07/03/17
CorsodiLaureainFARMACIA
BIOLOGIAANIMALEEVEGETALE
(CFU9+1)
a.a.2016/2017
docente:ViHoriaInfanJno
Studio:DiparJmentodiScienzeIpiano
e-mail::[email protected]
Slides:hHp://www2.unibas.it/infanJno/
• LibridiTestoconsigliaJ
• PrincipidiBIOLOGIA-CampbellNeilA,REECE
JaneB.,
Ed.Pearson
• BIOLOGIA-S.L.Wolfe-P.J.Russell–P.E.Hertz–
C.Starr–B.McMillan,Ed.EdiSES
• L’essenzialediBiologiamolecolaredellacellula-
Alberts,Betal.-Ed.Zanichelli
•
GeneJcaUmana-Conce`eapplicazioni-R.LEWIS-Ed.
Piccin
Studiarelavitaalivellidiversi
• Branchediversedellabiologiastudianola
vitaalivellidiversiu8lizzandounaampia
varietàdistrumen8.
• Ladisponibilitàdinuovistrumen8fa
emergeredomandenuoveagliscienzia8
Ecologistudianole
specienelloro
ambientenaturale
Ecologia-Studioalivellodi:
popolazione/comunità/
ecosistema
Anatomiciefisiologi
studianocomele
struCuredegli
organismisono
correlateconleloro
funzioni
Anatomiaefisiologia-
Studioalivellodi:tessuto/
organo/organismo
Biologicellulari
u8lizzanoilmicroscopio
percomprenderecome
lecellulefunzionano
Biologiacellulare-Studioa
livellodi:cellula
La biologia è una scienza sperimentale
Lacomprensionedellabiologia
• Lachiaveèlacuriosità
Biologimolecolarie
biochimicistudianole
molecoleele
macromolecoleche
cos8tuisconolecellule
Ibiologideisistemipossono
studiaregruppidimolecole.
Ilmicroarraymostratonella
figuraanalizzal espressione
contemporaneadimol8geni
Biologiadeisistemi(Systemsbiology)-StudioatuKilivelli,quello
indicatoinfiguraèilmolecolare
metodigenerali
1. Scienzabasatasullescoperte
2. Dimostrazionedelleipotesi
Biologiamolecolare-
Studioalivello:molecolare/
anatomico
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Dimostrazionedelleipotesi/metodo
scienJfico
Osservazione Le foglie dell acero cadono in autunno quando i giorni sono più freddi e più corti
Ipotesi La minore esposizione alla luce del giorno causa la caduta delle foglie
• Cinquefasi
1. LeosservazionivengonoeffeCuateinfunzionedelfenomeno
naturale.
Esperimento Piccole
piante di acero sono
cresciute in due serre dove
l unica variabile è il tempo
di esposizione alla luce
Gruppo di controllo:
La quantità di luce rimane
costante per 200 giorni
2. Questeosservazioniportanoallaformulazionedellaipotesi
checercadispiegareilfenomeno.
3. VengonoquindicondoKesperimenJperdeterminaresetali
previsionisonovalide.
4. VengonoquindianalizzaJIdaJoHenuJdagliesperimen8.
5. L ipotesiinizialevieneacceHataorifiutata.
Conclusione L ipotesi è accettata
Una analisi statistica può
valutare se i dati
provenienti dai campioni
di controllo e quelli
sperimentali risultano
significativamente
differenti. Nell esempio
risultano tali.
La biologia è una scienza sperimentale
La biologia è una
scienza
sperimentale
Interpretare i risultati e trarne conclusioni.
Necessità di un giusto campionamento
(utilità della statistica).
Applicazione del
metodo sperimentale
Avanzare una teoria (suffragata da un
certo numero di ipotesi verificate)
Proprietàdellavita
• LivellidiOrganizzazione
• Diversità
– Mol88pidiambien8conorganismi
differen8
• Unità
– TuCeleformedivitaaCuali
manifestanouninsiemedi
caraCeris8checomuni
– Basatesullaevoluzionebiologica
Gruppo sperimentale :
La quantità di luce si riduce
progressivamente per 200 giorni
LivellidiOrganizzazione
1 – atomi
2 – molecole e
macromolecole
3 – cellule
5 – organi
4 – tessuti
6 – organismo
10 – biosfera
9 – ecosistema
7 – popolazione
8 – comunità
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Diversità
Diversità
Unità
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
SeHecaraHerisJchedellavita
Celluleedorganizzazione
Usodell energiaemetabolismo
Rispostaaimutamen8ambientali
Regolazioneedomeostasi
Crescitaesviluppo
Riproduzione
Evoluzionebiologica
(e) Crescita e sviluppo: la crescita
produce un maggior numero di
cellule con dimensioni maggiori,
mentre lo sviluppo produce
organismi con un insieme definito
di caratteristiche
(f) Riproduzione: per mantenere la
vita
per molte generazioni gli organismi
si devono riprodurre. Per via del
materiale genetico, la progenie
tende
ad avere tratti simili ai genitori
(a) Cellule ed organizzazione: gli organismi
mantengono un ordine interno. La più
semplice unità dell organizzazione è la
cellula
(b) Uso dell’energia e metabolismo:
per
mantenere il loro ordine interno, gli
organismi necessitano dell energia.
Questa è utilizzata nelle reazioni
chimiche conosciute con il nome di
metabolismo
(c) Risposta ai mutamenti
ambientali:
gli organismi rispondono ai
mutamenti ambientali per
promuovere la loro sopravvivenza
(d) Regolazione ed omeostasi:
gli organismi regolano le loro
cellule ed i loro corpi per mantenere
relativamente stabili le condizioni
interne, questo processo è chiamato
omeostasi
Le caratteristiche
della VITA:
Tutti gli esseri
viventi rispondono
agli stimoli
- Movimento biologico
(g) Evoluzione biologica:
popolazioni
di organismi cambiano durante il
corso di molte generazioni.
L evoluzione induce tratti che
promuovono la sopravvivenza ed
il
successo riproduttivo
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Aumento dimensione delle
singole cellule
Le caratteristiche della VITA
Crescita
ORGANISMI
VIVENTI
Sviluppo
Aumento numero di
cellule
Tutti gli esseri viventi sono
composti da una o più cellule
Serve per mantenere
Metabolismo
Risposta agli stimoli
Riproduzione
Omeostasi:
stato di equilibrio
interno
Asessuata
NUOVE CELLULE sono formante
esclusivamente da divisioni di
cellule esistenti
Sessuata
TEORIA CELLULARE
• 1665 (Hooke) : creazione del primo microscopio ottico e
osservazioni su sezioni di sughero utilizzo per prima volta del
termine cellula.
• 1838 (Schleiden) – 1838 (Schwann): le piante e gli animali
sono costituiti da cellule
• 1855 (Virchow): divisione cellulare
Tutte queste osservazioni portarono alla
formulazione della teoria cellulare,
caposaldo della biologia
•
•
L’olandese van Leeuwenhoek (1632-1723) utilizzando il
microscopio semplice (costituito da una sola lente ed un
ingrandimento 200x) osservò e descrisse molte specie di protozoi,
alghe e batteri.
1838-1839: I
tedeschi Schleiden
per i tessuti vegetali
e Schwann per
quelli animali
enunciarono la
TEORIA CELLULARE.
A l c u n e l o r o
concezioni si
r i v e l a r o n o
successivamente
errate ma essi erano
perfettamente
scusabili.
TEORIA CELLULARE
Il termine cellula fu
coniato per la prima volta
nel 1665 da Robert Hooke
il quale osservando al
microscopio ottico
composto (detto così per
la presenza di più lenti)
uno strato sottile di
sughero si accorse che
tale sezione era formata
da tanti comparti separati
da pareti cioè “piccole
stanze” che chiamò
cellule.
Schleiden sosteneva che la riproduzione cellulare era dovuta ad
una sorta di gravidanza della cellula.
Schwann riteneva invece che le cellule si originassero da
pezzetti di tessuto nel liquido che si trova tra cellula e cellula.
Finché nel 1859 Virchow
coniò il famoso aforisma:
”Ogni cellula deriva da
un’altra cellula ”, valida
ancora oggi.
La moderna TEORIA
CELLULARE può essere
ricondotta a quattro
affermazioni principali:
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TEORIA CELLULARE
1. Tutta la materia vivente è formata da cellule
2. Tutte le cellule derivano da altre cellule
La cellula:
3. L’informazione genetica è trasmessa da una
generazione all’altra
La più piccola porzione di materia
4. Le reazioni chimiche che costituiscono il
metabolismo avvengono all’interno delle cellule
caratteristiche della materia vivente
Dimensioni delle cellule
unità di misura internazionali
Origine della specie per selezione
naturale (Darwin, Wallace 1859)
- Concetto unificante della biologia
- Ogni membro di una specie è diverso
- La prole è sovrabbondante
- Competizione per le risorse
- Trasmissione dei caratteri vantaggiosi
vivente dotata di tutte le
medesima
Dimensioni delle cellule
Le cellule hanno (quasi tutte) dimensioni molto piccole. Ad es. una cellula di
E.coli ha un volume di 2x10-12 ml. Vi sono anche cellule molto grandi come ad
es. l’acetabularia (un’alga unicellulare lunga 5 cm!).
IduemeccanismideicambiamenJevoluJvi
1. DiscendenzaverJcaleconMutazioni
– Progressionedicambiamen8inuna
discendenza
– Nuovespeciesievolvonodaspeciepreesisten8inseguitoall accumulodi
mutazioni
– Laselezionenaturaletraevantaggidalle
mutazionibenefiche
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IduemeccanismideicambiamenJevoluJvi
2. Trasferimentogenicoorizzontale
– Cambiamen8gene8citraspeciedifferen8
– Rela8vamenteraro
– Igenicheconferisconoresistenzaagli
an8bio8civengonoalcunevoltetrasferi8tra
baCeridispeciedifferen8
Genedi
resistenza
all an8bio8co
Proveniente
daE.coli
Trasferimento
genico
orizzontale
versouna
specie
diversa
Genedi
resistenza
all an8bio8co
SpeciebaCerichedel8po
Escherichiacoli
Un gene codifica un
enzima che è
coinvolto nella sintesi
del pigmento marrone
giallastro
Una mutazione
sopraggiunta in questo
gene ha alterato la
funzione di questo
enzima così che viene
prodotto il pigmento nero
I giaguari
maculati hanno
un vantaggio
nella caccia
nelle praterie
I giaguari neri
(pantere) hanno un
vantaggio nella caccia
nelle foreste
SpeciebaCerichedel8po
Streptococcuspneumoniae
Classificazione
• Latassonomiasioccupadiraggrupparelespecie
sullabasediunprogenitorecomune
• 3domini
– BaCeri-procario8unicellulari
– ArcheabaCeri-procario8unicellulari
– Eucario8-eucario8unicellulariopluricellulari
• 4regni
– Pro8s8,funghi,pianteedanimali
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• Unaspecievieneposizionataingruppi
progressivamentepiùpiccolichesonopiùvicini
evolu8vamente
• QuestometodosoColineal unitàeladiversità
dispeciedifferen8
• Esempiodelgiaguaro
L’energia della vita
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PROCARIOTI
Batteri
EUCARIOTI
Protisti, animali,
piante e funghi
Membrana cellulare
Cellule piccole con interno omogeneo
Cellule più grandi e con nucleo
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