Da sempre i biologi osservano il mondo circostante; oggi questa capacità è potenziata da tecniche sofisticate come la microscopia elettronica, l’analisi del DNA, le immagini ottenute con la risonanza magnetica o i satelliti per il posizionamento...

Il 96% circa della massa di ogni organismo vivente, sia esso un batterio, un cavolo o un essere umano, è costituito da sei elementi: ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, fosforo e zolfo (▶tabella 1). Tuttavia, anche altri elementi presenti in tracce...

Oltre alle biomolecole, sono composti organici anche le materie plastiche, le fibre naturali e sintetiche, i coloranti e i farmaci, i pesticidi e i diserbanti, i profumi e tutti i derivati del petrolio. L’esistenza di così tanti composti organici...

I monosaccaridi, che comunemente chiamiamo zuccheri semplici, sono prodotti dagli organismi autotrofi attraverso la fotosintesi; gli animali assumono poi direttamente o indirettamente tali molecole dalle piante. I monosaccaridi hanno una composizione e...

Gli amminoacidi sono composti che presentano due gruppi funzionali, un gruppo amminico (NH3+) e un gruppo carbossilico, (COO–) legati a uno stesso atomo di carbonio, detto carbonio α. Legati all’atomo di carbonio α ci sono anche un atomo di...

I trigliceridi sono costituiti da tre molecole di acidi grassi unite per condensazione a una molecola di glicerolo, un alcol con tre gruppi ossidrilici (▶figura 23). Gli acidi grassi a loro volta sono composti da una lunga catena idrocarburica...

L’ossatura della macromolecola del DNA e dell’RNA (▶figura 32) consiste in una catena di nucleotidi uniti da legami covalenti tra lo zucchero di un nucleotide e il fosfato di quello successivo. I gruppi fosfato connettono il carbonio in posizione...

Il più piccolo oggetto che normalmente un essere umano riesce a distinguere misura circa di 0,2 mm (200 µm). La distanza che deve separare due oggetti perché l’occhio li percepisca come distinti prende il nome di risoluzione; due oggetti più...

Nel corso della loro evoluzione, alcuni procarioti hanno sviluppato strutture specializzate in grado di conferire un vantaggio selettivo alle cellule che le possedevano. Tali strutture comprendono una parete cellulare protettiva, il ripiegamento della...

Nelle cellule procariotiche i ribosomi si trovano sempre liberi nel citoplasma. Nelle cellule eucariotiche, invece, essi si possono trovare in due diverse posizioni: nel citoplasma, oppure all’interno di mitocondri e cloroplasti. I ribosomi sono...

Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) è privo di ribosomi e ha una struttura più tubolare (cioè con meno sacchetti) del RER, con il quale comunica (vedi ▶figura 13). Molte delle sue attività sono dovute agli enzimi inseriti nella sua membrana....

I plastidi, sono organuli prodotti soltanto dalle cellule delle piante e di alcuni protisti. Esistono svariati tipi di plastidi, ciascuno con una propria funzione; i più importanti sono i cloroplasti (▶figura 18). I cloroplasti contengono il...

Esistono almeno 50 tipi diversi di filamenti intermedi, molti dei quali specifici di pochi tipi cellulari. Tuttavia, tutti condividono la stessa struttura generale e sono composti da proteine fibrose della famiglia della cheratina (la proteina di cui...

Le cellule degli animali sono prive della parete cellulare semirigida tipica delle cellule vegetali, ma molto spesso sono circondate da una matrice extracellulare (▶figura 25). La matrice extracellulare è composta da proteine fibrose come il...

Gli esseri viventi utilizzano l’energia per vari scopi: per realizzare trasformazioni, per produrre movimento, ma anche per costruire strutture complesse e ordinate. Un adolescente, per esempio, ha bisogno di assumere ogni giorno da 2000 a 3000 kcal...

Nella cellula avvengono continuamente reazioni esoergoniche che liberano energia, utilizzata per sintetizzare ATP. L’ATP si trasferisce poi nelle regioni della cellula dove serve energia e qui viene idrolizzato. L’idrolisi dell’ATP è una...

Ogni sostanza in grado di aumentare la velocità di una reazione chimica è un catalizzatore. Molti catalizzatori non biologici sono aspecifici; per esempio, la polvere di alluminio catalizza praticamente tutte le reazioni nelle quali uno dei reagenti...

I principali costituenti delle membrane biologiche sono i fosfolipidi, molecole particolari che presentano una testa idrofila e due lunghe code idrofobiche. Grazie a queste proprietà, quando si trovano in un ambiente acquoso i fosfolipidi si...

In una soluzione priva di barriere, tutti i soluti diffondono a una velocità che dipende dalle loro proprietà fisiche, dalla temperatura e dal gradiente di concentrazione. Se la soluzione è divisa in due compartimenti separati da una membrana,...

L’endocitosi mediata da recettori viene utilizzata dalle cellule animali per prelevare in modo selettivo sostanze presenti nell’ambiente extracellulare. Questo processo dipende dalla presenza di particolari proteine di membrana chiamate recettori....

Le reazioni del metabolismo energetico hanno una proprietà che le distingue dalla maggior parte delle trasformazioni chimiche che osserviamo nella vita quotidiana, come la combustione del metano: le reazioni che avvengono nelle cellule, infatti, non...

La glicolisi è un processo di ossidazione parziale del glucosio che ha luogo nel citoplasma di tutte le cellule. Durante la glicolisi, una molecola di glucosio viene parzialmente scissa e ossidata producendo due molecole di piruvato e una piccola...

Il glucosio è un’eccellente fonte di energia, ma anche i grassi e le proteine possono servire da fonti energetiche. Per ricavare l’energia necessaria ai bisogni dell’organismo in teoria si può usare indifferentemente l’una o l’altra di...

La fotosintesi può svolgersi solo grazie alla presenza, nei cloroplasti, di specifici pigmenti. I più importanti tra questi sono le molecole di clorofilla. Le clorofille e gli altri pigmenti fotosintetici sono molecole capaci di assorbire la luce e...

Il modello più semplice di divisione cellulare si ossserva nei procarioti, cioè nei batteri e negli archei. In genere questi organismi unicellulari possiedono un solo cromosoma circolare formato da una singola molecola di DNA, strettamente ripiegata...

Le cellule eucariotiche contengono numerosi cromosomi, ognuno dei quali è costituito da una molecola di DNA. In generale, negli eucarioti le molecole di DNA sono molto più lunghe che nei procarioti; se tutto il DNA contenuto in una delle tue cellule...

La ▶figura 12 illustra tre esempi di cicli biologici: dei funghi, delle felci e degli animali. Negli organismi aplonti, come i protisti e i funghi, il minuscolo zigote è la sola cellula diploide del ciclo biologico, mentre l’individuo adulto è...

Osservando i tuoi compagni di classe puoi notare che gli individui di una stessa specie sono differenti l’uno dall’altro nonostante possiedano lo stesso numero e tipo di cromosomi. Questa variabilità intraspecifica è dovuta alla riproduzione...

Nel Settecento l’idea di una natura dinamica era oggetto di discussione anche in campo geologico. Molti geologi infatti cominciarono a interrogarsi sulla durata della storia della Terra, sui meccanismi di formazione delle catene montuose e delle...

Negli anni immediatamente successivi al suo ritorno Darwin concentrò la sua attenzione soprattutto sulla ricerca delle cause dell’evoluzione. Due dati in particolare lo aiutarono a scoprire il meccanismo dell’evoluzione: Durante il suo viaggio...

Quali dati aiutano i naturalisti a ricostruire la storia della vita? Come al tempo di Darwin, il contributo più importante deriva dai fossili (▶figura 10), che ci possono fornire molte informazioni circa la forma del corpo degli organismi vissuti...

Grazie alla loro capacità di utilizzare processi metabolici di vario genere, diverse specie di procarioti svolgono ruoli benefici per la vita umana e più in generale per la biosfera, producendo o degradando molecole che gli eucarioti non sono in...

Il regno dei protisti presenta una straordinaria varietà di forme (▶figura 8); in questa pagina puoi trovare una carrellata dei gruppi più comuni di protisti unicellulari.

Si ritiene che le più antiche piante terrestri dovessero assomigliare alle attuali piante non vascolari, come i muschi, che formano tappeti di piantine di pochi centimetri di altezza, solitamente in habitat umidi (▶figura 11). Le piante non...

I funghi (▶figura 29) sono organismi per lo più pluricellulari, sebbene la maggior parte dei gruppi comprenda anche specie unicellulari. Gli zigomiceti sono per lo più terrestri e si comportano da saprofiti o parassiti. Sono state descritte oltre...

Nel corpo di un animale si possono riconoscere diversi tipi di cellule; tutte contengono gli stessi cromosomi, ma hanno forme, dimensioni e funzioni diverse. Negli animali più semplici, come le spugne, la specializzazione è ridottissima, ma nella...

I vertebrati sono un gruppo di cordati che devono il proprio nome alla colonna vertebrale, una struttura dorsale di supporto che sostituisce la notocorda durante le prime fasi di sviluppo embrionale. La colonna vertebrale è composta da una serie di...

Durante il Carbonifero, gli amnioti si differenziarono in due classi principali: i mammiferi e i rettili. La linea evolutiva che porta ai rettili attuali, che comprendono oggi oltre 7500 specie, ha avuto origine circa 250 milioni di anni fa; le specie...

Per i suoi esperimenti Mendel scelse le piante di pisello. La sua scelta fu dettata da precise ragioni: i piselli sono facili da coltivare, è possibile tenerne sotto controllo l’impollinazione e ne esistono più varietà con caratteri chiaramente...

Oggi sappiamo che i geni sono tratti di DNA contenuti nei cromosomi. Più precisamente, un gene è una sequenza di DNA che si trova in un punto preciso del cromosoma, detto locus (al plurale loci), e che codifica un preciso carattere (▶figura 5)....

In che modo le leggi di Mendel si applicano alla specie umana? Mendel ha elaborato le sue leggi eseguendo molti incroci programmati e numerosi conteggi della prole. Né l’una né l’altra procedura è applicabile agli esseri umani, perciò la...

I filmati, su animali e piante, mostrano ai tuoi studenti la vita in movimento. Gli audio in inglese sono esercizi di ascolto e comprensione.

Per i suoi esperimenti Mendel scelse le piante di pisello. La sua scelta fu dettata da precise ragioni: i piselli sono facili da coltivare, è possibile tenerne sotto controllo l’impollinazione e ne esistono più varietà con caratteri chiaramente...

Oggi sappiamo che i geni sono tratti di DNA contenuti nei cromosomi. Più precisamente, un gene è una sequenza di DNA che si trova in un punto preciso del cromosoma, detto locus (al plurale loci), e che codifica un preciso carattere. Mendel ha...

In che modo le leggi di Mendel si applicano alla specie umana? Mendel ha elaborato le sue leggi eseguendo molti incroci programmati e numerosi conteggi della prole. Né l’una né l’altra procedura è applicabile agli esseri umani, perciò la...

In una specie, a seguito di mutazioni casuali, possono esistere più di due alleli di un certo gene (anche se ogni individuo diploide ne contiene soltanto due, uno di origine materna e l’altro di origine paterna). Questa condizione prende il nome di...

Un allele soppressore agisce cancellando l’espressione di un allele mutante di un altro gene, dando luogo al normale fenotipo selvatico; per esempio, nel moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) esiste un allele recessivo pd che produce occhi...

Un’associazione assoluta è un evento estremamente raro. Se l’associazione fosse assoluta, la legge di Mendel dell’indipendenza si applicherebbe soltanto ai loci situati su cromosomi diversi. La realtà dei fatti è più complessa e quindi anche...

Sul cromosoma Y devono esserci dei geni che determinano il sesso maschile. Ma come possiamo esserne sicuri? Un sistema per stabilire una relazione di causa (nel caso dei mammiferi, un gene sul cromosoma Y) ed effetto (nella fattispecie, la...

Il cuore umano è un organo muscolare cavo, diviso in quattro camere: due atri e due ventricoli. Gli atri ricevono sangue dalle grandi vene e ciascuno di essi lo trasferisce al sottostante ventricolo; i ventricoli spingono con forza il sangue nei due...