Sintesi generale di Biologia, Sintesi del corso di Scienze Umane

Scarica Sintesi generale di Biologia e più Sintesi del corso in PDF di Scienze Umane solo su Docsity! SCIENZE DELLA VITA BIOLOGIA ORGANISMI VIVENTI La scienza è lo strumento di cui l’uomo dispone per giungere alla conoscenza attuale del mondo in cui vive, la biologia è la scienza che studia la vita. Gli esseri viventi, nonostante le diversità tra loro, condividono una serie di caratteristiche che li contraddistinguono: - Composti da cellule: tutti gli esseri viventi sono formati da una (monocellulari) o più (pluricellulari) cellule - Si riproducono: tutti gli organismi viventi si riproducono in modo sessuato o asessuato - Mostrano ereditarietà: gli organismi viventi ereditano tratti dagli organismi genitori che li hanno creati - Rispondono all’ambiente: tutti gli organismi viventi rispondono agli stimoli dell’ambiente in cui vivono - Mantengono l’omeostasi: tutti gli organismi viventi mantengono uno stato di equilibrio interno - Si evolvono e si adattano: tutti gli organismi viventi si evolvono e si adattano al proprio ambiente - Richiedono energia: tutti gli organismi viventi traggono energia dall’ambiente e la utilizzano per convertirla in una forma adatta al proprio metabolismo CHIMICA DELLA CELLULA La materia è costituita da atomi, i quali sono formati da un nucleo centrale, dove sono presenti i protoni (carichi positivamente) ed i neutroni (senza carica) e da una zona intorno al nucleo dove sono collocati gli elettroni (carichi negativamente). Ogni atomo è caratterizzato da un numero atomico, dato dal numero di protoni che corrisponde al numero di elettroni e dal peso atomico dato dalla somma di protoni e neutroni. Gli elettroni sono posti intorno al nucleo su diversi livelli energetici, quelli più vicini hanno meno energia, quelli più distanti hanno più energia; un atomo ha la massima stabilità quando tutti i suoi elettroni occupano i livelli energetici più bassi e quando questi livelli sono completamente occupati da elettroni. La combinazione chimica di due o più atomi costituisce la molecola; gli atomi sono tenuti insieme da: - Legame covalente, coppie di elettroni vengono condivise da atomi, talvolta la distribuzione della carica è disuguale tra gli elementi, per cui si creerà una molecola con un polo positivo e uno negativo (dipolo) - Legame ionico, attrazione elettrostatica che si esercita tra ioni positivi (atomi che hanno perso un elettrone) e ioni negativi (atomi che hanno acquisito un elettrone) nei reticoli cristallini Gli esseri viventi sono costituiti per il 99% da sei elementi naturali: carbonio (C), idrogeno (H), azoto (N), ossigeno (O), fosforo (P), zolfo (S); l’acqua, principale componente in peso di tutti gli esseri viventi, è una molecola costituita da due atomi di H e uno di O, tenuti insieme da legami covalenti. Essendo l’O più elettronegativo dell’H, nella molecola di H₂O si addensa una parziale carica negativa intorno all’O ed una positiva intono agli H, ciò conferisce alle molecole di H₂O la capacità di legarsi con altre sostanze polari. Le cellule costituiscono le unità fondamentali di ciascun organismo, sono delimitate da una membrana cellulare e possono essere di forma e dimensioni diverse; la maggior parte delle cellule vegetali ha forma poliedrica con un diametro compreso tra 20µm e 30µm e sono delimitate da pareti rigide; le cellule animali hanno forme varie a seconda del tipo e della funzione con un diametro compreso tra 10µm e 20µm e la loro superficie può non essere regolare; esistono due tipi di cellule: - Procariotiche, tipiche di archeobatteri, eubatteri e alghe azzurre, hanno un diametro di 1µm ÷5µm, il DNA è concentrato nel nucleoide senza membrana, sono prive di organuli ad eccezione dei ribosomi, le funzioni cellulari sono effettuate da complessi enzimatici simili a quelli della cellula eucariotiche - Eucariotiche, costituiscono gli altri organismi, hanno un diametro di 10µm ÷50µm, il DNA è racchiuso nel nucleo, possiedono organuli immersi nel citoplasma ognuno deputato a svolgere una funzione SCIENZE DELLA VITA BIOLOGIA MOLECOLE ORGANICHE La chimica degli organismi viventi è detta chimica organica; tutti gli esseri viventi sono formati da molecole biologiche che contengono carbonio, esse sono: - Carboidrati, costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno, hanno la seguente formula grezza (CH₂O); hanno sia un ruolo strutturale (compongono membrane cellulari e acidi nucleici) che funzionale (sono la fonte primaria dell’energia necessaria ai processi biologici). Vengono suddivisi in tre gruppi principali:  Monosaccaridi, costituiti da brevi catene di atomi di carbonio; il glucosio viene prodotto dalle piante per fotosintesi e usato dagli organismi viventi come fonte di energia dopo averlo scisso in CO₂ e H₂O  Disaccaridi, formati da due unità monosaccaridiche e ne sono un esempio il saccarosio ed il maltosio  Polisaccaridi, contengono molte unità monosaccaridiche legate tra loro, ne sono un esempio il glicogeno (presente nelle cellule animali) e l’amido, (presente nelle cellule vegetali come riserva) - Lipidi, costituiti anch’essi da carbonio, idrogeno e ossigeno, risultano insolubili in acqua ma solubile nei comuni solventi organici polari come acetone, benzene e cloroformio; sono costituenti essenziali delle membrane e svolgono la funzione di riserva energetica - Proteine, sono molecole costituite da una sequenza lineare di aminoacidi, costituiti da un atomo di C, unito ad un gruppo carbossilico COOH, ad un gruppo amminico CH₂, ad un atomo di H e ad una catena laterale R che varia a seconda dei composti, le unità amminoacidiche sono unite da legami peptidici; le proteine hanno molteplici funzioni: strutturale, recettoriale, di regolazione, di trasporto, di segnalazione, di deposito, di difesa, enzimatica; gli enzimi sono proteine prodotte dalle cellule per far avvenire o velocizzare reazioni chimiche che non potrebbero svolgersi spontaneamente, ciò avviene tramite il sito attivo al quale si legano in modo specifico il substrato della molecola con cui devono agire, il nome degli enzimi indica in genere il tipo di reazione in cui essi intervengono e termina on il suffisso –asi. - Acidi nucleici, il DNA (acido desossiribonucleico) e l’RNA (acido ribonucleico) sono molecole organiche formate dalla successione di nucleotidi, composti da uno zucchero a 5 atomi di C, da una base azotata e da un gruppo fosfato; nel DNA lo zucchero è il desossiribosio e le basi azotate sono adenina, citosina, guanina e timina, nell’RNA lo zucchero è il ribosio e le basi azotate sono adenina, citosina, guanina e uracile; il DNA è formato da due filamenti avvolti a formare una doppia elica ed è depositario dell’informazione genetica ed attraverso esso tale informazione viene trasmessa da una generazione all’altra; l’RNA è un singolo filamento e varia di funzione a seconda del tipo: l’RNA messaggero (m-RNA) funge da mediatore e porta l’informazione per la sintesi proteica, l’RNA ribosomiale (r-RNA) costituisce i ribosomi, l’RNA di trasferimento (t-RNA) veicola gli amminoacidi durante la sintesi proteica. - Vitamine, sono composti organici indispensabili per le attività biologiche e necessariamente assimilabili dagli alimenti poiché non sintetizzabili dall’organismo; sono dei principi regolatori la cui carenza o eccesso può determinare gravi danni all’organismo; si dividono in liposolubili (A,D,E,K) e idrosolubili (B,C).