I tipi di cellule: procariote ed eucariote

Tutte le cellule, di qualunque tipo, condividono tre elementi di base. Indicali e spiega quale funzione svolge ciascuno.

Spiega qual è la differenza fondamentale tra una cellula procariote e una cellula eucariote, e fai un esempio di essere vivente con ciascun tipo di cellula.

Spiega che cos'è il nucleo della cellula, che cosa contiene e quali tipi di cellule lo possiedono.

Dove si trova il materiale genetico (DNA) in una cellula eucariote e dove in una procariote? Quali conseguenze ha questa differenza nell'organizzazione interna di ciascun tipo di cellula?

Quale funzione svolge la membrana cellulare? Spiega che cosa accadrebbe se la cellula la perdesse, confrontandolo con ciò che significherebbe per te perdere la pelle.

A che cosa servono i mitocondri? Ragiona su in quali cellule del tuo corpo pensi che siano molto abbondanti.

Nello schema di una cellula eucariote animale, il numero 1 indica una struttura grande e sferica situata nella zona centrale, mentre il numero 2 indica un organulo ovale con ripiegamenti o creste al suo interno. Indica quale numero indica il nucleo e quale numero indica un mitocondrio, e spiega la funzione di entrambe le strutture.

Se il nucleo fosse l'«ufficio di direzione» di una fabbrica e il citoplasma l'«officina», spiega quali aspetti corretti ha questa analogia (ordini, informazione, lavoro) e un limite importante.

Osservando al microscopio un campione di cellule della tua guancia e uno di cipolla si notano delle differenze. Indica due differenze di forma e struttura tra le due e spiega a quale tipo di cellula eucariote appartiene ciascuna.

Quale organulo rende verdi le parti verdi delle piante? Spiega quale processo avviene al suo interno e perché è così importante per la vita sulla Terra.

In una cellula vegetale, indica la funzione della parete cellulare, di un cloroplasto e del vacuolo centrale, e spiega perché queste tre strutture non compaiono in una cellula animale.

Elabora una tabella comparativa della cellula animale e della cellula vegetale con queste righe: parete cellulare, cloroplasti, vacuoli e forma abituale della cellula.

Il vacuolo centrale di una cellula vegetale può occupare la maggior parte del suo interno. Spiega che cosa contiene, quali funzioni svolge (immagazzinare acqua e sostanze, mantenere la cellula turgida) e che cosa accade a una pianta quando i suoi vacuoli perdono acqua.

Un batterio misura circa $2\ \mu\text{m}$ di lunghezza e una cellula animale circa $20\ \mu\text{m}$ di diametro. Calcola quanti batteri in fila occuperebbero il diametro di una cellula animale. Supponendo che entrambe siano sferiche, calcola anche la superficie della membrana di ciascuna con la formula $S = 4\pi r^2$ e scopri quante volte è maggiore quella della cellula animale. Usa i due risultati per ragionare sul perché le cellule eucariote possono permettersi di essere molto più grandi e quale problema pone loro la dimensione per quanto riguarda lo scambio di sostanze con l'esterno.

Osservi al microscopio ottico una goccia d'acqua stagnante. Il campo visivo circolare che vedi attraverso l'oculare misura $1\ \text{mm}$ di diametro ($1000\ \mu\text{m}$). In esso distingui un'ameba unicellulare di circa $200\ \mu\text{m}$ e diversi batteri allungati di circa $2\ \mu\text{m}$.

1. a) Calcola quanti batteri allineati in fila servirebbero per attraversare da parte a parte il diametro del campo visivo del microscopio, e quante amebe servirebbero per fare lo stesso.
2. b) Il limite di risoluzione dell'occhio umano (la distanza minima tra due punti per distinguerli separatamente) è di circa $0,1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$). Giustifica con dati numerici perché una persona con una buona vista potrebbe arrivare a intuire l'ameba a occhio nudo come un puntino minuscolo, mentre per vedere il batterio il microscopio è assolutamente indispensabile.
3. c) Se un'ameba e un batterio sono entrambi organismi unicellulari, perché per un tipico batterio procariote sarebbe molto difficile crescere fino a raggiungere le dimensioni di un'ameba di $200\ \mu\text{m}$? Ragiona su quale problema avrebbe un batterio gigante per scambiare e distribuire i nutrienti verso il suo centro senza organuli né sistemi di trasporto interno.