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La biologia è la scienza che studia gli esseri viventi, i fenomeni della vita e leggi che li governano. Gli organismi, per sopravvivere, interagiscono con con l'ambiente che li circonda, dal quale ottengono le sostanze nutritive, che trasformano in energia. La varietà di forme di vita presenti è chiamata biodiversità. Con il tempo la biologia si è divisa in più discipline specifiche, tra cui:

-zoologia, che studia gli animali

-botanica, che studia le piante

-ittiologia, che studia i pesci

-ornitologia, che studia gli uccelli

Le discipline che studiano i diversi livelli l'organizzazione dei viventi sono:

-ecologia, che studia le interazioni tra organismi e ambiente

-istologia, che studia i tessuti

-citologia, che studia le cellule

Le discipline più moderne sono: le biotecnologie, la bioinformatica e l'ingegneria genetica.

Nel Novecento venne inventata la cristallografia, che ha scoperto la struttura cristallina dei dei minerali e delle biomolecole.

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I viventi, per essere considerati tali, devono presentare 7 caratteristiche comuni:

1. tutti gli organismi sono fatti di cellule

2. le cellule contengono informazioni ereditarie scritte in un linguaggio genetico universale, che trasmettono alla loro discendenza

3. le cellule ricavano dall'ambiente energia e nutrienti

4. gli organismi rispondono ai cambiamenti dell'ambiente esterno

5. la vita è organizzata i livelli gerarchici

6. gli esseri viventi interagiscono gli uni con gli altri

7. tutti i viventi sono comparsi per evoluzione a partire da un antenato comune

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le cellule contengono informazioni ereditarie

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le cellule contengono informazioni ereditarie

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Tutte le cellule sono costituite da molecole che a loro volta sono formate da atomi.

Gli atomi sono piccole particelle di cui è costituita la materia.

Atomi e molecole presenti nelle cellule obbediscono alle stesse leggi della fisica e della chimica che governano la materia inanimata.

Le cellule posseggono due caratteristiche che le distinguono dai sistemi inanimati si riproducono e si sviluppano secondo un progetto interno.

Una cellula batterica, per esempio, si accresce fino a che si divide in due cellule identiche alla cellula madre, tutto ciò è possibile grazie a due tipi di molecole il DNA e le proteine.

Ogni molecola di DNA è un sequenza di molecole più piccole chiamate nucleotidi, una proteina è una sequenza di molecole dette amminoacidi.

Il compito del DNA è duplice:

1. contiene le informazioni necessarie per costruire la cellula;

2. permette all'organismo di trasmettere le proprie caratteristiche alla discendenza.

Le proteine regolano le reazioni chimiche, formano i muscoli, difendono il corpo delle malattie, trasportano le sostanze

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La cellula venne scoperta nel Seicento da Robert Hooke, studioso si fisica, chimica, paleontologia e architettura. A lui dobbiamo anche i i perfezionamenti apportati al microscopio ottico; grazie a questo strumento riuscì a esaminare delle sottili fette di sughero, e notò che queste erano costituite da delle cellette separate tra loro, per questo le chiamò cellule, dal latino celletta. Negli stessi anni dei microscopici organismi cellulari vennero osservati da Antoni Van Leeuwenhoek. Nel 1838, altri due tedeschi, Mathias Schleiden e Theodor Schwann, notarono delle delle somiglianze tra le loro osservazioni su piante e animali, così capirono che sia gli animali che i vegetali sono costituiti dalla cellula. Proprio da qui nasce la teoria cellulare, secondo la quale le cellule:

-sono unità strutturali e funzionali di tutti gli organismi viventi

-derivano da cellule preesistenti

-sono simili per la composizione chimica

-sono delimitate dalla membrana plasmatica, che seleziona le sostanze in entrata e uscita

-l'ambiente interno alla membrana è costituito da una miscela di acqua e di altre sostanze chiamate citoplasma, in cui avvengono molte reazioni chimiche

-possiedono un proprio materiale genetico, che contiene le informazioni ereditarie necessarie a svilupparsi, accrescersi e a riprodursi

Se gli organismi sono formati da una sola cellula, sono detti unicellulari, mentre se sono costituiti da più di una cellula sono chiamati pluricellulari.

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le cellule ricavano energia dall'ambiente

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le cellule ricavano energia dall'ambiente

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Tutti i viventi hanno bisogno di energia e materie prime per costruire le loro cellule e svolgere le proprie funzioni vitali.

Gli organismi fotosintetici usano la luce del Sole per produrre molecole ricche di energia.

Gli organismi fotosintetici sono chiamati autotrofi, che in greco significa "in grado di nutrirsi da sé" perchè non hanno bisogno di altri esseri vienti per il loro sostentamento.

Altri esseri viventi utilizzano le sostanze nutrienti già presenti nell'ambiente per ricavare l'energia necessaria a svolgere le proprie attività, questi sono detti eterotrofi, cioè "che si nutrono di altri organismi".

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i viventi regolano il proprio ambiente interno

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i viventi regolano il proprio ambiente interno

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La vita dipende da reazioni chimiche che si svolgono nelle cellule.

Il complesso di tutte le reazioni chimiche che avvengono all'interno di un essere vivente unicellulare o pluricellulare costituisce il suo metabolismo.

Nella cellula le reazioni mataboliche sono interconnesse.

Tali reazioni richiedono che lo scambio di materiale tra l'interno e l'esterno delle cellule avvenga in modo controllato.

Questa attività di regolazione, che contribuisce a mantenere costante l'ambiente intracellulare anche in presenza di varazioni ambientali, prende il nome di omeostasi.

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tutti i viventi derivano da un antenato comune

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tutti i viventi derivano da un antenato comune

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La teoria dell’evoluzione elaborata da Charles Darwin afferma che: tutti gli organismi viventi discendono da antenati comuni e quindi sono imparentati tra loro, per questo Darwin si riferiva al processo evolutivo come a una “discendenza con modificazioni”.

Darwin osservò che la prole assomigliava ai genitori sotto numerosi aspetti.

Questa osservazione è alla base del concetto biologico di specie: un gruppo di organismi che si somigliano e che possono accoppiarsi tra loro generando prole feconda.

Darwin si chiese anche come funzionasse la selezione in natura e ipotizzò che ad agire fosse una diversa probabilità di sopravvivere e riprodursi.

Il potenziale riproduttivo delle piante e degli animali se non si tiene sotto controllo potrebbe provocare una crescita illimitata delle popolazioni.

Perciò qualsiasi caratteristica che conferisca un aumento, delle probabilità di sopravvivere e riprodursi, sarà favorito e si diffonderà nella popolazione.

Darwin chiamò il fenomeno selezione naturale.

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Gli organismi pluricellulari possiedono un ambiente interno costituito da liquidi extracellulari, da cui ogni cellula dipende per le proprie funzioni vitali. Spesso le cellule di uno stesso tipo collaborano tra loro formando gruppi chiamati tessuti.

In moltissimi organismi pluricellulari, essi si organizzano in organi che, a loro volta possono essere raggruppati in sistemi o apparati.

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I biologi raggruppano le specie attualmente viventi in tre gruppi chiamati domini: archèi, batteri, eucarioti.

Archèi e batteri condividono una caratteristica fondamentale: sono costituiti da cellule piccole e dalla struttura molto semplice, priva di comparti interni.

Questo tipo di cellula è detta cellula procariote.

I procarioti sono organismi unicellulari microscopici, ma possono formare colonie cioè di più individui singoli.

Il dominio degli eucarioti comprende organismi formati da cellule eucariote, che differiscono da quelle procariote per diversi aspetti:

il DNA degli eucarioti è custodito in un nucleo delimitato da una membrana;

nel citoplasma sono presenti diversi organuli, che svolgono specifiche funzioni;

la cellula eucariote è più grande di quella procariote;

Gli organismi eucarioti sono suddivisi in 4 regni: protisti, piante, funghi, animali

1- protisti: comprende le alghe, i protozoi e altri numerosi organismi.

Si tratta di forme di vita unicellulari o pluricellulari con metabolismi diversi.

2- piante: sono organismi pluricellulari autotrofi, grazie alla fotosintesi esse sono in grado di produrre autonomamente i propri nutrienti.

3- funghi: sono organismi eterotrofi che si nutrono per assorbimento, i funghi comprendono sia specie unicellulari sia specie pluricellulari.

4- animali: sono organismi pluricellulari eterotrofi che si nutrono ingerendo e digerendo cibo.

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Gli esseri viventi interagiscono tra loro 

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Gli esseri viventi interagiscono tra loro 

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Gli organismi appartenenti ad una determinata specie e che vivono nelle stessa regione geografica costituiscono una popolazione. Tra i membri ci sono interazioni, cooperando o difendendo le risorse a propria disposizione, e le interazioni tra diverse popolazioni danno origine a comunità.

I contatti tra le comunità viventi e l'ambiente in cui vivono formano ecosistemi. L'insieme di organismi e zone della Terra in cui si sviluppa vita è chiamata biosfera.