Fabio Calvino • Rita Poletti • Marinella Torri
o
E Z N SCIE
cor po uman
VELIA immagina genera ispira
Metodo IBSE
IA e prompting
Science Reel di Marco Martinelli
Educazione civica, Steam e informatica
Gruppo Editoriale ELi
Il piacere di apprendere
STORYTELLING
Il viaggio di Darwin
Costruire il futuro insieme
Il Gruppo Editoriale ELi offre proposte editoriali che coprono tutti i gradi e i rami scolastici, all’insegna della qualità, del rigore e dell’innovazione.
INTELLIGENZA ARTIFICIALE
IA
Percorsi didattici con attività pratiche che mirano ad approfondire i principali strumenti di IA generativa per favorirne un utilizzo critico e il tool VELIA a disposizione dei docenti per personalizzare l’attività didattica.
EQUILIBRI
equilibri
EDUCAZIONE CIVICA secondo le NUOVE Linee guida Aggiornamento e ampliamento dei nuclei tematici attorno ai quali si articolano le competenze e gli obiettivi di apprendimento: Costituzione, Sviluppo economico e sostenibilità, Cittadinanza digitale.
STEM/STEAM, CLIL
#PROGETTOPARITÀ
Progetto di ricerca costante che mira a eliminare gli stereotipi di genere nei testi scolastici ponendo particolare attenzione alla scelta dei contenuti, a una valutazione iconografica ragionata e all’utilizzo di un linguaggio testuale inclusivo.
Attivazione del pensiero scientifico e computazionale, approccio interdisciplinare e laboratoriale, sviluppo della competenza multilinguistica, attraverso attività STEM, STEAM e CLIL.
INCLUSIONE
DIGITALE
Sviluppo di una cultura dell’inclusione attraverso contenuti accessibili e adeguati ai diversi stili di apprendimento.
Acquisizione delle competenze digitali e dell’alfabetizzazione informatica come aiuto all’inclusione sociale e alla cittadinanza attiva.
ORIENTAMENTO
EDUCAZIONE ALLE RELAZIONI
Approccio educativo e formativo volto a favorire la conoscenza di sé, delle proprie attitudini e delle proprie capacità, oltre a sviluppare le competenze non cognitive e trasversali necessarie per le scelte del futuro.
Gruppo Gruppo Editoriale Editoriale ELiELi
Percorsi incentrati sullo sviluppo di competenze relazionali che arricchiscono la consapevolezza del vissuto personale in relazione con la realtà circostante.
piaceredidiapprendere apprendere IlIlpiacere
INDICE 1
TEMA
DIGITALI
INTEGRATIVI
CONOSCERE IL NOSTRO CORPO PER MANTENERCI IN SALUTE
10
Parla la scienza
12
LEZIONI IN POWERPOINT
Gli apparati e i sistemi del corpo umano
2. I livelli di organizzazione del corpo umano ....................................................................
14 14 15
L’apparato tegumentario ...............................................................................................................
18
..............................................................................................................................
unità 1
CONTENUTI
CORPO UMANO
Il sistema corpo umano lezione 1
................................................................................
L’organizzazione del corpo umano ......................................................................................
1. Come siamo fatti ........................................................................................................................................ lezione 2
1. Un apparato con tante funzioni .................................................................................................. 18 2. La pelle ................................................................................................................................................................ 20 3. Peli e unghie ..................................................................................................................................................... 20 4. Le ghiandole della pelle ...................................................................................................................... 21 EDUCAZIONE CIVICA
Science REEL
Il coordinamento corporeo Racconto geniale: Marie Skłodowska Dalle cellule staminali ai tessuti
Le malattie della pelle .......................................................................... 22
lezione 3
Il sistema scheletrico ......................................................................................................................... 24 1. Lo scheletro e le sue funzioni ...................................................................................................... 24 2. Il tessuto osseo e il tessuto cartilagineo ......................................................................... 25 3. Le ossa ................................................................................................................................................................ 26 4. Le articolazioni ............................................................................................................................................. 27
Le principali ossa dello scheletro
Il sistema muscolare ............................................................................................................................ 28 1. I muscoli ................................................................................................................................................................ 28 2. Come sono fatti i muscoli ................................................................................................................. 29 3. Come lavorano i muscoli ................................................................................................................... 30 4. Le azioni svolte dai muscoli scheletrici ............................................................................ 30
I muscoli del corpo umano
lezione 4
Actina e miosina in azione Come si muove il nostro corpo
VISUAL Le principali ossa dello scheletro ................................................................... 32 RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI
Lezioni in Podcast
..........................................................................................................
34 37 39
CLIL HOW MANY ORGANS ARE THERE IN THE HUMAN BODY? ........................
41
Listening
42
LEZIONI IN POWERPOINT
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
.........................................................................................................................
.....................................................................................................................................
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
unità 2 L’alimentazione
.....................................................................................................................................
La nutrizione .................................................................................................................................................. 44 1. Energia per la vita ...................................................................................................................................... 44 2. Perché ci nutriamo .................................................................................................................................. 45 3. C’è dieta e dieta ............................................................................................................................................ 45 4. Il fabbisogno energetico .................................................................................................................... 47 lezione 1
4
INDICE
Test interattivi
Science REEL
La disponibilità di cibo nel Nord e nel Sud del mondo
Piramidi alimentari a confronto
lezione 2
I nutrienti energetici ............................................................................................................................ 48
1. I nutrienti .............................................................................................................................................................. 48 2. I carboidrati ...................................................................................................................................................... 49 3. I grassi .................................................................................................................................................................. 50 lezione 3
I nutrienti plastici .................................................................................................................................... 52
1. Le proteine ........................................................................................................................................................ 52 2. Gli amminoacidi non sono tutti uguali ................................................................................ 54 3. Le funzioni delle proteine ................................................................................................................. 54 lezione 4
La struttura delle proteine
I nutrienti bioregolatori .................................................................................................................... 56
1. L’acqua, componente fondamentale del nostro corpo ................................... 56 2. Le vitamine ....................................................................................................................................................... 57 3. I sali minerali .................................................................................................................................................... 59 EDUCAZIONE CIVICA
I sali minerali
I disturbi alimentari ................................................................................. 60
L’alimentazione sostenibile ........................................................................................................ 62 EDUCAZIONE 1. L’alimentazione, un problema globale ................................................................................. 62 CIVICA 2. Che cos’è l’alimentazione sostenibile ................................................................................. 63 3. Alimentazione sostenibile in pratica ................................................................................... 65
Organizziamo un eco pic-nic
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI
Lezioni in Podcast
lezione 5
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
............................................................................................................................
.....................................................................................................................................
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
66 69 71
CLIL LET’S EAT TOGETHER! .................................................................................................................. 73
unità 3 L’apparato digerente lezione 1
....................................................................................................
Le funzioni e la struttura dell’apparato digerente ...........................................
1. I processi digestivi .................................................................................................................................... 2. Come è fatto l’apparato digerente .......................................................................................... 3. Gli enzimi .............................................................................................................................................................
74 76 76 78 78
I processi meccanici della digestione ............................................................................ 80 80 80 82 82 lezione 3 I processi chimici della digestione ..................................................................................... 84 1. Dall’esofago allo stomaco .................................................................................................................. 84 2. Il duodeno ........................................................................................................................................................... 85 3. Fegato e pancreas .................................................................................................................................... 86 lezione 2
Test interattivi
Listening
LEZIONI IN POWERPOINT La digestione
Le fasi della deglutizione
1. La bocca ............................................................................................................................................................... 2. I denti ................................................................................................................................................................ 3. La prima digestione ................................................................................................................................ 4. La faringe e l’esofago .............................................................................................................................
L’assorbimento dei nutrienti ...................................................................................................... 88 1. L’assorbimento nell’intestino tenue ...................................................................................... 89 2. L’assorbimento dell’intestino crasso.................................................................................... 90
Un batterio da Nobel
lezione 4
EDUCAZIONE CIVICA
Prendersi cura dell’apparato digerente.......................... 92
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
............................................................................................................................
.....................................................................................................................................
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
STORYTELLING
Processi chimici a tappe
..........................................................................................................
94 97 99
Lezioni in Podcast Test interattivi
Patate per colazione ......................................................................................... 100
PERCORSO INTERDISCIPLINARE DI APPRENDIMENTO
L’essere umano: complessità, energia e cambiamento ................................................................. 102
INDICE
5
2
TEMA
CORPO UMANO
LA CIRCOLAZIONE DELLA MATERIA ALL’INTERNO DEL NOSTRO ORGANISMO
unità 4 L’apparato respiratorio lezione 1
.........................
104
Parla la scienza
.......................................................................................
106
LEZIONI IN POWERPOINT
Science REEL
La respirazione e l’apparato respiratorio ................................................................... 108
1. La respirazione polmonare ............................................................................................................. 109 2. La respirazione cellulare ................................................................................................................... 109 3. Gli organi dell’apparato respiratorio ...................................................................................... 111 EDUCAZIONE CIVICA
La respirazione cellulare
L’apparato respiratorio in prima linea .............................. 112
Il percorso dell’aria ................................................................................................................................ 114 1. L’aria entra dal naso e dalla bocca .......................................................................................... 114 2. L’aria percorre le vie respiratorie inferiori ..................................................................... 115 3. I polmoni ............................................................................................................................................................... 116 4. Starnuti, tosse e… sbadigli ............................................................................................................. 117
Il meccanismo della fonazione
La respirazione ........................................................................................................................................... 118 1. L’atto respiratorio ....................................................................................................................................... 118 2. Gli scambi gassosi negli alveoli .................................................................................................. 120 3. La regolazione della respirazione ........................................................................................... 120
Gli atti respiratori
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI
lezione 2
lezione 3
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
............................................................................................................................
122
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
125
Test interattivi
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
127
CLIL HEALTHY PROPERTIES OF PLANTS .............................................................................. 129
Listening
unità 5 L’apparato cardiocircolatorio
e l’apparato escretore
INDICE
130
LEZIONI IN POWERPOINT
lezione 1
L’apparato cardiocircolatorio ................................................................................................... 132 1. Le funzioni e la struttura dell’apparato cardiocircolatorio .......................... 132 2. Il sangue ............................................................................................................................................................... 133 3. I globuli rossi .................................................................................................................................................... 133 4. I globuli bianchi ............................................................................................................................................. 135 5. Le piastrine ....................................................................................................................................................... 135
A cavallo di una molecola di ossigeno
I vasi sanguigni ........................................................................................................................................... 136 1. Dove scorre il sangue? .......................................................................................................................... 136
La scoperta della circolazione sanguigna
lezione 2
6
.........................................................................................
2. Le arterie ............................................................................................................................................................. 136 3. Le vene ................................................................................................................................................................ 137
I vasi sanguigni
4. I capillari ............................................................................................................................................................... 139
La circolazione del sangue ........................................................................................................... 140 1. Il cuore ................................................................................................................................................................ 140 2. Il ciclo cardiaco ............................................................................................................................................ 141 3. Le due circolazioni del sangue ................................................................................................... 142 lezione 3
L’apparato escretore ........................................................................................................................... 144 1. L’eliminazione dei rifiuti ...................................................................................................................... 144 2. La struttura e le funzioni dell’apparato escretore ................................................ 145 3. I reni ........................................................................................................................................................................... 145 4. Le funzioni dei reni ................................................................................................................................ 146 lezione 4
EDUCAZIONE CIVICA
L e malattie dell’apparato cardiocircolatorio e dell’apparato escretore ................................................................. 148
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
Un apparato a due circolazioni Il bilancio idrico dell’organismo
La salute del cuore
............................................................................................................................
150
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
153
Test interattivi
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
155
CLIL DONATING BLOOD IN THE UK ................................................................................................ 157 STORYTELLING
Il cuore sotto la lente
Listening
La puna ............................................................................................................................ 158
unità 6 Il sistema linfatico
e il sistema immunitario
..........................................................................
160
Il sistema linfatico .................................................................................................................................. 162 1. La linfa .................................................................................................................................................................... 162 2. Il sistema linfatico ..................................................................................................................................... 163 3. Gli organi linfoidi .......................................................................................................................................... 165
LEZIONI IN POWERPOINT
lezione 1
Come si forma la linfa
Il sistema immunitario: le difese aspecifiche ....................................................... 166 1. Le difese esterne ........................................................................................................................................ 166 2. Le difese interne ......................................................................................................................................... 168
La temperatura del corpo umano
lezione 2
Il sistema immunitario: le difese specifiche .......................................................... 170 1. I linfociti ................................................................................................................................................................ 170 2. La risposta immunitaria .................................................................................................................... 170 lezione 3
Le allergie
3. L’immunità naturale ................................................................................................................................ 172
Racconto geniale: Luis Pasteur Come si difende l’organismo
4. L’immunità artificiale ............................................................................................................................ 172 RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
............................................................................................................................
174
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
177
Test interattivi
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
179
CLIL LIVING WITH ALLERGIES ........................................................................................................... 181
Listening
PERCORSO INTERDISCIPLINARE DI APPRENDIMENTO
Cuore e polmoni, lavoro di squadra ........................................................................................................................... 182
INDICE
7
3
TEMA
CORPO UMANO
SISTEMI DI COMUNICAZIONE, CONTROLLO E INTEGRAZIONE DEL CORPO UMANO 184 ................................................
unità 7
Il sistema nervoso e il sistema endocrino
.......................................................................................
186
La cellula nervosa ................................................................................................................................... 188 1. Stimoli e risposte ....................................................................................................................................... 188 2. Il sistema nervoso ..................................................................................................................................... 188 3. I neuroni ................................................................................................................................................................ 189 4. La trasmissione dell’impulso nervoso ............................................................................... 190 lezione 1
Il sistema nervoso centrale ......................................................................................................... 192 1. La struttura del sistema nervoso centrale ................................................................... 192 2. L’encefalo ............................................................................................................................................................ 193 3. Il midollo spinale .......................................................................................................................................... 194 4. Le infezioni del sistema nervoso centrale .................................................................... 195
Parla la scienza
LEZIONI IN POWERPOINT
Science REEL
Aiuto, c’è un ragno!
L’impulso nervoso
lezione 2
Il cervello
VISUAL Come funziona il nostro cervello? .................................................................. 196
Il sistema nervoso periferico ................................................................................................ 198 1. L’organizzazione del sistema nervoso ................................................................................ 198 2. Un sistema di collegamento .......................................................................................................... 199 3. Il sistema nervoso volontario ....................................................................................................... 199 4. Il sistema nervoso autonomo ...................................................................................................... 200 lezione 4 Il sistema endocrino.............................................................................................................................. 202 1. Le ghiandole endocrine ...................................................................................................................... 202 2. Le relazioni tra sistema nervoso e sistema endocrino ................................... 204 3. Squilibri ormonali........................................................................................................................................ 205 lezione 3
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
INDICE
Il sistema ipotalamo-ipofisi
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
209
Test interattivi
..........................................................................................................
211
..........................................................................................................................................................................................
214
Il tatto, il gusto e l’olfatto ................................................................................................................ 216 1. Uno strano modello: l’Homunculus sensoriale ......................................................... 216 2. I recettori sensoriali ................................................................................................................................ 216
8
Il ritmo circadiano
206
CLIL WILL ROBOTS SURPASS HUMANS? ......................................................................................... 213
lezione 1
La struttura del nervo
............................................................................................................................
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
unità 8 I sensi
Videogame e pensiero Racconto geniale: Ippocrate
Listening
LEZIONI IN POWERPOINT I ricettori sensoriali
3. Il tatto ...................................................................................................................................................................... 217 4. Il gusto .................................................................................................................................................................. 218 5. L’olfatto ................................................................................................................................................................ 219
La vista ................................................................................................................................................................. 220 1. L’occhio ................................................................................................................................................................ 220 2. La struttura interna dell’occhio .................................................................................................. 221 3. La retina ............................................................................................................................................................... 222 4. Il meccanismo della visione ........................................................................................................... 223 lezione 2
lezione 3
I difetti della vista
L’udito e l’equilibrio................................................................................................................................. 224
1. L’orecchio ............................................................................................................................................................. 224 2. Come funziona l’orecchio ................................................................................................................. 226
3. Il senso dell’equilibrio ............................................................................................................................. 227 RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
............................................................................................................................
228
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
231
Test interattivi
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
233
CLIL BORN TO HEAR ...................................................................................................................................... 235
unità 9 L’organismo si riproduce
........................................................................
236
lezione 1 La riproduzione umana ..................................................................................................................... 238
Listening
LEZIONI IN POWERPOINT La meiosi
1. I gameti ................................................................................................................................................................ 238 2. Il numero dei cromosomi nelle cellule somatiche e nei gameti ........... 239 3. La meiosi ............................................................................................................................................................. 240
L’apparato riproduttore maschile ........................................................................................ 242 1. Gli organi esterni ......................................................................................................................................... 242 2. Gli organi interni .......................................................................................................................................... 244 3. I caratteri sessuali secondari nel maschio ................................................................... 245 lezione 2
L’apparato riproduttore femminile ................................................................................ 246 1. Gli organi sessuali femminili .......................................................................................................... 246 2. Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale .......................................................................................... 248
L’incontro di uno spermatozoo e di una cellula uovo
lezione 3
Come si formano i gemelli
Dalla fecondazione alla nascita............................................................................................... 250 1. La fecondazione ........................................................................................................................................... 250 2. La segmentazione e l’annidamento ...................................................................................... 250 3. Da embrione a feto ................................................................................................................................... 251 4. Si completa la formazione degli organi ............................................................................. 252 5. Il parto ..................................................................................................................................................................... 252
Le fasi dello sviluppo embrionale
RIPASSA I CONTENUTI ESSENZIALI
lezione 4
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
Le malattie a trasmissione sessuale
............................................................................................................................
254
Lezioni in Podcast
.....................................................................................................................................
257
Test interattivi
METTI ALLA PROVA LE TUE COMPETENZE
..........................................................................................................
259
CLIL AN IRREPLACEABLE FOOD ........................................................................................................... 261
Listening
PERCORSO INTERDISCIPLINARE DI APPRENDIMENTO
Crescere, un’avventura meravigliosa! ................................................................................................................... 262
INDICE
9
O P O R N COMA U
TEMA
1
Conoscere il nostro corpo per mantenerci in salute Prenderci cura della salute è un impegno che dobbiamo assumere fin da quando siamo giovani. Il fatto di sentirci forti e vitali, come generalmente avviene nella prima fase della vita, non può prescindere dalla conoscenza della struttura del nostro organismo, delle caratteristiche e delle funzioni dei diversi apparati e sistemi e degli organi che li formano, e di come dobbiamo comportarci per conservarli efficienti col passare degli anni. Ugualmente importante è conoscere quali sono i rischi che corre il corpo quando si ammala e quali sono le principali malattie che sono oggetto di studio della medicina e di tutte le diverse specializzazioni in cui si suddivide. Se, per esempio, ci fratturiamo un osso praticando uno sport, dobbiamo rivolgerci a uno specialista in ortopedia, mentre se abbiamo qualche problema alla pelle, come può accadere durante l’adolescenza, dobbiamo farci visitare da uno specialista in dermatologia. Esiste però un modo per conservare la nostra salute che possiamo realizzare ogni giorno: un’alimentazione sana ed equilibrata, secondo quanto ci suggerisce la scienza dell’alimentazione, è la migliore prevenzione delle malattie, in particolare di quelle che possono colpire gli organi dell’apparato digerente, oggetto di studio della gastroenterologia.
3 L’apparato digerente unità
Scienze-Pop - Scienze-Pop-Volume-C-12
ALIDA CARRÀ, infermiera
PARLA LA SCIENZA
Concluso il liceo scientifico con indirizzo biologico, Alida ha scoperto la sua passione per la biologia e la biochimica e il desiderio di creare relazioni con le persone. Da qui la scelta di iscriversi alla facoltà di Scienze infermieristiche e completare la sua formazione con un master in terapia intensiva. Oggi vive a Londra e lavora in un importante ospedale dove è anche tutor dei giovani infermieri.
MATTEO MAURI, medico e chirurgo Matteo ha conseguito la laurea in Medicina e Chirurgia e oggi lavora in Svizzera. Ottenuto un dottorato di ricerca in immuno-oncologia, Matteo si è specializzato in Medicina interna e in Oncologia medica. Il suo desiderio è di creare un filo diretto tra la ricerca e la clinica medica per offrire ai pazienti affetti da tumori nuove cure più efficaci e nel minor tempo possibile.
MICHELA LUPO, informatore medico-scientifico
futuro
2 L’alimentazione unità
del le professioni
1 Il sistema corpo umano unità
Michela si è laureata in Biologia biomolecolare e, dopo alcuni anni di insegnamento, ha iniziato a lavorare in un’azienda farmaceutica come informatore medico-scientifico. La sua attività consiste nel fornire informazioni sui farmaci, sui loro effetti benefici ma anche sui possibili effetti collaterali; organizza corsi di formazione per far conoscere i prodotti farmaceutici e le terapie disponibili, partecipa a conferenze mediche per presentare le ultime scoperte in campo farmaceutico.
Marie Curie
TEMA 1
11
O P O R N COMA U
1 a m e t s i s Il o n a m u corpo
lezione
unità
1
L’ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO
lezione
2
l’APPARATO TEGUMENTARIO
EDUCAZIONE CIVICA Le malattie della pelle
lezione
3
IL SISTEMA SCHELETRICO
lezione
4
IL SISTEMA MUSCOLARE LEZIONI in POWERPOINT Scienze-Pop - Scienze-Pop-Volume-C-14
CONTENUTI DIGITALI
12
TEMA 1
E I Z I T O N E N BUO
PER IL FUTURO Salute per tutti Il diritto universale alla salute costituisce l’Obiettivo 3 dell’Agenda 2030: Salute e benessere: assicurare la salute e il benessere per tutti e per tutte le età. È proprio in questa direzione che convergono gli sforzi dell’OMS, l’Organizzazione mondiale della sanità (WHO, la sigla inglese), per i prossimi anni: l’obiettivo è raggiungere uno stato di “salute universale” attraverso iniziative che tengano conto anche del cambiamento climatico, delle emergenze sanitarie e dei conflitti. Grazie al programma Global Health for Peace, dal 2019 l’OMS mette a disposizione servizi umanitari e sanitari dove sono in corso guerre e conflitti. Nel 2021 è stata istituita l’Alleanza per l’azione trasformativa sul clima e la salute (ATACH), un patto tra tutti i Paesi membri che sostiene piani d’azione per costruire sistemi e strutture sanitarie resilienti e sostenibili. Nel 2025 i Paesi aderenti all’OMS hanno firmato un accordo che getta le basi di un sistema chiamato Pathogen access and benefit sharing (PABS), che prevede che alle aziende farmaceutiche sia garantito l’accesso ai dati scientifici sui microrganismi patogeni emergenti o nuovi, a patto che siano disposte a garantire vaccini, strumenti diagnostici e farmaci in caso di pandemia. L’accordo comprende anche interventi per una migliore protezione degli operatori sanitari e azioni di prevenzione delle pandemie, come per esempio misure per ridurre le probabilità di passaggio dei virus dagli animali agli esseri umani.
SCIENCE
REEL
Pelle e rughe: dillo al babbo e alla mamma
lezione
1
UTER P M CO
CARTA
PENNA
Gli apparati e i sistemi del corpo umano
L’ organizzazione del corpo umano
Esplora l’oggetto interattivo e scrivi le risposte sul quaderno. 1. Quali sono gli apparati del corpo umano? 2. Quali sono i sistemi del corpo umano? 3. Quali sono gli apparati e/o i sistemi più complessi? 4. Dove sono localizzati entrambi?
1 Le parti del corpo
umano.
Il capo comprende il cranio e la faccia. Racchiude e protegge il cervello ed è la sede degli organi di senso della vista, dell’udito, dell’olfatto e del gusto.
Il tronco è congiunto al capo mediante il collo. Internamente è diviso in due parti da un muscolo, il diaframma: la parte superiore è chiamata torace, la parte inferiore addome. Il torace contiene i polmoni e il cuore, che sono protetti dalle costole e dalle vertebre. L’addome contiene gli organi degli apparati digerente, escretore e riproduttore.
14
UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
Scienze-Pop - Scienze-Pop-Volume-C-16
CONTENUTI DIGITALI
ORA FERMA L’IMMAGINE! Metti in pausa il video nei seguenti punti.
5. Trova le immagini e scrivi una breve descrizione per ciascuna figura.
1 Come siamo fatti Nessuno è come te, eppure il tuo corpo è fatto allo stesso modo di ogni altro essere umano. Quando lo descrivi usi dei termini che spesso sono imprecisi perché sono quelli del linguaggio di tutti i giorni. Per cominciare a studiare il corpo umano è bene conoscere i nomi corretti con i quali si indicano le sue parti 1 . La scienza che studia la struttura del corpo e ne descrive gli organi interni è l’anatomia. Le sue origini sono lontane nel tempo, ma solo dal Rinascimento la pratica dell’autopsia ha permesso di avere conoscenze più precise di come siamo fatti. La fisiologia è invece la scienza che studia le nostre funzioni vitali. Gli arti sono disposti simmetricamente rispetto al tronco e si distinguono in superiori e inferiori. Gli arti superiori sono collegati al tronco mediante il cinto scapolare (le spalle). Ciascuno di essi comprende tre parti: braccio, avambraccio e mano. Gli arti inferiori sono collegati al tronco mediante il cinto pelvico (le anche). Ciascuno di essi comprende tre parti: coscia, gamba e piede.
Il coordinamento corporeo
O RP NO CO MA U
Come per gli animali, anche per l’essere umano si distinguono funzioni della vita vegetativa, cioè funzioni che si svolgono indipendentemente dalla nostra volontà, come per esempio la respirazione, e funzioni della vita di relazione, che ci permettono di stabilire un rapporto vantaggioso con l’ambiente.
2 I livelli di organizzazione del corpo umano Il corpo umano può essere considerato un sistema formato da tante parti organizzate tra loro: ognuna di esse svolge funzioni specifiche, ma in stretta relazione con le altre. Il nostro organismo cresce e sopravvive grazie alla sua perfetta organizzazione interna: procedendo dal livello di organizzazione più piccolo a quello più grande, si passa dalle cellule, ai tessuti, agli organi fino agli apparati e ai sistemi 2 .
CELLULA (cellula epiteliale)
TESSUTO (tessuto epiteliale)
ORGANO (stomaco)
all’apparato digerente.
APPARATO (apparato digerente)
■ Cellule e tessuti Le parti più piccole del “sistema corpo umano” sono le cellule. Quelle che formano il nostro corpo presentano forme caratteristiche; ne esistono circa 200 tipi differenti e sono diverse a seconda delle funzioni che svolgono. Le cellule non sono autonome e indipendenti, ma svolgono in maniera coordinata funzioni particolari, formando un tessuto.
Un tessuto è un insieme di cellule specializzate, che compie una determinata funzione. L’istologia è la branca della biologia che studia la struttura microscopica dei tessuti animali e vegetali.
■ Organi Tessuti di tipo diverso si uniscono per formare parti distinte del nostro organismo, gli organi.
Un organo è formato da tessuti di tipo diverso, che collaborano insieme per svolgere una o più funzioni particolari. Il cuore, ad esempio, è l’organo propulsore della circolazione costituito da tessuto muscolare; i reni sono organi filtranti che trattengono ed eliminano le sostanze di rifiuto contenute nel sangue; lo stomaco è un organo che partecipa alla digestione degli alimenti.
2 Dalla cellula epiteliale
RACCONTO GENIALE
MARIE skŁodowska CURIE Marie Curie ha vinto il premio Nobel nel 1903 per le sue ricerche sulle sostanze radioattive. Le studiò senza sapere pienamente quanto potessero essere dannose per il corpo umano. Infatti l’esposizione prolungata alle radiazioni può danneggiare le cellule, alterare il DNA, compromettere il corretto funzionamento dei tessuti e indebolire il sistema immunitario. Tuttavia l’applicazione dei raggi X ha permesso lo sviluppo della tecnica della radiografia RX che permette di visualizzare le strutture interne del corpo.
lezione 1 • L’ ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO
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■ Apparati e sistemi Gli organi non lavorano da soli, ma sono parte di complessi più grandi, gli apparati e i sistemi, che garantiscono tutte le funzioni vitali dell’organismo 3 . La differenza tra un apparato e un sistema dipende dai tessuti che formano gli organi.
Un apparato è un insieme di organi costituiti da tessuti differenti, che collaborano per lo svolgimento di una funzione comune.
3 Apparati e sistemi
del corpo umano.
Per esempio, l’apparato circolatorio è formato da organi molto diversi tra loro, come il cuore, le arterie e le vene, ed è responsabile della distribuzione di ossigeno e sostanze nutritive; l’apparato digerente è formato dal tubo digerente ma anche da grosse ghiandole come il fegato e il pancreas e si occupa dell’assimilazione dei cibi.
Un sistema è formato da organi composti dallo stesso tipo di tessuto. Esempi di sistemi sono il sistema scheletrico, che è costituito dalle ossa composte da tessuto osseo, oppure il sistema nervoso, formato dal tessuto nervoso.
APPARATO DIGERENTE demolisce gli alimenti e assorbe le sostanze nutritive
APPARATO ESCRETORE elimina le sostanze di rifiuto
SISTEMA MUSCOLARE permette il movimento
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UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
SISTEMA NERVOSO raccoglie stimoli ed elabora risposte
SISTEMA SCHELETRICO sostiene e protegge
APPARATO RESPIRATORIO permette lo scambio dei gas respiratori
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FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI
SISTEMA NERVOSO raccoglie stimoli e elabora risposte
Sottolinea il termine corretto tra i due proposti. Gli arti superiori/inferiori sono collegati al tronco tramite il cinto scapolare. I tessuti sono formati da cellule uguali/diverse. Lo stomaco è un organo/apparato. L’apparato circolatorio/respiratorio svolge la funzione di distribuire ossigeno e sostanze nutritive. SISTEMA SISTEMA VERSO LE SCHELETRICO MUSCOLARE sostiene e protegge permette il movimento Osserva il disegno e rispondi.
COMPETENZE
L’anatomia comparata si occupa di “comparare”, cioè paragonare, gli organi di uno stesso gruppo zoologico di viventi per capire la loro struttura, le loro funzioni e la loro evoluzione. Questi organi sono denominati organi omologhi. Per esempio, sono organi omologhi l’arto dell’essere umano e quello degli uccelli, entrambi vertebrati. Nell’immagine sono messi a confronto la struttura scheletrica del braccio (a) e dell’ala (b). Quali somiglianze osservi?
APPARATO CIRCOLATORIO trasporta ossigeno e sostanze nutritive SISTEMA NERVOSO raccoglie stimoli e elabora risposte
b a
SISTEMA IMMUNITARIO difende da agenti estranei e da malattie APPARATO RIPRODUTTORE APPARATO genera cellule riproduttive, TEGUMENTARIO protegge e nutre l’embrione
riveste e protegge il corpo
E mento
SISTEMA CIRCOLATORIO trasporta ossigenouomo e sostanze nutritive
APPARATO IMMUNITARIO donna difende da agenti estranei e da malattie
APPARATO RIPRODUTTORE genera cellule riproduttive, protegge e nutre l’embrione
APPARATO RIPRODUTTORE genera cellule riproduttive, protegge e nutre l’embrione
uomo
donna
SISTEMA ENDOCRINO produce ormoni
SISTEMA ENDOCRINO ormoni lezioneproduce 1 • L’ ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO
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lezione
UTER P M CO
CARTA
PENNA
Dalle cellule staminali ai tessuti
2
L’ apparato tegumentario
Guarda il video e scrivi le risposte sul quaderno. 1. Che cos’è un tessuto? 2. Perché le cellule staminali sono definite totipotenti? 3. Qual è la particolarità del tessuto muscolare? 4. Come si chiamano le cellule che formano il tessuto nervoso? 5. Che tipo di tessuto è il sangue?
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CONTENUTI DIGITALI
ORA FERMA L’IMMAGINE! Metti in pausa il video nel seguente punto.
6. Scrivi una didascalia di commento.
1 Un apparato con tante funzioni Quando conosci una persona, cerchi di memorizzare il suo viso, così da riconoscerla all’incontro successivo. Il colore dei capelli e la pettinatura, le sopracciglia folte, la barba o i baffi, la presenza di un neo o dei brufoli sono caratteristiche riconducibili a un unico apparato, che si estende su tutto il corpo: è l’apparato tegumentario.
L’apparato tegumentario è formato dalla pelle e dagli annessi cutanei (peli, capelli, unghie e alcune ghiandole).
Qual è l’organo più grande del corpo? Non ci crederai, ma l’organo più grande del corpo umano è la pelle! La pelle di una persona media copre un’area di 1,5-2 m2, contiene quasi 20 km di vasi sanguigni ed è costituita da 300 milioni di cellule; pesa tra 3,5 e 10 kg e rappresenta il 15% del peso corporeo. Il 65% del peso della pelle è costituito da acqua, mentre il collagene costituisce il 70-80% del peso a secco della pelle. La pelle possiede due importanti proprietà: l’autoriparazione, in quanto è capace di rigenerarsi in seguito a una lesione, e l’estensibilità, in quanto si adatta perfettamente ai cambiamenti delle dimensioni del corpo che si manifestano nel corso della vita.
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UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
La difesa dai microrganismi Le sostanze prodotte dalle ghiandole della pelle (il sebo e il sudore) costituiscono la prima barriera contro l’attacco di batteri e funghi microscopici.
L’escrezione La produzione del sudore serve alla pelle a eliminare alcune sostanze di rifiuto prodotte durante l’attività muscolare intensa.
La protezione La pelle resiste alla maggior parte delle sostanze chimiche che usiamo ogni giorno e ci difende dall’azione dei raggi ultravioletti del Sole. Ha anche la capacità di rigenerarsi rapidamente in caso di ferite e piccoli urti.
La sintesi L’esposizione ai raggi solari stimola la pelle a sintetizzare la vitamina D, una sostanza di vitale importanza per lo sviluppo delle ossa.
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Il termine “tegumentario” deriva da “tegumento”, che significa rivestimento. La pelle, o cute, è infatti un tessuto di rivestimento, un involucro elastico e abbastanza resistente che avvolge senza interruzione il corpo, ricoprendo anche le cavità come la bocca e il naso, dove prende il nome di mucosa. In effetti, la pelle è molto più di un semplice rivestimento e svolge molte funzioni indispensabili 1 .
1 Le funzioni
dell’apparato tegumentario.
La termoregolazione La pelle contribuisce a mantenere costante la temperatura corporea. Quando la temperatura sale, la pelle disperde calore attraverso la sudorazione; quando la temperatura scende, si riduce l’afflusso di sangue nella parte più superficiale della pelle, in modo da disperdere meno calore.
La sensibilità All’interno della cute, distribuite in maniera non uniforme nel corpo, sono presenti numerose terminazioni nervose sensibili alla pressione, alle variazioni di temperatura e al dolore.
lezione 2 • L’APPARATO TEGUMENTARIO
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pelo
2 La pelle
melanociti
La pelle è l’organo più esteso del corpo: spessa da 1 a 2 mm, in un uomo adulto copre una superficie di circa 2 m2. Se la osserviastrato corneo epidermide mo al microscopio possiamo distinguere tre strati posti l’uno sotto l’altro: l’epidermide, il strato germinativo derma e l’ipoderma 2 . L’epidermide è lo strato più superficiale vasi derma sanguigni della pelle. È formato da una parte più esterna, lo strato corneo, e da una parte più profonda, lo strato germinativo. Lo strato corneo è costituito da cellule moripoderma te, appiattite e ricche di cheratina, una proteina che rende la pelle resistente e impermeabile all’acqua. Ogni giorno milioni di cellule dello strato corneo si staccano dalla ghiandola sudoripara follicolo del pelo pelle sotto forma di piccole squame; allora, nuove cellule prodotte nello strato germinativo salgono verso l’ a lto, si riempiono di cheratina e sostituiscono le cellule morte. 2 La struttura della pelle. L’epidermide ospita terminazioni nervose sensibili alla temperatura e al dolore. Nella parte profonda si trovano i melanociti, cellule specializzate nella produzione di melanina, un pigmento di colore bruno che contribuisce alle diverse colorazioni della pelle. Il derma si trova sotto l’epidermide. È uno strato di tessuto connettivo formato da fibre elastiche che contiene una particolare proteina, il collagene. All’interno del derma si trovano cellule specializzate, dette recettori, che percepiscono diversi tipi di stimoli come il dolore, la tensione della pelle e la pressione. (Parleremo di questo nell’unità dedicata ai sensi.) Nel derma sono presenti anche i vasi sanguigni, i follicoli dei peli, piccoli muscoli annessi ai peli, le ghiandole sudoripare e le ghiandole sebacee. L’ipoderma è lo strato più profondo della pelle. È costituito da tessuto connettivo adiposo, ricco di cellule piene di grasso. In questo modo l’ipoderma è in grado di isolare termicamente i tessuti sottostanti e di attutire eventuali urti.
3 Peli e unghie I peli sono strutture flessibili e filiformi, costituiti in gran parte da cellule morte ricche di cheratina. Ogni pelo è composto dal fusto, che fuoriesce dalla pelle, e dalla radice, inserita in una piccola cavità del derma, il follicolo pilifero, che termina con un rigonfiamento, il bulbo del pelo. Il bulbo è l’unica parte del pelo composta da cellule vive: queste cellule spingono verso l’alto le cellule morte, consentendo così l’accrescimento del pelo. Ogni pelo è collegato a un piccolo muscolo che, contraendosi, lo fa rizzare, facendo venire quella che chiamiamo “pelle d’oca”: è il meccanismo della piloerezione. I capelli, le ciglia, le sopracciglia, i baffi e la barba hanno la stessa struttura dei peli. Le unghie si trovano all’estremità delle dita: hanno funzione protettiva e facilitano la capacità di afferrare gli oggetti. Come i peli, anche le unghie sono formate da cellule morte ricche di cheratina, ravvicinate strettamente le une alle altre. La radice, che è nascosta sotto la pelle, è formata da cellule vive che accrescono l’unghia. La parte esterna dell’unghia costituisce la lamina; alla sua base si trova un arco biancastro, la lunula.
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UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
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4 Le ghiandole della pelle Nella pelle si trovano anche alcune ghiandole esocrine, così chiamate perché riversano i loro prodotti all’esterno del corpo. Le ghiandole sebacee si trovano nel derma in corrispondenza dei peli. Secernono una sostanza grassa, il sebo, che si deposita su tutta l’epidermide, conferendole morbidezza e lucentezza. Le ghiandole sebacee sono distribuite su tutto il corpo, a eccezione del palmo delle mani e della pianta dei piedi.
3 La regolazione
della temperatura corporea.
a
Le ghiandole mammarie sono poste nella parte anteriore del tronco. Sono sviluppate e funzionanti solo nelle donne e formano la parte preponderante delle mammelle. Nel periodo successivo al parto, esse producono il latte, che costituisce il nutrimento del neonato. Le ghiandole sudoripare sono costituite da un tubicino, avvolto a gomitolo, che comunica con l’esterno attraverso un minuscolo foro, il poro. La parte raggomitolata è circondata da numerosi piccoli vasi sanguigni, dai quali escono acqua, sali minerali e sostanze di rifiuto. Queste sostanze passano nella ghiandola sudoripara, salgono fino al poro e infine vengono espulse dall’organismo sotto forma di sudore. Grazie al sudore il corpo elimina alcune sostanze di rifiuto e può anche regolare la propria temperatura con un processo detto termoregolazione. A questo processo contribuiscono anche la parte superficiale della pelle e alcuni annessi cutanei. Per esempio, quando passiamo da un ambiente caldo a uno freddo, i vasi sanguigni si contraggono: si riduce l’afflusso di sangue allo strato superficiale della pelle e diminuisce la perdita di calore. I muscoli collegati ai peli si contraggono in modo asincrono e si sviluppa calore che scalda il sangue. Contemporaneamente il pelo si raddrizza, dando alla pelle l’aspetto della “pelle d’oca” 3 a . Quando invece fa caldo, i vasi sanguigni si dilatano: l’afflusso di sangue aumenta e viene dispersa una maggiore quantità di calore 3 b . Le ghiandole sudoripare producono il sudore che, evaporando, sottrae calore al corpo raffreddandolo.
b
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI Completa le frasi con i termini corretti. 1. Nello strato della pelle chiamato sono presenti terminazioni nervose. 2. Il pilifero si trova nel derma. 3. Lo strato dell’epidermide è ricco di cheratina. 4. La è la parte esterna dell’unghia.
VERSO LE COMPETENZE Esegui l’esperimento. Sui polpastrelli delle mani la pelle forma dei disegni, le impronte digitali, che hanno due caratteristiche particolari: sono immutabili e individuali. Si formano definitivamente all’ottavo mese di gravidanza, sono diverse da un individuo all’altro e rimangono invariate per tutta la vita. Per verificare la loro individualità puoi fare questo semplice esperimento. Con una matita a mina grassa (per esempio di tipo B) colora una porzione del foglio di un quaderno. Premi un dito sulla parte annerita e trasferisci l’impronta su un foglio bianco. Proteggila con dello scotch trasparente e confrontala con quelli di familiari, amici, compagni. Che cosa osservi?
lezione 2 • L’APPARATO TEGUMENTARIO
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EDUCAZIONE C I V I C A Le malattie della pelle La nostra pelle è la prima barriera che il corpo ha a disposizione per difendersi da attacchi esterni di ogni tipo. Conoscerla, capire i segnali che ci manda e prendersene cura è un compito importante che può aiutarci a prevenire patologie anche gravi. Mettiamo in campo strategie semplici ma fondamentali per la nostra salute.
1 Al sole, ma protetti La pelle contiene una particolare sostanza, la melanina, un pigmento che produce un colore più o meno scuro: poca melanina determina una pelle chiara, molta melanina una pelle scura. La produzione di melanina si accresce quando esponiamo la nostra pelle al Sole, come meccanismo di difesa nei confronti dei raggi solari, soprattutto degli ultravioletti (UVA). Tuttavia se l’esposizione al Sole è prolungata, la melanina non è sufficiente per proteggere la pelle e si può incorrere in ustioni o innescare l’insorgenza di melanomi. Per queste ragioni, è importante esporsi con precauzione, indossare un cappello a falde larghe a protezione degli occhi e della pelle del viso e applicare una crema solare con indice di protezione adatto al proprio tipo di pelle.
2 Attenzione, scotta L’eccessiva esposizione al Sole, ma anche il contatto con oggetti molto caldi può causare ustioni. Le ustioni di 1° grado sono lievi e interessano solo l’epidermide; quelle di 2° e 3° grado interessano anche derma e ipoderma e devono essere curate in ambito ospedaliero. Sono molto pericolose anche le ustioni lievi quando interessano una vasta area corporea. In seguito a una scottatura si formano sulla cute delle bolle piene di liquido, che non vanno mai bucate perché si potrebbero introdurre agenti patogeni in una parte del corpo priva di difese.
3 Imperfezioni da tenere d’occhio La pelle può presentare delle imperfezioni, che appaiono come punti più o meno grandi di colore bruno (i nei) o rosso (gli angiomi cutanei). Sono presenti sulla pelle fin dalla nascita, ma aumentano con l’esposizione solare. Generalmente non pericolosi, lo diventano in modo serio quando si trasformano in melanomi, tumori maligni della pelle. Occorre tenere i nei sotto controllo e ricorrere immediatamente al medico quando cambiano la loro fisionomia o evidenziano un alone rosso intorno al loro margine.
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UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
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4 Ancora un brufolo L’acne giovanile è un disturbo che colpisce ragazzi e ragazze tra i 13 e i 18 anni e che si presenta con brufoli soprattutto sul viso. È causata da un’eccessiva produzione di sebo che si accumula nel derma e ostruisce lo sbocco delle ghiandole sebacee. Prima il sebo forma dei rigonfiamenti, chiamati comedoni, i cosiddetti punti neri; in seguito i batteri presenti sulla pelle possono infettare i condotti sebacei ostruiti e provocare l’infiammazione dei comedoni dando origine a una piccola vescicola piena di pus, il brufolo. Bisogna resistere alla tentazione di schiacciare i brufoli, per non trasmettere l’infezione ad altri parti del viso e del corpo, e di coprire con cosmetici le parti infiammate.
5 Presto, un cerotto Una caduta, il contatto con un oggetto tagliente o duro può lacerare la nostra pelle, provocando una ferita attraverso cui entrano nell’organismo sporcizia e microrganismi che possono causare infezioni. Per questo motivo è buona cosa pulire subito la ferita, lavarla e disinfettarla con un antisettico che impedisce, o per lo meno rallenta, lo sviluppo di microrganismi. In caso di ferite lievi è sufficiente poi applicare un cerotto ma, se la ferita è più profonda, è necessaria l’applicazione di punti di sutura per favorire la cicatrizzazione.
6 Qualche precauzione in più
EDUCAZIONE ALLA SALUTE
Un buon numero di malattie della pelle provocate da agenti di vario tipo prendono il nome di dermatiti. Esistono virus particolari, per esempio l’Herpex simplex, che attacca soprattutto le labbra, provocando la cosiddetta febbre. Dal momento che è estremamente contagioso, bisogna evitare qualsiasi contatto con la parte infetta; nel caso lavarsi bene le mani, ma soprattutto evitare di toccare gli occhi. Tra le dermatiti rientrano anche le micosi: nelle piscine, per esempio, possono proliferare funghi microscopici che provocano infezioni della pelle. Per questo si consiglia di usare le ciabatte, per rispettare se stessi e gli altri, ma anche per evitare brutte cadute. Anche il contatto con detersivi o metalli può provocare dermatiti, sotto forma di arrossamento, prurito e piccole vescicole: indossare dei guanti protettivi è il sistema migliore per proteggersi.
LE MALATTIE DELLA PELLE
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lezione
UTER P M CO
CARTA
PENNA
Le principali ossa dello scheletro
3
il sistema scheletrico
Esplora l’oggetto interattivo e scrivi le risposte sul quaderno. 1. Come si chiamano le ossa che compongono il cinto scapolare? 2. Qual è la funzione della gabbia toracica? 3. Dove si trova l’osso più lungo del corpo? 4. Quante sono le ossa della mano?
Scienze-Pop - Scienze-Pop-Volume-C-26
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ORA FERMA L’IMMAGINE! Rivedi il video e individua a quale parte dello scheletro appartengono le ossa rappresentate nelle immagini seguenti..
1 Lo scheletro
e le sue funzioni
Ogni giorno facciamo centinaia di movimenti diversi grazie all’interazione tra due sistemi: il sistema scheletrico o scheletro 1 , formato principalmente dalle ossa, e il sistema muscolare, costituito dai muscoli che sono collegati alle ossa. Camminare, afferrare gli oggetti, accavallare le gambe, sbattere le palpebre, muovere le labbra: tutti i movimenti del corpo sono resi possibili dalla collaborazione tra i due sistemi. Il sistema scheletrico è formato dalle ossa dello scheletro e dalle articolazioni. Lo scheletro è suddiviso in: • scheletro assile, che comprende le ossa del cranio, del torace, della colonna vertebrale e la cassa toracica; • scheletro appendicolare, che comprende il cinto scapolare, che sostiene le ossa degli arti superiori, e il cinto pelvico, che sostiene quelle degli arti inferiori. Il sistema scheletrico svolge importanti funzioni 2 .
1 Lo scheletro umano.
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UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
2 Le funzioni
dello scheletro.
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Sostegno: lo scheletro fornisce al corpo una struttura che gli dà sostegno ma al tempo stesso è mobile.
Protezione: le ossa proteggono alcuni organi interni importanti e delicati, come il cuore, i polmoni e il cervello. Movimento: le ossa forniscono ai muscoli i punti su cui inserirsi per far muovere il corpo.
Riserva di sali minerali: le ossa immagazzinano sali minerali, in particolare calcio, fosforo, potassio e sodio. In caso di necessità, i minerali possono essere prelevati dallo scheletro e distribuiti nel circolo sanguigno.
2 Il tessuto osseo
e il tessuto cartilagineo
Produzione delle cellule del sangue: il midollo osseo rosso contenuto nelle cavità di alcune ossa produce le cellule del sangue: globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.
3 La sezione di un osso.
Lo scheletro umano comprende 206 ossa formate da due tipi di tessuto: il tessuto osseo e il tessuto cartilagineo. canale Il tessuto osseo è formato da cellule vive, gli osteocìti, imdi Havers merse in una sostanza prodotta dagli osteociti stessi. Questa sostanza è organizzata in lamelle ed è composta da una parte organica, l’osseina, e da sali minerali, soprattutto fosfato di calcio e carbonato di calcio: l’osseina conferisce elasticità al tessuto osseo, mentre i sali minerali lo rendono duro e resistente. Tutte le ossa dello scheletro sono rivestite da una membrana, il periostio. A seconda di come sono posizionate le lamelle, si distinguono due tipi di tessuto osseo: il tessuto osseo compatto e il tessuto osseo spugnoso 3 . Nel tessuto osseo compatto le lamelle sono tessuto osseo spugnoso addossate le une alle altre e sono disposte in modo concentrico attorno a piccoli canali, detti canali di Havers. All’interno dei canali passano i nervi e i vasi sanguigni che riforniscono gli osteociti di sostanze organiche, ossigeno e sali minerali. Nel tessuto osseo spugnoso le lamelle s’intersecano tra di loro, delimitando piccole cavità piene di midollo rosso, il tessuto che produce le cellule del sangue. Il tessuto cartilagineo (o cartilagine) è formato da cellule vive tondeggianti, i condrocìti, immerse in una sostanza ricca di fibre di collagene e fibre elastiche. È composto per circa il 60% di acqua ed è privo di vasi sanguigni e di nervi. Il tessuto cartilagineo è resistente e flessibile; nell’individuo adulto si trova soprattutto tra un osso e l’altro per attutire i colpi e ridurre lo sfregamento.
lamelle ossee
vaso sanguigno periostio
tessuto osseo compatto
lezione 3 • IL SISTEMA SCHELETRICO
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Alla nascita, lo scheletro del neonato è formato in buona parte da cartilagine ma, ancora prima della nascita, ha inizio il processo di ossificazione, cioè la trasformazione del tessuto cartilagineo in tessuto osseo 4 . Le cellule prelevano dal sangue le sostanze minerali (soprattutto sali di calcio) e le depositano nella cartilagine che progressivamente si disgrega, intrappolando le cellule nello stesso materiale che hanno depositato. L’ossificazione è particolarmente intensa fino ai 2 anni di vita e nel periodo della pubertà, dai 12 ai 15 anni per le femmine e dai 13 ai 16 anni per i maschi; si conclude solo a crescita finita, intorno ai 25 anni. Alcune parti dello scheletro rimangono tuttavia sempre cartilaginee, come i padiglioni delle orecchie, la punta del naso e le estremità delle costole.
LAB STEM DI CHE COSA SONO FATTE LE OSSA? SKILL BOOK
4 L’ossificazione e la
processo di ossificazione
crescita di un osso.
midollo osseo
struttura cartilaginea cartilagine in corso di calcificazione
vasi sanguigni
embrione di 2-3 mesi
nascita
infanzia
osso maturo
3 Le ossa A seconda della loro forma, le ossa sono distinte in tre tipi: ossa lunghe, ossa piatte e ossa corte. Le ossa lunghe 5 a presentano una parte centrale allungata, detta diàfisi, e due estrea Un osso lungo. mità arrotondate, le epìfisi. La diafisi è fatta di tessuto osseo compatto che delimita una cavità; dentro questa cavità si trova il midollo osseo giallo, una sostanza ricca di grassi che costituisce una riserva di energia per l’organismo. Le epifisi invece sono formate da tessuto osseo spugnoso e contengono il midollo epifisi cartilagine osseo rosso. Sono ricoperte di cartilagine che favorisce il movimento dell’ososso so nell’articolazione. Le ossa lunghe si trovano principalmente negli arti. spugnoso Le ossa piatte 5 b hanno uno spessore molto ridotto; sono formate da due osso strati superficiali di tessuto osseo compatto, contenenti nel mezzo uno compatto strato di tessuto spugnoso con il midollo rosso. Sono ossa piatte la scapola, cavità centrale le ossa del bacino e quelle del cranio. della diafisi Nelle ossa corte 5 c le tre dimensioni sono all’incirca uguali; sono costituimidollo osseo giallo diafisi te principalmente da tessuto osseo spugnoso, con relativo midollo rosso, rivestito da uno strato di tessuto osseo compatto. Sono ossa corte le vertebre e alcune ossa del piede e della mano. vasi sanguigni b Un osso piatto. c Un osso corto. 5 La struttura delle ossa.
epifisi
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cartilagine
UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
osso spugnoso osso compatto
osso compatto osso spugnoso
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4 Le articolazioni
6 I tre tipi di
articolazioni:
Le ossa sono rigide, non possono curvarsi o piegarsi: per consentire al corpo di svolgere le normali attività è necessario che esse siano collegate tra loro.
a Fisse nel cranio.
Le articolazioni sono le strutture che collegano due o più ossa. Le articolazioni sono formate da cartilagini e legamenti: le cartilagini hanno la funzione di ridurre l’attrito tra le ossa che sono in contatto e rendere i movimenti più scorrevoli; i legamenti mantengono le ossa nella corretta posizione. Rispetto all’ampiezza del movimento che esse consentono, le articolazioni possono essere fisse, semimobili o mobili. • Le articolazioni fisse non permettono alcun movimento tra le ossa, perciò lo strato di cartilagine è molto sottile e i legamenti sono assenti. Queste articolazioni creano strutture rigide e resistenti. Si trovano ad esempio tra le ossa del cranio, dove sono dette suture, e formano la scatola cranica che protegge il cervello 6 a .
sutura
b Semimobili
nella colonna vertebrale.
• Le articolazioni semimobili permettono movimenti limitati; si trovano, per esempio, tra due vertebre successive 6 b . • Le articolazioni mobili, come quelle tra le ossa degli arti, consentono ampi movimenti. Le ossa sono tenute nella loro posizione grazie a una struttura a manicotto che le avvolge, la capsula articolare. Per ridurre ulteriormente l’attrito, in questo tipo di articolazione è presente un liquido viscoso, la sinovia, che serve da lubrificante 6 c .
Quali sono le ossa più piccole del corpo?
vertebra
dischi di cartilagine
c Mobile nel ginocchio.
Sono il martello, l’incudine e la staffa, tre ossicini che si trovano nell’orecchio. La staffa, che misura tra 2,6 e 3,4 mm, ha le dimensioni di un chicco di riso ad è anche l’osso più leggero del corpo, con un peso tra 2 e 4,3 mg. Il loro ruolo è trasmettere vibrazioni sonore dall’aria fino al fluido contenuto nell’orecchio interno. Queste ossa sono anche le uniche che non si modificano dopo il primo anno di vita: un cambiamento di forma potrebbe, infatti influire sull’udito.
legamento del femore
femore in sezione
rotula menischi legamento della rotula
tibia in sezione
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F). 1. Il sistema scheletrico è formato solo dalle ossa dello scheletro. 2. I canali di Havers si trovano nel tessuto osseo compatto. 3. Il midollo rosso produce le cellule del sangue. 4. La sutura è una articolazione mobile.
V V V V
lezione 3 • IL SISTEMA SCHELETRICO
F F F F
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Il sistema muscolare
4
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UTER P M CO
CARTA
PENNA I muscoli del corpo umano
Esplora l’oggetto interattivo e scrivi le risposte sul quaderno.
CONTENUTI DIGITALI
ORA FERMA L’IMMAGINE!
1. Dove si trovano i muscoli mimici? 2. Come si chiama il muscolo della spalla? 3. Che cosa muovono i muscoli dell’avambraccio? 4. Quale muscolo flette l’avambraccio?
Metti in pausa il video nei seguenti punti.
5. Dai un titolo di ciascuna figura rappresentata.
1 I muscoli
muscoli assiali
muscoli appendicolari
Ossa e articolazioni costituiscono un sistema mobile, ma i movimenti del corpo e degli organi interni che svolgono funzioni vitali indispensabili sono possibili solo grazie al sistema muscolare. Esso è costituito da circa 500 muscoli, che corrispondono alla metà della massa corporea. Si distinguono in due gruppi: i muscoli volontari (che rispondono alla nostra volontà) e i muscoli involontari (che lavorano indipendentemente dalla nostra volontà). Quando cammini, sorridi, sollevi un peso o calci il pallone utilizzi i muscoli volontari. Non potrai mai controllare il battito del tuo cuore o il passaggio del cibo nel tubo digerente, perché i muscoli coinvolti in queste attività sono involontari. I muscoli volontari non sono tutti uguali: alcuni si collegano alle ossa per mezzo di robuste fibre, i tendini, e per questo si chiamano muscoli scheletrici. Si suddividono in assiali e appendicolari a seconda dei distretti del corpo in cui agiscono. I muscoli assiali sono quelli della testa, del collo e del tronco; sostengono e muovono la testa, e mantengono la postura eretta. I muscoli appendicolari comprendono i muscoli degli arti e quelli dei cinti scapolare e pelvico; presiedono ai movimenti degli arti 1 . Altri invece sono collegati alla pelle e sono detti muscoli cutanei. I muscoli cutanei che si trovano nel capo ci permettono di abbassare le palpebre, sorridere, dare al viso numerose espressioni che permettono di descrivere le emozioni che proviamo: per questa ragione sono chiamati muscoli mimici 2 .
1 I muscoli assiali e appendicolari.
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Scienze-Pop - Scienze-Pop-Volume-C-30
UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
2 I muscoli mimici.
O RP NO CO MA U
2 Come sono fatti i muscoli
3 La struttura
di un muscolo scheletrico.
Il tessuto che forma i muscoli è costituito da centinaia di cellule allungate, le fibre muscolari, che sono disposte parallelamente le une alle altre e sono riunite in fasci muscolari 3 . Le fibre muscolari hanno due importanti caratteristiche, sarcomero dovute alla loro particolare guaina di miofibrille rivestimento struttura: la contrattilità, cioè la possibilità di accorfibra ciarsi, e l’elasticità, la capacimuscolare tà di distendersi e riprendere la lunghezza originaria. fibre Osservata al microscopio, ogni fibra muscolari muscolare risulta formata da numerose fibre sottili, le miofibrille. Ogni miofibrilla è composta a sua volta da due tipi di filamenti: quelli più sottili sono formati da actina, quelli più grossi da mioreticolo fascio muscolare sarcoplasmatico sina. Actina e miosina sono due proteine che determinano la contrattilità dei muscoli. I filamenti di actina e miosina sono disposti in modo regolare in unità chiamate sarcomeri. Quando i filamenti di actina e quelli di miosina sono disposti parallelamente, si formano delle bande chiare e delle bande scure: le bande chiare derivano dalla sovrapposizione di filamenti di actina, muscoli quelle scure dalla sovrapposizione di filastriati menti di miosina. I muscoli con questa struttura sono detti muscoli striati. Essi SISTEMA MUSCOLARE hanno una spiccata elasticità, ma non possono lavorare per lungo tempo. I muscoli scheletrici e tutti i muscoli volontari sono striati. Quando le miofibrille sono più corte, le due proteine non hanno una struttura regolare; osservate al microscopio, le miofibrille mostrano una struttura quasi uniforme e si parla di muscoli lisci. I muscoli muscoli lisci sono meno scattanti di quelli striati, lisci ma possono lavorare per lungo tempo. Tutti i muscoli involontari sono lisci. Il cuore, il più importante muscolo involontario del nostro corpo, è formato da un tessuto particolare, il miocardio: le sue miofibrille hanno un aspetto striato ma le 4 Differenti tipi miocardio contrazioni sono involontarie 4 . di muscoli.
bicipite
tricipite
deltoide
stomaco
intestino
cuore
lezione 4 • IL SISTEMA MUSCOLARE
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3 Come lavorano i muscoli
ctina e miosina A in azione
L’attività muscolare è regolata dal cervello, ma il funzionamento vero e proprio di un muscolo è legato alla sua particolare struttura, in particolare alla disposizione di actina e miosina. Quando arriva un impulso, i filamenti di actina scivolano tra quelli di miosina e provocano l’accorciamento della miofibrilla e, di conseguenza, il muscolo si contrae. Quando i filamenti tornano alla configurazione di partenza il muscolo si distende. Le contrazioni esauriscono la contrattilità e l’eccitabilità del muscolo, determinando la fatica 5 . filamenti di miosina filamenti di actina
5 La contrazione
muscolare.
a Muscolo
a riposo.
movimento dell’actina
movimento dell’actina
b Muscolo
durante la contrazione.
4 Le azioni svolte dai muscoli scheletrici I muscoli scheletrici, responsabili dei movimenti delle ossa, possono essere classificati in base all’azione che svolgono 6 :
6 I movimenti
dei muscoli.
FLESSIONE
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• i flessori avvicinano un osso a un altro osso con cui è articolato; • gli estensori allontanano un osso da un altro osso con cui è articolato; • i rotatori determinano la rotazione di un osso sul proprio asse; • gli abduttori allontanano un osso dalla linea mediana del corpo; • gli adduttori avvicinano l’osso alla linea mediana del corpo.
ESTENSIONE
UNITà 1 • IL SISTEMA CORPO UMANO
ROTAZIONE
ABDUZIONE
ADDUZIONE
O RP NO CO MA U
I muscoli scheletrici spesso devono lavorare in coppia. Infatti, quando un muscolo si Come si muove contrae, provoca il movimento di un osso in un senso, ma la successiva distensione il nostro corpo spesso non è sufficiente a riportare l’osso nella corretta posizione: deve quindi intervenire un altro muscolo per mettere l’osso al flessione suo posto. Per esempio, i responsabili della flessione e dell’estensione dell’avambraccio sono il bicipite e il tricipite 7 . il bicipite Il bicipite è fissato per un’estremità alla scapola e scapola si contrae per l’altra al radio; il tricipite è fissato per un’estremità all’omero e alla scapola e per l’altra all’ulna. Quando il bicipite si contrae, accorciandosi, l’avambraccio si flette, avvicinandosi al braccio. il tricipite La posizione di estensione dell’avambraccio viene si rilassa ripristinata con la contrazione del tricipite. omero Muscoli come il bicipite e il tricipite sono chiamati muscoli antagonisti, in quanto svolgono azioni contrarie estensione l’una all’altra. I muscoli scheletrici producono movimenti in cui le ossa si comportano come bracci di una leva. Il cranio rappresenta una leva di primo genere, con fulcro nella nuca, potenza rappresentata dai muscoli del collo, resiil bicipite stenza dal peso della faccia e della parte anteriore si rilassa del cranio. Quando ci solleviamo sulla punta dei piedi agisce una leva di secondo genere: il fulcro è il punto di appoggio delle dita, la potenza è data radio il tricipite dai muscoli del polpaccio, la resistenza dal peso si contrae del corpo. Nella flessione del braccio agisce una leva di terzo genere: il gomito fa da fulcro, la poulna tenza è data dal bicipite, la resistenza da avambraccio, mano ed eventuali oggetti da sollevare. 7 Bicipite e tricipite, una coppia
di muscoli antagonisti.
FISSA I CONTENUTI ESSENZIALI Sottolinea il termine corretto tra i due proposti. 1. I muscoli scheletrici/cutanei sono attaccati alle ossa mediante i tendini. 2. I muscoli volontari/involontari lavorano in modo indipendente dalla nostra volontà. 3. I muscoli flessori/rotatori avvicinano due ossa tra loro. 4. Bicipite e tricipite sono un esempio di muscoli coordinati/antagonisti.
VERSO LE COMPETENZE Conoscerai certamente queste immagini. Ricerca informazioni in rete e rispondi alle domande. • Sai perché si chiamano emoticon? • Qual è il significato di questa parola? • Perché si utilizza il viso? • Usa degli aggettivi per descrivere le emozioni rappresentate dalle immagini.
lezione 4 • IL SISTEMA MUSCOLARE
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