Facoltà di Farmacia
Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche
Insegnamento di Biologia animale e Microbiologia
AA 2007 - 2008
Gli organismi viventi

Tutti gli organismi viventi sono composti da cellule.

Nuove cellule sono generate da cellule preesistenti.

Il corpo di un animale è formato da miliardi di cellule, in questi
organismi pluricellulari, i processi vitali dipendono dalle funzioni
coordinate delle cellule organizzate per formare organi e tessuti e
apparati.

Alcune delle forme di vita più semplici sono unicellulari come i
protozoi sono quindi costituite da un’unica cellula.
2
Ambiente esterno e membrane cellulari

Ogni cellula è distinta dall’ambiente esterno per mezzo di una membrana
plasmatica, la membrana regola una serie di fenomeni importanti per la
biologia cellulare.
Le cellule contengono l’informazione genetica che risiede
nel DNA.
All’interno delle cellule è possibile riconoscere strutture
interne chiamate organelli con precise funzioni.
La membrana è in grado di regolare il passaggio di
materiale tra ambiente sterno e interno.
3
Gli organismi viventi
Sviluppo e
ambiente

Gli organismi viventi si sviluppano mediante aumento del numero
di cellule o delle loro dimensioni oppure di entrambi.
•Alcune delle forme di vita più semplici sono unicellulari
come i protozoi sono quindi costituite da un’unica
cellula.
•Esistono due tipi di cellule le procariotiche esclusive di
forme di vita inferiori per organizzazione (batteri) ed
eucariotiche per tutti gli altri organismi queste
contengono organelli e nucleo delimitato da membrana.
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Metabolismo: reazioni chimiche avvengono continuamente all’interno di ogni
organismo vivente, sono reazioni essenziali per il nutrimento, per la crescita. E
la trasformazione dell’energia. Per metabolismo si intendo le reazioni
metaboliche che devono essere accuratamente regolate per garantire
l’equilibrio interno. (omeostasi).
Quando un prodotto ad esempio è in quantità
sufficiente la sua produzione viene limitata.
Un esempio tipico è quello del glucosio disponibile nel
sangue quando il suo livello aumenta viene
immagazzinato, mentre se il suo livello diminuisce
viene liberato nel sangue.
Tutte le forme di vita rispondono agli stimoli di
natura diversa: fisici chimici provenienti dall’
ambiente esterno ma anche dall’ambiente
interno.
6
Ambiente e stimoli

Diversità degli stimoli: cambiamenti di colore, o intensità e
direzione della luce, ma anche temperatura, pressione e
suono, anche di natura chimica in relazione all’aria e
all’acqua.
Negli organismi unicellulari l’intero
organismo è in grado di rispondere agli
stimoli
Tutte le forme di vita rispondono agli
stimoli di natura diversa: fisici chimici
provenienti dall’ ambiente esterno ma
anche dall’ambiente interno
7
Gli organismi viventi
Movimento e
locomozione

La risposta agli stimoli è talvolta il movimento a volte
la locomozione
In alcune forme di vita lo spostamento può
essere il risultato di un movimento di tipo
ameboide (scivolamento) in altre forme è
l’oscillazione di piccole parti come ciglia e
flagelli a determinare il movimento (i batteri
utilizzano la rotazione dei flagelli).
Anche le forme di vita vegetali sono in grado di
rispondere agli stimoli, in relazione alla
presenza di luce, acqua, etc.
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Generazione spontanea

Francesco Redi e Louis Pasteur chiarirono definitivamente i principi relativi
alla riproduzione degli organismi viventi, prima di allora si credeva alla
generazione spontanea
Ciascun essere vivente deriva da un altro organismo
vivente mediante riproduzione sessuata o asessuata
L’ameba è un organismo che si riproduce in modo
asessuale semplicemente dividendosi in due, dopo
avere raddoppiato il suo materiale genetico
La stragrande maggioranza di piante e animali si
riproducono mediante riproduzione sessuale.
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Gli organismi viventi

In tutti gli organismi viventi avvengono reazioni
chimiche e trasformazioni chimiche.
Crescita, nutrimento, riparazioni di danni
cellulari, trasformazione dell’ energia in forme
utilizzabili.
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Organizzazione biologica

Livelli di organizzazione
Livello chimico, con atomi, molecole e cellule.
Per cellula intendiamo il componente più semplice
della materia vivente in grado di svolgere tutte le
unzioni necessarie per vivere.
Le cellule si organizzano in tessuti che a loro volta
sono integrati in organi ma un organismo è molto di
più dell’associazione degli organi che lo compongono.
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Organizzazione ecologica
riproduzione
La riproduzione sessuale avviene mediante
cellule specializzate spermatozoi e cellule uovo
che si uniscono a formare l’uovo fecondato che
originerà l’individuo adulto.
La prole è il prodotto dell’interazione dei due
assetti genetici forniti sia dal padre che dalla
madre.
Le variazioni genetiche sono alla base dei
processi vitali dell’evoluzione e
dell’adattamento.
Per adattamento si intende la capacità di una
specie di evolvere (milioni di anni),e adattarsi
all’ambiente che la circonda.
16
Informazione genetica

L’informazione di cui necessita un organismo vivente sottoforma
di impulsi elettrici o sostanze chimiche.

Negli organismi che si riproducono in modo sessuato, ogni figlio è
combinazione delle caratteristiche (geni) dei suoi genitori.

Watson e Crick nel 1953 hanno scoperto la molecola del DNA
costituita da geni alla base del materiale ereditario.

La loro scoperta portò alla comprensione del codice genetico che
può codificare milioni di informazioni differenti necessarie allo
sviluppo dell’organismo e della sua diversità.

Il DNA è un esempio dell’unicità della vita il suo modello di
trasmissione dei caratteri è valido per qualsiasi essere vivente.

Il DNA è il codice per la sintesi delle proteine.
17






I geni sono responsabili del controllo
dello sviluppo e del funzionamento di
ciascun organismo.
Le proteine sono grosse molecole
derivate dalla lettura del codice
genetico.
Le loro funzioni sono numerose e
diversificate se si pensa alle cellule
nervose o muscolari.
Sono determinati per la struttura e
funzione cellulare, trasporto,
comunicazione, messaggeri chimici,
ormoni.
Possono regolare processi di
trasformazione e sviluppo nei
processi metabolici di un organismo.
ormoni
Informazione genetica
18
Informazione genetica

Il DNA contiene la ricetta per creare tutte le proteine necessarie all’organismo,
queste molecole sono importanti nel determinare struttura e funzione delle
cellule e dei tessuti.

Alcune proteine svolgono un ruolo importante per la comunicazione cellulare
con l’ambiente esterno o fra le cellule o con l’interno cellulare.

Le loro funzioni sono molte possono servire come marker per fare in modo che
le altre cellule riconoscano la cellula, altre proteine disposte sulla superficie
servono come recettori di segnali chimici.

Possono regolare i processi di trasformazione e di sviluppo nei processi
metabolici di un organismo pluricellulare.

Uno dei campi di interesse è il passaggio di informazioni che riguarda le cellule
del sistema immunitario.
19
Trasmissione dell’ informazione

Gli ormoni sono messaggeri chimici in grado di trasmettere informazioni da una
parte all’altra dell’organismo, un ormone può indurre una cellula a produrre una
particolare proteina o altro.

Molti organismi usano segnali elettrici per trasmettere informazioni, la maggior
parte degli organismi superiori possiede un sistema nervoso in grado di
trasmettere le informazioni sia sottoforma di segnale elettrico che mediante
molecole dette neuro trasmettitori.

Le informazioni possono essere trasmesse da un individuo ad un altro :
mediante rilascio di composti chimici, stimoli sonori o visivi.

La trasmissione di queste informazione fa parte della comunicazione che può
essere mediata da diverse forme di comportamento.
20

La teoria dell’evoluzione è il concetto unificante in biologia, spiega
come le popolazioni di organismi sono cambiate nel tempo.

Elementi tipici di questa teoria sono presenti in tutti i campi della
biologia.
Informazione genetica
21
Specie classificazione

Fino ad oggi sono state identificate 1,7 milioni di specie viventi, i biologi
usano un sistema binomiale per classificare gli organismi formato da due
sostantivi di cui il primo indica il genere e il secondo la specie.

La sistematica è un modo per organizzare e classificare e assegnare un
nome alle molteplici forme di vita.

Stabilisce anche le correlazioni tra organismi differenti.

La tassonomia valuta la nomenclatura e la classificazione degli organismi.

La sistematica è ancora basata sull’opera del botanico svedese Carlo Linneo
(XVIII° secolo).
22
Specie classificazione

L’unità di base per classificare è la specie cioè un gruppo di organismi con
natura struttura e funzione e comportamento simili, in natura si incrociano
solo tra di loro e tutti i membri hanno un insieme comune di geni oltre che
derivare da un antenato comune.

Le specie strettamente correlate tra di loro costituiscono il genere, un certo
numero di generi correlati costituiscono le famiglie, che
a loro volta
possono essere raggruppati in classi le classi in phyla e quindi in regni
assegnati poi a i domini.

Il sistema binomiale si basa sull’attribuzione ad ogni organismo vivente di
un nome doppio in cui la prima parte indica il genere e la seconda la specie.

Il nome descrive a volte una caratteristica di un particolare organismo
vivente, e viene istinto in due parti una distingue il gener ela seconda la
specie.
23
Specie classificazione
Ciascuna categoria è più generale ed
inclusiva di quella che segue
DOMINIO
REGNO
PHYLUM
CLASSE
ORDINE
FAMIGLIA
GENERE
SPECIE
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Eucarioti
Procarioti unicellulari
EUKARYA
EUBACTERIA
ARCHAEA
animali
funghi
archeobatteri
REGNI
eubatteri
Antenato comune
piante
protisti
Regno protisti

La sistematica si è evoluta mediante le attuali tecnologie
molecolari, i Biologi non sono in accordo su correlazione e
classificazione ma molti assegnano gli organismi a tre
domini e sei regni.
Eucarioti uni o
pluricellulari
alcuni protisti
sono
fotosintetici
protozoi
alghe
Muffe
d’acqua
protisti
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Le piante
hanno la
cuticola che è
una copertura
cerosa per
evitare la
perdita di
acqua ma
anche stomi e
gametangi
Piante non
vascolarizzate
(muschi)
Eucarioti
pluricellulari in
grado di
svolgere
attività
fotosintetica
Piante
vascolarizzate
(felci conifere
piante e fiori)
Muffe
d’acqua
piante
27
Evoluzione e teoria della selezione
naturale

Gli organismi possono essere assegnati a tre domini e sei regni.

Ogni organismo è il prodotto dell’interazione tra i suoi geni e le condizioni
dell’ambiente.

Organismi appartenenti ad una sola specie identici tra loro potrebbero
soccombere ad un eventuale cambiamento dell’ ambientale andando
incontro all’ estinzione.

Gli adattamenti sono risultato di processi evolutivi che avvengono in periodo
molto lunghi e coinvolgono molti generazioni.

L’evoluzione della specie fu teorizzata da Charles Darwin nel 1859, nel suo
trattato l’autore formulava alcuni postulati:
28
Evoluzione e teoria della selezione naturale
1. Ogni individuo è differente dall’altro nell’ambito della stessa
specie (noi sappiamo che è vero perché conosciamo la
struttura del DNA).
2. Nascono più organismi di quelli in grado di sopravvivere.
3. Gli individui competono per usufruire delle risorse naturali
come cibo, spazio, luce
e gli individui che hanno
caratteristiche vantaggiose hanno più possibilità di originare
una progenie.
4. Gli individui che sopravvivono si riproducono e trasmettono le
loro caratteristiche alle generazioni future.
(La diversità degli individui è prodotta in maniera casuale dalle
mutazioni a carico del DNA, sia fisiche che chimiche, le
mutazioni sono ereditabili).
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Si tratta di tre specie animali con un
antenato comune che ha colonizzato nel
corso delle generazioni tre ambienti con
caratteristiche di presenza alimentare
differenti. In relazione al tipo di
alimentazione le specie quindi hanno
sviluppato un becco dalla forma diversa. In
questo caso a determinare la adattamento è
stato l’ambiente, che metteva a disposizione
un particolare tipo di alimentazione.
Energia

Per organismi autotrofi (Piante, alghe, batteri) si intendono
organismi definiti produttori che sono in grado di impiegare
l’energia solare come fonte di energia e materiali semplici per
produrre in maniera autonoma il proprio alimento.

Sono in genere fotosintetici e sono in grado di sintetizzare
molecole complesse a partire da CO2 e acqua.

L’energia luminosa è trasformata in energia chimica ed è
accumulata nei legami chimici delle molecole dell’ alimento
prodotto.

L’ossigeno è un sottoprodotto della fotosintesi CO2 + acqua + E
 zuccheri + O2
31

GLI ECOSITEMI DIPENDONO DA UN CONTINUO APPORTO DI ENERGIA.

GLI ECOSISTEMI SONO COSTIUTI DA TRE TIPI DI ORGANISMI
PRODUTTORI, DECOMPOSITORI, CONSUMATORI.

GLI ORGANISMI NON SONO IN GRADO DI CREARE ENERGIA, DURANTE
OGNI TRASFORMAZIONE L’ENERIA VIENE DISPERSA NELL’AMBIENTE.

I PRDOUTTORI (AUTOTROFI) RICAVANO ENERGIA DALLA LUCE SOLARE,
MENTRE I CONSUMATORI DA DALLA DEGRADAZIOONE DI ZUCCHERI E
ALTRE MOLECOLE.
32
NUTRIZIONE
ALTRE ATTIVITA’
OMEOSTASI, MOVIMENTO
DI MATERIALI,
ACCRESCIMENTO E
SVILUPPO,
RIPRODUZIONE
SINTESI
LOCOMOZIONE
Materia prima
STRUTTURE
E MATERIALI
NECESSARI
ENERGIA
Carburante
RESPIRAZIONE
CELLULARE
(Degradazione delle
molecole)
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Energia
ZUCCHERI +
+ O2
O2 
 CO2
CO2 +
+ ACQUA
ACQUA +
+E
E
ZUCCHERI
CONSUMATORI
PRODUTTORI
CO2 + acqua + E  zuccheri + O2
Energia

Per organismi eterotrofi si intendono organismi consumatori che
dipendono dai produttori per cibo, energia, e ossigeno.

Ricavano energia (gli eterotrofi) degradando il glucosio e altre
molecole originariamente prodotte durante la fotosintesi,quando
durante la respirazione cellulare si ha la rottura dei legami chimici
l’energia immagazzinata viene resa disponibile per i processi vitali.

Batteri e funghi sono decompositori fanno in modo che i componenti
dei materiali di scarto possano essere riutilizzati.
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