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origine della vita1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi LORIGINE DELLA VITA

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origine della vita2 COSA CARATTERIZZA LA VITA pag. 43 La vita non esiste in astratto; non c vita, ma solo esseri viventi Un certo numero di propriet, prese insieme, distinguono il vivente dalloggetto inanimato Gli esseri viventi si riproducono, generando esseri molto simili, ma non identici. Gli esseri viventi crescono e si sviluppano, da una singola cellula, ad un organismo adulto. Gli esseri viventi scambiano energia e la trasformano, tramite lalimentazione ed il metabolismo Gli esseri viventi sono adatti al loro ambiente

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origine della vita3 Gli esseri viventi sono formati da cellule, la cellula la pi piccola parte di un organismo che mantiene tutte le caratteristiche della vita Gli esseri viventi hanno composizione chimica simile Elementi ossigeno (O), carbonio (C), idrogeno (H) e azoto (N) formano circa il 99% della composizione degli esseri viventi Composti Acqua (dal 50% al 90%) Composti organici ( proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici) Gli esseri viventi rispondono agli stimoli

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origine della vita4 LA FORMAZIONE DELLA TERRA pag. 42 Il sistema solare si formato circa 5 miliardi di anni fa, da una nebulosa La parte centrale form il Sole, intorno a vortici periferici si formarono i pianeti La Terra, come tutti i pianeti, si formata allo stato fuso, circa 4,6 miliardi di anni fa Il raffreddamento della superficie form la crosta, le cui rocce pi antiche risalgono a circa 3,8 miliardi di anni fa Circa 3,5 miliardi di anni fa iniziarono le prime forme di vita

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origine della vita5 LORIGINE DELLA VITA pag. 44 Lipotesi di Oparin (1922) Latmosfera primordiale non conteneva ossigeno allo stato elementare O, C, H e N erano presenti nei composti dispersi nellatmosfera e disciolti nelle acque Era disponibile molta energia (eruzioni, fulmini, radiazioni ultraviolette) Dai gas atmosferici si formavano composti organici, che si raccoglievano in mari e laghi (brodo primordiale) In alcuni luoghi ( pozze, stagni) i composti organici si potevano concentrare

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origine della vita6 Esperienza di Stanley Miller (1952) Atmosfera primordiale contenente vapore acqueo, (H 2 O) idrogeno (H 2 ), metano (CH 4 ) e ammoniaca (NH 3 ) Loceano scaldato fornisce vapore acqueo Scariche elettriche simulano lazione dei fulmini Dopo alcune ore si ottengono composti organici Con esperimenti di questo tipo, variando la forma di energia e la composizione chimica del sistema, sono stati prodotti numerosi composti organici Con successivi passaggi, dai composti pi semplici si pu passare a composti pi complessi

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origine della vita7 LE PRIME CELLULE pag. 45 3 elementi caratterizzano le cellule Replicazione: le cellule duplicano se stesse (acidi nucleici) Metabolismo: insieme delle reazioni chimiche che avvengono dentro la cellula (proteine) Membrana: separa la cellula dallambiente, consentendole proprie caratteristiche chimiche (fosfolipidi) Proteine Acidi nucleici E nato prima luovo o la gallina? Mondo a RNA Archivio genetico Attivit catalitica

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origine della vita8 Membrane attuali: doppio strato fosfolipidico Nella Terra primordiale i fosfolipidi non cerano Sidney Fox (1960) Scaldando degli aminoacidi si ottengono proteinoidi, che in acqua formano vescicole dette microsfere

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origine della vita9 RNA racchiuso in un involucro Metabolismo e replicazione Selezione naturale Evoluzione Prime cellule Mondo a DNA DNA RNA Proteine Archivio duplicazione Metabolismo 3,5 miliardi di anni fa

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origine della vita10 Riassumendo Sintesi abiotica di piccole molecole organiche (monomeri) Assemblaggio dei monomeri in polimeri Nascita di molecole che si auto replicano (RNA) Formazione di microsfere proteinoidi a RNA Evoluzione delle prime cellule

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origine della vita11 ETEROTROFI E AUTOTROFI pag. 48 La fonte energetica degli organismi lenergia chimica contenuta in alcune molecole impiegate come combustibile Autotrofi (che si nutrono da soli): sintetizzano da soli le molecole combustibile, partendo da sostanze inorganiche semplici, ed impiegando una fonte energetica esterna Sostanze inorganiche semplici Fonte energetica esterna + Combustibile biologico

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origine della vita12 Fotosintetici: la fonte energetica esterna il Sole Chemiosintetici: ricavano energia da reazioni chimiche inorganiche

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origine della vita13 Eterotrofi (che si nutrono di altro): utilizzano le molecole combustibile gi sintetizzate da altri organismi Quale possibile evoluzione? I primi organismi erano eterotrofi e consumavano le molecole accumulate nel brodo primordiale oppure I primi organismi erano autotrofi, chemiosintetici o fotosintetici

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origine della vita14 In ogni caso Latmosfera primordiale era priva di ossigeno Abbastanza precocemente sono comparsi autotrofi fotosintetici Lossigeno si accumulato negli oceani Circa 2 miliardi di anni fa lossigeno era presente nellatmosfera Circa 1,5 miliardi di anni fa sono comparsi i primi eucarioti Circa 750 milioni di anni fa sono comparsi i primi pluricellulari Figura pag.52

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origine della vita15 LA TEORIA CELLULARE pag. 49 1838 Matthias Schleiden: tutti i vegetali sono formati da cellule 1839 Theodor Schwann: tutti gli animali sono formati da cellule 1858 Rudolf Virchow Omnis cellula e cellula

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origine della vita16 Formulazione attuale della teoria cellulare Tutti gli organismi sono formati da una o pi cellule La cellula lunit di base dellorganizzazione dei viventi Il metabolismo di un organismo si svolge dentro le sue cellule Le cellule si originano da altre cellule Le cellule contengono il materiale ereditario dellorganismo, che viene trasferito dalla cellula madre ad una cellula figlia