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