PROCARIOTI, PROTISTI E PIANTE, Schemi e mappe concettuali di Scienze della Terra

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protisti e piante

Procarioti,

I procarioti

• La cellula procariote

La cellula procariote è una cellula priva di nucleo

definito e di organelli delimitati da membrane. È

tipica di organismi come batteri e archeobatteri.

La sua struttura è più semplice rispetto a quella

delle cellule eucariote.

Le principali caratteristiche delle cellule

procariote sono:

• Membrana plasmatica : che delimita la cellula.
• Citoplasma : dove avvengono i processi vitali.
• DNA : non è racchiuso in un nucleo, ma si trova in

una regione chiamata nucleoide.

• Ribosomi : piccole strutture che producono

proteine.

• Parete cellulare : che fornisce supporto e

protezione.

• Flagelli e pili (in alcuni casi) : permettono il

movimento e la comunicazione tra cellule.

Le cellule procariote sono più piccole e meno

complesse rispetto alle cellule eucariote, ma

sono in grado di svolgere tutte le funzioni vitali

necessarie per la sopravvivenza.

• L’impatto dei procarioti

I procarioti, hanno un diametro che varia da 1

a 10 micrometri , sono organismi di

dimensioni ridotte ma di grande importanza. Si

trovano in tutti gli ambienti della Terra,

compresi quelli estremi, e svolgono ruoli

cruciali nella biosfera. I batteri , sono

responsabili di molte malattie, ma quelli

innocui o utili sono più comuni. Questi batteri,

presenti nel corpo umano e nell'ambiente,

contribuiscono alla salute umana, come

nel caso di quelli presenti sulla pelle e

nell'intestino, che supportano la digestione e

composti organici.

di carbonio possono essere il diossido di carbonio atmosferico o

idrogeno, zolfo elementare, composti del ferro e ammoniaca. Le fonti

solare, composti organici o sostanze inorganiche come solfuro di

carbonio che utilizzano. Le fonti di energia possono essere la luce

I procarioti vengono classificati anche in base alle fonti di energia e

spirochete

Se lunghe e flessibili spirilli.

Altri hanno una forma elicoidale: se piccoli e rigidi

vibrioni.

• Una terza forma tipica è a spirale e in questo caso sono chiamati

streptobacilli

e se in catene diplobacilli

Se a forma di bastoncello sono chiamati bacilli , se a coppie

se in catene streptococchi , se in ammassi stafilococchi.

Le cellule procariote a forma sferica sono dette cocchi ,

morfologia.

La prima caratteristica per distinguerli è la loro

nutritive

La morfologia e le modalità

Ma come funziona la colorazione di Gram?

• Il campione batterico deve essere

preparato nella maniera corretta.

La prima procedura è quella di

isolare una colonia, per evitare di

esaminare un mix di batteri e

lasciata crescere a sufficienza.

• Si prepara il vetrino distribuendo

su di esso uniformemente la

colonia (si dice che la colonia

viene «temperata».

• Si passa alla fase di lavaggio che

serve a rafforzare il legame tra il

colorante e la parete cellulare. A

tale scopo si utilizza una

soluzione di iodio e ioduro di

potassio nota come Lugol, che

per l’azione che ha sul colorante

prende il nome di sostanza

Mordente o Condensante.

• Si lava poi il campione con

l’etanolo per la decolorazione.

Proprio in questa fase i Gram-

positivi rimangono colorati ,

quelli negativi si decolorano.

• Si effettua poi la posa del

colorante di contrasto, la

safranina o fucsina, che colorerà i

Gram-negativi di rosa.

• METANOGENI: I

«produttori di metano»

vivono in

azzurre dello Yellowstone

National.

verd -

e

un’elevata acidità, come quelli delle pozze

sorgenti idrotermali. Alcuni tollerano

anche

vivono in acque molto calde, come quelle

delle

Gli «amanti del

calore»

TERMOFILI

ESTREMI:

come il Great Salt Lake e il Mar

Morto.

«amanti del sale», vivono in luoghi,

ALOFILI Il loro nome significa

ESTREMI:

La diversità degli

archebatteri

La diversità degli

eubatteri

decompongono la materia

organica.

formano colonie di cellule a catena ramificata e si trovano nel suolo,

dove

Gruppo che comprende gli attinomiceti,

che

POSITIVI

BATTERI -

GRAM

malattia di

Lyme.

burgdorfer , responsabile della

i

Borreli

a

, che provoca la sifilide,

e

pallidum

movimento a spirale. Alcuni sono noti agenti patogeni, come

Treponema

Sono eubatteri elicoidali che si spostano nell’ambiente

con

SPIROCHET

E:

Escherichia

coli.

, l’agente del colera, e altri utili,

come

cholera

e

come Salmonella e Vibrio

che vivono negli apparati digerenti degli animali, alcuni dei quali

patogeni,

Sono batteri - negativi che comprendono i batteri

Gram

ROTEOBATTERI

responsabili del tracoma, una malattia che porta alla

cecità.

Vivono da parassiti all’interno di cellule eucariote.

Sono

CLAMIDIE

nell’antichità

producendo ossigeno, che ha modificato l’atmosfera

terrestre

Sono gli unici procarioti che svolgono la

fotosintesi,

CIANOBATTER

I:

negativi chiamati

proteobatteri.

sottogruppi di un insieme di batteri -

Gram

Il dominio degli eubatteri viene suddiviso in nove gruppi, cinque dei quali

sono

• Il Neisseria meningitidis produce tossine responsabili

della meningite batterica, una malattia che può essere letale

in poche ore.

• Infine, le diverse specie di Salmonella rilasciano tossine che

causano oltre il

• Malattie batteriche e tossine

Poiché diversi batteri patogeni hanno sviluppato

resistenza agli antibiotici, tornando a costituire un

rischio, la prevenzione è sempre più essenziale. Un

mezzo efficace per prevenire alcune malattie batteriche

è rappresentato dalla vaccinazione. Quando non è

disponibile un vaccino, si possono mettere in atto altre

misure preventive. Ad esempio, l’utilizzo del

preservativo aiuta a proteggersi da malattie a

trasmissione sessuale come la sifilide e la gonorrea.

Molte intossicazioni alimentari, come la salmonellosi,

possono essere evitate seguendo semplici norme

igieniche. Poiché molte tossine sono di natura proteica,

possono essere eliminate dal calore. Dato che i polli da

allevamento sono tra i principali portatori di

salmonellosi, anche le uova possono essere

un veicolo di questa malattia e devono

sempre essere consumate dopo la cottura.

• I protisti

I protisti sono un gruppo eterogeneo di

organismi eucarioti, prevalentemente

unicellulari, che abitano ambienti acquatici o

umidi. Si distinguono per la varietà di forme,

strutture e strategie metaboliche, e possono

essere classificati in autotrofi, eterotrofi e

mixtotrofi a seconda delle modalità di nutrizione.

• Protisti autotrofi: producono il proprio cibo

tramite fotosintesi, utilizzando cloroplasti

derivati dall'endosimbiosi. Esempi sono le

alghe verdi e rosse, che fungono da produttori

primari negli ecosistemi acquatici,

convertendo l'energia solare in biomassa e

sostenendo la catena alimentare.ù

• Protisti eterotrofi: si nutrono di materia

organica presente nell’ambiente. Alcuni,

50% delle infezioni gastrointestinali e sono tra le principali cause

di intossicazioni alimentari.

come le amebe, utilizzano la fagocitosi, mentre altri, come i

parassiti (es. Plasmodium, battereo responsabile della

malaria), assorbono nutrienti dagli ospiti. Agiscono anche

come decompositori, contribuendo al riciclo dei nutrienti

essenziale per gli ecosistemi.

• Protisti mixtotrofi: combinano nutrizione autotrofa ed

eterotrofa. Ad esempio, l’Euglena svolge fotosintesi in

presenza di luce ma assorbe materia organica in condizioni

di scarsa luminosità, dimostrando grande adattabilità

ambientale.

La diversità dei protisti si deve all’endosimbiosi, quindi alla loro

evoluzione:

• Endosimbiosi primaria: le cellule eucariote dei protisti si

sono formate a partire da piccoli procarioti insediati

all’interno di procarioti più grandi.

• Endosimbiosi secondaria: gli eucarioti eterotrofi con

mitocondri ma senza cloroplasti si sono evoluti per primi.

Gli eucarioti autotrofi sono comparsi successivamente,

derivanti da un eucariote eterotrofo che ha inglobato un

cianobatterio autotrofo. I discendenti di quest'ultimo, si

sono trasformati nei cloroplasti, portando alla nascita delle

alghe rosse e verdi. Tali divennero endosimbionti a loro

volta dopo essere state ingerite da eucarioti eterotrofi ed

inglobate dai vacuoli alimentari. Le cellule

algali sopravvissute si trasformarono in

organuli cellulari.

• Le piante

Inizialmente, le piante erano alghe

verdi che vivevano in acque basse e

soggette a prosciugamenti periodici. La

selezione naturale ha favorito le specie

più adattate alla siccità, portando

alcune di esse a sviluppare la capacità

di vivere al di fuori dell’acqua. Le

piante sono eucarioti pluricellulari

fotosintetici che, nel corso

dell'evoluzione, hanno sviluppato

adattamenti come fusto, foglie e radici,

strutture fondamentali per la vita sulla

terra. Queste strutture non solo

permettono di ancorarsi al suolo, ma

facilitano anche l'assorbimento e il

trasporto di sostanze nutritive, con le

radici che assorbono acqua e sali

minerali, e le foglie che captano CO

e luce solare.

Un'altra importante evoluzione è

l'emergere della cuticola cerosa

che ricopre le pareti aeree delle

cellule, consentendo che lo

scambio di gas avvenga attraverso

gli stomi, la cui apertura è regolata

da cellule di guardia per

mantenere le riserve d’acqua. Le

piante hanno anche sviluppato

tessuti vascolari, come lo xilema,

che trasporta acqua e sali, e il

floema, che distribuisce zuccheri.

Inoltre, il processo riproduttivo si è

evoluto: nei muschi e nelle felci, i

gameti sono prodotti in strutture

protettive chiamate gametangi,

mentre nelle conifere, il polline

viene trasportato dal vento o dagli

insetti fino alla cellula uovo.

Una prima diversificazione delle

piante terrestri diede origine alle

piante non vascolari, o briofite

(muschi, epatiche, antocerote),

ovvero piante prive delle strutture di

sostegno e di pareti lignificate.

Costituiscono densi tappeti, spesso

ricoperti da una pellicola d’acqua che

permette ai gameti maschili di

“nuotare” verso le cellule uovo. Vi

furono poi le prime piante vascolari

(pteridofite e licopodi ofite) , senza

semi, provviste di tessuti vascolari

induriti da lignina che costituiscono

radici ben sviluppare e fusti rigidi.

Questo tipo di piante ha però bisogno

di umidità per la fecondazione, la

quale avviene attraverso le spore,

trasportate dal vento alle cellule

uovo.

Vi furono poi le prime piante vascolari

(pteridofite e licopodi ofite) , senza semi,

provviste di tessuti vascolari induriti da

lignina che costituiscono radici ben

sviluppare e fusti rigidi. Questo tipo di

piante ha però bisogno di umidità per la

fecondazione, la quale avviene attraverso

le spore, trasportate dal vento alle cellule

uovo. Le piante vascolari con semi

costituiscono circa il 90% delle specie

vegetali. Questo grazie allo sviluppo di

adattamenti fondamentali come i semi,

costituiti da un embrione e da una riserva

nutritiva racchiusi da un rivestimento

protettivo, ed il polline, che trasporta i

precursori dei gameti maschili presso le

cellule uovo senza il bisogno di un

ambiente umido.Abbiamo poi esempi di

nelle piante

L'alternanza di generazioni

alternano dando origine l'una all'altra.

con un'altra.Nelle piante le due generazioni si

svilupparsi in un nuovo organismo senzafondersi

sporofito.Con spora si intende quella cellula che può

diploide crea spore e prende così il nome di

vascolari e lo stadio principale), nella generazione

pianta genera un gametofito (che nelle piante non

distinte.GametochyteNella generazione aploide, la

due strutturepluricellulari

generazioni: gli stati aploidi e diploidi sono infatti

parte degli animali, presentano un'alternanza di

Le piante, a differenza degli umani e della maggior

• Il seme è un adattamento importante

per la vita sulla terraferma

Nelle piante con semi tutti gli stadi riproduttivi sono contenuti in una struttura

specializzata all'interno dello sporofito. Nelle gimnosperme questa struttura si chiama

cono.

1. Su un albero di pino si sviluppano due tipi di

coni. Quelli più piccoli e flessibili sono i coni

maschili o pollinici e producono gametofiti

maschili. Contengono numerosi sporangi,

ognuno dei quali produce moltespore aploidi da

cui si sviluppano i granuli pollinici.

2. Il cono femminile, chiamato anche pigna, dà

origine ai gametofiti femminili ed è in genere

molto più grande del cono maschile. In ognuna

delle sue squame rigide è contenuta una coppia

di ovuli e ogni ovulo contiene uno sporangio,

circondato da un rivestimento protettivo

chiamato tegumento.

3. Quando un granulo di polline si deposita su un

ovulo e riesce a penetrare al suo interno si

verifica l'impollinazione.

4. Nell'arco di diversi mesi, la spora aploide

sopravvissuta si sviluppa in un gametofito

aploide, che produce al suo interno una o più

cellule uovo.

5. Nel frattempo, ogni granulo pollinico gunto

sull'ovulo emette un minuscolo tubicino, il

tubetto pollinico, che si fa strada attraverso

l'ovulo e libera infine le cellule spermatiche

vicino a una cellula uovo. La fecondazione

avviene di solito più di un anno dopo

l'impollinazione.ù

6. Di solito, tutte le cellule uovo vengono

fecondate, ma in genere solo uno zigote si

sviluppa in modo completo dando origine a un

embrione di sporofito.

con i fiori

Le angiosperme sono piante

per svolgere una particolare funzione.

ogni elemento è altamente specializzato

molto diversa dalla squama di un cono e

legimnosperme.La struttura di un fiore è

avvengono con modalità simili a quelle per

l'impollinazione e la fecondazione, che

I fiori delle angiosperme ospitano i siti per

Gli animali

• Gli animali sono organismi eucarioti, eterotrofi e • L’antenato

pluricellulari che si nutrono ingerendo cibo.

I biologi ipotizzano che gli animali abbiano un

antenato

La maggior parte è diploide e si riproduce sessualmente, comune che risale a circa un miliardo di

anni fa, simile a

con la produzione di gameti aploidi (ovulo e spermatozoo) protisti coloniali flagellati. Questi

si evolvettero in

tramite meiosi. Dopo la fecondazione, si forma uno zigote colonie più complesse, con cellule

specializzate in

che si divide per mitosi, creando la morula e diverse funzioni, e il ripiegamento di alcune

cellule

successivamente la blastula, un embrione con una cavità diede origine a un organismo

pluricellulare. La prima

liquida.

fase di questo processo portò alla formazione

di un