Nel cuore dei saperi - Scienze 4

Luisella Meda • Cristina Sperlari

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saperi

Scienze e Tecnologia con Q UA D E R N O OPERATIVO

Storytelling Didattica laboratoriale Stem Tante Scienze Sintesi Mappe attive Verifiche formative Il piacere di apprendere

Educ Ability Oltre l’insegnamento

Gruppo Editoriale ELi

Per ricominciare

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Viventi e non viventi Animali Vegetali La materia

Per scoprire

6 Le Scienze 8 Il metodo scientifico 10 SPECIALE STEM

Gli strumenti delle Scienze L’ANGOLO DELLA FISICA

12 Isaac Newton 13 Che cos’è la fisica?

14 La materia Come sono fatte le cose?

15 Che cos’è la materia?

16 Gli stati della materia 17 Il calore 18 L’acqua L’acqua e i cambiamenti di stato 19 L’acqua nei fenomeni atmosferici 20 L’acqua è vita!

21 Le proprietà dell’acqua 22

ESPERIMENTO

23 SPECIALE STEM

La gara delle gocce d’acqua Storytelling

24 EUREKA!!!

26 Il galleggiamento L’ANGOLO DELLA CHIMICA

28 Maria Skłodowska (Marie Curie) 29 Che cos’è la chimica?

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Trasformazioni della materia Miscugli e soluzioni Miscugli omogenei ed eterogenei Saponi, schiume, bolle Come è fatto il sapone

Educazione civica

35 SOS: Inquinamento delle acque L’ANGOLO DELLA METEOROLOGIA

36 Gabriel Fahrenheit 37 Che cos’è la meteorologia?

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38 L’aria 39 Che cos’è l’aria?

Le caratteristiche dell’aria 40 L’atmosfera 41 I venti del Mediterraneo 42 Occhio alle nuvole!

43 Tipi di nuvole Occhio alle precipitazioni!

79 Dal fiore al frutto Il ciclo vitale dei vegetali

L’ANGOLO DELLA GEOLOGIA

88 Gli animali La classificazione degli animali 89 I vertebrati 90 La classificazione dei vertebrati 92 La classificazione degli invertebrati 94 Le funzioni degli animali 97 Catene e reti alimentari

44 Marie Tharp 45 Che cos’è la geologia?

46 Il suolo La composizione del suolo 47 Le rocce 48 La permeabilità del suolo 50 I vulcani 51 Come si sono formati i vulcani 52 I terremoti 53

ESPERIMENTO

54 PAGINA CHIARA 55 TAPPA IN MAPPA 58 Facciamo il punto 60

il mio PERCORSO

L’ANGOLO DELLA BIOLOGIA

62 Charles Darwin 63 Che cos’è la biologia?

64 Gli esseri viventi La classificazione degli esseri viventi 66 Il regno delle monere 68 Il regno dei funghi 69

ESPERIMENTO

70 La cellula 71 L’uovo: una cellula animale L’ANGOLO DELLA BOTANICA

72 Mary Agnes Chase 73 Che cos’è la botanica?

74 I vegetali La foglia 75 La fotosintesi clorofilliana 76 Respirazione e traspirazione 77 Riproduzione

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ESPERIMENTO

84 La classificazione dei vegetali L’ANGOLO DELLA ZOOLOGIA

85 Konrad Lorenz 86 Che cos’è la zoologia?

Storytelling

98 Una grande passione per gli animali L’ANGOLO DELL’ECOLOGIA

102 Rachel Carson 103 Che cos’è l’ecologia?

104 Ambienti ed ecosistemi 105 Le caratteristiche degli ecosistemi.

Una questione di equilibri 106 Le piramidi ecologiche Educazione civica

107 SOS: Ambiente 108 PAGINA CHIARA 110 TAPPA IN MAPPA 114 Facciamo il punto 118

il mio PERCORSO

Per divertirsi

120 Crucipuzzle scientifico!

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QUADERNO OPERATIVO Legenda Esperimento

Storytelling

78 Jack e il fagiolo magico

Contenuti digitali del volume

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Per ricominciare CHE COSA RICORDI? Osserva le immagini in questa pagina: ricordi la differenza tra esseri viventi e non viventi?

Prova a spiegare con parole tue ciò che ti ricordi.

VIVENTI

E NON

VIVENTI

a TU per TU con... LE SCIENZE

Osserva le immagini: colora di verde i cerchiolini degli esseri viventi e di rosso quelli dei non viventi.

Ricordi quali sono le caratteristiche degli esseri viventi?

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Per ricominciare CHE COSA RICORDI? Osserva le immagini in questa pagina: ricordi alcune caratteristiche di questi animali? Per esempio: com’è fatto il loro corpo, di che cosa si nutrono, come si riproducono o come si muovono?

Prova a spiegare con parole tue ciò che ti ricordi.

ANIMALI a TU per TU con... LE SCIENZE

Conosci i nomi di questi animali? Scrivili.

Poi scegli un animale e prova a descrivere tutte le caratteristiche che ricordi.

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VEGETALI

Per ricominciare CHE COSA RICORDI? Osserva le immagini in questa pagina: quali sono le caratteristiche dei vegetali?

Prova a spiegare con parole tue ciò che ti ricordi.

a TU per TU con... LE SCIENZE

Sai dire che cosa succede alla pianta che vedi?

Spiegalo descrivendo con parole tue ogni sequenza.

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Per ricominciare CHE COSA RICORDI? Osserva le immagini in questa pagina: sai descrivere qualche caratteristica di ogni elemento?

Per esempio, di quale o quali materiali sono fatti oppure se si trovano allo stato solido, liquido o gassoso?

Prova a spiegare con parole tue ciò che ti ricordi.

LA MATERIA a TU per TU con... LE SCIENZE

Osserva le immagini: colora di blu i cerchiolini dei materiali naturali (cioè che possiamo ricavare direttamente dalla natura) e di arancione quelli dei materiali artificiali (cioè costruiti o realizzati dall’essere umano).

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Per scoprire

LE SCIENZE Da sempre l’essere umano è affascinato dai fenomeni naturali: li osserva e si pone molte domande per cercare di capire e spiegare come e perché avvengono e quali sono le loro caratteristiche.

Si può dire che le Scienze naturali siano nate proprio dalla curiosità dell’essere umano e dal suo desiderio di capire i fenomeni osservati nella realtà che lo circonda.

Perché il mare è blu?

Come si formano le onde del mare?

Perché l’acqua del mare è salata?

Perché si formano le maree?

Perché alcuni animali nascono da uova e altri no?

Che cos’è un uovo?

Quanti tipi diversi di uova esistono?

Tutte le uova sono formate dagli stessi elementi?

Perché in autunno le foglie di alcuni alberi cambiano colore?

Perché alcuni alberi perdono le foglie e altri no?

A che cosa servono le foglie per l’albero?

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Come si forma l’arcobaleno?

Perché nell’arcobaleno ci sono diversi colori?

Perché l’arcobaleno ha questa forma?

Che cosa sono le stelle?

Di che cosa sono fatte?

Quanto sono grandi e quanto sono lontane dalla Terra?

Com’è fatto un vulcano?

Che cosa succede quando il vulcano erutta?

Da dove arriva la lava?

Da questo desiderio di conoscere il mondo sono nati studi, osservazioni, ricerche, analisi ed esperimenti attraverso i quali si è cercato e si cerca ancora di spiegare come avvengono i fatti e i fenomeni della natura e della realtà. E siccome i fenomeni che accadono sono tanti e di diversi tipi, gli studiosi delle varie discipline scientifiche, cioè gli scienziati e le scienziate, si sono via via specializzati in vari settori (biologia, fisica, chimica, meteorologia, astronomia, geologia, ecologia…).

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Per scoprire

IL METODO

SCIENTIFICO Galileo Galilei Galileo Galilei fu un grandissimo scienziato, nato a Pisa nel 1564.

Suo padre, Vincenzo, era un musicista, ma vendeva stoffe per poter mantenere la sua famiglia.

Compasso geometrico di Galilei.

Da giovane, Galileo studiò matematica e fisica. In questo periodo, per mantenersi, Galileo inventò alcuni curiosi strumenti che ebbero molto successo: il compasso geometrico (che serviva, per esempio, per misurare la traiettoria dei proiettili) e il termoscopio (uno strumento per misurare il caldo e il freddo), in pratica l’antenato dei moderni termometri.

Studiando le Scienze, però, Galileo si accorse che c’era una teoria che lo lasciava perplesso: quella della velocità di caduta degli og-

Compasso moderno.

getti verso il suolo. Sui libri, infatti, aveva letto che la velocità di caduta di un oggetto dipendeva dalle sue caratteristiche, come il suo peso o la sua grandezza. Nessuno lo aveva mai messo in dubbio, perché lo avevano detto dei grandi scienziati tanto tempo prima.

Ma Galileo non sembrava essere troppo d’accordo, qualcosa non gli tornava. Così si recò in cima alla Torre di Pisa, portando con sé delle sfere di diversi materiali e pesi e iniziò a lasciarle cadere giù per osservare che cosa succedeva.

a TU per TU con... LE SCIENZE

Secondo te, che cosa è accaduto lasciando cadere le sfere?

Oggetti di peso diverso avranno toccato il suolo nello stesso momento o in momenti diversi? Come te lo spieghi?

Se, per esempio, dalla stessa altezza lasci cadere contemporaneamente una pallina di carta e una pallina di metallo, quale delle due arriverà per prima per terra?

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Il metodo scientifico Proprio a Galileo Galilei dobbiamo riconoscere l’idea del metodo scientifico sperimentale.

Provate anche voi a fare un esperimento seguendo alcune importanti fasi del suo metodo.

LE FASI DEL METODO SCIENTIFICO FASE DELL’OSSERVAZIONE

FASE DELL’IPOTESI

FASE DELL’ESPERIMENTO

Prendete una pallina di metallo o di vetro e una pallina di carta della stessa dimensione e osservatele.

Quali sono le caratteristiche che hanno in comune?

Quali sono le differenze? Hanno lo stesso peso o pesi diversi?

Dopo aver osservato le palline, ponetevi questa domanda: se esse vengono lasciate cadere nello stesso istante sul pavimento, quale arriverà prima a terra?

Scrivi qui la tua ipotesi: ...................................................................................... ...................................................................................... ......................................................................................

Fai questo esperimento con i compagni e le compagne. Uno/a di voi dovrà tenere in mano le due palline e lasciarle cadere dalla stessa posizione nel medesimo istante, per esempio mettendosi in piedi su una sedia e lasciandole cadere contemporaneamente sul pavimento. Gli altri compagni e le altre compagne si posizioneranno con la testa il più possibile vicina al pavimento, per poter osservare bene come cadono le palline e, soprattutto, quale arriva per prima a terra. Ripetete l’esperimento più volte, scambiandovi i ruoli e, se possibile, riprendete la caduta da vicino con uno smartphone usando la modalità moviola, poi rivedete insieme il video al rallentatore.

Scrivi qui le tue osservazioni: ........................................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................................

Come si potrebbe generalizzare questo esperimento, cioè, quale scoperta ne puoi ricavare?

Scrivi qui la tua scoperta: ......................................................................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................................................................

FASE DELLA CONCLUSIONE

Quello che Galileo Galilei ha capito da questo esperimento è che la velocità di caduta non dipende dal materiale o dal peso di un oggetto. Le palline, infatti, anche se hanno un peso diverso o sono composte da materiali differenti, arrivano a terra sempre nello stesso momento. Questo esperimento probabilmente ha confutato, cioè contraddetto, la tua ipotesi iniziale, che era anche quella considerata vera ai tempi di Galileo Galilei. Invece egli ci ha insegnato che, per indagare un fenomeno, è fondamentale utilizzare il metodo scientifico: con l’esperimento si può verificare che cosa succede nella realtà, osservarla e analizzarla per comprendere che cosa succede e perché.

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Speciale

Stem

GLI STRUMENTI DELLE SCIENZE

Gli scienziati e le scienziate utilizzano diversi strumenti durante le osservazioni, le misurazioni e gli esperimenti. Ecco quelli più importanti.

Lente di ingrandimento La lente d’ingrandimento è uno strumento che potenzia la nostra vista, permettendoci di vedere meglio gli oggetti piccoli, perché li ingrandisce. È fatta da un vetro speciale, leggermente curvo, attaccato a un manico. Moltissimi oggetti che si utilizzano tutti i giorni fanno uso di lenti, per esempio gli occhiali, i microscopi, i telescopi, le macchine fotografiche.

Telescopio Gli scienziati e le scienziate usano il telescopio per osservare oggetti molto lontani, come per esempio i corpi celesti nel cielo. Nel 1608, l’olandese Hans Lippershey costruì un primo modello di telescopio (ai tempi chiamato cannocchiale), utilizzando due lenti per gli occhiali. Lo strumento ebbe molto successo: veniva utilizzato sul campo di battaglia per vedere i nemici che arrivavano da lontano.

Galileo Galilei, qualche anno dopo, ne costruì uno simile per osservare il cielo, facendo interessantissime scoperte.

Oggi esistono diversi tipi di telescopi, alcuni più semplici, altri potentissimi, che addirittura sono stati posizionati nello Spazio per osservare galassie lontane. Il telescopio spaziale attualmente più potente è il James Webb Space Telescope, lanciato in orbita nel 2021: sarà utilissimo per fare nuove e importanti scoperte in ambito astronomico.

Bilancia La bilancia è uno degli strumenti di misurazione (come il metro che misura le lunghezze e il misurino che misura la capacità, cioè la quantità di un liquido) e serve per calcolare con precisione la forzapeso degli oggetti e dei materiali. Esistono diversi tipi di bilancia: quella a due bracci, quella analogica, quella digitale...

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Termometro È uno strumento che permette di misurare la temperatura. Nel termometro c’è un tubicino di vetro che termina in una protuberanza, chiamata bulbo. Nel bulbo è contenuto un liquido, di solito alcol colorato.

L’alcol si comporta in questo modo: quando si scalda si dilata, cioè si allarga e per questo sale nel tubicino, perché l’unico posto dove può andare è verso l’alto. Quando fa freddo invece l’alcol si restringe e torna in basso, verso il bulbo, perché tutti i materiali, quando si abbassa la temperatura, si restringono. Esistono scale diverse di misurazione della temperatura: noi in Italia utilizziamo la scala Celsius, ma in alcuni Paesi anglosassoni si utilizza la scala Fahrenheit.

Costruiamo un termometro

Tinkering

Lab

MATERIALE OCCORRENTE Una bottiglietta, una cannuccia trasparente, plastilina, acqua, alcol, colorante per alimenti, misurino millimetrato, pennarello indelebile, due recipienti trasparenti, acqua calda, acqua molto fredda.

PROCEDIMENTO 1. Nella bottiglia mescola 75 mℓ di acqua con 75 mℓ di alcol, poi aggiungi 2-3 gocce di colorante.

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2. Inserisci la cannuccia nella bottiglietta, posizionandola in modo che tocchi il fondo, poi fermala sul collo della bottiglia con della plastilina.

Microscopio Il microscopio ci permette di vedere bene le cose piccolissime, perché, un po’ come la lente, ingrandisce moltissimo la loro immagine. I microscopi più potenti permettono di ingrandire l’immagine di un oggetto anche 100 milioni di volte!

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3. Osserva il livello del liquido all’interno della cannuccia a temperatura ambiente e, con il pennarello, segnalo sulla bottiglietta.

4. Inserisci poi la bottiglietta in un recipiente con acqua calda e poi in uno con acqua molto fredda e osserva che cosa succede al livello del liquido all’interno della cannuccia.

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L’ANGOLO della FISICA Isaac Newton Isaac Newton fu uno scienziato inglese del 1600.

Da bambino si appassionò alle Scienze e all’Astronomia, frequentò le migliori università e studiò le teorie di Cartesio, Galilei, Keplero e Copernico. Ma Newton non studiava soltanto quello che i suoi professori gli insegnavano: comprava libri e studiava da solo gli argomenti che più gli interessavano. Si faceva moltissime domande e voleva trovare da solo le risposte!

Quando si laureò scoppiò una terribile epidemia di peste, una malattia di cui era facile ammalarsi e che portava quasi sempre alla morte. Per evitare di essere contagiato, Newton si rifugiò nella sua vecchia casa in campagna. Il tempo passato da solo gli servì per fare molte scoperte ed esperimenti che studiamo ancora oggi.

Uno di questi esperimenti consisteva nel far passare un raggio di luce da un buco nella persiana della sua stanza e porre di fronte a esso un piccolo prisma di vetro. Newton si accorse che dalla luce “venivano fuori” molti colori! Provò a costruire prismi di diverso tipo e capì che con tutti si vedevano gli stessi colori nel medesimo ordine. Fu il primo a chiamare “spettro” il fascio di colori della luce.

Contenuti digitali

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Che cos’è la fisica?

La fisica è la scienza che studia e descrive i fenomeni naturali osservandoli attraverso esperimenti e cercando di ricavare le leggi che li governano.

Fisica deriva dal greco physiká, che significa “le cose naturali”; studia la materia e com’è fatta, il movimento attraverso lo spazio e il tempo, l’energia e le forze.

ESPERIMENTO

a TU per TU con... LA FISICA

MATERIALE OCCORRENTE Un bicchiere di vetro trasparente, acqua molto fredda, spago, cubetti di ghiaccio, sale da cucina.

PROCEDIMENTO prima parte 1. Versa l’acqua nel bicchiere fino a circa tre quarti della sua capacità.

2. Aggiungi tre o quattro cubetti di ghiaccio.

3. Immergi parte dello spago nel bicchiere.

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O ss er va zi on i

1 a pa rte

O ss er va zi on i

2 a pa rte

OSSERVAZIONI prima parte Lo spago tocca i cubetti ma non vi rimane attaccato.

PROCEDIMENTO seconda parte 4. Cospargi di sale i cubetti di ghiaccio più superficiali.

5. Appoggia un capo dello spago sopra i cubetti salati quindi e attendi qualche minuto, poi prova a tirar fuori lo spago.

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OSSERVAZIONI seconda parte Il filo trascina con sé anche i cubetti a cui era appoggiato, come se li avesse pescati.

CONCLUSIONI Il sale abbassa la temperatura di congelamento del ghiaccio: quando lo si sparge sopra ai cubetti tende a scioglierli, almeno in superficie. Quando questi ricongelano, “catturano” lo spago all’interno dei cubetti stessi, che quindi vi rimane attaccato.

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LA MATERIA Come sono fatte le cose?

Una delle prime domande alle quali la Fisica risponde è questa: “Come sono fatte le cose che ci circondano?”. Molti scienziati e scienziate, fin dall’antichità, hanno provato a formulare ipotesi su come fossero composti gli oggetti e perché esistessero materiali così diversi tra loro. Per indagare possiamo usare degli strumenti come il microscopio o la lente d’ingrandimento. a TU per TU con... LE SCIENZE

1. Osserva questa immagine: ha dei colori diversi tra loro, ben visibili a occhio nudo.

2. Prendi una lente d’ingrandimento o, meglio ancora, un microscopio e osserva più da vicino questa immagine: che cosa noti?

3. I colori che a prima vista sembravano “pieni” sono in realtà composti da tantissimi puntini molto vicini tra loro, di colori diversi. La stampante utilizza soltanto quattro colori (il nero, il giallo, il blu ciano e il magenta) e, per comporre tutti gli altri colori, mescola tra loro questi pigmenti attraverso piccolissime macchioline vicine o sovrapposte le une alle altre. In questo modo il nostro occhio ha la sensazione che il colore sia pieno e omogeneo, mentre in realtà, visto da vicino, l’effetto è ben diverso.

ATOMO

Come è fatta la materia?

elettrone

Funziona così anche quando osserviamo gli oggetti, anche se a volte c’è bisogno di un ingrandimento molto

nucleo (protoni e neutroni)

più potente.

Infatti, i materiali sembrano uniformi e omogenei, ma in realtà sono costituiti da piccolissime particelle vicine tra loro che rimangono insieme grazie a dei legami

molecola

e a delle forze. Queste particelle piccolissime vengono chiamate atomi. Ogni atomo ha un nucleo composto da particelle ancora più piccole chiamate protoni e neutroni, che formano il nucleo attorno al quale ruotano gli elettroni.

Gli atomi possono unirsi tra loro in combinazioni diverse: le molecole, che a loro volta si uniscono tra loro e

sostanza

formano le sostanze.

Per osservare atomi e molecole, occorrono microscopi atomo

molto potenti e ingrandimenti enormi.

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La materia

Che cos’è la materia?

Il legno è materia organica.

Di che cosa sono fatte, quindi, tutte le cose? Gli scienziati e le scienziate ti risponderebbero così: “Sono fatte di materia”.

La materia è tutto ciò che occupa uno spazio (anche piccolissimo), che ha una massa, cioè che si può pesare, e che si può percepire con i sensi. Tutto ciò che ci circonda è fatto di materia: le pareti di una stanza, gli oggetti che hai in cartella, l’acqua, le piante, gli animali, addirittura anche l’aria!

Esistono diversi tipi di materia perché essa può essere formata da differenti sostanze: c’è la materia organica, che è quella di cui sono composti gli esseri viventi, come per esempio la lana che proviene dalle pecore, e c’è la materia inorganica, che non deriva dagli esseri viventi, come la roccia, i minerali, l’acqua o l’aria.

I minerali sono materia inorganica.

a TU per TU con... LE SCIENZE

Osserva queste immagini ingrandite al microscopio. Secondo te, di quali oggetti si tratta?

Per scoprire se hai risposto correttamente, controlla le soluzioni.

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SOLUZIONI

1. foglia; 2. sabbia; 3. pelle; 4. sale; 5. stami di un fiore; 6. acqua e sapone; 7. fibre di cotone; 8. roccia vulcanica; 9. buccia di arancia.

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La materia

Gli stati della materia La materia può trovarsi in tre differenti stati che dipendono dalla struttura delle molecole e dal loro modo di rimanere unite tra loro (forza di coesione). Gli stati possono essere: solido, liquido o gassoso.

L’unica sostanza che in natura possiamo trovare contemporaneamente nei tre stati è l’acqua.

Normalmente l’acqua si trova allo stato liquido; la forza di coesione che tiene unite le molecole è debole: esse sono vicine tra loro, ma si muovono abbastanza liberamente. I liquidi occupano sempre lo stesso spazio, ma assumono la forma del recipiente.

Il ghiaccio è acqua allo stato solido; la forza di coesione che tiene unite le molecole è molto forte: esse sono molto vicine tra loro e non possono muoversi o cambiare posizione.

I solidi non cambiano forma facilmente e occupano sempre lo stesso spazio.

Quando l’acqua evapora e si trasforma in vapore acqueo è allo stato gassoso. In questo stato la forza di coesione che tiene unite le molecole è molto debole: esse si possono muovere liberamente tendendo ad allontanarsi l’una dall’altra e andando in tutte le direzioni in modo disordinato. I gas non hanno una forma propria e occupano tutto lo spazio a disposizione. a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• In quali stati si può presentare la materia?

• Da che cosa dipende la particolarità di ciascuno stato?

• Che cosa è la forza di coesione?

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La materia

Il calore Il calore fa parte della nostra esperienza di tutti i giorni: ci scaldiamo le mani sulla tazza di latte caldo, sentiamo il calore del Sole, ci avviciniamo al termosifone quando abbiamo freddo. Ma che cos’è il calore?

Gli scienziati e le scienziate definiscono il calore come una forma di energia, più precisamente energia termica. La fonte principale di calore per la Terra è il Sole.

Calore e temperatura Quando una sostanza assorbe calore si scalda, quando invece perde calore si raffredda. Nel primo caso la temperatura aumenta, nel secondo caso diminuisce: c’è quindi una variazione di temperatura.

Il calore e la temperatura, però, non sono la stessa cosa. Se la temperatura di una sostanza aumenta, vuol dire che la sostanza sta assorbendo calore. Viceversa, se la temperatura diminuisce, la sostanza sta cedendo calore.

La temperatura si misura con il termometro e si esprime in gradi

Gradi Celsius: è un’unità di misura della temperatura basata sugli stati dell’acqua. 0 °C è la temperatura di congelamento dell’acqua, 100 °C è la temperatura dell’acqua che bolle.

Celsius (simbolo °C). Per capire meglio la differenza tra calore e temperatura, puoi eseguire questo esperimento, con l’aiuto di un adulto.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Un cucchiaino di metallo, una gomma, due termometri, un termosifone caldo.

PROCEDIMENTO 1. Posiziona sul termosifone caldo il cucchiaino e la gomma per circa 30 minuti.

2. Togli i due oggetti dal termosifone e prova a toccarli con la punta delle dita.

3. Infine, appoggia per circa un minuto la punta dei termometri sopra i due oggetti e prova a leggere la temperatura.

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Che cos’è l’energia termica?

• Qual è la principale fonte di energia termica per la Terra?

• Da che cosa è causata la variazione della temperatura di una sostanza?

• Con quale strumento si misura la temperatura?

CONCLUSIONI Il termosifone caldo ha fornito a entrambi gli oggetti la stessa quantità di calore, ma la temperatura raggiunta è diversa.

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L’ACQUA

L’acqua e i cambiamenti di stato L’acqua in natura si trova in tutti e tre gli stati: solido (ghiaccio), liquido (acqua) e gassoso (vapore acqueo). Ma come può passare da uno stato all’altro?

Se scaldi l’acqua in un bollitore elettrico, vedrai

Se prendi un piatto e lo poni sul bollitore spen-

fuoriuscire una nuvoletta: l’acqua evapora e si tra-

to ma che ancora fuma, noterai che su di esso si

sforma dallo stato liquido allo stato gassoso.

formano delle goccioline di condensa. Il vapore

Questo cambiamento si chiama evaporazione.

acqueo, a contatto con la superficie più fredda del piatto, si trasforma nuovamente dallo stato gassoso allo stato liquido.

Questo cambiamento si chiama condensazione.

Se prendi un po’ d’acqua e la lasci qualche ora in

Se prendi il ghiaccio e lo lasci a temperatura am-

freezer, essa si trasformerà in ghiaccio passando

biente o vicino a una fonte di calore, ridiventerà

dallo stato liquido allo stato solido.

acqua passando dallo stato solido allo stato li-

Questo cambiamento si chiama solidificazione.

quido. Questo cambiamento si chiama fusione.

Attenzione: dire che “il ghiaccio si scioglie” è scientificamente sbagliato!

La frase corretta è “il ghiaccio fonde”.

a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva i cambiamenti di stato dello schema: colora di rosso le frecce quando la sostanza acquista calore e di blu quando lo cede.

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SOLIDO

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LIQUIDO

SOLIDO

GASSOSO

LIQUIDO

LIQUIDO

GASSOSO

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L’acqua

L’acqua nei fenomeni atmosferici Grazie al calore del Sole, ogni giorno molta acqua evapora ed entra nell’atmosfera sotto forma di vapore acqueo. Quando il vapore incontra una massa d’aria fredda, si trasforma in minuscole gocce d’acqua: se la temperatura è sotto lo zero, le gocce possono congelare.

Ecco come si formano le nubi che sono composte da goccioline d’acqua o cristalli di ghiaccio.

Quando le goccioline d’acqua che formano le nubi diventano troppo pesanti, cadono a terra sotto forma di pioggia.

Quando la temperatura dell’aria è uguale o inferiore a zero gradi Celsius (0 °C), le goccioline di pioggia si solidificano, trasformandosi in cristalli di ghiaccio che, aggregati tra loro, precipitano sulla terra in forma di fiocchi di neve.

La grandine si forma se delle goccioline d’acqua vengono trasportate nella zona fredda delle nuvole chiamate cumulonembi.

Qui si raffreddano e si uniscono ad altre goccioline e cristalli di ghiaccio. Si creano quindi chicchi di ghiaccio sempre più grandi che poi precipitano sul suolo.

Quando il vapore acqueo si condensa a livello del suolo, si forma la nebbia. a TU per TU con... LE SCIENZE

Classifica i fenomeni atmosferici in base al loro stato: solido (S), liquido (L), gassoso (G).

Nebbia Pioggia

S S

L G L G

Neve Grandine

S S

L G L G 19

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L’acqua

L’acqua è vita!

La Terra viene chiamata “Pianeta blu” per la gran quantità d’acqua che ricopre la sua superficie: l’acqua degli oceani, dei mari, dei laghi dei fiumi e dei torrenti.

La maggior parte dell’acqua presente sul nostro Pianeta è quella degli oceani e dei mari, che è salata.

I viventi, esclusi quelli che vivono negli oceani e nei mari, hanno soprattutto bisogno di acqua dolce, quella di torrenti, fiumi e laghi, che rappresenta una piccola quantità di quella terrestre. L’acqua è indispensabile per ogni essere vivente (piante, animali e molti altri organismi).

Il nostro corpo è formato in media per il 70% di acqua.

ESPERIMENTO

ll pianeta Terra visto dallo Spazio.

MATERIALE OCCORRENTE Pipetta contagocce, acqua, bacinella, smartphone.

PROCEDIMENTO 1. Prendi una pipetta e prova a far scendere qualche goccia d’acqua in una bacinella.

2. Osserva le gocce sia quando si stanno per staccare dalla pipetta, sia quando stanno scendendo veloci nell’aria, sia quando sono cadute.

3. Puoi anche provare a fare un breve video in slow motion e poi riguardarlo attentamente.

1

2

OSSERVAZIONI Le gocce hanno una forma del tutto particolare: sono sferiche.

All’inizio, quando sono ancora attaccate alla pipetta, sembrano un po’ allungate.

Scendendo nell’aria, assumono una forma perfettamente sferica. Quando cadono a terra, si dispongono sempre in modo circolare, con una tipica forma tondeggiante.

CONCLUSIONI Mentre è in volo, la goccia d’acqua non è a contatto con nessun contenitore, quindi la tensione superficiale interessa tutta la superficie libera della goccia. Questa tensione fa in modo che tutte le molecole siano attratte verso il centro della goccia.

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L’acqua

Le proprietà dell’acqua La “pelle” dell’acqua Prova ad appoggiare delicatamente un elastico sul pelo dell’acqua di una bacinella.

Osserverai che rimarrà appena sopra al livello dell’acqua, curvandolo leggermente intorno a sé. È come se l’acqua avesse una “pelle” leggera e delicata su cui alcuni oggetti molto piccoli e leggeri possono stare comodamente appoggiati.

Si tratta della tensione superficiale.

Questo fenomeno dipende dalla forza di coesione che tiene insieme le molecole di un liquido, che è debole.

Mentre le molecole all’interno del liquido sono attratte dalle altre molecole in tutte le direzioni, quelle poste sulla superficie sono attratte soltanto da quelle sottostanti. Questo crea una tensione, cioè una forza che è in grado di sostenere in superficie alcuni oggetti non troppo pesanti.

La forma sferica delle gocce d’acqua dipende dalla tensione superficiale dell’acqua.

La capillarità L’acqua ha un’importante caratteristica: la capillarità.

Si tratta della capacità di risalire dentro sottili tubicini, chiamati appunto “capillari”.

La capillarità dell’acqua è essenziale per la vita delle piante: grazie a questa capacità, infatti, l’acqua assorbita dalle radici della pianta riesce a raggiungere le foglie passando nei tubicini che si trovano nel fusto.

a TU per TU con... LO STUDIO

Indica con una X la definizione esatta e completa del fenomeno della capillarità dell’acqua.

La capillarità è una reazione chimica che avviene tra l’acqua e una qualsiasi altra sostanza.

La capillarità è la proprietà per cui l’acqua può risalire in un tubicino.

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L’acqua

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Un gambo di sedano con le foglie, un bicchiere d’acqua, del colorante alimentare.

1

2

PROCEDIMENTO 1. Colora l’acqua dentro il bicchiere utilizzando il colorante alimentare.

2. Immergi il gambo di sedano nell’acqua colorata per un giorno e una notte.

3. Al termine noterai che i tubicini del gambo e le foglie del sedano sono diventati dello stesso colore del colorante.

CONCLUSIONI Grazie alla capillarità, l’acqua risale attraverso i tubicini del gambo di sedano fino a raggiungere le foglie.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Alcuni foglietti di carta quadrati, una bacinella, una bacinella, dell’acqua.

PROCEDIMENTO 1. Prendi i foglietti di carta e piegali, senza schiacciare troppo le pieghe, ma lasciando le punte degli angoli leggermente sollevate. Sembreranno dei piccoli fiori.

1

2. Riempi la bacinella d’acqua e appoggia delicatamente i tuoi “fiori” di carta sul pelo dell’acqua.

3. Lasciali per qualche minuto e poi osserva che cosa succede.

2

3

CONCLUSIONI I tuoi fiori “sono sbocciati” inaspettatamente. Dopo qualche attimo le punte degli angoli si sono aperti distendendosi. Questo avviene perché l’acqua, per il fenomeno della capillarità, è penetrata all’interno dei minuscoli spazi presenti nella carta, gonfiandola e facendola distendere.

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Speciale

Stem

LA GARA DELLE GOCCE D'ACQUA Provate a fare una gara di velocità… con le goccioline d’acqua!

1 Su un tavolo, utilizzando un supporto (libro, scatola, astuccio…), inclinate con la stessa pendenza alcune lastre di materiali diversi (plastica, carta vetrata, cartone, sughero, legno, polistirolo, pluriball…) ma della medesima lunghezza, in modo da ottenere degli scivoli (piani inclinati).

Scrivete qui quali materiali avete usato per ottenere i piani inclinati. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................

2 Con le pipette contagocce, fate scendere contemporaneamente le gocce d’acqua su ciascun piano inclinato e confrontate le diverse velocità di discesa e di arrivo sul tavolo.

3 Dopo aver svolto la gara, utilizzate la tabella per registrare le vostre osservazioni.

MATERIALI SU CUI LA GOCCIOLINA SCORRE VELOCISSIMA

MATERIALI SU CUI LA GOCCIOLINA SCORRE PIÙ LENTAMENTE

MATERIALI CHE BLOCCANO LA GOCCIOLINA E NON LA FANNO ARRIVARE A DESTINAZIONE

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4 Osservate la tabella e rispondete.

A che cosa è dovuta secondo voi la differente velocità?

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Storytelling EUREKA!!!

Re Gerone è proprio soddisfatto di sé. È così soddisfatto che si è voluto regalare una corona nuova di zecca. Vuol consacrarla agli dèi, dice. In realtà vuol dare lustro al suo testone. Ha consegnato all’orafo diversi pezzi d’oro e si è visto consegnare una corona dello stesso peso…

L’ha guardata, girata e rigirata tra le mani, soppesata… e gli è venuto un atroce sospetto: parte dell’oro è stato sostituito con argento.

L’orafo non confessa, dice che ha usato tutto l’oro che gli è stato consegnato, ma tutti sono sicuri che se ne sia intascato un po’, cercando di imbrogliare re Gerone.

Gerone conta su di me, Archimede, e vuole il mio aiuto. Mi ha posto il problema: smascherare la truffa senza rifondere la corona, che non è affatto male. Penso qui, penso là… penso e ripenso per diversi giorni. Una mattina, mentre sto facendo il bagno nella mia vasca, sono illuminato da un particolare molto banale: più mi immergo, più acqua sale verso i bordi… naturale. Ecco trovata la soluzione.

E sono così felice d’averla trovata, che esco dalla vasca tutto nudo e bagnato e corro a cercare re Gerone, urlando una parola che diventerà famosa: “Eureka! Eureka!” (“Ho trovato! Ho trovato!”).

Ho chiesto a re Testone… pardon Gerone, di procurarmi una massa d’oro e una d’argento di ugual peso della corona.

Una dopo l’altra le immergo in una bacinella d’acqua e raccolgo quella che fuoriesce: di più per la massa d’argento, meno per la corona, meno ancora per la massa d’oro.

Ecco dimostrato che la corona non è tutta d’oro (esce più acqua della massa d’oro). E posso anche calcolare quanto argento è stato mescolato all’oro.

Tutti a questo punto mi chiedono che fine ha fatto l’orafo. Non so.

Non l’ho più visto, ma so che alle cave attorno alla città c’è sempre bisogno di lavoratori.

(L. Novelli, Archimede e le sue macchine da guerra. Editoriale Scienza)

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Eureka!!!

Osserva il disegno e spiega con parole tue che cosa rappresenta.

Indica con X le affermazioni esatte.

• Che cosa aveva osservato Archimede?

Quanto più lui si immergeva dentro la vasca piena d’acqua, tanto più il suo corpo si bagnava.

Quanto più lui si immergeva dentro la vasca piena d’acqua, tanto più la quantità di acqua nella vasca aumentava.

Quanto più lui si immergeva dentro la vasca piena d’acqua, tanto più una certa quantità di acqua raggiungeva il bordo della vasca e fuoriusciva.

• Quale spiegazione aveva dato Archimede a ciò che aveva osservato per caso?

L’acqua fuoriusciva perché aveva usato una vasca di dimensioni troppo piccole per il peso del proprio corpo.

L’acqua fuoriusciva dalla vasca perché l’aveva riempita troppo.

L’acqua che fuoriusciva dalla vasca aveva un volume pari a quello del suo corpo a bagno.

• Che cosa aveva scoperto Archimede?

Qualsiasi oggetto immerso nell’acqua, in base al proprio peso e al proprio volume, sposta una diversa quantità di acqua.

Qualsiasi oggetto immerso nell’acqua va a fondo e, contemporaneamente, fa fuoriuscire l’acqua dal contenitore.

Qualsiasi oggetto immerso nell’acqua aumenta di peso.

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Storytelling

IL GALLEGGIAMENTO

Archimede, per smascherare l’orafo imbroglione che aveva ingannato re Gerone, ha utilizzato l’acqua e ha provato a immergere in essa vari materiali per vedere che cosa accadeva. Prova anche tu a fare questi esperimenti come lo scienziato Archimede.

Esperimento MATERIALE OCCORRENTE Oggetti di diversi materiali, pesi e grandezze (un sasso, un piccolo fermaglio, un tappo di plastica, una gomma, una candela di cera, un tappo di sughero, un frutto, un mattoncino delle costruzioni, un pezzo di legno, una moneta…, una bacinella trasparente, un contenitore, dell’acqua, una bilancia a due bracci.

IPOTESI Di ciascun oggetto, fai la tua ipotesi: se lo immergi nell’acqua, galleggerà o affonderà?

Per verificare la tua ipotesi, immergi l’oggetto e osserva che cosa succede.

• L’oggetto galleggia o va a fondo?

• Se galleggia, come galleggia?

• Rispetto al livello dell’acqua è più fuori dall’acqua o dentro?

Sul quaderno, in una tabella simile a quella riportata qui sotto, annota ipotesi e osservazioni.

MATERIALE

LA MIA IPOTESI va a fondo

galleggia

CHE COSA SUCCEDE DAVVERO va a fondo

galleggia

OSSERVAZIONI PARTICOLARI

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Il galleggiamento PROCEDIMENTO 1. Prendi il contenitore, riempilo d’acqua fino all’orlo, poi appoggialo dentro una bacinella in modo che possa raccogliere l’acqua che fuoriesce.

2. Immergi completamente ciascuno degli oggetti (anche quelli che galleggiano: fai in modo che siano completamente immersi nell’acqua). Dal contenitore fuoriuscirà un po’ d’acqua che ha la stessa grandezza (volume) dell’oggetto che hai immerso nell’acqua.

3. Su una bilancia a due bracci, da una parte metti l’oggetto e dall’altra il corrispondente volume di acqua (quella raccolta nella bacinella).

OSSERVAZIONI Osserva l’immagine e completa il testo.

Gli oggetti che affondano sono più .............................................................................. rispetto alla grandezza (volume) corrispondente a quella dell’acqua che spostano.

Gli oggetti che galleggiano sono più ............................................................................ rispetto alla grandezza (volume) corrispondente a quella dell’acqua che spostano.

CONCLUSIONI La quantità di acqua che fuoriesce ha la stessa grandezza (volume) dell’oggetto che viene immerso nell’acqua.

Ogni oggetto immerso nell’acqua riceve da essa una spinta dal basso verso l’alto: più l’oggetto è grande, più spinta riceve dall’acqua. Ma ogni oggetto ha anche un suo peso che lo spinge verso il basso. Se il peso dell’oggetto supera quello del volume corrispondente di acqua, allora l’oggetto affonda. Se il peso dell’oggetto è invece minore di quello del volume corrispondente di acqua, allora l’oggetto galleggia.

Osserva l’immagine e rispondi.

1. Quale freccia indica la forza peso che spinge il corpo verso il basso?

2. Quale freccia indica la “forza di Archimede”?

3. Che cosa determina la “lotta” fra queste due forze?

4. È più facile galleggiare stando in acqua con il corpo in orizzontale o in verticale? Perché?

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L’ANGOLO della CHIMICA Maria Skłodowska (Marie Curie) Nata a in Polonia nel 1867, Marie Skłodowska era appassionata di tutte le Scienze, ma a quel tempo nel suo Paese le donne non potevano accedere alle scuole superiori: si trasferì a Parigi, dove riuscì a laurearsi in fisica.

Marie sposò Pierre Curie, un professore di fisica e chimica, e da lui prese il nuovo cognome, passando alla storia come Marie Curie. Entrambi erano appassionati scienziati e nel loro laboratorio casalingo (un semplice garage) approfondirono le ricerche dello scienziato Becquerel che aveva scoperto le proprietà radioattive dell’uranio.

La radioattività è la proprietà che hanno gli atomi di alcuni elementi di emettere forti radiazioni. Marie Curie e il marito Pierre scoprirono presto che in natura esistono altri elementi radioattivi oltre all’uranio. Uno di questi venne chiamato da loro polonio, in onore del Paese d’origine di Marie, un secondo venne chiamato radio, perché era estremamente radioattivo. Questa scoperta fece vincere ai coniugi Curie il Premio Nobel per la Fisica, il più importante premio che si possa ricevere per meriti scientifici. Marie Curie fu la prima donna a diventare insegnante all’Università, continuò a fare ricerche sui materiali radioattivi e, qualche anno dopo, riuscì a isolare il radio sotto forma di metallo per renderlo più lavorabile, questo le valse il Premio Nobel per la Chimica. Marie Curie, a oggi, è l’unica donna ad aver ricevuto due Premi Nobel in due campi differenti.

Negli ultimi anni della sua vita fu colpita da una malattia dovuta all’esposizione prolungata ai materiali radioattivi, dei quali al tempo non si conosceva la pericolosità. Oggi la radioattività è molto utile per numerosi scopi; in medicina, per esempio, è importantissima per fare le radiografie.

Contenuti digitali

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Che cos’è la chimica?

La chimica è la scienza che studia le proprietà delle sostanze, sia naturali che artificiali, e le trasformazioni della materia. Per capire meglio, prova a eseguire l’esperimento suggerito.

ESPERIMENTO

a TU per TU con... LA CHIMICA

DOMANDA Che cosa succede se a un bicchiere di latte intero aggiungi il succo di un limone?

IPOTESI Confrontati con i compagni e le compagne e scrivi qui sotto le vostre ipotesi. .......................................................................................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................................................................

MATERIALE OCCORRENTE Bicchiere di latte intero a temperatura ambiente, un limone, spremiagrumi, colino, cucchiaio.

PROCEDIMENTO 1. Spremi il limone e versane il succo nel latte, filtrandolo con il colino.

2. Attendi qualche minuto, poi mescola con il cucchiaio.

1

2

OSSERVAZIONI Scrivi qui che cosa avete notato. .......................................................................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................................................................

VERIFICA Le vostre ipotesi erano corrette?

Secondo voi, perché la consistenza del latte è stata modificata dal succo del limone?

CONCLUSIONI L’acido presente nel limone coagula la caseina, che è la principale proteina del latte.

Per questa reazione chimica, il latte da liquido diventa un ammasso semisolido che assomiglia molto allo yogurt.

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TRASFORMAZIONI CHIMICHE DELLA MATERIA Con il precedente esperimento hai osservato che le sostanze che reagiscono tra loro, i reagenti, si trasformano in altre sostanze nuove, i prodotti.

Che cosa può succedere se facciamo reagire l’aceto e il bicarbonato? Discutine con i compagni e le compagne, poi verificate le vostre ipotesi eseguendo l’esperimento proposto.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Una bottiglietta piccola di plastica, un palloncino gonfiabile, un cucchiaino di bicarbonato, un po’ di aceto (non più di mezza bottiglietta).

PROCEDIMENTO 1. Versa nella bottiglietta l’aceto.

2. Usando il cucchiaino, infila all’interno del palloncino un po’ di bicarbonato.

3. Tenendo ben chiuso e piegato il palloncino, in modo da non far fuoriuscire subito il bicarbonato, aggancialo al collo della bottiglia.

4. Solleva il palloncino in modo che il bicarbonato che c’è al suo interno cada nell’aceto dentro la bottiglia.

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3

4

OSSERVAZIONI Scrivi qui che cosa è successo. .................................................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................................................................................

CONCLUSIONI La schiuma effervescente e il gas che si sono formati sono il risultato di una reazione chimica: il palloncino si è gonfiato perché la schiuma e il gas lo hanno riempito.

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Trasformazioni chimiche della materia

Miscugli e soluzioni Miscuglio e soluzione tra due o più sostanze, dal punto di vista chimico sono la stessa cosa? Producono gli stessi effetti sulle materie che si “incontrano”?

Ti è capitato di ottenere un miscuglio o una soluzione tra due o più sostanze? Che cosa è successo? Raccontalo.

Un miscuglio e una soluzione si ottengono nello stesso modo?

Per chiarirti le idee, esegui l’esperimento suggerito qui sotto.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Alcune sostanze solide (zucchero, sale, caffè in polvere, cacao, pepe macinato, sabbia, terriccio, segatura…) e liquide (acqua, olio, aceto, latte, sciroppo, detersivo per piatti, succo di frutta, colla liquida, smalto per unghie…) tanti bicchieri trasparenti quante sono le sostanze che hai procurato, acqua, un cucchiaio.

PROCEDIMENTO 1. Riempi d’acqua per metà tutti i bicchieri.

2. In ciascun bicchiere, inserisci un cucchiaio delle varie sostanze solide e liquide di cui disponi, lasciandole ferme qualche secondo, poi mescola con il cucchiaio.

zucchero (sciolto)

caffè

sabbia

olio

succo di frutta

OSSERVAZIONI Riporta sul quaderno una tabella come quella che segue e registra via via le tue osservazioni.

SOSTANZA

COME INTERAGISCE

COM’È L’ACQUA? torbida colorata

OSSERVAZIONI PARTICOLARI

non si vede

galleggia

sta sul fondo è dispersa limpida

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CONCLUSIONI Hai notato che non tutte le sostanze interagiscono con l’acqua allo stesso modo?

A volte la sostanza che viene messa nell’acqua si scioglie completamente e non è più possibile distinguere due sostanze diverse; altre volte rimane invece ben evidente e separata dall’acqua.

Quaderno p. 128

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Trasformazioni chimiche della materia

Miscugli omogenei ed eterogenei Se mescoli una sostanza con l’acqua, puoi ottenere due reazioni chimiche: • una soluzione, quando la sostanza messa nell’acqua non si distingue più perché è completamente sciolta (per esempio acqua e zucchero); in tal caso la soluzione viene anche chiamata miscuglio omogeneo; • un miscuglio eterogeneo, quando la sostanza che hai mescolato con l’acqua si vede ancora e rimane quindi separata. La sostanza può galleggiare, rimanere sul fondo o restare dispersa nell’acqua, ma ancora ben visibile. Se le due sostanze rimangono nettamente separate e anche se si prova ad agitarle non si mescolano, si ha un’emulsione (per esempio, acqua e olio). Se invece una sostanza rimane dispersa nell’acqua, quella formata sarà una sospensione.

I miscugli eterogenei quindi si classificano in: solidi, formati da solidi in

sospensioni, formate da

emulsioni, formate da due o più

polvere in in granelli, come

solidi in polvere e liquidi

liquidi che non si mescolano tra

la sabbia;

o gas, come acqua e terra;

loro, come acqua e olio.

Le parole

della SCIENZA

La differenza tra le parole “sciogliere” e “fondere” è importante per la scienza: • si parla di scioglimento quando una sostanza si scioglie in un’altra all’interno di una soluzione, come l’acqua con lo zucchero o l’acqua con il sale; • si parla di fusione quando una sostanza passa dallo stato solido allo stato liquido con l’aumento della temperatura: per esempio il ghiaccio si fonde e diventa acqua.

Ecco perché, come hai già visto, è sbagliato dire che il ghiaccio “si scioglie”: il verbo sciogliersi si riferisce ai miscugli e non ai passaggi di stato.

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Come si comportano le sostanze in un miscuglio?

• Che cos’è un miscuglio omogeneo?

• Quali caratteristiche ha un miscuglio eterogeneo?

• Che cosa può succedere alle sostanze in una soluzione?

• Come si comportano le sostanze in una emulsione?

• Come si comportano le sostanze in una sospensione?

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Trasformazioni chimiche della materia

Saponi, schiume, bolle Che cos’è il sapone?

Quanti tipi di saponi conosci e per cosa vengono usati?

Perché è importante lavarsi con cura le mani con il sapone?

Perché si usa il detersivo per lavare le stoviglie e gli indumenti?

Per verificare le tue risposte, esegui questo esperimento.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Una bacinella trasparente, acqua, un elastico da cancelleria, una graffetta, detersivo liquido per i piatti.

PROCEDIMENTO 1. Riempi d’acqua la bacinella.

2. Appoggia delicatamente sia l’elastico sia la graffetta sulla “pelle” dell’acqua.

3. Versa nell’acqua qualche goccia di detersivo senza toccare i due oggetti appoggiati.

1

2

3

Scrivi qui che cosa è successo. ....................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................................

CONCLUSIONI Il detersivo, che è un sapone, è in grado di rompere la “pelle” dell’acqua e quindi di far cadere gli oggetti che su di essa sono appoggiati.

Ciò è dovuto alla particolare struttura delle particelle di cui è composto il sapone.

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Trasformazioni chimiche della materia

Come è fatto il sapone Il sapone è una sostanza formata da particelle molto particola-

parte idrofila (testa)

ri: puoi immaginarle formate da una “testa” arrotondata e da una “coda” più lunga 1 . La testa è idrofila, cioè ama unirsi all’acqua (“filo” significa “amico”) e attaccarsi alle sue particelle. La coda, in-

1

parte lipofila (coda)

vece, è idrofoba: odia l’acqua (“fobo” significa “nemico”) e vuole rimanere il più possibile lontana da essa! Però, la coda è anche lipofila, cioè ama unirsi alle particelle di grasso, che vi si attaccano facilmente.

2

Quando ci laviamo le mani con il sapone, ogni particella di sapone si lega con le particelle di grasso e sporco. Le particelle di grasso sono molto più grandi di quelle del sapone e vengono letteralmente circondate dalle particelle di sapone che vi si attaccano tramite la coda 2 .

Quando ci sciacquiamo le mani con l’acqua, le teste delle particelle di sapone si legano facilmente alle particelle d’acqua che, scorrendo, portano via le molecole di sapone e quelle di grasso e sporco.

film superficiale

Schiume e bolle Che cosa succede se dopo aver messo un po’ di sapone liquido nella bacinella agitiamo l’acqua con le mani? Che cos’è la schiuma?

La schiuma che si forma è un miscuglio di un liquido (acqua e

teste idrofile

sapone, in questo caso) e un gas (aria, in questo caso). La schiuma si compone di tante piccole bolle che si attaccano l’una all’altra.

Le bolle sono delle piccole sfere che contengono aria e sono

aria

formate da una pellicola costituita da particelle di sapone che imprigionano una sottile striscia d’acqua.

Le teste delle particelle di sapone si legano all’acqua, mentre le acqua estremità idrofobe

code rimangono lontane dall’acqua sia internamente sia esternamente. Questo sottile legame fa in modo che l’aria rimanga intrappolata all’interno della pellicola per un certo tempo (finché la pellicola della bolla non si rompe).

a TU per TU con... LE SCIENZE

Quale forma hanno le bolle di sapone? Prova a formarne qualcuna usando diversi tipi di supporto (a forma di cerchio, di triangolo, di quadrato, di stella, di cuore…).

Alla fine, la bolla avrà sempre una forma sferica! Ricordi qualcosa che aveva una forma simile?

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Educazione civica SOS: INQUINAMENTO DELLE ACQUE

Negli ultimi anni capita sempre con maggior frequenza che, soprattutto in estate, ci sia carenza di acqua dolce, a causa della prolungata scarsità delle precipitazioni dovuta ai cambiamenti clima-

tici in atto. Se le falde acquifere che alimentano gli acquedotti non vengono riempite dalle acque piovane o da quelle del disgelo estivo, pian piano si esauriscono. Anche i bacini dei laghi e dei fiumi sono in sofferenza: il livello e la portata dell’acqua spesso sono sotto il livello di soglia.

Negli ultimi decenni, molti ghiacciai in ogni parte del nostro Pianeta si sono ritirati, diminuendo sensibilmente la propria superficie o, in alcuni casi, sono addirittura scomparsi. Tale fenomeno è dovuto all’aumento della temperatura che si sta verificando sulla Terra.

I problemi della scarsità d’acqua riguardano sia l’agricoltura sia l’allevamento. In casi estremi si procede con il razionamento per gli usi domestici. In una situazione di per sé già allarmante, da parte dei cittadini si aggiunge un uso non sempre consapevole delle riserve idriche. Infatti, la quantità di acqua dolce disponibile sulla Terra non è illimitata, quindi va utilizzata con particolare attenzione.

a TU per TU con... LE SCIENZE

a TU per TU con... LO STUDIO

Nel testo, sottolinea di blu le cause della carenza d’acqua e di giallo le conseguenze.

LA TUA ESPERIENZA

Indica con X quali sono i comportamenti responsabili che puoi mettere in atto per evitare di sprecare l’acqua.

Chiudere sempre bene i rubinetti per evitare gocciolamenti di acqua.

Non lavarti i denti.

Non far scorrere l’acqua mentre passi lo spazzolino sui denti.

Chiudere l’acqua della doccia mentre ti insaponi.

Lavarti il meno possibile.

Raccogliere e riutilizzare l’acqua usata per lavare la frutta e la verdura, per esempio per innaffiare le piante.

Non lavare la frutta e la verdura.

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L’ANGOLO della METEOROLOGIA Gabriel Fahrenheit Gabriel Fahrenheit fu uno scienziato che visse tra il 1 600 e il 1 700. Nato in Polonia, viaggiò moltissimo in diversi stati, tra cui la Germania, l’Olanda e l’Inghilterra.

Lavorava come soffiatore di vetro e, grazie alla sua bravura e al suo ingegno, riuscì a costruire, ideandoli o migliorandoli, alcuni strumenti di misurazione come il termometro, il barometro e l’altimetro.

Il termometro è lo strumento che misura la temperatura dell’aria o di un corpo. Gabriel Fahrenheit osservò che un liquido, se la temperatura aumenta, si dilata, cioè aumenta di volume. Inserendo quindi alcol o mercurio in un tubicino, si può facilmente osservare la dilatazione vedendo il liquido che sale sempre più in alto. Inventò quindi prima il termometro ad alcol e, successivamente, il termometro a mercurio.

Gabriel Fahrenheit stabilì che la temperatura a cui il ghiaccio si trasforma in acqua è di 32 gradi F, mentre quella a cui l’acqua bolle è di 212 gradi F. Ideò infatti una particolare scala per misurare le temperature che venne chiamata appunto scala Fahrenheit (F): ancora oggi viene utilizzata in alcuni Paesi, come gli Stati Uniti.

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Il barometro serve a misurare la pressione atmosferica, cioè il peso dell’aria che preme sulla superficie terrestre.

La pressione atmosferica cambia a seconda dell’altitudine o delle condizioni meteorologiche, ecco perché è importante poterla misurare.

L’altimetro è uno strumento che permettere di misurare l’altitudine di un luogo, cioè la sua altezza verticale rispetto al livello del mare.

Che cos’è la meteorologia?

La meteorologia è la scienza che studia i fenomeni atmosferici che si verificano nell’atmosfera terrestre.

ESPERIMENTO

a TU per TU con... LA METEOROLOGIA

Utilizza i simboli della legenda per registrare le condizioni del cielo tutti i giorni alla stessa ora, per almeno un mese. Sempre alla stessa ora di ogni giorno, misura la temperatura esterna, mettendo il termometro all’ombra.

Al termine del periodo nel quale hai effettuato le registrazioni, costruisci un grafico per le condizioni del cielo e uno per le temperature, poi scrivi le tue osservazioni. cielo sereno

variabile

cielo poco nuvoloso

variabile con rovesci deboli

cielo nuvoloso

cielo coperto

pioggia forte

temporale

vento

pioggia mista a neve

neve

grandine

pioggia debole

nebbia

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L’ARIA

Secondo te, che cosa può contenere una bottiglia vuota?

Per verificare la tua ipotesi, esegui questo esperimento.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Una bottiglia vuota, un bicchiere, un imbuto, un po’ di plastilina, acqua.

PROCEDIMENTO 1. Introduci l’imbuto nel collo della bottiglia e sigillalo con la plastilina.

2. Con il bicchiere, versa l’acqua nell’imbuto.

1

2

OSSERVAZIONI Scrivi qui che cosa è successo. ......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................

3

3. Togli la plastilina, tieni l’imbuto leggermente sollevato e versa l’acqua nella bottiglia.

OSSERVAZIONI Scrivi qui che cosa è successo. ......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................

CONCLUSIONI La bottiglia contiene aria che ne occupa l’interno: finché c’è aria nella bottiglia, non c’è posto per l’acqua. Se si consente all’aria di uscire, l’acqua può prendere il suo posto all’interno della bottiglia.

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L’aria

Che cos’è l’aria?

L’aria è ovunque intorno a noi, ma non la vediamo perché è trasparente e incolore. È formata da un miscuglio di sostanze gassose: per la maggior parte da azoto, poi da ossigeno, che è il gas indispensabile per la respirazione dei viventi.

Tra gli altri gas presenti nell’aria troviamo, in piccolissime quantità, anche il vapore acqueo e l’anidride carbonica (che è la sostanza che viene prodotta come scarto della respirazione dei viventi, ma che viene anche utilizzata come elemento indispensabile per la vita dai vegetali).

Nell’aria si trova anche il pulviscolo atmosferico, formato da minuscole particelle solide, come i pollini delle piante o le polveri prodotte dalle attività umane.

LA COMPOSIZIONE DELL’ARIA

Azoto 78% Ossigeno 21% Anidride carbonica e altri gas 1%

Le caratteristiche dell’aria L’aria occupa uno spazio e ha un peso. Questo peso è enorme e agisce in tutte le direzioni sulla superficie terrestre e anche sul nostro corpo. Noi, però, non ce ne accorgiamo perché l’aria presente all’interno del nostro corpo crea un equilibrio con quella esterna. Puoi sentirlo quando vai in bicicletta controvento: la fatica che provi nel pedalare è proprio data dal peso dell’aria. L’aria, inoltre, si muove in base alla sua temperatura: se si scalda, l’aria si dilata e le sue molecole saranno più lontane tra loro, quindi diventerà più leggera e tenderà a salire verso l’alto. Al contrario, l’aria che si raffredda si contrae, le sue molecole si posizionano più vicine tra loro rendendola più pesante: ecco perché l’aria più fredda scende. Per questa sua proprietà, si dice che l’aria è elastica. a TU per TU con... LO STUDIO

Indica con una X se le informazioni sono vere (V) o false (F).

L’aria è una soluzione di più gas.

L’aria è trasparente.

L’aria occupa tutto lo spazio intorno a noi.

L’aria non pesa.

V V V V

F F F F

L’aria si muove in base alla sua temperatura.

L’aria è elastica.

L’aria calda è più leggera di quella fredda.

L’aria fredda sale verso l’alto.

V V V V

F F F F

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L’aria

L’atmosfera Effetto serra

L’atmosfera è lo strato di aria che circonda la Terra e si estende in altezza per centinaia di chilometri. Nei suoi strati più bassi, hanno luogo i fenomeni meteorologici e le attività che cambiano il paesaggio terrestre.

Ozono

L’atmosfera non è tutta uguale: più ci si allontana dalla superficie terrestre, più la quantità di gas presenti diminuisce, quindi l’aria a grandi altitudini è molto meno densa.

L’atmosfera ha alcune funzioni fondamentali per la no-

Radiazioni dannose

stra vita: ci protegge dalle radiazioni solari dannose (radiazioni ultraviolette) e trattiene il calore attorno alla Terra. Il Sole, infatti, riscalda la Terra che, a sua volta, rimanda calore nello Spazio: se una parte di questo calore non venisse trattenuta dall’atmosfera, la temperatura del

Atmosfera

nostro Pianeta scenderebbe troppo, rendendo impossibile Calore trattenuto

la vita. Questo fenomeno viene chiamato effetto serra.

La pressione atmosferica L’aria preme sulla superficie terrestre con una forza che viene chiamata pressione atmosferica.

Pressione atmosferica

La pressione atmosferica cambia con l’altitudine e la temperatura: se si sale in montagna l’aria sopra di noi diminuisce, quindi la pressione sarà minore.

Se la temperatura aumenta, l’aria si scalda, le sue molecole si allontanano tra loro e in un certo spazio ne troviamo di meno: la pressione diminuisce. Al contrario, se l’aria si raffredda, le molecole d’aria si avvicinano tra loro e in un certo spazio ne troviamo di più: la pressione aumenta.

Conoscere la pressione atmosferica di un luogo è utile per prevedere che tempo farà. Nelle zone di bassa pressione (o cicloniche) l’aria è umida e i movimenti dell’aria calda in salita facilitano l’arrivo di venti freddi portando le piogge. Nelle zone di alta pressione (o anticicloniche) l’aria tende a scendere e a comprimersi e riscaldarsi portando il bel tempo.

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L’aria

I venti del Mediterraneo In seguito ai cambiamenti di pressione o temperatura, le masse d’aria si spostano nel primo strato dell’atmosfera, la troposfera, dando origine ai venti.

Ogni zona del Mediterraneo ha un suo vento prevalente, che ha una sua provenienza e soffia in una precisa direzione. L’Italia è interessata principalmente da questi venti: TRAMONTANA E GRECALE

Venti freddi e che provocano raffiche.

Sono presenti soprattutto durante l’inverno e accompagnano le ondate di freddo.

LEVANTE

LIBECCIO

Vento fresco e umido che soffia da est e porta con sé molte precipitazioni.

Si accompagna a un tempo instabile e perturbato.

Soffia soprattutto fra autunno e primavera e può causare burrasche.

SCIROCCO

Vento caldo proveniente da sud-est, portatore di piogge.

PONENTE

Detto anche Zefiro, proviene sempre dal mare, quindi anche in inverno porta temperature miti.

OSTRO

MAESTRALE

Chiamato anche Mezzogiorno, è un vento caldo e umido, anch’esso portatore di pioggia.

Vento freddo e umido spesso associato a diminuzione delle temperature.

La rosa dei venti rappresenta schematicamente la provenienza dei venti in base ai quattro punti cardinali (Nord, Sud, Est, Ovest) che caratterizzano una determinata regione.

Il diagramma riporta anche il nome di ciascun vento.

TRAMONTANA

N

MAESTRALE

GRECALE

PONENTE

LEVANTE

O

E

a TU per TU con... LO STUDIO

Colora il

delle affermazioni esatte.

L’aria fredda è più leggera dell’aria calda.

L’aria calda sale verso l’alto.

La pressione atmosferica è la forza con la quale l’aria preme sulla superficie terrestre.

Quando l’aria si scalda, aumenta la pressione.

Con la bassa pressione, il tempo peggiora e arrivano piogge.

I venti sono originati dai cambiamenti di pressione o temperatura nel primo strato dell’atmosfera.

Tutti i venti soffiano sempre nella stessa direzione.

LIBECCIO

SCIROCCO

S

OSTRO

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L’aria

Occhio alle nuvole!

Le nuvole o nubi sono formate da minuscole gocce d’acqua sospese nell’atmosfera grazie a correnti d’aria

nuvole

ascensionali, cioè che salgono verso l’alto; esse si formano quando il vapore acqueo si condensa a causa dell’aria fredda che incontra.

Dalle nubi si originano le precipitazioni (pioggia, neve,

aria che si è raffreddata e si condensa intorno ai nuclei di condensazione aria che salendo comincia a raffreddare

grandine), che sono una delle fasi del ciclo dell’acqua.

Come si formano le nuvole?

Il Sole riscalda il suolo che, a sua volta, riscalda l’aria circostante che contiene vapore acqueo.

L’aria calda, che è più leggera e meno densa, comincia

aria riscaldata che sale

calore del Sole che riscalda il suolo

aria riscaldata

a salire e, più sale, più si espande e si raffredda. L’aria non è più in grado di trattenere tutto il vapore acqueo, l’eccesso di vapore acqueo comincia a condensare formando minuscole goccioline di acqua ravvicinate tra

suolo

suolo riscaldato

loro, dando origine alle nuvole.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Una bacinella trasparente con acqua bollente (fatti aiutare da una persona adulta), un piatto di ceramica, cubetti di ghiaccio.

PROCEDIMENTO 1. Metti il ghiaccio nel piatto e appoggialo sopra la bacinella in modo da chiuderla.

2. Aspetta qualche minuto.

1

Osservazioni

OSSERVAZIONI Che cosa noti sulla superficie interna della bacinella?

Solleva il piatto e guarda sotto: che cosa noti?

Che cosa succede se rimetti il piatto sulla bacinella?

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L’aria

Tipi di nuvole In meteorologia, le nuvole vengono classificate in base alla loro forma, che cambia a seconda dell’altezza alla quale hanno origine.

Gli strati sono le nuvole basse e grigie, uniformi e che hanno una forma spianata.

I cumuli sono le nuvole che assomigliano a batuffoli di cotone idrofilo o a panna montata.

Se i cumuli sono bianchi, indicano il bel tempo; se sono grigi, portano la pioggia.

I cirri sono le nuvole che si trovano in alta quota e cambiano molto spesso forma. Quando i cirri sono pochi e isolati portano il Sole; se invece sono tanti e riempiono tutto il cielo, preannunciano l’arrivo di brutto tempo.

Occhio alle precipitazioni!

Nelle nuvole, le gocce d’acqua si muovono continuamente e tendono a unirsi tra loro.

Quando diventano troppo pensanti, cadono al suolo causando le precipitazioni: • se le nuvole attraversano correnti d’aria non molto fredda, le gocce arrivano al suolo sotto forma di pioggia; • se le nuvole incontrano correnti d’aria molto fredda, le gocce d’acqua diventano cristalli di ghiaccio e cadono al suolo sotto forma di fiocchi di neve; • se le nubi sono attraversate da correnti d’aria forti e turbolente, le gocce di pioggia fanno su e giù rapidamente all’interno della nuvola, trasformandosi in grandine.

a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva la schematizzazione del ciclo dell’acqua e spiegalo a voce.

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L’ANGOLO della GEOLOGIA Marie Tharp Marie Tharp fu un’importantissima geologa e oceanografa, nata nel 1920 negli Stati Uniti d’America.

Dopo essersi laureata in geologia, trovò lavoro in un’industria petrolifera, ma poiché all’epoca alle donne non era consentito andare in missione per cercare il petrolio, le fu affidato il compito di analizzare le mappe per capire dove fosse più utile scavare.

Marie Tharp analizzò i dati raccolti dai sonar (un dispositivo utilizzato dalle navi e dai sottomarini che funziona a onde sonore e permette di conoscere le distanze degli oggetti sott’acqua) delle navi, durante la Seconda guerra mondiale, per cercare di ritrovare alcuni aerei che erano stati abbattuti durante la guerra. Grazie a queste e ad altre informazioni (ricavate dai sonar molto più accurati utilizzati da navi più moderne e dalle rilevazioni dei sismografi durante alcuni terremoti sottomarini), Marie Tharp riuscì a realizzare una mappa accuratissima di tutti i fondali oceanici terrestri, anche aiutata dal geologo Bruce Heezen. Prima di Marie Tharp, si credeva che i fondali oceanici fossero piatti e omogenei. Il suo lavoro dimostrò invece che sotto gli oceani erano nascoste addirittura delle catene montuose, fosse e vallate con un paesaggio davvero vario e interessante.

a TU per TU con... LE SCIENZE

LA CARTOGRAFIA

Secondo te, quale delle due mappe rappresenta i fondali marini?

Indicala con una X, confrontati con i compagni e le compagne e motiva la tua scelta.

Contenuti digitali

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Che cos’è la geologia?

La geologia è la scienza che studia il nostro Pianeta, la Terra. Si occupa di analizzare la crosta terrestre (lo strato più superficiale del nostro Pianeta) e la sua composizione (minerali e rocce).

I geologi e le geologhe, inoltre, studiano la storia di come si è formata e modificata la Terra con il passare delle ere geologiche e creano sempre nuove mappe che descrivono, per esempio, le catene montuose, i vulcani e i fondali marini.

Ci sono luoghi sulla Terra in cui è possibile osservare a cielo aperto vari strati di rocce di tipo diverso sovrapposti: si studiano questi strati per capire qualcosa in più sulla storia del nostro Pianeta: com’era la Terra molto tempo fa, com’è cambiata la crosta terrestre, che cosa è successo e così via. a TU per TU con... LA GEOLOGIA

Con i compagni e le compagne, organizza una mostra di rocce raccolte nel vostro ambiente e di ciascuna indica dove è stata rinvenuta, il peso e, se lo sai, il suo nome.

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IL SUOLO

Crosta terrestre: lo strato più esterno del nostro Pianeta.

La composizione del suolo Il suolo è la parte più esterna della crosta terrestre ed è costituito da un miscuglio di particelle solide di varie dimensioni, da acqua e aria che occupano gli spazi disponibili tra le particelle solide.

Il suolo è organizzato in diversi strati orizzontali sovrapposti.

ORGANICA

Lettiera

• La parte più superficiale è la lettiera, composta da foglie, rametti, erbe secche e animali in decomposizione ed è, quindi, di natura organica.

Humus

• Sotto la lettiera si trova l’humus, una sostanza organica che si forma nel terreno quando la materia vegetale e animale subisce un processo di biodegradazione. L’humus è un concentrato di sostanze nutritive per le piante.

• Più in basso troviamo la parte inorganica del suolo, detto sottosuolo, composta da ghiaia (piccoli sassi), sabbia (granelli di roccia), argilla (roccia polverizzata) e, ancora più in basso, frammenti di roccia.

• In profondità, vi è uno strato di roccia compatta, la roccia

INORGANICA

madre.

Ghiaia, sabbia, argilla

a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva l’immagine degli strati del suolo e spiegala con parole tue.

Roccia madre

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Il suolo

Le rocce Rocce nella quotidianità La mina della matita è fatta di grafite, un minerale di colore grigio scuro, tenero e untuoso al tatto.

I bastoncini di gesso si ottengono dalla polvere di gesso, un minerale che si trova in natura sotto forma di pietra.

I mattoni e i vasi di terracotta sono

DEBATE

Conosci le rocce? Discuti con i compagni e le compagne.

• A che cosa ti fa pensare il termine “roccia”?

• Quali tipi di roccia conosci?

• Nella vita quotidiana, hai a che fare con qualche tipo di roccia?

• Come possono essere utilizzati alcuni tipi di roccia?

Mina delle matite in grafite.

fatti di argilla, una roccia dall’aspetto terroso.

Che cosa sono le rocce?

Pietra di gesso.

Le rocce sono aggregati solidi di minerali, quindi tutto ciò che forma la crosta terrestre è roccia. In base alla loro formazione, le rocce vengono classificate in tre tipi: Vaso di terracotta. rocce ignee

rocce sedimentarie, che

rocce metamorfiche, che si formano

o magmatiche,

nell’arco di milioni di anni, si sono

in profondità, quando una roccia

che derivano dalla

formate con la stratificazione

magmatica o sedimentaria cambia

solidificazione

di polvere, sabbia e ghiaia

la sua struttura originaria a causa

del magma;

fortemente compresse fino

della forte pressione e/o di altissime

a diventare rocce compatte;

temperature.

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Il suolo

La permeabilità del suolo Come mai su alcuni terreni, quando piove, si formano le pozzanghere che resistono anche per alcuni giorni e su altri terreni non si formano?

Per verificare le vostre ipotesi, eseguite questo esperimento.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE 3 bottiglie di plastica, un bicchiere, acqua, sabbia, ghiaia, argilla, garze, taglierino, pennarello indelebile, cronometro.

PROCEDIMENTO 1. Chiedi a una persona adulta di tagliare a metà le bottiglie.

2. Infila il collo di ogni bottiglia nell’altra parte, come se fosse un imbuto.

3. Inserisci due o tre garze sul fondo del collo di ogni bottiglia.

4. In ciascun imbuto, aggiungi un diverso tipo di terreno.

5. Su ciascun tipo di terreno, versa lentamente un bicchiere d’acqua.

6. Con un cronometro, stabilisci in quanto tempo l’acqua attraversa lo strato e passa nella parte sotto.

7. Con il pennarello, segna il livello raggiunto dall’acqua depositata sotto.

sabbia

ghiaia

argilla

OSSERVAZIONI Scrivi che cosa hai osservato.

TIPI DI TERRENO

TEMPI DI ATTRAVERSAMENTO

COLORE DELL’ACQUA PASSATA

LIMPIDEZZA DELL’ACQUA PASSATA

............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. .............................................................................

CONCLUSIONI Confrontati con i compagni e le compagne e scrivi le vostre conclusioni.

Le nostre conclusioni. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Il suolo La permeabilità è la capacità di un terreno di lasciarsi attraversare dall’acqua: tipi diversi di suolo fanno passare l’acqua in maniera differente.

La permeabilità dei vari terreni è diversa, così come lo è la velocità di infiltrazione, cioè la velocità con la quale l’acqua riesce a passare nello strato di terreno.

Nella ghiaia e nella sabbia l’acqua passa velocemente.

Nell’humus l’acqua riesce a passare, ma in parte viene trattenuta.

L’argilla invece trattiene l’acqua o la lascia passare soltanto in minima parte.

Si può dire quindi che l’argilla è poco permeabile o impermeabile, mentre gli altri terreni sono più o meno permeabili.

a TU per TU con... LE SCIENZE

Raccogli diversi tipi di terriccio da luoghi differenti (spiaggia, greto di un torrente, riva di un lago, bosco, giardino, orto…) e, procedendo come nell’esperimento eseguito, osservane la permeabilità.

a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva l’immagine, leggi le didascalie e spiega con parole tue che cosa succede all’acqua piovana quando incontra terreni con differente grado di permeabilità.

L’acqua cade sul terreno.

L’acqua penetra attraverso il terreno permeabile.

L’acqua risale in superficie perché incontra un terreno impermeabile.

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Il suolo

I vulcani Per capire cosa sono i vulcani, bisogna tornare indietro fino a quando è nata la Terra. Quando il Sistema Solare si è formato, dando origine al Sole e ai Pianeti, la Terra era un’enorme palla infuocata, composta da metalli e roccia fusa.

Con il tempo, la parte esterna della Terra si è raffreddata e solidificata, dando origine alla crosta terrestre, cioè la superficie su cui viviamo e camminiamo ogni giorno.

La parte interna della Terra invece è ancora calda: sotto alla crosta terrestre si trova il magma, cioè roccia fusa che raggiunge i 1 200 oC. I vulcani sono delle spaccature nella crosta terrestre dalle Vesuvio, Campania.

Etna, Sicilia.

quali fuoriesce il magma. Quando il magma arriva in superficie, cambia nome e viene chiamato lava. Il processo attraverso cui il magma esce dal vulcano si chiama eruzione vulcanica.

Un vulcano può essere: • attivo (se erutta regolarmente); • dormiente (se all’apparenza sembra innocuo, ma potrebbe eruttare da un momento all’altro); • spento (se non erutta da più di 10 000 anni).

Un vulcano dormiente è molto pericoloso, proprio perché non si sa quando potrebbe far iniziare un’eruzione.

Oggi i vulcani italiani sono costantemente studiati e monitorati da scienziate e scienziati, proprio per evitare che un fatto del genere possa capitare all’improvviso.

Stromboli, Sicilia.

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Il suolo La struttura dei vulcani Tutti i vulcani sono formati da: • una camera magmatica (la parte del vulcano dove si deposita il magma); • un camino (il condotto che il magma attraversa quando sale verso il cratere); • un cratere (la “bocca” del vulcano, da dove esce il magma); • un cono vulcanico (la parte di lava che è fuoriuscita dal vulcano e si è solidificata prendendo la forma di un cono).

Come si sono formati i vulcani Un’eruzione vulcanica è la fuoriuscita di magma da una crepa nella crosta terrestre. Il magma presente nella camera magmatica del vulcano sale attraverso il camino ed esce dal cratere.

I vulcani assomigliano a delle montagne perché il magma che esce dalla crosta terrestre si solidifica a contatto con l’aria e, eruzione dopo eruzione, si accumula attorno al cratere, dando al vulcano la forma a cono.

Le eruzioni vulcaniche iniziano con la fuoriuscita dal cratere di una nube nera formata da gas, cenere e lapilli (piccoli frammenti di roccia). Successivamente, la lava inizia a scorrere fuori dal cratere, scendendo lungo i pendii del vulcano. I vulcani non eruttano solo sulla superficie terrestre: esistono vulcani sottomarini. La lava e i movimenti della crosta terrestre generati da queste eruzioni possono dare origine a nuove isole. a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva l’immagine e descrivi con parole tue come è fatto un vulcano.

Quaderno pp. 132-133

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Il suolo Epicentro

I terremoti I terremoti sono dei fenomeni naturali che avvengono in tutto il mondo e che causano un potente movimento del suolo. Un terremoto avviene quando si libera e si propaga dell’energia che si trova sottoterra.

Il punto in cui si genera questa intensa energia viene chiamato ipocentro, mentre il luogo preciso sulla superficie terrestre che viene colpito per primo e più intensamente dal terremoto si chiama epicentro.

A partire dall’ipocentro si propagano le onde sismiche, cioè delle forti scosse che muovono la crosta ter-

Ipocentro

restre nei dintorni e deformano le rocce.

Come si formano i terremoti?

La superficie terrestre non è tutta unita, ma è composta di blocchi staccati tra loro chiamati placche tettoniche. Le placche tettoniche si muovono, si deformano e accumulano energia creando delle spaccature: le faglie. Lo spostamento delle placche provoca delle vibrazioni che creano le onde sismiche e quindi i terremoti.

Placche tettoniche

Effetti del terremoto a L’Aquila.

a TU per TU con... LO STUDIO

Scrivi il termine corrispondente alla definizione.

• Punto in cui si genera l’energia che si trova sotto terra. .....................................................................................................................................................

• Zona della superficie terrestre in cui un terremoto si presenta con la massima intensità. ..........................................................

• Forti scosse che muovono la crosta terrestre nei dintorni e deformano le rocce. ..................................................................................

• Blocchi staccati tra loro che compongono la superficie terrestre. .........................................................................................................................

• Spaccature della crosta terrestre causate dal movimento delle placche tettoniche. ..........................................................................

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SIMULAZIONI...

FAI DA TE

Il suolo

ESPERIMENTO

PLACCHE... GOLOSE Per scoprire come sono fatte le placche tettoniche, procurati un contenitore basso e largo, un vasetto di miele e dei biscotti.

Versa il miele nel contenitore, formando uno strato di circa 2 cm, e appoggiaci sopra i biscotti in modo che possano muoversi sul miele.

Prova a spingerle e osserva: le “placche golose” che avrai creato possono scorrere una vicino all’altra, scontrarsi, allontanarsi oppure salire una sopra l’altra. Tutti questi movimenti delle placche causano terremoti.

ONDE SISMICHE... IN CUCINA Per osservare che cosa succede durante un terremoto e come si propagano le onde, procurati un budino freddo, un piatto di plastica, dei confettini. Rovescia il budino ben freddo sul piatto di plastica e mettici sopra alcuni confettini. Muovi leggermente il piatto o dai delle piccole botte da sotto o dal lato. Che cosa osservi?

Alcuni confettini si spostano o crollano a seconda dell’intensità dell’onda.

Il budino mostra come si propagano le onde sismiche e soprattutto che cosa succede sulla superficie terrestre.

Educazione civica IN CASO DI TERREMOTO Cerca riparo sotto un tavolo robusto, sotto una porta, una trave, un arco, in prossimità di un muro portante o, se sei a scuola, sotto il banco. Se rimani al centro della stanza potresti ferirti a causa della caduta di vetri, intonaco o altri oggetti.

Non precipitarti fuori per le scale. Con i balconi e le terrazze, le scale sono la parte più debole e insicura dell’edificio.

Se sei in auto, fai fermare il veicolo ai lati della strada, possibilmente lontano dalle linee elettriche. Esci dall’auto e cerca un luogo sicuro.

Invita una persona adulta a chiudere gli interrutori generali di gas, corrente elettrica e acqua. In questo modo puoi evitare possibili incendi.

Non sostare in galleria o sui ponti: possono crollare.

Non usare l’ascensore: si può bloccare.

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PAGINA CHIARA • Usa la sintesi per ripassare le tue conoscenze.

La materia

La materia è tutto ciò che occupa uno spazio, che ha massa e che si può percepire con i sensi.

La materia può essere formata da differenti sostanze: • la materia organica, che deriva dagli esseri viventi (il legno che proviene dagli alberi, la lana che proviene dalle pecore); • la materia inorganica, che non deriva dagli esseri viventi (la roccia, i minerali, l’acqua o l’aria).

Ogni sostanza è costituita da molecole. Le molecole sono formate da particelle ancora più piccole: gli atomi.

Gli stati della materia sono solido, liquido, gassoso.

L’acqua

L’acqua è una sostanza indispensabile per ogni essere vivente e ricopre gran parte della superficie terrestre in forma di acqua dolce e acqua salata. È incolore, insapore, inodore. In natura si trova in tutti e tre gli stati della materia, cioè solido, liquido, gassoso.

Attraverso il calore del Sole, l’acqua compie un ciclo completo, cioè passa da uno stato all’altro.

L’aria

L’aria è un miscuglio di gas (azoto, ossigeno, anidride carbonica e altri gas). È una sostanza inodore e incolore, occupa qualsiasi spazio e ha un peso (pressione atmosferica). L’aria si muove in base alla sua temperatura: se si scalda si dilata, diventa più leggera e sale verso l’alto; se si raffredda si contrae, diventa più pesante e scende verso il basso. Lo strato di aria che circonda la Terra e si estende in altezza per centinaia di chilometri è l’atmosfera.

Il suolo

Il suolo è la parte più esterna della crosta terrestre ed è costituito da un miscuglio di particelle solide di varie dimensioni, di acqua e aria. È formato da diversi strati orizzontali sovrapposti: lettiera, humus, sottosuolo, frammenti di roccia, roccia madre. Il suolo può essere permeabile o impermeabile.

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TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. acqua • atomi • organica • liquido • esseri viventi • sostanze • molecole • gassoso • aria • animali • solido • minerali

LA MATERIA È composta da ..............................................................

che formano le

che danno origine alle diverse

.......................................................................

.........................................................................................................

In natura si presenta in TRE STATI

cioè ................................................................., ................................................................., .................................................................

....................................................................

che proviene da

Può essere ....................................................................

cioè

VEGETALI

INORGANICA

....................................................................

che proviene da

ESSERI NON VIVENTI

cioè • ......................................................................, • ......................................................................, • .......................................................................

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TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. gassoso • precipitazioni • calore del Sole • liquido • ciclo ininterrotto • sostanza indispensabile • solido

L’ACQUA è presente sulla Terra nei tre stati cioè

cioè ..........................................................., ..........................................................., ...........................................................

per ogni essere vivente è una

.....................................................................................................................................................................................

attraverso il

.....................................................................................................................................................................................

compie un

......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

che dà origine alle

.......................................................................

• Completa la mappa con le seguenti parole. atmosfera • incolore • anidride carbonica • spazio • gas • peso-massa • inodore • ossigeno

L’ARIA è un miscuglio di

occupa tutto lo è ha un

......................................

......................................

tra cui ................................................................., azoto, .................................................................

che formano l’

............................................................................

.................................................................................., .................................................................................., elastica

.......................................................................

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TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. strato • humus • inorganica • lettiera • organica • roccia madre • permeabile

IL SUOLO è

lo .................................................................... più superficiale della crosta terrestre

è formato da

• materia ....................................................................

• materia ....................................................................

disposte in strati sovrapposti

• ....................................................................

• ....................................................................

• sottosuolo • frammenti di roccia • ....................................................................

può essere

• ....................................................................

• impermeabile

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FACCIAMO IL PUNTO 1

2

Collega ogni branca della Scienza all’aspetto del quale si occupa.

FISICA

Studia come si è formata e modificata la Terra e la composizione della crosta terrestre.

CHIMICA

Studia e descrive i fenomeni naturali, la materia e come è fatta.

METEOROLOGIA

Studia le proprietà delle sostanze e le trasformazioni della materia.

GEOLOGIA

Studia dal punto di vista fisico e chimico l’atmosfera terrestre e i fenomeni di che vi si verificano.

Completa gli schemi con le seguenti parole. emulsioni • gassoso • stati • spazio • acqua • natura • solido • soluzioni • liquido • farina • olio LA MATERIA

LE SOSTANZE

è tutto ciò che occupa uno ......................................... in ...................................................................................... si può trovare in tre .....................................

• .........................................................................................

• .........................................................................................

• .........................................................................................

3

si mescolano in modi diversi: • miscugli (per esempio come acqua e ................................................................................................

• .................................................................. (per esempio .................................................. e zucchero); • .................................................................. (per esempio ............................................. e ..................................);

Collega ogni disegno all’aspetto che raffigura.

Effetto serra

Pressione atmosferica

Ciclo dell’acqua

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4

Collega ogni caratteristica o proprietà a ciascun elemento.

Attenzione: alcune possono riferirsi a più di un elemento. È un miscuglio di sostanze.

Occupa spazio.

ARIA

È comprimibile. È inodore e incolore.

ACQUA

Ha più strati.

Circonda la Terra.

In natura si può trovare in tutti e tre gli stati.

SUOLO 1

È di natura solida.

2

Ha una massa-peso.

3

5

6

Scrivi il nome di ogni strato del suolo.

1 .............................................................................................

3 .............................................................................................

2 .............................................................................................

4 .............................................................................................

4

Osserva l’immagine, leggi il testo e indica con una X il tipo di terreno adatto.

La pianta del riso non è una pianta acquatica, ma necessita di abbondante acqua per crescere. Il sistema più semplice per coltivarla è creare una sorta di grande vasca, all’interno del campo, piena d’acqua: la risaia.

Il tipo di terreno più adatto per la coltivazione del riso è quello: permeabile. impermeabile.

RIFLETTO SUL MIO LAVORO

• Ti è piaciuto il percorso su materia, acqua, aria e suolo?

• Quale aspetto ti è piaciuto di più? Perché? ...................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................

• Quali esercizi ti sono sembrati più semplici? Colora il quadratino di verde.

• Quali ti sono sembrati più difficili? Colora il quadratino di rosso.

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il mio PERCORSO CHE COSA MI È PIACIUTO Quale branca delle Scienze ti ha maggiormente affascinato/a?

La fisica.

La chimica.

La meteorologia.

La geologia.

Sai spiegare perché? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................

Quale argomento ti ha interessato di più? Ordina le tue scelte da 1 a 4.

La materia.

L’acqua.

L’aria.

Il suolo.

Motiva brevemente la tua scelta. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................

CHE COSA HO IMPARATO Quale argomento presentato ti è risultato più facile da apprendere?

Motiva la tua risposta. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................

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COME HO STUDIATO Che cosa ti ha reso più semplice apprendere l’argomento? Colora le stelline.

Eseguire gli esperimenti.

Discuterne con i/le compagni/e.

Osservare le immagini.

Rispondere alle domande indicate.

Sottolineare i concetti principali.

Utilizzare la mappa.

Completare le attività del quaderno operativo.

Ascoltare la spiegazione dell’insegnante.

Quali sono state le maggiori difficoltà che hai incontrato durante lo studio? Colora le stelline.

Mantenere la concentrazione.

Capire il significato delle parole.

Riuscire a esprimere bene ciò che voglio dire.

Studiare da solo/a.

Mi sono annoiato/a.

CHE COSA HO PROVATO Scegli e sottolinea tre aggettivi che secondo te, descrivono meglio la tua attività di studio. divertente • impegnativa • noiosa • semplice • complessa • improduttiva • istruttiva • coinvolgente • inutile Esprimi la valutazione sulla tua preparazione.

Alla grande! Mi sento ben preparato/a.

OK! Ho ancora alcuni dubbi, ma ricordo bene le informazioni.

KO! Faccio fatica a ricordare le informazioni.

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L’ANGOLO della BIOLOGIA Charles Darwin Charles Darwin fu uno scienziato inglese nato agli inizi del 1800. Fin da giovane si appassionò alla natura e studiò Scienze Naturali.

Attorno al 1830, il governo inglese fece costruire delle navi attrezzate con strumentazioni scientifiche per studiare e descrivere specie animali e vegetali esotiche. Il capitano della Beagle, una di queste navi, volle a bordo un naturalista e fu proposto proprio il giovane Darwin.

Quando si imbarcò sulla Beagle, Charles aveva 22 anni; tornò a casa quando ne aveva 27. Su numerosi quaderni si appuntò tutto quello che aveva osservato e raccolse moltissimi oggetti come pietre, scheletri di animali, foglie di piante e molti altri elementi naturali.

Grazie alle sue incredibili osservazioni, Charles Darwin iniziò a elaborare una teoria: secondo lui, tutti gli esseri viventi (essere umano compreso) sono sottoposti a lentissimi ma continui cambiamenti chiamati evoluzione: le specie si modificano leggermente e spontaneamente generazione dopo generazione.

L’ambiente seleziona gli individui che, dopo queste piccole mutazioni, risultano più adatti alla sopravvivenza. Charles Darwin chiamò questo processo selezione naturale: gli esseri viventi con caratteristiche più vantaggiose rispetto all’ambiente di vita sopravvivevano più a lungo e riuscivano a riprodursi di più rispetto agli altri, quindi i cambiamenti si trasferivano alle nuove generazioni.

Tali cambiamenti sono evidenti solo nel corso dei millenni e hanno accomunato tutti gli esseri viventi al punto che (come espresso da Darwin nel suo L’origine delle specie), tutti gli esseri viventi hanno avuto origine da organismi primordiali comuni.

La teoria dell’evoluzione di Darwin suscitò scalpore e numerose critiche, ma ancora oggi è una delle teorie più importanti in biologia.

Contenuti digitali

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Che cos’è la biologia?

La biologia (dal greco bios = vita e logos = studio) è la scienza che studia la vita, cioè gli esseri viventi, come sono fatti e come interagiscono con l’ambiente che li circonda. La biologia è una scienza molto vasta e raccoglie diverse branche più specifiche come la botanica (lo studio dei vegetali), la zoologia (lo studio degli animali), l’ecologia (lo studio delle interazioni tra gli esseri viventi e il loro ambiente) e la microbiologia (lo studio dei microrganismi viventi).

a TU per TU con... LA BIOLOGIA

Prova anche tu a fare il lavoro del biologo e della biologa: scegli un ambiente (va benissimo anche il giardino della scuola, di casa tua o un parco) e cerca di individuare il maggior numero di esseri viventi che lo popolano. Porta con te una lente d’ingrandimento, un quaderno e, se possibile, una fotocamera. Siediti e guardati intorno per un po’, ascolta i rumori che senti e cerca di individuare tutti gli esseri viventi (vegetali, animali o di altri regni, come per esempio i funghi) che ti circondano. Osservali da vicino con la lente d’ingrandimento, scatta delle fotografie, scrivi sul tuo quaderno che cosa hai osservato, anche aiutandoti con dei semplici disegni.

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GLI ESSERI VIVENTI

Gli esseri viventi sono molto diversi tra loro, ma hanno in comune queste caratteristiche: • tutti i viventi compiono un ciclo vitale che va dalla loro nascita alla loro morte (nascita, crescita, riproduzione e morte); • si nutrono procurandosi il nutrimento dall’ambiente o producendolo da soli; • respirano, cioè usano l’ossigeno presente nell’aria o nell’acqua per ricavare energia dal cibo; • durante la loro vita possono riprodursi, cioè generare nuovi individui simili a sé stessi; • crescono e si muovono; • reagiscono agli stimoli dell’ambiente esterno; • sono composti da cellule.

La classificazione degli esseri viventi Gli scienziati e le scienziate classificano gli esseri viventi in cinque regni, in base alle loro caratteristiche principali.

PIANTE

ANIMALI

CINQUE REGNI

FUNGHI

PROTISTI

MONERE

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Gli esseri viventi Inoltre, gli esseri viventi si possono raggruppare in due categorie: • gli organismi unicellulari, formati da una sola cellula; • gli organismi pluricellulari, formati da molte cellule specializzate in funzioni diverse.

Gli organismi unicellulari Gli organismi unicellulari formano i primi due regni: quello delle monere e quello dei protisti. Gli esseri viventi che appartengono a questi due regni sono microscopici, invisi1

bili a occhio nudo.

Del regno delle monere fanno parte i batteri e i virus che si trovano un po’ ovunque, mentre del regno dei protisti fanno parte moltissimi microrganismi che vivono nell’acqua.

Gli organismi pluricellulari Gli organismi pluricellulari formano gli altri tre regni: • il regno dei funghi 1 , che comprende anche le muffe e i lieviti, composto da esseri viventi che assorbono da altri organismi le sostanze di cui hanno bisogno per nutrirsi; • il regno dei vegetali 2 , formato da esseri viventi che producono da soli il proprio nutrimento, per cui vengono chiamati organismi autotrofi. Per farlo utilizzano l’acqua, l’anidride carbonica, la luce del Sole e i sali minerali disciolti nel terreno; • il regno degli animali 3 , che comprende tutti gli esseri viventi, anche noi esseri umani, che si nutrono di altri organismi, per cui vengono chiamati organismi eterotrofi.

3

2

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Quali sono le caratteristiche che accomunano gli esseri viventi?

• Quali sono le categorie in cui vengono raggruppati i viventi?

• A quale regno appartengono i virus e i batteri?

• Perché i vegetali vengono chiamati organismi autotrofi?

• Perché gli animali vengono definiti organismi eterotrofi?

Quaderno p. 134

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Gli esseri viventi 1

Il regno delle monere I batteri I batteri sono gli organismi viventi più antichi che conosciamo: sono comparsi sulla Terra circa tre miliardi di anni fa. Sono i più piccoli di tutti gli esseri viventi.

Generalmente vivono in colonie, cioè gruppi numerosi che possono anche essere formati da migliaia di batteri.

Bacilli.

Il nome dei batteri cambia in base alla forma della loro unica cellula: quelli di forma allungata si chiamano bacilli 1 , quelli tondeggianti si chiamano cocchi 2 , quelli a forma di spirale

2

arrotolata sono gli spirilli 3 , mentre quelli a forma di virgola sono i vibrioni 4 .

I batteri vivono praticamente ovunque: nell’acqua, nell’aria, nel terreno e anche sopra o dentro altri organismi viventi.

Spirilli.

3

Cocchi.

Alcuni batteri sono utili agli organismi in cui vivono: per esempio, nel nostro intestino abitano moltissimi batteri che formano la flora batterica, necessaria per una buona digestione e per produrre alcune vitamine ed eliminare i batteri nocivi per la nostra salute. Alcuni batteri sono invece dannosi: quando entrano in un organismo liberano sostanze che provocano malattie. Ci sono poi batteri molto utili per l’ambiente: per esempio, i batteri decompositori sono quelli che trasformano vegetali e animali morti in sostanze semplici ne-

4

cessarie al nutrimento delle piante. a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi a voce.

Vibrioni.

• A quale regno dei viventi appartengono i batteri?

• A quale categoria appartengono?

• In base a che cosa prendono il loro nome?

• Perché alcuni batteri sono utili?

• Perché altri batteri sono dannosi?

• I batteri decompositori sono utili o dannosi? Perché?

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Gli esseri viventi I virus A differenza dei batteri, i virus sono dei piccolissimi microrganismi che non sono in grado di sopravvivere autonomamente, ma hanno sempre bisogno della cellula di un essere vivente per nutrirsi e riprodursi.

Un virus, infatti, è un microrganismo di dimensioni minuscole (molto più piccolo di un batterio), che si attacca alla cellula di un essere vivente, blocca le sue funzioni vitali normali e la sfrutta per moltiplicarsi, spesso causando un’infezione.

Per fermare la moltiplicazione dei virus, entra in gioco il sistema immunitario, cioè la nostra difesa naturale.

I virus sono organismi che non si nutrono autonomamente, non crescono e non sono in grado di riprodursi da soli. Per questi motivi, gli scienziati e le scienziate non sono concordi nel considerarli esseri viventi, perciò vengono classificati come parassiti obbligati, cioè organismi che hanno bisogno di una cellula da infestare per poter vivere.

Un virus ha causato la pandemia di Covid-19, iniziata nel 2019.

La malattia Covid-19 si può manifestare con febbre e raffreddore, ma anche con gravi polmoniti.

Educazione civica COMBATTIAMO BATTERI E VIRUS! Per poter combattere i batteri dannosi e i virus, è necessario seguire alcune regole basilari di igiene personale. Lavarsi spesso le mani è fondamentale per eliminare batteri e virus con cui potenzialmente siamo entrati in contatto, ma che ancora non sono riusciti a penetrare all’interno della nostra pelle.

Quando si hanno sintomi influenzali, come mal di gola, raffreddore o malessere, è probabile che il nostro corpo sia stato colpito da alcuni batteri o virus che il nostro sistema immunitario sta combattendo. In questi casi è fortemente consigliato indossare una mascherina nel momento in cui ci si trova a contatto con altre persone.

I virus o i batteri si possono infatti trasmettere facilmente tramite l’aria, la saliva o il contatto ravvicinato. Per evitare di contagiare gli altri, è sempre meglio proteggere naso e bocca e igienizzarsi spesso le mani.

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Gli esseri viventi

Il regno dei funghi 5

I funghi Gli organismi del regno dei funghi sono molto diversi tra loro: vanno dai tipici funghi che si possono trovare nel bosco alle muffe e ai lieviti.

6

I funghi sono organismi eterotrofi, perché non sono in grado di produrre da soli il loro nutrimento, ma lo ricavano da altri esseri viventi.

I funghi sono costituiti da sottili filamenti chiamati ife 1 , il cui insieme forma il micelio 2 . Si riproducono rilasciando le spore 3 , piccolissime particelle

3

che, portate via dal vento e sparse sul terreno, sugli

4

alimenti o su alcuni materiali su cui sono presenti impurità, fanno nascere nuovi organismi.

I classici funghi a cappello hanno il micelio nella parte inferiore, poi hanno un gambo 4 che fuoriesce dal terreno e un cappello 5 in alto. Sotto al cappel-

2

lo, dalle lamelle 6 , vengono prodotte le spore che 1

si muovono con il vento.

Muffe su alimenti.

Le muffe e i lieviti Le muffe che crescono sopra ad alcuni alimenti, invece, sono formate da agglomerati di miceli che possono avere grandezze, aspetti e colori diversi.

Anche le muffe rilasciano le spore nell’aria, come in un’esplosione di polvere.

I funghi vengono utilizzati per vari scopi: • alcuni si usano per la preparazione di deliziosi piatti (altri funghi, invece, sono velenosi e prima di consumarli è bene mostrarli a chi li conosce); • i microscopici lieviti sono molto utili per fare il pane, i dolci, per preparare il vino o la birra; • alcune muffe sono utilizzate per produrre i farmaci, per esempio la penicillina, che è indispensabile per combattere alcune infezioni.

68

a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi a voce.

• Come si riproducono i funghi?

• Per quali scopi vengono utilizzati i funghi?

Quaderno p. 135

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Gli esseri viventi

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Bilancia da cucina, ciotola di plastica, strofinaccio, cucchiaino, farina, bicchiere, zucchero, lievito, acqua.

PROCEDIMENTO 1. Metti 250 g di farina in una ciotola.

2. Sciogli il lievito in mezzo bicchiere d’acqua e aggiungilo alla farina insieme a un cucchiaino di zucchero.

3. Mescola e aggiungi acqua fino a ottenere una palla di impasto appiccicosa.

4. Versa sull’impasto un po’ di farina, copri con uno strofinaccio e fai riposare per un’ora. Dopo un’ora l’impasto si è gonfiato.

3

4

CONCLUSIONI Il lievito mangia lo zucchero e libera anidride carbonica, che fa gonfiare la pasta.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Due pezzi di pane raffermo, due contenitori di vetro, acqua, pellicola trasparente.

PROCEDIMENTO 1. Inumidisci un po’ uno dei due pezzi di pane (l’altro lascialo secco), poi mettili nei contenitori di vetro.

2. Lascia all’aria aperta per almeno 24 ore i due contenitori, poi coprili con un pezzo di pellicola trasparente e lasciali a temperatura ambiente.

3. Osserva che cosa succede giorno per giorno, per circa due settimane.

2

3

OSSERVAZIONI • Che cosa succede ai due pezzi di pane? Secondo te, perché?

• Dopo quanto tempo inizi a notare qualcosa di insolito sul pane?

• Com’è la muffa che si forma sul pane? Prova a descriverla in almeno tre giorni diversi (se puoi, prelevane un po’ con una pinzetta e osservala al microscopio).

• Perché si sviluppa la muffa?

• Secondo te, come ha fatto a formarsi la muffa sul pane?

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Gli esseri viventi

La cellula

Cellula animale

La cellula è la più piccola unità vivente.

Nucleo

Ogni essere vivente, piccolo o grande che sia, è com-

Organelli

posto da una o più cellule. Ogni cellula compie un ciclo vitale.

Le cellule sono visibili solo al microscopio e, in ognuna di esse, possiamo riconoscere delle parti fondamentali.

Tutte le cellule, infatti, possiedono: • la membrana cellulare, un rivestimento che protegge la cellula e, allo stesso tempo, permette lo scambio con l’esterno di sostanze nutritive e di rifiuto; • il citoplasma, una parte densa e gelatinosa che contiene gli organelli cellulari, ognuno dei quali svolge una funzione precisa; • il nucleo, una particella di forma sferica, che è separato dal citoplasma da una membrana; esso dirige e controlla le attività della cellula.

Citoplasma

Membrana cellulare

Tra le cellule animali e quelle vegetali (delle piante) ci sono delle differenze.

Cellula vegetale

Le cellule vegetali, oltre alla membrana celluNucleo

lare possiedono una parete, cioè una struttura rigida che sostiene la cellula. Inoltre, nel citoplasma sono presenti degli organelli particola-

Citoplasma Parete

ri, i cloroplasti, che contengono la clorofilla, la sostanza che dà il colore verde alle foglie e ai fusti. Sono presenti anche i vacuoli, grandi sacche che contengono acqua.

Cloroplasti

Organelli

Vacuoli

Membrana cellulare

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Che cosa compie ogni cellula?

• Quali sono le parti che la compongono?

• Quale parte serve per proteggerla?

• Quale parte serve per dirigere tutte le sue attività?

• In quali cellule si trovano i cloroplasti?

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Gli esseri viventi

L’uovo: una cellula animale L’uovo di gallina è una delle più grandi cellule germinali (cioè che possono dare inizio a una nuova vita) che si possa analizzare.

Procurati alcune uova fresche. Rompi delicatamente il guscio e rovescia tuorlo e albume in un piatto, senza rompere il tuorlo. Osserva com’è fatto.

GUSCIO Parte esterna più dura e resistente. Serve per proteggere il contenuto.

Il guscio è calcareo e sulla superficie ha tantissimi minuscoli forellini, soprattutto in corrispondenza della camera d’aria. Si vedono con una lente di ingrandimento.

MEMBRANA Protegge l’uovo e contiene l’albume. Fa passare solo alcune sostanze, come l’aria, dall’esterno all’interno.

ALBUME Parte biancastra dell’uovo. Protegge il tuorlo, attutisce gli urti e contiene acqua e nutrimento che serviranno al pulcino per svilupparsi.

MACULA GERMINATIVA Piccolissima macchia che contiene il nucleo della cellula.

In un uovo fecondato, da qui inizierà a svilupparsi il pulcino.

CALAZE Particolari filamenti che servono per tenere fermo il tuorlo al centro dell’uovo.

Rompendo l’uovo si rompono anche loro.

TUORLO Parte gialla dell’uovo, che contiene molte proteine e serve per nutrire il pulcino durante lo sviluppo. Attorno c’è una sottile pellicola trasparente che lo avvolge e lo mantiene tondo ed elastico.

CAMERA D’ARIA Spazio che contiene aria e che si riempie sempre di più con il passare dei giorni. Servirà al pulcino per iniziare a respirare da solo, gli ultimi giorni dentro al suo uovo.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Un uovo di gallina, aceto, un barattolo di vetro con il coperchio.

PROCEDIMENTO 1. Riempi di aceto il barattolo, immergi l’uovo e lascialo dentro per almeno una settimana. Chiudi bene il barattolo.

2. Una volta estratto, l’uovo si presenterà “trasparente”, elastico e privo di guscio, permettendo di osservare l’interno.

1

2

CONCLUSIONI L’aceto (acido) scioglie il calcare, di cui è fatta la parte esterna del guscio. Nonostante il guscio sia disciolto, la membrana interna dell’uovo rimane intatta e permette di osservare l’interno dell’uovo e di sentirne la consistenza.

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L’ANGOLO della BOTANICA Mary Agnes Chase Mary Agnes Chase è stata una botanica americana tra le più importanti al mondo. Durante la visita all’Esposizione Universale del 1893 (una grandissima mostra organizzata in Colombia), Mary Agnes Chase rimase affascinata dalle piante e decise di tenere un erbario: osservò e disegnò accuratamente diverse tipologie di piante, scrivendo accanto il nome della specie. Pochi anni dopo diventò assistente botanica al Museo di Storia Naturale di Chicago.

Nel 1903 entrò a far parte del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti come illustratrice botanica: disegnò i vari tipi di piante che studiava e li rappresentò nei minimi dettagli.

Diventò esperta in agrostologia, cioè lo studio di alcune particolari erbe che vengono utilizzate moltissimo nelle coltivazioni: le graminacee, erbe caratterizzate dalla presenza di piccole spighe e con fusto verde (non legnoso) molto sottile e flessibile. Le graminacee fioriscono in primavera e il loro polline può causare reazioni allergiche.

Mary Agnes Chase si impegnò per aiutare i ragazzi e le ragazze appartenenti a famiglie povere e disagiate a studiare.

Al tempo, infatti, le scuole erano molto costose e non tutti potevano permettersi un’istruzione. Inoltre, lottò per i diritti delle donne nella Scienza: a quel tempo le scienziate donne erano poche e il loro stipendio era molto più basso di quello degli uomini. Alla stessa Mary Agnes Chase venne negato di partecipare ad alcuni viaggi di esplorazione, nonostante fosse una delle botaniche più eccellenti del tempo. Riuscì comunque a organizzare da sola delle spedizioni di ricerca, autofinanziandosi.

Contenuti digitali

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Che cos’è la botanica?

La botanica, chiamata anche biologia vegetale o fitologia, è la branca della biologia che studia la vita vegetale in tutti i suoi aspetti: l’ambiente in cui le piante crescono e il modo in cui si sviluppano, anche in relazione alla loro anatomia, classificazione, utilità ed ecologia. a TU per TU con... LA BOTANICA

Prova a realizzare un piccolo erbario: utilizza un quaderno che dedicherai allo studio di alcune piante che puoi trovare negli ambienti naturali che ti circondano.

Puoi scegliere se raccogliere direttamente un esemplare di ciascuna pianta oppure provare a disegnarlo nei minimi dettagli, osservandolo dalla realtà. Se vuoi provare a utilizzare qualche erba, procedi così: 1. Dopo averla raccolta, mettila delicatamente tra alcuni fogli di giornale in modo da tenere ben aperte le foglie e gli eventuali fiori.

2. Posiziona i fogli sotto a dei pesi (come dei libri) e lasciali lì per qualche giorno.

3. Togli dai fogli la pianta che ormai si sarà seccata e appiattita e posizionala su una pagina del tuo quaderno, attaccandola con del nastro adesivo.

4. Per ogni erba raccolta o disegnata, cerca su Internet o su libri di botanica (fatti aiutare da una persona adulta) il suo nome e scrivilo accanto all’immagine. Aggiungi anche altre informazioni: dove l’hai raccolta e in quale data.

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I VEGETALI

Foglie

Il regno dei vegetali comprende piante di diversa forma e grandezza che vivono in ambienti diversi.

Nella maggioranza dei vegetali sono riconoscibili tre parti principali: • le radici, che si sviluppano nel suolo, servono ad ancorare la pianta al terreno e ad assorbire l’acqua e i sali minerali; • il fusto, che collega le radici alle foglie, al cui interno ci sono piccolissimi tubicini, chiamati vasi: alcuni trasportano l’acqua e i sali minerali fino alle foglie (linfa grezza), altri invece portano le sostanze nutritive (linfa elaborata) dalle foglie a tutta la pianta, radici comprese; • le foglie, che producono le sostanze nutritive e

Fusto

permettono alla pianta di respirare, e contengono la clorofilla, la sostanza che dà loro il colore verde.

Radici Pagina superiore Nervature

La foglia L’organo più importante delle piante è la foglia: in essa infatti avvengono la fotosintesi clorofilliana (che permette la produzione del nutrimento del vegetale), la respirazione e la traspirazione.

La parte piatta della foglia è chiamata lamina ed è Picciolo

formata da due facciate: la pagina superiore, verStomi

de e più liscia, e la pagina inferiore, più chiara e leggermente più ruvida. Sulla pagina inferiore ci

a TU per TU con... LE SCIENZE

sono delle piccole aperture per il passaggio dei gas:

Raccogli delle foglie di piante diverse, confrontale e fai le tue osservazioni.

gli stomi.

• Che cos’hanno di uguale?

• Che cos’hanno di diverso?

• Riesci a vedere le parti descritte nel testo?

possono anche sentire toccandola con il dito: si chia-

La lamina è attraversata da piccoli canaletti che si mano nervature e dentro di esse circola la linfa.

La foglia è unita alla pianta grazie al picciolo.

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I vegetali

La fotosintesi clorofilliana

Energia solare

Le piante, per produrre il loro nutrimento, usano un processo che si chiama fotosintesi clorofilliana.

Perché avvenga, la pianta ha bisogno dell’energia della luce del Sole: per questo motivo, la fotosintesi avviene di giorno. La parola fotosintesi contiene le parole greche foto, che significa “luce”, e sintesi, che significa “costruzione” e cioè un processo chimico che permette di unire più sostanze.

Le foglie ricevono dalle radici acqua e sali minerali assorbiti dal terreno, che costituiscono la linfa grezza.

Grazie alla clorofilla contenuta nelle foglie, la pianta cattura l’energia solare mentre, attraverso gli stomi, assorbe l’anidride carbonica.

Con l’energia solare e l’anidride carbonica, la pianta trasforma la linfa grezza in linfa elaborata, cioè zuccheri.

Durante questa trasformazione, la pianta produce anche ossigeno e lo libera nell’aria attraverso gli stomi: la fotosintesi clo-

Linfa elaborata

rofilliana, oltre a produrre nutrimento per le piante, rifornisce

Linfa grezza

l’atmosfera dell’ossigeno usato dai viventi per respirare.

ESPERIMENTO IPOTESI È possibile estrarre la clorofilla dalle foglie?

MATERIALE OCCORRENTE Alcol da liquore, due o tre foglie verdi, un vasetto di vetro con coperchio.

PROCEDIMENTO 1. Insieme a una persona adulta, versa un po’ di alcol nel vasetto e immergici le foglie verdi.

2. Lascia per 3-4 giorni le foglie nel vasetto posizionato in un luogo fresco e possibilmente al riparo da fonti di luce (per esempio dentro un armadio).

3. Dopo qualche giorno, prendi il vasetto e osserva che cosa è successo.

OSSERVAZIONI L’alcol si è colorato di verde.

1

3

CONCLUSIONI L’alcol è diventato verde perché ha “catturato” la clorofilla contenuta nelle foglie che, nel frattempo, sono diventate gialline o di un verde pallido: sono rimaste senza clorofilla.

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I vegetali

Respirazione e traspirazione Le piante respirano…

Anche le piante, come tutti gli esseri viventi, re-

anidride carbonica

spirano: durante il dì e la notte assorbono ossigeno ed emettono anidride carbonica. Questo scambio di gas, che è un processo continuo (al contrario della fotosintesi clorofilliana che può

ossigeno

avvenire solo durante il dì in quanto necessita della luce) avviene per mezzo degli stomi presenti sulle foglie che si aprono e si chiudono a seconda della necessità.

Durante il dì, però, l’ossigeno prodotto da una

STOMA APERTO

STOMA CHIUSO

pianta con la fotosintesi è molto maggiore di quello consumato con la respirazione.

ossigeno

… e traspirano Le piante assorbono molta acqua dal terreno, ma non tutta viene utilizzata: la parte in eccesso, attraverso gli stomi, viene dispersa nell’aria sotto forma

anidride carbonica

di vapore acqueo.

La traspirazione permette quindi la circolazione della linfa: la perdita d’acqua “richiama” dalle radici nuova linfa grezza, in un processo continuo.

ESPERIMENTO MATERIALE OCCORRENTE Una piantina in vaso, un sacchetto di plastica.

PROCEDIMENTO 1. Annaffia bene la pianta.

2. Con l’aiuto di un adulto, chiudila in un sacchetto di plastica trasparente e attendi qualche giorno.

Sul sacchetto vedrai comparire goccioline d’acqua.

CONCLUSIONI Le goccioline d’acqua sul sacchetto non sono altro che il vapore acqueo che è fuoriuscito dagli stomi ed è diventato liquido grazie alla condensazione. Hai osservato la traspirazione delle piante.

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I vegetali

Riproduzione Come tutti gli esseri viventi, durante il loro ciclo vitale le piante si riproducono.

Le nuove piante nascono dai semi che, per la maggior parte delle piante, sono il prodotto finale della fecondazione del fiore, che contiene gli organi necessari alla riproduzione.

La corolla è l’insieme dei petali.

La parte maschile del fiore è formata dagli stami; essi sono dei filamenti che terminano con un rigonfiamento simile a un sacchetto, l’antera, che contiene il polline.

Il calice è formato dai sepali, le foglioline verdi che proteggono il fiore prima che sbocci.

Lo stelo sostiene il fiore.

Il pistillo è la parte femminile del fiore; ha la forma di un tubicino con la parte superiore arrotondata e appiccicosa: lo stimma. La parte inferiore ha una forma allargata, si chiama ovario e contiene gli ovuli.

La prima fase della riproduzione è l’impollinazione, durante la quale il polline raggiunge lo stimma e poi l’ovario. Il polline viene trasportato da un fiore all’altro dal vento, dall’acqua o dagli insetti (api, farfalle) che, posandosi sul fiore per succhiare il nettare (una sostanza zuccherina di cui sono ghiotti), si sporcano di polline e lo trasportano su un altro fiore.

Dopo l’impollinazione, nell’ovario avviene la fecondazione, cioè l’unione del polline con un ovulo, dalla quale si forma il seme. Il fiore che ha finito il suo compito, appassisce, mentre l’ovario si trasforma in frutto che protegge e nutre il seme. Con la disseminazione i semi sono trasportati da acqua, vento o animali che mangiano i frutti ed eliminano i semi con le feci. Il seme germoglia quando cade a terra e le condizioni ambientali sono favorevoli: emette una piccola radice e da esso si sviluppa una nuova piantina.

Nelle piante con fiori profumati e vistosi, il polline è trasportato dagli insetti impollinatori.

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Quali sono le parti del fiore?

• Dove avviene la fecondazione?

• Come avviene l’impollinazione?

• Che cosa succede a un seme quando cade a terra?

I semi del tarassaco vengono trasportati dal vento.

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Quaderno p. 136

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Storytelling JACK E IL FAGIOLO MAGICO In una casetta di pietra vivevano una donna e suo figlio Jack. Erano poveri, avevano solo una mucca che dava loro ogni giorno latte che vendevano per vivere.

Ma la mucca invecchiava. Allora la donna l’affidò al figlio perché la portasse al mercato, dove avrebbe potuto venderla. Lungo la strada per il mercato, Jack incontrò un vecchio, che propose al ragazzo di barattare la sua mucca in cambio di cinque fagioli. Jack all’inizio rifiutò: una mucca in cambio di cinque fagioli?

Era uno scambio per niente equo! Ma il vecchio convinse Jack che i suoi fagioli erano magici e avrebbero dato origine a una pianta miracolosa.

Così Jack accettò la proposta e tornò indietro con i cinque fagioli.

Una volta a casa, la madre si mise le mani nei capelli e, per la rabbia e lo sconforto, afferrò i cinque fagioli e li buttò fuori dalla finestra, gridando a Jack di andare via e chiudersi nella sua stanza.

La mattina dopo, Jack notò una strana luce fuori dalla finestra. Si affacciò e vide che nel punto in cui erano stati gettati i fagioli era spuntata una pianta di fagiolo gigantesca: non se ne vedeva la cima.

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Jack e il fagiolo magico

Le sue foglie erano larghe, verdi, a punta e leggermente incurvate.

Dalle forti e robuste radici ancorate al terreno che spuntavano qua e là da sotto terra partivano cinque grossi fusti, aggrovigliati tra loro come in una stretta treccia. Collegati ai fusti spuntavano rami più sottili e curvati a spirale, come dei grossi riccioli che penzolavano di qua e di là.

La pianta era così grande che non si vedeva dove fosse la sua fine: sorpassava anche le nuvole!

Incuriosito, Jack decise di arrampicarsi su di essa, per vedere dove andava a finire.

Afferrò due rami riccioluti e mise i piedi sulle larghe foglie per salire sempre di più.

Con fatica si trascinò sempre più in alto, fino a scorgere un luogo completamente inaspettato. Sopra alle nuvole infatti c’era un prato, dove Jack vide un enorme castello circondato da giganteschi alberi, grossi frutti, animali di grandezze mai viste e da ogni ben di Dio. Era il regno dei giganti.

Jack vi si avventurò con grande curiosità, ma anche con un pizzico di paura.

Jack e il fagiolo magico, Gallucci Editore

Com’è la gigantesca pianta di fagiolo di Jack?

Nel testo viene descritta ciascuna delle sue parti.

Sottolinea nel testo: • in rosso come sono le radici; • in verde come sono le foglie; • in blu com’è il fusto; • in giallo come sono i rami.

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Storytelling Scrivi nella tabella le parole riportate qui di seguito, associandole alla parte corrispondente della pianta di fagioli di Jack. larghe • grossi • spuntavano da sotto terra • leggermente incurvate • ancorate al terreno • cinque • come dei riccioli • aggrovigliati • verdi • a spirale • come una treccia • robuste • curvati • più sottili • a punta • forti

FOGLIE

FUSTO

RAMI

RADICI

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Collega ogni parte della pianta alla rispettiva funzione.

FOGLIE

Sostiene la pianta. È la parte più robusta. In esso passano piccoli canaletti per distribuire il nutrimento.

FUSTO

Ancorano la pianta al terreno e assorbono da esso acqua e sali minerali.

RAMI

Servono alla pianta per produrre nutrimento attraverso la fotosintesi e per respirare.

RADICI

Sostengono foglie, fiori, frutti. Si ancorano al fusto e si sviluppano in tutte le direzioni.

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I vegetali

Dal fiore al frutto Che cosa succede al fiore dopo che è stato impollinato?

Con l’impollinazione, inizia un processo di trasformazione che avviene in più fasi: 1 Nell’ovario avviene la fecondazione e si forma il seme.

2 L’ovario si ingrossa e il fiore appassisce.

3 Si forma il frutto: attorno al seme si sviluppa la polpa.

4 Seme e polpa giungono a maturazione: ecco il frutto con la polpa che protegge il seme. a TU per TU con... LE SCIENZE

Inserisci nell’immagine i numeri corrispondenti alle fasi della trasformazione del fiore in frutto.

Il ciclo vitale dei vegetali Come tutti i viventi, anche i vegetali compiono un ciclo vitale.

Le piante nascono da un seme che germoglia e fa spuntare prima le radici e poi il fusto con le foglie.

Le piante crescono e le loro parti si sviluppano.

Le piante si nutrono assorbendo acqua e sali minerali dal terreno e compiendo il processo di fotosintesi clorofilliana grazie alla luce del Sole.

Inoltre, le piante respirano e traspirano attraverso le foglie. Le piante si riproducono attraverso i fiori o i semi e, al termine della sua vita, muoiono.

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I vegetali a TU per TU con... LA BOTANICA

ESPERIMENTO

Raccogli alcuni elementi delle piante come foglie, fiori, piccoli semi o frutti.

Osservali attentamente con una lente d’ingrandimento o, se lo hai a disposizione, un microscopio.

Le foglie

Osserva attentamente le foglie con la lente d’ingrandimento.

• Analizzane il margine: all’apparenza sembra liscio, ma in realtà spesso è seghettato e non uniforme.

Osserva anche la lamina e nota le differenze tra la pagina superiore e quella inferiore.

• Scopri le nervature sia con la vista che con il tatto: di solito sono in rilievo e si possono toccare.

• Usa una torcia e prova a illuminare la foglia da sotto mentre la osservi con la lente o il microscopio: che cosa noti?

MARGINE FOGLIARE

intero

seghettato

sinuoso

crenato

dentato

pennato

I fiori

Osserva prima di tutto il fiore intero.

Com’è fatto? Assomiglia a quello riportato nell’immagine a pagina 77 o no?

Perché?

Riesci a riconoscere le sue parti come gli stami, il pistillo e l’ovario?

Se il fiore che hai raccolto non assomiglia troppo a quello di pagina 77, probabilmente ti trovi di fronte non a un vero fiore, ma a un’infiorescenza. Per esempio, le margherite o i girasoli sono infiorescenze cioè un insieme di tanti piccolissimi fiorellini ravvicinati tra loro. Se osservi bene con la lente o con il microscopio un’infiorescenza, scoprirai che i veri fiori (con tutte le parti descritte come le hai studiate) sono in realtà quelli piccolissimi che stanno al centro.

Osserva un fiore e prova a sezionarlo con una pinzetta, separando le varie parti: i petali, gli stami, il pistillo con l’ovario, lo stelo.

Osserva con attenzione le varie parti, per esempio il polline sopra alle antere oppure lo stimma. Se riesci, prova a sezionare l’ovario e a guardare al suo interno: potresti trovare diversi ovuli.

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a TU per TU con... LA BOTANICA

I vegetali

ESPERIMENTO

I semi Raccogli diversi tipi di semi e prova a classificarli secondo un criterio che sceglierai, per esempio in base alla forma o alla grandezza.

Osserva da vicino il seme e cerca di capire da dove, secondo te, potrebbe iniziare a germinare: qual è il punto da cui uscirà il primo germoglio?

Se vuoi, puoi provare a piantarlo e cercare di capire se hai indovinato.

Inoltre, osserva com’è fatto il seme e se possiede degli elementi che ti fanno capire come è stato trasportato: per esempio, alcuni semi sono stati estratti da un frutto, mentre altri hanno protuberanze che permettono di volare con il vento o altri ancora sono molto leggeri e sottili.

Acero.

Tarassaco.

Bardana.

Kiwi.

Fragole.

I frutti Procurati alcuni frutti e osservali.

Hanno un seme? Se sì, dove? Com’è fatto?

Che grandezza ha? Quali sono le sue caratteristiche? Ce n’è uno solo o più di uno?

Il seme è all’interno (come nella mela o nell’arancia) o all’esterno (come nella fragola)?

Osserva anche la sua buccia (se ce l’ha) e la sua polpa, cioè la parte che puoi mangiare.

Come sono fatte? Di che colore sono? Che sapore o profumo hanno? Com’è la buccia al tatto?

Melograno.

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I vegetali

La classificazione dei vegetali I vegetali non sono tutti uguali: li possiamo classificare in base al loro modo di riprodursi.

Le piante, infatti, si dividono in due gruppi: • le piante semplici, come le alghe, le felci e i muschi, che si riproducono con le spore, simili a piccolissimi granelli; • le piante complesse, che si riproducono attraverso i semi. Le piante complesse sono a loro volta distinte in angiosperme e gimnosperme.

PIANTE SEMPLICI

ALGHE

Sono le principali produttrici di ossigeno.

GIMNOSPERME

MUSCHI

FELCI

Sotto le loro foglie si formano gli sporangi da cui escono le spore, che daranno vita a nuove piante.

Si riproducono mediante spore.

PIANTE COMPLESSE

Piante senza fiori con “semi nudi” a diretto contatto con l’aria; possono raggiungere dimensioni eccezionali.

ANGIOSPERME

Piante a semi racchiusi nell’ovario; sono il gruppo più numeroso e vario.

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I vegetali Le piante complesse, inoltre, si classificano in base al fusto o alle foglie.

A seconda del tipo di fusto, le piante si distinguono in: • alberi, se hanno un fusto legnoso principale e dei rami che partono da esso formando la chioma (insieme di rami e foglie); • arbusti, con un fusto legnoso ma con i rami che partono direttamente dal terreno: non c’è quindi un fusto principale; • piante erbacee o erbe, non hanno un fusto legnoso, ma molto sottile, flessibile e verde.

Albero.

Arbusto.

Pianta erbacea.

Piante sempreverdi.

Se invece consideriamo le foglie, le piante si classificano in: • sempreverdi, le piante che durante l’autunno o l’inverno non lasciano cadere le foglie, ma le mantengono più o meno costanti durante tutto l’anno. I sempreverdi perdono e rinnovano comunque le foglie gradualmente, ma non tutte nello stesso periodo; • caducifoglie, piante che, durante l’autunno e Piante caducifoglie.

l’inverno, perdono le foglie per difendersi dal freddo: il gelo, infatti, distruggerebbe le cellule delle foglie, impedendo alla pianta di produrre il nutrimento. Le piante caducifoglie, quindi, in inverno rallentano le loro funzioni vitali (un po’ come gli animali che vanno in letargo) e attendono l’arrivo delle temperature più calde per germogliare.

Quaderno pp. 137-138

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L’ANGOLO della ZOOLOGIA Konrad Lorenz Konrad Lorenz fu uno zoologo e fondò la moderna etologia, cioè lo studio del comportamento degli animali nel loro ambiente naturale (essere umano compreso).

Egli osservò e studiò a lungo diverse specie di animali, scrivendo le sue più interessanti scoperte.

Dai suoi studi più importanti nacque il concetto di imprinting. Tutti gli animali hanno alcuni comportamenti istintivi, che nessuno insegna loro e che sono già presenti fin dalla nascita, ma ce ne sono altri che vengono invece appresi alla nascita.

Lorenz studiò il comportamento di alcune piccole anatre appena nate. Grazie alle sue osservazioni e ai suoi studi spiegò che nel comportamento animale esiste una forma di apprendimento che in alcune specie animali avviene nei primissimi momenti di vita, l’imprinting appunto, e li aiuta a stabilire, entro pochissime ore dalla nascita, chi è il proprio genitore.

In particolare, alcuni uccelli e mammiferi appena nati imparano a seguire il primo essere vivente che vedono. Normalmente questo essere vivente è la loro mamma e seguirla li tiene al sicuro e fa aumentare le loro possibilità di sopravvivere.

Nel suo libro L’anello di re Salomone, Lorenz raccontò dell’oca Martina e di come, appena uscita dal suo uovo, iniziò a seguirlo dappertutto pensando che lui fosse la sua mamma. Lo scienziato provò anche ad avvicinare l’oca Martina alla sua vera mamma, ma tutti i tentativi fallirono. Così Konrad Lorenz scoprì che l’imprinting è un fenomeno irreversibile e rimane tutta la vita (infatti l’oca Martina continuò a seguirlo finché diventò adulta).

Contenuti digitali

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Che cos’è la zoologia?

La zoologia è la scienza che studia gli animali: il loro comportamento, come vivono, come si riproducono e come si adattano all’ambiente.

Lo zoologo o la zoologa svolge il suo lavoro con gli animali nel proprio habitat naturale, in laboratorio o in parchi e riserve. Si occupa anche di classificare gli animali che vivono in determinate aree.

a TU per TU con... LA ZOOLOGIA

Osserva da vicino piccoli animali, come per esempio lombrichi, formiche o bruchi che puoi trovare in giardino.

Come sono fatti?

Quali parti del corpo riesci a riconoscere?

Descrivili il più minuziosamente possibile e descrivi anche qualcosa sul loro comportamento: come si muovono, come si nutrono, come interagiscono con il loro ambiente di vita.

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GLI ANIMALI

La classificazione degli animali Il regno degli animali è formato da una grandissima varietà di organismi: è il più ampio tra i regni e comprende circa due milioni di specie conosciute.

Gli animali vengono classificati in due grandi categorie, a seconda di un’importante caratteristica fisica (che riguarda il loro corpo) e cioè la presenza o l’assenza di uno scheletro interno: • i vertebrati, cioè gli animali che possiedono scheletro interno e colonna vertebrale; • gli invertebrati, cioè gli animali che non possiedono uno scheletro interno.

ANIMALI VERTEBRATI

PESCI

ANFIBI

RETTILI

UCCELLI

MAMMIFERI

ANIMALI INVERTEBRATI

PORIFERI

CELENTERATI

MOLLUSCHI

CROSTACEI

ECHINODERMI

ARACNIDI

INSETTI

ANELLIDI

ARTROPODI

MIRIAPODI

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Gli animali

I vertebrati

Colonna vertebrale

Gli animali vertebrati possiedono un siste1

ma scheletrico 1 all’interno del corpo, cioè una “impalcatura” che lo sostiene e che protegge gli organi interni. Il nome “vertebrati” deriva da “vertebre”, le ossa che formano la colonna vertebrale: essa è l’asse principale intorno a cui si sviluppa lo scheletro. I vertebrati, inoltre, possiedono anche strutture che proteggono il corpo esternamente. La maggior parte dei pesci è ricoperta da scaglie dure, i rettili da squame, gli uccelli da penne e piume, i mammiferi da peli.

Il corpo dei vertebrati ha una struttura simmetrica e quasi tutti presentano il corpo diviso in capo, tronco e arti.

Il capo è composto dalla testa che contiene il cervello e alcuni organi di senso (come gli occhi).

Nel tronco ci sono la maggior parte degli organi interni (come cuore, stomaco, intestino, polmoni).

Gli arti possono essere zampe, come nei vertebrati

2

terrestri, ma possono anche essere ali, come negli uccelli o nei pipistrelli, o pinne, come nei pesci. Un solo gruppo di vertebrati è privo di arti: i serpenti.

I vertebrati regolano la temperatura del proprio corpo in due modi diversi: 3

• gli animali eterotermi 2 (a sangue “freddo”, come rettili, anfibi e pesci) variano la temperatura corporea in base alla temperatura esterna; • gli animali omeotermi 3 (a sangue “caldo”, come uccelli e mammiferi) mantengono costante la temperatura corporea, indipendentemente dall’ambiente esterno.

a TU per TU con... LO STUDIO

Nel testo, sottolinea la spiegazione di ogni termine elencato e, per ciascuno, scrivi il nome di qualche animale.

• Animali vertebrati • Animali eterotermi • Animali omeotermi

....................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................

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Gli animali

La classificazione dei vertebrati I vertebrati vengono suddivisi in cinque gruppi.

1 PESCI Sono animali acquatici e sono eterotermi. Per respirare l’ossigeno sciolto nell’acqua usano le branchie. Hanno il corpo affusolato che facilita il movimento nell’acqua: muovono le pinne e si spingono in avanti con la coda. Per spostarsi verso l’alto o il basso, utilizzano la vescica natatoria, una specie di sacco che si riempie e si svuota di aria, permettendo di scendere o salire.

Il loro corpo è ricoperto di scaglie, piccoli dischi rigidi coperti da una sostanza viscida: sul dorso sono più scure che sul ventre, per mimetizzarsi.

I pesci sono in maggior parte ovipari, cioè si riproducono deponendo le uova, ma esistono anche pesci ovovivipari, come alcuni squali, che custodiscono le uova nel proprio corpo fino al momento di far nascere i piccoli.

2 ANFIBI

3 RETTILI

Gli anfibi (rospi, rane, salamandre, tritoni)

Tutti i rettili (serpenti, lucertole, tartarughe,

sono animali eterotermi che vivono in luo-

coccodrilli…) sono animali eterotermi. Respi-

ghi umidi. Il loro nome vuol dire che vivono

rano con i polmoni e la loro pelle è ricoperta

da due parti (anfi significa “da due parti” e bio

da squame (serpenti) o da piastre ossee (tar-

significa “vita”). Infatti, durante la loro vita si

tarughe). La pelle squamosa si rinnova perio-

trasformano: da piccoli sono acquatici e re-

dicamente attraverso la muta.

spirano con le branchie; da grandi diventa-

Alcuni rettili, come i coccodrilli, hanno quat-

no terrestri, respirando con polmoni e pelle.

tro zampe corte e robuste; altri, come i ser-

Questa trasformazione si chiama metamorfo-

penti, non hanno zampe e strisciano sul ven-

si. Gli anfibi sono animali ovipari.

tre. La maggior parte di essi è ovipara.

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Gli animali

4 UCCELLI

5 MAMMIFERI

Tutti gli uccelli hanno due ali, due zampe,

I mammiferi sono animali omeotermi: i peli

un becco, che ha una forma diversa a secon-

ricoprono e tengono caldo il corpo. Vivono in

da della loro alimentazione, e respirano con i

tutti gli ambienti terrestri e possiedono quat-

polmoni. Hanno il corpo ricoperto da penne

tro arti, ma in quelli acquatici (come i delfini)

(per il volo) e piume (per mantenere la tempe-

gli arti si sono trasformati in pinne.

ratura del corpo costante) e sono omeotermi.

Respirano attraverso i polmoni, hanno il cra-

Hanno sacche d’aria che si trovano in mol-

nio piuttosto grande e denti di forma diversa

te ossa e li aiutano a respirare. Le ossa sono

a seconda del tipo di alimentazione.

quindi cave, cioè vuote, e li rendono più adatti

Sono vivipari: le femmine partoriscono i

al volo, così come la testa piccola e leggera.

cuccioli e li allattano attraverso le ghiandole

Sono ovipari e, in quasi tutte le specie, le uova

mammarie, da cui deriva la parola mammi-

sono accudite dai genitori in un nido creato

feri. I piccoli dei marsupiali (koala, cangu-

appositamente. I pulcini appena nati vengono

ri…) continuano lo sviluppo nel marsupio,

sfamati dai genitori.

una sacca sul corpo della madre.

a TU per TU con... LO STUDIO

Scrivi il nome di almeno due animali per ogni definizione.

• È un mammifero acquatico. ................................................................................................................................................................................................

• Respira solo e sempre tramite le branchie. ..........................................................................................................................................................

• Nasce da uova e subisce la metamorfosi. ..............................................................................................................................................................

• Ha il corpo ricoperto da squame e non ha zampe. .....................................................................................................................................

• Allatta i suoi cuccioli. .....................................................................................................................................................................................................................

• Ha le ossa cave. .....................................................................................................................................................................................................................................

• È dotato di vescica natatoria. ..................................................................................................................................................................................................

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Gli animali

La classificazione degli invertebrati Gli animali invertebrati non hanno un sistema scheletrico e hanno caratteristiche differenti: alcuni hanno un corpo molle; altri possiedono un rivestimento esterno che li protegge che viene chiamato esoscheletro; altri ancora sono protetti da una o due conchiglie.

Sono suddivisi in sei gruppi in base alla conformazione del corpo, a come si riproducono, a dove vivono, a come si nutrono…

1 PORIFERI

2 CELENTERATI

I poriferi solitamente vivono nel mare, sui

I celenterati sono quasi tutti animali marini

fondali, attaccati a rocce... I poriferi sono co-

che hanno in comune un’apertura circondata

nosciuti anche come spugne. Il loro corpo è

da tentacoli, spesso urticanti come quelli di

a forma di sacco con piccole aperture (pori),

molte meduse. Anche i coralli sono celentera-

attraverso le quali entra l’acqua ricca di so-

ti: la parte esterna è una struttura che proteg-

stanze nutritive ed esce quella con le sostanze

ge l’animale.

di rifiuto.

3 MOLLUSCHI Alcuni molluschi vivono nell’acqua, altri sulla terraferma nei luoghi umidi.

I molluschi hanno un corpo molle. Nelle chiocciole è ben visibile il guscio (conchiglia) in cui si ritirano in caso di pericolo. Cozze e vongole sono protette da due conchiglie unite tra loro.

Altri molluschi, come il polpo, non hanno conchiglia esterna e possiedono numerosi tentacoli.

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Gli animali

4 ECHINODERMI

5 ANELLIDI

Gli echinodermi sono animali marini

Alcuni anellidi sono marini, altri vivono

come i ricci e le stelle di mare.

in acqua dolce, altri nei terreni

Hanno il corpo ricoperto

umidi, come il lombrico.

di spine (stelle marine)

Il corpo è diviso in tanti

o di aculei (ricci di mare).

segmenti a forma di anello

Hanno due aperture:

che si allungano e si accorciano,

la bocca, in genere verso

permettendo così il movimento.

il basso, e l’ano, che espelle le sostanze di rifiuto.

6 ARTROPODI Gli artropodi vivono ovunque. Il loro corpo possiede appendici articolate: zampe, antenne e chele composte da segmenti che si possono muovere e piegare.

Gli artropodi possiedono l’esoscheletro, che non cresce con il corpo, perciò va

1

cambiato durante la crescita: è il fenomeno della muta. Molti artropodi, prima di diventare adulti, subiscono una serie di trasformazioni, dette metamorfosi.

Gli artropodi si suddividono in quattro gruppi.

1 Gamberi, granchi e aragoste sono crostacei. Questi artropodi sono protetti da una corazza. Delle cinque paia di zampe che possiedono, le prime due funzionano come pinze.

2

2 Gli insetti (mosche, api, farfalle...) sono gli animali più numerosi in assoluto; Hanno il corpo diviso in tre parti: capo, torace e addome. Tutti gli insetti hanno tre paia di zampe, molti hanno le ali. Sul capo hanno le antenne e i loro occhi sono formati da tanti occhi più piccoli.

3 Gli aracnidi, come i ragni, le zecche, gli acari, hanno il corpo diviso

3

a TU per TU con... LO STUDIO

in due parti. Hanno quattro paia di zampe e non possiedono antenne.

4 I miriapodi hanno il corpo allungato e moltissime zampe. Sono comunemente chiamati millepiedi o centopiedi.

4

Cerca nei testi le informazioni per descrivere i gruppi di invertebrati.

Segui quest’ordine: • nome del gruppo; • esempi di animali che ne fanno parte; • ambiente in cui vivono; • aspetto fisico; • altre caratteristiche.

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Gli animali

Le funzioni vitali negli animali Come respirano

1

Tutti gli animali, vertebrati e invertebrati, acquatici e di terraferma, respirano, ma gli organi e il tipo di respirazione dipendono dalle caratteristiche dell’ambiente in cui vivono: gli animali terrestri assorbono l’ossigeno presente nell’aria, quelli acquatici l’ossigeno disciolto nell’acqua.

I mammiferi, gli uccelli, gli anfibi adulti e i rettili respirano con i polmoni 1 , due organi spugnosi che si trovano all’interno del corpo: quando l’aria viene inspirata, i polmoni si gonfiano per farla entrare e, per farla uscire, si restringono.

I pesci prendono l’ossigeno dall’acqua che entra dalla bocca ed esce dalle branchie 2 , che trattengono l’ossigeno.

Gli insetti respirano con le trachee 3 , tubicini molto sottili che attraversano il corpo dell’animale e comunicano all’esterno con dei piccoli fori, gli stigmi.

Organismi più semplici, come i lombrichi, respirano attraverso la pelle.

2 acqua in ingresso

branchie

3

acqua in uscita

a TU per TU con... LO STUDIO

Scrivi il nome di almeno due animali per ogni caratteristica.

• Respirano con la pelle. ...............................................................................................................................................................................................................................................

• Respirano con i polmoni. .......................................................................................................................................................................................................................................

• Respirano con le branchie. .................................................................................................................................................................................................................................

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Gli animali Come si nutrono Gli animali, al contrario dei vegetali, non sono capaci di produrre da soli il proprio nutrimento e si nutrono di altri esseri viventi: sono eterotrofi.

A seconda di ciò che mangiano, gli animali si distinguono in: • erbivori, se si nutrono di vegetali o parti di essi (radici, foglie…), come i conigli, i cavalli, gli elefanti, le giraffe…; • carnivori, se si nutrono di altri animali, come le aquile, i leoni, i ragni, gli squali, i gatti…; • onnivori, se si nutrono sia di vegetali sia di animali, come gli esseri umani, i maiali, gli orsi, le volpi, le galline…

I mammiferi erbivori 1 hanno incisivi taglienti per strappare i ciuffi d’erba e grandi molari piatti per triturarla.

I mammiferi carnivori 2 hanno canini affilati per afferrare e trattenere le prede e grandi molari per masticare i muscoli e le ossa.

I mammiferi onnivori 3 hanno la dentatura che presenta le caratteristiche sia di quella degli erbivori sia di quella dei carnivori.

1

dentatura deglidentatura erbivori Dentatura degli dentatura degli erbivori deglierbivori erbivori

2

3

dentaturadentatura dei carnivori Dentatura dei dentatura deicarnivori carnivori dei carnivori

dentatura deglionnivori onnivori Dentaturadentatura degli dentatura degli onnivori degli onnivori

Come si muovono Quasi tutti gli animali compiono spostamenti anche importanti da un luogo all’altro per procurarsi cibo, nascondersi dagli attacchi dei predatori, riprodursi…

Gli animali vertebrati si muovono utilizzando i loro arti: zampe, ali o pinne.

Anche gli animali invertebrati hanno modi diversi per muoversi: possono utilizzare le ali come molti insetti, oppure le zampe oppure lasciarsi trasportare dal vento (come i ragni) o dalle correnti marine (come le meduse o gli anemoni).

Quaderno p. 140

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Gli animali Come comunicano Gli animali comunicano attraverso linguaggi diversi: • molti usano un linguaggio sonoro, cioè emettono suoni specifici (versi) che servono a chiamare i compagni, a segnalare pericoli, a spaventare i nemici. La scimmia urlatrice, per esempio, comunica con forti grida udibili a chilometri di distanza; • tra gli animali esiste anche un linguaggio chimico fatto di odori particolari che vengono emessi dal corpo. Cani e gatti usano gli odori per delimitare il territorio, la puzzola emette odori sgradevoli per allontanare i nemici…; • il linguaggio del corpo spesso serve per attrarre la femmina; per questo, per esempio, il maschio del pavone mette in mostra le sue penne variopinte.

Come si riproducono

1

Quasi tutti gli animali si riproducono attraverso la fecondazione: dall’unione di due cellule, una femminile e una maschile, si forma l’embrione, cioè un nuovo organismo che, dopo una serie di trasformazioni, diventa un animale.

Negli animali vivipari, come gli esseri umani e i mammiferi, l’embrione si sviluppa all’interno del corpo della femmina; questi animali partoriscono cuccioli che non sono in grado di provvedere a sé stessi: la madre li nutre e li accudisce.

Negli animali ovipari 1 , l’embrione si sviluppa all’interno di un uovo deposto dalla femmina,

Il guscio ha la funzione di proteggere il suo contenuto.

L’albume è la principale fonte di cibo, composta per lo più da proteine. Il tuorlo è la fonte di nutrimento per il pulcino. Il liquido amniotico protegge l’embrione e gli permette di muoversi. La camera d’aria impedisce l’ingresso di batteri.

nutrendosi delle sostanze contenute nell’uovo stesso. Una volta che il piccolo si è sviluppato, rompe il guscio a colpi di becco ed esce.

Negli animali ovovivipari, l’embrione si sviluppa in un uovo che resta protetto all’interno del corpo della femmina fino al momento della schiusa, quando i nuovi esemplari escono già formati e autosufficienti.

96

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Gli animali

Catene e reti alimentari In base a ciò che mangiano, gli esseri viventi svolgono un ruolo all’in-

1

PRODUTTORI

terno dell’ecosistema in cui vivono (approfondiremo questo argomento a pagina 104). Si creano così delle catene alimentari 1 in cui le relazioni tra i viventi sono collegate come anelli di una catena.

Il primo anello è costituito dai produttori: sono i vegetali, organismi autotrofi, in grado di produrre da soli il proprio nutrimento.

Nei tre anelli successivi si trovano i consumatori: • gli animali erbivori si cibano di vegetali, quindi sono consumato-

CONSUMATORI

ri primari; • gli animali carnivori si nutrono di animali erbivori, quindi sono i consumatori secondari; • gli animali carnivori che si cibano di animali carnivori appartengono ai consumatori terziari.

L’ultimo anello è costituito dai decompositori, a cui appartengono batteri, insetti, vermi e funghi, cioè organismi in grado di trasformare i resti di vegetali e animali morti (materia organica) in sostante nutritive (materia inorganica) per i vegetali… e la catena ricomincia.

Un insieme di catene alimentari collegate tra loro costituiscono una rete alimentare 2 . Ogni rete alimentare mantiene come punto di partenza i produttori (vegetali), ma ogni essere vivente può essere sia consumatore sia preda, quindi può far parte di catene alimentari che si intrecciano tra loro in una sorta di rete. è mangiato da

DECOMPOSITORI

2

a TU per TU con... LO STUDIO

punto di partenza

Utilizza le immagini di questa pagina per esporre a voce che cosa sono le catene e le reti alimentari.

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Storytelling UNA GRANDE PASSIONE PER GLI ANIMALI II giardino dietro casa nascondeva veri e propri tesori: nidi, gallerie scavate dalle talpe, formicai e stagni. La natura selvaggia era a portata di mano.

Un giovane riccio aveva varcato il nostro cancello.

Lo infilai nel grembiule, lo battezzai Dick e lo nutrii di latte e uova fresche. Mangiò di buon appetito dal momento in cui scoprii il suo debole per le lumache.

Dick si acciambellò nel nido di foglie che gli avevo preparato e non si mosse più. Spiegai a Tabitha che era entrato in letargo. Elaborai allora la riflessione che anche i vermi e le lumache di cui si nutrono ricci e uccelli erano a loro volta animali e che quindi, in quanto tali, meritavano tutto il mio interesse. Forse ne avrebbero fatto a meno, se avessi chiesto la loro opinione.

Un mattino di pioggia raccolsi una bella quantità di chiocciole striate, talvolta gialle, talvolta marroni. Le misi in un vaso foderato di foglie di lattuga e rimasi a osservarle. Le guardavo scavalcarsi e appiccicarsi, oppure cercare la libertà arrampicandosi fino ai bordi del vaso. Quando ci arrivavano, le staccavo e le rimettevo al punto di partenza, immaginando la loro delusione. Non avevo cattive intenzioni, ce n’era una gialla piccolina con il guscio bucato, che mi ispirava veri slanci di compassione. La sua salute mi dava parecchi pensieri, con quel buco nel guscio, di sicuro viveva in una perenne corrente d’aria.

Formulai un’ipotesi sorprendente per una bambina di sette anni.

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Una grande passione per gli animali

Sapevo che la coda delle lucertole ricresce. Perché una chiocciola non poteva fare la stessa cosa con il guscio?

Forse bastava fornirle il necessario per ricostruirlo? Aggiunsi quindi al suo cibo abituale il guscio di un uovo. Lei mangiò il guscio e poté richiudere il suo, che si saldò proprio come fanno le nostre ossa.

Diventai anche una specialista di girini. Lo stagno in giardino me ne forniva moltissimi che pescavo con un barattolo di vetro, macchiando di fango l’orlo della gonna.

Veder cadere la coda e spuntare le zampe di un girino è qualcosa di meraviglioso. Avevo potuto allestire, grazie a Mary, la cuoca, un terrario in cui un piatto da dessert fungeva da stagno. Ci feci crescere una graziosa raganella verde mela di appena cinque centimetri, dal carattere così ostinato che non voleva mai cantare per me. Avrebbe potuto tenermi compagnia, ma ci lasciammo bruscamente un giorno in cui l’avevo portata in giardino per godersi i primi raggi di sole primaverile. E invece ne approfittò per saltare fuori dal vaso. Gridai disperata, ma il richiamo della Natura fu più forte. In tre salti scomparve dalla mia vita.

Nel mio ottavo anno di vita, cominciai a raccogliere in un quaderno tutte le osservazioni che facevo sul mio piccolo mondo. Completavo le note scientifiche con disegni che forse abbellivano un po’ la realtà.

Marie-Aude Murail, Miss Charity, Giunti

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Storytelling Vertebrati o invertebrati?

Nel brano vengono citati o descritti alcuni animali.

Sottolineali nel testo.

Inserisci in tabella il loro nome nella colonna adatta, scrivendo accanto anche il gruppo a cui appartengono (per esempio, merlo uccelli).

ANIMALE

GRUPPO A CUI APPARTIENE

ANIMALE

GRUPPO A CUI APPARTIENE

.......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... ............................................................................. .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... .............................................................................

Osservazione in giardino Recati in giardino o in uno spazio verde e guardati intorno.

Quali animali riesci a osservare? Scrivi i loro nomi nel riquadro qui sotto. ...................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................................................

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Una grande passione per gli animali Carta d’identità di un animale Scegli un animale che hai osservato direttamente in giardino e descrivilo attraverso tutti i dettagli e le informazioni che riesci a ricavare dall’osservazione o documentandoti su libri o Internet. Segui il modello che trovi qui sotto.

Nome dell’animale

...............................................................................................................................................................................................

Vertebrato o invertebrato?

...............................................................................................................................................................................................

Gruppo di appartenenza

...............................................................................................................................................................................................

Colore

...............................................................................................................................................................................................

Ha zampe? Se sì, quante?

...............................................................................................................................................................................................

Ha un esoscheletro oppure uno scheletro? O entrambi?

...............................................................................................................................................................................................

Breve descrizione delle parti del suo corpo

...............................................................................................................................................................................................

In quali ambienti vive?

...............................................................................................................................................................................................

È erbivoro, carnivoro o onnivoro?

...............................................................................................................................................................................................

Con quali organi respira?

...............................................................................................................................................................................................

È oviparo, viviparo o ovoviviparo?

...............................................................................................................................................................................................

In che modo si muove?

...............................................................................................................................................................................................

Scrivi altre informazioni e curiosità che hai scoperto osservando l’animale

...............................................................................................................................................................................................

Riflessione personale Perché a un certo punto Miss Charity dice: “Meritavano tutto il mio interesse.

Forse ne avrebbero fatto a meno, se avessi chiesto la loro opinione.”?

Secondo te, perché la raganella di Miss Charity, appena sente i raggi del sole, scappa senza farsi più trovare?

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L’ANGOLO dell’ECOLOGIA Rachel Carson Rachel Carson, scienziata americana nata agli inizi del 1900, fin da bambina fu amante della natura. Diventò biologa e zoologa e fece numerosi studi che la portarono a pubblicare alcuni libri e articoli per riviste scientifiche.

Intorno al 1940 iniziò a studiare gli effetti sull’agricoltura dei pesticidi (sostanze che vengono utilizzate per eliminare microrganismi dannosi e migliorare i raccolti). In quel periodo, infatti, molti agricoltori avevano iniziato a spargere sui campi delle vere e proprie nubi di insetticidi per combattere un’invasione di formiche.

Rachel Carson si domandò se questi pesticidi potessero essere dannosi per l’ambiente, le piante, gli animali e le persone e scoprì proprio che essi erano molto inquinanti e pericolosi per diverse specie animali. Molti pesci morivano perché si cibavano degli insetti avvelenati dai pesticidi e, più la catena alimentare saliva (altri animali si cibavano dei pesci avvelenati e così via, fino ad arrivare anche all’essere umano) più le sostanze tossiche presenti nei pesticidi si trasferivano di organismo in organismo.

Molti scienziati e molte scienziate aiutarono Rachel Carson a trovare prove che mostrassero la tossicità di queste sostanze.

Carson scrisse così un libro intitolato Primavera silenziosa in cui denunciò la pericolosità delle sostanze tossiche presenti nei pesticidi e il rischio per l’ambiente e gli esseri viventi. Molte aziende produttrici di pesticidi la minacciarono dicendo che le sue ricerche erano false. Ma dopo alcuni anni il mondo scientifico le diede ragione e costrinse gli Stati a stabilire delle regole sull’uso dei pesticidi.

Rachel Carson fu una delle fondatrici del movimento ambientalista, un gruppo di persone che si impegnano per salvaguardare il nostro Pianeta dall’inquinamento che fa del male, oltre che alla natura, anche all’essere umano e agli esseri viventi in generale.

Contenuti digitali

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Che cos’è l’ecologia?

L’ecologia è la scienza che studia gli ecosistemi e il rapporto tra i diversi esseri viventi e l’ambiente circostante.

In particolare, l’ecologia si occupa di analizzare le varie specie presenti in un certo ambiente naturale e i rapporti che le varie specie hanno tra loro (per esempio preda-predatore), di ricostruire in laboratorio gli ambienti da studiare, di capire come salvaguardare uno specifico ecosistema dando indicazioni su come rispettarlo e non comprometterlo.

L’ecologia studia anche l’impatto ambientale degli interventi umani sugli ambienti, cioè le possibili conseguenze sugli ecosistemi naturali: avverte dei rischi e suggerisce rimedi e soluzioni. L’ecologia è quindi una scienza fondamentale per garantire la sopravvivenza degli ecosistemi.

a TU per TU con... L'ECOLOGIA

Con i compagni e le compagne, scegliete nel vostro territorio un ambiente facilmente osservabile (il giardino della scuola, un parco nei dintorni, un bosco, un corso d’acqua, una spiaggia…).

Per prima cosa descrivete tutti gli elementi dell’ambiente e annotateli.

• Dove si trova l’ambiente e com’è fatto?

• Quali elementi non viventi ci sono?

• Quali vegetali e animali popolano questo ambiente?

• Quali sono gli eventuali elementi artificiali?

• Gli organismi che lo popolano possono vivere bene?

• Ci sono elementi di inquinamento o che disturbano la vita degli esseri viventi?

• Quali comportamenti da parte nostra aiuterebbero a salvaguardare l’ambiente e a far stare meglio gli organismi che lo popolano?

Insieme, stilate un elenco di regole da rispettare in quel determinato ambiente per rispettarlo, non rovinarlo e mantenerlo il più possibile privo di inquinamento e di disturbo per gli esseri viventi che lo popolano.

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AMBIENTI ED ECOSISTEMI

Il nostro Pianeta comprende vari tipi di ambienti naturali che possono essere terrestri (deserto, savana, foresta, steppa…) e acquatici (mari e oceani, stagni, laghi, fiumi…).

La rete di tutti gli organismi viventi (vegetali, animali, batteri…) e dei non viventi (acqua, aria, suolo…) che si trovano in un determinato ambiente costituisce un ecosistema. In un ecosistema, tutti gli elementi sono collegati tra loro e si influenzano a vicenda: quando anche solo un elemento viene meno, l’intero equilibrio si spezza e l’ecosistema si modifica inesorabilmente.

Gli esseri viventi di un ecosistema costituiscono i fattori biotici, mentre gli elementi non viventi (luce, temperatura, acqua, suolo…) sono i fattori abiotici.

In un ecosistema, le relazioni tra fattori biotici e abio-

L’ecosistema della savana.

tici sono forti: alcune specie di vegetali, per esempio, si sviluppano solo in determinati tipi di suolo e in certe condizioni di umidità o di esposizione alla luce solare; questo influenza, a sua volta, la presenza di animali che si cibano dei vegetali presenti e così via.

L’habitat è il particolare tipo di ambiente in cui vive un determinato gruppo di organismi ed è formato dall’insieme della flora, della fauna, del suolo e dei fattori climatici a cui questi organismi si sono adattati.

La varietà di ecosistemi e delle relative specie viventi costituisce la biodiversità.

L’ecosistema del fiume.

Lo stagno è un ecosistema che costituisce l’habitat ideale per una varietà di organismi animali (rane, rospi, bisce, libellule, zanzare, aironi, gallinelle d’acqua…) e vegetali (tife, ninfee, cannucce di palude…).

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Ambienti ed ecosistemi

Le caratteristiche degli ecosistemi Ogni ecosistema ha caratteristiche particolari che determinano la presenza di alcuni tipi di esseri viventi piuttosto che di altri e che dipendono da alcuni fattori: • il suolo (permeabile o impermeabile, la sua composizione…); • la luce (la quantità di luce che durante il giorno riceve l’ecosistema influenza soprattutto la crescita di alcuni vegetali); • la temperatura (il caldo o il freddo influenzano la vita degli organismi così come la temperatura variabile o costante nel corso della giornata o delle stagioni); • l’acqua (dolce o salata, la quantità presente anche sotto forma di precipitazioni, influisce sull’umidità dell’ambiente).

Una questione di equilibri Se però nell’ambiente avvengono eventi che sconvolgono l’ecosistema, come un incendio, l’ecosistema non riesce a ripristinare da solo il suo equilibrio e i predatori sono quelli che ne risentono maggiormente perché sono presenti nell’ecosistema in numero minore.

I cambiamenti nell’ecosistema possono dipendere da eventi naturali, ma molto più spesso sono provocati dall’essere umano. Anche la costruzione di una strada può influire sull’ecosistema, impedendo il passaggio degli animali, il deflusso dell’acqua e provocando, per esempio, zone di siccità o di ristagno. È molto importante, quindi, valutare attentamente l’impatto ambientale delle azioni dell’essere umano, prima di danneggiare drasticamente un ecosistema.

a TU per TU con... LO STUDIO

Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Che cos’è un ecosistema?

• Che cosa sono i fattori biotici e quelli abiotici?

• Che cos’è un habitat?

• Che cos’è la biodiversità?

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Ambienti ed ecosistemi

Le piramidi ecologiche La piramide ecologica è un disegno schematico che rappresenta le catene alimentari di ogni ecosistema.

Questo schema, composto da più gradini, permette di visualizzare l’equilibrio numerico tra i diversi organismi di un ecosistema: ogni gradino comprende un gruppo di viventi e a ogni passaggio verso l’alto il numero di individui diminuisce.

Se infatti ci fossero più erbivori che produttori, il numero di produttori diminuirebbe velocemente fino a scomparire e questo porterebbe anche alla morte progressiva degli erbivori e alla scomparsa dell’ecosistema.

Si stima che per far rimanere un ecosistema in equilibrio ecologico, il rapporto tra un gradino e quello successivo dovrebbe essere circa di 10 a 1: un individuo sul primo gradino in alto dovrebbe corrispondere a 10 individui sul secondo gradino, 100 sul terzo gradino, 1 000 sul quarto gradino e 10 000 sul quinto gradino.

ECOSISTEMA PRATO

In questi due livelli troviamo animali carnivori predatori che si cibano sia di erbivori sia di carnivori.

Gli animali in cima alla piramide vengono chiamati superpredatori.

SUPERPREDATORE CONSUMATORI TERZIARI

Sono gli animali carnivori che si cibano degli erbivori.

CONSUMATORI SECONDARI

Sono gli animali erbivori che si cibano direttamente dei produttori.

CONSUMATORI PRIMARI

Sono i vegetali (autotrofi).

PRODUTTORI a TU per TU con... LO STUDIO

Spiega con parole tue che cos’è una piramide ecologica e che cosa rappresenta.

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Educazione civica SOS: AMBIENTE Un ecosistema sano dipende dall’equilibrata relazione tra l’ambiente e tutti gli esseri viventi che lo popolano. Con le sue attività, l’essere umano ha modificato il proprio ambiente, talvolta alterando equilibri che hanno messo a rischio interi ecosistemi.

L’inquinamento di acqua, aria e suolo, l’uso massiccio della plastica e di imballaggi di polistirolo e di carta, l’utilizzo di pesticidi chimici e i rifiuti, soprattutto quelli chimici, minacciano la diversità ambientale rendendo un ecosistema più fragile.

Anche la deforestazione contribuisce ad alterare la salute di un ecosistema: oltre a perdere una preziosa fonte per la produzione di ossigeno, viene a mancare l’habitat naturale per molte specie animali. I mutamenti climatici, dovuti all’emissione di gas nell’atmosfera che modificano il riscaldamento globale, hanno fatto aumentare fenomeni come inondazioni, uragani, scioglimento dei ghiacciai, prolungati periodi di siccità con rischio di desertificazione, sconvolgendo la vita di tutti gli esseri viventi.

A difesa della biodiversità e degli equilibri naturali nei vari ambienti del nostro Pianeta, oltre all’impegno personale nell’assumere comportamenti ecologici a difesa dell’ambiente (raccolta differenziata dei rifiuti, consumo responsabile di acqua, gas, energia elettrica…), sono scesi in campo anche i governi di molte Nazioni, impegnandosi a mettere in atto politiche ambientalistiche per individuare dei comuni obiettivi, tra i quali: • ridurre le emissioni di gas che alterano il clima; • evitare lo spreco di risorse idriche; • ottimizzare il riciclo dei rifiuti; • ridurre l’uso della plastica; • aumentare l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili (energie solare, eolica…); • istituire un maggior numero di aree protette.

Con l’abbattimento di intere foreste per ricavare terreni agricoli o per costruire arterie stradali, fabbriche, edifici abitativi… viene alterato, e talvolta distrutto, il naturale equilibrio ecologico di un ambiente.

Quaderno pp. 143-144

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PAGINA CHIARA • Usa la sintesi per ripassare le tue conoscenze.

I VIVENTI

Piante, animali, esseri umani e organismi microscopici sono esseri viventi che compiono un ciclo vitale: nascono, si nutrono, respirano, crescono, si riproducono, si muovono, muoiono.

Tutti i viventi sono composti da cellule: anche esse compiono un ciclo vitale.

Le cellule animali e vegetali sono formate da membrana, citoplasma, nucleo.

Le cellule vegetali hanno anche la parete cellulare, i cloroplasti e i vacuoli.

I viventi si classificano in cinque regni.

Due regni comprendono organismi formati da una sola cellula: le monere e i protisti.

Gli altri tre regni comprendono organismi composti da più cellule: le piante e i funghi, che sono autotrofi (producono da soli il proprio nutrimento) e gli animali, che sono eterotrofi (si nutrono di altri organismi).

LE PIANTE

La maggioranza delle piante è formata da tre parti: radici, fusto, foglie.

Le piante producono il loro nutrimento da sole con la fotosintesi clorofilliana. Durante la fotosintesi clorofilliana, con la luce del Sole trasformano la linfa grezza (acqua e sali minerali) in linfa elaborata (sostanze nutritive).

Durante la fotosintesi clorofilliana le piante assorbono anidride carbonica e producono ossigeno.

Le piante con la respirazione durante il dì assorbono ossigeno e di notte rilasciano anidride carbonica.

Le piante con la traspirazione eliminano l’acqua in eccesso sotto forma di vapore acqueo attraverso gli stomi delle foglie.

• Le piante semplici sono i muschi, le felci e le alghe. Si riproducono tramite le spore.

• Le piante complesse si riproducono attraverso i semi: durante la fecondazione del fiore, il polline incontra un ovulo e si forma il seme.

Poi il seme cade a terra, germoglia e dà vita a una nuova pianta.

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PAGINA CHIARA Gli ANIMALI

Gli animali si classificano in: • vertebrati (mammiferi, anfibi, rettili, pesci, uccelli) che hanno uno scheletro interno; • invertebrati (poriferi, celenterati, molluschi, echinodermi, anellidi, artropodi) che non hanno uno scheletro interno.

Mammiferi, uccelli e rettili respirano con i polmoni; i pesci respirano con le branchie; molti invertebrati respirano con le trachee e alcuni con la pelle.

In base a ciò che mangiano, gli animali si classificano in: • erbivori, cioè si nutrono di vegetali; • carnivori, cioè si nutrono di altri animali; • onnivori, cioè si nutrono sia di vegetali sia di animali.

In base al modo di riprodursi, gli animali si classificano in: • vivipari, cioè si sviluppano e crescono nel corpo della madre; • ovipari, cioè si sviluppano e crescono nelle uova, che vengono covate; • ovovivipari, cioè si sviluppano e crescono nelle uova all’interno del corpo della madre dal quale nascono già formati.

CATENE E RETI ALIMENTARI

I viventi che abitano in uno stesso ecosistema sono legati tra loro da una catena alimentare formata da produttori, consumatori e decompositori.

Più catene alimentari intrecciate tra loro formano una rete alimentare.

AMBIENTI ED ECOSISTEMI

In ciascun ambiente del nostro Pianeta vivono un certo tipo di viventi e non altri. L’ambiente e gli organismi che lo popolano formano un ecosistema che è l’insieme dei fattori biotici (organismi viventi) e fattori abiotici (elementi non viventi: luce, temperatura, acqua, suolo).

Sulla Terra esistono numerosi ecosistemi naturali che possono essere terrestri o acquatici.

109 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 109

21/12/23 10:50

TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. protisti • organismi unicellulari • cinque regni • ciclo vitale • nascono • respirano • funghi • muoiono

i viventi

compiono un

possono essere

................................................................................ ................................................................................ ................................................................................

organismi pluricellulari

cioè come • ................................................................................

• si nutrono • ................................................................................

• crescono • si riproducono • si muovono • ................................................................................

• monere • ................................................................................

come

• ................................................................................

• piante • animali

insieme formano i

................................................................................ ................................................................................

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TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. angiosperme • anidride carbonica • fotosintesi clorofilliana • seme • radici • autotrofi • ossigeno • spore

LE PIANTE sono esseri viventi

.........................................................................................

cioè fabbricano il cibo attraverso la

......................................................................................... .........................................................................................

con cui assorbono

con cui producono

.........................................................................................

.........................................................................................

sono formate da

........................................................................................., tronco, foglie

SEMPLICI

possono essere

si riproducono attraverso le

.........................................................................................

COMPLESSE

si riproducono attraverso il

si classificano in .........................................................................................

........................................................................................., gimnosperme

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21/12/23 10:50

TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con le seguenti parole. onnivori • eterotrofi • pesci • celenterati • erbivori • anfibi • invertebrati • anellidi • mammiferi • rettili • poriferi • uccelli • carnivori

GLI ANIMALI sono esseri viventi

si classificano in

.........................................................................................

..............................................................., se si

..............................................................., se

..............................................................., se si nutrono

nutrono di altri animali

si nutrono di vegetali

sia di animali sia di vegetali

si distinguono in

VERTEBRATI

.........................................................................................

si classificano in

si classificano in

..............................................................., che vivono

in acqua e respirano con le branchie ..............................................................., che subiscono

una metamorfosi ..............................................................., con il corpo

ricoperto da squame e da placche ossee

................................................................, come le spugne

................................................................, come le meduse

molluschi echinodermi

..............................................................., che hanno

piume, penne, ali e becco ..............................................................., che allattano

i cuccioli con le mammelle

......................................................................, come il lombrico

artropodi

112 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 112

21/12/23 10:50

• Completa la mappa con le seguenti parole.

TAPPA IN MAPPA

erbivori • terziari • relazioni • decompositori • secondari • carnivori

LA CATENA ALIMENTARE rappresenta

le .................................................................. tra i viventi in base a ciò che mangiano

è formata da ........................................................................................., consumatori primari,

si nutrono di vegetali ........................................................................................., consumatori ..................................................................,

si nutrono di animali erbivori carnivori, consumatori .................................................................., si nutrono di animali carnivori ........................................................................................., che trasformano

la materia inorganica in materia

• Completa la mappa con le seguenti parole. biodiversità • abiotici • ambiente • viventi • biotici

gli ecosistemi sono formati

dalla rete di tutti i ........................................................... e non viventi di un determinato ..................................................................

comprendono fattori ........................................................... (esseri viventi)

costituiscono la

...............................................................................

fattori ........................................................... (luce, temperatura, acqua, suolo)

113 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 113

21/12/23 10:50

FACCIAMO IL PUNTO 1

Collega ogni branca della Scienza all’aspetto del quale si occupa.

BIOLOGIA

Studia come sono fatti i vegetali, quali sono le loro caratteristiche e il loro ruolo in natura.

BOTANICA

Si occupa dello studio del mondo animale in tutte le sue manifestazioni.

ZOOLOGIA

Studia le varie specie presenti in un certo ambiente naturale e i rapporti che le varie specie hanno tra loro e l’ambiente stesso.

ECOLOGIA

Studia i viventi, le loro parti e il modo in cui essi interagiscono con quanto li circonda.

2

Indica con una X l’affermazione esatta.

• Il mondo dei viventi è suddiviso in cinque regni che comprendono: aria, acqua, suolo, vegetali, animali. monere, protisti, funghi, piante, animali. piante, animali, funghi, batteri, alghe.

• Lieviti e muffe appartengono: al regno dei funghi. al regno delle monere. al regno delle piante.

3

In ogni gruppo di viventi c’è un intruso: circondalo e motiva la tua scelta.

spugna

polpo

coccinella

gatto

Motivazione ...............................................................................................................................

• La caratteristica comune a tutti i viventi è: il modo di alimentarsi. il modo di muoversi. il ciclo vitale.

• Tutti gli organismi viventi svolgono: le medesime funzioni vitali. lo stesso tipo di respirazione. la stessa modalità di riproduzione.

papavero

abete

girasole

fungo

Motivazione ...............................................................................................................................

114 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 114

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4

Completa le mappe con le seguenti parole. piante • foglie • ciclo • animali • semi • ossigeno • anidride carbonica • spore • respirano compiono

sono divisi in

I VIVENTI

un ....................................... vitale si nutrono

...........................................................

sono formati da cellule.

5 regni: monere; protisti (unicellulari); funghi; .............................................; e ............................................................. (pluricellulari).

LE PIANTE

sono formate

respirano

si riproducono

da radici, fusto e

consumando ....................................................................................... e liberando .............................................................................................

attraverso i ....................................... o le ..............................................................

..............................................

5

Utilizza i termini dell’immagine per completare le definizioni.

Pagina superiore Lamina Nervature

Pagina inferiore

Picciolo

• La parte più o meno estesa che presenta due superfici. ......................................................................................................................................................

• Piccoli canali in cui scorrono le sostanze nutritive. .......................................................................................................................................................................

• La parte che collega la foglia al ramo. ........................................................................................................................................................................................................

• La superficie in genere più scura e colpita dalla luce. ..............................................................................................................................................................

• La superficie di colore più chiaro che presenta gli stomi. .....................................................................................................................................................

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FACCIAMO IL PUNTO 6

Utilizza i termini dell’immagine per completare il testo.

Le cellule dei vegetali hanno alcune caratteristiche che le accomunano.

Oltre alla .............................................................................................................................................. un rivestimento che protegge la cellula e, allo stesso tempo, permette lo scambio con l’esterno di sostanze nutritive e di rifiuto, possiedono una ................................................................., cioè una struttura rigida che sostiene la cellula.

All’interno si distinguono: • il ............................................................................................................................, una parete densa e gelatinosa che contiene gli ..............................................................., ognuno dei quali svolge una funzione specifica.

Tra questi, i sono i .......................................................................................... che contengono la clorofilla, sostanza verde indispensabile alle piante per produrre il proprio nutrimento, e i ...............................................

• il ................................................................., una piccola massa centrale di forma sferica che dirige e controlla tutte le attività della cellula.

Nucleo

Citoplasma

Parete

Cloroplasti

Organelli

Membrana cellulare Vacuoli

7

Scrivi a quale gruppo di vertebrati appartengono gli animali e classificali in vivipari, ovipari ovovivipari.

Gruppo:

Gruppo:

Gruppo:

Gruppo:

Gruppo:

..........................................................

..........................................................

..........................................................

..........................................................

..........................................................

In base alla modalità di riproduzione:

In base alla modalità di riproduzione:

In base alla modalità di riproduzione:

In base alla modalità di riproduzione:

In base alla modalità di riproduzione:

..........................................................

..........................................................

..........................................................

..........................................................

..........................................................

116 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 116

21/12/23 10:50

8

9

Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

• Tutti gli animali vertebrati hanno gli arti.

• Tutti gli animali vertebrati hanno la colonna vertebrale.

• Tutti i rettili hanno le zampe.

• Appena nati, i pesci respirano con le branchie e da adulti con i polmoni.

• Nel corso della loro vita, gli anfibi subiscono un processo di metamorfosi.

• Tutti gli insetti sono invertebrati.

• Gli invertebrati non hanno uno scheletro interno al proprio corpo.

• I pesci e gli invertebrati non respirano con i polmoni.

• I rettili sono omeotermi, cioè hanno la temperatura del corpo sempre costante.

• Gli esseri umani sono mammiferi.

V V V V V V V V V V

F F F F F F F F F F

Osserva la rete alimentare dell’ecosistema bosco e completa le affermazioni.

Le frecce indicano “viene mangiato da”. astore

picchio rosso maggiore pigne

nocciole cincia

insetti

scoiattolo

volpe

arbusti scolitide

formica

rana

erba

cerbiatto

topo campagnolo

biscia d’acqua

• Lo scoiattolo si nutre di ............................................................................... e di ..............................................................................., quindi è un animale ............................................................................... .

• La biscia d’acqua cattura topi campagnoli e ..............................................................................., quindi un animale ............................................................................... .

• Il cerbiatto è una preda per la ............................................................................... che è un animale ............................................................................... .

• La cincia è un animale ............................................................................... perché si nutre di ............................................................................... .

RIFLETTO SUL MIO LAVORO

• Ti è piaciuto il percorso sugli esseri viventi?

• Quale aspetto ti è piaciuto di più? Perché? ...................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................

• Quali esercizi ti sono sembrati più semplici? Colora il quadratino di verde.

• Quali ti sono sembrati più difficili? Colora il quadratino di rosso.

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 117

117 21/12/23 10:50

il mio PERCORSO CHE COSA MI È PIACIUTO Quale branca delle Scienze ti ha maggiormente affascinato/a?

La biologia.

La botanica.

La zoologia.

L’ecologia.

Sai spiegare perché? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................

Quale argomento ti ha interessato di più? Ordina le tue scelte da 1 a 4.

La materia.

L’acqua.

L’aria.

Il suolo.

Motiva brevemente la tua scelta. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................

CHE COSA HO IMPARATO Quale argomento presentato ti è risultato più facile da apprendere?

Motiva la tua risposta. ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................................................................................................

118 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_102-119.indd 118

21/12/23 10:50

COME HO STUDIATO Che cosa ti ha reso più semplice apprendere l’argomento? Colora le stelline.

Eseguire gli esperimenti.

Discuterne con i/le compagni/e.

Osservare le immagini.

Rispondere alle domande indicate.

Sottolineare i concetti principali.

Utilizzare la mappa.

Completare le attività del quaderno operativo.

Ascoltare la spiegazione dell’insegnante.

Quali sono state le maggiori difficoltà che hai incontrato durante lo studio? Colora le stelline.

Mantenere la concentrazione.

Capire il significato delle parole.

Riuscire a esprimere bene ciò che voglio dire.

Studiare da solo/a.

Mi sono annoiato/a.

CHE COSA HO PROVATO Scegli e sottolinea tre aggettivi che secondo te, descrivono meglio la tua attività di studio. divertente • impegnativa • noiosa • semplice • complessa • improduttiva • istruttiva • coinvolgente • inutile Esprimi la valutazione sulla tua preparazione.

Alla grande! Mi sento ben preparato/a.

OK! Ho ancora alcuni dubbi, ma ricordo bene le informazioni.

KO! Faccio fatica a ricordare le informazioni.

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Per divertirci

CRUCIPUZZLE SCIENTIFICO! Trova nel crucipuzzle i termini scientifici che hai studiato e prova spiegarli con parole tue.

GALILEO MATERIA

METODO O SCIENTIFIC SOLIDO LIQIDO GASSOSO

ARIA ACQUA

SUOLO FOTOSIN TESI FUNGHI

C

S

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VEGETALI ANIMALI

FIORI

VERTEBRATI

FRUTTI

INVERTEBRATI

FISICA

A ECOSISTEM

TERRA

SEMI

VITA

MARE SOLE

UOVO PESCI

120 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 120

21/12/23 11:59

Che cos’è la Scienza?

122 Con occhi scientifici Gli strumenti delle Scienze 124 Il termometro in primo piano L’angolo della fisica 125 La materia 126 Gli stati della materia 127 Il calore e i cambiamenti di stato

L’angolo della zoologia 139 I vertebrati 140 Denti e becchi 141 Il ciclo riproduttivo della zanzara 142 Le reti alimentari L’angolo dell’ecologia Educazione civica

143 L’Italia dei parchi

L’angolo della chimica 128 Miscugli e soluzioni Educazione civica

129 L’acqua e l’ambiente L’angolo della meteorologia 130 L’atmosfera… in 3D 131 I venti del Mediterraneo L’angolo della geologia 132 I vulcani L’angolo della biologia 134 Viventi… in classifica 135 I funghi L’angolo della botanica 136 La riproduzione dei vegetali 137 La classificazione delle piante 138 Le piante alimentari

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 121

21/12/23 11:59

Che cos'è la Scienza?

Con occhi scientifici 1

Prima leggi il testo, poi sottolinea tutte le informazioni di carattere scientifico.

Cosimo entrò in cucina reggendo una cassetta colma di fichidindia.

Con aria soddisfatta la posò sul tavolo dicendomi: – Guarda che meraviglia! Li ho appena raccolti dietro casa.

Io guardavo con diffidenza quei frutti ovoidali dalla buccia spinosa che in alcuni era verde, in altri giallo-arancione, in certi rosso violaceo. Nella mia assoluta ignoranza in materia, indicando quelli verdi dissi a Cosimo – Ma questi sono ancora acerbi!

Cosimo scoppiò in una clamorosa risata per poi colmare le mie lacune. – Si vede che non li conosci! Di questo frutto esistono tre varietà con colori diversi della buccia e della polpa: questi rossi sono i Sanguigna e anche la loro polpa, dal gusto deciso, è di un color rosso intenso; quelli gialli sono i Sulfarina o Nostrale, dalla polpa gialla e saporita; quelli verdi, che tu credi essere acerbi, sono i Muscaredda o Sciannarina, dalla polpa biancastra con un sapore molto delicato.

In ogni caso, a prescindere dalla qualità, sono ricchi di vitamine, fibre, sali minerali e la loro polpa succosa contiene piccoli semi legnosi. Vieni con me: ti mostro dove li ho raccolti.

E mentre passavamo in rassegna la sua piantagione, Cosimo mi illustrava via via le caratteristiche di questa pianta così particolare.

– Il ficodindia è una pianta di origine messicana che fu importata in Europa nel XVI secolo; in Sicilia, come del resto in tutto il bacino del Mediterraneo, si adattò a meraviglia per le temperature alte e il clima secco. Infatti, il fusto di questa pianta è in grado di catturare efficacemente l’acqua, accumulandola nel suo tessuto interno e trattenendola senza disperderla. È una pianta grassa.

Prima d’ora non avevo mai visto così da vicino le piante di ficodindia: restai meravigliata dalla loro altezza che, come precisò Cosimo, può arrivare fino a 4 o 5 metri.

– A partire dalla primavera e per tutta l’estate – continuò Cosimo – ogni pianta produce fiori gialli che si formano direttamente sulla sommità di un cuscino di spine, detto pala o cladodio. I cladodi sono ricoperti da una pellicola cerosa che protegge la pianta dall’eccessivo calore, impedendo la traspirazione e proteggendola da un possibile attacco dei predatori.

122 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 122

21/12/23 11:59

Che cos'è la Scienza?

E, sorprendendomi ancora una volta, Cosimo aggiunse – Ma lo sai che anche le pale sono solo commestibili e incredibilmente saporite? Non ci credi? Allora domani ti preparerò la parmigiana con i cladodi del ficodindia!

Le numerose spiegazioni di Cosimo aprirono un mondo a me completamente sconosciuto e mi fecero apprezzare quella strana pianta che, fino ad allora, vista solamente sui libri, ritenevo erroneamente insignificante.

Più tardi, gustando la succulenta polpa di ciascuna delle varietà di ficodindia raccolte da Cosimo, ebbi modo di apprezzare ancor di più questa pianta… in attesa di assaporare anche la parmigiana cucinata con le pale.

2

Scrivi il nome di ogni varietà di ficodindia.

.............................................................................

3

.............................................................................

.............................................................................

Collega ogni termine alla rispettiva parte della pianta.

cladodio o pala spine

frutto

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 123

Mettere in relazione le informazioni.

123 21/12/23 11:59

Gli strumenti delle Scienze

Il termometro in primo piano 1

Osserva come è fatto un termometro per rilevare la temperatura ambientale.

Il bulbo è la parte sensibile del termometro. È pieno di un liquido che può essere alcool colorato o mercurio.

Per misurare la temperatura di un corpo gli si deve mettere il bulbo in stretto contatto.

2

Simbolo del grado Celsius

Sostegno Il cannello è un sottile tubo di vetro nel quale il liquido sale o scende in base alle variazioni della temperatura.

La scala graduata serve a tradurre il livello della colonnina di liquido in una misura numerica della temperatura.

Colonnina di alcool o mercurio

In ogni termometro, colora il cannello per segnare la temperatura indicata.

+ 15 °C

124 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 124

– 5 °C

+ 21 °C

Obiettivo di apprendimento

– 11 °C

Utilizzare strumenti per misurare grandezze diverse.

21/12/23 11:59

L’angolo della fisica

La materia 1

Classifica gli oggetti in base al tipo di materia: scrivi MO per materia organica e MI per materia inorganica.

2

Osserva le parti che costituiscono una matita e classificale in base al tipo di materia: scrivi MO per materia organica e MI per materia inorganica. gomma

ghiera

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 125

impugnatura

Classificare materiali in ordine al tipo di materia.

mina

125 21/12/23 11:59

L’angolo della fisica

Gli stati della materia 1

Osserva l’immagine e collega ogni elemento elencato al rispettivo stato della materia, poi rispondi. tazza pane tostato LIQUIDO

latte tè

GASSOSO

succo di frutta

SOLIDO

cucchiaio bicchiere • Quale stato della materia non hai potuto collegare? ..............................................................................................................................................................................

• È visibile nell’immagine? .........................................................................................................................................................................................................................................................

• Di che cosa si tratta? ....................................................................................................................................................................................................................................................................

2

A seconda dell’intensità delle forze di coesione che ci sono tra le molecole, la materia assume diversi aspetti.

Completa il testo con le seguenti parole. debole • forti • indipendente I solidi mantengono la loro forma perché le loro molecole sono unite da legami molto ...................................................................................

Nei liquidi invece c’è una possibilità di movimento perché tra le loro molecole la forza di coesione è più ...................................................................................

Nei gas la forza di coesione è così debole che le loro molecole si muovono in modo ....................................................................................................................................................... le une dalle altre.

3

Collega ogni stato della materia alle sue caratteristiche.

LIQUIDO Avere una forma propria.

126 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 126

GASSOSO Non avere una forma propria.

SOLIDO

Scorrere.

Obiettivo di apprendimento

Essere comprimibile.

Compiere osservazioni indirette e fare deduzioni. • Individuare i concetti relativi ai passaggi di stato.

21/12/23 11:59

L’angolo della fisica

Il calore e i cambiamenti di stato 1

Leggi il testo e rispondi.

Il calore è energia termica in grado di aumentare il movimento delle molecole che compongono la materia. L’aumento di energia, e di conseguenza del movimento, è responsabile dei cambiamenti di stato.

Per esempio un solido come il burro, se scaldato, fonde, cioè diventa un liquido.

Sottrarre calore, invece, significa sottrarre energia e quindi ridurre il movimento delle molecole.

Per esempio un liquido, se raffreddato, solidifica, cioè diventa un solido.

• Che cos’è il calore? ........................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................

• Perché avvengono i cambiamenti di stato? ........................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................

• Che cosa succede alle molecole quando si sottrae calore? ............................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................................................................................

2

Completa con le parole corrette.

Se fornisco calore, un solido può diventare un ................................................................................., mentre un liquido può diventare un ...................................................................................

Se sottraggo calore, un liquido può diventare ................................................................................., mentre un gas può trasformarsi in ...................................................................................

3

Trasforma l’esercizio precedente come nell’esempio. Utilizza sostanze che conosci.

Se fornisco calore, un solido come il ghiaccio può diventare un liquido come l’acqua.

Se fornisco calore, un liquido come ............................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Se ........................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 127

Stabilire relazioni fra calore e passaggi di stato e le relative relazioni di causa-effetto.

127 21/12/23 11:59

L’angolo della chimica

Miscugli e soluzioni 1

Indica con una X. • Di che cosa si occupa la chimica?

La chimica è la scienza che si occupa di: stabilire di cosa è fatta la materia. studiare le proprietà delle sostanze, sia naturali che artificiali e le trasformazioni della materia. fare esperimenti con sostanze diverse tra loro.

• Che cosa si intende per reazione chimica?

Per reazione chimica si intende: il cambiamento di stato della materia. la trasformazione della materia organica in materia inorganica. il processo di trasformazione della materia che porta alla formazione di nuove sostanze.

• Quando si ottiene una soluzione o miscuglio omogeneo?

Una soluzione o miscuglio omogeneo si ottiene quando: le sostanze mescolate tra loro formano un miscuglio tutto uguale, nel quale non si riesce a distinguerle. le sostanze mescolate tra loro sono commestibili. una delle sostanze mescolate tra loro è ancora visibile.

2

Per ogni gruppo di sostanze mescolate, scrivi se si tratta di MISCUGLIO, SOSPENSIONE, EMULSIONE.

.............................................................................

128 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 128

.............................................................................

.............................................................................

Obiettivo di apprendimento

Distinguere miscugli e soluzioni.

21/12/23 11:59

L’angolo della chimica

Educazione civica 1

L’acqua e l’ambiente

Osserva le immagini e rispondi. Poi confrontati con i compagni e le compagne.

• Useresti quest’acqua per lavarti, per bere, per cucinare? Perché?

• Perché queste acque non possono essere utilizzate per le necessità umane?

• Quali cause conosci che provocano l’inquinamento delle acque?

• Quali sono le conseguenze dell’inquinamento delle acque?

2

Leggi le informazioni riportate nello schema e utilizzale per esporre con parole tue.

INQUINAMENTO DELLE ACQUE SALATE (oceani, mari, lagune)

DOLCI (fiumi, laghi, acque sotterranee)

deriva da

• scarichi della terraferma: sono le stesse sostanze inquinanti scaricate nei fiumi che poi raggiungono le coste; • scarichi provenienti da attività svolte sul mare: navigazione, sversamenti di petrolio e derivati.

deriva da

• scarichi urbani: rifiuti organici, detersivi, olii…; • scarichi provenienti da attività industriali (sostanze di scarto nella lavorazione delle materie prime); • scarichi provenienti da attività agricole e allevamenti (diserbanti, pesticidi, escrementi, concimi chimici…).

CONSEGUENZE

• i pesci e le piante che vivono in acqua si ammalano o muoiono; • l’acqua contaminata può ospitare batteri dannosi per l’essere umano, come quelli responsabili di diarrea, colera, tifo, epatite; • viene alterato l’equilibrio ambientale; • diminuisce la disponibilità di acqua potabile.

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 129

Stabilire relazioni di causa-effetto relative a un fenomeno.

129 21/12/23 11:59

L’angolo della meteorologia

L’atmosfera… in 3D 1

Osserva la rappresentazione tridimensionale dell’atmosfera. Che cosa ti serve? Scrivilo, poi costruiscila.

........................................................................................................................................................

ESOSFERA

........................................................................................................................................................

TERMOSFERA

........................................................................................................................................................

SOSFERA ME

........................................................................................................................................................

RATOSFER A ST

........................................................................................................................................................

O ON OZ

OPOSFERA TR

........................................................................................................................................................

50 k

........................................................................................................................................................

m

2

400

85 k

m

km

o 100 ltre 0 km

Colora in modo diverso i cinque strati dell’atmosfera, poi completa la legenda con i colori che hai usato.

LEGENDA

3

Troposfera

Mesosfera

Stratosfera

Termosfera

Esosfera

Completa con le informazioni che puoi ricavare dalle due precedenti attività.

L’atmosfera è costituita da ...................................... strati: la ...................................................................................................., che è la fascia più vicina alla Terra; la ............................................................................................., dove si trova la fascia dell’....................................................................., il gas che “blocca” i raggi ultravioletti del Sole; la ............................................................................................., dove “viaggiano” le stelle cadenti (meteore); la ...................................................................................................., dove si raggiungono temperature molto alte; l’............................................................................................., la parte più esterna dell’atmosfera, dove l’aria è rarefatta.

130 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 130

Obiettivo di apprendimento

Costruire e interpretare modelli.

21/12/23 11:59

L’angolo della meteorologia

I venti nel Mediterraneo 1

Osserva le due immagini, leggi le rispettive didascalie e completa con le parole corrette.

Tramontana

Bora

Föhn

Maestrale

Grecale

Ponente

Libeccio

Scirocco

L’Italia è interessata da alcuni venti che soffiano da punti cardinali diversi e che, pertanto, vengono identificati con nomi differenti.

La rosa dei venti schematizza la provenienza dei venti in base ai punti cardinali da cui soffiano e il relativo nome.

L’.............................................................................. è interessata da una pluralità di .............................................................................. che soffiano da differenti .................................................................................. Ogni vento, viene identificato con il proprio ...........................................................

La ............................................................................................. soffia da Nord: è un vento molto freddo che di solito porta tempo asciutto, cielo sereno e visibilità ottima.

Il Grecale, vento freddo e intenso caratteristico della stagione fredda, soffia da ..................................................................; spesso viene associato ai venti di bora.

Il Levante, come dice il nome, spira da .................................................................. ed è tipicamente estivo; a volte può preannunciare l’arrivo di una perturbazione.

Lo Scirocco, che soffia da .................................................................., è un vento molto caldo; nella stagione estiva rende le giornate molto calde e afose.

Il ................................................................................................, che proviene da Sud Ovest, è un vento umido che può provocare forti mareggiate e piogge molto intense.

Il Ponente è un vento che, come dice il nome, spira da .................................................................. ed è tipicamente estivo.

Uno dei venti più intensi che interessano l’Italia è il ................................................................................................, di origine polare: è un forte vento che soffia da Nord-Ovest e che porta piogge intense.

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 131

Ricavare informazioni da rappresentazioni cartografiche.

131 21/12/23 11:59

L’angolo della geologia

I vulcani 1

Leggi il testo e sottolinea il nome dei vulcani italiani e dove si trovano.

In Italia abbiamo molti vulcani, sia spenti che attivi. I vulcani che hanno eruzioni frequenti sono Etna e Stromboli, entrambi in Sicilia, mentre il Vesuvio, in Campania, ha avuto la sua ultima eruzione circa 70 anni fa.

L’Etna è il vulcano più grande d’Europa. Ha ben 4 crateri dai quali fuoriesce la lava.

Negli ultimi anni ha avuto diverse eruzioni, ma la sua attività è ben monitorata da geologi e geologhe. Il vulcano Stromboli si trova nelle isole Eolie, in Sicilia. È un vulcano quasi sempre attivo, ogni 20 minuti circa si possono osservare delle esplosioni di lava e lapilli fuoriuscire dal suo cratere.

Il Vesuvio, è un vulcano dormiente, che non erutta più dal 1944. Questo vulcano è però conosciuto in tutto il mondo per la sua potente eruzione del 79 d.C., che ha distrutto le città romane di Pompei ed Ercolano.

Il Marsili, nel mare di fronte alla Calabria, e il Ferdinandea, nel Canale di Sicilia, sono due vulcani sommersi, cioè si trovano sul fondale marino.

ISCHIA

VESUVIO

MARSILI STROMBOLI PANAREA VULCANO

LIPARI

ETNA

FERDINANDEA

Vulcani Vulcani sommersi

132 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 132

21/12/23 11:59

L’angolo della geologia 2

Osserva la precedente carta tematica e completa la tabella utilizzando anche le informazioni contenute nel testo che hai letto.

VULCANI IN ITALIA REGIONE

NOME ....................................................................................................................

....................................................................................................................

....................................................................................................................

Sicilia ....................................................................................................................

....................................................................................................................

....................................................................................................................

....................................................................................................................

Campania ....................................................................................................................

Calabria

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 133

....................................................................................................................

Ricavare informazioni da una pluralità di fonti e tabularle.

TIPOLOGIA

LOCALIZZAZIONE

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

attivo

in superficie

dormiente

sommerso

133 21/12/23 11:59

L'angolo della biologia

Viventi… in classifica 1 2

Completa il testo con le seguenti parole. unicellulari • funghi • animali • cellula • piante • regni • pluricellulari • microscopici • viventi In base alle loro caratteristiche principali e ai loro rapporti di parentela, gli esseri ....................................................................................... che popolano la Terra vengono raggruppati in cinque ..........................................................................................: 1. il regno delle monere; 2. il regno dei protisti; 3. il regno dei ...............................................................................................; 4. il regno delle ..........................................................................................; 5. il regno degli ...........................................................................................

Entrambi i primi due regni comprendono organismi ........................................................................................... e invisibili a occhio nudo: sono organismi formati da una sola ........................................................................................, quindi sono ...................................................................................

Gli organismi degli altri tre regni sono .......................................................................................... in quanto formati da più cellule.

3

Classifica i viventi delle immagini in base al regno di appartenenza, utilizzando gli stessi numeri dell’esercizio precedente.

4

In ogni coppia di termini, cancella con una linea quello NON esatto.

Il regno delle piante è formato da organismi eterotrofi/autotrofi, cioè che sono in grado di produrre da soli le sostanze nutritive.

Il regno degli animali comprende viventi che si nutrono di altri organismi, per cui sono detti eterotrofi/autotrofi.

Generalmente i batteri vivono in gruppi/colonie e possono essere aerobi/anaerobi se respirano l’ossigeno dell’aria, oppure aerobi/anaerobi se sono in grado di vivere anche in assenza di aria.

134 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 134

Obiettivo di apprendimento

Individuare concetti e termini specifici relativi ai regni dei viventi.

21/12/23 11:59

L’angolo della botanica

I funghi 1

Colora solo il

delle affermazioni vere.

I funghi appartengono al regno delle piante.

Le muffe sono un tipo di funghi.

Le muffe e i lieviti appartengono al regno dei funghi.

Funghi, muffe e lieviti sono organismi unicellulari.

I funghi sono eterotrofi.

I funghi parassiti sono dannosi per gli altri organismi.

Tutti i funghi a cappello sono commestibili.

I funghi a cappello si riproducono tramite le spore.

Tutte le muffe sono dannose per l’organismo umano.

Le muffe si sviluppano in ambienti caldi e umidi.

I lieviti vengono utilizzati nell’industria alimentare.

2

Completa il disegno con le seguenti parole. ife • cappello • micelio • lamelle • gambo • spore

.................................................................. ..................................................................

................................................................

...........................................

................................................................

...........................................

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 135

Individuare concetti e termini specifici relativi al regno dei funghi.

135 21/12/23 11:59

L’angolo della botanica

La riproduzione dei vegetali 1

Leggi le didascalie e collegale alla rispettiva fase dell’immagine numerando da 1 a 5.

Poi esponi con parole tue la fase della germinazione.

Spuntano le foglie e il seme si solleva.

La pianta diventa adulta e produce i frutti che contengono i semi.

Il seme inizia gonfiarsi.

La pianta assorbe il suo nutrimento dal terreno e comincia a svilupparsi.

Il tegumento (rivestimento) del seme si lacera e spunta la radice che si nutre delle sostanze contenute nel seme.

Spunta la parte aerea della pianta che continua ad assorbire il nutrimento dal terreno, tramite le radici.

LA GERMINAZIONE DEL SEME

1

2

2

3

4

5

6

Riordina le fasi della trasformazione del fiore in frutto numerandole da 1 a 5, poi esponi con parole tue.

136 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 136

Obiettivo di apprendimento

Ricostruire e verbalizzare le fasi del ciclo vitale dei vegetali.

21/12/23 11:59

L’angolo della botanica

La classificazione delle piante 1

Completa lo schema con le seguenti parole, poi esponi con parole tue. spore • muschi • angiosperme • semi si riproducono con

......................................................................................

PIANTE SEMPLICI PIANTE

si dividono in

comprendono

PIANTE COMPLESSE

si riproducono con ............................

.................................................................................... (con fiori)

2

alghe, felci, .......................................................

gimnosperme (con coni)

Per ogni tipo di pianta, scrivi almeno due caratteristiche.

PIANTE SEMPLICI Caratteristiche: .........................................................................................................

PIANTE COMPLESSE Caratteristiche: .........................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

GIMNOSPERME Caratteristiche: .........................................................................................................

ANGIOSPERME Caratteristiche: .........................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 137

Verbalizzare informazioni utilizzando schemi.

137 21/12/23 11:59

L’angolo della botanica

Le piante alimentari 1

Leggi il testo, poi svolgi l’attività.

Nella nostra alimentazione vengono utilizzate molte varietà di piante.

In alcuni casi di esse si mangiano le radici, ricche di sali minerali assorbiti dal terreno; in altri casi si mangiano le foglie; in altri casi ancora i frutti; altre volte addirittura i fiori!

• Osserva le immagini e colora in: se sono piante di cui mangiamo le radici; se sono piante di cui mangiamo le foglie; se sono piante di cui mangiamo i frutti.

2

Classifica le piante alimentari in cereale (C), legume (L), verdura (V).

138 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 138

Obiettivo di apprendimento

Classificare elementi del regno vegetale sulla base di osservazioni.

21/12/23 11:59

L’angolo della zoologia

I vertebrati 1

Osserva la metamorfosi della rana, riordina le fasi numerandole da 1 a 6 ed esponi con parole tue.

Fasi della metamorfosi Dopo circa una settimana, le uova si schiudono e nascono i girini che respirano con le branchie.

In primavera, la femmina della rana depone le uova in acqua: sono minuscole sfere gelatinose.

A circa dieci settimane, si sviluppano anche le zampe anteriori.

Quando lo sviluppo è completo, la coda scompare, la rana comincia a respirare dai polmoni e a vivere sulla terraferma.

All’interno delle uova fecondate dal maschio, si formano le larve.

Dopo circa due settimane, ai girini spuntano le zampe posteriori.

2

Completa il disegno con le seguenti parole, poi esponi con parole tue.

........................................

pinna • branchie • coda • testa • scaglie

................................................................

................................................................

........................................

................................................................

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 139

Ricavare informazioni da schemi e organizzarle oralmente.

139 21/12/23 11:59

L’angolo della zoologia

Denti e becchi 1

Leggi il testo, poi indica con una X e motiva la tua scelta.

Gli animali si possono classificare anche in base al cibo che mangiano. Erbivori, carnivori e onnivori hanno denti diversi, proprio perché la loro alimentazione è differente.

Gli erbivori hanno molari molto estesi che in molte specie continuano a crescere tutta la vita, perché l’erba è dura e i denti pian piano si consumano.

I carnivori hanno i canini, che sono denti sviluppati per lacerare e strappare, oltre a molari e premolari robusti e appuntiti, adatti a triturare le ossa.

Gli onnivori, come noi esseri umani, hanno denti adatti sia a mangiare carne sia a mangiare frutta, semi e verdura.

• Quale delle due immagini rappresenta i denti di un carnivoro?

................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2

Gli uccelli non hanno denti, ma becchi: la forma e la durezza del becco sono adatte al cibo che mangiano. Osserva le immagini e collega ogni becco al nutrimento adatto.

pesci da trafiggere

140 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 140

carne da strappare

larve e insetti nel tronco di un albero

Obiettivo di apprendimento

Operare classificazioni nel mondo animale.

21/12/23 11:59

L’angolo della zoologia

Il ciclo riproduttivo della zanzara 1

Leggi il testo e, nell’immagine, aggiungi le fasi del ciclo riproduttivo.

Le zanzare hanno un ciclo riproduttivo in quattro fasi.

Una femmina può depositare tra le 50 e le 200 uova circa che rilascia in zone di acqua stagnante.

Le larve delle zanzare hanno l’aspetto di un verme: si alimentano depredando le larve di altre specie, consumano detriti, microrganismi e qualche piccolo invertebrato.

L’ultima fase acquatica è quella della pupa che si sviluppa tra i 2 e i 5 giorni; in questa fase, inizia ad assorbire grandi quantità d’aria con lo scopo di accumulare pressione che rompa la membrana che la ricopre e quindi possa emergere l’adulto.

Quando esce l'insetto adulto, ha bisogno di un certo tempo per seccarsi del tutto, specialmente le ali, cosa che avviene sopra la superficie dell’acqua.

................................................................

................................................................

................................................................ ................................................................

2

Indica con una X. • Il ciclo riproduttivo delle zanzare avviene: in acqua. sulla terraferma.

• Le zanzare sono: vertebrati. ovipari. anfibi. animali acquatici. invertebrati. ovovivipari. insetti. animali terrestri. vivipari. rettili.

• Le zanzare si nutrono di sostanze: organiche. inorganiche.

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 141

Ricavare informazioni per il ciclo vitale e la classificazione degli animali.

141 21/12/23 11:59

L’angolo della zoologia

Le reti alimentari 1

Osserva la rete alimentare e indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

faina serpente

volpe foglia rana scoiattolo

falco

lombrico

quercia è mangiato da riccio

Il lombrico è una preda per i ricci e gli anfibi.

I ricci sono prede di falchi e volpi.

Gli scoiattoli sono consumatori terziari.

I falchi sono mangiati dalle volpi.

I serpenti sono prede per le volpi.

I lombrichi sono decompositori.

Le faine sono prede per le volpi e i falchi.

I ricci sono consumatori secondari.

Le rane sono consumatori primari.

142 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 142

V V V V V V V V V

F F F F F F F F F

Obiettivo di apprendimento

Ricavare informazioni da uno schema.

21/12/23 11:59

L’angolo dell’ecologia

Educazione civica 1

L’Italia dei Parchi

Osserva la carta tematica, leggi le didascalie e rispondi.

L’Italia ha ambienti naturali piuttosto vari ed è un Paese molto ricco di biodiversità, sia vegetale sia animale.

Per proteggere la biodiversità e interi ecosistemi è fondamentale la creazione di riserve naturali e di aree protette.

• Che cosa rappresenta questa carta tematica? ...............................................................................................................................................................................................

• A che cosa servono Parchi e aree protette? .....................................................................................................................................................................................................

Obiettivo di apprendimento

Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 143

Ricavare informazioni da carte tematiche.

143 21/12/23 11:59

L’angolo dell’ecologia 2

Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F). Osserva anche la carta tematica della pagina precedente.

Ci sono parchi anche lungo tratti di fiumi.

V V V V V V V V

F F F F F F F F

Nelle aree protette si preserva il patrimonio naturale dai vari tipi di inquinamento, dalla caccia e dalla deforestazione.

V

F

Le aree protette tutelano gli ecosistemi.

Nelle aree protette vengono tutelati solo gli animali.

Parchi e aree protette sono stati istituiti solo sulla terraferma.

In Italia prevalgono i Parchi Regionali.

In Sicilia ci sono solo Parchi Regionali.

In tutte le regioni sono state istituite delle aree protette.

L’area protetta più a nord dell’Italia è un Parco Nazionale.

3

Osserva la carta tematica e rispondi.

• Che cosa rappresenta la carta tematica? ...................................................................................................................... ......................................................................................................................

• In quale regione c’è la più alta percentuale di territorio protetto?

TrentinoAlto Adige

FriluliVenezia Giulia

21%

Valle d’Aosta

Lombardia

13,3%

5,6%

Piemonte

7%

Liguria

4,3%

più del 15%

Veneto

5,1%

dal 10,1 al 15% dal 5,1 al 10%

Emilia-Romagna

4,2%

Toscana

5%

......................................................................................................................

Aree protette in %

7%

dall’1 al 5%

Marche

9,6%

Umbria

• Quale regione ha la minor percentuale di territorio protetto?

7,5%

Abruzzo Lazio

......................................................................................................................

12,8%

• Qual è la percentuale di territorio protetto nella tua regione?

28,5% Molise

1,7%

Campania

27,2%

......................................................................................................................

Puglia

14,7%

Basilicata

14,5%

Sardegna

24,7%

Calabria

17,7%

Sicilia

13,5%

144 Nel Cuore Dei Saperi_Scienze 4_120-144.indd 144

Obiettivo di apprendimento

Ricavare informazioni da carte tematiche.

21/12/23 11:59

Responsabile editoriale: Mafalda Brancaccio Coordinamento redazionale: Valentina Dell’Aprovitola Redazione: Giulia Abbiati, Cecilia Barletta Responsabile di produzione: Francesco Capitano Progetto grafico e impaginazione: Ilaria Raboni Illustrazioni: Anna Sosso, Roberta Lonardi Copertina: A come Ape di Alessia Zucchi Illustrazione di copertina: Silvia Colombo Ricerca iconografica: Paola Rainaldi Referenze iconografiche: Shutterstock, Alamy Stampa: Tecnostampa – Pigini Group Printing Division Loreto – Trevi 24.84.062.0

Per esigenze didattiche i testi sono stati quasi tutti ridotti e/o adattati. L’editore è a disposizione degli aventi diritto tutelati dalla legge per eventuali e non volute omissioni o errori di attribuzione. È assolutamente vietata la riproduzione totale o parziale di questa pubblicazione, così come la trasmissione sotto qualsiasi forma o con qualunque mezzo, senza l’autorizzazione della Casa Editrice.

Produrre un testo scolastico comporta diversi e ripetuti controlli a ogni livello, soprattutto relativamente alla correttezza dei contenuti. Ciononostante, a pubblicazione avvenuta, è possibile che errori, refusi, imprecisioni permangano. Ce ne scusiamo fin da ora e vi saremo grati se vorrete segnalarceli al seguente indirizzo: redazione@elionline.com

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Si tratta di un progetto complesso e in continuo divenire, per questo ringraziamo anticipatamente il corpo docente e coloro che vorranno contribuire con i loro suggerimenti al fine di rendere i nostri testi liberi da pregiudizi e sempre più adeguati alla realtà.

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