Cap. 12 La cellula. Fig. 1. Fig. 2. Fig. 3. Fig. 4. Fig. 5

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Giustina Lamberti
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sviluppare la Teoria Cellulare. Questa teoria sostiene che tutti gli esseri viventi sono formati da cellule.

1) I più piccoli esseri viventi sono gli organismi unicellulari cioè organismi formati cioè da un unica cellula (2) Molti organismi sono composti

2 Le sostanze organiche e inorganiche dei viventi Gli esseri viventi utilizzano moltissime sostanze per mantenersi in vita Troviamo sostanze

di composto di sostanza organica è dato dalle proteine (fig. 4 e 5) Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 12.

eucariote significa cellula con nucleo ben organizzato.

1 La cellula eucariote La cellula eucariote risulta suddivisa in membrana cellulare; citoplasma ricco di organuli e nucleo. Fig.

1 ( Cap. 12 La cellula 12.1 Le cellule Con l invenzione del microscopio l uomo ha potuto esplorare il ondo degli organismi molto piccoli il cui studio ha permesso di sviluppare la Teoria Cellulare. Questa teoria sostiene che tutti gli esseri viventi sono formati da cellule. La cellula è l unità fondamentale degli esseri viventi; in generale essa è formata da: una membrana esterna, un citoplasma e un nucleo (fig. 1) I più piccoli esseri viventi sono gli organismi unicellulari cioè organismi formati cioè da un unica cellula (2) Molti organismi sono composti da più cellule, sono gli organismi Fig. 1 ) gif.3 pluricellulari (poche migliaia a migliaia di miliardi) 12.2 Le sostanze organiche e inorganiche dei viventi Gli esseri viventi utilizzano moltissime sostanze per mantenersi in vita Troviamo sostanze inorganiche [acqua, anidride carbonica e Sali minerali] Sostanze organiche che sono essenzialmente costituite da composti del carbonio Un esempio di composto di sostanza organica è dato dalle proteine (fig. 4 e 5) Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig La struttura della cellula Le cellule si dividono in procariote ed eucariote; procariote significa cellula priva di un nucleo ben organizzato, eucariote significa cellula con nucleo ben organizzato. La cellula procariote risulta costituita da una membrana cellulare, citoplasma, ribosomi e un anello di DNA (fig. 6) La cellula eucariote La cellula eucariote risulta suddivisa in membrana cellulare; citoplasma ricco di organuli e nucleo. Fig. 6 La membrana cellulare è il rivestimento che avvolge la cellula. Il citoplasma si trova fra membrana e nucleo e ha consistenza gelatinosa. Il nucleo contiene il DNA che possiede tutte le informazioni necessarie a far funzionare la cellula. (fig. 7) 12.4 La membrana cellulare La membrana cellulare circonda la cellula e la isola dell'ambiente esterno; regola gli scambi fra la cellula e l'ambiente esterno che possono avvenire per: diffusione, attraverso le proteine di trasporto e Fig. 7 per fagocitosi E formata da un doppio strato fosfolipidico e da proteine di

forma di lunghe molecole di RNA (fig. 9).

(fig. 11). Centrioli: organuli a forma cilindrica che intervengono nella riproduzione della cellula (fig.

8 Mitocondri: organuli a forma di fagiolo al cui interno avvengono le reazioni di respirazione cellulare

Lisosomi: vescicole destinate alla distruzione di corpi estranei entrati nella cellula e alla distruzione di

Apparato del Golgi: pile di sacculi destinati ad immagazzinare sostanze che la cellula riversa all'esterno

6 La respirazione cellulare Ogni cellula ha il proprio metabolismo che necessita di energia.

2 membrana (fig. 8) 12.5 Gli organuli Ribosomi: costruiscono proteine a partire dalle informazioni che arrivano dal nucleo sotto forma di lunghe molecole di RNA (fig. 9). Reticolo endoplasmatico: serie di canali e vescicole attraverso i quali le sostanza vengono spostate all'interno cella cellula (fig. 10). Vacuoli: vescichette in cui troviamo acqua, sostanze di rifiuto destinate ad essere espulse dalla cellula (fig. 11). Centrioli: organuli a forma cilindrica che intervengono nella riproduzione della cellula (fig. 12). Fig. 8 Mitocondri: organuli a forma di fagiolo al cui interno avvengono le reazioni di respirazione cellulare (fig. 13). Lisosomi: vescicole destinate alla distruzione di corpi estranei entrati nella cellula e alla distruzione di organuli deteriorati e di cellule morte (fig. 14). Apparato del Golgi: pile di sacculi destinati ad immagazzinare sostanze che la cellula riversa all'esterno (fig. 15). Fig. 9 Fig. 12 Fig. 10 Fig La respirazione cellulare Ogni cellula ha il proprio metabolismo che necessita di energia. Questa energia viene fornita dalla respirazione cellulare che consiste nel bruciare gli zuccheri utilizzando ossigeno per ricavarne energia [ATP]. Questa molecola viene utilizzata per ricavare energia in tutti gli altri processi cellulari. Fig. 11 La CO 2 [anidride carbonica] forma lo scarto della reazione e lascia la cellula come sostanza di rifiuto insieme a H 2 O (Fig. 16) 12.7 Il nucleo Nel nucleo troviamo: Membrana nucleare con pori nucleari necessari a far passare molecole grandi; nucleoli di forma sferoidale Fig. 14 (fig. 17) e cromatina materiale filamentoso scuro Fig. 16 impacchettato intorno a proteine come un filo di perle che contiene DNA. Al momento della riproduzione cellulare il DNA si addensa a formare cromosomi (fig. 18) Essi sono costituiti da una lunga sequenza di nucleotidi [L'Adenina, la Timina, la Guanina e la Citosina ] che formano il codice che contiene Fig. 15

l informazione genetica. C è una perfetta corrispondenza i nucleotidi [A-T; C-G] e questo sta alla base del codice genetico e della sua duplicazione (fig.

La mitosi si articola in quattro fasi: Profase Metafase Anafase Fig. 17 Telofase, a cui segue un periodo di riposo detto interfase. 12.8.

crescita attiva del citoplasma, compresa la produzione di organuli Durante il periodo S (sintesi) si duplica il DNA 12.8.2 Interfase G2 e mitosi Fig.

microtubuli necessari per la formazione del fuso mitoico La mitosi fu scoperta da Hoffmeister nel 1848 nelle cellule di embrione vegetale; à un meccanismo di

3 Profase Nella profase cromosomi si rendono visibili come filamenti larghi e spessi. Ciascuno è formato da una coppia di cromatidi che rimane Fig.

nucleolo scompare e si disperde nel citoplasma sotto forma di ribosomi (fig. 21) 12.8.

microtubuli fino a che tutti non sono allineati al piano equatoriale. Fig.

3 l informazione genetica. C è una perfetta corrispondenza i nucleotidi [A-T; C-G] e questo sta alla base del codice genetico e della sua duplicazione (fig. 19) 12.8 La Mitosi La mitosi è un processo di divisione in cui il numero dei cromosomi della cellula madre si mantiene uguale nelle cellule figlie. La mitosi si articola in quattro fasi: Profase Metafase Anafase Fig. 17 Telofase, a cui segue un periodo di riposo detto interfase Interfase G1 e S Interfase è un periodo durante il quale la cellula cresce e il DNA si duplica; comprende tre periodi: G1, S e G2 G1 è un periodo di crescita attiva del citoplasma, compresa la produzione di organuli Durante il periodo S (sintesi) si duplica il DNA Interfase G2 e mitosi Fig. 18 In G2 si sintetizza il materiale citoplasmatico necessario per la divisione cellulare, come ad esempio le molecole di tubulina, la proteina che forma i microtubuli necessari per la formazione del fuso mitoico La mitosi fu scoperta da Hoffmeister nel 1848 nelle cellule di embrione vegetale; à un meccanismo di separazione dei cromosomi che si sono duplicati durante la fase S (fig. 20) Profase Nella profase cromosomi si rendono visibili come filamenti larghi e spessi. Ciascuno è formato da una coppia di cromatidi che rimane Fig. 19 unita solo al livello del centrometro In questa tappa i cromosomi passano dalla forma allungata di normale lavoro ad una forma compatta di trasporto; il nucleolo scompare e si disperde nel citoplasma sotto forma di ribosomi (fig. 21) Metafase Nella metafase appare il fuso mitoico formato da fasci di microtubuli I cromosomi si uniscono ad alcuni microtubuli e vengono spostati dai microtubuli fino a che tutti non sono allineati al piano equatoriale. Fig. 20 Alla fine della metafase si produce la separazione del DNA dal centromero e di conseguenza la separazione dei cromosomi (Fig ) Fig Anafase Fig. 23 Nell anafase i cromosomi sono ormai separati e ciascuno di essi migra verso i poli opposti della cellula. Questo movimento si realizza grazie a un processo di che accorcia i microtubuli del fuso mitoico (fig. 24) Fig Telofase La telofase inizia quando i cromosomi arrivano ai poli della cellula

I cromosomi despiralizzano, perdono di consistenza e si riforma la membrana nucleare a partire dal reticolo rugoso e si riforma il nucleolo (fig. 25) 12.8.

Nelle piante superiori, nella telofase avanzata, appare all equatore della cellula una struttura chiamata fragmoplaso 12.

dette gameti Questo processo si realizza in due divisioni nucleari chiamate prima e seconda divisione mitoica o semplicemente meiosi I e Meiosi II.

10 Animali a piante Molti organuli cellulari sono comuni a cellule vegetali e animali ma vi sono differenze: 1 La cellula vegetale ha una parete cellulare

vegetali (fig, 26 e 27) 12.11 La fotosintesi La fotosintesi è uno dei processi metabolici di cui si avvale la cellula per ottenere energia.

energia chimica trasformando acqua e CO2 in composti organici [glucosio] liberando ossigeno CO2 + H2O + Luce Glucosio + O2 (fig. 28) 12.

Essi assorbono dall ambiente acqua e anidride carbonica e grazie all energia luminosa possono produrre materia organica con un processo chiamato

4 I cromosomi despiralizzano, perdono di consistenza e si riforma la membrana nucleare a partire dal reticolo rugoso e si riforma il nucleolo (fig. 25) Citocinesi La citocinesi è la divisione del citoplasma che avviene dopo che i due nuclei si sono separati durante la mitosi. Nelle piante superiori, nella telofase avanzata, appare all equatore della cellula una struttura chiamata fragmoplaso 12.9 La Meiosi La meiosi è un processo di divisione cellulare, nel quale una cellula diploide (2n), subirà due divisioni successive dando origine a 4 cellule dette gameti Questo processo si realizza in due divisioni nucleari chiamate prima e seconda divisione mitoica o semplicemente meiosi I e Meiosi II. Le cellule che si originano parteciperanno alla riproduzione sessuata e unendosi daranno nuovamente origine ad una cellula diploide Animali a piante Molti organuli cellulari sono comuni a cellule vegetali e animali ma vi sono differenze: 1 La cellula vegetale ha una parete cellulare 2 Il vacuolo vegetale è enorme 3 Nella cellula vegetale sono presenti i cloroplasti Questa differenza riflette una differenza di metabolismo fra animali e vegetali (fig, 26 e 27) La fotosintesi La fotosintesi è uno dei processi metabolici di cui si avvale la cellula per ottenere energia. È un processo mediante il quale gli esseri viventi possessori di clorofilla o di altri pigmenti, catturano l energia luminosa del sole e la trasformano in energia chimica trasformando acqua e CO2 in composti organici [glucosio] liberando ossigeno CO2 + H2O + Luce Glucosio + O2 (fig. 28) Autotrofi Grazie alla clorofilla i vegetali si possono fabbricare il cibo. Essi assorbono dall ambiente acqua e anidride carbonica e grazie all energia luminosa possono produrre materia organica con un processo chiamato fotosintesi clorofilliana Queste sostanze vengono demolite nella respirazione (fig. 29) Fig. 24 Fig. 25 Fig, 26 Cellula animale Fig. 27 cellula vegetale Fig Eterotrofi Gli animali si nutrono mangiando altri organismi, prendendo energia prodotta, in ultima analisi, durante la fotosintesi. Fig. 28 Le piante sono autotrofe, producono da se il propri alimenti [trophé =

5 nutrimento] Gli animali sono eterotrofi, si nutrono di altri organismi

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