scienze · la cellula è la più piccola unità vivente. respira, si nutre, interagisce con...
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I GRANDI SCIENZIATI 174
Il corpo umano 176La cellula 178Il DNA e i caratteri ereditari 179Dalla cellula agli apparati 180Le funzioni vitali e gli apparati 181Il sistema scheletrico 182Il sistema muscolare 184L’apparato digerente 186La funzione degli alimenti 188
Educazione Alimentare Una corretta alimentazione 189Le biotecnologie OGGIIERI& 190
/ Le indagini di Logico Bio 192
Verifico se ho imparato... 193
L’apparato respiratorio 194L’apparato circolatorio 196Il sangue, veicolo di vita 198 L’eliminazione delle sostanze di scarto 200 L’apparato urinario 201UOMO E ANIMALI A CONFRONTO 202I sensi: l’orecchio e l’udito... 204...l’occhio e la vista... 205...la pelle e il tatto... 206...il naso e l’olfatto, la lingua e il gusto 207UOMO E ANIMALI A CONFRONTO 208L’apparato riproduttore 210 La gestazione 212
UOMO E ANIMALI A CONFRONTO 213Il sistema nervoso 214
/ Le indagini di Logico Bio 216
Verifico se ho imparato... 217
SCIENZE
L’apparato riproduttore 210 L’apparato riproduttore 210 La gestazione 212 212
La cellula 178 179
Dalla cellula agli apparati 180Dalla cellula agli apparati 180Le funzioni vitali e gli apparati 181
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SCIENZE
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SCIENZE
L’ energia 218
L’energia del Sole e quella del fuoco 220
Breve storia dell’energia OGGIIERI& 221
Le fonti energetiche 222L’energia elettrica 224L’energia luminosa 226L’energia sonora 228
/ Le indagini di Logico Bio 230
Verifico se ho imparato... 231
La Terra e l’Universo 232
La Terra 234Il movimento di rotazione terrestre 235Il movimento di rivoluzione terrestre 236
238
Le costellazioni 244Il posto della Terra nell’Universo
OGGIIERI& 245
I viaggi interplanetari 246
/ Le indagini di Logico Bio 247
Verifico se ho imparato... 248
238
Le costellazioni 244
INSERTO SPECIALEI CORPI CELESTIE IL SISTEMA SOLARE
STO
RIA
SCIE
NZ
E
Per studiare i corpi celesti Galileo Galilei perfezionò il cannocchiale.
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Le scoperte scientifiche hanno radicalmente cambia-to il nostro modo di vivere e di pensare. Se oggi siamo in grado di assistere a un’eclissi di Sole senza temere catastrofiche conseguenze, se comprendiamo perché per-sone e cose non “cadono” mentre la Terra gira, se abbiamo sconfitto malattie gravissime, lo dobbiamo a centinaia e centinaia di scienziati che, con i loro studi, hanno scoperto le leggi che regolano il mondo. In questa pagina e nella successiva conosciamo alcuni cele-bri scienziati di ieri e di oggi e rendiamo loro omaggio, ben sapendo che molti altri, magari meno famosi, andrebbero ugualmente ricordati.
I grandi scienziati
Galileo Galilei (1564-1642)Il pisano Galileo Galilei è considerato il padre della scienza moderna: fu lui, infatti, a elaborare il metodo sperimen-tale. Come tutti gli scienziati del pas-sato, si dedicò a diverse discipline, in particolare alla fisica e all’astronomia, studiando il movimento dei corpi e dei pianeti.
Utilizzando un prisma di vetro, Newton riuscì a scomporre un raggio di luce bianca nei colori dell’arcobaleno.
Isaac Newton (1642-1727)Quest’anno studierai la gravità, la forza che ci tiene “attaccati”
alla Terra, e imparerai che la luce bianca è formata dai sette colori dell’arcobaleno. Dobbiamo entrambe queste scoper-
te, insieme a molte altre, all’inglese Isaac Newton.
Archimede di Siracusa (287-212 a.C.)Archimede fu tra i massimi fisici e matematici dell’antichità. Visse a Si-racusa, a quel tempo potente città
della Magna Grecia. Compì studi sul galleggiamento dei corpi. Calcolò con buona approssimazione il rap-porto tra circonferenza e misura del diametro (pi greco, π). In suo onore, in molti Stati, il 14 marzo si festeggia il “π day”; la data è stata
scelta perché nei Paesi anglosassoni 14 marzo si scrive 3-14, che è il valore
di pi greco.
Archimede fu tra i massimi fisici e matematici dell’antichità. Visse a Siracusa, a quel tempo potente città
della Magna Grecia. Compì studi sul
scelta perché nei Paesi anglosassoni 14 marzo si scrive 3-14, che è il valore
di pi greco.
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La pila di Volta era composta da dischetti alternati di zinco, di rame e di panno imbevuto di
acqua salata e acidula.
Alessandro Volta (1745-1827)Alessandro Volta compì importanti ricer-che nel campo della fisica: studiò il fe-nomeno dell’elettricità e costruì la prima pila elettrica.
Charles Robert Darwin (1809-1882)Nel corso della sua vita, il naturalista inglese Charles Darwin compì lunghi viag-gi e osservò le piante e gli animali che vivevano nei diversi ambienti. Formulò così la teoria dell’evolu-zione delle specie, dando una spiegazione scientifica al processo di adattamento dei viventi all’ambiente.
Albert Einstein (1879-1955)Einstein è tra gli scienziati più famosi della nostra epoca: elaborò teorie ri-voluzionarie sull’energia, sul tempo, sullo spazio. Nacque in Germania, ma durante la seconda guerra mondiale venne per-seguitato per le sue origini ebraiche ed emigrò in America. Quando sbar-cò negli Stati Uniti, gli fu sottoposto un modulo su cui indicare la “razza di appartenenza”. Einstein scrisse: “umana”, per sottolineare che gli uo-mini sono tutti uguali.
Rita Levi Montalcini (1909)Rita Levi Montalcini è nata e vive
in Italia. È stata insignita del pre-mio Nobel per la medicina per i suoi studi sul sistema nervoso ed è una delle più famose scien-
ziate contemporanee.
Rita Levi Montalcini (1909)Rita Levi Montalcini è nata e vive
in Italia. È stata insignita del premio Nobel per la medicina per i suoi studi sul sistema nervoso ed è una delle più famose scien
ziate contemporanee.
Charles Robert Darwin
una spiegazione scientifica al processo di adattamento
Albert Einstein (1879-1955)Einstein è tra gli scienziati più famosi della nostra epoca: elaborò teorie rivoluzionarie sull’energia, sul tempo, sullo spazio. Nacque in Germania, ma durante la
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Il percorso di scienze di quest’anno ci condurrà in un viaggio affascinante all’interno del corpo
umano. Scopriremo come funziona: come nasce, di che cosa ha bisogno per mantenersi
in vita, che cosa gli permette di muo-versi, di relazionarsi con il mondo esterno…
In questo capitolo imparerai:
› da quali parti (tessuti, organi, apparati) è formato il corpo umano
› in che modo esse funzionano
› come interagiscono tra loro
› che cosa fare per mantenerle in salute
› in che cosa l’uomo differisce dagli altri animali
Il percorso di scienze di quest’anno ci condurrà in un viaggio affascinante all’interno del
umano. Scopriremo di che cosa ha bisogno per mantenersi
in vita, che cosa gli permette di muoversi, di relazionarsi con il mondo esterno…
rerai:
da quali parti (tessuti, organi, apparati) è formato
in che modo esse funzionano
come interagiscono tra loro
che cosa fare per mantenerle
in che cosa l’uomo differisce
Come si organizzano le cellule?
Il corpo umano
Quali sono le somiglianzee le differenze fra l’uomo e gli altri animali?
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Dal punto di vista chimico, il corpo dell’uomo è composto soprattutto da sostanze inorganiche: carbonio, azoto, idro-geno, ossigeno. L’unità della vita, come ci spiegano i biologi e come vedre-mo fra poco, è la cellula. È “lei” a formare il corpo di tutti gli esseri viventi: una cellula sola, nel caso degli organismi unicellulari come i batteri, oppure milioni di cellule insieme, come nella balenottera azzurra, nella sequoia e nell’uomo.
apparati del corpo umano?A che cosa servono i diversi organi e
apparati del corpo umano?A che cosa servono i diversi organi e
si trasformano in energia? In che modo gli alimenti
apparato circolatorio
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Il corpo umano
disegno di una cellula
La cellulaLa cellula è la più piccola unità vivente. Respira, si nutre,
interagisce con l’ambiente esterno; nasce, si riproduce e muore. In genere le cellule sono minuscole e per os-servarle occorre un microscopio. Ci sono però alcune eccezioni: il tuorlo di un uovo di gallina, per esempio, è un’unica grande cellula.
Le cellule hanno tutte una struttura simile. Osser-vando una cellula animale, per esempio, notiamo un nucleo centrale circondato da un liquido in cui sono immersi vari corpuscoli. La cellula è racchiusa dalla membrana cellulare, che ha la funzione di proteggerla
e di metterla in rapporto con l’ambiente circostante; attraverso la membrana avvengono passaggi sia di
nutrimento e ossigeno sia di sostanze di rifiuto.
1) Nucleo: è il centro di controllo della cellula.2) Citoplasma: è un liquido denso nel quale sono immersi gli organelli.3) Organelli: sono “miniorgani” e svolgono diverse funzioni, tutte necessarie alla vita della cellula.4) Membrana cellulare: delimita la cellula, la protegge e la mette in rapporto con l’ambiente esterno.
Pur avendo una struttura simile, le cellule non sono tutte uguali. Il corpo umano comprende cellule specializzate: dovendo compiere fun-zioni differenti, hanno caratteristiche e forme diverse, così da svolgere al meglio il loro compito.
Le cellule epiteliali, cioè della pelle, sono piatte in modo da formare, affiancate, uno strato protettivo.
Le cellule ossee possono collegarsi stabilmente tra loro per costruire una struttura robusta.
Le cellule nervose hanno molti filamenti
in grado di trasmettere e ricevere informazioni.
Le cellule muscolari sono elastiche: possono allungarsi e accorciarsi.
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Frulla ad alta velocità un pomodoro, il succo di un limone, 5 g di sale e 50 ml di sapone liquido per piatti.
Filtra la poltiglia con un colino. Lascia riposare la parte liquida per qualche minuto; poi, molto delicatamente, trasferiscine un po’ in una provetta.Tenendo la provetta inclinata, aggiungi un’uguale quantità di alcol etilico freddo (è l’alcol che viene utilizzato per la produzione dei liquori).
Dopo alcuni minuti nell’alcol vedrai una sostanza biancastra: è il DNA delle cellule che si è separato.
ESPERIMENTO
Il DNA e i caratteri ereditari Ogni bambino assomiglia alla mamma, al papà e un po’ anche ai nonni: perché?All’interno del nucleo delle cellule si trova il DNA, una sostanza che contie-ne, racchiuse in sé, le informazioni genetiche che determinano le caratteri-stiche di ogni singolo organismo, rendendolo unico. Negli esseri umani, per esempio, le informazioni contenute nel DNA fanno in modo che una persona abbia gli occhi verdi o marroni, i capelli biondi o castani e così via.
I bambini nascono dall’unione di due speciali cel-lule (le cellule sessuali) dei genitori. Queste cellu-le contengono DNA; pertanto, il bambino riceve alcune caratteristiche del papà e altre della mamma (i quali a loro volta avevano ricevu-to quelle dei nonni). Queste caratteristiche sono chiamate caratteri ereditari.
La molecola del DNA ha una forma a elica. La sigla
è l’abbreviazione di un nome complicato: acido
desossiribonucleico.
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Impara a esporre Sottolinea nel testo e poi spiega il significato dell’espressione “informazioni genetiche”.(Suggerimento: “genetico” deriva da “gene”.)
Spiega il significato di questa frase: “I genitori trasmettono ai propri figli i caratteri ereditari attraverso i geni trasportati dalle cellule sessuali”.
METODO DI STUDIO
Approfondimento
Geni e cromosomiIl DNA si presenta in lunghi filamenti: i cromosomi. Il gene è la parte di un cromosoma che contiene le informazioni relative a un carattere (per esempio, il colore dei capelli). Il numero dei cromosomi varia a seconda delle specie. L’uomo ha 23 coppie di cromosomi, cioè 46 cromosomi in totale, il cane ne ha 78. 179
Il corpo umano
Prova le tueConoscenze
Scrivi al posto giusto:
Le nervose si collegano tra loro e formano il nervoso.Questo costituisce alcuni , tra i quali il cervello e i nervi, che insieme formano il
nervoso.
Dalla cellula agli apparati Nel corpo umano ci sono circa 100 milioni di cellu-
le, che, organizzate insieme, costituiscono tessuti, organi e apparati, dando forma all’organismo.
I tessuti Hai già imparato che esistono diversi tipi di cellule. Le cellule di uno stesso tipo si unisco-no e formano un tessuto, cioè un insieme di
cellule che hanno la stessa funzione.I principali tessuti del corpo umano sono: il tessuto muscolare, formato da cellule che
hanno la capacità di allungarsi e contrarsi; il tessuto nervoso, formato da cellule ca-paci di trasportare “messaggi” in tutto in corpo; il tessuto epiteliale, formato da cellule che hanno la funzione di rivestire e pro-teggere il corpo e gli organi; il tessuto connettivo, che si presenta in
varie forme e compone le ossa, le cartilagini, il grasso, il sangue…
Gli organi e gli apparati I tessuti, a loro volta, formano gli organi, come il cuore, i polmoni,
le ossa, i muscoli…, ognuno dei quali ha una precisa funzione.Un organo, però, non potrebbe svolgere il suo compito da solo; per
questo è collegato ad altri. L’insieme degli organi che svolgono la stes-sa funzione, per esempio quella di digerire gli alimenti, o di trasportare il
sangue in tutto il corpo, si chiama sistema o apparato.
Sistema e apparato: queste parole hanno un significato simile; entrambe indicano gruppi di organi che collaborano nello svolgimento di una funzione. Il sistema è formato da organi prevalentemente dello stesso tessuto, come il sistema muscolare o quello scheletrico. L’apparato è costituito da organi formati da tessuti diversi, come l’apparato circolatorio o quello digerente.
Vocabolario
tessuto❚❚organi❚❚ sistema❚❚ cellule❚❚
Sistema muscolare.
Muscolo (sezione).
Tessutomuscolare.
Cellulamuscolare.
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GLI APPARATI
Le funzioni vitali e gli apparatiLe funzioni necessarie alla vita sono svolte da vari organi e apparati. Essi non sono scollegati fra loro, ma dipendono reciprocamente l’uno dall’altro.
Tutte le funzioni vitali sono sotto il vigile controllo del sistema nervoso; esso comprende anche il cervello, sede dell’intelligenza, dei sentimenti e delle emozioni.
Nessun organo potrebbe funzionare senza ossigeno. Il compito di assorbirlo dall’aria è svolto dall’apparato respiratorio, che provvede anche a eliminare l’anidride carbonica prodotta come scarto.
Le sostanze utili devono arrivare a tutte le cellule e quelle nocive vanno condotte dove possono essere eliminate: il trasporto è affidato all’apparato circolatorio.
L’energia necessaria per il funzionamento di tutte le parti del corpo è fornita dall’apparato digerente, che la ricava dal cibo.
L’apparato urinario elimina le sostanze di rifiuto.
L’apparato riproduttore permette la continuazione della specie.
Gli organi di senso percepiscono ilmondo esterno.
Il movimento è permesso dal sistema scheletrico e da quello muscolare.
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Il corpo umano
Il sistema scheletricoConfrontando un granchio con un gatto, a prima vista potrebbe sembrare che il granchio, con la sua corazza esterna, sia il più protetto dei due. Non è così: il gatto, come tutti i vertebrati, compreso l’uomo, è dotato di uno scheletro inter-no che gli permette una grande libertà di movimento. In tal modo può fuggire dai pericoli, cacciare e procurarsi il cibo.
Le funzioni dello scheletroLo scheletro, cioè l’insieme delle ossa, svolge la funzione di sostenere il corpo e permetterne i movimenti. A questa funzione se ne affianca un’altra, assai importante: proteggere organi deli-cati e preziosi come il cervello, il cuore, i polmoni. Le ossa del cranio sono saldate tra loro a formare la scatola cranica; così proteggono perfettamente la “centrale di comando” del corpo: il cervello. Le ossa che formano la cassa toracica sono dotate di grande mobilità e possono contenere i polmoni, con i loro continui cambi di volume, e il cuore.
La composizione delle ossaLe ossa sono strutture robuste, ma allo stesso tempo elastiche: pensa a quanto ra-pidamente crescono quelle di un neonato! Per questo non sono formate solo da so-
stanze minerali come il calcio, ma anche da sostanze elastiche come l’osseina.La parte interna delle ossa è spugnosa e contiene il midollo; è ri-
vestita da una membrana in cui scorrono i vasi sanguigni (i canali in cui circola il sangue) e
i nervi.
, ma anche da sostanze elastiche come l’osseina.La parte interna delle ossa è spugnosa e contiene il midollo; è ri-
vestita da una membrana in cui scorrono i vasi sanguigni (i canali in cui circola il sangue) e
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Una corretta postura evita malformazioni alla colonna vertebrale.
Per mantenere in buona salute le ossa è necessaria una dieta ricca di calcio, una sostanza presente nel latte e nei suoi derivati.
NO
SÌ
IL SISTEMA SCHELETRICO
Prova le tueConoscenze
Scrivi il nome di… 6 ossa lunghe:❚❚ 3 ossa piatte:❚❚ 3 ossa corte:❚❚
Le articolazioni Se nel nostro corpo non ci fosse un numero così alto di ossa saremmo molto più impacciati nei movimenti. Pro-va a muovere il braccio come se l’omero fosse un tutt’uno con il radio e l’ulna e te ne renderai conto. Il punto in cui due ossa si incontrano, e che dunque con-sente il movimento di entrambe, è l’articolazione.
Le articolazioni che permettono ampi movimenti, come quelle degli arti, sono chiamate articolazioni mobili.
Le ossa del cranio (tranne la mandibola) hanno articolazioni fisse che non permettono movimenti.
Le articolazioni semimobili, come quelle che uniscono le vertebre, permettono una mobilità intermedia (movimenti limitati).
Le ossa del corpo umanoIl sistema scheletrico del corpo umano è formato da cir-ca 200 ossa.Osservalo e cerca di individuare le ossa principali.Come avrai notato, ci sono: ossa lunghe, come quelle delle braccia e delle gambe; ossa corte, come quelle della mano, del piede e della colonna vertebrale; ossa piatte, come la scapola e le ossa che formano la scatola cranica.
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ossa della testascatola cranica
mascellamandibola
arto superiore
omeroradio ulna
arto inferiore
femorerotulaperone
tibia
bacino
colonna vertebrale
ossa del troncoclavicola scapolacostolasterno