Biologia - Manuale di teoria ed esercizi

Ulrico Hoepli

• Editore: Hoepli
• Anno: 2018
• ISBN:
  9788820382575
• Argomento: Study Aids
• Categoria: Study Guides

Un Manuale di Teoria ed Esercizi adatto per studiare tutti gli argomenti di biologia richiesti nei test di ammissione universitari. Articolato in 12 grandi aree tematiche, ognuna suddivisa in argomenti specifici affrontati con cura e seguita da una serie di esercizi mirati, dai più semplici ai più complessi da risolvere. In fondo al volume, una serie di esercizi supplementari per facilitare il ripasso e aiutare a fissare bene i concetti. Tutti gli esercizi presenti nel volume sono sempre risolti e commentati, così da verificare immediatamente il proprio livello di preparazione e confrontare il metodo di risoluzione di ogni quesito

Introduzione alla biologia

La biologia (dal greco bíos = “vita” e lógos = “studio”) è lo studio dei fenomeni vitali e degli organismi viventi. A proporre il termine biologia fu, ai primi dell'Ottocento, Jean-Baptiste de Lamarck.

La biologia comprende uno spettro molto ampio di discipline, spesso considerate tra loro indipendenti, e studia le caratteristiche fisiche degli organismi e la loro classificazione, l'origine e lo sviluppo delle specie, l'interazione tra più organismi e tra organismi e ambiente.

Nella biologia confluiscono molte sottodiscipline, per cui essa è strutturata in vari livelli:

• livello molecolare: biologia molecolare, biochimica e genetica molecolare (studio delle molecole organiche, loro struttura e loro proprietà);

• livello cellulare: citologia e biologia cellulare;

• livello pluricellulare: fisiologia, anatomia e istologia;

• singolo organismo: ontogenia (o biologia dello sviluppo);

• popolazione di organismi: genetica delle popolazioni ed etologia (comportamento e adattabilità);

• livello multispecie: sistematica (paragone e classificazione di organismi viventi ed estinti);

• ambiente: ecologia (studia gli ecosistemi) e studio dell'evoluzione.

Questo rispecchia il fatto che la materia vivente è organizzata in livelli gerarchici di complessità crescente:

atomo

⊢ molecola

⊢ organulo cellulare

⊢ cellula

⊢ tessuto

⊢ organo

⊢ apparato

⊢ organismo

⊢ popolazione

⊢ comunità

⊢ ecosistema

⊢ biosfera

Gli argomenti trattati nel capitolo sono i seguenti:

• Le caratteristiche degli esseri viventi

• Il metodo sperimentale

Le caratteristiche degli esseri viventi

Come abbiamo visto, l'oggetto di studio della biologia sono gli esseri viventi, i quali presentano le seguenti caratteristiche:

• organizzazione: ogni essere vivente è un sistema altamente ordinato e complesso di parti coordinate tra loro, che non hanno capacità di vita autonoma e che formano una entità indivisibile;

• costituzione cellulare: gli esseri viventi sono costituiti di unità strutturali e funzionali dette cellule; questo vale per tutti gli esseri viventi, da quelli più semplici a quelli più complessi;

• sviluppo: gli esseri viventi sono in grado di crescere e svilupparsi;

• riproduzione: gli esseri viventi sono capaci di riprodursi, generando organismi simili a se stessi, in modo da garantire la continuazione della specie a cui appartengono; essi sono inoltre soggetti a evoluzione;

• ereditarietà: gli esseri viventi possono trasmettere informazioni genetiche; l'insieme dei geni contiene l'informazione relativa alla struttura e al funzionamento di ogni essere vivente;

• reattività e autoregolazione: gli esseri viventi possono rispondere agli stimoli esterni e autoregolarsi; regolano il proprio ambiente interno (per esempio mantenendo costante la temperatura corporea) e possono percepire e affrontare gli stimoli esterni attraverso vari meccanismi;

• bilancio energetico: gli esseri viventi sono capaci di trasformare e assimilare energia, ovvero scambiare energia e/o materia con l'ambiente circostante, per mantenere costante il proprio ambiente interno e il proprio alto grado di ordine e complessità.

Il metodo sperimentale

La biologia, come tutte le discipline scientifiche, si basa sul metodo sperimentale introdotto da Galileo Galilei, che è strutturato in quattro stadi:

1. osservazione della realtà;

2. formulazione delle ipotesi;

3. preparazione e realizzazione dell'esperimento;

4. conclusioni e formulazione della legge.

Il metodo sperimentale è considerato uno strumento insostituibile nella spiegazione dei fenomeni naturali.

Anticamente (e per i microrganismi fino al XIX secolo) molti studiosi sostenevano che la vita potesse nascere in modo “spontaneo” dalle sostanze naturali inanimate, poiché nell'aria era contenuta la vis vitalis, un “soffio vitale” in grado di favorire la nascita della vita. Questa teoria prendeva il nome di generazione spontanea o abiogenesi.

Si riteneva infatti che una divinità avesse creato direttamente solo gli esseri viventi “superiori”, come l'uomo e i grandi animali, mentre quelli inferiori (vermi e insetti) potessero nascere spontaneamente dal fango o da animali in putrefazione.

Questa teoria fu confutata nel XVII secolo grazie agli esperimenti di Francesco Redi. Egli pose della carne avariata in una serie di recipienti, alcuni aperti e altri chiusi, dimostrando che le larve nascevano solo dove le mosche avevano potuto depositare le uova, ovvero nei recipienti aperti.

Per rispondere a chi gli obiettava che nei recipienti chiusi la vis vitalis non poteva entrare, allestì un nuovo esperimento chiudendo con una garza finissima una serie di recipienti contenenti la carne. In questi recipienti, in cui l'aria e l'eventuale “soffio vitale” potevano entrare, non nacquero le larve.

Dopo questa verifica sperimentale la teoria della generazione spontanea venne progressivamente abbandonata, anche se furono necessari gli esperimenti di Lazzaro Spallanzani nel XVIII secolo e quelli definitivi di Louis Pasteur nel XIX secolo per affermare la teoria della biogenesi, la quale sostiene che la vita si genera soltanto da un'altra vita preesistente, anche per i microrganismi.

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La chimica biologica

Gli elem...

Indice dei contenuti

• Introduzione alla biologia
• La chimica biologica