1
H. Curtis, N.S. Barnes,
A. Schneck, G. Flores
Introduzione alla
biologia.verde
2
Capitolo 3
La cellula, l’unità
di base dei
viventi
3
Lezione 1
Le cellule hanno
dimensioni
differenti
4
I batteri sono le
cellule più piccole
• Possono essere
autotrofi fotosintetici,
autotrofi chemiosintetici,
o eterotrofi.
• Si differenziano in
base alla loro forma in
bacilli, cocchi e spirilli.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
5
5
Le dimensioni della cellula
• Le dimensioni cellulari sono funzionali al
metabolismo cellulare.
• Il rapporto tra superficie e volume deve essere il più
favorevole possibile per poter scambiare sostanze
con l’ambiente esterno e per aver maggiore apporto
di energia.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
6
6
Lezione 2
Tutte le cellule
sono avvolte da
membrana
7
La membrana cellulare
• È costituita da due strati di
fosfolipidi disposti con le loro
«code» di acidi grassi rivolte
verso l’interno.;
• Ha un modello a mosaico
fluido in cui le molecoleole
si muovono al suo interno
formando conformazioni
diverse.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
8
8
La parete cellulare
dei vegetali
Gli organismi vegetali
possiedono
esternamente anche
una parete fatta di
cellulosa che le
conferisce sostegno e
rigidità.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
9
9
Lezione 3
Le cellule
comunicano tra
loro e con
l’ambiente
10
Il movimento dell’acqua
I tre fattori che
determinano più
comunemente il
potenziale idrico sono:
•forza di gravità;
•pressione;
•concentrazione dei soluti
presenti in soluzione.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
11
11
Il passaggio attraverso la membrana
Può avvenire in due modi:
• trasporto attivo (richiede
energia);
• trasporto passivo (non
richiede energia), può
avvenire attraverso la
diffusione semplice oppure
la diffusione facilitata.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
12
12
L’osmosi
• Il movimento di molecole
d’acqua attraverso la
membrana è un caso
particolare di diffusione che
viene detto osmosi.
• La diffusione dell’acqua è
influenzata dalla
concentrazione di particelle di
soluto.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
13
13
Altri trasporti
• Ci sono proteine che riescono a trasportare le
molecole contro gradiente di concentrazione a
fronte di un dispendio energetico. Il processo è
detto trasporto attivo.
• Il trasporto di sostanze avviene anche con
vescicole che liberano all’esterno il materiale
che non può attraversare la membrana
(esocitosi) o lo riversano all’interno
(endocitosi).
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
14
14
L’endocitosi
• Si produce una
vescicola
contenente la
sostanza da
introdurre, che
verrà liberata nel
citoplasma.
• Ci sono tre tipi di
endocitosi.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
15
15
Lezione 4
Il citoplasma
contiene il
nucleo e gli
organuli cellulari
16
Il nucleo
• Il nucleo è circondato da una
membrana nucleare composta da due
membrane, ognuna formata da un doppio
strato di fosfolipidi.
• I pori nucleari consentono il passaggio
di sostanze tra il nucleo e il citosol.
• Il nucleolo contiene tutte le informazioni
ereditarie e controlla le varie attività
cellulari.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
17
17
Il citoplasma
Il contenuto della cellula è chiamato citoplasma
ed è costituito da:
• il citosol, la parte fluida;
• gli organuli, le strutture che svolgono tutte le
attività della cellula.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
18
18
Il citoscheletro
Conferisce sostegno alla
cellula e partecipa al
movimento.
È costituto da tre
filamenti:
•microtubuli;
•filamenti intermedi;
•filamenti di actina o
microfilamenti.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
19
19
Ciglia e flagelli
• Consentono alle cellule di
spostarsi e di muovere i
liquidi circostanti.
• Ciglia e flagelli si originano
dal corpo basale.
• I centrioli sono i
responsabili della produzione
dei microtubuli che
costituiscono il fuso mitotico.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
20
20
Vacuoli e vescicole: sostegno e
trasporto
• Un vacuolo è una cavità
citoplasmatica delimitata da una
membrana fosfolipidica e contenente
acqua e soluti.
• Le vescicole hanno la stessa
struttura generale dei vacuoli, ma sono
più piccole. Una delle principali funzioni
delle vescicole è il trasporto.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
21
21
Il reticolo endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico è costituito da
un sistema di membrane che formano
cavità appiattite, tubuli e canali connessi tra
loro.
È la sede della sintesi di proteine e lipidi, si
divide in:
• reticolo endoplasmatico ruvido (RER)
per la presenza di ribosomi;
• reticolo endoplasmatico liscio (REL).
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
22
22
Lezione 5
La cellula
gestisce le
sostanze che
produce
23
L’apparato di Golgi
• È costituito da sacchi appiattiti, chiamati cisterne,
disposti in pile.
• È il centro di elaborazione, imballaggio e
distribuzione dei prodotti cellulari.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
24
24
Lisosomi, proteasomi e perossisomi
• I lisosomi sono organuli sferici
contenenti gli enzimi coinvolti nelle
reazioni di idrolisi.
• Un proteasoma è un lisosoma
specializzato nel demolire proteine per
riciclare rapidamente gli amminoacidi.
• I perossisomi sono speciali
vescicole che contengono diversi
enzimi ossidativi.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
25
25
Lezione 6
Le attività di
mitocondri e
cloroplasti
necessitano energia
26
I cloroplasti e i mitocondri
• I cloroplasti presentano una doppia
membrana trasparente che permette il
passaggio di luce. I cloroplasti
sintetizzano glucosio grazie alla
fotosintesi.
• Il processo di respirazione cellulare
avviene nei mitocondri. L’ossigeno
viene utilizzato per demolire
biomolecole e ricavare così energia per
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
la cellula.
27
27
Lezione 7
Gli scambi
energetici nelle
cellule
28
La fotosintesi: la sintesi delle
biomolecole
Le piante prelevano
l’anidride carbonica
dall’aria e l’acqua
viene principalmente
assorbita dal terreno
attraverso le radici.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
29
29
La respirazione: la demolizione
delle biomolecole
La demolizione del glucosio prevede:
•la glicolisi, che avviene nel citosol
delle cellule;
•la respirazione cellulare, che si
svolge nei mitocondri, se c’è ossigeno;
altrimenti avviene la fermentazione nel
citosol.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
30
30
Le strategie metaboliche
Il metabolismo consiste in una serie di reazioni
chimiche che comprende sia i processi di sintesi di
composti organici, sia i processi di demolizione
delle biomolecole con liberazione di energia.
•Le reazioni di demolizione dei cibi sono dette, nel
loro complesso, catabolismo.
•I processi con i quali le cellule assemblano le
molecole organiche prendono il nome di
anabolismo.
Curtis et al. Introduzione alla biologia.verde © Zanichelli Editore 2015
31
31