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David Sadava, David M. Hillis,
H. Craig Heller, May R. Berenbaum
La nuova
biologia.blu
L’ambiente, le cellule e i viventi S
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Capitolo A1
Lo studio
dei viventi
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Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011
I viventi sono sistemi complessi
La biologia è lo studio
scientifico degli esseri
viventi, che si distinguono
dalla materia inanimata in
base ad alcune
caratteristiche comuni.
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I livelli di organizzazione della vita
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Una scienza, tante discipline
La biologia è suddivisa in
numerose discipline
specialistiche, che si
occupano di particolari gruppi
di viventi e sfruttano
tecnologie provenienti anche
da altri settori di ricerca.
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La teoria cellulare
La cellula è l’unità strutturale e funzionale degli
organismi viventi vegetali e animali.
È la struttura più semplice
dell’organismo, ma è capace
di svolgere tutte le funzioni vitali.
Gli organismi sono fatti di cellule:
sono unicellulari se sono
formati da una sola cellula,
pluricellulari se sono composti
da più cellule.
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Le caratteristiche dei viventi
• gli organismi contengono informazioni ereditarie
che trasmettono alla loro discendenza;
• rispondono ai cambiamenti dell’ambiente
esterno regolando il proprio ambiente interno;
• ricavano dall’ambiente energia e nutrienti;
• interagiscono gli uni con gli altri;
• sono comparsi per evoluzione a partire da un
antenato comune e continuano a evolvere nel
tempo.
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Le cellule contengono
informazioni ereditarie
Il genoma di un organismo è l’insieme di tutti i suoi geni.
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I viventi rispondono ai
cambiamenti
Ogni cellula è capace di adattarsi ai cambiamenti
dell’ambiente esterno grazie a reazioni chimiche
che modificano il suo ambiente interno.
Il complesso di queste reazioni chimiche viene
chiamato metabolismo.
L’ambiente interno della cellula, determinato dal
suo metabolismo, è regolato dall’omeostasi
cellulare.
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Le cellule ricavano energia
e nutrienti dall’ambiente
Gli autotrofi fotosintetici sfruttano l’energia solare,
l’acqua e il diossido di carbonio per produrre
zuccheri e altri nutrienti; gli eterotrofi si nutrono
delle sostanze prodotte da altri organismi.
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Gli esseri viventi interagiscono
tra loro
Gli organismi della stessa
specie, che vivono nella
stessa zona geografica,
formano una popolazione.
La comunità è l’interazione
tra le popolazioni.
L’interazione tra comunità e
ambiente esterno forma un
ecosistema.
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Tutti i viventi sono frutto
dell’evoluzione
L’evoluzione è un insieme di cambiamenti che si
verificano in una popolazione nel corso del tempo,
dovuto all’accumularsi di caratteristiche ereditabili.
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I viventi sono frutto
dell’evoluzione
Gli adattamenti sono tutte
quelle caratteristiche
strutturali, fisiologiche o
comportamentali che
potenziano la probabilità di
un organismo di
sopravvivere e riprodursi
La teoria dell’evoluzione per selezione naturale
elaborata da Charles Darwin è il principio unificante
della biologia.
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La varietà degli esseri viventi
Gli esseri viventi si suddividono in tre domini:
archei
batteri
eucarioti
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Che cosa sono i virus
I virus sono parassiti intracellulari obbligati perché
sono incapaci di riprodursi al di fuori di una cellula.
Quando un virus incontra una cellula adatta, le
aderisce e introduce all’interno il proprio genoma,
con il quale prende il controllo della cellula ospite.
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Il metodo scientifico
Il procedimento che
parte dall’osservazione,
prevede la formulazione
di ipotesi e previsioni,
e infine verifica la
correttezza delle
previsioni e costituisce
il metodo scientifico.
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Le fasi del metodo scientifico
La ricerca scientifica si basa sull’osservazione
e sulla raccolta di dati qualitativi e quantitativi.
In seguito all’osservazione, gli scienziati lavorano
per induzione formulando ipotesi per spiegare ciò
che hanno osservato. Le ipotesi servono a dedurre
previsioni.
I risultati degli esperimenti controllati
o comparativi possono confermare oppure smentire
le ipotesi iniziali.
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Gli organismi modello
Nelle loro ricerche, i biologi utilizzano organismi
modello come la pianta Arabidopsis thaliana,
il verme Caenorhabditis elegans e il batterio
Escherichia coli; le scoperte effettuate su tali
organismi vengono poi generalizzate ad altri.
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