Che cos è la vita? Leonardo Beccarisi. 22 ottobre a lezione. 1 a parte. Corso di Ecologia Università degli Studi di Roma Tre

Documenti analoghi
Membri dell universo microbico

caratteristiche dei viventi

I materiali della vita

INCLUSIONI MEMBRANA, CAPSULA, PARETE CELL. FLAGELLI PILI RIBOSOMI STRUTTURE CELLULARI INCLUSIONI MEMBRANA, CAPSULA, PARETE CELL.

Costituenti chimici della materia vivente


CORSO di BIOLOGIA ANIMALE E GENETICA

L ACQUA E LE SUE PROPRIETÀ

Caratteristiche generali dei sistemi viventi

La massa è la quantità di materia di cui è fatta una qualsiasi cosa

LIVELLI di ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA

Unità fondamentale di tutti gli organismi viventi.

Archaea. Eukarya. Bacteria. Il raggruppamento in. Eukarya, Archaea, Bacteria ALCUNE CLASSIFICAZIONI "GLOBALI" DEGLI ORGANISMI VIVENTI

Programmazione di Biologia a.s

UNITA 1 LE MOLECOLE DELLA VITA :

Il carbonio è l elemento di base delle biomolecole. Una cellula batterica può contenere fino a 5000 tipi diversi di composti organici.

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu

LA CHIMICA DELLA VITA

Gli organismi viventi. Enrico Degiuli Classe Prima

Costituenti chimici della materia vivente

Immagini e concetti della biologia

CHIMICA E BIOLOGIA. PRIMO ANNO (Liceo Classico e Liceo delle Scienze Umane)

Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule

Programmazione di scienze naturali Anno scolastico 2016/2017

Percorso formativo disciplinare. Disciplina: SCIENZE NATURALI. Anno scolastico 2016/2017 INTRODUZIONE LE IDEE FONDANTI DELLA BIOLOGIA:

Gerard Tortora, Brian Derrickson. Conosciamo

Le proteine o protidi

La cellula. Da sito:

Tutta la vita cellulare ha le seguenti caratteristiche in comune. tutte le cellule hanno una membrana cellulare che separa il liquido extracellulare

Gli organismi viventi. Enrico Degiuli Classe Prima

Esempi di programmazione di moduli e unità didattiche

CELLULA. La cellula è la più piccola unità di un organismo in grado di funzionare in modo autonomo. Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule.

2. La chimica della vita Tutta la MATERIA è soggetta alle leggi della CHIMICA e della FISICA

A_Test di valutazione di Biologia Generale:


Anno scolastico 2015/16

È stimato che oggi sulla terra sono presenti da 10*10 6 a 100*10 6 specie viventi

Modulo Biologia-Chimica-Fisica. Syllabus delle conoscenze di base cui fanno riferimento le 25 domande

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE NICOLA MORESCHI PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE Materia: SCIENZE NATURALI a.s. 2017/2018

alcuni organismi sono formati da 1 sola cellula, e si chiamano unicellulari quelli formati da più cellule si chiamano pluricellulari

Composti organici. I composti organici. Atomi e molecole di carbonio. Atomi e molecole di carbonio. Gruppi funzionali. Isomeri

LE MOLECOLE DELLA VITA

Istituto di Istruzione Secondaria Superiore Statale «Via Silvestri 301» Programma di SCIENZE NATURALI

Biologia. La cellula al lavoro

ANNO SCOLASTICO 2017/2018. DIPARTIMENTO DI SCIENZE INDIRIZZO Liceo Classico.. CURRICOLO DI SCIENZE NATURALI. Biennio

Testi di riferimento

La chimica della vita

I.P.S.I.A. INVERUNO 2 ^ Tecnico Turismo, Tecnico grafica e

1. La biologia studia le caratteristiche della vita 2. Competenze in azione Carboidrati e lipidi: i combustibili delle cellule 20

Anno scolastico 2014/2015

PIANO DI LAVORO DEL PROFESSORE

Introduzione allo studio della citologia

PIANO DI LAVORO DEL PROFESSORE

Esami di Idoneità/Integrativi. Liceo delle Scienze Umane / Economico Sociale / Linguistico

LICEO CLASSICO V.POLLIONE FORMIA A.S. 2014/2015 PROGRAMMA DI BIOLOGIA CLASSE V GINNASIO SEZIONE B C E DOCENTE: ORLANDO GIOVANNA

CPIA 1 FOGGIA punto di erogazione San Severo. Prof.ssa ANNA LUCIA L. CANCELLIERE

Le biomolecole si trovano negli organismi viventi

PROGRAMMAZIONE PIANO DI LAVORO SCIENZE CLASSE Prima. Chimica/Fisica

ISTITUTO TECNICO COMMERCIALE STATALE ABBA-BALLINI

ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE ISTITUTO TECNICO ECONOMICO STATALE. Roberto Valturio RELAZIONE FINALE E PROGRAMMA SVOLTO. a.s.

ELENCO DEGLI ARGOMENTI

Nel sec. XIX nasce la chimica agraria

SCIENZE INTEGRATE: BIOLOGIA

LICEO SCIENTIFICO STATALE GALILEO GALILEI Siena. Anno scolastico 2013/2014 PROGRAMMA SVOLTO

Liceo scientifico G.Castelnuovo Anno scolastico 2016/17 Programma svolto di Scienze Naturali Classe 2 A Docente D Agostino

Principi di Biochimica

LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI

Capitolo 6 La respirazione cellulare

Le molecole della vita

Istituto di Istruzione Secondaria Superiore Statale «Via Silvestri 301» Programma di SCIENZE NATURALI

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA BIOLOGIA A.S

PIANO DI LAVORO classe II scienze applicate

LICEO SCIENTIFICO STATALE GALILEO GALILEI Siena

INDICE DEL BOOK DI BIOLOGIA

Istituto di Istruzione Secondaria Superiore Statale «Via Silvestri 301»

Obiettivi di apprendimento. Il sistema periodico (Lab. Elementi e Composti

GRANDI IDEE DELLA BIOLOGIA L ACQUA E LE BIOMOLECOLE NEGLI ORGANISMI RISORSE DIGITALI RISORSE DIGITALI

LICEO CLASSICO STATALE G. GARIBALDI DI PALERMO PROGRAMMAZIONE DI SCIENZE CLASSE SECONDA. Competenze di cittadinanza Saper fare Periodo

Classe prima. Classe seconda

TAVOLA DI PROGRAMMAZIONE

Biologia. Esplicitazone del prodotto/compito ESITI DI APPRENDIMENTO

LE MOLECOLE BIOLOGICHE

IL PRIMO PROBLEMA CHE SI PONE PER CHI STUDIA LE CELLULE STA NEL FATTO CHE IN GENERE LE CELLULE NON SI VEDONO.

Le reazioni esoergoniche e quelle endoergoniche del metabolismo cellulare sono legate dalla molecola di ATP.

All interno delle cellule UD3

CURRICOLO DI SCIENZE CLASSE PRIMA

Le più piccole unità viventi: LE CELLULE

SCIENZE NATURALI. Liceo scientifico. Scienze Applicate. Gli obiettivi che lo studente, alla fine del corso, deve aver raggiunto, sono:

I principi nutritivi. Enrico Degiuli Classe Seconda

I composti organici e i loro polimeri

La vita e le sue molecole. Il mondo della cellula. Sommario. Nelle risorse digitali. Nelle risorse digitali

I composti organici. Il carbonio e i composti organici

8. Un numero di Avogrado di atomi di carbonio corrisponde a quanti grammi? a) 6 b) 12 c) 24

Liceo scientifico G.Castelnuovo Anno scolastico 2015/16 Programma svolto di Scienze Naturali Classe 2 L Docente D Agostino

Botanica generale e sistematica

Transcript:

Che cos è la vita? 1 a parte Leonardo Beccarisi Corso di Ecologia Università degli Studi di Roma Tre 22 ottobre 2010 2 a lezione

Sommario 1 Il metodo scientifico I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica 2 La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi 3 Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari 4

I metodi dell Ecologia Il metodo scientifico I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Descrizione 1 Basata sull osservazione dei fenomeni naturali. Sperimentazione 2 Basata su un intervento programmato in un determinato settore naturale. Costruzione di modelli Un modello è un caso analogo ad un sistema naturale; si differenzia da esso per il substrato (che può essere verbale, grafico o matematico), per le dimensioni e per l astrazione. 1 Esperimento naturale 2 Esperimento manipolativo, studio controllato

Modelli Il metodo scientifico I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica

I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica 1 Osservazione Il ricercatore compie osservazioni della natura senza manipolarla, oppure mediante esperimenti finalizzati 2 Ipotesi di lavoro Il ricercatore elabora una congettura provvisoria che spieghi il fenomeno osservato 3 Verifica Per stabilire la correttezza dell ipotesi, il ricercatore definisce un programma (disegno sperimetale) con cui effettuare nuove e rigorose osservazioni 4 Raccolta di dati Il ricercatore compie le osservazioni secondo il programma definito precedentemente 5 Interpretazione Il ricercatore analizza i dati e stabilisce il grado (probabilità) di validità dell ipotesi di lavoro

Pubblicazioni scientifiche I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica I risultati di una ricerca sono sottoposti all esame della comunità scientifica e resi pubblici attraverso riviste e congressi.

Le spiegazioni di un fenomeno naturale I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Le teorie sono spiegazioni proposte di un fenomeno naturale, corroborate da dati ed osservazioni, ed accettate generalmente dalla comunità scientifica (es. la teoria dell evoluzione) I fatti sono proposizioni empiriche che hanno ricevuto continue conferme e nessuna confutazione. Essi sono facilmente accertabili ed invarianti rispetto a trasformazioni teoriche (es. l estinzione dei dinosauri) Le leggi (proprie delle scienze fisiche) si applicano a processi il cui esito è prevedibile (es. la legge di gravitazione universale) Pressoché nessuna regolarità che sia stata osservata nei sistemi complessi soddisfa la definizione rigorosa di legge adottata dai fisici e dai filosofi. (Mayr, 1998)

A proposito di specie estinte... Quando l estinzione di una specie diventa un fatto? I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica L estinzione dei dinosauri è un fatto. Però, in molti casi l estinzione di una specie può essere solo teorizzata. IUCN International Union for Conservation of Nature (IUCN) definisce le categorie ed i criteri con cui valutare il rischio di estinzione di una specie. Un taxon è estinto quando non vi è dubbio che l ultimo individuo sia morto. Un taxon si presume estinto quando attraverso indagini esaustive condotte in tutto il suo areale storico non sono riusciti a registrare alcun individuo. Le indagini dovrebbero essere condotte in un lasso di tempo adeguato al ciclo di vita del taxon ed alla sua forma di vita.

A proposito di specie estinte... Quando l estinzione di una specie diventa un fatto? I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica La certezza che una specie sia estinta può dipendere: Da quanto è antica la data dell ultima osservazione Dall estensione dell area geografica Dalla grandezza fisica della specie Dall accessibilità del territorio

A cosa serve la statistica I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Nel mondo del vivente abbondano le regolarità, che però non sono universali né prive di eccezioni; esse sono probabilistiche e soggette a limitazioni nello spazio e nel tempo. La statistica si occupa di organizzare, sintetizzare e descrivere dati di tipo quantitativo. Essa consente di trarre delle conclusioni dai dati e di effettuare, quindi, delle generalizzazioni.

Un esempio Studio simulato sulla distribuzione di due specie vegetali I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Lo scenario Area di studio = 40.000m 2 Numero individui Specie A 532 Specie B 1029 Ma noi non lo sappiamo

Un esempio Studio simulato sulla distribuzione di due specie vegetali I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Plot N. ind. N. ind. specie A specie B 1 4 2 2 1 4 3 3 5 4 6 1 5 1 4 6 1 5 7 4 6 8 4 2 9 1 7 10 0 2 11 5 3 12 2 6 13 4 3 14 4 0 15 1 7 16 1 7 17 1 5 18 3 0 19 1 4 20 4 0 21 1 1 22 1 7 23 2 7 24 5 1 Area di un plot = 100m 2

Un esempio Studio simulato sulla distribuzione di due specie vegetali I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Risultati Confronto tra le medie Specie Specie A B Totale individui 60 89 Media per plot 2.5 3.7 t.test t = -1.9546 df = 40.843 p-value = 0.0575 Rapporto SpecieA / SpecieB 0.67 (campione) 0.51 (popolazione reale)

Un esempio Studio simulato sulla distribuzione di due specie vegetali I metodi dell Ecologia Il consenso scientifico L analisi statistica Risultati Correlazione correlation.test cor = -0.5324761 t = -2.9506 df = 22 p-value = 0.007392

Le condizioni che consentono la vita La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Disponibilità di una fonte di energia luminosa (il sole). Presenza dell atmosfera (un prodotto della forza gravitazionale) che protegge da radiazioni ultraviolette (tossiche per i tessuti biologici) e meteoriti. Presenza di acqua in tre stati di aggregazione (l acqua occupa i 3/4 della superficie terrestre e costituisce il 60-80% della massa degli organismi viventi). L acqua: Costituisce il medium in cui avvengono le reazioni biochimiche È un solvente per sostanze polari o ioniche Ha funzione di trasporto di materia sia a livello di organismo che di ecosistema

La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Vita e pensiero scientifico come forze modificatrici sulla Terra La biosfera è l involucro terrestre in cui è presente la vita ed in cui si realizzano i cicli della materia (cicli biogeochimici). Vladimir Ivanovič Vernadskij (1863-1945) Secondo Vernadskij, il pensiero scientifico e l attività della scienza costituiscono una forza biologica che opera nella biosfera. Così come la nascita della vita ha trasformato in maniera significativa la geosfera, così la nascita della conoscenza ha trasformato radicalmente la biosfera. Geosfera = Biosfera = Noosfera

Conservazione della materia La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Concetti fondamentali è tutto ciò che è dotato di massa ed occupa uno spazio. Stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. è costituita da elementi. Gli elementi sono costituiti da atomi. Gli atomi possono unirsi a formare composti (molecole). In condizioni normali, la materia non viene né creata né distrutta, ma riciclata più e più volte. Legge di conservazione della massa Quando della materia cambia di forma, volume o stato di aggregazione, la sua massa non varia.

La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Gli elementi importanti per gli esseri viventi Elemento Funzioni fisiologiche Idrogeno (H) Costituente dell acqua cellulare e del materiale organico della cellula Ossigeno (O) Costituente dell acqua e del materiale organico cellulare; accettore di elettroni nella respirazione degli organismi aerobi Carbonio (C) Costituente dei materiali organici della cellula Azoto (N) Costituente di proteine, acidi nucleici e coenzimi Zolfo (S) Costituente di proteine (negli amminoacidi cisteina e metionina) e di alcuni coenzimi Fosforo (P) Costituente di acidi nucleici, fosfolipidi e coenzimi Altri elementi fondamentali Potassio (K) Magnesio (Mg) Manganese (Mn) Calcio (Ca) Ferro (Fe) Cobalto (Co) Rame (Cu) Zinco (Zn) Nichel (Ni) Molibdeno (Mo) Cloro (Cl) Boro (B)

Le molecole biologiche Il metodo scientifico La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi La chimica degli organismi viventi è organizzata intorno all elemento carbonio, che rappresenta più della metà del peso secco delle cellule. Proteine Le proteine, lunghi polimeri di amminoacidi, costituiscono, a parte l acqua, la frazione più grande della cellula. In una cellula esistono migliaia di tipi diversi di proteine, che svolgono diverse funzioni: Elementi strutturali Enzimi, che mediano le reazioni biochimiche Recettori, che trasferiscono segnali specifici Trasportatori, che trasportano sostanze specifiche verso l interno o l esterno della cellula.

Le molecole biologiche Il metodo scientifico La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Acidi nucleici Gli acidi nucleici, DNA e RNA, sono polimeri di nucleotidi. Essi conservano, trasmettono e traducono l informazione genetica. Carboidrati I monosaccaridi sono zuccheri semplici (es. glucosio) utilizzati prevalentemente nei processi per la produzione di energia I polisaccaridi sono polimeri di zuccheri semplici. Hanno due funzioni principali: 1 Riserve di sostanze nutritive da cui estrarre energia 2 Elementi extracellulari legati alla membrana cellulare

Le molecole biologiche Il metodo scientifico La biosfera Conservazione della materia La composizione chimica degli esseri viventi Lipidi Nella cellula esistono diversi tipi di lipidi, che svolgono diverse funzioni, tra cui: Componenti strutturali delle membrane Riserve di composti ricchi di energia

Prime osservazioni al microscopio Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)

La teoria cellulare Il metodo scientifico Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari Matthias Jacob Schleiden (1804-1881) 1 Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule 2 Le cellule hanno origine da altre cellule 3 Le reazioni chimiche avvengono all interno delle cellule 4 Le cellule contengono le informazioni ereditarie Theodor Schwann (1810-1882)

Procarioti e eucarioti Il metodo scientifico Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari Gruppi tassonomici Procarioti Eucarioti Batteri (incluse alghe Protisti (protozoi, alghe, azzurre = cianobatteri) funghi), piante (piante con semi, felci, muschi), animali 1 10µm > 10µm Dimensioni cellule Nucleo Assente Presente Organizzazione Unicellulare Unicellulare o pluricellulare

Cellule animali e vegetali Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari

Organismi non cellulari Prime osservazioni al microscopio La teoria cellulare Tipi di cellule Organismi non cellulari Virus Sono costituiti da proteine e da un solo tipo di acidi nucleici (DNA o RNA). Sono parassiti cellulari di animali, piante e batteri. Viroidi Sono costituiti da un singolo filamento di RNA. Sono causa di alcune malattie per le piante. Prioni Agenti infettivi non convenzionali di natura proteica.

Collegamenti con il libro di testo Capitolo 2 pp. 37-45 Capitolo 6 pp. 137-143 Letture consigliate Pera M., 1996 Apologia del metodo. Editori Laterza. Mayr E., 1998 Il modello biologico. McGraw-Hill. Vernadskij V. I., 1999 La biosfera e la noosfera. Sellerio editore Palermo. Gruppo LASER, 2005 Il sapere liberato. Il movimento dell open source e la ricerca scientifica. Giangiacomo Feltrinelli Editore. Siti web The IUCN Red List of Threatened Species http://www.iucnredlist.org/ Fonti delle immagini SCIENCEWATCH (p. 6); OpenClipArt (nicubunu: p. 11, gustavorezende: p. 18, Platypuscove: p. 9); Wikipedia (pp. 16, 15, 22, 23, 26). OpenStreetMap (p. 4) Presentazione realizzata con il sistema Beamer 3.07.