La cellulaLa cellula

Unità fondamentale di tutti

gli organismi viventi.

Cellula procariote

Cellula animale

Cellula vegetale

Le cellule procariote e eucarioteCellula 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?

Avviene mediante le GIUNZIONI CELLULARI.

Naturalmente solo negli organismi pluricellulare – e quindi negli EUCARIOTI.C

E

L

L

U

L

A

A

NINI

M

A

L

E

COME AVVIENE LA COMUNICAZIONE TRA LE CELLULE?

CELLULA VEGETALE

COME ENTRANO ED ESCONO LE SOSTANZE

TRASPORTO PASSIVOTRASPORTO PASSIVO TRASPORTO ATTIVOTRASPORTO ATTIVO

Acqua, ossigeno, anidride

carbonica, zuccheri

Nel trasporto passivo le particelle si 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 PASSIVOTRASPORTO PASSIVO

COME ENTRANO ED ESCONO LE SOSTANZE

TRASPORTO PASSIVOTRASPORTO PASSIVO TRASPORTO ATTIVOTRASPORTO ATTIVO

Acqua, ossigeno, anidride

carbonica, zuccheri

Nel trasporto passivo le particelle si Nel trasporto attivo le particelle si 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 ATTIVOTRASPORTO ATTIVO

I processi

metabolici 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 Sintetizzati dagli organismi Derivati dall’ambiente Derivati dall’ambiente

Nutrienti, acqua, anidride

carbonica, ossigeno /

Nutrienti, acqua, anidride

carbonica, ossigeno /

Macromolecole organiche:

zuccheri, lipidi, proteine /

Macromolecole organiche:

zuccheri, lipidi, proteine /

Metabolismo

E’ possibile individuare due gruppi fondamentali di

reazioni chimiche:

Reazioni che

consumano energia

Reazioni che

consumano energia

Reazioni che

liberano energia

Reazioni che

liberano energiaconsumano energiaconsumano energia liberano energialiberano energia

Reazioni chimiche

endoergoniche

Reazioni chimiche

endoergoniche

Reazioni chimiche

esoergoniche

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…

Zuccheri, amminoacidi, acidi grassi…

demolizione

Macromolecole

Molecole

organiche di

piccole

dimensioni

+

sintesi

Metabolismo e energiaGli organismi sono in grado di utilizzare soltanto due tipi di energia :

AutotrofiAutotrofi EterotrofiEterotrofi

En. LuminosaEn. Luminosa En. ChimicaEn. Chimica

AutotrofiAutotrofi EterotrofiEterotrofi

FotosintesiFotosintesi Respirazione

cellulare

Respirazione

cellulare

ricavano da fonti esterne l’energia e le

molecole necessarie per costruire le

proprie strutture

sintetizzano in modo autonomo le

biomolecole

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

base azotata adenina base azotata adenina

tre gruppi fosfatotre gruppi fosfato

renderla disponibile per i lavori cellulari.

zucchero a cinqueatomi di carboniozucchero a cinqueatomi di carbonio

I legami presenti tra questigruppi fosfatoracchiudono l'energiautilizzabile dalla cellula.

I legami presenti tra questigruppi fosfatoracchiudono l'energiautilizzabile dalla cellula.

L’ATP: una molecola “Ricaricabile”

L’ATP: una molecola “Ricaricabile”

L’ATP immagazzina energia chimica nel legame fra due

dei suoi gruppi fosfato.

ATP

P

PEnergiaADP

adenina

Ribosio

P

P

Legami ad alta energiaLegami ad alta energia

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

GlucosioOssigeno

Anidride

Carbonica

Acqua

C6H12O6 + 6O2 � 6CO2 + 6H2O + 36 ATP

PRODOTTI DI SCARTO: eliminati dalla cellula

Respirazione Cellulare: le fasiLa respirazione cellulare consta di diverse reazioni successive.

La fotosintesiLa 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:

6 CO2 + 6 H2O => C6(H2O)6 + 6 O2

GlucosioRadiazione solare

Energia luminosa => En. Chimica

La foglia

I cloroplastiI 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.foglie.

Il processo di fotosintesi è molto articolato e riunisce una lunga

serie di reazioni complesse, suddivise in:

fase luminosa fase oscura

reazioni che convertono

l’energia solare

in energia chimica,

reazioni in cui gli atomi di

carbonio (che provengono

dall’anidride carbonica) sono in energia chimica,

immagazzinata

in molecole di ATP e di una

sostanza

chiamata NADPH, producendo

ossigeno come «rifiuto».

dall’anidride carbonica) sono

incorporati in nuove

molecole organiche,

soprattutto

zuccheri semplici, come il

GLUCOSIO.

amido

cellulosa

proteine

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" luce del Sole"

Influenza sull’ambienteInfluenza sull’ambiente

IlIl fattofatto cheche lala superficiesuperficie delladella TerraTerra (a(a differenzadifferenza didi quelquel cheche accadeaccade neglineglialtrialtri pianetipianeti deldel SistemaSistema Solare)Solare) siasia unun luogoluogo tantotanto adattoadatto perper ilil manifestarsimanifestarsidelledelle innumerevoliinnumerevoli formeforme didi vitavita cheche cici circondano,circondano, sisi devedeve principalmenteprincipalmente aaduedue causecause::

�� 1. la presenza dell'acqua allo stato liquido 1. la presenza dell'acqua allo stato liquido

�� 2. la presenza dell'ossigeno nell'atmosfera2. la presenza dell'ossigeno nell'atmosfera�� 2. la presenza dell'ossigeno nell'atmosfera2. la presenza dell'ossigeno nell'atmosfera

Proprio la fotosintesi, svolta nel corso di centinaia di milioni di annida piante e batteri fotosintetici, sarebbe responsabile delletrasformazioni che hanno portato l'atmosfera del nostro pianeta allasua attuale composizione.

GliGli organismiorganismi fotosinteticifotosintetici avrebberoavrebbero dunquedunque trasformatotrasformatoradicalmenteradicalmente lala nostranostra atmosfera,atmosfera, estraendoestraendo l'ossigenol'ossigeno gassosogassosodall'acquadall'acqua ee riducendoriducendo notevolmentenotevolmente lala proporzioneproporzione didi anidrideanidridecarbonicacarbonica (oggi(oggi vicinavicina alloallo 00,,0303%%))..

Fotosintesi ed ecosistemiFotosintesi ed ecosistemi

� La fotosintesi è alla base del flusso di energia negli ecosistemi.

� L'energia entra nell'ecosistema principalmente dal sole, attraversa la catena 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.