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La nuova biologia.bluSeconda edizione
David Sadava, David H. HillisH. Craig Heller, Sally Hacker
Sadava et al, La nuova biologia.blu – © Zanichelli 2020
Capitolo A8
La divisione cellulare e la riproduzione
Temi del capitolo
Sadava et al, La nuova biologia.blu – © Zanichelli 2020
1. La divisone cellulare e la scissione binaria /1
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Le cellule sono in grado di riprodursi tramite un processo chiamato divisione cellulare: una cellula si divide in due cellule figlie identiche alla cellula madre.
1. La divisone cellulare e la scissione binaria /2
Sadava et al, La nuova biologia.blu – © Zanichelli 2020
La successione di quattro eventi permette la divisione:
1)un segnale riproduttivo dà inizio alla divisione;2)avviene la replicazione del DNA;3)avviene la segregazione(distribuzione) del DNA;4)sono prodotti enzimi e organuli.
Poi avviene la citodieresi, cioè la separazione.
1. La divisone cellulare e la scissione binaria /3
Sadava et al, La nuova biologia.blu – © Zanichelli 2020
Nei batteri la divisione cellulare avviene per scissione binaria.
La cellula cresce, replica il proprio DNA e poi si divide in due cellule identiche.
1. La divisone cellulare e la scissione binaria /4
Sadava et al, La nuova biologia.blu – © Zanichelli 2020
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Rispondi1. Che cos’è e quando avviene la citodieresi durante la divisione
cellulare?2. Che cosa si intende per «scissione binaria»?3. Che cosa sono e come vengono utilizzate le cellule HeLa?
Scegli le parole1. La divisione cellulare comincia con un segnale riproduttivo / di
scissione.2. La separazione del DNA si dice replicazione / segregazione.3. Le proteine dei cromosomi aiutano il DNA a compattarsi /
dividersi.
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /1Il ciclo cellulare è l’insieme degli eventi compresi tra la formazione di una cellula e la sua divisione.
È suddiviso in:
•interfase (che comprende sottofase G1, sottofase S e sottofase G2);
•fase M (mitosi)
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /2
Il passaggio tra le fasi del ciclo cellulare dipende dall’attivazione di complessi ciclina-Cdk che catalizzano la fosforilazione di proteine bersaglio.
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /3
Il grado di spiralizzazione delle molecole di DNA si modifica durante il ciclo cellulare:
•prima della sottofase S il DNA si trova sotto forma di cromatina;
•alla fine della sottofase S èreplicato;
•all’inizio della fase M si condensa a formare i cromosomi.
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /4
Ogni cromosoma è formato da due molecole di DNA identiche, chiamate cromatidi fratelli.
I cromatidi fratelli sono uniti tra loro in una regione centrale chiamatacentròmero.
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /5La mitosi è composta da cinque fasi distinte: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase, a cui fa seguito la citodieresi.
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /6
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2. Il ciclo cellulare e la mitosi /7
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La citodieresi è il processo di divisione del citoplasma.
Nelle cellule animali avviene per strozzatura della membrana plasmatica.
Nelle cellule vegetali avviene per deposizione di vescicole il cui contenuto formerà la nuova parete cellulare.
2. Il ciclo cellulare e la mitosi /8
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La riproduzione asessuata (o riproduzione vegetativa) avviene per mitosi e produce una prole geneticamente identica al genitore.
Negli eucarioti, la mitosi serve anche per l’accrescimento dell’organismo e per rinnovare le cellule invecchiate o danneggiate.
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Rispondi
1. Come avviene il primo grado di spiralizzazione del DNA?2. Quali sono e da che cosa sono caratterizzate le fasi della
mitosi?
Scegli le parole1. I cromatidi / centromeri sono i singoli filamenti che formano un
cromosoma.2. La piastra metafasica / cellulare è il piano su cui si dispongono
i cromosomi.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /1
La riproduzione sessuata produce organismi che non sono geneticamente identici ai genitori e sfrutta la meiosi per ottenere cellule aploidi dette gameti.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /2La meiosi comporta due divisioni successive (meiosi I e meiosi II) che dimezzano il numero di cromosomi, generando quattro gameti aploidi geneticamente diversi tra loro e dalla cellula madre.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /3Meiosi I:
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /4Nella meiosi I avvengono due eventi:1)i cromosomi si appaiano formando le tetradi e si verifica il crossing over;2)i cromosomi omologhi si separano, ma i cromatidi dello stesso cromosoma restano uniti.
Al termine si formano due cellule con due cromatidi ciascuna.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /5Meiosi II:
i cromosomi si separano e si formano quattro cellule aploidi.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /6Il cariotipo di un individuo rappresenta l’insieme delle caratteristiche dei cromosomi di un organismo, fotografati durante la metafase di una divisione mitotica.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /7Confronto tra mitosi e meiosi:
•alla fine della mitosi le due cellule figlie hanno lo stesso numero di coppie di cromosomi omologhi della cellula madre; •alla fine della meiosi le quattro cellule figlie contengono la metàdei cromosomi della cellula madre.
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3. La meiosi e la riproduzione sessuata /8
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Rispondi1. Quando una cellula si dice aploide?2. Che cos’è una tetrade?3. Che cos’è il cariotipo e come è fatto quello umano?
Scegli le parole1. Le cellule coinvolte nella riproduzione sessuale sono dette
diploidi / gameti.2. L’appaiamento dei cromosomi omologhi si dice crossing over /
sinapsi.
Ora tocca a teNella nostra specie l’oogenesi differisce dalla spermatogenesi per
alcuni particolari importanti. Trovali e prepara uno schema diconfronto.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /1Gregor Mendel studiò la trasmissione dei caratteri ereditari effettuando incroci a partire da linee pure di piante di pisello.
Mendel prese in esame sette caratteri che si presentavano in tratti alternativi (es. seme giallo e seme verde).
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /2Incrociando piante di linea pura (semi gialli e semi verdi),Mendel ottenne una generazione F1 di piantecon semi gialli, che fecondandosi a loro voltaproducevano una seconda generazione filiale (F2) chepresentava il 75% di piante con semi gialli e il 25% dipiante con semi verdi.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /3
Mendel chiamò dominante il tratto che si manifestavain tutta la generazione F1 e recessivo il tratto che scompariva nella generazione F1 e ricompariva nella F2.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /4Mendel studio anche la trasmissione contemporanea di due caratteri: forma e colore del seme.
Ottenne una F1 che presentava solo i due tratti dominanti.
Nella F2 ottenne quattro combinazioni di caratteri, in rapporto 9 : 3 : 3 : 1.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /5I caratteri ereditari sono controllati da geni che possono esistere in diverse varianti chiamate alleli.
Pensando agli esperimenti di Mendel possiamo dire che per ogni carattere esistono due alleli: per esempio il gene per il carattere «colore del seme» esiste sotto forma di due alleli, uno per il giallo e uno per il verde.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /6Le leggi di Mendel sono tre:
•legge della dominanza;•legge della segregazione;•legge dell’assortimento indipendente.
Descrivono i meccanismi di trasmissione dei geni e dei caratteri a essi associati.
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4. Prevedere i risultati della meiosi: la genetica mendeliana /7L’insieme degli alleli che determinano un carattere è il genotipo; la caratteristica osservabile è il fenotipo.
Gli omozigoti hanno alleli identici per un gene, gli eterozigoti possiedono due alleli diversi.
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Per studiare la trasmissione dei caratteri ereditari negli esseri umani si usano gli alberi genealogici.
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Rispondi1. Che cosa significa che un individuo è di linea pura?2. Quali tratti si dicono dominanti e come è possibile individuarli
attraverso degli incroci mendeliani?3. Che relazione c’è tra genotipo e fenotipo?
Scegli le parole1. Una linea pura si ottiene più facilmente per autoimpollinazione
/ fecondazione incrociata.2. «Occhi chiari» è un esempio di carattere / tratto e «colore degli
occhi» è un esempio di carattere / tratto.
Ora tocca a te«Dominante» non significa più frequente né migliore. Sulle nostre
tavole, i piselli sono verdi, anche se giallo è dominante. Esistonoaltre varietà? Le carote sono tutte arancioni e le patate gialle? Cerca
informazioni sulle varietà insolite e fanne una presentazione.
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5. Il significato evolutivo della riproduzione sessuata /1
La riproduzione sessuata richiede più risorse energetiche della riproduzione asessuata.
Per esempio, i rituali di corteggiamento e lo sviluppo di strutture particolari (corna, code colorate) richiedono tempo ed energie.
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ZIONE
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5. Il significato evolutivo della riproduzione sessuata /2
La riproduzione sessuata aumenta la variabilità grazie all’assortimento indipendente, al crossing over e alla fecondazione.
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Rispondi1. Quali sono gli svantaggi della riproduzione sessuata?2. Quali sono i vantaggi della riproduzione sessuata?
Scegli le parole
La distribuzione dei cromosomi omologhi in meiosi I segue il cosiddetto ….................
Ora tocca a teUna teoria collega l’affermarsi della riproduzione sessuale
all’esistenza dei parassiti. Cerca in Rete il perché e realizza una
scheda sintetica di 1000 battute (10 righe).
DIMMI LA TUA! Clonazione animale
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