le cellule sono state robert hooke antoni van - scuola 2.0 · piccole molecole 0,1 nm atomi . 18...
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In apertura: Vedere le cellule in movimento
Le cellule sono state osservate per la prima volta nel 1665 da Robert Hooke
Antoni van Leeuwenhoek è stato il primo a osservare e a descrivere organismi unicellulari, come Paramecium, in movimento
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In apertura: Vedere le cellule in movimento
Da Leeuwenhoek e Hooke, il perfezionamento dei microscopi ha permesso di estendere enormemente le osservazioni, spingendole fin dentro la cellula
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In apertura: Vedere le cellule in movimento
Oggi, i biologi possono catturare immagini direttamente al microscopio
Le microfotografie, insieme a disegni e diagrammi, ci aiutano a comprendere i dettagli specifici della vita microscopica
Ma per osservare le cellule in azione il microscopio ottico è ancora indispensabile
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Lezione 1
INTRODUZIONE ALLA CELLULA
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2.1 Il microscopio svela il mondo della cellula
Prima di esaminare le strutture cellulari è utile capire in che modo le cellule vengono studiate
I microscopi utilizzati dagli scienziati del XVII secolo, e quelli più diffusi oggi nelle scuole, sono microscopi ottici (o LM, dall’inglese Light Microscope)
La luce visibile attraversa il campione da esaminare e poi due serie di lenti fino a raggiungere l’occhio dell’esaminatore
È possibile ingrandire un’immagine fino a 1000 volte
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Ingrandisce l’immagine formata dalle lenti nell’obiettivo
Ingrandisce il preparato formando un’immagine reale (primaria)
Oculare
Concentra la luce sul preparato
Lente dell’oculare
Preparato
Lente dell’obiettivo
Lente del condensatore
Fonte di luce
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2.1 Il microscopio svela il mondo della cellula
I microscopi hanno limiti di visualizzazione
– Il potere di risoluzione definisce la capacità di uno strumento ottico di distinguere due oggetti vicini
– Il microscopio ottico non è in grado di mostrare i dettagli strutturali delle cellule
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2.1 Il microscopio svela il mondo della cellula
Negli anni cinquanta del secolo scorso gli scienziati hanno iniziato a usare il microscopio elettronico (o EM, dall’inglese Electron Microscope)
– Può distinguere strutture biologiche di soli 0,2 nm o ingrandire fino a 100 000 volte
– Al posto della luce visibile utilizza un fascio di elettroni
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2.1 Il microscopio svela il mondo della cellula
Check
Che tipo di microscopio useresti?
a) Per studiare i cambiamenti di forma di un globulo bianco vivente
b) Per osservare i dettagli fini della superficie di un capello umano
c) Per esaminare la struttura dettagliata di un organulo di una cellula epatica umana
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2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche
Nella maggioranza dei casi le cellule non sono visibili a occhio nudo
– I batteri sono le cellule più piccole e richiedono ingrandimenti fino a 1000X
– Le cellule di animali e piante sono più grandi di 10 volte rispetto alla maggior parte dei batteri
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Statura di un essere umano
Lunghezza di alcune cellule nervose e muscolari
10 m
Uovo di rana
Uovo di gallina
A o
cch
io n
ud
o 1 m
100 mm (10 cm)
10 mm (1 cm)
1 mm
Mic
rosco
pio
ott
ico
Mic
rosco
pio
ele
ttro
nic
o
100 nm
100 µm
10 µm
1 µm
Cellule vegetali e animali
Virus
Nucleo
Batteri
Mitocondrio
10 nm
Lipidi
Ribosoma
Proteine
Micoplasmi (I batteri più piccoli)
1 nm Piccole molecole
0,1 nm Atomi
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2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche
L’area superficiale della cellula è importante per lo svolgimento delle funzioni vitali, come compiere scambi respiratori o procurarsi sostanze nutritive
– Le cellule grandi hanno un’area superficiale maggiore rispetto alle cellule più piccole, ma presentano un rapporto superficie/volume inferiore e sono meno efficienti
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30 µm
30 µm 10 µm
10 µm
Area superficiale di un grande cubo = 5400 µm2
Area superficiale totale di 27 piccoli cubi = 16 200 µm2
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2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche
Check
I globuli rossi umani, deputati al trasporto dell’ossigeno in tutto il corpo, sono cellule molto piccole. Qual è il vantaggio di queste dimensioni così ridotte?
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2.3 La cellula procariote è strutturalmente più semplice di quella eucariote
Batteri e archebatteri sono procarioti
Tutti gli altri organismi sono eucarioti
– Tutte le cellule hanno una membrana plasmatica, uno o più cromosomi costituiti da DNA e ribosomi
– Le cellule eucariote si distinguono perché possiedono un nucleo e vari altri organuli delimitati da membrane che sono assenti nelle cellule procariote
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Nucleoide
Ribosomi
Membrana plasmatica
Parete cellulare
Capsula
Flagelli
Cromosoma batterico
Un tipico batterio a bastoncino (bacillo)
Pili
Sezione sottile del batterio Bacillus coagulans
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Nucleoide
Ribosomi
Membrana plasmatica
Parete cellulare
Capsula
Flagelli
Cromosoma batterico
Pili
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2.3 La cellula procariote è strutturalmente più semplice di quella eucariote
Check
Quali sono le caratteristiche comuni alla cellula eucariote e a quella procariote?
In che cosa si differenziano i due tipi di cellule?
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
La cellula eucariote presenta un sistema di membrane che la suddivide in regioni distinte, una caratteristica chiamata compartimentazione
– Lo spazio interno di ogni comparto presenta condizioni chimiche specifiche, permettendo alla cellula di svolgere nello stesso momento processi metabolici differenti
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Le strutture presenti nella cellula eucariote possono essere suddivise in base a quattro funzioni vitali
– Sintesi delle molecole
– Demolizione o idrolisi delle molecole
– Produzione di energia
– Sostegno della cellula, movimento e comunicazione tra cellule
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Nucleo, ribosomi, reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi svolgono funzioni importanti nella sintesi delle molecole
– La sintesi di una proteina, per esempio un enzima, richiede l’attività di tutti e quattro
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Lisosomi, vacuoli e perossisomi sono implicati nella demolizione o idrolisi delle molecole
– La demolizione di un batterio fagocitato da un macrofago richiede l’attività di tutti e tre
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Mitocondri e cloroplasti hanno un ruolo fondamentale nel procurare energia alla cellula
– La produzione di molecole ad alta energia, come l’ATP, avviene in mitocondri e cloroplasti
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Citoscheletro, membrana plasmatica e parete cellulare delle cellule vegetali svolgono funzioni legate al sostegno, al movimento e alla comunicazione tra cellule
– Un esempio dell’importanza di queste funzioni è il richiamo e la migrazione dei fagociti verso un’area infetta
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esplorando
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2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Cellule animali e vegetali hanno molte strutture in comune, con alcune differenze
– Lisosomi, centrioli e flagelli sono presenti solo nelle cellule animali
– Parete cellulare, cloroplasti e vacuolo centrale sono presenti solo nelle cellule vegetali
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Reticolo endoplasmatico liscio
Reticolo endoplasmatico ruvido
CITOSCHELETRO:
NUCLEO
Involucro nucleare
Cromatina
Nucleolo
Ribosomi
Apparato di Golgi
Membrana plasmatica
Mitocondrio
Perossisoma
Centriolo
Lisosoma
Microtubuli
Filamenti intermedi
Microfilamenti
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Reticolo endoplasmatico liscio
Reticolo endoplasmatico ruvido
CITOSCHELETRO:
NUCLEO:
Involucro nucleare
Cromatina
Nucleolo Ribosomi
Apparato di Golgi
Membrana plasmatica
Mitocondrio
Perossisoma
Parete cellulare
Vacuolo centrale Microtubuli
Filamenti intermedi
Microfilamenti
Parete cellulare di una cellula adiacente
Cloroplasto
Plasmodesma
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esplorando
34
2.4 Le cellule eucariote sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse
Check
Quale delle strutture indicate nel seguente elenco è un “intruso” e perché?
a) Mitocondri
b) Nucleo
c) Ribosomi
d) Citoscheletro
e) Cloroplasti
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2.5 Grazie alla loro struttura le membrane cellulari svolgono importanti funzioni
La membrana plasmatica controlla l’ingresso e la fuoriuscita di molecole dalla cellula, una capacità chiamata permeabilità selettiva
– La permeabilità selettiva è dovuta alla struttura della membrana e alle molecole che la compongono
– I principali costituenti della membrana plasmatica (e delle altre membrane presenti nella cellula) sono i fosfolipidi
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Teste idrofile
Code idrofobe
Proteine
Regione idrofoba della proteina
Interno della cellula Regione idrofila della proteina
Esterno della cellula
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2.5 Grazie alla loro struttura le membrane cellulari svolgono importanti funzioni
I fosfolipidi si dispongono spontaneamente in modo da formare un doppio strato fosfolipidico
– Le teste idrofile sono rivolte all’esterno, verso l’acqua
– Le code idrofobe sono rivolte all’interno, lontane dalle molecole d’acqua
Incluse nel doppio strato o aderenti alle sue superfici vi sono numerose proteine
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2.5 Grazie alla loro struttura le membrane cellulari svolgono importanti funzioni
Check
In che modo si dispongono i fosfolipidi che costituiscono la membrana plasmatica?
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Lezione 2
LE STRUTTURE CELLULARI COINVOLTE NELLA SINTESI
E NELLA DEMOLIZIONE DELLE MOLECOLE
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2.6 Il nucleo è il centro di controllo della cellula
Il nucleo controlla tutte le attività cellulari ed è responsabile della trasmissione dei caratteri ereditari
– Al suo interno il DNA è unito a particolari proteine con cui forma lunghe strutture fibrose indicate come cromatina
– Le singole fibre di cromatina prendono il nome di cromosomi
– Quando una cellula si prepara alla divisione, il DNA viene duplicato
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41
2.6 Il nucleo è il centro di controllo della cellula
Il nucleo è delimitato dall’involucro nucleare, una doppia membrana provvista di numerosi pori che controllano il flusso dei materiali in entrata e in uscita
– L’involucro nucleare è direttamente connesso con il sistema di membrane cellulari del reticolo endoplasmatico
![Page 42: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Involucro nucleare Nucleo
Nucleolo
Cromatina
Pori
Reticolo endoplasmatico
Ribosomi Copyright © 2009 Pearson Education Inc.
![Page 43: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/43.jpg)
43
2.7 I ribosomi sintetizzano le proteine utilizzate all’interno e all’esterno della cellula
I ribosomi partecipano alla sintesi delle proteine
– I ribosomi vengono sintetizzati nel nucleolo, all’interno del nucleo
– Le cellule molto attive nella sintesi di proteine hanno nucleoli di grandi dimensioni
![Page 44: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/44.jpg)
44
2.7 I ribosomi sintetizzano le proteine utilizzate all’interno e all’esterno della cellula
Nella cellula, i ribosomi hanno due collocazioni
– Alcuni sono liberi nel citoplasma
– Altri sono invece associati alla superficie del reticolo endoplasmatico o dell’involucro nucleare
![Page 45: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Citoplasma
Reticolo endoplasmatico (RE)
Ribosomi liberi
Ribosomi associati
Ribosomi
RE
Subunità minore
Disegno schematico di un ribosoma
I ribosomi e il reticolo endoplasmatico visti con un TEM
Subunità maggiore
![Page 46: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/46.jpg)
46
2.7 I ribosomi sintetizzano le proteine utilizzate all’interno e all’esterno della cellula
Check
Dove si trovano i ribosomi nella cellula eucariote?
![Page 47: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/47.jpg)
47
2.8 Molti organuli cellulari sono connessi attraverso un sistema di membrane interne
Nella cellula eucariote, molti organuli sono interconnessi attraverso un sistema di membrane interne (o membrane endocellulari)
– Il sistema delle membrane interne comprende l’involucro nucleare, il reticolo endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i lisosomi, i vacuoli e la membrana plasmatica
![Page 48: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/48.jpg)
48
2.8 Molti organuli cellulari sono connessi attraverso un sistema di membrane interne
Le vescicole di trasporto sono porzioni di membrana che si formano intorno ai prodotti da esportare
– In prossimità della membrana plasmatica, la vescicola si fonde con essa e riversa all’esterno i prodotti che trasporta
![Page 49: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Nucleo
Vacuolo Lisosoma Membrana plasmatica
Re liscio
Membrana nucleare
Apparato di Golgi
RE ruvido
Vescicola di trasporto
Vescicola di trasporto
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50
2.8 Molti organuli cellulari sono connessi attraverso un sistema di membrane interne
Check
Quali sono le principali funzioni del sistema di membrane interne della cellula?
![Page 51: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/51.jpg)
51
2.9 Il reticolo endoplasmatico è una “fabbrica” di molecole biologiche
Esistono due tipi di reticolo endoplasmatico: liscio e ruvido
Il reticolo endoplasmatico liscio non ha ribosomi associati
Il reticolo endoplasmatico ruvido ha la superficie esterna disseminata di ribosomi
![Page 52: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/52.jpg)
52
RE liscio
Involucro nucleare
Ribosomi
RE ruvido
![Page 53: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/53.jpg)
53
2.9 Il reticolo endoplasmatico è una “fabbrica” di molecole biologiche
Il RE liscio svolge compiti diversi in base al tipo di cellula in cui si trova
Nella membrana del RE liscio sono incorporati importanti enzimi per la sintesi dei lipidi
– Per esempio, nelle cellule delle ovaie e dei testicoli il RE liscio fornisce un’ampia superficie per la sintesi degli ormoni sessuali (famiglia degli steroidi)
![Page 54: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/54.jpg)
54
2.9 Il reticolo endoplasmatico è una “fabbrica” di molecole biologiche
Il reticolo endoplasmatico ruvido svolge due importanti funzioni
– L’ampliamento del sistema delle membrane interne della cellula
– L’assemblaggio di alcune proteine
![Page 55: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/55.jpg)
55
Gemmazione della vescicola di trasporto
Proteina nella vescicola destinata alla secrezione
Glicoproteina
Polipeptide
Ribosoma
Catena di carboidrati
RE ruvido
1
2
3
4
![Page 56: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/56.jpg)
56
2.9 Il reticolo endoplasmatico è una “fabbrica” di molecole biologiche
Check
Quali sono i compiti svolti dal reticolo endoplasmatico liscio?
Quali sono i compiti svolti dal reticolo endoplasmatico ruvido?
![Page 57: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/57.jpg)
57
2.10 L’apparato di Golgi rifinisce, seleziona e trasporta i prodotti cellulari
L’apparato di Golgi funziona da magazzino e da stabilimento di lavorazione finale per i prodotti del RE
– I prodotti sono trasportati dal RE all’apparato di Golgi mediante vescicole
– Un lato dell’apparato di Golgi funziona da ricevimento merci, quello opposto da magazzino spedizioni
– I prodotti sono modificati mentre si spostano da un lato all’altro e sono poi spediti in vescicole verso altri siti cellulari
![Page 58: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/58.jpg)
58
Apparato di Golgi Apparato di Golgi
Lato del ricevimento merci
Vescicola
di trasporto
proveniente
dal RE
Nuova vescicola in formazione
Lato del magazzino spedizioni
Vescicola di trasporto proveniente dall’apparato di Golgi
![Page 59: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/59.jpg)
59
2.10 L’apparato di Golgi rifinisce, seleziona e trasporta i prodotti cellulari
Check
Qual è la relazione tra l’apparato di Golgi e il reticolo endoplasmatico ruvido in una cellula che sintetizza proteine?
![Page 60: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/60.jpg)
60
2.11 I lisosomi sono i compartimenti digestivi della cellula
I lisosomi sono organuli costituiti da enzimi digestivi racchiusi da una membrana
– Gli enzimi e le membrane dei lisosomi sono prodotti dal RE ruvido e trasferiti all’apparato di Golgi per un’ulteriore elaborazione
– La membrana del lisosomi protegge la cellula dall’azione idrolitica dei loro enzimi
![Page 61: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/61.jpg)
61
2.11 I lisosomi sono i compartimenti digestivi della cellula
I lisosomi agiscono anche da centri di riciclaggio
– Organuli danneggiati o piccole quantità di citoplasma vengono racchiusi all’interno di una vescicola
– Un lisosoma si fonde quindi con essa e ne digerisce il contenuto, rendendo nuovamente utilizzabili le molecole organiche
![Page 62: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/62.jpg)
62
Enzimi digestivi
Lisosoma
Membrana plasmatica
![Page 63: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/63.jpg)
63
Enzimi digestivi
Lisosoma
Membrana plasmatica
Vacuolo alimentare
![Page 64: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/64.jpg)
64
Enzimi digestivi
Lisosoma
Membrana plasmatica
Vacuolo alimentare
![Page 65: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/65.jpg)
65
Enzimi digestivi
Lisosoma
Membrana plasmatica
Vacuolo alimentare
Digestione
![Page 66: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/66.jpg)
66
Lisosoma
Vescicola contenente un mitocondrio danneggiato
![Page 67: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/67.jpg)
67
Lisosoma
Vescicola contenente un mitocondrio danneggiato
![Page 68: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/68.jpg)
68
Lisosoma
Vescicola contenente un mitocondrio danneggiato
Digestione
![Page 69: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/69.jpg)
69
2.11 I lisosomi sono i compartimenti digestivi della cellula
Check
Perché i lisosomi possono essere paragonati a centri di riciclaggio?
![Page 70: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/70.jpg)
70
2.12 I vacuoli contribuiscono a mantenere costanti le caratteristiche dell’ambiente cellulare
I vacuoli sono strutture a sacco, delimitate da una membrana, che svolgono diverse funzioni in base alla cellula in cui si trovano
Alcuni esempi sono
– i vacuoli alimentari di alcuni protisti che operano insieme ai lisosomi
– il vacuolo centrale delle cellule vegetali che ha funzione idrolitica
– il vacuolo contrattile di Paramecium che espelle l’acqua in eccesso
![Page 71: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/71.jpg)
71
Nucleo
Cloroplasto
Vacuolo centrale
![Page 72: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/72.jpg)
72
Nucleo
Vacuoli contrattili
![Page 73: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/73.jpg)
73
2.12 I vacuoli contribuiscono a mantenere costanti le caratteristiche dell’ambiente cellulare
Check
Il vacuolo alimentare fa parte del sistema di membrane endocellulari?
![Page 74: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/74.jpg)
74
Lezione 3
GLI ORGANULI CHE FORNISCONO ENERGIA ALLA
CELLULA
![Page 75: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/75.jpg)
75
2.13 I mitocondri ricavano energia chimica dal cibo
I mitocondri sono gli organuli delle cellule eucariote in cui avviene la respirazione cellulare
– Nella respirazione cellulare l’energia chimica degli alimenti viene convertita nell’energia chimica dell’adenosintrifosfato o ATP
– l mitocondrio ha due compartimenti interni
– Lo spazio intermembrana, tra membrana interna ed esterna
– La matrice mitocondriale, che contiene gli enzimi necessari per catalizzare le reazioni della respirazione cellulare
![Page 76: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/76.jpg)
76
Mitocondrio
Spazio intermembrana
Membrana interna
Creste
Matrice
Membrana esterna
![Page 77: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/77.jpg)
77
2.13 I mitocondri ricavano energia chimica dal cibo
Check
Che cos’è la respirazione cellulare?
![Page 78: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/78.jpg)
78
2.14 I cloroplasti convertono l’energia solare in energia chimica
Gli organuli che svolgono la fotosintesi sono i cloroplasti
– La fotosintesi converte la luce solare nell’energia chimica delle molecole di zucchero
Il cloroplasto è suddiviso in compartimenti
– Le parti importanti dei cloroplasti sono stroma, tilacoidi e grani
![Page 79: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/79.jpg)
79
Cloroplasto
Stroma
Membrane interna ed esterna
Grano
Spazio intermembrana
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80
2.14 I cloroplasti convertono l’energia solare in energia chimica
Check
Quali strutture dei cloroplasti catturano l’energia del Sole?
![Page 81: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/81.jpg)
alla luce dell’evoluzione
81
2.15 L’evoluzione dei mitocondri e dei cloroplasti è avvenuta per endosimbiosi
I mitocondri e i cloroplasti si distinguono dagli altri organuli perché contengono DNA e ribosomi
– Le strutture di DNA, ribosomi e membrana interna sono simili a quelle dei procarioti, così come il meccanismo di duplicazione
Ipotesi dell’endosimbiosi: mitocondri e cloroplasti erano procarioti autonomi poi diventati endosimbionti di cellule più grandi
– La simbiosi si rivelò vantaggiosa per entrambi gli organismi
![Page 82: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/82.jpg)
82
Un procariote fotosintetico viene fagocitato
Cloroplasto
Mitocondrio
Alcune generazioni di cellule
Cellula ospite
Mitocondrio
Cellula ospite
Un procariote aerobico viene fagocitato
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alla luce dell’evoluzione
83
2.15 L’evoluzione dei mitocondri e dei cloroplasti è avvenuta per endosimbiosi
Check
Riguarda la diapositiva precedente. Come potrebbe essersi originata la membrana esterna dei mitocondri e dei cloroplasti?
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84
Lezione 4
LE STRUTTURE CHE DANNO SOSTEGNO ALLA CELLULA
E NE CONSENTONO IL MOVIMENTO
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85
2.16 Il citoscheletro contribuisce all’organizzazione della struttura e dell’attività cellulare
Le cellule contengono una rete di fibre proteiche, chiamata citoscheletro, che fornisce sostegno meccanico e capacità di movimento
– Il movimento di parti interne e la locomozione della cellula richiedono generalmente l’interazione del citoscheletro con le proteine motrici
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86
Il citoscheletro è costituito da tre tipi principali di fibre
– Microfilamenti: composti da actina, permettono alle cellule di cambiare forma e di muoversi
– Filamenti intermedi: rinforzano la cellula e bloccano alcuni organuli
– Microtubuli: danno rigidità alla cellula e funzionano da “binari” per le proteine motrici
2.16 Il citoscheletro contribuisce all’organizzazione della struttura e dell’attività cellulare
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87
Microfilamento
Subunità di actina
7 nm
Filamento intermedio
Subunità fibrose
10 nm
Microtubulo
Subunità di tubulina
25 nm
Nucleo
Nucleo
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88
Microfilamento
Subunità di actina
7 nm
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Filamento intermedio
Subunità fibrose
10 nm
Nucleo
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90
Microtubulo
Subunità di tubulina
25 nm
Nucleo
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91
Check
Quali fibre del citoscheletro sono più importanti per le seguenti funzioni?
a) Mantenere il nucleo cellulare in posizione
b) Guidare le vescicole di trasporto dall’apparato di Golgi alla membrana plasmatica
c) Determinare la contrazione le cellule muscolari
2.16 Il citoscheletro contribuisce all’organizzazione della struttura e dell’attività cellulare
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92
2.17 Ciglia e flagelli si muovono flettendo i microtubuli
Alcuni protisti hanno ciglia e flagelli che utilizzano per la locomozione
In alcuni tessuti specializzati degli organismi pluricellulari ciglia e flagelli possono avere funzioni differenti
– Le cellule della trachea umana sono dotate di ciglia per allontanare dai polmoni il muco contenente particelle estranee
– Gli spermatozoi degli animali sono dotati di flagelli
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Flagello
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95
2.17 Ciglia e flagelli si muovono flettendo i microtubuli
Cellule dotate di flagelli si spostano mediante il movimento ondulatorio dei flagelli stessi, simile a quello di una frusta
Le ciglia agiscono come i remi di una canoa
Nonostante le differenze, ciglia e flagelli hanno una struttura e un meccanismo di movimento molto simili
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96
2.17 Ciglia e flagelli si muovono flettendo i microtubuli
Ciglia e flagelli sono costituiti da microtubuli avvolti da una estroflessione della membrana plasmatica
Nove coppie di microtubuli sono disposte ad anello intorno a una coppia centrale
– Questa configurazione è chiamata 9+2 e si ancora a una struttura chiamata corpo basale, formata da nove triplette di microtubuli disposte ad anello
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97
Microtubuli centrali
Coppia di microtubuli esterni
Raggi
Braccia di dineina
Membrana plasmatica
Tripletta
Sezioni trasversali:
Flagello
Corpo basale
Corpo basale
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98
2.17 Ciglia e flagelli si muovono flettendo i microtubuli
Ciglia e flagelli si muovono grazie alla dineina, una proteina motrice che forma strutture chiamate braccia
– Le braccia di dineina di una coppia di microtubuli si agganciano a quelle di una coppia adiacente ed esercitano una forza di trazione
– Le coppie di microtubuli sono tenute assieme da ponti trasversali proteici
– La trazione fa flettere i microtubuli, determinando il movimento di ciglia e flagelli
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99
2.17 Ciglia e flagelli si muovono flettendo i microtubuli
Check
Quali caratteristiche hanno in comune le ciglia e i flagelli?
Per quali aspetti, invece, differiscono?
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COLLEGAMENTO salute
100
Che cosa succede se le ciglia e i flagelli non si muovono come dovrebbero?
Nei paesi industrializzati si è registrato un declino qualitativo dello sperma umano
– Un gruppo di composti chimici, gli ftalati, presenti in oggetti di uso quotidiano potrebbero esserne la causa
Altri problemi della motilità spermatica possono derivare da cause genetiche
– La discinesia ciliare primaria (sindrome delle ciglia immobili) è un esempio
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COLLEGAMENTO salute
Che cosa succede se le ciglia e i flagelli non si muovono come dovrebbero?
![Page 102: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/102.jpg)
102
2.18 La matrice extracellulare contribuisce al sostegno meccanico, al movimento e alla regolazione dell’attività delle cellule animali
Le cellule animali producono una complessa matrice extracellulare essenziale per le funzioni della cellula
– La matrice è composta da glicoproteine di cui la più abbondante è il collagene
– Insieme ad altre glicoproteine il collagene forma robuste fibre ancorate alle cellule tramite le integrine
– Le integrine attraversano tutta la membrana e si attaccano a proteine connesse ai microfilamenti del citoscheletro
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103
FLUIDO EXTRACELLULARE
Microfilamenti
Fibra di collagene
Glicoproteina di collegamento
Integrina
Membrana plasmatica
Complesso glicoproteico con un lungo polisaccaride
CITOPLASMA
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104
2.18 La matrice extracellulare contribuisce al sostegno meccanico, al movimento e alla regolazione dell’attività delle cellule animali
Check
Osservando la diapositiva precedente, indica quali sono le tre strutture che offrono sostegno meccanico alla membrana plasmatica.
![Page 105: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/105.jpg)
105
2.19 Nei tessuti animali esistono tre tipi di giunzioni cellulari
Cellule adiacenti aderiscono, interagiscono e comunicando tra loro attraverso strutture chiamate giunzioni cellulari
– Le giunzioni occludenti formano saldature continue intorno alle cellule, impedendo, per esempio, il passaggio di fluido extracellulare attraverso uno strato di cellule epiteliali
– I desmosomi ancorano le cellule l’una all’altra formando tessuti resistenti a sollecitazioni meccaniche
– Le giunzioni comunicanti (gap) sono canali che permettono il flusso di molecole tra cellule adiacenti
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106
Giunzioni occludenti
Desmosomi
Giunzioni comunicanti
Membrane Plasmatiche di cellule adiacenti
Matrice extracellulare
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107
2.19 Nei tessuti animali esistono tre tipi di giunzioni cellulari
Check
Quale tipo di giunzione cellulare può risultare danneggiata da una lacerazione muscolare?
![Page 108: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/108.jpg)
108
2.20 La parete cellulare delimita e sostiene le cellule vegetali
Le cellule vegetali, a differenza di quelle animali, hanno una parete cellulare rigida
– La parete cellulare protegge le cellule e fornisce un supporto scheletrico alla pianta
– Il componente principale della parete cellulare è la cellulosa
I plasmodesmi delle cellule vegetali sono canali tra cellule adiacenti che formano un sistema circolatorio e di comunicazione
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109
Vacuolo
Pareti di due cellule vegetali adiacenti
Citoplasma
Parete cellulare primaria
Membrana plasmatica
Plasmodesmi
Parete cellulare secondaria
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2.20 La parete cellulare protegge le cellule e fornisce un supporto scheletrico alla pianta
Check
Quale tipo di giunzione delle cellule animali è simile a un plasmodesma?
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111
2.21 Le strutture e gli organuli della cellula eucariote possono essere raggruppati in quattro categorie funzionali
Strutture e organuli possono essere suddivisi in quattro principali categorie in base alla funzione svolta
– In ogni categoria, le strutture e gli organuli presentano una somiglianza strutturale di fondo che ne evidenzia la funzione comune
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112
![Page 113: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/113.jpg)
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![Page 114: Le cellule sono state Robert Hooke Antoni van - scuola 2.0 · Piccole molecole 0,1 nm Atomi . 18 2.2 La maggior parte delle cellule ha dimensioni microscopiche ... Le vescicole di](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022021810/5c66f80809d3f2d0218d1461/html5/thumbnails/114.jpg)
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2.21 Le strutture e gli organuli della cellula eucariote possono essere raggruppati in quattro categorie funzionali
Check
In che modo i mitocondri, il reticolo endoplasmatico liscio e il citoscheletro contribuiscono tutti insieme alla contrazione di una cellula muscolare?