1. La scoperta delle cellule
La teoria cellulare
La struttura fondamentale delle cellule
La Cellula procariotica
La Cellula eucariotica
 Cellule animali e vegetali
1-LA TEORIA CELLULARE

2. Gli esseri viventi sono costituiti da
cellule
Antony Van Leeuwenhoek fu l’inventore del microscopio,
che consentì l’osservazione oltre il mondo del visibile.
Nella seconda metà del Seicento,
Hooke osservò al microscopio
delle fettine di sughero e notò
che erano costituite da tante
piccole cellette separate tra loro.
Egli chiamò queste singole
unità cellule.

3. La teoria cellulare
Nella seconda metà del 1800, integrando le conoscenze
biologiche note all’epoca, fu formulata la teoria cellulare della
vita. Questi i punti salienti di tale teoria:
•tutti gli organismi viventi sono costituiti da una o più cellule
(si dicono UNICELLULARI gli organismi fatti di una sola cellula, PLURICELLULARI
se costituiti da più cellule);
•la cellula è la più piccola unità di materia vivente;
•tutte le cellule derivano da altre cellule;
•le cellule contengono le informazioni ereditarie ;
•le informazioni si trasmettono dalla cellula madre alle cellule
figlie.

4. Tutte le cellule hanno
una struttura comune
Qualsiasi cellula possiede tre strutture fondamentali:
• la membrana plasmatica: è l’involucro esterno della cellula,
la delimita separandola dalle altre e dall’ambiente circostante;
• il citoplasma: è una soluzione acquosa di consistenza
gelatinosa nella quale si compiono tutte le funzioni cellulari;
• il materiale genetico: rappresenta le informazioni che
definiscono le caratteristiche della cellula stessa e della sua
attività; tali informazione vengono trasmesse alle cellule figlie

5. Esistono diversi tipi di cellule
In base all’organizzazione del materiale genetico ed alla
presenza di compartimenti cellulari distinti, si distinguono
due tipi di cellule: cellule PROCARIOTICHE e cellule
EUCARIOTICHE.
L’elemento fondamentale che le differenzia è rappresentato
dalla assenza della membrana nucleare nei procarioti, al
contrario gli eucarioti hanno da un nucleo delimitato da una
doppia membrana. Tra gli eucarioti si distinguono cellule
VEGETALI e cellule ANIMALI
-Procarioti privi di nucleo
-Eucarioti con nucleo
Cellule vegetali
Cellule animali

6. La cellula procariotica
Le cellule procariotiche rappresentano il tipo cellulare più
semplice e primitivo, tipico dei batteri.
•Il materiale genetico è rappresentato da una molecola di DNA
CIRCOLARE, sebbene non sia presente una membrana
nucleare, il DNA che si localizza in una zona
detta NUCLEOIDE.
•Non ci sono organelli nel citoplasma, che pertanto
rappresenta un unico compartimento.
•La membrana cellulare è rivestita spesso da una struttura di
protezione detta PARETE, costituita da zuccheri e proteine.
Sulla superficie batterica possono emergere strutture proteiche
per l’adesione (i PILI) o per la locomozione (i FLAGELLI)

7. La parete cellulare
è un rivestimento di
protezione rigido
esterno alla membrana.
I flagelli, presenti singolarmente o
in piccoli gruppi ai poli della cellula,
consentono il movimento in
ambiente acquoso
I pili sono piccole strutture
proteiche, numerosi rivestono
la cellula e servono per
lìadesionealle superfici o ad
altre cellule.
Il DNA è una
molecola circolare
non protetta da una
membrana, che si
localizza in una zona
del citoplasma detta
NUCLEOIDE
La cellula procariotica

8. Le cellule eucariotiche
Le cellule eucariotiche posseggono un vero nucleo,
circondato da una doppia membrana nucleare. Il materiale
genetico è costituito da una o più molecole di DNA LINEARE.
Il citoplasma è suddiviso in compartimenti funzionalmente e
fisicamente distinti, rappresentati dagli ORGANELLI.
Gli organelli cellulari sono strutture circondate da membrana
che svolgono una funzione specifica
Alcune strutture sono esclusive
delle cellule animali (centriolo e
flagello); altre appartengono solo
alle cellule vegetali (cloroplasti,
Vacuolo centrale e parete cellulare)

9. La cellula eucariotica animale
Nucleo
Mitocondrio
Apparato del Golgi
Reticolo
endoplasmatico
rugoso
Centriolo e flagello sono
esclusivi della cellula animaleFlagello
Centriolo
Reticolo endoplasmatico
liscio

10. La cellula eucariotica vegetale
Nucleo
Cloroplasti
Mitocondri
Vacuolo
Parete cellulare
Cloroplasto, vacuolo
centrale e parete cellulare
sono esclusivi della cellula
vegetale
Reticolo endoplasmatico
rugoso
Reticolo endoplasmatico
liscio

11. La membrana cellulare ed il trasporto di sostanze
Il trasporto passivo
L’osmosi
Il trasporto attivo mediato da proteine
Il trasporto attivo mediato da vescicole
La membrana cellulare ed il trasporto di sostanze
Il trasporto attivo
Il trasporto passivo e l’osmosi
Il trasporto mediato da vescicole
2- LE CELLULE e
LE STRUTTURE CELLULARI

12. La membrana cellulare
La membrana cellulare (detta anche plasmatica) è una
barriera funzionale costituita da tre elementi:
•FOSFOLIPIDI disposti in un doppio strato con le code
idrofobiche che si fronteggiano e le teste polari idrofiliche
rivolte all’esterno ed all’interno della cellula. Tale struttura, per
la sua mobilità è descritta come un mosaico fluido
•PROTEINE: intrinseche o estrinseche, svolgono molte
funzioni (trasporto, ancoraggio, comunicazione)
•COLESTEROLO: regola la fluidità
della membrana limitando
i movimenti laterali
dei fosfolipidi

13. Il trasporto attraverso la membrana
La membrana è detta semipermeabile o filtro selettivo perché è
selettivamente permeabile: può essere attraversata da alcune
molecole ma è impermeabile ad altre.
Le sostanze attraversano le membrane in due modi:
-Trasporto passivo: tale processo non richiede energia. Le
sostanze si muovono secondo il loro GRADIENTE (differenza di
concentrazione ai due lati della membrana): vanno dal lato ad
alta concentrazione verso quello a bassa concentrazione finché
si ottiene la stessa concentrazione ai due lati
-Trasporto attivo: tale processo richiede dispendio di energia da
parte della cellula. Il trasporto attivo può essere mediato da
proteine oppure da vescicole che interessano tutta la membrana

14. Il trasporto PASSIVO
.
•Trasporto passivo semplice o diffusione: coinvolge
molecole piccole e apolari (tipicamente i gas respiratori O2 e
CO2) che passano velocemente tra le code dei fosfolipidi
•diffusione facilitata (figura): coinvolge
molecole più grandi (come il glucosio)
che attraversano la membrana passando
attraverso canali proteici.
•osmosi: consiste nel PASSAGGIO DI ACQUA attraverso la
membrana, che si verifica nel caso in cui i soluti NON possano
attraversarla.

15. Il processo di diffusione dell’acqua attraverso una membrana è
detto osmosi e si verifica solo se il soluto non può attraversare
la membrana. L’acqua si muove andando a diluire il soluto dove
questo è maggiormente concentrato ed il processo procede fino
a che le due concentrazioni ai lati della membrana si
equivalgono. Si dice ipotonica la soluzione a concentrazione
bassa, da cui l’acqua esce; si dice ipertonica quella ad alta
concentrazione in cui l’acqua entra.
L’OSMOSI

16. Nel globulo rosso
entrano tante
molecole di acqua
quante ne escono.
Globulo rosso posto
In soluzione isotonica
Globulo rosso posto
In soluzione ipotonica
(a bassa concentrazione)
Globulo rosso posto
In soluzione ipertonica
(ad alta concentrazione)
Nel globulo rosso c’è
maggiore
concentrazione di
soluti. Le molecole di
acqua entrano nella
cellula che si gonfia e
scoppia.
All’esterno della
cellula c’è maggiore
concentrazione di
soluti.Le molecole di
acqua escono dal
globulo rosso che si
raggrinzisce.

17. Il bilancio idrico all’interno delle
cellule vegetali
La cellula vegetale in un ambiente
ipotonico resta turgida: sebbene l’acqua
entri nella cellula, la parete esterna rigida
ne impedisce l’eccessivo rigonfiamento
In un ambiente ipertonico, l’acqua
esce dalla cellula vegetale che
avvizzisce e la sua membrana
cellulare si stacca dalla parete.

18. Il trasporto attivo mediato da
proteine di membrana
Un tipo di trasporto attivo, che richiede pertanto dispendio di
energia, viene attuato attraverso proteine di membrana. Si
verifica in due casi
•Se il soluto è GRANDE al punto di non poter passare
passivamente attraverso i canali, le proteine che attuano il
trasporto si dicono TRASPORTATORI
•se il soluto deve essere trasportato CONTRO il proprio
GRADIENTE, cioè forzatamente verso il lato della
membrana dove la concentrazione di soluto è già più alta; in
tal caso le proteine che attuano il trasporto si dicono POMPE
di membrana

19. Un tipo di trasporto attivo coinvolge l’intera struttura della
membrana, che forma delle fossette sulla sua superficie che
poi si distaccano formando delle vescicole. Il processo è detto:
Il trasporto attivo mediato da
vescicole di membrana
Endocitosi se materiale è
prelevato dall’esterno e
portato dentro la cellula.
Esocitosi se materiale
all’interno è portato verso
l’esterno della cellula.
Fagocitosi: se sono inglobate
grandi strutture (es virus)
endocitosi
esocitosi

20. Il nucleo e il nucleolo
Il nucleo ha la funzione di proteggere e propagare l’informazione
genetica. Esso è circondato da una doppia membrana
attraversata da pori che permettono il passaggio di sostanze e
macromolecole quali RNA
Il materiale genetico è detto CROMATINA per il suo aspetto
granulare. Le zone più compatte (eterocromatina) rappresentano
materiale genetico inattivo. Il nucleolo, pur essendo
compatto, è
costituito dal DNA
che produce i ribosomi.nucleolo
cromatina
poro

21. Il reticolo endoplasmatico (RE)
ribosomi
Il RE RUGOSO
sintetizza le proteine
È costituito da una serie di sacchetti e tubuli membranosi collegati tra
loro. Vi si producono e si accumulano sostanze di varia natura, che
vengono poi dirette nei vari comparti cellulari attraverso vescicole. di
ribosomi.
Il reticolo può essere LISCIO
oppure RUGOSO: in tal caso la
superficie è costellata di
ribosomi. I RIBOSOMI sono
piccole strutture che servono alla
produzione di tutte le proteine
cellulari.Le proteine prodotte dai
ribosomi si accumulano nel
reticolo, di qui vengono destinate
all’esterno o in altri siti per
ulteriori modifiche.
Il RE LISCIO
sintetizza fosfolipidi
e steroidi.

22. L’apparato del Golgi
Vescicola proveniente dal RE
L’apparato del Golgi modifica le molecole prodotte dal reticolo
endoplasmatico. L’apparato del Golgi è costituito da alcuni
sacchetti membranosi che ricevono vescicole provenienti dal
RE

23. I vacuoli possono immagazzinare
sostanze nutritive
I vacuoli sono delle cavità
circondate da membrana e
ripiene di liquido. I vacuoli
delle cellule vegetali
rappresentano le riserve
idriche e nutritive della
cellula.

24. I mitocondri
Sono la centrale energetica della cellula: vi si svolge la
respirazione cellulare che consente di ottenere energia
trasformando il glucosio in CO2 e H2O
matrice
creste
membrana interna
membrana esterna
Il mitocondrio è costituito
da due membrane: una
esterna liscia ed una
interna rugosa ripiegata
in creste. Lo spazio più
interno è riempita da
materiale denso detto
MATRICE in cui si trova
una molecola di DNA
CIRCOLARE

25. I Cloroplasti
Attuano la fotosintesi clorofilliana: impiegando
l’energia luminosa trasformano CO2 e H2O in
GLUCOSIO, con concomitante rilascio di O2 .
grano
tilacoide I cloroplasti sono circondati da una
doppia membrana: una esterna liscia e
una interna ripiegata in dischetti
sovrapposti detti tilacoidi.
I cloroplasti sono generalmente verdi
perché ricchi di clorofilla.
Si dicono cromoplasti se ricchi di pigmenti
colorati (nei fiori) o amiloplasti se pieni di
amido (come riserva nei semi)

26. IL CITOSCHELETRO
Il citoscheletro è formato da un sistema di proteine di forma
allungata che costituiscono lo scheletro e il sostegno della
cellula.
I microfilamenti sono costituiti da una proteina (actina)
capace di contrarsi e dunque di muovere le strutture
citoplasmatiche.
I microtubuli sono formati da
proteine associate a formare un
cilindro cavo che conferisce rigidità.
Microtubulo
microfilamento

27. Le ciglia
Ciglia sono appendici di natura proteica
che servono per la propulsione e
l’ancoraggio delle cellula.
Le appendici più corte e numerose sono le
ciglia. Nei batteri funzionano come i remi
di una barca che battono l’acqua in modo
sincrono, imprimendo alla cellula un
movimento rapido. In molti animali
possono muovere il liquido che ricopre la
cellula: per esempio le cellule dell’epitelio
bronchiale sono dotate di ciglia che
Cellule ciliate dell’epitelio bronchiale
muovono la soluzione mucosa che ricopre le vie aeree,
eliminando così le particelle estranee

28. I flagelli
I flagelli sono lunghe appendici proteiche, presenti
singolarmente o in numero limitato, che servono per il moto
della cellula. Nei batteri la rotazione del
flagello
produce la propulsione in
avanti
Negli eucarioti il flagello è costituito di numerosi microtubuli
che scorrono gli uni rispetto agli altri,
di conseguenza il flagello ondeggia
Come un serpente determinando il
moto cellulareMicrotubuli nel flagello eucariotico

29. ABIOGENESI- A partire dai tempi di Arisotele (400 a.C.) e fino al
1600 circa, gli studiosi pensavano che la vita fosse insita nella materia
stessa e quando le condizioni erano favorevoli emergeva
spontaneamente, dunque anche gli oggetti inanimati sarebbero dotati
di uno «spirito vitale» che consente di creare la vita.
Nel XVII secolo iniziarono i primi esperimenti per provare la teoria della
generazione spontanea e il medico Jean Baptiste Van Helmont
dichiarò di aver condotto un particolarissimo esperimento: mise una
camicia sporca a contatto con dei chicchi di frumento e secondo lo
scienziato dopo 21 giorni sarebbero nati dei topi. A parere del medico il
sudore di cui era impregnata la camicia sarebbe stato il principio attivo
grazie al quale la materia inerte si sarebbe trasformata in materia
vivente.
Teorie relative all’origine della vita

30. BIOGENESI- Intorno al 1668 Francesco Redi, applicando il metodo
scientifico sperimentale, osservò che la vita deriva solo da vita
preesistente, mise così in crisi la teoria della generazione spontanea:
dimostrò che dalla carne in putrefazione non nascevano vermi se, con
opportune coperture, si impediva alle mosche di posarvisi sopra.
L’invenzione del microscopio e l’osservazione dei microrganismi ha
dato nuovo impulso alla teoria della generazione spontanea: alcuni
consideravano i microrganismi, detti “infusori”, la prova della
generazione spontanea della vita.
Gli esperimenti di Pasteur (1860) dimostrarono inconfutabilmente che
i microrganismi non sono frutto di generazione spontanea ma sono
organismi presenti ovunque e vengono trasportati dall’aria
Teorie relative all’origine della vita

31. Stabilita con certezza la validità della BIOGENESI, gli scienziati
hanno tentato di spiegare in che modo si è originata la vita sulla
Terra, comparsa circa 3,5 miliardi di anni fa.
IPOTESI EXTRATERRESTRE detta PANSPERMIA: osservando
molecole organiche in materiale interstellare, alcuni ritengono che la
vita sarebbe venuta dall’ambiente extraterrestre.
IPOTESI di OPARIN (dell’ evoluzione prebiotica). Secondo Oparin
(1838) all’inizio della vita del pianeta un’atmosfera ricca di CH4,
CO2, NH3 e H2O avrebbe favorito la formazione di molecole
organiche che, in un “brodo primordiale” avrebbero interagito tra
loro per formare i primi semplici aggregati cellulari. Tale ipotesi
sarebbe stata verificata sperimentalmente da Miller nel 1953
La comparsa della vita sulla Terra

32. Secondo gli studiosi i primi organismi sviluppatisi sulla terra
erano procarioti (comparsi 3,5 miliardi di anni fa). Gli eucarioti
si sarebbero sviluppati dopo circa 2 miliardi di anni a seguito di
un processo noto come ENDOSIMBIOSI. Cellule procariotiche
avrebbero fagocitato altri procarioti, che sarebbero poi divenuti
«organelli» all’interno della cellula ospite, divenuta così
eucariotica.
Origine degli eucarioti:
l’ENDOSIMBIOSI

33. Si ritiene che un grande procariote anaerobio ed eterotrofo, introflettendo
la membrana plasmatica, avrebbe potuto formare compartimenti cellulari
interni con funzioni specializzate (es.: reticolo endoplasmatico, Golgi).
Avrebbe anche fagocitato, e non digerito, organismi procarioti con
metabolismo aerobio, che sarebbero poi diventati i mitocondri; si
svilupparono così i primi eucarioti. In un secondo momento, inglobando
organismi autotrofi fotosintetici, si sarebbero ottenuti i cloroplasti e dunque
le cellule eucariotiche vegetali.