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Biologia.blu Dalle cellule agli organismi 13/11/11 13/11/11 13/11/11 David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis Biologia.blu Dalle cellule agli organismi 2 2 2 2 2

Il metabolismo energetico Capitolo A5 3 13/11/11 13/11/11 13/11/11 3 3 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 3 3 3 3

Due strategie per procurare energia 13/11/11 13/11/11 Due strategie per procurare energia eterotrofi autotrofi Il metabolismo energetico è costituito dalle vie metaboliche, cioè sequenze di reazioni che permettono alla cellula di ricavare energia dall’ambiente. 4 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 4 4 4

Un tipo di reazione chimica: l’ossidoriduzione 13/11/11 13/11/11 Un tipo di reazione chimica: l’ossidoriduzione Molte reazioni chimiche nel metabolismo sono reazioni di ossidoriduzione o reazioni redox. 5 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 5 5 5

La cellula e l’energia La produzione 13/11/11 13/11/11 La cellula e l’energia La produzione di energia passa attraverso il metabolismo del glucosio. Il metabolismo del glucosio produce energia sotto forma di ATP. 6 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 6 6 6

La glicolisi: dal glucosio al piruvato Prima fase Seconda fase 7 13/11/11 13/11/11 Prima fase Seconda fase La glicolisi: dal glucosio al piruvato 7 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 7 7 7

Il bilancio energetico della glicolisi 13/11/11 13/11/11 Il bilancio energetico della glicolisi Glucosio + 2 ATP + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O 8 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 8 8 8

La fermentazione: lattica e alcolica 13/11/11 13/11/11 La fermentazione: lattica e alcolica Fermentazione alcolica Fermentazione lattica 9 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 9 9 9

La respirazione cellulare 13/11/11 13/11/11 La respirazione cellulare Durante la respirazione cellulare il piruvato è ossidato a CO2 e l’ossigeno ridotto a molecole di acqua. L’energia liberata è usata per produrre ATP. La respirazione cellulare produce più ATP rispetto alla fermentazione. 10 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 10 10 10

13/11/11 13/11/11 I mitocondri Negli eucarioti la respirazione cellulare avviene nei mitocondri, organuli deputati alla produzione di energia. 11 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 11 11 11

13/11/11 13/11/11 Il ciclo di Krebs 12 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 12 12 12

La catena di trasporto degli elettroni 13/11/11 13/11/11 La catena di trasporto degli elettroni Gli elettroni si spostano lungo la catena di trasporto: una serie di complessi proteici della membrana mitocondriale interna. 13 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 13 13 13

Trasporto di elettroni e sintesi di ATP 13/11/11 13/11/11 Trasporto di elettroni e sintesi di ATP L’ultima fase della respirazione cellulare avviene sulla membrana interna dei mitocondri, a livello di quattro complessi proteici, producendo ATP per chemiosmosi. 14 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 14 14 14

I collegamenti tra le vie metaboliche 13/11/11 13/11/11 I collegamenti tra le vie metaboliche 15 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 15 15 15

La fotosintesi: energia dal Sole 13/11/11 13/11/11 La fotosintesi: energia dal Sole Gli organismi fotosintetici usano la luce del Sole, l’acqua del suolo e il CO2 dell’atmosfera per produrre composti organici e liberare O2 grazie alla fotosintesi. 16 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 16 16 16

La fotosintesi: come e dove 13/11/11 13/11/11 La fotosintesi: come e dove La fotosintesi è suddivisa in una fase luminosa e una fase indipendente dalla luce. Le reazioni di entrambe le fasi avvengono all’interno dei cloroplasti. 17 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 17 17 17

La fase luminosa I pigmenti sono necessari 13/11/11 13/11/11 La fase luminosa I pigmenti sono necessari durante la fase luminosa, quando le molecole d’acqua sono scisse e liberano ossigeno. Gli elettroni e gli atomi di H sono trasferiti alle molecole di NADP+ che si riducono a NADPH + H+. 18 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 18 18 18

La fase indipendente dalla luce 13/11/11 13/11/11 La fase indipendente dalla luce Il ciclo di Calvin produce glucosio a partire da CO2, ATP e NADPH + H+ generati durante la fase luminosa. 19 Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011 19 19 19