Livello fisico-chimico - La Materia e l'Energia

L’Universo è costituito di materia e di energia. Poiché le cellule viventi fanno parte dell’Universo, sono anch’esse costituite di materia ed energia e sono quindi anch’esse soggette alle stesse leggi fisiche e chimiche che reggono l’Universo nel suo insieme.
Di conseguenza, le caratteristiche e il comportamento delle cellule e di tutti gli organismi viventi trovano spiegazione nelle proprietà fisiche e chimiche di base della materia. La comprensione della biologia moderna necessita perciò della conoscenza dei concetti fondamentali di fisica e chimica.

• -          La struttura atomica;
• -          I movimenti delle molecole nei fluidi;
• -          I processi di diffusione anche attraverso le membrane;
• -          La pressione osmotica;
• -    Il trasporto passivo e attivo delle sostanza, anche in direzione contraria al gradiente di     concentrazione;
• -          Le caratteristiche fondamentali dei sistemi dispersi;
• -          Il pH.

LA STRUTTURA DELLA MATERIA
Tutto l’Universo, noi stessi e ciò che ci circonda, è costituito di materia. Materia è tutto ciò che ha massa, cioè tutto ciò che occupa uno spazio. 

• -          Definizione di Massa – Quantità di materia che un corpo possiede.
• -          Definizione di Spazio – Lo spazio euclideo, ovvero ciò che ci circonda.

LA MATERIA
DAL PUNTO DI VISTA DELLA SUA COMPOSIZIONE
Dal punto di vista della composizione, la materia è costituita da sostanze semplici (o elementi) e da sostanze composte (o composti).

• -          Un elemento è una sostanza che non può essere scomposta in sostanze più semplici;
• -          Un composto è una sostanza che può essere scissa in sostanze più semplici.

LA MATERIA
DAL PUNTO DI VISTA CHIMICO
Dal punto di vista chimico le sostanze si suddividono in: sostanze organiche e sostanze inorganiche.

-          Le sostanze organiche sono composti del carbonio dove si trovano combinati con esso, in maniera variabile a seconda della sostanza presa in esame, altri elementi, come l’ossigeno o l’idrogeno. Il termine “organico” è nato per designare queste sostanze che vengono prodotte naturalmente dai metabolismi vegetali o animali. Attualmente queste sostanze si possono ottenere anche come prodotti di sintesi in laboratorio.

-          Le sostanze inorganiche sono invece composte da tutti gli altri elementi che non sono prodotti dal metabolismo degli organismi viventi, anche se da essi sono utilizzati nei processi vitali o come fonte di energia.

LA MATERIA
DAL PUNTO DI VISTA FISICO
Dal punto di vista fisico la materia può presentarsi allo stato solido, liquido o aeriforme, ma, a certe condizioni di temperatura e di pressione, la materia può passare da uno stato all’altro e viceversa.

• Quando cambia lo stato fisico, ma non la composizione chimica della materia, si parla di passaggio di stato;
• Quando la materia si trasforma da una sostanza in un’altra, si parla di reazione chimica