua esiste in tre stati: solido, liquido e aeriforme. La molecola di acqua ha formula H2O: contiene due atomi di idrogeno legati a uno di ossigeno mediante legami covalenti polari (gli elettroni sono più sull’ossigeno). La molecola ha due cariche positive in corrispondenza degli idrogeni e due negative sull’ossigeno. Quando due molecole di acqua sono vicine l’atomo di idrogeno viene attratto dalla coppia di elettroni dell’atomo di ossigeno di un’altra molecola formando un legame a idrogeno (presente nello stato solido e liquido). Questo legame si può formare anche con altri elementi. Una molecola può formare al massimo quattro legami a idrogeno. L’acqua solida è meno densa dell’acqua liquida e quindi il ghiaccio galleggia Quando sudiamo ci rinfreschiamo perché evaporando, il sudore consuma parte del calore corporeo della pelle