i

1. La vita e i Viventi

2. LA VITA
Condizione che distingue la materia vivente dalla
materia inanimata.
Al concetto di vita si contrappone quello di morte intesa
come fine della vita.
La morte non coincide con la condizione della materia
che non ha mai avuto vita.
La vita è presente negli organismi viventi.

3. La vita e il passato
Aristotele credeva che, a differenza di
quelle inanimate, tutte le cose viventi
avessero tre tipi di anima: vegetativa,
animale e razionale, quest'ultima
esclusiva degli esseri umani.
Galeno propose un sistema simile basato
sugli organi, con "spiriti vitali" nei
polmoni, nel sangue e nel sistema
nervoso.

4. Proprietà dei viventi
Ciclo vitale
Complessità e
struttura
cellulare
Trasformano
la materia
Capacità di
rispondere
agli stimoli
Adattamento
ed evoluzione
Informazione
Interazione
Tutti i viventi possiedono delle caratteristiche comuni

5. Nasce
Cresce
Genera dei figli a lui simili
Muore
Ciascun vivente
Ciclo vitale

6. atomo
molecola
popolazione
comunità
ecosistema
biosfera
organismo
apparato
organo
tessuto
cellula
organulo
Organizzazione e struttura cellulare
I viventi sono esseri complessi e altamente integrati.
Un batterio, una delle forme di vita più semplici e piccole, è
fatto da circa 7000 sostanze chimiche diverse.
La vita è organizzata su più livelli di complessità crescente
Le cellule sono unità strutturali e funzionali elementari,
capaci di svolgere tutte le funzioni proprie dei viventi.

7. Capacità di trasformare materia ed energia
Ogni organismo va incontro a continue trasformazioni rese
necessarie dal mantenimento della sua complessa struttura, dalla
crescita e dai continui adattamenti all’ambiente.
Il metabolismo è l’insieme di reazioni chimiche capaci di
sfruttare energia esterna per rinnovare, accrescere o riparare
le strutture dell’organismo.
Sono esempi di processi metabolici:
L’alimentazione la respirazione l’escrezione

8. Afferrare una preda
Sfuggire al pericolo
“Inseguire” la luce
Capacità di rispondere agli stimoli

9. Adattamento ed evoluzione
Un vivente è in grado di adattarsi
ai cambiamenti ambientali.
Gli essere viventi subiscono, attraverso le
varie generazioni, dei piccoli cambiamenti.
L’accumulo di tali variazioni nel tempo può condurre alla
formazione di organismi con caratteristiche strutturali assai diverse.
In tal modo, in tempi lunghissimi, hanno avuto
origine le nuove specie di organismi viventi.

11. Le informazioni genetiche della cellula
Le molecole di DNA, presenti
all’interno della cellula, costituiscono
il genoma.
Il DNA serve a:
far funzionare
correttamente la
cellula;
permettere
all’organismo di
tramandare le
caratteristiche alla
discendenza.

12. Interazione
Tutti gli organismi viventi interagiscono con l’ambiente e
tra di loro.
Una pianta per crescere ha bisogno di acqua, di sali
minerali, di anidride carbonica, di luce e di ossigeno.

13. IL METABOLISMO E L’OMEOSTASI
Ogni cellula è capace di adattarsi ai
cambiamenti dell’ambiente esterno
grazie a reazioni chimiche che
modificano il suo ambiente interno.
Il complesso di queste reazioni
chimiche viene chiamato
metabolismo.
L’ambiente interno della cellula,
determinato dal suo metabolismo, è
regolato dall’omeostasi cellulare.

14. Come possiamo classificare una singola foglia caduta da
un albero?
Muore quando cade, quando tocca terra oppure quando alla
fine sono morte tutte le sue singole cellule?
Se si stacca una foglia da una pianta e se ne
alimentano le cellule in laboratorio, si tratta di vita?

15. Biosfera
Dalle molecole agli ecosistemi

16. L’interazione degli esseri viventi
Gli organismi della stessa
specie, che vivono nella
stessa zona geografica,
formano una popolazione.
La comunità è
l’interazione
tra le
popolazioni.
L’interazione tra
comunità e ambiente
esterno forma un
ecosistema.

17. Il concetto di specie e l’evoluzione
Organismi che si somigliano e che possono accoppiarsi tra
loro generando una prole feconda appartengono alla
stessa specie.
Le specie sono
sottoposte a evoluzione
per selezione naturale a
partire da un antenato
comune.

18. Che cosa è una
cellula?
È l’unità di base,
strutturale e
funzionale di tutti gli
organismi

19. Cellula e teoria cellulare
La cellula è la struttura più
semplice in grado di svolgere
tutte le funzioni vitali.
Tutti gli organismi
viventi sono
formati da cellule.
Robert Hooke paragonò le microstrutture
che osservò nel sughero, alle piccole
camere che caratterizzano molti monasteri.
Questo termine compare
la prima volta nel suo libro
“Micrographia” del 1665.

20. La cellula
Nel 1831 il botanico scozzese Robert
Brown descrisse, ad un congresso, il primo
organulo: il nucleo.
Poi fu la volta del citoplasma.
Più tardi, Matthias Jakob Schleiden e
Theodor Schwann enunciarono la teoria
cellulare,
• Tutti gli organismi sono composti da una
o più cellule.
Nel 1855, Rudolph Virchow, capì che ogni
cellula può provenire solo da cellule
preesistenti.
• omnis cellula ex cellula

21. BIOGENESI
Come si è arrivati al concetto che
esseri viventi siano originati soltanto
da esseri viventi
Ovvero…

22. Qualche considerazione…
Ancora nel XVIII secolo si riteneva che alcuni esseri viventi
originassero da materia non vivente
Dopo le piogge primaverili piante, rane ed insetti sembravano
apparire dal nulla
Secondo Aristotele gli esseri viventi potevano derivare anche
da materia inanimata
Questa idea rimase per quasi 2000 anni

23. L’esperienza di F. Redi (1626-1698)
Affrontò il problema della
comparsa di “vermi”
(larve) sulla carne in
putrefazione.
Secondo Redi le larve non erano nate dal nulla
ma dalle uova lasciate dalle mosche (che aveva
visto volare nei pressi della carne).

24. L’esperimento di Redi
Redi prese 4 diversi tipi di carne mettendoli in contenitori diversi
Alcuni contenitori erano sigillati, altri no.
Le larve apparvero solo nei contenitori aperti.
Sui contenitori coperti di garze (per far passare l’aria).
Le uovo rimanevano poggiate sulla garza stessa.

25. Gli studi sulle infusioni
Gli scienziati dell’epoca cominciarono a
studiare le così dette infusioni
Si trattava di acqua e sostanze nutritive
riscaldate fino a renderle limpide e poi fatte
raffreddare
Dopo qualche giorno queste si intorbidavano
successivamente alla contaminazione da parte
di microrganismi.
Anche in questo caso l’idea dominante era che
questi microrganismi si sviluppassero
spontaneamente

26. Louis Pasteur (1822-1895)
Mise le infusioni in palloni di vetro dal collo
lungo e con l’estremità aperta
• L’apertura avrebbe permesso il passaggio del
“principio attivo”
Successivamente riscaldò fino all’ebollizione le
infusioni
• Non si poteva obbiettare che, attraverso
l’aria, il principio attivo (vis vitalis) non
potesse raggiungere l’infusione
I microrganismi rimanevano bloccati dalle curve
nelle gocce di condensa che si erano formate
dopo il riscaldamento

27. I risultati di Pasteur
I recipienti rimanevano limpidi
Come controllo Pasteur ruppe alcuni
dei palloni ed osservò che l’infuso
contenuto si intorbidava.
La stessa cosa succedeva quando,
inclinando i palloni, l’infuso veniva a
contatto con le goccioline di condensa
contaminate dai microrganismi
Di lì a vent’anni l’ipotesi
della generazione
spontanea venne
definitivamente
abbandonata.
Nel 1870
T.H. Huxley
parlò di
biogenesi:
Tutti i
viventi
nascono da
altri esseri
viventi simili

28. Con l'esperimento di Pasteur si aprì la porta a nuovi interrogativi.
Ci si chiese:
Se per generare un
essere vivente ci vuole
un altro essere vivente,
chi ha generato il primo
essere vivente?
Se ogni individuo genera sempre
individui simili a sé stesso, come si è
formata l’enorme varietà di organismi
che popola attualmente la Terra?
E’ sempre
esistita?
Era presente fin
dall'inizio?

29. La comparsa delle cellule
Secondo Oparin (1922), la comparsa della vita sulla Terra fu
preceduta da un’evoluzione chimica.
L’ambiente primitivo in cui si svolsero questi eventi aveva proprietà
importanti:
L’O2 era quasi del
tutto assente
nell’atmosfera,
mentre era ancora
abbondante l’H2
H, O, C, e N erano
già disponibili
nell’atmosfera e
nelle acque.
Presenza di energia
sotto forma di
calore, scariche
elettriche,
radioattività e
radiazioni solari

30. Atmosfera primordiale

31. La comparsa delle cellule
In queste condizioni si sarebbero potute formare grandi quantità di
molecole complesse.
Raccolte in mari e laghi avrebbero dato vita ad un «brodo
primordiale»
Queste molecole si sarebbero poi aggregate a formare complessi
Da qui parte l’evoluzione prebiologica con la formazione di
coacervati punto di partenza di tutto il mondo vivente.
L’esperimento di Miller e Uray sembra avvalorare questa ipotesi.

32. Dalle biomolecole alle prime cellule
32
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.
Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017

33. Esperimento di Miller e Urey

35. Panspermia
Fu proposta da Arrhenius
ed asserisce che la vita è
arrivata dallo spazio ed ha
un’origine extraterrestre

36. La cellula
Nel 1831 il botanico scozzese Robert
Brown descrisse, ad un congresso, il primo
organulo: il nucleo.
Poi fu la volta del citoplasma.
Più tardi, Matthias Jakob Schleiden e
Theodor Schwann enunciarono la teoria
cellulare,
• Tutti gli organismi sono composti da una
o più cellule.
Nel 1855, Rudolph Virchow, capì che ogni
cellula può provenire solo da cellule
preesistenti.
• omnis cellula ex cellula

37. Gli esseri viventi sono costituiti da cellule
La teoria cellulare della vita afferma che
tutti gli organismi
sono costituiti da
una o più cellule
la cellula è la più
piccola unità di
materia vivente
tutte le cellule
derivano da altre
cellule
le reazioni chimiche
avvengono
all’interno delle
cellule
le cellule
contengono le
informazioni
ereditarie
le informazioni si
trasmettono dalla
cellula madre alla
cellula figlia

38. Esistono due diversi tipi di cellule
Cellula procariote
• Dal greco pró = prima e kàra = centro
• Priva del nucleo
• Hanno diametro medio di 1 μm
Cellula eucariote
• Dal greco éu = bene e kàra = centro
Con nucleo evidente
Hanno diametro medio compreso tra 10 e 30 μm

39. Procarioti ed Eucarioti a confronto
Procarioti:
sono
organismi
unicellulari
sono le forme
di vita più
antiche
Eucarioti:
possono
essere
unicellulari o
pluricellulari
si sono evoluti
dopo i
procarioti

40. La cellula eucariotica animale
40
nucleo
mitocondrio
centrioli
membrana
cellulare
apparato di
Golgi
reticolo
endoplasmatico
lisosomi
flagello
Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017

41. La cellula eucariotica vegetale
41
nucleo
apparato di
Golgi
membrana
cellulare
reticolo
endoplasmatico
mitocondrio
cloroplasto
parete cellulare
vacuolo
Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017

42. Le ere geologiche

43. La fauna di Ediacara (635-542 mil. anni fa)
Dickinsonia
Tribrachidium
Spriggina

44. L’estinzione del Permiano
L'estinzione più
catastrofica
della storia
della Terra:
Scomparve il 95 per cento
delle specie viventi marine
e il 70 per cento di quelle
terrestri,

45. L’origine della vita
I fossili sono i resti o le tracce degli organismi vissuti nel
passato inclusi e conservati nella roccia.
45
Le rocce sedimentarie sono fondamentali per ricostruire
gli eventi passati.

46. I primi organismi
I primi organismi viventi unicellulari
che popolarono la Terra erano
procarioti, costituiti da una
membrana che racchiude il
citoplasma in cui è contenuto il
DNA.
Le prime cellule fotosintetiche,
simili agli attuali cianobatteri,
modificarono l’atmosfera
consentendo il metabolismo
aerobico.
46

47. Sono costituiti
prevalentemente
da batteri
Possono essere sia
autotrofi sia
eterotrofi
Possono presentare
flagelli con
funzione
locomotoria
Possono avere pili
per aderire ad altre
cellule
Si riproducono per
via asessuata
Organismi procarioti

48. Hanno piccole
dimensioni
(da 1 a 10 µm)
Non presentano
organuli circondati
da membrana
Possiedono
una parete
cellulare
Dispongono di materiale
genetico posto nel nucleoide
e costituito da un cromosoma
che contiene DNA
Caratteristiche delle cellule procariote

49. Sono, nella maggior
parte dei casi,
organismi
pluricellulari
Possono essere sia
autotrofi sia
eterotrofi
Le loro cellule sono
organizzate in
strutture
pluricellulari dette
“tessuti”
Privilegiano la
riproduzione
sessuata
Le loro cellule
presentano
organuli
specializzati
Organismi eucarioti

50. Hanno dimensioni
che vanno da 10 a
100 µm
Presentano
organuli circondati
da membrana
Se sono vegetali,
presentano una
parete esterna
Hanno un nucleo contenente
materiale genetico costituito
da più cromosomi lineari
Caratteristiche delle cellule eucariote

51. Cellule a confronto
Cellula procariote Cellula eucariote
cromosomi presente (solo uno) presenti (più di uno)
membrana cellulare presente presente
membrana nucleare assente presente
organuli circondati da
membrana
assenti presenti
parete cellulare presente
presente (solo nelle
piante e nei funghi)

52. La teoria endosimbiontica
I mitocondri e
i cloroplasti derivano da
procarioti primitivi
entrati all’interno
di cellule più grandi
con le quali hanno
stabilito una relazione
simbiotica.

53. REGNI VIVENTI
Le specie viventi sono state divise in 5 Regni
Questa suddivisione, proposta da Robert H.Whittaker, si
basa su 3 punti principali:
Tipo di cellula
Procariote
Eucariote
Tipo di
organizzazione
cellulare
Unicellulare
Unicellulare a
colonia
Pluricellulare
Tipo di nutrizione
Autotrofa
Eterotrofa

54. Autotrofia ed eterotrofia
Autotrofi
Dal greco "autos" = da se stesso
e "trophos" = alimentazione
Sono capaci di nutrirsi
utilizzando solamente semplici
sostanze inorganiche, come
avviene per le Piante
Eterotrofi
Dal greco "héteros" = altro,
differente
Si nutrono di sostanze organiche
prodotte dagli organismi
autotrofi
È tipico il caso degli Animali che
si alimentano direttamente
(erbivori) o indirettamente
(carnivori) di vegetali.
In base al tipo di nutrizione gli organismi possono essere distinti in:

55. Teoria cellulare
Tutti gli organismi viventi sono formati da cellule.
Esse sono capaci di svolgere tutte le funzioni vitali.
Possiamo avere:
• Svolgono tutte le funzioni vitali in una
sola cellula
Organismi unicellulari:
• Contraggono strette relazioni fra loro,
senza tuttavia perdere la loro
individualità.
Organismi unicellulari a colonia:
• Costituiti da più cellule differenziate e
che svolgono funzioni specializzate.
Organismi pluricellulari:
Volvox è un’alga coloniale

56. Storia della terra, schematizzata in rapporto alle 24 ore del giorno.

57. Storia della terra, schematizzata in rapporto ad 1 mese.

58. REGNI VIVENTI
In base a questi criteri le specie viventi sono suddivise in:
Monera o (Monere)
Protista (Protisti)
Fungi (Funghi)
Plantae (Piante)
Animalia (Animali)
Virus (viroidi, prioni, ecc)

59. Albero filogenetico

60. Regni viventi
• Organismi le
cui cellule
sono di tipo
procariote.
• Vi fanno
parte i
Batteri.
Monere
• Eucarioti con
organizzazion
e
unicellulare.
• Possono
trovarsi
come cellule
isolate o
come colonie
prive però di
veri e propri
tessuti.
Protisti
• Organismi
eucarioti
plurinucleati
• Si nutrono
per
assorbimento
Funghi
• Eucarioti
pluricellulari.
• Provviste di
parete rigida
e cloroplasti
• Sono
organismi
autotrofi
Piante
• Eucarioti
pluricellulari.
• Si nutrono
principalmen
te per
ingestione.
• Riproduzione
di tipo
sessuato
Animali

61. Virus
Non sono
formati
da cellule
Il loro DNA o
RNA è contenuto
in proteine
Non sono capaci di riprodursi
da soli, ma hanno bisogno di
una cellula ospite.
Secondo alcuni biologi i
virus non dovrebbero essere
considerati esseri viventi

62. Forme “paravitali”
Prioni
Agenti patogeni di natura
proteica provvisti di proprietà
infettanti.
Alcuni provocano una serie di
encefalopatie degenerative
dell’uomo e di alcuni animali
(mucca pazza)
Viroidi
Agenti infettivi costituiti sola
da RNA circolare non
codificante
Infettano soprattutto i
vegetali

63. https://www.youtube.com/watch?v=QOCaacO8
wus