La cellula
Unità fondamentale di tutti
gli organismi viventi.
Cellula procariote
Cellula animale
Cellula vegetale
Le cellule procariote e eucariote
Cellula procariote
Cellula eucariote
Cromosomi
Presente
(uno solo)
Presente
(più d’uno)
Membrana
cellulare
Presente
Presente
Membrana
nucleare
Assente
Presente
Organuli
circondati da
membrana
Assenti
Presenti
Parete cellulare
Presente
Presente (solo in
piante e funghi)
COME AVVIENE LA COMUNICAZIONE TRA LE CELLULE?
Naturalmente solo negli organismi pluricellulare – e quindi negli EUCARIOTI.C
E
L
L
Avviene mediante le GIUNZIONI CELLULARI.
U
L
A
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M
A
L
E
COME AVVIENE LA COMUNICAZIONE TRA LE CELLULE?
CELLULA VEGETALE
COME ENTRANO ED ESCONO LE SOSTANZE
TRASPORTO PASSIVO
Acqua, ossigeno, anidride
carbonica, zuccheri
Nel trasporto passivo le particelle si
spostano da una parte all’altra della
membrana
plasmatica a seconda della loro
concentrazione, cioè dal lato dove
sono più concentrate
verso quello dove lo sono meno.
TRASPORTO ATTIVO
TRASPORTO PASSIVO
COME ENTRANO ED ESCONO LE SOSTANZE
TRASPORTO PASSIVO
TRASPORTO ATTIVO
Acqua, ossigeno, anidride
carbonica, zuccheri
Nel trasporto passivo le particelle si
spostano da una parte all’altra della
membrana
plasmatica a seconda della loro
concentrazione, cioè dal lato dove
sono più concentrate
verso quello dove lo sono meno.
Nel trasporto attivo le particelle si
spostano da una parte all’altra della
membrana
plasmatica contro la loro
concentrazione, cioè dal lato dove
sono meno concentrate
verso quello dove lo sono di più.
TRASPORTO ATTIVO
I processi
metabolici
cellulari
Metabolismo
E’ l’insieme delle reazioni chimiche che
avvengono in una cellula o, più in
generale, in qualsiasi organismo.
Le sostanze coinvolte in tali reazioni sono dette
metaboliti
Sintetizzati dagli organismi
Derivati dall’ambiente
Macromolecole organiche:
zuccheri, lipidi, proteine /
Nutrienti, acqua, anidride
carbonica, ossigeno /
Metabolismo
E’ possibile individuare due gruppi fondamentali di
reazioni chimiche:
Reazioni che
consumano energia
Reazioni che
liberano energia
Reazioni chimiche
endoergoniche
Reazioni chimiche
esoergoniche
Le diverse vie metaboliche non si svolgono in modo indipendente:
spesso sono collegate in cicli di utilizzo e riclico di sostanze
Proteine,
polisaccaridi,
lipidi…
demolizione
Zuccheri,
amminoacidi,
acidi grassi…
Molecole
organiche di
piccole
dimensioni
Macromolecole
sintesi
+
Metabolismo e energia
Gli organismi sono in grado di utilizzare soltanto due tipi di energia :
En. Luminosa
En. Chimica
Autotrofi
Eterotrofi
sintetizzano in modo autonomo le
biomolecole
Fotosintesi
ricavano da fonti esterne l’energia e le
molecole necessarie per costruire le
proprie strutture
Respirazione
cellulare
L'ATP, il trasportatore universale di energia
In tutti i viventi esiste una
molecola, chiamata
adenosin trifosfato (ATP),
che ha il compito di assorbire
l'energia prodotta dalle
reazioni esorgoniche e di
renderla disponibile per i
lavori cellulari.
base azotata adenina
tre gruppi fosfato
I legami presenti tra questi
gruppi fosfato
racchiudono l'energia
utilizzabile dalla cellula.
zucchero a cinque
atomi di carbonio
L’ATP: una molecola “Ricaricabile”
L’ATP: una molecola “Ricaricabile”
L’ATP immagazzina energia chimica nel legame fra due
dei suoi gruppi fosfato.
ADP
ATP
Energia
P
P
adenina
P
Legami ad alta energia
Ribosio
L’ATP risulta coinvolto, direttamente o indirettamente, in
quasi tutti i processi metabolici.
Da dove proviene l’energia necessaria alla produzione di ATP ?
RESPIRAZIONE CELLULARE
RESPIRAZIONE CELLULARE
Tutti i viventi ricavano energia dalla demolizione del glucosio, uno
zucchero a sei atomi di carbonio, in presenza di ossigeno.
Questo processo libera energia chimica che viene immagazzinata sotto
forma di ATP
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 36 ATP
Ossigeno
Glucosio
Acqua
Anidride
Carbonica
PRODOTTI DI SCARTO:
eliminati dalla cellula
Respirazione Cellulare: le fasi
La respirazione cellulare consta di diverse reazioni successive.
La fotosintesi
Mediante la fotosintesi, le piante (ma anche le alghe e alcuni batteri)
utilizzano l’energia luminosa proveniente dal Sole per produrre molecole
organiche
La reazione complessiva della fotosintesi
può essere così riassunta:
Glucosio
Radiazione solare
6 CO2 + 6 H2O => C6(H2O)6 + 6 O2
Energia luminosa => En. Chimica
La foglia
I cloroplasti
Nelle membrane dei
grani, i pigmenti
assorbono principalmente
la luce.
Le lunghezze d’onde
verde, che vengono
riflesse, sono quelle che
conferiscono il colore alle
foglie.
Il processo di fotosintesi è molto articolato e riunisce una lunga
serie di reazioni complesse, suddivise in:
fase luminosa
reazioni che convertono
l’energia solare
in energia chimica,
immagazzinata
in molecole di ATP e di una
sostanza
chiamata NADPH, producendo
ossigeno come «rifiuto».
fase oscura
reazioni in cui gli atomi di
carbonio (che provengono
dall’anidride carbonica) sono
incorporati in nuove
molecole organiche,
soprattutto
zuccheri semplici, come il
GLUCOSIO.
amido
proteine
cellulosa
Albert Szent-Gyorgyi (1893-1986) - premio Nobel per la medicina :
"Ciò che sostiene la vita è una piccola
corrente elettrica mantenuta dalla
luce del Sole"
Influenza sull’ambiente
Il fatto che la superficie della Terra (a differenza di quel che accade negli
altri pianeti del Sistema Solare) sia un luogo tanto adatto per il manifestarsi
delle innumerevoli forme di vita che ci circondano, si deve principalmente a
due cause
cause::
1. la presenza dell'acqua allo stato liquido
2. la presenza dell'ossigeno nell'atmosfera
Proprio la fotosintesi, svolta nel corso di centinaia di milioni di anni
da piante e batteri fotosintetici, sarebbe responsabile delle
trasformazioni che hanno portato l'atmosfera del nostro pianeta alla
sua attuale composizione.
Gli organismi fotosintetici avrebbero dunque trasformato
radicalmente la nostra atmosfera, estraendo l'ossigeno gassoso
dall'acqua e riducendo notevolmente la proporzione di anidride
carbonica (oggi vicina allo 0,03%
03%).
Fotosintesi ed ecosistemi
La fotosintesi è alla base
del flusso di energia negli
ecosistemi.
L'energia entra
nell'ecosistema
principalmente dal sole,
attraversa la catena
alimentare, e fuoriesce sotto
forma di calore, materia
organica e organismi
prodotti.
Attraverso il processo della fotosintesi gli organismi produttori
(autotrofi) sono in grado di captare e utilizzare l'energia del sole
per trasformare alcuni composti inorganici (CO2 e H2O) in composti
organici (Carboidrati), che verranno utilizzati dai consumatori.
