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La nuova biologia.blu Dalla cellula alle biotecnologie PLUS 13/11/11 David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, May R. Berenbaum La nuova biologia.blu Dalla cellula alle biotecnologie PLUS 2 2 2

Il metabolismo energetico 13/11/11 Capitolo A6 Il metabolismo energetico 3 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 3 3

Le strategie per procurarsi energia 13/11/11 13/11/11 Le strategie per procurarsi energia autotrofi eterotrofi Sia gli autotrofi sia gli eterotrofi usano come combustibile principale il glucosio, che demoliscono attraverso una serie di reazioni organizzate in diverse vie metaboliche. 4 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 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 redox), in cui uno o più elettroni sono trasferiti da una sostanza all’altra. 5 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 5 5 5

13/11/11 13/11/11 Il ruolo del NAD Il nicotinammide adenin difosfato (NAD) è un coenzima, ovvero una molecola che partecipa a una via metabolica e favorisce il trasferimento degli elettroni. 6 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 6 6 6

Il metabolismo del glucosio 13/11/11 13/11/11 Il metabolismo del glucosio I processi metabolici più importanti per il rilascio dell’energia del glucosio sono la glicolisi, la fermentazione e la respirazione cellulare. 7 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 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 Nel citoplasma una molecola di glucosio è scissa in due molecole di piruvato, con liberazione di 2 molecole di ATP e 2 molecole di NADH + H+ attraverso il processo della glicolisi. 8 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 8 8 8

13/11/11 13/11/11 La fermentazione 9 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 9 9 9

La produzione di energia nei mitocondri 13/11/11 13/11/11 La produzione di energia nei mitocondri La produzione di acetil-CoA e il ciclo di Krebs avvengono nella matrice dei mitocondri, mentre la fosforilazione ossidativa si svolge sulle creste della membrana interna. 10 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 10 10 10

Il ciclo di Krebs 13/11/11 13/11/11 11 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 11 11 11

La catena di trasporto degli elettroni 13/11/11 13/11/11 12 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 12 12 12

Il bilancio energetico della respirazione cellulare 13/11/11 13/11/11 Il bilancio energetico della respirazione cellulare In presenza di ossigeno la glicolisi è seguita dalla respirazione cellulare e il rendimento energetico della molecola di glucosio arriva a 32 molecole di ATP perché il glucosio viene ossidato completamente. 13 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 13 13 13

13/11/11 13/11/11 14 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 14 14 14

La fotosintesi: energia dal Sole 13/11/11 13/11/11 15 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 15 15 15

La comparsa dell’ossigeno sulla Terra 13/11/11 13/11/11 La comparsa dell’ossigeno sulla Terra La variazione della quantità di ossigeno nell’atmosfera ha influenzato l’evoluzione dei viventi e la morfologia del pianeta nelle diverse ere geologiche. 16 Sadava et al. La nuova biologia.blu PLUS © Zanichelli 2017 16 16 16