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La scoperta delle cellule Nella seconda metà del 1600 Anton Van Leeuwenhoek con un rudimentale microscopio osserva in alcune gocce d’acqua gli «animalculi». Descrive anche gli spermatozoi e i globuli rossi del sangue. Robert Hooke nel 1665 conia il termine cellula per descrivere i piccoli scomparti osservati al microscopio in una fettina di sughero. Theodor Schwann scopre le cellule nei tessuti animali.
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La scoperta delle cellule
Nella seconda metà del 1600 Anton Van Leeuwenhoek con
un rudimentale microscopio osserva in alcune gocce
d’acqua gli «animalculi». Descrive anche gli spermatozoi e i
globuli rossi del sangue.
Robert Hooke nel 1665 conia il termine cellula per
descrivere i piccoli scomparti osservati al microscopio in una
fettina di sughero.
Theodor Schwann scopre le cellule nei tessuti animali.
La teoria cellulare
Nel 1839 Matthias Schleiden e Theodor Schwann ipotizzano
che tutti gli organismi fossero formati da cellule e che tutte
le cellule fossero vive.
Nel 1858 Rudolf Virchow afferma che «tutte le cellule
derivano da cellule».
Da queste intuizioni deriva la Teoria cellulare della vita:
Osservare le cellule
oppure ancora più in
dettaglio con un
microscopio elettronico.
Le cellule si possono
osservare bene con un
microscopio ottico
Caratteristiche di tutte le cellule
• Membrana plasmatica
• Citoplasma
• Materiale genetico
Procarioti ed eucarioti
Le cellule procariotiche caratterizzano batteri
e archei.
Le cellule eucariotiche si trovano in protisti, funghi,
piante e animali.
Nelle cellule eucariotiche sono presenti
compartimenti interni delimitati da membrane
chiamati organuli, ognuno dei quali svolge
una funzione specifica.
Come sono fatte le cellule procariote
Le cellule procariotiche hanno sempre quattro strutture:
membrana plasmatica, citoplasma, nucleoide con una
molecola di DNA circolare, ribosomi.
Spesso sono presenti anche parete, capsula, pili e flagelli.
Le cellule eucariotiche sono
suddivise in compartimenti
Le cellule eucariotiche contengono nucleo
(circondato dalla membrana nucleare), mitocondri,
reticolo endoplasmatico liscio e ruvido e l’apparato
di Golgi.
Le cellule animali hanno lisosomi, centrioli e
flagelli; quelle vegetali invece hanno anche parete
cellulare, cloroplasti e vacuolo centrale.
Le cellule eucariotiche sono
suddivise in compartimenti
Le cellule eucariotiche sono
suddivise in compartimenti
Le cellule ricavano energia
e nutrienti dall’ambiente Gli eterotrofi si nutrono delle sostanze prodotte da
altri organismi. Gli autotrofi fotosintetici sfruttano
l’energia solare, l’acqua e il diossido di carbonio per
produrre zuccheri e altri nutrienti; quelli
chemiosintetici la ricavano da particolari reazioni
inorganiche.
La m
em
bra
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lasm
atica
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La diffusione semplice...
Le membrane cellulari si lasciano attraversare dalle
sostanze: il trasporto attraverso la membrana può
essere passivo, se non richiede l’impiego di
energia, oppure attivo, con consumo di energia
cellulare.
Le molecole più piccole, come l’acqua, e quelle
solubili nei lipidi attraversano facilmente la
membrana (selettivamente permeabile) per
diffusione semplice, ossia il processo per cui le
particelle tendono a distribuirsi secondo il proprio
gradiente di concentrazione.
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...e facilitata
Altre molecole (zuccheri, amminoacidi, sali minerali)
possono entrare nella cellula grazie alle proteine di
membrana. Questo processo è chiamato diffusione
facilitata.
Il trasporto attivo
Quando una sostanza si sposta contro il suo
gradiente di concentrazione, il trasporto richiede
un consumo di energia.
Endocitosi ed esocitosi
Le molecole di grandi
dimensioni (come
proteine e
polisaccaridi)
possono attraversare
la membrana
plasmatica in entrata
e in uscita grazie
all’endocitosi
(fagocitosi,
pinocitosi) oppure
grazie all’esocitosi.
Endocitosi
Esocitosi
Nucleo, nucleolo e ribosomi
Il nucleo contiene il DNA, sotto
forma di cromatina o
cromosomi.
Il DNA dirige e controlla la
sintesi delle proteine e si duplica
quando avviene la divisione
cellulare.
Nel nucleolo vengono costruite
le subunità dei ribosomi che
sono i siti della sintesi proteica
nel citoplasma.
Il reticolo endoplasmatico può essere
ruvido o liscio
La funzione principale del reticolo endoplasmatico ruvido
(RER) è di sintetizzare, immagazzinare e modificare le
proteine distribuite poi ad altre parti del corpo.
Il reticolo endoplasmatico può essere
ruvido o liscio
Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) sintetizza lipidi,
immagazzina ioni calcio e degrada sostanze tossiche come
l’alcol, i farmaci e le droghe.
L’apparato di Golgi modifica e
organizza molecole complesse
L’apparato di Golgi
riceve, per mezzo di
vescicole, le molecole
sintetizzate nel reticolo
endoplasmatico, le
modifica e racchiude in
vescicole quelle destinate
all’utilizzo in altre parti
della cellula.
I vacuoli hanno varie funzioni
I vacuoli svolgono
diverse funzioni:
immagazzinamento di
nutrienti, eliminazione
delle scorie, deterrente
per erbivori e insetti,
riproduzione sessuale e
sostegno meccanico.
I lisosomi e i perossisomi
I lisosomi sono vescicole
che si formano
dall’apparato di Golgi;
contengono enzimi
digestivi che consentono
alla cellula di idrolizzare
macromolecole da
eliminare o batteri da
distruggere.
I perossisomi
demoliscono sostanze
nocive per la cellula,
come il perossido di
idrogeno.
I mitocondri sono i convertitori di
energia della cellula
I mitocondri contengono un
proprio DNA e ribosomi. Sono
gli organuli in cui avviene la
respirazione cellulare, un
processo durante il quale viene
prodotto quasi tutto l’ATP
necessario alla cellula come
fonte di energia.
Glicolisi e respirazione cellulare
La molecola utilizzata come nutrimento dalle cellule è il glucosio,
che viene demolito inizialmente nel citoplasma con le reazioni
della glicolisi.
Poi, attraverso la respirazione cellulare, il glucosio viene
trasformato in diossido di carbonio e acqua con liberazione di
energia immagazzinata nelle molecole di ATP
(adenosintrifosfato). Queste molecole vengono utilizzate dalla
cellula per le reazioni che necessitano di energia.
I cloroplasti sono gli impianti solari
delle cellule vegetali Il cloroplasto, presente nelle piante e nelle alghe, è
l’organulo in cui ha sede la fotosintesi, ovvero la
trasformazione di energia luminosa in energia chimica, con
produzione di ossigeno come sottoprodotto.
La fotosintesi
Nella fotosintesi gli atomi di idrogeno delle molecole d’acqua
si staccano da quelli di ossigeno e si legano con il diossido di
carbonio per formare glucosio.
Viene liberato ossigeno gassoso nell’aria.
L’energia per il processo è fornita dalla luce del Sole.
Il citoscheletro, le ciglia e i flagelli
Il citoscheletro (formato da microtubuli, microfilamenti e
filamenti intermedi) dà forma e sostegno alle cellule e svolge
funzione di ancoraggio e guida per lo spostamento di
organuli e molecole nella cellula. Molte cellule presentano
anche strutture esterne mobili e filamentose chiamate ciglia
e flagelli.
Filamenti del
citoscheletro Ciglia Flagelli
