1. Introduzione alla biologia vegetale. Adattamento frutto dell EVOLUZIONE. BIOLOGIA studio scientifico della VITA

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1 Adattamento frutto dell EVOLUZIONE BIOLOGIA studio scientifico della VITA

2 VITA Campbell-Reece, Biologia e genetica 2012 Pearson Italia S.p.A Come viene indagato il mondo della natura e della vita?

3 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Tema 1: l EVOLUZIONE è il tema centrale della biologia UNITA e DIVERSITA della vita sulla Terra sono frutto dell evoluzione. ORIGINE della vita sulla Terra

4 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia

5 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia

6 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Storia della vita sulla Terra

7 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Fino ad oggi individuati 1.8 milioni di specie diverse (6300 specie di procarioti, funghi, piante, vertebrati, insetti) ma stimate tra 10 e 100 milioni di specie esistenti sulla Terra. TASSONOMIA: ramo della biologia che si occupa della classificazione delle specie viventi

8 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia NOMENCLATURA Sistema binomiale GENERE in corsivo, lettera maiuscola SPECIE in corsivo, lettera minuscola Coffea arabica L. acronimo autore Ulteriore suddivisione sottospecie, varietà, forma, cultivar Es. Pinus nigra Pinus nigra subsp. salzmannii Pinus nigra var. caramanica Pinus nigra subsp. salzmannii var. corsicana Ibridi incrocio tra individui appartenenti a taxon (unità tassonomiche) diverse Es. Mentha piperita ibrido tra Mentha aquatica e M. spicata Trasferimento di una specie a un genere differente Es. sequoia sempreverde Taxodium sempervirens D. Don Sequoia sempervirens (D. Don) En

9 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia DOMINIO BACTERIA diversi regni DOMINIO ARCHAEA diversi regni DOMINIO EUKARYA protisti (diversi regni), Fungi, Plantae, Animalia (c) DOMINIO EUKARYA Campbell-Reece, Biologia e genetica 2012 Pearson Italia S.p.A

10 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Batteri Archei Eucarioti Nucleo racchiuso da membrana Assente Assente Presente Organuli racchiusi da membrana Assente Assente Diversi Peptidoglicani nella parete cellulare Presente Assente Assente Lipidi di membrana Legati a Esteri Non ramificati Legati a Eteri Ramificati Ribosoma 70S 70S 80S Legati a Esteri Non ramificati trna iniziatore Formilmetionina Metionina Metionina Operoni Sì Sì Rari Plasmidi Sì Sì Rari Numero di RNA polimerasi Ribosomi sensibili a cloramfenicolo e streptomicina Sì No No Ribosomi sensibili alla tossina difterica No Sì Sì

11 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia

12 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Briofite Pteridofite

13 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia

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15 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Evoluzione agisce attraverso diversi meccanismi tra cui la selezione (naturale e non) Come opera la selezione naturale? Piccole differenze tra gli individui per una determinata caratteristica fanno sì che la probabilità che gli individui con il carattere più favorevole abbiano più probabilità di sopravvivere e riprodursi e questo porta ad un aumento di quel carattere nella generazione successiva.

16 a. L evoluzione e la sua connessione con la tassonomia Selezione positiva: per le modifiche utili Selezione purificante: contro i cambiamenti deleteri

17 b. Livelli di gerarchia biologica Tema 2: nuove PROPRIETA emergono ad ogni LIVELLO della GERARCHIA BIOLOGICA Campbell-Reece, Biologia e genetica 2012 Pearson Italia S.p.A

18 Biologia dei sistemi (SYSTEM BIOLOGY) costruzione di modelli per la comprensione di interi sistemi biologici

19 c. Interazione tra organismi e ambiente Tema 3: gli ORGANISMI INTERAGISCONO con il loro AMBIENTE scambiando MATERIA e ENERGIA

20 c. Interazione tra organismi e ambiente Lo studio del contenuto energetico dei diversi livelli trofici fornisce informazioni sul modo in cui l energia fluisce attraverso gli ecosistemi

21 c. Interazione tra organismi e ambiente

22 c. Interazione tra organismi e ambiente Gli ecosistemi presentano due serie di componenti interagenti: la componente vivente, o biotica, e la componente non vivente, o biotica L ambiente abiotico, che include la radiazione solare, l atmosfera, gli oceani, il clima ed il fuoco, contribuisce al modellamento della porzione biotica degli ecosistemi

23 c. Interazione tra organismi e ambiente La Terra presenta molti ambienti differenti che però si possono raggruppare in biomi = grandi regioni della superficie terrestre, relativamente ben disinte dalle altre, con caratteristiche climatiche, geologiche, vegetali e faunistiche ben definite

24 c. Interazione tra organismi e ambiente

25 c. Interazione tra organismi e ambiente

26 c. Interazione tra organismi e ambiente

27 d. Correlazione tra struttura e funzione e. La cellula come unità fondamentale di un organismo Tema 4: STRUTTURA e FUNZIONE sono correlate a tutti i livelli dell organizzazione biologica Tema 5: le CELLULE sono le UNITA FONDAMENTALI di un organismo, sia a livello strutturale sia a livello funzionale

28 f. La continuità della vita: trasmissione delle informazioni ereditabili sotto forma di DNA g. Regolazione dei sistemi biologici Tema 6: la CONTINUITA della VITA si basa su informazioni EREDITABILI sotto forma di DNA Tema 7: meccanismi di retroazione (FEEDBACK) REGOLANO i sistemi biologici permettendo ai processi di autoregolarisi Campbell-Reece, Biologia e genetica 2012 Pearson Italia S.p.A

29 ii. Differenze tra organismo animale e vegetale Differenze tra organismo ANIMALE e VEGETALE Movimento Modalità di accrescimento Nutrizione Organismo ANIMALE Movimenti PROPRI (eccezione animali marini bentonici) DEFINITO non può accrescersi oltre le dimensioni ADULTE ETEROTROFA trae nutrimento da altri organismi Organismo VEGETALE NO movimenti PROPRI (vive ancorato al suolo) INDEFINITO è un embrione perenne AUTOTROFA è in grado di costruirsi il cibo da solo mediante fotosintesi

30 iii. Approcci di studio di un organismo vegetale STUDIO di una PIANTA ANATOMIA VEGETALE: CITOLOGIA ISTOLOGIA ORGANOGRAFIA ANATOMIA Rost et al., BIOLOGIA DELLE 2008 Zanichelli Ed.

31 iv. Importanza organismi vegetali Perché sono IMPORTANTI le piante? Ruolo ECOLOGICO produzione di sostanza organica ossigenazione dell aria modificazioni del microclima protezione del suolo caratterizzazione del paesaggio costituzione di habitat per animali Impieghi ECONOMICI e TRADIZIONALI piante alimentari piante medicinali spezie ed erbe aromatiche piante da fibra piante da bevanda piante coloranti piante da legname e carta piante da resina e gomme combustibili fossili e rinnovabili

32 Perchè sono importanti LE PIANTE PICCOLI LABORATORI CHIMICI Sostanze nutritive acqua, zuccheri, lipidi, proteine, vitamine, sali minerali Sostanze prive di un apparente ruolo nutrizionale Metaboliti secondari Principi attivi usati come medicamenti

33 Messi dalla pianta per attrarre animali: Fiori Frutti Messi dalla pianta per difendersi o per proteggere l embrione: Semi Fusto Foglie

34 Taxus baccata L. ALBERO DELLA MORTE Paclitaxel FARMACO ANTITUMORALE

35 Digitalis purpurea Molecola cardioattiva -> basse dosi

36 MIRTILLO = Vaccinium myrtillus L. Alimento Ingrediente alimentare Integratore alimentare Cosmetico Prodotto medicinale Migliora la microcircolazione a livello periferico e alcuni disturbi della visione oculare