Biologia La cellula al lavoro - Buccari-Marconi
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Biologia La cellula al lavoro
Capitolo 5 La cellula al lavoro
1. Il metabolismo cellulare: come le cellule
ricavano energia
2. La glicolisi è la prima fase della
demolizione del glucosio
3. La respirazione cellulare e la
fermentazione
4. La fotosintesi produce glucosio a partire
da acqua e CO2
Cavazzuti Biologia © Zanichelli editore 2011
Lezione 1
Il metabolismo
cellulare: come le
cellule ricavano
energia
Cavazzuti La vita intorno a noi © Zanichelli editore 2010
1. Le cellule hanno bisogno di energia per vivere Durante una reazione chimica si verifica quasi sempre assorbimento o rilascio di energia. All’interno delle cellule avvengono costantemente delle reazioni che nel loro complesso costituiscono il metabolismo cellulare.
1. Le cellule hanno bisogno di energia per vivere Le reazioni metaboliche si dividono in due gruppi: • anaboliche: sintetizzano molecole complesse a partire da molecole più semplici e richiedono un apporto di energia; • cataboliche: riducono le molecole complesse in molecole più semplici liberando l’energia intrappolata nei legami chimici.
2. L’ATP è una molecola speciale
capace di immagazzinare energia e
rilasciarla quando serve
L’ATP o adenosintrifosfato è una molecola formata da un
nucleotide e da altri due gruppi fosfato.
Cavazzuti Biologia © Zanichelli editore 2011
2. L’ATP è una molecola speciale
capace di immagazzinare energia e
rilasciarla quando serve
Durante la demolizione del glucosio, l’energia liberata
viene utilizzata per legare un gruppo fosfato a una
molecola di ADP.
Cavazzuti Biologia © Zanichelli editore 2011
2. L’ATP è una molecola speciale
capace di immagazzinare energia e
rilasciarla quando serve
L’ATP consente di
immagazzinare piccole
quantità di energia da
utilizzare a seconda delle
necessità.
Cavazzuti Biologia © Zanichelli editore 2011
L’ATP è una molecola speciale capace di immagazzinare energia e rilasciarla quando serve
Gli enzimi Un enzima è una proteina che ha una
forma globulare. All’interno della sua
struttura molecolare è presente una
regione molto particolare detta sito
attivo dove sono ospitate le molecole
che devono reagire, dette substrato.Lezione 2
La glicolisi è la prima
fase della demolizione
del glucosio
Cavazzuti La vita intorno a noi © Zanichelli editore 20104. Il glucosio è il combustile più usato dagli organismi viventi
Il glucosio è una molecola con un elevato contenuto energetico, paragonabile a quello di un combustibile.
5. Il metabolismo del glucosio comprende tre processi • La glicolisi è un processo anaerobico (si svolge in assenza di O2) e ha una resa di 2 ATP; • la respirazione cellulare è un processo aerobico (si svolge in presenza di O2) e ha una resa di 32 ATP; • la fermentazione è un processo anaerobico (si svolge in assenza di O2) e non produce ATP.
Il metabolismo del glucosio produce energia sotto forma di ATP.
6. Le reazioni redox trasferiscono elettroni ed energia Si chiama reazione di ossidoriduzione o reazione redox una reazione in cui una sostanza cede uno o più elettroni a un’altra sostanza. • La riduzione è l’acquisto di uno o più elettroni da parte di un atomo, un ione o una molecola; • l’ossidazione è la perdita di uno o più elettroni.
l’ossidoriduzione
Molte reazioni chimiche
nel metabolismo sono
reazioni di ossidoriduzione
o reazioni redox.7. Il NAD e il FAD sono “navette” che trasportano elettroni Il NAD (nicotinamideadenindinucleotide) e il FAD (flavinadenindinucleotide) sono esempi di coenzimi.
8. La glicolisi spezza la molecola di glucosio in due molecole a tre atomi di carbonio La glicolisi è la scissione di una molecola di glucosio (6 atomi di carbonio) in due molecole di acido piruvico (3 atomi di carbonio).
Lezione 3
La respirazione
cellulare e la
fermentazione
Cavazzuti La vita intorno a noi © Zanichelli editore 20109. La respirazione cellulare avviene nei mitocondri La respirazione cellulare avviene in due fasi: • il ciclo di Krebs che demolisce l’acido piruvico, liberando CO2. Si svolge nella matrice dei mitocondri • il trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa che si svolgono sulla membrana interna dei mitocondri. In questa fase si forma H2O
10. Il ciclo di Krebs completa la demolizione del glucosio L’acido piruvico viene convertito in acetilcoenzima A all’interno del mitocondrio.
11. Il trasporto degli elettroni e la
fosforilazione ossidativa
convertono in ATP l’energia
contenuta nel NADH e nel FADH2
La catena di trasporto degli
elettroni, anche detta catena
respiratoria, è un processo
a cascata in cui gli elettroni
passano da un trasportatore
all’altro liberando energia.11. Il trasporto degli elettroni e la
fosforilazione ossidativa
convertono in ATP l’energia
contenuta nel NADH e nel FADH2
Durante il passaggio lungo la catena di
trasporto, gli elettroni rilasciano
gradualmente la propria energia che viene
utilizzata per sintetizzare ATP tramite la
fosforilazione ossidativa.La resa energetica dei singoli stadi è la seguente: • glicolisi = 4 molecole di ATP (2 vengono spese inizialmente); • ciclo di Krebs = 2 molecole di ATP; • catena di trasporto degli elettroni = fino a un massimo di 34 molecole di ATP.
13. La fermentazione avviene in assenza di O2 e rigenera il NAD+ consumato dalla glicolisi La fermentazione avviene nel citoplasma e non richiede ossigeno. Ci sono due tipi di fermentazione: • la fermentazione alcolica; • la fermentazione lattica.
13. La fermentazione avviene in assenza di O2 e rigenera il NAD+ consumato dalla glicolisi La fermentazione alcolica è svolta dai lieviti. Si ottengono due molecole di etanolo e si libera CO2
13. La fermentazione avviene in assenza di O2 e rigenera il NAD+ consumato dalla glicolisi La fermentazione lattica è svolta da batteri e funghi. Si ottengono due molecole di acido lattico.
Lezione 4
La fotosintesi produce
glucosio a partire da
acqua e CO2
Cavazzuti La vita intorno a noi © Zanichelli editore 201014. La cellula vegetale non ha bisogno di mangiare per nutrirsi Il processo attraverso cui si generano biomolecole a partire da sostanze inorganiche è detto fotosintesi. Questo processo viene utilizzato dagli organismi autotrofi. La fonte di energia è la luce solare che viene catturata da speciali molecole chiamate pigmenti, sensibili alle radiazioni luminose. Il pigmento più diffuso è la clorofilla.
15. La fotosintesi avviene nei
cloroplasti e trasforma il diossido di
carbonio e l’acqua in glucosio
cloroplasto
I cloroplasti all’interno
delle singole cellule16. La fotosintesi è suddivisa in
due fasi: la fase luminosa e il ciclo
di Calvin Avviene nello stroma
ed è anche
detta fase
indipendente dalla
luce, perché non
utilizza direttamente
la luce solare.17. La clorofilla cattura l’energia luminosa e la trasforma in energia chimica Durante la fase luminosa le molecole di clorofilla catturano la luce solare, che viene utilizzata per scindere una molecola di acqua in idrogeno e ossigeno (fotolisi). L’ossigeno formato si libera nell’ambiente, mentre l’idrogeno e gli elettroni vengono catturati dal NADP+ che si riduce a NADPH + H+.
18. Attraverso le reazioni del ciclo
di Calvin il diossido di carbonio si
trasforma in zucchero
La seconda fase della fotosintesi (fase oscura) comprende una
serie di reazioni chimiche che costituiscono il ciclo di Calvin.
Vengono sintetizzate
biomolecole complesse come
l’amido e la cellulosa.Puoi anche leggere
