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Il nuovo Invito alla biologia.blu 13/11/11 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia.blu 2 2 2

Origine ed evoluzione delle cellule 13/11/11 Capitolo A1 Origine ed evoluzione delle cellule 3 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 3 3

La nascita dell’universo e la storia della Terra 13/11/11 Lezione 1 La nascita dell’universo e la storia della Terra 4 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 4 4

Dal Big Bang al Sistema Solare 13/11/11 Dal Big Bang al Sistema Solare L’Universo ha avuto origine da un’enorme esplosione, il Big Bang, a cui ha fatto seguito la formazione di galassie, stelle e pianeti. 5 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 5 5

L’evoluzione della Terra 13/11/11 L’evoluzione della Terra È probabile che l’atmosfera della Terra primordiale fosse formata esclusivamente da elio e idrogeno. In seguito, le emissioni dei vulcani e dei geyser portarono alla formazione di una nuova atmosfera priva di ossigeno, che favorì la formazione degli oceani. 6 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 6 6

La storia della vita sulla Terra 13/11/11 La storia della vita sulla Terra In questo schema ogni giorno rappresenta 150 milioni di anni. 7 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 7 7

Le diverse ipotesi sull’origine della vita Lezione 2 8 13/11/11 8 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 8 8

L’ipotesi di Oparin sulla comparsa della vita sulla Terra 13/11/11 L’ipotesi di Oparin sulla comparsa della vita sulla Terra Secondo la teoria di Oparin, la comparsa della vita sulla Terra è stata preceduta da una lunga serie di eventi, che prende il nome di evoluzione chimica. 9 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 9 9

L’esperimento di Miller-Urey 13/11/11 L’esperimento di Miller-Urey Miller e Urey confermarono attraverso un esperimento l’ipotesi di Oparin, dimostrando che le molecole organiche possono formarsi spontaneamente a partire dalla materia inorganica. 10 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 10 10

Una teoria alternativa 13/11/11 Una teoria alternativa Secondo la teoria della panspermia le forme di vita terrestri sono troppo complesse per essersi formate spontaneamente. La vita andrebbe quindi avuto origine nell’Universo e sarebbe giunta sulla Terra grazie a corpi celesti come comete o meteoriti. 11 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 11 11

Dalle biomolecole alle prime cellule 13/11/11 Dalle biomolecole alle prime cellule Evoluzione prebiologica: secondo Oparin, le biomolecole sono diventate più numerose e hanno iniziato a combinarsi, dando luogo a piccoli sistemi (coacervati). Evoluzione biochimica: l’RNA svolge il ruolo di catalizzatore e memoria genetica, poi compare il DNA e l’RNA si specializza. 12 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 12 12

Le caratteristiche dei viventi 13/11/11 Le caratteristiche dei viventi Formati da cellule Assorbono e consumano energia Si riproducono Si sono adattati all’ambiente Rispondono agli stimoli 13 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 13 13

Le caratteristiche delle cellule 13/11/11 Lezione 3 Le caratteristiche delle cellule 14 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 14 14

L’unità elementare della vita 13/11/11 L’unità elementare della vita Tutti gli organismi sono formati da una o più cellule. Le cellule hanno piccole dimensioni. 15 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 15 15

Il rapporto tra superficie e volume 13/11/11 Il rapporto tra superficie e volume Le dimensioni ridotte delle cellule dipendono dalla necessità di mantenere un adeguato rapporto tra superficie e volume. 16 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 16 16

Diversi tipi di microscopio 13/11/11 Diversi tipi di microscopio 17 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 17 17

Cellule procariotiche e cellule eucariotiche 13/11/11 Lezione 4 Cellule procariotiche e cellule eucariotiche 18 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 18 18

Le cellule procariotiche 13/11/11 Le cellule procariotiche Le cellule procariotiche hanno una struttura comune: una membrana che racchiude il citoplasma, all’interno del quale si trova il nucleoide (DNA). 19 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 19 19

Strutture specializzate nei procarioti 13/11/11 Strutture specializzate nei procarioti Parete cellulare e capsula Membrane interne Flagelli e pili Citoscheletro 20 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 20 20

Le cellule eucariotiche 13/11/11 Le cellule eucariotiche Le cellule eucariotiche sono delimitate da una membrana plasmatica e contengono citoplasma, ribosomi e DNA. Hanno tuttavia dimensioni maggiori di quelle procariotiche, fino a dieci volte di più, e il loro citoplasma è suddiviso in compartimenti interni delimitati da membrana chiamati organuli. 21 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 21 21

La cellula eucariotica animale 13/11/11 La cellula eucariotica animale flagello nucleo reticolo endoplasmatico mitocondrio membrana cellulare centrioli lisosomi apparato di Golgi 22 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 22 22

La cellula eucariotica vegetale 13/11/11 La cellula eucariotica vegetale nucleo reticolo endoplasmatico cloroplasto vacuolo mitocondrio parete cellulare apparato di Golgi membrana cellulare 23 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 23 23

L’origine degli organuli 13/11/11 L’origine degli organuli 24 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 24 24

Autotrofi ed eterotrofi 13/11/11 Autotrofi ed eterotrofi Gli organismi autotrofi sintetizzano in modo autonomo biomolecole ricche di energia attraverso la fotosintesi clorofilliana. Gli organismi eterotrofi ricavano da fonti esterne l’energia e le molecole necessarie per costruire le proprie strutture. 25 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 25 25

Origine degli organismi pluricellulari 13/11/11 Lezione 5 Origine degli organismi pluricellulari 26 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 26 26

Conseguenze della pluricellularità 13/11/11 Conseguenze della pluricellularità La pluricellularità comporta: differenziazione tra le cellule, che si possono specializzare; continua comunicazione tra le cellule attraverso segnali, che consente integrazione e coordinazione delle attività. 27 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 27 27

Dalle colonie agli organismi pluricellulari 13/11/11 Dalle colonie agli organismi pluricellulari Una forma intermedia tra organismi unicellulari e pluricellulari è rappresentata da singole cellule riunite in colonie. A differenza delle colonie, negli organismi pluricellulari ogni tipo di cellula è specializzato nello svolgere una specifica funzione. 28 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 28 28