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Biologia

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Come risponderesti alla domanda: "Che cos'è la biologia?"

La biologia rappresenta un concetto piuttosto complesso da spiegare. Questa scienza studia soltanto le piante, gli animali e gli esseri umani o si occupa di molti più aspetti? Il materiale di studio e gli appunti di Biologia di StudySmarter ti mostreranno che la biologia si occupa dello studio della vita. In effetti, è lo studio di tutta la vita e anche di organismi classificati come non viventi, ad esempio i virus. Lo studio della biologia parte dagli atomi e dalle molecole più piccole, come gli atomi di carbonio nelle proteine che digeriscono il nostro cibo. La biologia esamina poi strutture più grandi, come i tessuti, gli organi e gli organismi interi, compresi i batteri, i virus, le piante, gli animali e gli esseri umani. Prosegue con lo studio di argomenti quali le differenze genetiche, l'evoluzione delle specie e gli ecosistemi.

Il nostro pianeta Terra è un enorme e incredibile ecosistema! È ricco di varie forme di vita, dai più piccoli microrganismi alle piante e ai grandi animali. Queste forme di vita interagiscono tra loro, si muovono, si riproducono, vivono negli oceani, nell'erba, nelle città, nei villaggi, ecc. Immaginate di trovarvi in cima a una montagna e di osservare tutta questa diversità. Tutto ciò rientra nello studio della vita, cioè nella biologia. Impressionante, non è vero?

Biologia elementi

Su StudySmarter troverai risorse fondamentali per il tuo corso di biologia. Seguiamo le indicazioni sviluppate da esperti docenti di biologia. In questo modo, garantiamo che i nostri contenuti siano di alta qualità e rilevanti per tutti gli studenti che intraprendono un viaggio di apprendimento con StudySmarter. La maggior parte dei corsi di biologia include i seguenti argomenti:

  • Molecole biologiche

  • Cellule

  • Scambio di sostanze

  • Informazioni genetiche

Troverai tutti questi argomenti su StudySmarter, ma verranno proposti anche ulteriori argomenti, tra cui:

  • Trasferimenti di energia

  • Rispondere al cambiamento

  • Genetica, popolazioni, evoluzione ed ecosistemi

  • Controllo dell'espressione genica

Iniziamo introducendo tutti gli argomenti di biologia.

Biologia molecolare

Le molecole biologiche sono composti a base di carbonio e indispensabili per la maggior parte dei processi biologici.

Le molecole biologiche fungono da componenti strutturali per molecole più complesse e cellule, come ad esempio i carboidrati semplici, che costituiscono le basi del DNA e dell'RNA, e i carboidrati complessi, che compongono la cellulosa nelle piante. Le molecole biologiche definite lipidi costituiscono la base delle membrane cellulari, creando un doppio strato fosfolipidico. Altre molecole biologiche, come le proteine, agiscono come enzimi, messaggeri e ormoni, svolgendo funzioni metaboliche. Gli acidi nucleici, DNA e RNA, trasportano le informazioni genetiche in tutti gli esseri viventi e nei virus. Le altre due biomolecole essenziali sono l'ATP (adenosina trifosfato) e l'acqua, indispensabile per garantire i processi cellulari.

Biologia Rappresentazione schematica di una molecola StudySmarterFigura 1. Rappresentazione schematica di una molecola.

Biologia cellulare

Le cellule possono essere considerate le unità base della vita. Lo studio delle cellule è uno dei più importanti della biologia. Le cellule possono essere procariotiche o eucariotiche. Esse contengono materiale genetico e si dividono per creare nuove cellule. Le cellule eucariotiche si riproducono tramite processi chiamati mitosi e meiosi. Le cellule procariotiche si dividono per fissione binaria.

Le cellule variano per numero e tipo di organelli, ovvero subunità all'interno di tutte le cellule. Uno dei componenti strutturali essenziali della cellula è la superficie cellulare o membrana plasmatica. Essa funge da strato protettivo ed è il principale attore nel trasporto di sostanze vitali all'interno e all'esterno delle cellule. Le cellule specializzate chiamate linfociti T e linfociti B sono fondamentali per il nostro sistema immunitario, perché aiutano a combattere le malattie.

Biologia Le cellule eucariotiche StudySmarterFigura 2. Cellule eucariotiche: una cellula animale e una vegetale.

Scambio di sostanze

Lo scambio di sostanze permette agli organismi di ottenere ossigeno e nutrienti dall'ambiente esterno e di liberarsi dei rifiuti metabolici. Gli organismi multicellulari necessitano di strutture specializzate per lo scambio di sostanze, poiché il loro rapporto superficie/volume è troppo piccolo per affidarsi alle membrane cellulari come superficie di scambio.

Lo scambio di sostanze nelle piante è chiamato sistema di flusso di massa. I sistemi di flusso di massa delle piante comprendono lo xilema e il floema. Negli animali, lo scambio di sostanze avviene attraverso l'interazione di diverse strutture biologiche, tra cui i sistemi digestivo, respiratorio e circolatorio. La digestione e l'assorbimento dei nutrienti avvengono nel sistema digestivo, mentre lo scambio di gas avviene nel sistema respiratorio. Il sistema circolatorio fa circolare il sangue che a sua volta trasporta nutrienti e ossigeno. Questo ruolo del sistema circolatorio è fondamentale per garantire un'elevata attività metabolica delle cellule ai fini di un corretto funzionamento di tutte le strutture del corpo.

In biologia è definito scambio di sostanze l'interazione tra l'ambiente interno ed esterno delle cellule in cui sostanze come nutrienti (glucosio) o altre molecole biologiche vengono trasportate e scambiate.

Biologia Rappresentazione schematica del cuore umano StudySmarterFigura 3. Rappresentazione schematica del cuore umano.

Informazioni genetiche

Il DNA è una molecola straordinaria che costituisce il nostro materiale genetico. Il materiale genetico è coinvolto in ogni aspetto della biologia, rendendo il DNA una molecola essenziale per la continuazione della vita.

Il DNA si trova nel nucleo della cellula ed è organizzato in geni fatti di nucleotidi e collocati sui cromosomi. A volte, l'ordine di questi nucleotidi è sbagliato e si verificano delle mutazioni. Le differenti mutazioni possono avere effetti diversi sull'organismo. Da un lato, le mutazioni possono dare origine a malattie genetiche; dall'altro, le mutazioni permettono di introdurre diversità genetica in una specie. La diversità genetica si ottiene anche durante la meiosi (un tipo di divisione cellulare) che permette di scambiare il DNA in modo che le cellule sessuali (chiamate anche gameti) abbiano una diversa combinazione di DNA.

Come risultato di questa vasta diversità genetica negli organismi, esistono milioni di specie che devono essere organizzate e classificate. Questo è compito della tassonomia. Complementare alla diversità genetica è la biodiversità che osserviamo nelle comunità. Possiamo quantificare questo livello di diversità utilizzando misure come l'indice di biodiversità e la ricchezza di specie.


Biology DNA e RNA StudySmarterFigura 4. DNA e RNA.

Trasferimenti di energia

Tutta la vita dipende dall'energia, che nella maggior parte dei casi proviene dal sole. Il trasferimento di questa energia tra i diversi organismi permette di mantenere in equilibrio i loro ambienti e le loro comunità.

Per quanto riguarda il modo in cui l'energia viene trasferita, esistono due tipi di organismi: gli autotrofi, tra cui piante, licheni o alghe, e gli eterotrofi, tra cui animali e uomini. La maggior parte degli autotrofi ricava energia dal sole attraverso la fotosintesi clorofilliana. Questo processo prevede che gli autotrofi utilizzino l'energia della luce per trasformare l'anidride carbonica e l'acqua in glucosio e ossigeno. Gli eterotrofi non sono in grado di sintetizzare la propria energia e devono acquisirla consumando altri organismi. Essi eseguono un processo inverso alla fotosintesi: prendono glucosio e ossigeno e li trasformano in anidride carbonica e acqua. Questo trasferimento di energia si chiama respirazione.

Il termine "trasferimento di energia" si riferisce ai cambiamenti di energia che avvengono all'interno e tra gli organismi di un ecosistema.

Biologia Le piante utilizzano l'energia del sole per la fotosintesi StudySmarterFigura 5. Le piante utilizzano energia proveniente dal sole per la fotosintesi.

Risposta ai cambiamenti

Gli organismi rispondono ai cambiamenti dell'ambiente interno ed esterno. Il cambiamento si presenta sotto forma di stimolo. Lo stimolo può essere un cambiamento fisico o chimico e viene riconosciuto da cellule specializzate chiamate recettori. La risposta agli stimoli è fondamentale per la sopravvivenza delle specie. I neuroni o cellule nervose sono cellule specializzate nel trasporto degli impulsi nervosi. Nei mammiferi ci sono milioni di neuroni che costituiscono il complesso e affascinante sistema nervoso. Alcuni degli organi coordinati dal sistema nervoso sono i muscoli. La contrazione dei muscoli scheletrici inizia con un potenziale d'azione che raggiunge e viaggia in profondità nelle fibre muscolari, innescando infine il meccanismo dello scorrimento dei filamenti. Tutte queste risposte ai cambiamenti sono necessarie affinché il corpo mantenga un ambiente interno costante. Questa situazione di equilibrio è definita omeostasi. Gli organismi viventi hanno bisogno di una temperatura, di un pH e di un equilibrio chimico generale costanti (omeostasi) per funzionare.


Biologia Rappresentazione schematica di una sinapsi e della trasmissione degli impulsi nervosi StudySmarterFigura 6. Rappresentazione schematica di una sinapsi e della trasmissione degli impulsi nervosi.

Genetica, popolazioni, evoluzione ed ecosistemi

I singoli membri di una specie hanno lo stesso corredo di geni, ma possono variare nelle combinazioni di alleli. Gli alleli sono forme diverse di un gene e sono responsabili della diversità genetica delle specie. Più alleli ci sono nel genoma di una specie, maggiore è la diversità genetica.

I membri di una specie che vivono insieme in un habitat formano delle popolazioni. Queste ultime, a loro volta, formano comunità in cui diverse specie convivono e interagiscono tra loro. La dimensione della popolazione può variare ed è influenzata da fattori biotici (viventi) e abiotici (non viventi). Per esempio, la competizione e la predazione all'interno o tra specie diverse sono fattori biotici, mentre il pH e la temperatura dell'habitat della specie sono fattori abiotici.

Le comunità e l'ambiente in cui esse vivono costituiscono gli ecosistemi. Un ecosistema è un sistema dinamico e autosufficiente che comprende tutti gli organismi viventi (componenti biotiche dell'ecosistema) e l'ambiente fisico (componenti abiotiche).

Biologia Esempio di un ecosistema eterogeneo costituito da piante, animali e il loro habitat StudySmarterFigura 7. Esempio di un ecosistema eterogeneo costituito da piante, animali e il loro habitat.

Controllo dell'espressione genica

Una parte del DNA delle nostre cellule può contenere mutazioni. Considerando che tutte le cellule si sono formate dallo stesso genoma, come è possibile che esse presentino funzioni e caratteristiche diverse, cioè mutazioni? È a causa dei diversi livelli di espressione genica. Alcuni geni del genoma sono "accesi", cioè sono espressi, e perciò permettono la produzione delle proteine per cui codificano, mentre altri geni sono "spenti", ovvero non espressi, per cui la proteina corrispondente non viene sintetizzata.

A influenzare il livello di espressione dei geni sono le mutazioni, ma anche l'epigenetica. L'epigenetica studia le modifiche apportate al DNA e alle proteine ad esso associate e il modo in cui queste influiscono sul livello di espressione genica. Altri fattori di influenza sono i processi che avvengono prima della trascrizione e prima e dopo la traduzione.

Queste indagini sul DNA e sui geni richiedono notevoli tecnologie genetiche che sono state utilizzate per sviluppare tecniche mediche avanzate come la terapia genica e tecnologie forensi come il fingerprinting genetico.


Biologia Rappresentazione grafica di uno scienziato specializzato nello studio del DNA e dei geni StudySmarterFigura 8. Rappresentazione grafica di uno scienziato specializzato nello studio del DNA e dei geni.

Come può StudySmarter aiutarmi nello studio della biologia?

Sia che tu stia ripassando gli argomenti trattati nel tuo corso di biologia, sia che tu stia studiando per i prossimi esami, StudySmarter può aiutarti. Il nostro sistema di apprendimento originale, efficiente, intelligente e interattivo ti permette di padroneggiare la biologia come mai prima d'ora. Inoltre, è tutto gratuito! Qual è il segreto? Come ci riusciamo? Per saperne di più, segui la nostra guida allo studio della biologia.

Guida allo studio della biologia

La nostra guida intelligente è qui per presentarti tutto ciò che dovrai sapere per studiare con successo i corsi e gli esami di biologia. Ecco cosa puoi scoprire su StudySmarter:

Biologia Studiare con StudySmarter ti aiuta nella preparazione degli esami StudySmarterFigura 9. Studiare con StudySmarter ti aiuta nella preparazione degli esami.

Riassunti di biologia

I riassunti di biologia di StudySmarter coprono tutto ciò che c'è da sapere sugli argomenti essenziali della biologia, introducendo fatti interessanti che approfondiranno la tua comprensione e il tuo apprezzamento della materia. Sapevi che il cuore umano compie un ciclo cardiaco di soli 0,8 secondi? Puoi anche diventare un creatore caricando i tuoi lavori di biologia: riassunti, libri di lavoro, appunti e altro ancora.

Flashcard di biologia

Le flashcard sono una funzione fantastica che aiuta a imparare in modo facile e divertente. Le flashcard di biologia contengono domande e risposte sugli argomenti trattati nei riassunti. Sapevi che puoi creare le tue flashcard con le domande che desideri per esercitarti? Fantastico!

Gruppi di studio di biologia

Perché limitarti soltanto a creare e caricare il tuo materiale? StudySmarter ti permette di formare gruppi di studio e di imparare con i tuoi amici e con gli studenti di biologia di altre comunità di apprendimento. Ricordi le flashcard? Potrai usarle per interrogare gli altri membri del gruppo e testare le loro conoscenze. In questo modo, potrai creare un quiz di biologia personalizzato! Imparare, creare, fare quiz - ripetere.

Premi per l'apprendimento della biologia

StudySmarter è il tuo nuovo migliore amico che ti incoraggia a imparare e a ottenere i migliori risultati. StudySmarter ti permette di fissare i tuoi obiettivi settimanali: completare gli argomenti, rispondere correttamente alle flashcard, fare domande. Il raggiungimento di questi obiettivi ti farà guadagnare dei trofei. Ad esempio, potrai ottenere il titolo di "Top del top" se studierai ogni settimana per tre mesi, o potrai diventare un Grandmaster se risponderai a cinque domande nello stesso corso. Più impari, più trofei ottieni per celebrare il tuo duro lavoro.


Biologia Trofeo Top del top StudySmarterFigura 10. Trofeo "Top del top".

Domande frequenti riguardo Biologia

Esistono molte branche della biologia, le principali sono rappresentate dalla biologia cellulare e molecolare.

Lo studio della biologia viene fatto risalire all'antica Grecia.

Warren Weaver fu il primo ad utilizzare il termine biologia molecolare nel 1938.

La biologia è lo studio della vita, partendo dall'atomo fino allo studio di strutture complesse. 

Ramo della biologia che studia dal punto di vista molecolare i fenomeni biologici.

Quiz Finale Biologia

Che cos'è la matematica?

La matematica è lo studio dei numeri in relazione all’universo, ed esprime concetti astratti in modo logico.

La matematica viene applicata a tantissime altre scienze, ed è uno strumento indispensabile per fisici, astronomi, chimici, ragionieri, per menzionarne solo alcuni.

Vero

Cosa rende l’analisi matematica diversa dagli altri campi matematici?

L’analisi matematica è dinamica, e descrive numericamente quantità e variabili in evoluzione.

Quali sono le aree principali della matematica?

Algebra, Geometria, Geometria analitica, Logica e teoria degli insiemi, Probabilità e statistica, Analisi matematica, e infine Goniometria e trigonometria. 

Come si chiama il ramo della matematica che studia le forme nello spazio?

Geometria

In quale ramo della matematica si studiano le operazioni più conosciute della matematica, come l’addizione e la sottrazione?

Algebra

Occorre ricordare tutte le formule matematiche per avere buoni voti a scuola?

No, è molto utile, ma non indispensabile. La cosa più importante è imparare quando e dove applicarle, facendo tanti esercizi.


In quale ramo della matematica si studiano proposizioni e insiemi?

Logica

I simboli matematici sono utili perché lunghi e dettagliati, un codice comprensibile solo a pochi?

Falso

La matematica è una disciplina che va

capita passo passo, memorizzando le più importanti formule, leggendo molti esempi e svolgendo su molti esercizi

Cosa rende diversa la geometria analitica dalla geometria?

L’introduzione di un sistema di coordinate per analizzare le forme geometriche nello spazio

Che cos'è la chimica fisica?  


La chimica fisica è lo studio del modo in cui si comportano gli atomi. Spiega le interazioni chimiche usando la fisica

Che cos'è la chimica organica?  

 


La chimica organica è lo studio dei composti organici o composti a base di carbonio  

Che cos'è la chimica inorganica?  


La chimica inorganica è lo studio di materiali che non sono a base di carbonio

Che cos'è la chimica?



La chimica è lo studio delle proprietà della materia


Quanti tipi di atomi esistono? 



Esistono 119 tipi di atomi nella tavola periodica

Chi ha inventato la disposizione moderna della tavola periodica? 

 


Dimitri Medeleev ha inventato la disposizione moderna della tavola periodica


Che cosa significa il termine "organico"?  

 


Significa che deriva dagli organismi viventi 

Quale dei seguenti non è un composto organico?  

Sale da tavola  

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