I MONDI DI GEA SCIENZE 4

GRUPPO PLEIADI

SCIENZE • TECNOLOGIA

4

DISCIPLINE

Prima edizione: gennaio 2025 Ristampe 2029 2028 2027 10 9 8 7 6 5 4

2026 3 2

2025 1 0

IL

E

Stampato presso: Poligrafici Il Borgo S.r.l. – Bologna (BO)

Si ringrazia per la consulenza le insegnanti Antonella Ciancio e Athena Borsi

FA

C

Coordinamento editoriale: Mauro Traversa Coordinamento redazionale: Magda Perricelli Redazione: Silvia Zignani Progetto grafico: Ka Communications Impaginazione: Skako, Milano Copertina: Ka Communications Ideazione del personaggio Gea: Massimo Di Leo Disegni: Stefano Trainito

ISBN 979122310022-6 © 2025 Rizzoli Education S.p.A., Milano Tutti i diritti riservati

IM

• Laboratori STEM e STEAM a cura del Gruppo Pleiadi.

• Verifiche facilitate e prove non note a cura di Daniela Bianchi.

L’Editore è presente su Internet all’indirizzo: http://www.rizzolieducation.it

-S

Gruppo Pleiadi Direzione scientifica: Lucio Biondaro Autore dei testi: Dmitrij Toscani Collaborazione alla revisione e stesura dei testi: Martina Giaggio, Federica Tamburini, Andrea Romanato

Contenuti digitali Progettazione: Fabio Ferri, Nicola Barzagli Redazione e realizzazione: EICON s.r.l., IMMAGINA s.r.l., Isabella Spagni, Lumina Datamatics, Silvia Sferruzza Audio: IMMAGINA s.r.l.

I contenuti per la didattica inclusiva sono a cura del gruppo di esperti della Ricerca e Sviluppo Erickson.

Storytelling: Valeria Razzini.

• Illustrazioni: Emanuela Di Donna.

• Redazione: Sabrina Del Sal. Contenuti fondamentali facilitati e semplificati di Scienze in HUB Kids e HUB Kit: Sara Angelicchio, Federica Biella, Alessandra Casiraghi e Silvia Riboldi, con la supervisione di Carlo Scataglini.

Coordinamento editoriale: Francesco Zambotti e Chiara Golasseni.

Coordinamento redazionale: Claudia Mandracchia. © 2025 Edizioni Centro Studi Erickson S.p.A. Via del Pioppeto 24, 38121 Trento www.erickson.it REFERENZE ICONOGRAFICHE Archivio Rizzoli Education – Inoltre: Getty Images © 2025; pag. 18 Kathy Hutchins/Alamy Photo Stock; pag. 28 Pictorial Press Ltd/Alamy Photo Stock; pag. 33 Pictorial Press Ltd/Alamy Photo Stock; pag. 38 SDym Photography/Alamy Photo Stock; pag 40 Archive Pics/Alamy Foto Stock; pag. 69 Shutterstock; pag 70 WaterFrame/Alamy Photo Stock; pag 75 SDym Photography/Alamy Photo Stock; pag. 83 Ziortza Eguzkitza/Alamy Foto Stock; L’Editore si scusa per eventuali omissioni o errori di attribuzione e dichiara la propria disponibilità a regolarizzare.

La realizzazione di un libro presenta aspetti complessi e richiede particolare attenzione nei controlli: per questo è molto difficile evitare completamente inesattezze e imprecisioni.

L’Editore ringrazia sin da ora chi vorrà segnalarli alle redazioni. Per segnalazioni o suggerimenti relativi al presente volume scrivere a: supporto@rizzolieducation.it I nostri testi sono disponibili in formato accessibile e possono essere richiesti a: Biblioteca per i Ciechi Regina Margherita di Monza (http://www.bibliotecaciechi.it) o Biblioteca digitale dell’Associazione Italiana Dislessia “Giacomo Venuti” (http://www.libroaid.it).

Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume/fascicolo di periodico dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633.

Le riproduzioni effettuate per finalità di carattere professionale, economico o commerciale o comunque per uso diverso da quello personale possono essere effettuate a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da CLEARedi, Corso di Porta Romana n. 108, 20122 Milano, e-mail: autorizzazioni@clearedi.org.

Il processo di progettazione, sviluppo, produzione e distribuzione dei testi scolastici dell’editore è certificato UNI EN ISO 9001.

Scienze e Tecnologia 4 SCOPRO LE SCIENZE Come si verifica un’ipotesi?

Il metodo scientifico sperimentale

2 4 5

EDUCAZIONE CIVICA

IL SUOLO

EDUCAZIONE CIVICA

Il suolo e gli strati della Terra Le placche tettoniche Diversi tipi di suolo

COMPITO AUTENTICO • Le piante

86

Un fluido newtoniano

43

GLI ECOSISTEMI

FACCIAMO IL PUNTO

44 45

LA MATERIA

9

Molecole e atomi Le molecole nei diversi stati della materia Sostanze semplici e composti chimici Le soluzioni • Le sospensioni La tensione superficiale

12 13

L’ACQUA L’acqua I passaggi di stato Il ciclo dell’acqua

14 14 16

TECNOLOGIA

Il percorso dell’acqua potabile

18

Laboratorio STEM

20

MOLECOLE E ATOMI

21 22 22

L’ARIA L’aria intorno a noi L’atmosfera La pressione atmosferica Calore e pressione Alta e bassa pressione Misurare la pressione atmosferica

23 24 25 26 27 27

EDUCAZIONE CIVICA

LA SINTESI LA MAPPA

Laboratorio STEM

39

Classificare gli animali Gli invertebrati I vertebrati

COMPITO AUTENTICO •

La materia • 2

I VIVENTI

46

STORYTELLING Furto al Museo

47 48

Com’è fatta una cellula I regni dei viventi Le caratteristiche dei funghi

50 52 54

Le caratteristiche delle piante Come si nutrono le piante Come respirano le piante La traspirazione Come si riproducono le piante

55 56 58 59 60

28

TECNOLOGIA

• L’effetto serra

29 30

La germinazione

62

Classificare le piante Le piante semplici Le piante complesse

63 63 64

COMPITO AUTENTICO •

La materia • 1 Laboratori STEM

31 TECNOLOGIA

pagg. 18-19, 20, 30, 35, 43, 62, 73, 100, 113, 125

FACCIAMO IL PUNTO

STORYTELLING Le ninfee rubate

87 88

I biomi terrestri Gamification

90 93

EDUCAZIONE CIVICA

• Salviamo le api • Bombe di semi

94 95

La catena alimentare La piramide ecologica

96 97 98 99

FACCIAMO IL PUNTO

LA SINTESI LA MAPPA

TECNOLOGIA

LE PIANTE

• L’inquinamento dell’aria Laboratorio STEM

Le caratteristiche degli animali Come si nutrono gli animali Come respirano gli animali Come si riproducono gli animali

38

TECNOLOGIA

IL CALORE Calore e temperatura Come misurare la temperatura Come si trasmette il calore

GLI ANIMALI

LA SINTESI LA MAPPA

Gli strati del suolo

Le caratteristiche della materia Altre caratteristiche della materia

66

40 41 42

6 8

10

• Alberi amici del Pianeta

68 70 71 72 73 74 74 78 84 85

Laboratorio STEM

• Le donne e la Scienza • Agenda 2030

STORYTELLING I misteri dell’acqua

32 33 34 35 36

Ecosistema in miniatura

100

EDUCAZIONE CIVICA

• Che cos’è l’IA? • Le fake news

101 102

MI ESERCITO

103

Il mio atlante • Ripassa con Gea Esercizi Verifiche più facili Verifiche finali Prove non note

EDUCAZIONE CIVICA

pagg. 6-7, 8, 28-29, 66-67, 94-95, 101-102

COMPITO AUTENTICO

pagg. 31, 46, 86

I testi facilitati e semplificati sono raccolti nel volume CheFacile! - Saperi di base 4, disponibile su richiesta dell’insegnante. Nella Guida per l’insegnante: strategie e dettagli operativi per la didattica inclusiva.

Scopro le

SCIENZE Vieni con me a scoprire le Scienze!

AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL'UNITÀ

2

VIDEO Scopriamo la Scienza Children's Museum di Verona ESPLORA L'IMMAGINE La Scienza

Ricordi che cosa studiano le scienziate e gli scienziati?

Scrivi sotto ogni immagine il nome della disciplina di cui si occupa lo scienziato o la scienziata raffigurati. zoologia • botanica • fisica • chimica • geologia • astronomia

chimica ..............................................................

fisica ..............................................................

zoologia ..............................................................

astronomia ..............................................................

geologia ..............................................................

botanica ..............................................................

LIFE SKILLS Ti è mai capitato di sentirti una scienziata o uno scienziato?

Raccontalo alla classe.

CITIZEN SCIENCE Quando le persone comuni sono al servizio della scienza e della ricerca Tante ricerche scientifiche sono lanciate ogni anno e portate avanti con l’aiuto di persone “non addette ai lavori”: cerca i box all’inizio di ogni capitolo e contribuisci in prima persona con i tuoi insegnanti e la tua classe all’aumento delle conoscenze scientifiche!

Attività nel quaderno  pag. 111

3

SCOPRO LE SCIENZE CON GEA

Come si verifica un’ipotesi?

VIDEO Città della Scienza di Napoli PRESENTAZIONE Laura Bassi

Quando studi le Scienze è molto importante osservare attentamente il mondo che ti circonda: questo ti fa sorgere spontaneamente delle domande a cui provi a dare delle risposte, cioè formuli ipotesi per spiegare ciò che osservi.

Non è detto, però, che le tue ipotesi siano subito corrette, magari lo sono solo parzialmente, perché non hai osservato un determinato fenomeno insieme ad altre persone.

Prima di poter dire che la tua risposta è corretta, dovrai trovare un modo per verificarla: per farlo, puoi ricorrere a degli esperimenti e, in base ai risultati che ottieni, verificare la tua ipotesi.

Nel tuo esperimento potrebbero presentarsi degli imprevisti, per questo è importante rifare l’esperimento più volte e verificare di ottenere sempre gli stessi risultati. Inoltre, potrebbe esserci qualcosa che non funziona correttamente negli strumenti che utilizzi, dunque è importante condividere i tuoi risultati con altre persone, in modo da poterti confrontare sulla tua ipotesi e avere la certezza che sia corretta.

SPERIMENTIAMO

UN PROBLEMA DI CASA Osservazione Vogliamo mangiare delle olive sott’olio, ma quando apriamo il vasetto, che era nel frigorifero, notiamo che l’olio si è solidificato.

Domanda L’olio si solidifica quando la temperatura va sotto gli 0 °C, come l’acqua?

Ipotesi La temperatura del nostro frigorifero era sotto gli 0 °C, oppure l’olio solidifica a una temperatura maggiore rispetto all’acqua.

Esperimento Facciamo un esperimento per verificare quale ipotesi è corretta: mettiamo nel frigorifero una bottiglia con dentro dell’acqua e, dopo un po’, verifichiamo se l’acqua si è congelata.

4

Qualcuno, però, potrebbe avere aperto lo sportello del frigorifero, modificando la temperatura all’interno, oppure il nostro frigorifero non raffredda allo stesso modo in tutti i punti.

Dobbiamo, quindi, ripetere più volte il nostro esperimento e chiedere ad altre persone di fare lo stesso a casa propria, con altri frigoriferi.

Verifica Scopriremo, così, che l’acqua nella bottiglia non si è solidificata in nessun frigorifero: questo vuol dire che la temperatura all’interno è superiore agli 0 °C e, di conseguenza, è corretta la nostra seconda ipotesi: l’olio solidifica a una temperatura maggiore rispetto all’acqua.

SCOPRO LE SCIENZE CON GEA

Il metodo scientifico sperimentale

Il metodo scientifico sperimentale è utile anche nella vita di tutti i giorni per verificare e interpretare le notizie, prima di ritenerle vere.

Che cosa ne pensi?

Quello descritto a pagina 4 è un metodo di indagine rigoroso che da secoli gli scienziati e le scienziate utilizzano per indagare la natura: il metodo scientifico. All’inizio del ’600, il grande scienziato Galileo Galilei aveva capito che, per poter descrivere in modo corretto la realtà, non ci si poteva basare solo sull’osservazione personale, ma era necessario “interrogare” la natura con un esperimento e verificare la corret-

VIDEO • Il metodo scientifico • Galileo Galilei DOC Il metodo scientifico

tezza delle ipotesi. Solo se la verifica dava esito positivo, si poteva formulare una teoria, cioè una legge scientifica accettata da tutti e tutte.

Osserva le fasi del metodo scientifico.

Osservazione e domanda

Ricerca e ipotesi

ci sono delle uova minuscole, forse vengono da queste?

Su questo Pezzo di Carne andato a male ci sono delle mosche. Come mai?

Analisi dei dati Guarda, nel barattolo aperto si sono formate delle mosche. Come mai?

Esperimento

Conclusione

Mettiamo dei pezzi di carne fresca in due barattoli, uno lo chiudiamo, l’altro lo lasciamo aperto.

Comunicazione Le mosche hanno depositato le loro uova sulla carne. Da queste ne sono nate tante altre.

Dobbiamo dirlo ai nostri compagni e compagne.

Attività nel quaderno  pag. 111

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Educazione Civica

Costituzione

Le donne e la Scienza Sai che cosa sono le STEM? Quando si parla di STEM si parla di SCIENZA, TECNOLOGIA, INGEGNERIA (Engineer in inglese) e MATEMATICA, tutte materie scientifiche che si fanno a scuola.

A chi non piace la Scienza? È una vera emozione scoprire il perché delle cose, indagare sull’origine degli oggetti che usiamo tutti i giorni, conoscere la vita degli animali, capire come funziona un computer o come si muovono i pianeti nel cielo, eppure…

Le scienziate sono troppo poche Meno del 30% dei ricercatori al mondo sono donne. Ma le donne sono circa metà della popolazione!

Sembra proprio che, a un certo punto, per molte donne che vogliono lavorare nella Scienza si creino ostacoli invisibili, eppure reali.

La Giornata internazionale

LIFE SKILLS Ti piacciono le materie scientifiche? Che tu sia maschio o femmina prova a pensare che cosa puoi fare per progettare il tuo futuro senza farti condizionare da ciò che ti circonda! Scrivi un breve testo e racconta: Da grande voglio fare…

BACHECA Le scienziate

6

Per contrastare questa disparità di genere nei campi scientifici, l’Organizzazione delle Nazioni Unite (ONU) ha pensato fosse importante incoraggiare le studentesse a non abbandonare i sogni e le passioni di quando erano bambine. Nel 2015 ha deciso, perciò, in accordo con l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Educazione, la Scienza e la Cultura (UNESCO) e con l’Ente delle Nazioni Unite per l’uguaglianza di genere e l’emancipazione delle donne (United Nations Women), di istituire la Giornata internazionale delle donne e delle ragazze nella Scienza.

Ogni anno, l’11 febbraio, l’ONU invita a porre l’attenzione su questo argomento, fondamentale per il futuro della società.

Pensate che c’è chi pensa ancora che le donne siano meno capaci nelle abilità logiche e matematiche. Che assurdità!

L’obiettivo n. 5 L’obiettivo 5 dell’Agenda 2030 è quello che più di tutti si concentra sulla parità di genere e l’emancipazione femminile. L’uguaglianza, non è solo un diritto fondamentale, ma anche un principio necessario per vivere in un mondo più sostenibile e sano.

Educazione Civica

STEM

Costituzione

Donne di Scienza Ti presentiamo alcune delle donne che hanno contribuito a migiorare il mondo della Scienza.

Hedy Lamarr

Katherine Johnson

(1914-2000) Attrice austriaca, studentessa di ingegneria e geniale inventrice.

Il sistema di trasmissione dei segnali che inventò negli anni Quaranta del ‘900 è alla base del moderno wi-fi.

(1918-2020) La prima donna afroamericana a laurearsi in Matematica, Informatica e Fisica. Con i suoi calcoli perfetti ha contribuito alle missioni spaziali Apollo che hanno raggiunto la Luna.

Margherita Hack

(1930) È una farmacista che ha scoperto una cura per la malaria usando una pianta, l’artemisia.

Per questo ha ricevuto, prima donna cinese, il Premio Nobel per la medicina.

(1922 - 2013) Astrofisica, prima donna a dirigere un Osservatorio Astronomico. Figura di riferimento per la divulgazione scientifica in Italia e delle materie STEM tra le ragazze.

LEGGI, GUARDA, GIOCA

Youyou Tu

PIÙ

Federico Taddia, Nata in Via delle Cento Stelle. Gatti, biciclette e parolacce: tutta la galassia di Margherita Hack, Mondadori

Theodore Melfi, Il diritto di contare, 2016

Margherita Hack e Federico Taddia, Perché le stelle non ci cadono in testa: e tante altre domande sull’astronomia, Editoriale Scienza

Chi è lei? Un gioco da tavolo sulle donne che hanno cambiato il mondo!, Playeress

LIFE SKILLS Dividetevi in gruppi e realizzate una presentazione su una donna scienziata.

Qui alcuni esempi, ma potete fare anche scelte diverse.

Pendo Bigambo • Wangari Maathai • Rita Levi-Montalcini • Marie Curie • Samantha Cristoforetti • Ipazia di Alessandria • Maria Sibylla Merian • Ada Lovelace Traguardo per lo sviluppo delle competenze: 1 Agenda 2030: Obiettivi 4 e 5

7

EEducazione ducazioneC Civica ivica

Agenda 2030

LIFE SKILLS L’obiettivo 13 riguarda la lotta al cambiamento climatico, che influisce sull’ambiente in cui viviamo, sulle comunità e anche sulla salute delle persone.

Che cosa ne pensi?

Confrontati con le tue compagne e i tuoi compagni.

GIOCOIMPARO Agenda 2023

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Sviluppo economico e S ostenibilità

Ambiente, cambiamenti climatici, innovazione, istruzione, benessere, infrastrutture, pace, giustizia. Tutte queste espressioni possono essere riassunte con una sola parola: sostenibilità.

Sostenibilità significa soddisfare le necessità della generazione presente in modo tale da permettere anche alle generazioni future di realizzare i propri bisogni. È per questo che a livello globale sono state selezionate delle azioni da svolgere per garantire lo Sviluppo Sostenibile del nostro Pianeta.

Queste azioni sono racchiuse nell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile, sottoscritta nel settembre 2015 dai 193 Paesi delle Nazioni Unite. Essa prevede il raggiungimento di 17 Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile entro il 2030.

Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 5, 6 e 7

La materia AUDIO, VIDEO E OGGETTI DIGITALI DELL'UNITÀ

Vieni con me e scopri la materia!

A che cosa ti fa pensare la parola materia? Sicuramente alle materie che studi a scuola, ma avrai sentito usare questa parola anche in altri contesti: tutte le cose che ci circondano, infatti, sono fatte di materia.

VIDEO La materia ESPLORA L'IMMAGINE La materia PRESENTAZIONE La materia

Attività nel quaderno  pagg. 112-117

9

La materia

I misteri dell’acqua Vieni con me a conoscere la scienziata Silvana e il suo pappagallo Maizitto.

Nel paese in cui vive Silvana, si conoscono tutti e tutti conoscono Silvana: è una scienziata e lavora in un laboratorio pieno di microscopi e computer. Accanto a Silvana c’è sempre Maizitto, il suo pappagallo, che non ne vuole sapere di stare in silenzio e svolazza tutto il giorno tra il laboratorio e le vie del paese, sbirciando dalle finestre perché è curioso

LETTURA ESPRESSIVA

come un gatto.

C’è una cosa, però, che nessuno sa: Silvana e Maizitto hanno un fiuto invidiabile per i piccoli misteri che ogni tanto si verificano in paese.

Oggi Silvana sta per gustarsi un delizioso pranzetto al ristorante dello chef Tartufoni.

La scienziata è seduta a tavola quando sente un urlo: – Povero me!

Silvana entra in cucina e trova Tartufoni disperato: dalla dispensa è scomparsa una spezia pregiata, lo zafferano più costoso al mondo.

– Eppure la dispensa era chiusa a chiave! – si lamenta singhiozzando lo chef.

“Qui qualcosa bolle in pentola… e purtroppo non è il mio pranzo” pensa Silvana.

Proprio in quel momento, Maizitto vola dentro al ristorante gracchiando agitato: – ACQUA ALLO STATO SOLIDO! ACQUA ALLO STATO SOLIDO!

10

STORYTELLING di Valeria Razzini

Silvana capisce al volo: sicuramente il pappagallo ha visto qualcosa! Allora dice a Tartufoni: – Chef, la persona che ha rubato lo zafferano doveva avere la chiave della dispensa. Chi ne ha una copia?

Solo tre persone hanno la chiave...

Hai capito chi ha commesso il furto? Vai a pagina 14 e scopri tutti i segreti dell’acqua.

Partendo dalle parole di Maizitto, sai dire chi ha commesso il furto?

Indica la risposta con una X:

Franca, l’aiuto cuoca, addetta a mescolare pentoloni di brodo bollente che fa tantissimo vapore; x Sergio, il barista, abilissimo a preparare bibite speziate e piene di ghiaccio; René, l’esperto di vini, appassionato di gassosa.

Capovolgi il libro e scopri la soluzione.

Il colpevole è Sergio, il barista. Aveva bisogno dello zafferano e ha rubato quello dello chef Tartufoni. Maizitto ha visto Sergio nascondere la bustina con la spezia dentro un bicchiere pieno di ghiaccio, che è… acqua allo stato solido!

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LA MATERIA

Le caratteristiche della materia volume: lo spazio occupato da un elemento. massa: la quantità di materia in un corpo.

IL PLASMA PIÙ

Solido, liquido e gassoso sono i tre modi in cui si presenta tutto ciò che ci circonda e vengono definiti stati della materia.

Anche tu sei materia! La materia, infatti, è tutto ciò che occupa un volume e ha una massa, quindi può essere pesato.

In realtà esiste anche un altro stato della materia!

Oltre a solidi, liquidi e gas c’è anche il plasma, un gas estremamente caldo che può generare scariche elettriche.

SPERIMENTIAMO

L’ARIA HA UN PESO? Occorrente

un bastoncino di legno di circa 50 cm • spago • due palloncini • nastro adesivo • spillo

Procedimento 1. Lega un pezzo di spago a metà del bastoncino e appendilo dove riesci.

2. Gonfia due palloncini in modo che siano grandi uguali.

Annodali alle due estremità del bastoncino.

3. Posiziona lo spago in modo che i due palloncini siano in equilibrio.

4. Attacca un pezzo di nastro adesivo lungo circa 2-3 cm su uno dei due palloncini.

5. Chiedi a una persona adulta di fare un foro nel palloncino con uno spillo attraverso il nastro adesivo (in questo modo il palloncino non scoppierà).

6. Osserva il bastoncino e i palloncini mentre l’aria fuoriesce lentamente dal foro.

Conclusioni I due palloncini non sono più in equilibrio perché quello bucato ora è più leggero: l’aria che conteneva, quindi, aveva un peso. Era quello che ti aspettavi?

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La materia

Altre caratteristiche della materia La materia si presenta sotto forma di sostanze che, oltre a occupare uno spazio e avere un peso, hanno ognuna caratteristiche specifiche. Il colore, il sapore, l’odore, l’opacità (l’essere più o meno trasparente), la durezza (l’essere più o meno resistente alla rottura) sono solo alcune delle caratteristiche che distinguono una sostanza dall’altra.

Per esempio, hai già visto che i liquidi, a differenza dei solidi, tendono a scorrere. Alcuni liquidi, però, sono anche viscosi, cioè hanno la capacità di resistere allo scorrimento.

Le tempere sono liquidi con una viscosità elevata.

G

N

IN IMMERSIONE

R

M AT C

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SPERIMENTIAMO

NO L

A OG

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Occorrente alcune sferette di metallo di varie dimensioni • contenitori trasparenti con liquidi diversi (acqua, olio, detersivo, glicerina…)

Prova a fare delle ipotesi su quello che succederà con le sferette!

Procedimento 1. Prima fai cadere una sferetta di metallo all’interno di ognuno dei contenitori con i vari liquidi. Osserva che cosa succede.

Detersivo

Olio

2. Poi fai cadere due sferette di dimensioni diverse nello stesso liquido e ripeti per tutti i contenitori. Osserva che cosa succede.

Acqua

Olio

Conclusioni In acqua, la sfera di metallo va subito a fondo, mentre in altri liquidi (come l’olio o il detersivo) cade più lentamente e con velocità costante. Inoltre, noterai che più la sferetta è piccola, più viene frenata dalla viscosità del liquido.

VIDEO • La materia occupa spazio • La materia ha un peso

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L’ACQUA

L’acqua Nel mondo che ci circonda, l’acqua non si presenta sempre nello stesso modo: in un fiume e nel mare è un liquido, in un cubetto di ghiaccio è solida, nell’aria è in forma gassosa.

L’acqua, quindi, si trova in natura in tutti e tre gli stati in cui abbiamo visto che si può presentare la materia, perché si trasforma continuamente. È l’unico elemento che sulla Terra ha questa caratteristica.

L’acqua non ha un sapore o un odore propri; quando li percepiamo, dipende dalle sostanze che vi sono disciolte.

Una caratteristica importante dell’acqua è la capillarità, cioè la sua capacità di “risalire” all’interno di tubicini molto sottili, chiamati capillari. Nelle piante, la capillarità permette all’acqua di risalire dalle radici fino alle foglie, trasportando le sostanze nutrienti.

I passaggi di stato Vapore (gas)

L’ACQUA

Come qualsiasi altra sostanza, se l’acqua viene riscaldata o Acqua in ebollizione

raffreddata, subisce un passaggio di stato, cioè può passare dallo stato solido a quello liquido, a quello gassoso, o viceversa.

L’evaporazione Che cosa accade quando si riscalda una pentola piena d’ac-

Calore

qua? Avrai notato che l’acqua, dopo un po’ che si è scaldata, comincia a bollire e sopra la pentola si forma il vapore.

Coperchio

Goccioline di acqua

Vapore

Quindi, grazie al calore del fuoco, l’acqua da liquida (nella pentola) si è trasformata in gas (vapore sopra la pentola).

Questa trasformazione si chiama evaporazione.

La condensazione Se si mette un coperchio sopra la pentola con dentro l’acqua che bolle, sul coperchio si formeranno delle goccioline.

Calore

Infatti il coperchio, che è più freddo, raffredda il gas (vapore acqueo) e lo trasforma in liquido (goccioline). Questa trasformazione si chiama condensazione.

14

Attività nel quaderno  pagg. 112-113

La materia

La solidificazione A casa, per trasformare l’acqua in ghiaccio, basta metterla

Ghiaccio (solidificazione)

Acqua (fusione)

in una vaschetta nel congelatore: il forte raffreddamento trasforma il liquido (acqua nella vaschetta) in solido (ghiaccio). Questa trasformazione si chiama solidificazione.

La fusione Lasciando il ghiaccio fuori dal congelatore, puoi osservare che, a mano a mano che si scalda, passa nuovamente dallo stato solido (ghiaccio) allo stato liquido (acqua). Questa trasformazione si chiama fusione.

LA NEBBIA PIÙ Probabilmente conosci anche un altro fenomeno molto comune dovuto alla condensazione: la nebbia. Si tratta infatti di una nube formata da minuscole goccioline di vapore acqueo condensato che rimane sospesa a contatto del suolo.

VIDEO • Gli stati dell'acqua • La capillarità DOC • I passaggi di stato • Punti di fusione ed ebollizione APP Solido, liquido e gassoso

IMPARO CON METODO Ricostruisco Completa lo schema con i nomi dei passaggi di stato. ............................................

fusione

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

+ calore

+ calore

stato solido

evaporazione

stato liquido

stato gassoso

– calore

– calore

solidificazione

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

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

condensazione

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L’ACQUA VIDEO Il ciclo dell'acqua ESPLORA L'IMMAGINE Il ciclo dell'acqua

Il ciclo dell’acqua 2

In una nuvola l’acqua è presente in tutti e tre gli stati: gas (vapore acqueo), liquido (goccioline) e solido (cristalli di ghiaccio).

L’ACQUA

GLI OCEANI PIÙ

1

Il Sole riscalda la parte superficiale dell’acqua e la trasforma in vapore acqueo. Questo, a mano a mano che sale nell’aria, si raffredda e si condensa in goccioline che formano le nubi.

16

La più grande riserva d’acqua del nostro Pianeta sono gli oceani, che ne raccolgono il 97% del totale.

La materia SPERIMENTIAMO

CICLO DELL’ACQUA... IN BUSTA Occorrente sacchetto di plastica a chiusura ermetica • acqua • pennarello indelebile • nastro adesivo 3

Procedimento La pioggia e la neve che ricadono sulla Terra finiscono nei ghiacciai, alimentano fiumi e laghi, ricadono nei mari e negli oceani, filtrano nel terreno formando le falde acquifere.

Il calore del Sole farà di nuovo evaporare l’acqua e il ciclo ricomincia.

1. Disegna un paesaggio sul sacchetto (ricordati di mettere un lago e il Sole).

2. Versa un po’ di acqua nel sacchetto, poi chiudilo bene per evitare perdite.

3. Con il nastro adesivo, attacca il sacchetto a una finestra ben soleggiata.

Conclusioni Il Sole che batte sulla finestra fa evaporare l’acqua nel sacchetto.

A contatto con le pareti del sacchetto, l’acqua condensa, formando delle piccole goccioline. Se tocchi le goccioline, scenderanno come se stesse piovendo!

IMPARO CON METODO Ricostruisco Usa i numeri per ricostruire il ciclo dell’acqua.

4 Le goccioline diventano più grandi.

2 ll vapore sale nell’aria e si raffredda.

1 L’acqua di mari, laghi e fiumi evapora.

5 L’acqua cade sulla Terra.

3 Si formano le nuvole.

6 L’acqua ritorna nel mare.

Attività nel quaderno  pag. 112

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Tecnologia Guarda il film documentario Watermark e il film d’animazione Ponyo sulla scogliera, che affrontano i temi dell’acqua potabile e dell’ambiente marino.

Il percorso dell’acqua potabile L’acqua potabile è l’acqua che si può bere e usare per la preparazione del cibo. Deve essere incolore, inodore e insapore; inoltre, non deve contenere né sostanze velenose o nocive per chi la beve, né microrganismi, cioè piccolissimi esseri viventi non visibili a occhio nudo. Infine, non deve superare precise quantità di sali minerali, cioè elementi disciolti come calcio, magnesio, sodio ecc.

sorgente: il punto di un terreno impermeabile da cui fuoriesce naturalmente l’acqua che si raccoglie nel sottosuolo.

L’acqua che esce dai rubinetti di casa tua può arrivare da un fiume o una sorgente, più spesso, però, proviene da una falda acquifera, cioè un serbatoio naturale di acqua

IMPARO CON METODO

che si forma nel sottosuolo; attraverso un pozzo l’acqua

Ricostruisco ed espongo

Una volta raccolta, l’acqua viene portata con delle appo-

viene poi pompata in superficie.

Secondo te, che cosa sono i filtri?

site tubazioni a un impianto di depurazione: qui viene

Sono oggetti che trattengono ...........................................................................

ti che provvedono a rimuovere il materiale organico e

la sporcizia presente nell’acqua. ...........................................................................

inorganico che contiene. Poi, l’acqua viene disinfettata

fatta passare attraverso diversi tipi di filtri e impian-

Leggi l’intervista a Gitanjali Rao. – Buongiorno Gitanjali!

Chi sei?

– Ciao ragazze e ragazzi!

Sono una scienziata inventrice poco più grande di voi: sono nata nel 2005! Nel 2020 sono stata nominata "Kid of the year" dalla rivista Time.

– Per che cosa sei conosciuta?

– Per Thetys, la mia invenzione! Si tratta di un apparecchio portatile che rileva le tracce di piombo nell’acqua, e comunica il risultato a uno smartphone attraverso il bluetooth.

18

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INTERVISTA A...

A

DU

Educazione Civica Sviluppo economico e sostenibilità

V

tramite l’aggiunta di cloro, come avviene nelle piscine.

C

L’accesso all’acqua potabile è un diritto umano fondamentale, ma ancora quasi 2 miliardi di persone nel mondo non hanno acqua potabile nelle loro case o nelle loro scuole. 850 000 persone muoiono ogni anno per la mancanza di acqua bevibile, e quasi la metà sono bambini e bambine sotto i 5 anni.

L’obiettivo 6 dell’Agenda 2030 ha lo scopo di garantire a tutti la disponibilità e la gestione sostenibile dell’acqua e delle strutture igienico-sanitarie. Che cosa puoi fare anche tu?

Chiudi il rubinetto mentre ti lavi i denti o ti insaponi sotto la doccia. Usa solo l’acqua di cui hai bisogno. Quando piove, raccogli l’acqua piovana in un secchio e usala per innaffiare le piante. Parla con i tuoi amici, le tue amiche e la tua famiglia dell’importanza di risparmiare acqua e di usarla in modo responsabile.

Tecnologia Infine, le acque depurate vengono fatte fluire attraverso tubazioni, chiamate condotte, fino a dei serbatoi urbani, che possono essere o completamente interrati o a torre. Da qui, tramite una condotta principale che si ramifica in condotte a mano a mano più piccole, l’acqua raggiunge le nostre case e i diversi edifici.

Attraverso le fognature, le acque sporche di scarto vengono portate a un nuovo impianto di depurazione, che provvede a ripulirle prima di immetterle nuovamente nei fiumi o in mare.

Il complesso delle opere che servono alla presa dell’acqua e alla sua distribuzione si chiama acquedotto.

Sebbene gli acquedotti siano opere di ingegneria

IMPARIAMO INSIEME Confrontatevi in classe su quante attività quotidiane dipendono dall’acqua sicura dei rubinetti e sull’uso che fate di quest’acqua: vi capita, per esempio, di sprecarla?

IL CONSUMO DI ACQUA

PIÙ

Ogni giorno, un uomo adulto ha bisogno di assumere circa 4,5 litri di acqua.

La metà di questa proviene dall’acqua liquida e dalle bevande, mentre l’altra metà la si ricava dal cibo. Tuttavia, per le attività quotidiane come l’igiene personale e il lavaggio degli indumenti, si arrivano a consumare quasi 100 litri a testa!

molto evoluta, nel tragitto dalla fonte alle nostre case si perdono grandi quantitativi di acqua. Si stima che, in Italia, mediamente il 43,7% dell’acqua

serbatoio a torre

prelevata, cioè quasi la metà, vada persa prima di raggiungere le nostre case.

condotta case

tubi azzurri in entrata alle case

tubature

tubi grigi in uscita fognature

depuratore

VIDEOLAB Una questione di livello DOC Il ri-ciclo dell'acqua BACHECA L'oro blu ESPLORA L'IMMAGINE L'acquedotto

EDUCAZIONE CIVICA  Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 6 e 7 • Agenda 2030: Obiettivo 6

19

Laboratorio

STEM

Nuvola in bottiglia OCCORRENTE bottiglia di plastica (da 1 o 2 l) • acqua calda • colorante alimentare • un fiammifero PROCEDIMENTO 1 Versa l’acqua calda

2 Aggiungi qualche

Colorante

goccia di colorante alimentare.

nella bottiglia per circa 2 cm.

Acqua calda

Versa circa un paio di cm di acqua nella bottiglia Tappa velocemente

3 Chiedi a una persona adulta di accendere un fiammifero, spegnerlo

e buttarlo subito nella bottiglia. Chiudi quest’ultima velocemente.

Attenzione: se il fumo del fiammifero non è entrato nella bottiglia, questa operazione va ripetuta.

4 Schiaccia con forza e rilascia i lati

della bottiglia per 3 o 4 volte.

Premi 3-4 volte

Fiammifero spento

5 Osserva con attenzione la nuvola

che hai creato.

Premi 3-4 volte

Condensa

Vapore acqueo

CONCLUSIONI

Per la formazione delle nuvole in cielo è necessaria una certa quantità di vapore acqueo (la nuvola di vapore formata dall’acqua calda nella bottiglia), che viene raffreddata (tramite lo schiacciamento delle pareti della bottiglia) e si condensa grazie alla presenza di elementi solidi (le particelle di fumo).

20

La materia

SPERIMENTIAMO

Calore e temperatura Tra le caratteristiche della materia che abbiamo osservato in precedenza c’è anche il calore.

TERMOMETRO FAI-DA-TE

La nostra pelle è in grado di sentire se una cosa è calda o

Occorrente bottiglia • cannuccia • plastilina • acqua • alcool

fredda, ma non ci permette di misurare con precisione il livello di calore, cioè quale sia la temperatura effettiva di un oggetto. Lo strumento con cui possiamo misurare la temperatura è il termometro.

Quando un corpo viene riscaldato, le sue molecole si muovono più velocemente e si allontanano le une dalle altre.

Il calore espande i corpi Come conseguenza di questi movimenti il corpo si espande, cioè occupa più spazio di prima. Questo fenomeno si chiama espansione termica.

Al contrario, quando un corpo viene raffreddato, il movimento delle molecole rallenta e il corpo occupa meno spazio. inverno

estate

Procedimento 1. Prendi una bottiglia e versaci dentro la stessa quantità di acqua e alcool fino a riempirla per un quarto.

2. Infila una cannuccia nella bottiglia, fissandola in alto con della plastilina. La cannuccia non deve toccare il fondo della bottiglia.

3. Stringi la bottiglia con le mani: vedrai l’acqua salire di poco nella cannuccia. Per osservare un effetto più evidente metti la bottiglia in una ciotola con acqua molto calda.

Il fenomeno dell’espansione termica è ben noto a chi costruisce ferrovie.

Quando si posano i binari viene lasciato un po’ di spazio in modo che con le alte temperature non si deformino.

Nell’esperimento di questa pagina (Termometro fai-da-te) puoi verificare che cosa avviene riscaldando un termometro attraverso il fenomeno dell’espansione termica che ci permette di misurare la temperatura di un oggetto.

Quando la miscela di alcool e acqua diventa calda si espande e, dal momento che la bottiglia è sigillata con la plastilina, non ha altro posto dove andare se non risalire la cannuccia.

Quando il termometro si raffredda di nuovo, il liquido scende nella cannuccia per il fenomeno contrario, chiamato contrazione termica.

21

IL CALORE

Come misurare la temperatura Puoi usare il tuo termometro anche all’aperto per confrontare la temperatura di diverse giornate. Traccia una linea sulla cannuccia dove si trova il liquido a riposo e fai altre tacche lungo la cannuccia a distanza regolare dalla tua linea iniziale. Poi segna dove arriva la tua miscela se si scalda o raffredda il termometro: hai creato una scala di riferimento.

Se confronti la tua cannuccia con quella di un tuo compagno o una tua compagna, vedrai che i segni sono in posizioni diverse; quindi, le misurazioni che avete preso non sono confrontabili.

Serve dunque una scala unica di riferimento per poter confrontare i dati raccolti da diversi termometri. Quindi per convenzione si adotta la scala Celsius, che ha come riferimento

convenzione: la scelta condivisa di un particolare criterio.

due punti: quello in cui inizia a sciogliersi il ghiaccio (indicato con lo 0) e quello in cui bolle l’acqua (indicato con il 100).

L’intervallo tra questi due valori è diviso in 100 parti uguali,

SCALE DI MISURA PIÙ Sapevi che ogni Paese ha la sua scala preferita?

Non esiste una sola unità di misura per la temperatura, ma ben quattro! Oltre alla scala Celsius, si utilizzano anche la scala Kelvin, la scala Fahrenheit e la scala Réaumur. A livello internazionale, quella utilizzata per convenzione è la scala Kelvin. Zero gradi sulla scala Kelvin corrispondono a -273,5 sulla scala Celsius.

chiamati gradi celsius (detti in passato “gradi centigradi”), indicati anche come °C. Il grado celsius è l’unità di misura della temperatura.

Come si trasmette il calore Con l’esperimento a pagina precedente hai notato che, mettendo le mani attorno al tuo termometro, questo si scalda: significa che il calore si trasmette dalle tue mani al termometro.

A seconda del materiale di cui sono fatti gli elementi, il calore si trasmette a velocità diverse: quelli in cui si trasmette più difficilmente si chiamano isolanti, mentre quelli in cui si trasmette velocemente si chiamano conduttori.

I metalli in generale sono buoni conduttori, e i migliori sono argento e rame; al contrario vetro, legno e sughero sono

VIDEOLAB Caldo o freddo PRESENTAZIONE Il calore DOC Il termometro

22

esempi di isolanti. Anche aria e acqua vengono considerate isolanti, l’acqua infatti conduce il calore circa 200 volte meno del rame. La conduzione del calore avviene sempre dal corpo più caldo verso quello più freddo.

La materia

L’aria intorno a noi Come abbiamo visto, anche se non ce ne accorgiamo l’aria è sempre intorno a noi ed è materia perché ha un peso e occupa uno spazio.

L’aria è incolore e inafferrabile ed è una miscela di gas:

Scopri l’aria, un’altra sostanza essenziale per tutti gli esseri viventi.

azoto, ossigeno, anidride carbonica (detta anche diossido

IMPARO CON METODO

di carbonio), vapore acqueo e altri gas e polveri.

Analizzo Aria inspirata, cioè quella che facciamo entrare nei polmoni.

Aria espirata, cioè quella che soffiamo fuori.

Completa le frasi con le parole corrette.

4% 78% azoto

21% ossigeno

78%

17%

anidride carbonica

ossigeno

azoto

1% altri gas

SPERIMENTIAMO Occorrente candela • barattolo di vetro trasparente • cronometro Procedimento 1. Insieme a una persona adulta prendi una candela, accendila e coprila con un barattolo di vetro. Secondo te, la candela si spegnerà o rimarrà accesa?

2. Ora soffia dell’aria nel barattolo di vetro con una cannuccia.

Pensi che così la candela rimarrà accesa più a lungo?

Conclusioni Prova a cronometrare: ti accorgerai che c’è qualcosa di diverso tra l’aria che inspiriamo e quella che espiriamo.

1% altri gas

azoto • L’................................................................ è il gas presente in maggiore quantità nell’aria. anidride carbonica • L’................................................................ è il gas che viene prodotto dalla respirazione degli esseri viventi e dalle combustioni. ossigeno • L’................................................................ è il gas che serve agli esseri viventi per respirare e al fuoco per bruciare.

Osserva i grafici e l’esperimento, poi rispondi alle domande sul quaderno.

• Secondo te, che cosa usa la candela per bruciare?

• Che cosa pensi venga prodotto dalla combustione (cioè dal bruciare) della candela?

VIDEO • L'aria ha un peso ed è elastica • L'aria occupa uno spazio

23

L’ARIA

L’atmosfera

IMPARO CON METODO

LAB Gli strati dell'atmosfera

L’aria circonda tutta la Terra e si espande in altezza per diver-

Ricostruisco

si chilometri, costituendo uno strato di gas che ci protegge

Completa il disegno dell’atmosfera scrivendo il numero di ogni fascia nel riquadro giusto.

dai raggi nocivi provenienti dal Sole e non solo: l’atmosfera.

All’aumentare della quota, la presenza di gas diminuisce progressivamente e variano anche altre caratteristiche, per questo l’atmosfera è suddivisa in cinque fasce.

5

satelliti

4 aurore boreali

ISS - Stazione Spaziale Internazionale

meteore

1 La troposfera è la fascia più vicina a noi. È lo strato dove si è sviluppata la vita, dove avvengono i fenomeni atmo-

3

sferici e dove si svolgono le attività degli esseri umani.

LA MATERIA

Quasi l’80% dei gas dell’intera atmosfera è contenuto in

palloni sonda

aerei militari

2 nubi

2 La stratosfera è la fascia subito sopra la troposfera ed è molto importante per la presenza di un gas, l’ozono, che

Everest

ci protegge dalla gran parte dei raggi ultravioletti prove-

1

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V

aerei civili

Educazione Civica Sviluppo economico e sostenibilità

questa prima fascia.

C

nienti dal Sole, nocivi per gli esseri viventi.

3 La mesosfera ha temperature molto basse ed è la fascia dove si formano le meteore, o “stelle cadenti”, cioè quelle piccole rocce spaziali che bruciano prima di raggiungere la Terra, formando scie luminose nel cielo.

Il buco dell’ozono In alcuni punti della stratosfera, soprattutto in corrispondenza del Polo Sud, lo strato di ozono si è assottigliato a causa delle sostanze inquinanti rilasciate dalle attività umane. Questo fenomeno è chiamato buco dell’ozono.

24

4 Nella termosfera la presenza di gas diventa davvero molto rara, tanto che gli astronauti considerano la quota di 100 km come il confine con lo Spazio.

5 L’esosfera è una fascia senza un limite superiore e, quindi, sfuma progressivamente nello Spazio.

Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 6 e 7

La materia

La pressione atmosferica Dato che l’aria ha un peso, anche tutti i km di atmosfera sopra di noi esercitano un peso sulla superficie terrestre, solo che non ce ne accorgiamo. Il peso della colonna di aria sopra una determinata superficie si chiama pressione atmosferica. Meno aria abbiamo sopra la nostra testa, più bassa sarà la pressione atmosferica, e viceversa.

Questo è il motivo per cui in montagna la pressione atmosferica è sempre più bassa rispetto al mare: infatti a mano a mano che aumenta l’altitudine, diminuisce l’altezza della colonna d’aria sopra di noi e, quindi, il suo peso.

Gli esseri viventi sulla Terra non solo non vengono schiacciati dalla pressione atmosferica, ma non percepiscono nemmeno un peso sopra di sé. L’atmosfera, infatti, ci circonda esercitando la sua pressione in tutte le direzioni ed

IMPARO CON METODO Espongo Ti è mai capitato, andando in montagna o su un aereo, di provare la sensazione di avere le orecchie tappate?

Come mai succede? Rifletti e rispondi alle domande sul quaderno.

• Se le orecchie fanno male, significa che la pressione agisce anche in orizzontale?

• All’aumentare della quota che cosa succede alla pressione atmosferica e a quella esercitata dal nostro corpo?

è controbilanciata dall’aria nel nostro corpo che preme verso l’esterno.

SPERIMENTIAMO

PRESSIONE ATMOSFERICA IN AZIONE Occorrente

Livello interno dell’acqua

Livello esterno dell’acqua

candela • bacinella con fondo piatto • barattolo di vetro Procedimento 1. Prendi una candela e mettila in una bacinella dal fondo piatto riempita con un po’ d’acqua.

2. Chiedi a una persona adulta di accenderti la candela, poi coprila con un barattolo di vetro.

Secondo te, che cosa accade al livello dell’acqua? Si alza, si abbassa o rimane uguale? Scrivi la risposta sul quaderno.

Conclusioni Una volta che la candela è spenta, il livello dell’acqua nel barattolo è salito. La candela ha bruciato tutto l’ossigeno nel barattolo, di conseguenza il peso dell’aria nel barattolo è diminuito, fuori dal barattolo, invece, è rimasto uguale. La pressione esterna perciò è maggiore di quella interna al barattolo e “spinge” l’acqua verso l’interno finché le due pressioni non risultano di nuovo uguali.

Attività nel quaderno  pagg. 114-115

25

LA MATERIA

Calore e pressione

IMPARO CON METODO

In una bella giornata estiva in una località di mare, la terra,

Ricostruisco

colpita dai raggi del Sole, si riscalda molto, mentre il mare

Osserva i due schemi che rappresentano la brezza di mare e la brezza di terra, poi completa le didascalie.

rimane più fresco.

L’aria appena sopra la terra si riscalderà e, poiché scaldandosi diventa più leggera dell’aria sopra al mare, tenderà a salire di quota, venendo rimpiazzata dall’aria più fresca e più “pesante” che si trova sulla superficie del mare. In questo modo si forma un vento, chiamato brezza di mare, che dal mare spira verso la terraferma.

1

Di notte, al contrario, il mare rilascia il calore accumulato durante la giornata e riscalda l’aria sopra di sé che, quindi,

2

sale e lascia il posto all’aria più fredda proveniente dalla terraferma. Questa, muovendosi, dà origine alla brezza di terra.

Puoi osservare questo fenomeno anche con un esperimento.

Brezza di mare ..........................................................

L’aria sulla terra si scalda 1 ............................................................................ e sale. .................................................................................

L’aria dal mare si sposta 2 ............................................................................ verso la terra. .................................................................................

SPERIMENTIAMO

CALORE, PRESSIONE E PALLONCINI Occorrente palloncino • calorifero

Calore

Procedimento 2

1

Brezza di terra .......................................................... sul mare, 1 L’aria ............................................................................ più calda, sale. ................................................................................. sulla terra si sposta 2 L’aria ............................................................................ verso il mare. .................................................................................

26

1. Prendi un palloncino, gonfialo (non completamente) e chiudilo con un nodo all’estremità.

2. Dopo mettilo sopra un calorifero ben caldo. Che cosa pensi possa accadere?

Scrivilo sul quaderno, poi osserva che cosa succede.

Conclusioni A mano a mano che si scalda, l’aria all’interno del palloncino lo fa gonfiare un poco alla volta, perché l’aria calda aumenta di volume e dilata il palloncino. Dal momento che la quantità d’aria all’interno del palloncino chiuso non può cambiare, occupando un volume maggiore risulterà più leggera rispetto all’aria esterna.

Se il calore è sufficiente, il palloncino potrebbe sollevarsi in aria, proprio come fanno le mongolfiere.

La materia

Alta e bassa pressione Osserva di nuovo lo schema della brezza di terra alla

meteorologi, meteorologhe: scienziati e scienziate che studiano i fenomeni atmosferici.

pagina precedente: secondo te, quando la superficie

IMPARIAMO INSIEME

terrestre si riscalda, la pressione atmosferica aumenta, diminuisce o rimane uguale?

In queste pagine abbiamo parlato di alcuni fenomeni atmosferici, ne conosci altri? Confrontati con i tuoi compagni e le tue compagne e giocate a chi ne trova di più.

Nel momento in cui l’aria calda sale e si sposta, l’aria che hai sopra la testa è di meno e, quindi, la forza che esercita su di te diminuisce: si è creata cioè una bassa pressione.

Sulla superficie del mare succede il contrario: l’aria si accumula ed esercita una forza maggiore; si for-

1

ma, quindi, un’alta pressione.

Misurare la pressione atmosferica Avrai già sentito parlare di alta e bassa pressione durante le previsioni del tempo trasmesse in televisione. I meteorologi e le meteorologhe si fanno aiutare anche dalle variazioni della pressione per capire come sarà il tempo: 1 nelle aree di bassa pressione, dette anche cicloni, l’aria tende a salire, favorendo il trasporto verso l’alto del vapore acqueo prodotto

2

dall’evaporazione dell’acqua di mari e laghi. A mano a mano che aumenta la quota, il vapore acqueo condensa in piccole goccioline e forma delle nubi, causando anche le precipitazioni. Per questo, quando prevale la bassa pressione è più facile che ci sia maltempo; 2 nelle aree di alta pressione, dette anche anticicloni, sono prevalenti gli spostamenti d’aria dall’alto verso il suolo. Questo tipo di moti tende a dissolvere le nubi e, quindi, a portare bel tempo.

27

Educazione Civica

Sviluppo economico e S ostenibilità

VIDEO L'effetto serra VIDEOLAB I gas serra e la termeratura dell'aria BACHECA Il cambiamento climatico e l'effetto serra

I fumi rilasciati nell’aria da un’industria petrolifera.

INTERVISTA A...

Leggi l’intervista a Eunice Newton Foote (1819-1888).

– Buongiorno Eunice! Chi sei?

– Ciao ragazze e ragazzi, sono una scienziata vissuta durante il XIX secolo negli Stati Uniti.

– Per che cosa sei conosciuta?

– Sono stata la prima a teorizzare l’effetto serra. Grazie ad alcuni esperimenti, ho capito che quando nell’aria c’è più anidride carbonica, la temperatura è più alta. Quindi, se in passato sulla Terra c’è stata una maggiore quantità di anidride carbonica, allora il nostro Pianeta era sicuramente più caldo.

28

L’inquinamento dell’aria Si parla di inquinamento dell’aria quando la sua composizione naturale è alterata, cioè qualche gas o qualche sostanza è presente in una quantità superiore al normale.

L’aria inquinata costituisce un pericolo sia per gli esseri viventi, perché durante la respirazione vengono introdotte nell’organismo sostanze dannose, sia per l’ambiente e gli edifici, perché le sostanze inquinanti possono essere altamente corrosive, cioè capaci di consumare le superfici su cui si depositano.

Gli incendi, le eruzioni vulcaniche e l’uso di prodotti chimici nelle industrie causano inquinamento atmosferico, ma la maggior parte dell’inquinamento nelle nostre città proviene dalla combustione di combustibili fossili.

Si tratta di sostanze che contengono idrogeno e carbonio e, quando bruciano, rilasciano nell’aria calore e altri prodotti inquinanti. L’utilizzo dei combustibili fossili provoca anche un aumento della quantità di anidride carbonica nell’aria, che è direttamente collegata all’aumento delle temperature sul nostro Pianeta.

Sono combustibili fossili il carbone, il petrolio e il gas metano: le fabbriche, gli impianti elettrici e le automobili li bruciano per produrre energia.

Educazione Civica

Sviluppo economico e Sostenibilità

L’effetto serra L’effetto serra è un fenomeno che interessa il nostro Pianeta e può essere distinto in due tipi: uno naturale e uno causato dall’inquinamento.

Nell’atmosfera ci sono gas che intrappolano il calore del Sole e lo restituiscono riscaldando l’atmosfera, e per questo vengono detti gas serra. Il più conosciuto è l’anidride carbonica. L’effetto serra naturale è positivo perché, senza i gas serra, la Terra avrebbe una temperatura media di -18 °C. Purtroppo, però, le attività degli esseri umani che sfruttano la combustione di petrolio, carbone e gas naturale, hanno aumentato la concentrazione di questi gas nell’atmosfera, producendo un aumento del calore intrappolato e, di conseguenza, un riscaldamento a livello globale.

concentrazione: la quantità di una sostanza che si trova disciolta in una determinata quantità di un’altra sostanza.

I gas di scarico delle auto contribuiscono all’inquinamento dell’aria.

1 I raggi del Sole attraversano l’atmosfera e riscaldano la superficie terrestre.

3 Il 30% della radiazione infrarossa si perde nello spazio.

4

2

Il 70% della radiazione infrarossa viene riflessa dai gas serra e ritorna alla superficie terrestre.

Pompe per l’estrazione del petrolio dal sottosuolo.

Il calore si irradia dalla superficie terrestre nell’atmosfera sotto forma di radiazioni infrarosse.

Le conseguenze dell’effetto serra sull’ambiente sono molto gravi.

Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 6 e 7 • Agenda 2030: Obiettivo 28

29

Laboratorio

STEM

Costruiamo un barometro OCCORRENTE barattolo di vetro • palloncino • forbici • elastici • due/tre cannucce • cartoncino • colla vinilica • nastro adesivo

Con un barometro puoi capire che tempo farà!

PROCEDIMENTO

Barattolo di vetro Elastici

Taglia

1 Prendi un barattolo di vetro e posizionalo su una superficie piana e stabile, vicino a un muro.

Inserisci una cannuccia nell’altra

2 Prendi un palloncino e taglia con le forbici l’estremità allungata, in modo da avere solo la parte rotonda.

3 Con il palloncino sigilla bene l’imboccatura del barattolo: più è stretto, meglio è. Usa degli elastici per bloccare saldamente il palloncino.

Nastro

Nastro

Incolla la freccia all’estremità della cannuccia

4 Prendi le cannucce e infilale una dentro l’altra, facendo attenzione che non si pieghino. Sull’estremità dell’ultima cannuccia incolla una freccia di cartoncino.

5 Metti un po’ di colla al centro del barattolo sopra il palloncino.

Posiziona sulla colla l’estremità senza freccia della cannuccia, fissala con il nastro adesivo e lascia asciugare per alcune ore.

6 Su un cartoncino traccia dei segni a distanze regolari, come su un righello. Fissa il cartoncino al muro con il nastro adesivo, in modo che rimanga in posizione verticale.

CONCLUSIONI Ora che hai il tuo barometro, vedrai che la posizione della cannuccia cambia a seconda del tempo. Quando la cannuccia va verso l’alto significa che la pressione è più alta. Al contrario, quando la cannuccia si sposta verso il basso la pressione è più bassa.

Che tempo c’è quando la cannuccia è più in alto? E quando invece è più in basso?

30

Compito Autentico LA MATERIA • 1 Dall’esperienza alla conoscenza 1

Hai mai visto delle piccole giostre natalizie come quella del disegno? Quando si accendono le candeline in basso, le pale cominciano a ruotare, facendo girare tutta la giostrina. Spiega perché, secondo te, si verifica questo fenomeno.

La fiamma delle candele riscalda l’aria, che aumenta di volume e diventa ................................................................................................................... più leggera. In questo modo l’aria calda ................................................................................................................... sale verso l’alto e l’aria fredda, che è più ................................................................................................................... pesante, scende. Questo movimento ................................................................................................................... dell’aria agisce sulle pale che iniziano a ................................................................................................................... muoversi e fanno ruotare la giostrina. ................................................................................................................... ...................................................................................................................

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

MI VALUTO Rifletti su come hai lavorato e indica le tue risposte con una X all’interno della tabella di autovalutazione.

Ho lavorato.

Bene e volentieri

Bene, ma solo in alcune situazioni

Con difficoltà

Ho rispettato le indicazioni date.

Sempre

Qualche volta

Non le ho rispettate

Ho ascoltato le richieste.

Sempre con attenzione

Quasi sempre

Con scarsa attenzione

Ho partecipato al lavoro.

Cercando di svolgere tutto da solo/a

Chiedendo aiuto se in difficoltà

Con l’assistenza dell’insegnante

Sono soddisfatto/a del lavoro.

Molto

Abbastanza

Poco

31

IL SUOLO

TERRA!

PIÙ

Il suolo e gli strati della Terra

La parola “terra” con la T maiuscola indica il nostro Pianeta, con la t minuscola indica il suolo.

Il suolo è il terreno che ricopre la superficie terrestre ed è importante non solo perché ci sostiene, ma anche perché fornisce le sostanze nutritive alle piante permettendo loro di crescere.

Il suolo costituisce quindi la crosta terrestre, che è anche l’unica parte del nostro Pianeta che conosciamo direttamente. Tuttavia, attraverso lo studio dei terremoti e della loro diffusione, i sismologi e le sismologhe hanno potuto individuare altri 3 strati che

crosta

si trovano a profondità diverse: il mantello, il nucleo esterno e

mantello

il nucleo interno.

La crosta e la parte superiore del mantello sono formati in prevalenza da rocce. La parte intermedia del mantello è composta da rocce fuse, cioè un liquido estremamente viscoso, una parte

nucleo esterno

del quale si ritrova nel magma che fuoriesce dai vulcani durante le eruzioni. Questa composizione è il motivo per cui la crosta

nucleo interno

e la parte superiore del mantello “galleggiano” sul mantello sottostante, portando a continui movimenti e fratture nella crosta terrestre, che sono una delle cause dei terremoti. Il nucleo esterno è composto da rocce e metalli fusi, il nucleo interno da ferro e nichel allo stato solido.

crosta 6-70 km

Fuoriuscita di lava durante un’eruzione vulcanica.

mantello 2 900 km

nucleo esterno 2 300 km

nucleo interno 1 200 km

Gli strati della Terra e il loro spessore.

VIDEO • La struttura interna della Terra • Gli strati della Terra VIDEOLAB Che roccia!

LAB Gli strati del suolo

32

Il suolo

collidere: scontrarsi.

Le placche tettoniche Secondo alcune teorie, la crosta terrestre sarebbe suddivisa in una decina di parti principali, chiamate placche o zolle tettoniche, più numerose microplacche. Queste placche si muovono come zattere sul mantello fluido, quindi possono collidere, scorrere l’una accanto all’altra o allontanarsi fra loro. Per tale motivo, nel corso della storia della Terra l’estensione e la forma di continenti e oceani hanno subito importanti trasformazioni.

INTERVISTA A...

Leggi l’intervista ad Alfred Wegener (1880-1930).

– Buongiorno Alfred! Chi sei?

– Ciao ragazze e ragazzi! Sono stato un geologo, meteorologo ed esploratore tedesco. Nel corso della mia vita ho partecipato a tre spedizioni in Groenlandia.

– Per che cosa sei conosciuto?

– Nel 1912 ho teorizzato la deriva dei continenti. All’epoca non sono riuscito a darne una spiegazione completa, ma dopo di me altri scienziati e scienziate, grazie alle loro scoperte sui fondali oceanici, hanno sviluppato la teoria della tettonica a placche.

Oceano P a c i fi c o

placca arabica

placca africana

placca delle Cocos placca di Nazca

placca antartica

Nucleo interno

Mantello

Oceano

placca A t l a n t i c o sudamericana

placca delle Filippine

placca indiana

Nucleo esterno

IL SUOLO

Oceano P a c i fi c o

placca dei Caraibi

PIÙ

A far muovere le placche è un "motore" speciale: il calore interno della Terra.

Grazie al fenomeno dei moti convettivi, le rocce fluide del mantello si spostano in movimenti circolari: ciò che è caldo e leggero sale, mentre ciò che è freddo e pesante scende. Questo fenomeno è in grado di muovere masse enormi di materiale e consente alle placche di scontrarsi e allontanarsi.

placca eurasiatica

placca nordamericana

placca del Pacifico

I MOTI CONVETTIVI

placca del Pacifico

Crosta

Le linee rosse indicano i confini delle placche, le frecce gli allontanamenti o gli avvicinamenti fra le placche, i triangoli i movimenti delle placche.

Oceano Indiano

placca australiana

CARTA Le placche tettoniche

placca antartica

33

IL SUOLO

Diversi tipi di suolo Il suolo può essere di vari tipi: pensa a una spiaggia, al terreno in un bosco, alle rocce in montagna o ai campi in pianura. Questa varietà dipende dalle componenti inorganiche e organiche del suolo. Le componenti inorganiche dipendono sia dai minerali di cui è composta la crosta terrestre, cioè il tipo di rocce, sia dall’azione degli agenti atmosferici (la pioggia, il vento, la neve…), del mare, dei fiumi e dei ghiacciai che, nel corso dei secoli, hanno modificato e frantumato le rocce. Le componenti organiche sono invece costituite dagli organiLe foglie cadute dagli alberi sono parte della componente organica del suolo.

smi viventi, come foglie, rami, escrementi e resti di animali morti, che modificano la composizione del suolo. Inoltre, il contenuto di aria e di acqua influisce sulla compattezza del terreno.

SPERIMENTIAMO

QUANTO PESA IL SUOLO? Occorrente campioni di terreni diversi • contenitori di grandezza simile • acqua Procedimento 1. Prendi alcuni campioni di terreno e dividili in contenitori più o meno della stessa capienza, pesali e registra il risultato.

2. Lasciali per alcuni giorni in un luogo caldo e soleggiato, poi pesali di nuovo e registra il risultato.

Che cosa succede? Le due pesate danno lo stesso riusltato?

1

2

Terreno

580,04 g

472,62 g

Occorrente campioni di terreni diversi • contenitori graduati • acqua Procedimento 1. Prendi un bicchiere d’acqua, versalo in un contenitore graduato e annota la sua misura.

2. Rimetti l’acqua nel bicchiere, versa nel contenitore graduato un campione di terreno e annota la sua misura.

3. Ora versa l’acqua sopra il campione di terreno e annota la sua misura.

Che cosa ti aspetti? La misura di terra e acqua sarà uguale alla somma delle due componenti separate?

Conclusioni Nel primo esperimento il peso è diminuito, perché l’acqua nel terreno è evaporata. Il peso del suolo, quindi, non dipende solo dalle componenti del terreno, ma anche dall’aria e dall’acqua che esso contiene.

34

1

2

Acqua

Terreno

3

STEM

Laboratorio

Detective del suolo Impara a indagare le caratteristiche principali del suolo.

OCCORRENTE

campioni di suolo diversi • un cucchiaio per scavare o una paletta • piattini per posizionare i singoli campioni di terra • un bicchiere d’acqua PROCEDIMENTO 1 Procurati alcuni campioni di suolo da confrontare, scavando con l’aiuto di una paletta o un cucchiaio, qualche centimetro sotto la superficie calpestabile di un giardino o di un parco.

Se la terra è asciutta, inumidiscila fino a ottenere una consistenza simile alla plastilina.

2 Forma una pallina con la terra, se risulta appiccicosa probabilmente è un suolo ricco di argille e limo.

Terra

3 Schiaccia la pallina tra pollice e indice: se si avverte una consistenza liscia significa che il tuo campione è ricco di limo fine e argilla. Se invece senti tra le dita piccoli granelli di varia grandezza, si tratta di sabbie più o meno grossolane.

4 Se il campione non è molto appiccicoso ma ti sporca le mani, probabilmente è più ricco di limo e meno di argilla.

5 Con una pallina di terreno prova a formare un cilindretto tra i due palmi. Se non riesci a formarlo senza romperlo, è perché la terra manca di argilla e di limo. Il tuo terreno tende quindi a essere sabbioso. Se invece riesci a fare un cilindretto più sottile (da 2 a 7 mm) senza romperlo, si tratta di un terreno argilloso.

CONCLUSIONI

Ogni suolo ha le sue caratteristiche e una composizione specifica, con diverse combinazioni di limo, argilla e altri elementi che favoriscono o meno la presenza di diverse specie di esseri viventi.

35

IL SUOLO

Gli strati del suolo Se ti è capitato di osservare da vicino un terreno scavato o VIDEOLAB I componenti del suolo

Lettiera: strato più superficiale dove sono presenti moltissimi materiali organici (foglie, rami, escrementi, resti di animali morti…).

Strato intermedio: strato composto da minerali e materiale organico. Qui arrivano le radici più profonde.

Sottosuolo: strato in profondità duro e compatto, composto principalmente da roccia.

franato, avrai notato che nel suolo, come nella Terra, si possono identificare diversi strati sovrapposti.

Humus: strato scuro derivato dalla decomposizione di resti vegetali e animali. In questo strato sono presenti numerosi piccoli animali e le radici delle piante.

Strato minerale: strato costituito soprattutto da sabbia, ghiaia e sassi. La sua composizione determina il livello di permeabilità del suolo, cioè la facilità con cui viene attraversato dall´acqua.

Suolo permeabile e impermeabile Una delle caratteristiche fondamentali del terreno è la sua permeabilità. I terreni che vengono attraversati velocemente dall’acqua sono chiamati permeabili, mentre quelli che vengono attraversati con difficoltà sono chiamati impermeabili.

Più un terreno è attraversato lentamente dall’acqua, più trattiene elementi nutritivi per le piante.

Terreno fertile sfruttato per le coltivazioni.

I terreni composti prevalentemente da particelle grandi come sabbia e ghiaia vengono attraversati facilmente dall’acqua, cioè sono permeabili. Questo significa che trattengono poche sostanze nutritive e sono poco fertili. Diversamente da sabbia e ghiaia, l’argilla è composta da particelle molto piccole e vicine fra loro, che rendono difficile l’attraversamento dell’acqua; i terreni che la contengono sono impermeabili.

Il terreno ottimale per lo sviluppo delle piante è, dunque, una miscela di sabbia, argilla e materiale organico o humus. La maggiore capacità di trattenere l’acqua e rilasciarla in modo graduale rende i terreni ricchi di materia organica più fertili

Terreno permeabile formato da ghiaia.

36

Attività nel quaderno  pag. 116

e meno soggetti a fenomeni di erosione.

Il suolo SPERIMENTIAMO

QUAL È IL SUOLO PIÙ PERMEABILE? Occorrente campioni di sabbia, argilla e terriccio per piante • una bottiglia di plastica • forbici • sei filtri da caffè americano • un bicchiere • acqua • cronometro Procedimento 1. Portate in classe dei campioni di sabbia, argilla e terriccio per piante.

2. Lavorate a coppie. Prendete una bottiglia di plastica e, con l’aiuto dell’insegnante, tagliatela circa a metà. Capovolgete la parte superiore della bottiglia e inseritela in quella inferiore come un imbuto.

3. Mettete un filtro da caffè americano nell’imbuto, poi aggiungete un campione di sabbia, argilla o terriccio per piante nel filtro.

Coprite il campione con un altro filtro.

2 bicchieri d’acqua

4. Mentre uno / una di voi versa due bicchieri d’acqua nell’imbuto, l’altro / l’altra cronometra il tempo necessario alla maggior parte dell’acqua per passare attraverso il campione di terreno; poi annotate il tempo trascorso.

5. Ora fate le misurazioni anche con gli altri due tipi di terreno e verificate come cambia il tempo che l’acqua impiega per passare attraverso i diversi terreni.

Filtro 2

Terriccio Filtro 1

Conclusioni In base alle informazioni che avete ottenuto, potete provare a prendere campioni di terra nel quartiere vicino alla scuola e cercare di individuare quali contengono più argilla e quali più sabbia.

IMPARO CON METODO Analizzo Rispondi alle domande sul quaderno.

• La Terra è composta solo da rocce dure e compatte?

• Come si chiama lo strato subito al di sotto della crosta terrestre e perché è importante?

• La permeabilità è una caratteristica importante del terreno, in che cosa consiste?

VIDEO La galleria della sostenibilità al MUSE di Trento BACHECA Il nostro pianeta

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MOLECOLE E ATOMI L’ELETTRONE

PIÙ

Per secoli l’atomo è stato considerato la parte più piccola della materia, ma nel 1987, il fisico britannico J.J. Thomson scoprì una particella più piccola dell’atomo, che chiamò elettrone.

Molecole e atomi Anche se non riusciamo a vederlo, tutte le sostanze intorno a noi si muovono.

Tutta la materia è composta da piccole particelle, chiamate molecole, che non si vedono a occhio nudo. Una molecola è la parte più piccola di una sostanza, di cui mantiene le proprietà. A sua volta ogni molecola è formata da particelle ancora più piccole, gli atomi, che sono i costituenti essenziali di tutte le sostanze conosciute.

Le molecole all’interno di una sostanza, se sono abbastanza vicine tra loro, si colpiscono a vicenda e producono calore. Il calore è una misura di quanta energia c’è in qualcosa.

Prendiamo per esempio un bicchiere d’acqua: se l’acqua è calda le sue molecole hanno più energia a disposizione e, scontrandosi velocemente, producono movimento. La misura di quanto velocemente si muovono viene definita temperatura.

SPERIMENTIAMO

MOLECOLE IN MOVIMENTO Occorrente tre bicchieri trasparenti • acqua • cubetti di ghiaccio • colorante alimentare liquido Procedimento 1. Prendi tre bicchieri d’acqua trasparenti e riempili per metà: il primo con acqua a temperatura ambiente; il secondo con acqua fredda e qualche cubetto di ghiaccio; il terzo con acqua molto calda (fatti aiutare da un adulto).

acqua fredda

acqua a temperatura ambiente

2. Togli i cubetti di ghiaccio dal secondo bicchiere e attendi che l’acqua sia immobile in tutti e tre i bicchieri, poi aggiungi una goccia di colorante alimentare in ognuno.

Osserva che cosa succede: la goccia di colorante si comporta allo stesso modo nei tre bicchieri? Resta ferma, colora l’acqua alla stessa velocità oppure più velocemente in uno dei tre bicchieri?

Conclusioni Il calore influisce sul movimento delle molecole: più l’acqua è calda più le sue molecole si muovono e quindi il colorante si mescola all’acqua più velocemente.

38

acqua calda

La materia

Le molecole nei diversi stati della materia Alle pagine 14 e 15 hai visto che cosa accade all’acqua se viene scaldata o raffreddata molto. Ora possiamo anche dire che, rispetto al movimento delle molecole, più l’acqua è calda, più le molecole si muovono velocemente; al contrario, più l’acqua è fredda, più le molecole si muovono lentamente.

Ghiaccio.

Questo vale per tutte le sostanze.

Se portiamo la temperatura dell’acqua sotto gli 0 °C, l’acqua solidifica perché, diminuendo la temperatura, le sue molecole rallentano fino a fermarsi. Nei solidi, infatti, le molecole sono quasi ferme e il legame tra una molecola e l’altra è molto forte.

Se portiamo la temperatura dell’acqua sopra i 100 °C, l’acqua evapora perché, aumentando la temperatura, le molecole si

Vapore.

agitano sempre più e possono andare ovunque. Nei gas, infatti, le molecole si muovono liberamente e non hanno legami che le trattengano.

Nei liquidi le molecole non sono bloccate come nei solidi, possono muoversi e scorrere una sull’altra, ma non possono andare dove vogliono perché i legami sono presenti, benché non molto forti.

Acqua.

IMPARO CON METODO Ricostruisco Usa le informazioni sulle sostanze che hai imparato finora per completare la tabella. solido

liquido

gas

forma

forma precisa

forma del recipiente

non ha forma

volume

occupa uno spazio preciso

occupa uno spazio preciso

occupa tutto lo spazio

molecole

non si muovono

si muovono poco

si muovono liberamente

legami

forti

deboli

senza legami

Attività nel quaderno  pag. 117

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MOLECOLE E ATOMI

Scopri con me la Chimica, che studia la struttura delle sostanze e ne crea di nuove!

Sostanze semplici e composti chimici In natura esistono 118 atomi diversi, che funzionano come i mattoncini per le costruzioni: non sono tantissimi, ma messi insieme possono dare vita a infinite costruzioni, cioè le diverse sostanze. Le sostanze possono essere formate sia da un solo tipo di atomi, e in questo caso sono sostanze semplici, sia da atomi differenti: i composti chimici.

Facciamo qualche esempio: nelle rocce ci sono varie sostanze semplici, come il ferro, l’oro o lo zolfo; l’acqua, che è tra i composti chimici più importanti, è formata da una molecola composta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno.

MEMORY… ELEMENTALE

L’Atomium di Bruxelles, in Belgio, rappresenta i nove atomi di un cristallo di ferro.

Lo zolfo è un elemento chimico dal caratteristico colore giallo.

Il sale da cucina è un composto chimico formato da un atomo di cloro e uno di sodio.

40

PIÙ

Le sostanze semplici sono dette anche sostanze elementali, proprio perché costituite da un singolo elemento. Finora ne sono state scoperte 118: ciascuna di esse ha un nome e un simbolo costituito da una o due lettere.

Prova a impararne qualcuno giocando a Memory! Ogni coppia dovrà essere formata da nome e sigla dell’elemento (per esempio, la carta “ossigeno” e la carta “O” formano una coppia).

Ecco alcune coppie che puoi utilizzare per costruire il tuo mazzo di gioco.

ossigeno

O

oro

Au

sodio

Na

zolfo

S

idrogeno

H

ferro

Fe

calcio

Ca

rame

Cu

elio

He

alluminio

Al

litio

Li

azoto

N

La materia

Le soluzioni

SPERIMENTIAMO

Una soluzione è una miscela di diversi tipi di molecole che mantengono le loro proprietà, ma non sono più distinguibili visivamente. L’aria, per esempio, è una soluzione: più precisamente è una soluzione gassosa.

Più spesso abbiamo a che fare con soluzioni liquide, costituite da un liquido in cui vengono disciolte altre sostanze: gas, altri liquidi o solidi. Esistono anche soluzioni solide, costituite da solidi che contengono disciolti altri solidi o gas.

Le soluzioni sono composte da due parti: il solvente e il soluto. In generale, il solvente è la sostanza presente in quantità maggiore, mentre il soluto è la sostanza disciolta nel solvente e presente in quantità minore. A seconda della quantità di soluto presente in una certa quantità di solvente, la soluzione ha una concentrazione diversa: maggiore è la quantità di soluto, più alta è la concentrazione.

Le sospensioni Con l’esperimento accanto, puoi osservare che le molecole

SOLUZIONE O SOSPENSIONE? Occorrente bicchieri trasparenti • cucchiaino • acqua • zucchero • cacao in polvere • sciroppo di menta • olio di semi Procedimento 1. Versa dell’acqua in due bicchieri, poi aggiungi in uno un cucchiaio di zucchero e nell’altro un cucchiaio di cacao.

Che differenze noti?

2. Mescola il contenuto dei due bicchieri e lascia riposare la miscela. Che cosa osservi?

3. Ora versa dell’acqua in altri due bicchieri trasparenti e versa in uno dello sciroppo di menta, nell’altro dell’olio di semi. Noti somiglianze con l’esperimento precedente?

dello zucchero, solido, e dello sciroppo, liquido, si mescolano perfettamente all’acqua, formando una soluzione.

Invece, le molecole del cacao, solido, e dell’olio, liquido, non si mescolano all’acqua. Anche se agiti la miscela, questa ha

Acqua e zucchero

Acqua e cacao

un aspetto torbido e opaco; inoltre, una volta cessato lo stato di agitazione, i due componenti si separano di nuovo. Misce-

Deposito

le di questo tipo si chiamano sospensioni.

Acqua e sciroppo

IMPARO CON METODO

Olio di semi

Analizzo

Acqua

Quali altre soluzioni liquide o solide conosci?

Fai degli esempi. bevanda gassata, ................................................................ acqua e sale, ................................................................ bronzo, acciaio ................................................................

L’ottone è una soluzione solida di rame e zinco, che formano una lega metallica.

VIDEO Soluzione o sospensione

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MOLECOLE E ATOMI

La tensione superficiale

SPERIMENTIAMO

Le molecole di un liquido formano dei legami deboli fra loro;

TENSIONE IN VISTA Occorrente vaschetta • acqua • borotalco • detersivo per piatti • bastoncino cotonato Procedimento 1. Riempi la vaschetta con l’acqua e spargi un po’ di borotalco sulla superficie.

2. Immergi la punta del bastoncino cotonato nel detersivo per piatti.

3. Avvicina lentamente il bastoncino cotonato alla superficie dell’acqua, fino a toccarla.

Borotalco in superficie

possiamo immaginare il liquido come un insieme di tanti strati che scorrono gli uni sugli altri, in cui le molecole di ogni strato attraggono quelle degli strati sopra e sotto. Le molecole in superficie, però, non hanno strati sopra e sono attratte solo da quelle dello strato sotto. Si crea quindi una forza che tende a non far scappare via le molecole sulla superficie del liquido. Questa forza si chiama tensione superficiale.

Svolgiamo l’esperimento accanto per verificare la tensione superficiale dell’acqua.

L’esperimento mostra che le molecole d’acqua dello strato superficiale si legano tra loro in modo così stretto da incurvare la superficie dell’acqua, così che il borotalco resta “appoggiato” sulla superficie. Il detersivo spezza il legame tra le molecole d’acqua in superficie, che di conseguenza vengono attirate dagli strati sotto, portando con sé anche il borotalco.

Detersivo per piatti

Bastoncino cotonato

La tensione superficiale è una caratteristica di tutti i liquidi, ma ha intensità diverse. Per esempio, l’olio ha una tensione superficiale minore rispetto all’acqua; al contrario la tensione superficiale del mercurio è ben 7 volte più grande.

Acqua

Grazie alla tensione superficiale, alcuni insetti molto leggeri riescono ad appoggiarsi e anche a muoversi sull’acqua.

La tensione superficiale del mercurio è così alta che questo si divide in sfere in grado di muoversi in modo indipendente.

VIDEO La tensione superficiale

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Tecnologia

STEM

Un fluido newtoniano Immergiti nella scoperta degli stati della materia con un esperimento sensoriale sorprendente.

OCCORRENTE

una vaschetta larga • acqua a temperatura ambiente • due bicchieri di amido di mais (maizena) • un cucchiaio • colorante (opzionale)

Cucchiaio

Amido di mais

Vaschetta

Acqua

Colorante

PROCEDIMENTO 1 Metti nella ciotola l’amido di mais e il colorante.

Versa, poco alla volta, l’acqua a temperatura ambiente mescolando delicatamente fino a ottenere una consistenza simile al miele.

Mescola

Colorante

Amido di mais

2 Una volta inglobata l’acqua nel composto, inizia a sperimentare: batti con il fondo del cucchiaio in maniera decisa la superficie del liquido e osserva la sua reazione. Fai lo stesso immergendo lentamente il cucchiaio nel liquido.

1

2

Batti in modo deciso sulla superficie

Immergi lentamente

Acqua

CONCLUSIONI

Come hai avuto modo di percepire, il fluido che hai prodotto reagisce diversamente alle sollecitazioni: si comporta similmente a un solido in seguito a un impatto avvenuto con una certa forza, mentre il cucchiaio riesce a penetrare la superficie con facilità se inserito con delicatezza.

Questo comportamento è legato alla variazione di una proprietà della materia: la viscosità (vai a p. 13 se non ricordi che cosa è), che misura la resistenza delle particelle che compongono un fluido a scorrere le une sulle altre.

In alcuni tipi di fluidi speciali, come quello che hai appena preparato, la viscosità varia a seconda della forza che si applica sulla superficie!

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FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI Ripassa con me!

Osservo, leggo, espongo

Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sulla materia ed esporre.

LA MATERIA La materia ha due caratteristiche fondamentali: occupa uno spazio e ha un peso. Si presenta sotto forma di diverse sostanze, ogni sostanza ha caratteristiche particolari ed è composta da atomi e molecole.

I PASSAGGI DI STATO La materia può trovarsi in tre stati: solido, liquido e gassoso. Il passaggio da uno stato all’altro avviene con il riscaldamento o il raffreddamento della materia. Se scaldiamo l’acqua, essa passa dallo stato liquido a quello gassoso (evaporazione). Se il vapore incontra una superficie fredda, torna allo stato liquido (condensazione). Se mettiamo l’acqua nel congelatore, diventa ghiaccio (solidificazione). Se scaldiamo il ghiaccio, torna allo stato liquido (fusione).

L’ACQUA E L’ARIA L’acqua non ha colore, sapore o odore propri. È formata da idrogeno e ossigeno. In natura l’acqua passa da uno stato all’altro in un ciclo che non si interrompe mai. L’aria è un insieme di gas diversi tra cui l’azoto e l’ossigeno. L’aria avvolge tutta la Terra in uno strato chiamato atmosfera.

IL CALORE Il calore è una caratteristica della materia. Possiamo misurare il livello di calore di un corpo utilizzando un termometro. Il calore si trasmette e passa sempre dal corpo più caldo a quello più freddo.

IL SUOLO Il suolo è lo strato di terreno che ricopre la superficie terrestre. È formato da particelle solide, acqua, aria e humus. I terreni sabbiosi e ghiaiosi sono permeabili e poco fertili, i terreni argillosi sono impermeabili e più ricchi di humus.

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FACCIAMO IL PUNTO • LA MAPPA

Costruisco una mappa

Ricostruisci la mappa con le parole date.

atmosfera • stati • peso • organica • acqua • liquido • gassoso • ossigeno • ciclo • molecole • superficie terrestre • solido • inorganica • aria • gas

La materia occupa uno spazio e peso ha un .................................

è formata da atomi molecole e ...........................................

ACQUA

ARIA

SUOLO

è formata da idrogeno e ossigeno ......................................

forma uno strato chiamato atmosfera ......................................

è lo strato del terreno che ricopre la superficie ..................................................

terrestre .................................................. può essere allo stato solido .................................,

liquido ........................................ o gassoso ..........................................

in natura si trova nei tre stati .....................................

è un insieme gas di ..................................

ha una componente inorganica ..................................................

diversi

(rocce) e una organica .................................. (resti di animali e vegetali)

i passaggi di stato dell’acqua costituiscono un ciclo ......................................

78% azoto

21% ossigeno

1% altri gas

contiene anche acqua ............................................. e

aria ..................................................

MAPPA DI VERIFICA

VERIFICA PIÙ FACILE PAGG. 126-127 VERIFICA FINALE PAGG.131,132, 133 PROVA NON NOTA PAGG.138, 139, 140, 141, 142

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LA MATERIA • 2

Compito Autentico

Dall’osservazione alla conoscenza 1

Osserva il disegno e immagina di aprire la finestra di una stanza in inverno, quando il riscaldamento è acceso.

Rifletti su ciò che conosci del movimento dell’aria calda e fredda, e colora le frecce: di rosso le frecce che indicano l’aria calda, di blu quelle che indicano l’aria fredda.

2

Ora spiega quello che accade.

L’aria sopra il calorifero si riscalda e va verso l’alto perché diventa più leggera. Quando sale, ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... si raffredda e scende di nuovo verso il pavimento. Con la finestra aperta, parte dell’aria calda ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... esce dalla finestra ed entra altra aria fredda. In questo modo si consuma più energia per ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... mantenere caldo l’interno della stanza. .....................................................................................................................................................................................................................................................................................

MI VALUTO Rifletti su come hai lavorato e indica le tue risposte con una X all’interno della tabella di autovalutazione.

46

Ho lavorato.

Bene e volentieri

Bene, ma solo in alcune situazioni

Con difficoltà

Ho rispettato le indicazioni date.

Sempre

Qualche volta

Non le ho rispettate

Ho ascoltato le richieste.

Sempre con attenzione

Quasi sempre

Con scarsa attenzione

Ho partecipato al lavoro.

Cercando di svolgere tutto da solo/a

Chiedendo aiuto se in difficoltà

Con l’assistenza dell’insegnante

Sono soddisfatto/a del lavoro.

Molto

Abbastanza

Poco

I viventi

AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL'UNITÀ

Nella nostra osservazione del mondo che ci circon-

Scopriamo le caratteristiche dei diversi tipi di viventi e le loro somiglianze e differenze.

da, abbiamo iniziato a conoscere la materia inanimata; ora ci concentreremo sugli esseri viventi.

Secondo biologi e biologhe, cioè gli scienziati e le scienziate che studiano gli esseri viventi, le specie viventi sulla Terra sono tra i 10 e 14 milioni, di cui la maggior parte sono ancora sconosciute; quelle conosciute, infatti, si avvicinano appena a 2 milioni.

VIDEO Gli esseri viventi PRESENTAZIONE I viventi ESPLORA L'IMMAGINE Gli esseri viventi

Attività nel quaderno  pagg. 118-123

47

I viventi

Furto al Museo Oggi seguiamo Silvana al Museo di Scienze Naturali.

Nel suo tempo libero, quando non va al mare o a fare un giro in bicicletta, Silvana adora andare al Museo di Scienze Naturali, dove sono esposti fossili, minerali, strumenti e documenti scientifici di ogni tipo. Il direttore Leo Zoico è un suo carissimo amico.

Oggi è una giornata speciale al Museo: verrà esposto per la

LETTURA ESPRESSIVA

prima volta un pesantissimo fossile che contiene le più antiche tracce di piante apparse sulla Terra.

– Per questo è prezioso – dice la scienziata al suo pappagallo Maizitto – e di solito lo tengono chiuso in una cassaforte.

Solo chi lavora al Museo ne conosce la combinazione.

48

STORYTELLING di Valeria Razzini

Ma quando Silvana arriva al Museo c’è una brutta sorpresa. Leo Zoico le corre incontro preoccupatissimo.

– Il fossile! È sparito!

– Com’è possibile? – chiede Silvana – Pesa tantissimo ed era stato messo al sicuro...

– Abbiamo trovato la cassaforte aperta – spiega il diret-

Conosci le caratteristiche degli esseri viventi?

Vai alle pagine 52-53 e scoprile.

tore. – È un furto strano... A guardarlo, il fossile sembra un semplice sasso. Chi lo ha preso deve essere un vero appassionato di piante!

“E anche piuttosto muscoloso” pensa Silvana.

All’improvviso, Maizitto entra nel Museo gracchiando a gran voce: – NASCONO, SI NUTRONO, CRESCONO, SI MUOVONO, SI RIPRODUCONO, MUOIONO! Silvana annuisce: sa che se il pappagallo si comporta così ha un indizio.

Allora chiede a Leo: – Quali persone lavorano oggi al Museo? Il colpevole o la colpevole è tra loro.

Secondo te, chi ha preso il fossile? Indica la risposta con una X:

Guido, il custode della sezione Geologia, esperto delle caratteristiche del suolo e delle rocce; x Marla e Jerry, i custodi della sezione Biologia, grandi studiosi degli esseri viventi.

Capovolgi il libro e scopri la soluzione.

I colpevoli sono Marla e Jerry: volevano studiare le tracce delle piante racchiuse nel fossile che, essendo dei viventi, compiono un ciclo vitale. Il fossile è così pesante che servivano due persone per trasportarlo e Maizitto li ha visti mentre lo prendevano.

49

LA CELLULA

CELLULE GIGANTI

Com’è fatta una cellula

PIÙ

Non tutte le cellule sono invisibili o microscopiche: per esempio, i tuorli delle uova di struzzo possono essere più grandi di una palla da tennis, le cellule nervose presenti nel collo delle giraffe possono raggiungere i 3 metri di lunghezza.

Come le molecole sono le parti più piccole della materia inanimata, così le cellule sono le parti più piccole che compongono tutti gli esseri viventi.

Ma quanto è piccola una cellula? La sua dimensione è mediamente 100 volte inferiore a un millimetro, è invisibile a occhio nudo ma, nonostante questo, svolge tutte le funzioni vitali essenziali: respira, si nutre, si riproduce e muore. Esistono due tipi di cellule: quelle animali e quelle vegetali.

Cellula animale La membrana cellulare è lo strato più esterno della cellula, uno strato che la separa e la protegge dall´esterno, ma permette anche alle sostanze nutritive di entrare e a quelle di scarto di uscire.

Il nucleo è il ˝cervello˝ della cellula: controlla tutte le funzioni e contiene il DNA, l´insieme delle informazioni che determinano le caratteristiche dell’organismo.

Il citoplasma è una sostanza gelatinosa in cui avvengono le reazioni vitali della cellula come la respirazione, l’entrata dei nutrienti, la produzione di scorie. È anche fondamentale per mantenere la forma della cellula (turgore cellulare).

Gli organuli sono le strutture che svolgono le funzioni vitali.

Cellula vegetale nucleo citoplasma membrana cellulare

I cloroplasti sono organuli specifici che contengono la clorofilla, indispensabile alle piante per il processo della fotosintesi clorofilliana.

I vacuoli sono grandi riserve d´acqua all´interno della cellula.

VIDEO La cellula ESPLORA L'IMMAGINE La cellula e gli organismi

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La parete cellulare è un ulteriore rivestimento rigido di cellulosa, esterno alla membrana cellulare.

I viventi

Gli organismi Alcuni esseri viventi sono composti da molte cellule, sono cioè organismi pluricellulari, come gli alberi, gli animali, gli esseri umani.

Ma intorno a te ci sono anche moltissimi esseri viventi composti da una sola cellula. Si tratta degli organismi unicellulari, in cui una cellula svolge da sola tutte le funzioni vitali.

Al contrario, negli organismi più complessi le cellule tendono a specializzarsi, ognuna cioè svolge una funzione specifica e, unendosi ad altre, si organizza in tessuti che a loro volta formano gli organi. Per esempio, nell’essere umano le cellule della pelle sono diverse da quelle del sangue o delle ossa.

SPERIMENTIAMO

I globuli rossi sono le cellule animali che hanno il compito di trasportare l’ossigeno all’interno del corpo.

INTERVISTA A...

SCIENZA IN CUCINA Occorrente mezza patata • coltello • cucchiaio • sale da cucina Procedimento 1. Fatti aiutare da un adulto e taglia a metà la patata.

2. Con il cucchiaio, scava un piccolo buco al centro di una delle metà, in modo da ricavare una sorta di vasca.

3. Riempi il buco con il sale da cucina. Lascia riposare l’esperimento per 5/6 ore, poi controlla.

Che cosa è successo?

Leggi l’intervista a Robert Hooke (1635-1703).

Patata scavata con il cucchiaio

Conclusioni Noterai che il sale si è sciolto e nel buco si è raccolta dell’acqua. La membrana cellulare permette gli scambi di materiale tra l’esterno e l’interno della cellula. La membrana è semipermeabile, cioè fa passare solo alcune sostanze, come l'acqua. Questa si sposta attraverso la membrana per un processo chiamato osmosi, guidato dalla differenza di concentrazione. L'acqua è passata dalla zona a concentrazione più bassa, cioé dove sono disciolte meno sostanze (l'interno della patata) verso la zona a concentrazione più alta (i cristalli di sale).

– Buongiorno Robert, parlaci di te!

– Ciao ragazze e ragazzi. Sono uno scienziato del XVII secolo e ho studiato moltissime materie, tra cui medicina, fisica, tecnica e geologia.

– Per che cosa sei conosciuto?

– Tra i miei studi più importanti c'è la scoperta della cellula, che ho potuto vedere grazie all'utilizzo di uno dei primi microscopi moderni. Sono stato proprio io a inventare la parola “cellula”!

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I CINQUE REGNI

I regni dei viventi

animali piante

Per identificare e studiare tutta la varietà di forme di vita presenti sulla Terra, i biologi e le biologhe hanno dovuto distinguerle in categorie a seconda delle caratteristiche che le accomunano. Alle pagine precedenti abbiamo visto una prima distinzione degli esseri viventi in base alla quantità di cellule che li costituiscono e alla diversità delle funzioni che queste possono svolgere.

Un’altra caratteristica fondamentale secondo cui si possono

monere

raggruppare i viventi è il modo di nutrirsi: alcuni, detti au-

protisti

funghi

totrofi, fabbricano da soli il proprio nutrimento; altri, invece, si cibano di altri viventi e sono chiamati eterotrofi.

La classificazione più nota, però, è quella che suddivide i viventi in cinque gruppi, detti regni: monere, protisti, funghi, animali, piante.

Le monere Sono gli organismi di origine più antica, sono formati da una sola cellula molto semplice. Sono in maggioranza eterotrofi, come i batteri.

Fanno parte del regno delle monere anche i cianobatteri, conosciuti come “alghe azzurre”.

I protisti Sono per la maggior parte unicellulari, anche se la cellula che li forma è più complessa rispetto a quella delle monere. In questo regno sono compresi anche organismi pluricellulari come i protozoi, eterotrofi, e le alghe rosse e brune, autotrofe, che costituiscono la base del fitoplancton, un alimento di moltissime specie.

52

Una diatomea, un protista comune nelle acque stagnanti.

I viventi

I funghi

Gli animali

Sono in maggioranza organismi pluricellulari ed eterotrofi. Fanno parte di questo regno anche le muffe e i lieviti.

Comprendono anche gli esseri umani e sono organismi pluricellulari che si nutrono di altri esseri viventi.

Tra i funghi selvatici che crescono nei boschi, non tutti sono commestibili.

Un coniglietto selvatico che mangia dell’erba.

I VIRUS

Le piante Sono organismi pluricellulari capaci di produrre il proprio cibo attraverso il processo della fotosintesi.

PIÙ

Per molti biologi e biologhe, i virus non vanno considerati veri e propri esseri viventi.

Non essendo in grado di trasformare il cibo o di riprodursi, non hanno una vita autonoma, infatti hanno bisogno di entrare in altre cellule per sfruttarne le proprietà, e per questo sono detti parassiti obbligati.

La luce del Sole permette alle piante di produrre il proprio cibo.

fotosintesi: il processo attraverso cui le piante utilizzano la luce del Sole per trasformare acqua e sali minerali in nutrimento.

IMPARO CON METODO Analizzo Compila la tabella con le informazioni che puoi ricavare dal testo, mettendo una o più X per ogni riga. Segui l’esempio. monere

protisti

funghi

x

x

X

pluricellulari

x

X

autotrofi

x

unicellulari

eterotrofi

x

x

x

piante

animali

x

x

x X

x Attività nel quaderno  pag. 118

53

I FUNGHI FUNGHI ECOLOGICI

PIÙ

Gli scienziati e le scienziate stanno studiando una serie di funghi che si nutrono... di inquinamento! Potrebbero essere usati per il riciclo dei rifiuti, nella bonifica dei corsi d’acqua o dei terreni inquinati o per decomporre materiali inquinanti pericolosi, persino quelli radioattivi prodotti dalle centrali nucleari.

Le caratteristiche dei funghi Nei boschi o nei parchi ti sarà capitato di vedere dei funghi: fanno parte delle 700 000 specie conosciute, che possono avere dimensioni molto diverse fra loro. Tutti i funghi hanno in comune la mancanza di tessuti differenziati e la riproduzione attraverso spore, piccole cellule che si trovano sotto il cappello del fungo.

cappello lamelle

gambo spore micelio (formato da un intreccio di filamenti detti ife)

Spore di penicillina viste al microscopio.

Anche se esistono specie dannose per gli umani, i funghi possono rivelarsi molto utili, come anche le muffe e i lieviti.

Alcuni funghi, infatti, per vivere decompongono altri organismi, cioè si nutrono di piante e animali morti trasformandoli in composti semplici, che possono essere riutilizzati come nutrimento sia dai funghi stessi sia dalle piante.

Anche alcune muffe sono utili, per esempio per produrre medicinali, come la penicillina, oppure formaggi, come il gorgonzola.

IMPARO CON METODO Il lievito madre usato in cucina è un impasto di acqua e farina contaminato da lieviti.

54

Espongo Rispondi alla domanda sul quaderno.

Nella vita quotidiana per che cosa possono essere utili i lieviti?

I viventi

PIÙ

Le caratteristiche delle piante

I TUBERI

Il regno delle piante comprende quasi 400 000 specie: dai

Esistono anche piante come la patata e il topinambur con il fusto sotterraneo, chiamato tubero.

semplici fili d’erba ad alghe verdi, muschi e felci, fino agli alberi di grandi dimensioni.

Tra le piante con una struttura più complessa si distinguono le piante erbacee, come l’erba dei prati o i fiori di campo 1 , con un fusto, o stelo, verde e tenero; gli alberi, come la quercia 2 , con il fusto, o tronco, legnoso; gli arbusti, come l’oleandro 3 , con i rami legnosi che partono direttamente da terra.

Topinambur.

1

2

3

Fiori spontanei in un prato.

I rami di una quercia.

Arbusti di oleandro.

Le foglie permettono alla pianta di nutrirsi, respirare ed eliminare le sostanze di scarto.

Le radici assorbono acqua e nutrienti dal terreno.

VIDEO Le piante

I fiori, i frutti e i semi sono necessari per la riproduzione.

Il fusto sostiene la pianta e trasporta il nutrimento dalle radici alle foglie.

IMPARIAMO INSIEME Osserva qualche pianta che cresce nei dintorni di casa tua; fotografala o disegnala. Poi porta le tue fotografie o i tuoi disegni in classe e, insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne, dividetele in tre gruppi: alberi, arbusti, erbe. Riuscite a identificare gli elementi che hanno in comune?

55

LE PIANTE LA FOTOSINTESI

PIÙ

Il termine fotosintesi viene dal greco e significa letteralmente “combinazione di più elementi (sintesi) attraverso la luce (foto)”.

Come si nutrono le piante Una delle caratteristiche fondamentali delle piante è quella di essere organismi autotrofi, cioè producono da sole il proprio nutrimento mediante la fotosintesi clorofilliana. Come dice il nome stesso, i protagonisti di questo processo di trasformazione sono la luce e la clorofilla, un pigmento verde presente nei cloroplasti delle cellule vegetali.

pigmento: sostanza colorata.

Il processo inizia dalle radici che assorbono dal terreno 1 , che poi sale verso le foglie, all’interno di condotti sottil’acqua ricca di sali minerali, chiamata linfa grezza

lissimi, i vasi linfatici

2 . Nelle foglie la clorofilla assorbe la luce solare per combinare la linfa grezza con l’anidride carbonica proveniente dall’aria, producendo una sostanza organica nutriente ricca di zuccheri, la linfa elaborata

3 . Questa nuova linfa viene inviata attraverso altri vasi in tutto il resto della pianta, per nutrirla e farla luce

crescere 4 . Se osservi da vicino una foglia, puoi notare delle nervature: sono 4

i vasi che trasportano la linfa.

Il processo di trasformazione ha come prodotto di scarto l’ossigeno, che viene libe-

3

ossigeno onegisso

rato nell’aria 5 .

La fotosintesi clorofillia-

5

na, oltre a produrre sostanze nutritive per la pianta, ha quindi un effetto importante sull’ambiente:

l’ani-

dride carbonica e produce

edirdina anidride acinobrac carbonica

l’ossigeno necessario alla re-

2 1 VIDEO La fotosintesi clorifilliana ESPLORA L'IMMAGINE La fotosintesi clorifilliana VIDEOLAB La fotosintesi clorifilliana

56

consuma

spirazione di tutti i viventi.

linfa grezza linfa elaborata

I viventi

Non solo clorofilla

PIANTE CARNIVORE

PIÙ

Nelle foglie, oltre alla clorofilla, sono presenti altri pigmenti utili alla fotosintesi come i carotenoidi (di colore arancione), le xantofille (di colore giallo) e, solo in alcune piante, gli antociani (di colore rosso).

Durante la primavera e l’estate la clorofilla è abbondante perché c’è tanta luce. I carotenoidi, le xantofille e gli antociani vengono perciò “nascosti” dalla clorofilla. Con l’arrivo dell’autunno, le giornate si accorciano, il Sole si abbassa e le foglie riescono a catturare meno energia solare: la fotosintesi clorofilliana avviene comunque, ma la quantità di clorofilla

Esistono alcuni tipi di piante totalmente o parzialmente eterotrofe, che si nutrono di sostanze prodotte da altri organismi.

Le piante parzialmente eterotrofe più conosciute sono le piante carnivore.

si riduce. I carotenoidi, le xantofille e gli antociani si manifestano e le foglie si colorano di arancione, giallo e rosso.

Insetti intrappolati da una pianta carnivora.

VIDEOLAB I colori delle foglie

SPERIMENTIAMO Svolgi l’esperimento e poi completa il testo con le informazioni mancanti.

RIVELA I PIGMENTI Occorrente foglie di spinaci • ciotola • mestolo di legno • barattolo di vetro ......................................................................................................................................................

•...................................................................................................................................................... cucchiaio • acetone • pipetta • contagocce • filtro da caffè Procedimento 1. Prendi tre o quattro foglie di spinacio, spezzale e mettile in una ciotola.

Conclusioni macchie di colore Prodotti finali: ............................................. dovute ai pigmenti degli spinaci ..............................................................................

2. Schiaccia le foglie di spinacio con un mestolo di legno fino a trasformarle in una poltiglia.

Inizialmente, quando hai versato le gocce di acetone e clorofilla, la macchia era di un verde uniforme, ma dopo poco si è estesa e il bordo più esterno è diventato più chiaro, quasi giallo. Il colore è dato dalla clorofilla, che colora di verde tutte le piante. L’esperimento, però, dimostra che all’interno della foglia si trovano anche altri pigmenti. Secondo te, c’è un momento in cui riusciamo a vederli nelle foglie?

3. Con un cucchiaio, prendi un po’ della poltiglia e trasferiscila in un barattolo di vetro.

4. Chiedi a una persona adulta di versare due cucchiai di acetone nel barattolo e chiudilo con il tappo. Lascia riposare per almeno 10 minuti.

5. Con una pipetta contagocce preleva qualche goccia di liquido (che sarà diventato verde grazie alla clorofilla dello spinacio) e lascia cadere una goccia su un pezzo di filtro da caffè.

6. Poi lascia cadere un’altra goccia su quella già presente sul filtro, attendi che si asciughi tutto e osserva che cosa accade.

Attività nel quaderno  pag. 119

57

LE PIANTE lamina: la parte piatta della foglia. anidride carbonica

ossigeno

Come respirano le piante Come tutti gli organismi viventi, anche le piante hanno bisogno di respirare per vivere. Durante la respirazione, che avviene sia di giorno sia di notte, le piante assorbono ossigeno e rilasciano nell’ambiente anidride carbonica.

Per respirare, le piante usano dei minuscoli pori, cioè dei fori talmente piccoli da essere invisibili a occhio nudo, chiamati stomi, che si trovano soprattutto nella lamina inferiore delle foglie, ma anche negli steli, nei fiori e nelle radici.

Ogni stoma è circondato da due cellule a forma di fagiolo, chiamate “cellule di guardia”; queste hanno la capacità di gonfiarsi e sgonfiarsi variando la quantità d'acqua al loro interno.

Quando le due cellule si gonfiano, si avvicinano tra loro e chiudono l'apertura dello stoma. Quando si sgonfiano, si allontanano tra loro e lo stoma si apre.

SPERIMENTIAMO

La respirazione è una funzione vitale di tutti gli esseri viventi.

OSSERVIAMO GLI STOMI Occorrente foglia • smalto trasparente per unghie • nastro adesivo trasparente • vetrino da microscopio • lente di ingrandimento Procedimento

1. Passa un paio di volte dello smalto trasparente su una parte del retro di una foglia.

2. Quando lo smalto è asciutto, attaccaci sopra un pezzo di nastro adesivo. Lascia una piega sollevata per toglierlo più facilmente.

Smalto trasparente

3. Ora stacca lo strato di smalto dalla foglia sollevando delicatamente il nastro adesivo.

Poi posizionalo su un vetrino da microscopio.

Nastro adesivo

Posiziona il nastro adesivo dopo averlo staccato dalla foglia

Lembo sollevato Retro della foglia

Vetrino da microscopio

5. Esegui la prova anche con foglie di altre piante e annota le differenze.

58

4. Ora osserva il vetrino con una lente d’ingrandimento.

I fori circolari che vedi sono le impronte degli stomi.

Lente

Impronte degli stomi

I viventi

La traspirazione Oltre a respirare, le piante traspirano, cioè eliminano l’acqua assorbita in eccesso dalle radici sotto forma di vapore ac-

IMPARO CON METODO Ricostruisco ed espongo

do sudiamo.

Secondo te, perché è meglio non tenere grandi piante in camera da letto?

La traspirazione immette nell’atmosfera una grande quanti-

Perché di notte emettono ....................................................................

tà di vapore acqueo: un albero può assorbire fino a 250-300

anidride carbonica con ....................................................................

litri di acqua in un solo giorno e il 95% di questa viene tra-

la respirazione. ....................................................................

queo attraverso gli stomi, proprio come succede a noi quan-

sformata in vapore acqueo e liberata nell’atmosfera.

La traspirazione regola la temperatura interna della pianta, mantenendola fresca; per questo, è più intensa di giorno che di notte e durante l’estate rispetto all’inverno.

Durante questo processo, gli stomi si aprono e si chiudono in base alle necessità della pianta: si aprono se la temperatura dell’aria è elevata o si chiudono se l’acqua scarseggia.

Il fresco che si percepisce quando si entra in un bosco, in una giornata calda e soleggiata, è dovuto proprio alla traspirazione delle piante.

PIÙ OSSIGENO PIÙ Durante il giorno, quando avviene il processo della fotosintesi clorofilliana, le piante operano in modo opposto rispetto alla respirazione, cioè assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno. In generale, durante un intero giorno, una pianta consuma circa 25 volte più anidride carbonica di quella che produce; il bilancio delle sostanze di scarto, quindi, è decisamente a favore dell’ossigeno.

59

LE PIANTE L’IMPOLLINAZIONE PIÙ

Come si riproducono le piante

L'impollinazione è essenziale per la biodiversità, cioè per mantenere la grande varietà di piante e animali del nostro Pianeta. Secondo una stima, dall'impollinazione dipende anche la sopravvivenza dell'80% delle specie che coltiviamo ogni giorno.

Un’altra caratteristica che le piante hanno in comune con tutti gli esseri viventi è la capacità di riprodursi.

Hai già visto le fasi della riproduzione di molte piante: in primavera si riempiono di fiori che, dopo qualche tempo, cadono e al loro posto si formano dei frutti. All’interno dei frutti si trovano i semi, che daranno vita a nuove piante.

Per la riproduzione sono necessari due elementi del fiore: il polline, una polverina gialla prodotta dalle parti maschili del fiore, chiamate stami, e l’ovulo, prodotto dall’ovario, che si trova alla base del pistillo, cioè la parte femminile del fiore.

La fecondazione, cioè l’unione tra le cellule riproduttive maschili (il polline) e le cellule riproduttive femminili (gli ovuli), avviene attraverso l’impollinazione, il processo per cui il

Un’ape deposita su un fiore il polline che sta trasportando.

polline prodotto da una pianta arriva sul pistillo di un’altra pianta della stessa specie.

Alcune specie, attraverso profumi e colori, attraggono gli insetti. Questi si sporcano di polline e, durante i loro voli, lo

IMPARO CON METODO

portano a contatto con lo stimma di altri fiori della stessa specie, che contiene una sostanza appiccicosa in grado di

Analizzo

trattenere il polline. Altre specie affidano invece l’impollina-

Completa le frasi con le parole giuste. corolla • La ……………..........…. è l’insieme dei petali. pistillo • Il ……………..........…. è la parte femminile del fiore.

• La parte maschile del fiore è stami formata dagli …………….........…. .

zione al vento o alla pioggia.

stimma

antera corolla

stame

• Gli ovuli sono contenuti ovario nell’……………..........…. .

pistillo VIDEO La riproduzione delle piante LAB La riproduzione delle piante

60

petali ovuli

sepali ovario

calice

I viventi Una volta che il fiore è fecondato, petali, stami e pistillo hanno esaurito il loro compito, quindi seccano e cadono a terra.

L’ovario si ingrossa e si trasforma in un frutto, che ha al suo interno l’embrione, la cellula formata dall’unione di polline

IMPARO CON METODO Ricostruisco

Successivamente, l’embrione cresce e si trasforma in seme:

Usa i numeri per riordinare le fasi della riproduzione di una pianta.

inizia così il “viaggio” del seme che, se troverà un terreno

2 fecondazione

adatto, germoglierà dando vita a una nuova pianta. La nuova

4 disseminazione

e ovulo.

pianta avrà più probabilità di svilupparsi lontano dalla pianta madre, dove non dovrà contendersi sostanze nutritive, acqua e luce con essa.

Le diverse specie di piante mettono in atto modi diversi per realizzare la disseminazione, cioè il trasporto dei semi lontano dalla pianta madre. Ne ricordi qualcuno?

I semi della carota selvatica hanno degli uncini per attaccarsi al pelo degli animali.

1 impollinazione 3 formazione del frutto

AL MOMENTO GIUSTO

PIÙ

I semi del ciliegio sono contenuti in un frutto polposo che gli animali mangeranno.

I frutti non ancora maturi sono di colore verde e hanno un sapore sgradevole per confondersi tra il fogliame e scoraggiare gli animali dal mangiarli.

Nel corso della maturazione, i frutti si arricchiscono progressivamente di zuccheri, diventano quindi più dolci, più morbidi e assumono colori vivaci, segnalando agli animali il momento opportuno per nutrirsene.

I semi dell’acero hanno “ali”grazie alle quali vengono trasportati dal vento.

I semi della palma da cocco si trovano all’interno di frutti galleggianti che vengono trasportati dall’acqua.

61

• SCI E

IA • OG

M AT ICA

Tecnologia

G INGE

E • TECNOL NZ

N ER IA • MATE

La germinazione Quali sono gli ingredienti di base per la vita? Scoprilo seguendo il ciclo di sviluppo degli esseri viventi alla base delle catene alimentari sul nostro pianeta.

OCCORRENTE

tre porta uova di cartone • terricci diversi • cotone • sabbia • acqua • semi di mais (l’esperimento può essere ripetuto anche con altri semi) PROCEDIMENTO 1 Riempi i tre portauova con differenti materiali (terricci diversi, sabbia, cotone). All’interno di ogni settore pianta un chicco di mais.

2 Posiziona i portauova rispettivamente in un armadio al buio, ben esposto alla luce e in una posizione di mezz’ombra.

Mezz’ombra

Al buio

Alla luce

Terricci diversi Sabbia Pianta un chicco di mais in ogni settore

Cotone

3 Annaffia regolarmente.

Annaffia regolarmente

4 Osserva cosa succede ai semi nelle diverse condizioni di luce, terreno e umidità e registra tutti i cambiamenti che osservi nel corso del tempo.

Condizioni di luce ?

Tipo di terreno ?

Condizioni di umidità ?

CONCLUSIONI

Ogni essere vivente necessita di condizioni specifiche che gli consentono di sopravvivere e di compiere il proprio ciclo vitale.

Puoi sperimentare tante altre condizioni coltivando semi di mais lasciati in acqua salata o in freezer.

62

I viventi

Classificare le piante Le piante si dividono in semplici e complesse in base al loro modo di riprodursi.

Le piante semplici Le alghe sono organismi con una struttura molto semplice: non hanno radici, fusto o foglie, ma solo un corpo chiamato

Alghe che galleggiano in acqua.

tallo. Non hanno vasi per il trasporto della linfa, perciò vivono principalmente in luoghi molto umidi o nell’acqua, da cui assorbono il nutrimento attraverso tutto il corpo. Tutte le alghe possono riprodursi attraverso la riproduzione vegetativa: parti del corpo dell’alga si staccano e danno vita a un nuovo individuo identico al precedente; questo tipo di riproduzione si dice asessuata, perché non coinvolge le cellule riproduttive.

Alghe più evolute si riproducono attraverso le spore.

Anche i muschi non hanno radici, ma presentano un fusto

In un bosco ombreggiato, il muschio cresce spesso sui sassi e sui tronchi.

molto sottile a cui sono attaccate minuscole foglie. Non avendo vasi linfatici, vivono in aree umide, in gruppi numerosi chiamati colonie. La riproduzione avviene attraverso spore.

Le felci sono piante con radici, fusto e foglie, e con un sistema di vasi linfatici. Il fusto delle felci è generalmente costituito da rizomi, cioè “rigonfiamenti” ricoperti di squame o peli che si sviluppano sottoterra. In primavera, nella parte inferiore della foglia si possono vedere delle piccole “vescichette”, gli sporan-

Sporangi sulle foglie di una felce.

gi, che contengono le spore con cui le felci si riproducono.

IMPARO CON METODO

DOC La classificazione delle piante

Analizzo Completa la tabella seguendo l’esempio. alghe

muschi

felci

struttura

tallo, senza radici, fusto e assenza di radici, fusto foglie sottile, foglie minuscole

radici, fusto con rizomi, foglie

riproduzione

vegetativa

spore

spore (negli sporangi)

nutrimento

sostanze nutritive in acqua

umidità dell´aria

sostanze nutritive nel terreno

63

LE PIANTE FOGLIE EFFICIENTI PIÙ

Le piante complesse

Per le conifere, essere sempreverdi significa poter sfruttare ogni minimo raggio di Sole, anche durante l’inverno, per effettuare la fotosintesi. L’evoluzione di questa specie ha creato una forma particolare di foglie, gli aghi, che sono flessuosi ma robusti. Sono inoltre ricoperti da una sostanza cerosa, in modo da isolare i tessuti interni e mantenere la clorofilla per tutto l’anno.

Le piante complesse, a differenza delle piante semplici, si riproducono attraverso i semi.

Mentre le spore hanno bisogno di ambienti umidi per attecchire, i semi possono sopravvivere anche a periodi secchi prima di trovare il momento favorevole per germogliare.

Tutte la piante complesse hanno la stessa struttura con radici, fusto, foglie e un sistema di vasi linfatici ben sviluppato, ma possono essere molto diverse fra loro per aspetto e dimensioni.

Sono suddivise in gruppi in base al tipo di seme.

Un pino mugo e la sua pigna.

Le gimnosperme Il nome “gimnosperme” significa “a seme nudo”: la caratteristica principale di queste piante è avere semi che non sono protetti da un ovario, ma sono disposti sulle scaglie di una pigna, detta cono. Dal termine “cono” deriva il nome delle gimnosperme più diffuse: le conifere. Esistono coni maschili e femminili, coni con il polline e coni con ovuli, che poi diventeranno semi. I coni femminili sono quelli che chiamiamo pigne (marroni, con scaglie legnose e contenenti i semi). I coni pollinici sono generalmente più piccoli e molli.

Una caratteristica interessante delle conifere è il fatto che le pigne sono igroscopiche, cioè riescono ad assorbire l’umidità presente nell’aria.

Quando è umido, le scaglie delle pigne assorbono acqua, questo crea una pressione e fa sì che le scaglie tendano a chiudersi, chiudendo di conseguenza tutto il cono. Questo meccanismo assicura che i semi vengano preservati finché non si verificano le condizioni migliori

Le scaglie delle pigne si chiudono e si aprono a seconda dell’umidità dell’ambiente.

64

per disperdersi.

I viventi

Le angiosperme Fanno parte delle angiosperme le piante più evolute, che fanno i fiori e hanno semi protetti da frutti, all’interno dei quali si trovano gli embrioni da cui hanno origine le nuove piante. “Angiosperme”, infatti, significa “a seme rivestito”. Le angiosperme si distinguono dalle altre piante anche per avere un sistema di vasi linfatici più ampio ed efficiente. Il gruppo delle angiosperme è l’unico che comprende piante erbacee in senso proprio, oltre ad arbusti e alberi.

Dalla radichetta si sviluppano le radici.

Il fusticino è un abbozzo del fusto.

L´endosperma è il tessuto nutritivo, ricco di sostanze di riserva.

I cotiledoni sono piccole foglie embrionali.

I tegumenti proteggono il seme dall´esterno e gli permettono di sopravvivere in attesa della germinazione.

L’embrione riproduce in piccolo la struttura della pianta.

IMPARO CON METODO Analizzo Completa la tabella. gimnosperme

angiosperme

struttura

radici, fusto, foglie, vasi linfatici

radici, fusto, foglie, vasi linfatici

riproduzione

pigne, semi

fiori, frutti, semi

nutrimento

linfa

linfa

Un melo con i suoi fiori e i suoi frutti.

Attività nel quaderno  pag. 120

65

Educazione Civica edibili: che si possono mangiare. biocarburante: sostanza ottenuta da fonti energetiche rinnovabili che fa funzionare i motori.

Gli alberi rendono le città più vivibili.

Seminando le piante preferite dagli insetti impollinatori aiuti la biodiversità!

Sviluppo economico e S ostenibilità

Alberi amici del Pianeta Quando le piante hanno colonizzato le terre emerse, hanno cambiato il nostro Pianeta cambiando la struttura del paesaggio, rendendo i terreni più compatti e fornendoli di nutrienti. Hanno anche aumentato i livelli di ossigeno nell’atmosfera; modificato il clima, contribuendo a diminuire la temperatura e, di conseguenza, ridurre l’effetto serra. La loro presenza è inoltre importante per regolare i fenomeni atmosferici intensi.

Quando piove, gli alberi rallentano la caduta della pioggia, riducendo il rischio di allagamenti.

Gli alberi forniscono frutti edibili, legname da ardere e utilizzare per costruire oggetti ed edifici, sostanze importanti per produrre farmaci e profumi; infine, la cellulosa presente nelle loro cellule viene usata per fare la carta, creare vari tipi di tessuti e, ultimamente, anche come biocarburante.

Oltre a questo, hanno anche un effetto rasserenante per chi osserva i loro colori o i loro movimenti prodotti dal vento.

Nelle nostre città si continuano a costruire case e strade, sradicando gli alberi che c’erano. La conseguenza è che l’asfalto assorbe direttamente il calore del Sole e successivamente lo rilascia.

Dove invece ci sono alberi, questi fanno da schermo tra il Sole e il terreno, facendo abbassare la temperatura perfino di 10 °C sotto la loro ombra. Anche la traspirazione delle piante contribuisce a diminuire la temperatura, grazie al vapore acqueo emesso che poi evapora.

SPERIMENTIAMO

BIODIVERSITÀ IN BALCONE Occorrente semi di alcune piante • cassettina o bottiglia di plastica • terriccio Procedimento 1. Prendi una cassettina o taglia longitudinalmente una bottiglia di plastica e riempila di terriccio.

2. Pianta al suo interno alcuni semi, come tulipano, rosmarino, basilico, lavanda, topinambur o crisantemo.

66

3. Tieni la cassettina in un luogo soleggiato e ricordati di innaffiarla a sufficienza perché le tue piantine possano crescere!

Educazione Civica

Sviluppo economico e Sostenibilità ULTRASUONI

L’importanza delle radici

PIÙ

Recenti studi hanno dimostrato che le piante emettono suoni, o meglio ultrasuoni. Se la pianta non è in condizioni ottimali, viene danneggiata o ha poca acqua, questi suoni si fanno più intensi; invece, quando la pianta è intatta e in salute, rimane praticamente in silenzio. Alcune piante “borbottano” più di altre, per esempio il pomodoro.

Non va dimenticato che le funzioni naturalmente svolte dalle radici, cioè quelle di sostegno e di canale di nutrimento per l’albero, indirettamente sono utili anche agli esseri umani: infatti, mentre le radici si ramificano e si allargano nel terreno a mano a mano che l’albero cresce, contribuiscono a compattare il suolo, riducendo la possibilità di frane. Analogamente, mentre assorbono dal terreno acqua e sali minerali per produrre la linfa grezza, le radici contribuiscono a drenare, cioè asciugare, la terra e contemporaneamente la purificano in parte da elementi inquinanti.

IMPARO CON METODO

LIFE SKILLS

Ricostruisco Completa il testo sugli alberi con le seguenti parole. fotosintesi clorofilliana • ossigeno • traspirazione • anidride carbonica • vapore acqueo Gli alberi abbassano il livello di inquinamento dell’aria perché ossigeno anidride carbonica e rilasciano ...................................... assorbono .................................................... fotosintesi clorofilliana durante il processo della .............................................................................. .

In classe, rispondete insieme alle seguenti domande.

• Ci sono altri motivi per ringraziare gli alberi?

• Anche gli animali hanno motivi per considerare gli alberi “amici”?

vapore acqueo Inoltre, umidificano l’aria producendo .................................................. traspirazione attraverso la .................................................. . Ci aiutano, così, a respirare aria più pulita e meno secca.

Traguardo per lo sviluppo delle competenze: 6 e 7 • Agenda 2030: Obiettivi 11, 13, 15

67

GLI ANIMALI

Le caratteristiche degli animali

1

Come abbiamo visto, la diversità fra animali e piante comincia dalle cellule. Le cellule di piante e funghi sono tenute in posizione da pareti cellulari rigide; questo permette a tali organismi una crescita progressiva in una posizione fissa. Le cellule animali, invece, non hanno pareti cellulari: questo permette loro di muoversi e riorganizzarsi durante lo sviluppo dell’organismo.

Gli animali sono divisi in categorie a seconda di come respirano, si nutrono, si riproducono e in base ad alcune particolarità del loro corpo, di cui quella principale è la presenza o Lo scheletro ci permette di muoverci e protegge i nostri organi.

meno di uno scheletro.

Lo scheletro 2

I vertebrati, come gli esseri umani, hanno sviluppato uno scheletro interno che ha permesso loro di muoversi e di proteggere gli organi interni 1 . Il nome deriva da “vertebre”, le ossa simili ad anelli che formano la colonna vertebrale, la parte principale dello scheletro. Gli animali senza scheletro interno, come i vermi o gli insetti, sono chiamati invertebrati 2 .

Un bruco.

Gli animali comprendono 1,8 milioni di specie, e più della metà sono insetti.

Artropodi Vermi

68

IMPARIAMO INSIEME

Echinodermi

Osserva un animale che vive con te o nei dintorni di casa tua; fotografalo o disegnalo. Poi porta le tue fotografie o i tuoi disegni in classe e, insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne, divideteli in due gruppi: vertebrati e invertebrati.

Riuscite a individuare che cosa li distingue?

Celenterati Insetti Spugne Molluschi Altri invertebrati Anfibi VIDEOLAB Il guanto più caldo DOC La classificazione degli animali

Pesci

Uccelli

Rettili

Mammiferi

I viventi

Come si muovono

IMPARO CON COMPETENZA

Gli animali si distinguono anche per il tipo di movimento: possono strisciare, nuotare, camminare, saltare, volare e, in base a come si muovono, i loro scheletri hanno dimensioni e caratteristiche differenti.

La temperatura corporea

Lavoro con le immagini Riesci a ipotizzare come si muovono i seguenti animali guardando il loro scheletro? Scrivilo sotto ogni immagine.

Un’altra distinzione viene fatta in base alla temperatura corporea. Negli animali ectotermi la temperatura corporea dipende dalla temperatura esterna: con il freddo la temperatura interna si abbassa e le funzioni vitali rallentano, mentre con il caldo l’animale si rivitalizza. Per riscaldarsi o raffreddarsi gli animali terrestri prendono il Sole 1 o si nascondono nella sabbia, quelli marini si spostano a profondità di-

cammina .........................................

verse, quelli volanti riscaldano i muscoli vibrando le ali. Gli animali endotermi come noi regolano la temperatura corporea attraverso processi interni, per esempio sudando o ansi-

vola .........................................

mando 2 .

1

2

salta .........................................

nuota .........................................

Un camaleonte si scalda al Sole.

ANIMALI ESTREMI

I cavalli sudano per disperdere il calore.

PIÙ

L’animale vertebrato più grande conosciuto è la balenottera azzurra, un mammifero marino lungo 33 metri e pesante 150 tonnellate. Il più piccolo è una rana, lunga appena 7,7 millimetri, che vive in Papua Nuova Guinea.

Attività nel quaderno  pag. 121

69

GLI ANIMALI 1

Come si nutrono gli animali Tutti gli animali sono eterotrofi, quindi devono procurarsi il cibo perché non sono in grado di produrre il nutrimento di cui hanno bisogno. In base al modo di nutrirsi, gli animali sono distinti in tre gruppi: gli erbivori si nutrono di vegetali o solo di una parte di essi (radici, foglie, frutti…) 1 ; i carnivori si cibano della carne di altri animali 2 ; gli onnivori mangiano sia vegetali sia carne 3 .

Gli onnivori hanno maggiore scelta nella ricerca del cibo, e

Un cerbiatto mangia dell’erba. In inverno i cervi mangiano anche cortecce, gemme e ghiande.

questo consente loro una migliore capacità di adattamento

2

Le tre diverse diete sono collegate alle differenze degli

agli ambienti naturali e alle variazioni che possono subire, anche a causa dei cambiamenti climatici.

organi che i vari animali utilizzano per assumere il cibo.

Uno degli elementi più facili da osservare è la dentatura. Se ti è capitato di vedere i denti di un gatto o di una mucca in fotografia o di persona, avrai notato che il gatto, come tutti i carnivori, ha denti aguzzi, adatti a strappare la carne; invece la mucca, come tutti gli erbivori, ha denti piatti adatti a triturare i vegetali. Gli onnivori come il cinghiale hanno entrambi i tipi di denti.

La sterna si nutre principalmente di piccoli pesci.

3

I denti affilati di un gatto.

I denti piatti di una mucca.

I denti di un cinghiale.

IMPARIAMO INSIEME

L’orso si nutre sia di altri animali, sia di frutta, bacche e miele.

70

Insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne, osservate di nuovo le fotografie e i disegni che avete portato in classe per l’esercizio a pagina 68 e suddivideteli in tre gruppi: erbivori, carnivori e onnivori.

I viventi

PIÙ

Come respirano gli animali

CON LA CUTE

Gli animali, come tutti gli esseri viventi, respirano assorben-

La specie umana usa la respirazione cutanea solo per alimentare lo strato superficiale degli occhi che, per questo, rimangono sempre umidi.

do ossigeno e rilasciando nell’ambiente circostante anidride carbonica. Ma, in base all’ambiente in cui si trova, ogni specie ha sviluppato sistemi diversi per poter respirare.

Gli esseri marini semplici, come spugne e meduse, assorbono ossigeno attraverso tutto il loro corpo.

Organismi come i vermi usano la respirazione cutanea: una

scambio di gas

pelle sottile e umida favorisce lo scambio di gas e il trasporto dell’ossigeno a tutte le cellule.

Anche la respirazione degli anfibi, che hanno polmoni piuttosto semplici, avviene al 70% attraverso la pelle.

Gli insetti respirano attraverso gli stigmi, piccoli fori lungo i fianchi dell’animale collegati a una serie di tubicini, le

trachee

trachee, che portano l’ossigeno alle cellule.

I pesci, per estrarre l’ossigeno dall’acqua, usano le branchie, sottili filamenti posti ai lati della testa. La concentrazione di ossigeno disciolto nell’acqua è molto inferiore a quella presente nell’aria, per questo le branchie devono essere altamente efficienti. Utilizzano le branchie anche i crostacei, le

branchie

larve e alcuni anfibi.

Molti animali terrestri e i mammiferi acquatici utilizzano i

polmoni

polmoni: l’aria, che entra nel corpo dell’animale attraverso la bocca o il naso, arriva nei polmoni, dove cede ossigeno al sangue e si carica di anidride carbonica. Mentre l’aria segue il percorso contrario e viene poi espulsa attraverso il naso o la bocca, il sangue trasporta l’ossigeno alle cellule del corpo.

IMPARO CON METODO Analizzo Compila la tabella con le informazioni che puoi ricavare dal testo, segnando una X nelle caselle giuste. pelle stigma branchie polmoni Prelevano ossigeno dall´aria

x

Prelevano ossigeno dall´acqua

x

x

x x

71

GLI ANIMALI

1

IMPARO CON METODO

DOC L’uovo e il frutto hanno la stessa funzione?

Prima di leggere Hai già incontrato le parole “fecondazione” ed “embrione” in relazione alla riproduzione delle piante.

In classe, ricordate che cosa sono.

Dopo aver deposto le uova, le galline le tengono al caldo e i pulcini nascono dopo circa 21 giorni.

Come si riproducono gli animali Gli ovipari La maggioranza degli animali si riproduce attraverso la

2

fecondazione che dà origine a un embrione.

Nel caso degli animali ovipari, l’embrione si sviluppa esternamente al corpo dell’animale, a partire da un uovo che viene deposto a terra, in acqua o in involucri dalle funzioni protettive (nidi). Negli uccelli e nei rettili 1 , lo sviluppo dell’embrione avviene all’interno dell’uovo, grazie alle sostanze nu-

Una larva e uova di coccinella.

tritive presenti nel tuorlo, e ha una durata piuttosto lunga;

3

invece in animali come ragni, insetti, molluschi, crostacei 2 , l’embrione si sviluppa solo dopo la schiusa dell’uovo, cioè la sua rottura. Dopo la schiusa, gli embrioni prendono il nome di larve e possono avere un aspetto molto diverso da quello degli animali adulti.

Gli ovovivipari In alcuni animali l’uovo rimane all’interno dell’organismo La salamandra è un animale ovoviviparo.

materno fino al suo completo sviluppo. Questo tipo di riproduzione è tipica di alcuni pesci e squali, vipere, salamandre e scorpioni, che sono detti ovovivipari 3 .

4

I vivipari Gli animali che non si riproducono attraverso uova si chiamano vivipari. L’embrione si sviluppa all’interno del corpo materno, da cui riceve il nutrimento fino al suo completo sviluppo. La viviparità è una caratteristica dei mammiferi, compresi gli esseri umani 4 .

Nel sottogruppo dei marsupiali, come il canguro o il koala, Quando nascono, i piccoli di scimmia vengono allattati dalla madre, come tutti i mammiferi.

72

l’embrione completa il suo sviluppo in una tasca sull’addome della madre, il marsupio.

STEM

Laboratorio

Com’è fatto un uovo

VIDEO L'uovo LAB L'uovo

OCCORRENTE uovo di gallina • barattolo • aceto • colorante alimentare PROCEDIMENTO 1 Metti un uovo in un barattolo abbastanza largo: nel corso dell’esperimento l’uovo si gonfierà un po’, quindi controlla che si possa inserire ed estrarre dal barattolo comodamente.

2 Versa dell’aceto sull’uovo fino a coprirlo del tutto e aggiungi un po’ di colorante. Si formeranno subito delle bolle di anidride carbonica sul guscio perché l’acido (aceto) reagisce con il calcare del guscio.

Lascia riposare per 24 ore.

4 Ora il tuo uovo “nudo” è pronto! Scola con cura il liquido e risciacqua l’uovo sotto l’acqua.

Fai molta attenzione: la membrana è piuttosto sottile e fragile e l’uovo potrebbe rompersi.

Dopo aver scolato il liquido, risciacqua delicatamente l’uovo con acqua

Aggiungi del colorante alimentare

Aceto Uovo

Bollicine di diossido di carbonio

Uovo “nudo” Attendi 24 h

3 Dopo 24 ore si sarà formata una schiuma e dell’acqua sulla superficie. Scola delicatamente il liquido e versa di nuovo dell’aceto nel barattolo.

Lascia riposare ancora per 24 ore.

Dopo 24 h Schiuma

5 Tieni l’uovo davanti a una luce intensa e muovilo delicatamente: vedrai il tuorlo e le altre parti dell’uovo galleggiare al suo interno.

Aggiungi ancora aceto dopo aver scolato il liquido

Luce intensa

Acqua

guscio CONCUSIONI Alla fine dell’esperimento puoi notare che l’uovo è molto più grande rispetto a prima che lo ricoprissi con l’aceto. Questo dipende dall’osmosi (ricordi l’esperimento di pagina 51?), cioè che fa passare solo alcune sostanze.

Se rompi delicatamente la membrana dell’uovo con uno stuzzicadenti, vedrai che il colorante si è diffuso nell’albume ma la membrana vitellina ha impedito al colorante di diffondersi nel tuorlo.

Altre parti dell’uovo, invece, risultano colorate: potrai distinguere la calaza e il blastodisco.

calaza

membrana testacea

albume tuorlo

camera d´aria

membrana vitellina blastodisco

73

GLI INVERTEBRATI

IMPARO CON METODO Ricostruisco ed espongo

Classificare gli animali Gli zoologi e le zoologhe hanno classificato gli animali in due

Ti ricordi che cosa sono le colonie?

grandi gruppi: gli invertebrati e i vertebrati.

Sono gruppi numerosi di ....................................................................

colonna vertebrale, gli invertebrati ne sono privi.

individui della stessa specie. ....................................................................

IMPARO CON COMPETENZA Lavoro con le immagini Per ogni immagine delle pagine 74-76 scrivi il gruppo di invertebrati corrispondente.

SPUGNE ANTIVIRUS

PIÙ

Mentre i vertebrati hanno uno scheletro interno con una

Gli invertebrati Il gruppo degli animali invertebrati comprende il 97% delle specie animali, tra animali acquatici, terrestri e volanti. Oltre all’assenza di una colonna vertebrale, gli invertebrati sono tutti ectotermi: il loro calore corporeo, quindi, dipende dalla temperatura dell’aria o dell’acqua circostante. Hanno generalmente il corpo molle, senza uno scheletro interno, ma spesso possiedono gusci e corazze all’esterno (come nella maggior parte di molluschi, crostacei e insetti) che proteggono il corpo.

Uno studio ha dimostrato che le spugne sono in grado di rimuovere fino al 94% dei virus presenti nell’acqua in sole 3 ore.

Spugne Le spugne, o poriferi, sono organismi pluricellulari ed eterotrofi, con corpi ricchi di pori che filtrano l’acqua, cioè la fanno passare trattenendo ossigeno e nutrienti.

Tutte le spugne sono acquatiche, sono in maggioranza marine

PRESENTAZIONE • Gli animali vertebrati e invertebrati

ma vi sono anche specie d’acqua dolce. Vivono in colonie sulle rocce o sul fondale.

Celenterati (medusa) .....................................................................................................

74

Echinodermi (stella marina) .....................................................................................................

I viventi

Celenterati

I CORALLI

I celenterati hanno un corpo con una sola apertura, circondata da tentacoli, attraverso cui si nutrono ed espellono le sostanze di rifiuto. Sui tentacoli, che servono per afferrare le prede, hanno delle cellule urticanti che provocano irritazione o un forte bruciore. Le due forme principali sono i polipi (anemoni di mare, madrepore, coralli), ancorati a rocce o al fondale, e le meduse, libere di muoversi. Sono animali prevalentemente marini e si nutrono di piccoli crostacei, altri invertebrati e pesciolini.

Vermi I vermi hanno un corpo allungato e molle, senza arti sviluppati, per cui si muovono strisciando. Alcuni sono terrestri, altri sono acquatici e altri ancora vivono come parassiti,

PIÙ

Coralli e madrepore nei mari tropicali danno vita alle barriere coralline. Il loro colore rosso è dato da un’alga unicellulare che vive in simbiosi con essi, cioè convivono. Quest’alga si sviluppa assorbendo l’anidride carbonica liberata dal corallo, a cui fornisce in cambio diversi nutrienti.

Quando aumenta la temperatura, le alghe non producono più nutrimento e i coralli le espellono diventando bianchi.

cioè “ospiti” in piante o animali da cui assorbono i nutrienti.

Alcuni vermi si nutrono di piante o animaletti, altri sono decompositori, cioè si nutrono di piante e animali morti.

Echinodermi Gli echinodermi sono specie marine dai corpi tondeggianti, protetti da un rivestimento calcareo con vari prolungamenti, come gli aculei del riccio di mare e i pedicelli della stella marina. Si muovono sul fondo o sulle rocce, come i cetrioli di mare. Quasi tutti si cibano di piccoli organismi attraverso una bocca posta sulla parte inferiore del corpo.

Spugne (spugna marina) .....................................................................................................

Vermi (verme acquatico) .....................................................................................................

75

GLI INVERTEBRATI LE OSTRICHE

PIÙ

Le perle delle ostriche si formano per difesa: quando un oggetto estraneo, come un granello di sabbia, entra nella conchiglia, l’ostrica produce una sostanza per isolarlo, creando così la perla.

Molluschi I molluschi sono composti da un sacco dei visceri, che contiene la maggior parte degli organi, e una parte muscolare evidente, chiamata piede, necessaria per muoversi, scavare e catturare le prede. La maggior parte possiede anche una struttura rigida di supporto, chiamata conchiglia. I molluschi marini respirano attraverso le branchie e quelli terrestri attraverso polmoni semplici. Esistono oltre 80 000 specie di molluschi.

Artropodi Gli artropodi sono il gruppo di animali più numeroso. Sono artropodi gli insetti (farfalle, mosche, formiche…), gli aracnidi (scorpioni e ragni), i millepiedi e i crostacei (granchi, aragoste…).

Presentano tutti uno scheletro esterno, l’esoscheletro, leggero ed elastico, ma abbastanza rigido da proteggere e sorreggere il corpo, e delle zampe divise in segmenti; alcuni possiedono anche delle ali. L’esoscheletro non cresce con l’aPRESENTAZIONE Molluschi, echidermi, artropodi DOC I principali ordini di insetti

nimale, pertanto l’accrescimento avviene attraverso le mute: lo scheletro vecchio viene abbandonato e sostituito con uno nuovo adatto alle dimensioni dell’animale.

Molluschi (chiocciola) .....................................................................................................

76

Artropodi (ragno) .....................................................................................................

I viventi Tutti gli artropodi si riproducono per mezzo di uova; le lar-

API CHE “PARLANO”

ve sono generalmente molto diverse dall’individuo adulto.

Alle mute, quindi, spesso si accompagnano vere e proprie trasformazioni, dette metamorfosi. Nei crostacei è comune la comparsa di segmenti e piedi: negli insetti, per esempio, compaiono le ali, assenti nelle larve.

Gli artropodi respirano attraverso branchie, se sono acquatici, oppure trachee o polmoni, se sono terrestri. In alcuni insetti, le trachee si modificano in branchio-trachee, in modo

PIÙ

Le api hanno sviluppato una sorta di linguaggio: attraverso una danza circolare, la frequenza e l’intensità del loro ronzio, comunicano alle compagne dove si trova il cibo e i pericoli che possono incontrare per raggiungerlo.

da essere adatte anche alla respirazione acquatica.

I nutrimenti degli artropodi sono vari: dal miele alla materia organica in decomposizione, dalle piante agli escrementi, dai

CA

CA

UC

C

V

A

DU

Educazione Civica Sviluppo economico e sostenibilità

V

microrganismi disciolti nell’acqua a rane e piccoli roditori.

C

Con gli obiettivi 14 e 15 dell’Agenda 2030 ci impegniamo a conservare gli oceani, i mari e le risorse marine; con il secondo ci impegniamo a proteggere l’ecosistema terrestre, contrastare la desertificazione, arrestare il degrado del terreno, fermare la perdita della diversità biologica.

Come fare ogni giorno?

Usa la giusta quantità di detergenti e detersivi, senza esagerare, in questo modo negli scarichi non si riversano sostanze che alterano l'equilibrio del mare e dei fiumi.

Se hai la fortuna di incontrare animali acquatici o terrestri, limitati a osservarli: maneggiare gli animali può essere stressante per loro.

Lo stesso vale per le piante: meglio lasciare un fiore dov’è, fai tante fotografie che sono più durature!

LIFE SKILLS Se vi affascina il mondo degli insetti, dividetevi in piccoli gruppi e fate una ricerca su alcune curiosità.

L’utilizzo delle coccinelle nella lotta biologica; le trappole del formicaleone; il volo dello scarabeo Allomyrina dichotoma; il filo prodotto dalla falena Bombyx mori.

VIDEO Museo di storia naturale di Milano PRESENTAZIONE Jane Goodall

Attività nel quaderno  pag. 122

77

I VERTEBRATI

IMPARO CON METODO Ricostruisco ed espongo Ricordi che cosa sono gli organi di senso?

I vertebrati Come abbiamo detto, i vertebrati hanno uno scheletro interno, che può essere osseo e/o cartilagineo e ha la funzione di sostenere il corpo e proteggere gli organi interni. Nei vertebrati i nutrimenti e l’ossigeno vengono trasportati fino alle cellule dal sangue. Questi animali hanno un cervello capace di coordinare le funzioni dell’organismo e organi di senso molto complessi.

I pesci Con il termine “pesci” si intende un gruppo abbastanza eterogeneo di organismi fondamentalmente acquatici. In totale esistono oltre 32 000 specie diverse, che costituiscono il 50% dei vertebrati.

La maggior parte dei pesci ha il corpo ricoperto da scaglie, cioè piccole placche ossee, che hanno una funzione protettiva ma anche idrodinamica (rendono liscio il corpo del pesce favorendo il suo movimento in acqua) e, a volte, di mimetismo (riflettono il blu delle acque nascondendo il pesce).

Molti pesci si muovo in banchi, cioè gruppi più o meno numerosi, per difendersi meglio dai predatori e trovare più facilmente il cibo.

La presenza di diversi tipi di pinne e della coda permette ai pesci di muoversi efficacemente. La gran parte dei pesci ha uno scheletro osseo ma alcuni, come gli squali e le razze, hanno uno scheletro cartilagineo.

pinna dorsale

I pesci sono ectotermi, a eccezione di tonni e grandi squali, e in generale sono ovipari, tranne alcune specie di squali e piccoli pesci di acqua dolce che sono ovovivipari.

colonna vertebrale

branchie

La linea laterale è composta da una serie di cellule sensibili che raccolgono informazioni sull´ambiente. pinna caudale La vescica natatoria sembra un ˝palloncino˝, che il pesce gonfia o sgonfia a seconda che voglia salire verso la superficie o scendere in profondità.

78

I viventi SPERIMENTIAMO

RESPIRARE COME UN PESCE Occorrente caraffa d'acqua • barattolo trasparente • garze • elastico • caffè in polvere Procedimento 1. Fissa con l'elastico le garze sull'apertura del barattolo: simuleranno le branchie del pesce.

2. Metti un po' di caffè in polvere dentro la caraffa piena d'acqua e mescola.

3. Versa con attenzione e poco per volta l'acqua con il caffè nel barattolo, attraverso la garza. Che cosa succede?

Polvere di caffè Elastici Garze

Acqua

Conclusioni Come puoi vedere, il caffè è rimasto intrappolato nella garza, mentre l’acqua è finita dentro il barattolo. Allo stesso modo le branchie dei pesci intrappolano l’ossigeno e fanno passare l’acqua che non serve al pesce, immettendola nuovamente in mare.

I PESCI BEVONO?

PIÙ

l pesci bevono? Dipende dalla presenza o meno di sale nell’acqua. I pesci che vivono in acqua salata hanno un organismo meno ricco di sali rispetto all’ambiente esterno.

Per il processo di osmosi, l’acqua all’interno del corpo del pesce passa all’esterno, facendo perdere liquidi al pesce attraverso la pelle e le branchie. Per rimpiazzare questi fluidi, quindi, i pesci devono bere molto. Viceversa, i pesci d’acqua dolce assorbono l’acqua circostante, che è meno densa di quella all’interno del loro corpo, e quindi non hanno bisogno di bere.

Le branchie di una manta, un pesce dall’aspetto molto caratteristico.

79

I VERTEBRATI

Gli anfibi Il termine “anfibio” significa “doppia vita”: questi animali, infatti, nascono come animali acquatici sotto forma di girino, una specie di piccolo pesce che respira con le branchie, per poi trasformarsi progressivamente in animali terrestri attraverso una metamorfosi. Gli adulti respirano attraverso dei polmoni non molto evoluti, perciò la loro pelle “nuda”, cioè non ricoperta da particolari strutture, compensa l’inefficienza polmonare.

Per consentire la respirazione, la pelle deve rimanere sempre umida; per questo gli anfibi vivono vicino alle fonti d’acqua.

Prima della metamorfosi, gli anfibi sono soprattutto erbivori; da adulti si cibano di vermi, insetti e altri piccoli animali.

L’aspetto degli anfibi è molto vario: alcuni hanno zampe e coda, come i tritoni; altri hanno le zampe ma sono senza coda, come rane e rospi; infine, ci sono anfibi senza zampe, come la cecilia.

Sono tutti animali ectotermi e ovipari, eccetto la salamandra che è vivipara.

La metamorfosi di una rana: da uovo a esemplare adulto.

IMPARO CON METODO Ricostruisco ed espongo Quali altri animali che compiono metamorfosi hai già incontrato?

Le farfalle. ....................................................................... .......................................................................

80

Un tritone. I tritoni e le salamandre sono anfibi che, se per qualche motivo perdono un arto, in pochi giorni sono in grado di riparare i tessuti danneggiati e rigenerare l’arto.

SPECIE A RISCHIO PIÙ Le specie appartenenti agli anfibi sono tra quelle più a rischio di estinzione: il 60% delle specie europee ha subito, infatti, una forte riduzione del numero di esemplari. Recenti studi hanno mostrato una relazione tra l’assottigliamento dello strato di ozono nell’atmosfera e la diminuzione degli esemplari di anfibi, perché diventano più esposti ai raggi ultravioletti.

I viventi

I rettili

I CAMALEONTI

Il termine “rettile” significa “che striscia”: in effetti, i serpenti non hanno arti e strisciano, anche se la gran parte dei rettili è fornita di quattro zampe, seppure corte, come le tartarughe, i coccodrilli, le iguane o le lucertole.

Sia i rettili che vivono sulla terraferma sia quelli che vivono in acqua respirano attraverso polmoni decisamente più evoluti di quelli degli anfibi, tanto che i loro corpi sono ricoperti da squame molto resistenti, come quelle dei coccodrilli, o da placche ossee, come quelle delle tartarughe. Questo strato protettivo rende impossibile la respirazione cutanea, ma limita la disidratazione consentendo ai rettili di vivere anche in luoghi con climi molto caldi.

I rettili sono ectotermi e ovipari, eccetto alcune lucertole e vi-

PIÙ

Contrariamente a quanto si pensa, i camaleonti, che sono normalmente verdi per confondersi con il fogliame, cambiano poco il loro colore. Tendono più che altro a cambiare tonalità quando regolano la temperatura del corpo e a seconda dei cambiamenti emotivi: un camaleonte spaventato o arrabbiato, per esempio, avrà colori più brillanti del solito per spaventare i predatori.

pere che sono ovovivipare. Le uova dei rettili sono più simili a quelle degli uccelli che a quelle gelatinose degli anfibi; questo ha permesso un maggior adattamento alla vita terrestre, tanto che anche i rettili marini depongono le uova sulla terraferma.

I rettili non masticano il cibo, per cui le specie carnivore producono una grande quantità di acido per facilitare la digestione, che può durare anche più giorni.

La tartaruga marina vive in acqua, ma depone le uova in nidi sulla spiaggia.

I GECHI

PIÙ

I gechi hanno zampe con milioni di setole, cento volte meno spesse di un capello, che permettono loro di “attaccarsi” a qualsiasi superfice verticale (anche il vetro). Per staccarsi, tuttavia, il geco non deve fare fatica: gli basta cambiare l’angolazione della zampa.

81

I VERTEBRATI

IMPARO CON METODO Ricostruisco ed espongo Anche se tutti gli uccelli hanno le ali, non tutti volano. Conosci qualche uccello che non sa volare?

Le galline; ....................................................................... gli struzzi; ....................................................................... i....................................................................... pinguini.

ORIENTARSI

PIÙ

Gli uccelli La caratteristica principale degli uccelli sono gli arti anteriori modificati in ali che consentono loro di volare.

Tutto il loro corpo si è adattato al volo: le ossa sono cave, cioè vuote all’interno, per essere più leggere, ma robuste; i muscoli pettorali sono forti, soprattutto per spiccare il volo; il battito cardiaco è accelerato, per avere abbastanza energia per sbattere le ali velocemente; le penne permettono di controllare il volo. Le piume servono per mantenere al caldo l’animale ed evitare che si bagni: gli uccelli, infatti, sono endotermi.

Gli uccelli respirano attraverso i polmoni a cui sono collegati i sacchi aeriferi, che immagazzinano l’aria che entra attraverso le narici. Quando l’uccello espira, l’aria che fuoriesce dai

Tutti gli uccelli possiedono sottilissimi aghi di magnetite all’interno di alcune cellule del cervello. Questo minerale permette loro di orientarsi in base al campo magnetico terrestre, proprio come l’ago di una bussola, in modo così perfetto da poter attraversare migliaia di chilometri di mare aperto.

Guarda il film Sulle ali dell'avventura e il film d'animazione Rio per conoscere tematiche come le estinzioni e la salvaguardia e conservazione delle specie animali.

DOC Che cosa mangiano gli uccelli LAB Gli esseri viventi APP I vertebrati

82

polmoni viene sostituita da quella di riserva proveniente dai sacchi aeriferi.

Il becco viene utilizzato per pulire il piumaggio, maneggiare oggetti, uccidere le prede, corteggiare, dare da mangiare ai pulcini, emettere vari tipi di suoni. In base a ciò di cui si ciba l’animale, il becco può avere forme e dimensioni diverse.

Gli uccelli non hanno denti per masticare, ma hanno un secondo stomaco, che precede lo stomaco vero e proprio, che tritura il cibo attraverso l’azione dei muscoli.

Il pelli icano usa iill suo becco pellicano a sacca per pescare i pesci pesci.i.

I viventi

I mammiferi Il gruppo dei mammiferi conta specie molto diverse per forma e dimensioni: dal piccolo mustiolo, di appena 2,5 g, all’enorme balenottera azzurra. Nonostante tali differenze, sono tutti endotermi, respirano con i polmoni (i mammiferi acquatici sono costretti a uscire dall’acqua per respirare), sono ricoperti di peli (tranne i mammiferi acquatici), sono vivipari (eccetto l’ornitorinco e l’echidna, che sono ovipari), allattano i propri piccoli almeno fino a quando questi non sono in grado di nutrirsi da soli.

Il latte viene prodotto dalle mammelle.

I mammiferi sono gli unici animali ad avere un orecchio con una parte esterna, il padiglione auricolare, che serve a incanalare i suoni; hanno un cervello evoluto e alcune specie sono in grado di sudare per regolare la temperatura del corpo.

LA LISTA ROSSA PIÙ La Lista rossa dell’Unione Internazionale per la Conservazione della Natura (IUCN Red List of Threatened Species) è stata istituita nel 1964 e rappresenta la più grande raccolta dati sullo stato di conservazione delle specie animali e vegetali di tutto il globo terrestre. Grazie a questa lista possiamo, per esempio, scoprire quali specie sono a rischio di estinzione, quali sono vulnerabili e quali sono a rischio minimo.

I mammiferi sono presenti in ogni ambiente: dai ghiacci (renne, foche, orsi…) ai deserti (cammelli, coyote…), dall’acqua (balene, delfini...) all’aria (pipistrelli).

L’orso polare è una specie a rischio di estinzione.

Il mustiolo è un animale notturno e durante l’inverno va in letargo.

L’ornitorinco ha le zampe ai lati del corpo, invece che nella parte bassa come altri mammiferi, per nuotare più facilmente.

Il latte dei mammiferi è ricco di sostanze nutritive essenziali per la crescita dei cuccioli.

Attività nel quaderno  pag. 123

83

FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI Osservo, leggo, espongo

Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sui viventi ed esporre.

I REGNI DEI VIVENTI I viventi sono divisi in cinque regni a seconda delle loro caratteristiche: monere, protisti, funghi, piante e animali.

IL REGNO DELLE PIANTE Le piante sono uno dei cinque regni dei viventi.

Si dividono in semplici e complesse. Le piante semplici comprendono le alghe, i muschi e le felci. Vivono in acqua o in ambienti molto umidi e si riproducono attraverso le spore. Le piante complesse si dividono in angiosperme, se i semi sono contenuti nei frutti, e in gimnosperme, se i semi sono contenuti nelle pigne (o coni). Si riproducono grazie all’incontro del polline con l’ovulo nel fiore.

Come tutti gli esseri viventi, anche le piante respirano: assorbono ossigeno dall’aria ed emettono anidride carbonica. Le piante inoltre traspirano attraverso gli stomi per regolare la temperatura.

Le piante producono da sole il proprio nutrimento. Esse assorbono acqua e sali minerali dal terreno e li trasformano in zuccheri grazie all’energia del Sole e all’anidride carbonica. Questo processo avviene nelle foglie e prende il nome di fotosintesi clorofilliana.

IL REGNO DEGLI ANIMALI Gli animali sono classificati in vertebrati, se hanno uno scheletro interno (formato da ossa), e invertebrati, se non lo hanno. Sono vertebrati i pesci, gli anfibi, i rettili, gli uccelli e i mammiferi.

Sono invertebrati le spugne, i celenterati, i molluschi, gli echinodermi, i vermi e gli artropodi.

Gli animali carnivori si nutrono di carne, quelli erbivori si nutrono di vegetali, quelli onnivori si nutrono di animali e di vegetali.

Gli animali si riproducono in modo diverso: gli ovipari depongono le uova fecondate; gli ovovivipari partoriscono i piccoli da uova che si schiudono nel corpo della madre; i vivipari partoriscono i cuccioli già sviluppati.

84

Ripassa con me!

FACCIAMO IL PUNTO • LA MAPPA Costruisco una mappa

Ricostruisci la mappa con le parole date.

alghe • angiosperme • animali • complesse • felci • fotosintesi clorofilliana • muschi • ossigeno • protisti • respirano • riprodursi • vertebrati • molluschi • invertebrati • anfibi • vivipari • carnivori • anellidi • rettili • onnivori • mammiferi • celenterati

I viventi MONERE

protisti ...................................... ......................................

si classificano in base al modo di riprodursi ......................................

semplici

complesse ......................................

alghe ......................................

gimnosperme

muschi ......................................

angiosperme ......................................

FUNGHI

PIANTE

respirano ......................................

si nutrono

assorbono ossigeno ......................................

attraverso la fotosintesi ...................................... clorofilliana ......................................

ed emettono anidride carbonica

si classificano in

felci ......................................

MAPPA DI VERIFICA ONE PAGER • I cinque regni dei viventi • Le piante • Gli animali

animali ......................................

si nutrono

si riproducono

carnivori ...................................... invertebrati ......................................

vertebrati ......................................

poriferi

pesci

anellidi ......................................

anfibi ......................................

molluschi ......................................

rettili ......................................

ovipari

echinodermi

uccelli

ovovivipari

celenterati ......................................

mammiferi ......................................

vivipari ......................................

erbivori

onnivori ......................................

artropodi IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA PAGG. 104-105, 106, 107, 108, 109 VERIFICA PIÙ FACILE PAGG. 128-129 VERIFICA FINALE PAGG. 134-135 PROVA NON NOTA PAGG. 143, 144

85

Compito Autentico

LE PIANTE

Dedicati alla botanica!

1

Osserva i disegni che mostrano forme (F) e margini (M) di diversi tipi di foglie.

Poi completa la tabella che riassume le caratteristiche delle foglie nelle foto.

M

M

F

M

F

F

F aghiforme

F ovale

F cuoriforme

M liscio

M seghettato

M liscio

foglia

forma aghiforme

ovale

ulivo

x

ciliegio

x

pino m. ginepro

cuoriforme

liscio

seghettato

pino marittimo

ciclamino

tiglio

ciliegio

x x

x

x x

x

tiglio

ginepro

margine

x

ciclamino

ulivo

x

x x

MI VALUTO Rifletti su come hai lavorato e indica le tue risposte con una X all’interno della tabella di autovalutazione.

86

Ho lavorato.

Bene e volentieri

Bene, ma solo in alcune situazioni

Con difficoltà

Ho rispettato le indicazioni date.

Sempre

Qualche volta

Non le ho rispettate

Ho ascoltato le richieste.

Sempre con attenzione

Quasi sempre

Con scarsa attenzione

Ho partecipato al lavoro.

Cercando di svolgere tutto da solo/a

Chiedendo aiuto se in difficoltà

Con l’assistenza dell’insegnante

Sono soddisfatto/a del lavoro.

Molto

Abbastanza

Poco

Gli ecosistemi

AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL'UNITÀ

Un ecosistema è l’insieme di

Ora che conosci gli esseri viventi, scopri come interagiscono tra di loro negli ecosistemi e perché è fondamentale tutelarli.

tutti gli organismi viventi (piante, animali, batteri...) e non viventi (acqua, rocce, terra...) che si trovano in un determinato luogo. La Scienza che studia gli ecosistemi si chiama Ecologia.

VIDEO Gli ecosistemi PRESENTAZIONE Gli ecosistemi

87

Gli

ecosistemi Le ninfee rubate Questa volta andiamo con Silvana e Maizitto al Parco Faunistico.

È un tranquillo pomeriggio, quando nel laboratorio di Silvana suona il telefono all’improvviso. La scienziata risponde: è Gianna, la custode del Parco Faunistico.

– È successa una cosa stranissima! – dice Gianna. – Devi venire a vedere!

Il Parco Faunistico è un giardino che ospita tantissimi animali e piante nel loro ambiente naturale. Nel paese di Sil-

LETTURA ESPRESSIVA

vana ce n’è uno bellissimo: tra alberi e fiori di ogni tipo, è il posto dove Maizitto e la scienziata vanno per guardare come la natura cambia di stagione in stagione.

Al Parco lavora la custode Gianna che, oltre ad aprire e chiudere i cancelli ogni giorno, si occupa anche di controllare che gli animali vivano tutti in armonia e che le piante sboccino o perdano le foglie al momento giusto.

88

STORYTELLING di Valeria Razzini

È un posto molto tranquillo, che cosa può essere successo di così strano?

Silvana e Maizitto in pochi minuti sono da Gianna.

– Sono scomparse le ninfee dallo stagno!

– Sei sicura, Gianna? – chiede Silvana – Sono piante acquatiche bellissime, ma non sono preziose...

In un ecosistema ogni elemento è importante.

Nelle prossime pagine scoprirai come piante e animali sono legati tra loro.

– Sono preziose per l’ecosistema – dice la custode. – Nello stagno tutti i viventi e i non viventi sono in relazione: ora che le ninfee sono sparite, le rane non sanno più dove saltare! E chi ha strappato le radici ha anche smosso il fondale, disturbando le lumache.

Maizitto interrompe Gianna gracchiando: – ECOSISTEMA ARTIFICIALE! ECOSISTEMA ARTIFICIALE! Il pappagallo sta cercando di dire chi ha fatto sparire le ninfee. Silvana lo capisce e chiede a Gianna: – Chi hai visto in riva allo stagno negli ultimi giorni?

La custode indica tre persone...

In base a ciò che ha detto Maizitto, secondo te chi tra loro ha preso le ninfee? Indica la risposta con una X:

Il pittore D’Acrilico, che ama fare ritratti del suo acquario.

La campionessa di nuoto Rosella, che si allena sempre in mare.

Il giardiniere Ubaldo, che da anni cura la foresta del Conte De Nobili.

Capovolgi il libro e scopri la soluzione.

Il colpevole è D’Acrilico: vuole dipingere un quadro intitolato “Stagno rosa”, quindi ha portato le ninfee a casa sua per osservarle. Le ha messe nel suo acquario, che è un ecosistema artificiale. Maizitto, appollaiato alla sua finestra, ha visto tutto.

89

I BIOMI SULLA TERRA

I biomi terrestri Guarda il film d’animazione Nausicaä della valle del vento, per affrontare tematiche come gli ecosistemi e la protezione della natura.

La biosfera è quella parte della Terra in cui si verificano le condizioni indispensabili alla vita; è un “sottile” strato che comprende la troposfera e l’insieme di tutte le acque.

Un bioma è un’ampia porzione di biosfera distinta dalle altre in base al tipo di vegetazione, alla fauna e al clima. All’interno di ciascun bioma sono presenti ecosistemi più o meno vasti: una foresta, un lago, uno stagno, una città…

La classificazione più ricorrente individua dieci biomi.

La foresta pluviale equatoriale Caratterizza le regioni intorno all’Equatore. Il clima è caldo e molto umido, la temperatura è costante durante il corso dell’anno e le piogge sono abbondanti e frequenti. La vegetazione è così alta e fitta che non lascia penetrare la luce del Sole. È il bioma terrestre con la massima biodiversità: lo popolano innumerevoli specie di piante sempreverdi, uccelli, anfibi, rettili e scimmie.

La giungla È detta anche foresta pluviale tropicale. È tipica delle zone intorno ai Tropici ed è diffusa in Asia, Madagascar, America Centrale e Meridionale. Il clima è caldo, ma è caratterizzato da due stagioni ben distinte: una secca e l’altra piovosa.

Gli alberi più alti non sono molto fitti e lasciano passare la luce, lo strato inferiore della vegetazione è costituito da un intrico di rami e liane impenetrabile. È popolata da grandi mammiferi come elefanti indiani, tigri e varie specie di rettili.

La macchia mediterranea È tipica del bacino del Mediterraneo, ma è presente anche in alcune zone affacciate sull’Oceano Atlantico come il Marocco e la Penisola Iberica meridionale. È caratterizzata da inverni miti ed estati calde, ma non torride. Le piogge sono scarse o assenti nei mesi estivi e più frequenti d’inverno. Presenta una vegetazione di arbusti che crescono vicini l’uno all’altro e danno riparo a una grande varietà di animali, tra cui cinghiali, daini e istrici.

90

Gli ecosistemi

La savana Si trova in molte zone di passaggio tra la foresta tropicale e il deserto o la steppa, in Africa Centrale, Centro e Sud America, India, Indocina e Australia. Il clima è caldo con poche piogge concentrate in determinati periodi dell’anno. Qua e là crescono grandi piante, ma la vegetazione prevalente è costituita da erba e piccoli arbusti. È attraversata periodicamente da grandi mandrie di erbivori (gazzelle, giraffe…) alla ricerca di acqua e, a seguito di queste, da grandi carnivori (leoni, ghepardi…).

Il deserto caldo È presente nelle zone tra i due Tropici. Il clima è molto caldo e le piogge scarse. Il terreno è arido e può essere di pietre, ghiaioso o sabbioso. La vegetazione e la popolazione animale sono scarse. È abitato da animali di piccola taglia, soprattutto rettili, a eccezione di cammelli e dromedari.

La steppa Si può trovare in diverse zone di Asia, America e Australia. Il clima è caratterizzato da estati calde e non troppo piovose e inverni freddi e secchi. La vegetazione è composta da erbe e arbusti. Gli alberi sono quasi del tutto assenti. È il luogo ideale per bisonti, cavalli e scoiattoli.

La foresta temperata Si trova nel nord degli Stati Uniti e nel sud del Canada. Il clima presenta precipitazioni moderate e non è troppo rigido, anche se non mancano periodi invernali sotto gli 0 °C. La vegetazione è composta sia da conifere sia da alberi ad alto fusto come querce e castagni.

Gli animali che la popolano sono lupi, cervi, volpi, roditori e rapaci.

VIDEO Gli ambienti e i biomi ESPLORA L'IMMAGINE • Gli ecosistemi • I climi DOC Oceani e mari nel mondo

91

I BIOMI SULLA TERRA

La taiga È detta anche foresta di conifere ed è tipica delle zone sotto il Circolo Polare Artico. Il clima è secco e rigido, con lunghi inverni ed estati brevi, ma con tante ore di luce ogni giorno. La vegetazione è composta da foreste di conifere e ospita una serie di animali che si sono adattati alle temperature rigide, come orsi e alci.

La tundra È tipica delle regioni più vicine al Polo Nord. In queste zone il terreno rimane ghiacciato per gran parte dell’anno ed è impossibile per le piante mettere radici e svilupparsi. L’unica vegetazione presente è composta da erbe basse, muschi e licheni, che crescono nei mesi più caldi. Le specie animali sono renne, volpi e orsi polari, lepri artiche e lupi.

Le calotte polari Sono zone coperte perennemente dai ghiacci. Le piante non riescono a crescere e gli animali che ci vivono, come pinguini, orsi, foche e trichechi, traggono il loro nutrimento principalmente dal mare.

IMPARIAMO INSIEME Dividetevi in gruppi. Ogni gruppo sceglie uno dei biomi terrestri e prepara un poster con le sue principali caratteristiche climatiche. Poi fate una ricerca approfondita sulle piante e gli animali che lo popolano e ricavate delle considerazioni generali da condividere con la classe.

• Quali caratteristiche rendono animali e piante adatti al bioma in cui vivono?

• L’intervento dell’essere umano ha modificato l’ambiente?

92

Attività nel quaderno  pagg. 124-125

Gli ecosistemi

GAMIFICATION SCALA… BIOMATICA! Preparazione Il mazzo di gioco è costituito da 40 carte che rappresentano i 10 biomi, quindi ogni bioma ha 4 carte. Puoi disegnare le carte in autonomia o insieme ai tuoi compagni e compagne!

Foresta pluviale equatoriale temperature alte • precipitazioni abbondanti • foresta • scimmie Foresta pluviale tropicale temperature alte • precipitazioni medie • foresta • tigri Macchia mediterranea temperature medie • precipitazioni medie • arbusti • istrici Savana temperature alte • precipitazioni scarse • erba e arbusti • gazzelle Deserto caldo temperature molto alte • precipitazioni molto scarse • cactus • dromedari Foresta temperata temperature medie • precipitazioni medie • conifere • lupi Steppa temperature medie • precipitazioni medie • erba e arbusti • bisonti Taiga temperature basse • precipitazioni scarse • foreste di conifere • alci Tundra temperature basse • precipitazioni scarse • muschi e licheni • orsi polari Calotte polari temperature molto basse • precipitazioni scarse • no vegetazione • pinguini

Come si gioca • Partecipano 3 o 4 giocatori. Ogni giocatore riceve 7 carte.

• Il primo giocatore pesca una carta dal mazzo.

• Con le proprie carte ogni giocatore può iniziare un nuovo bioma, mettendo almeno due carte sul campo di gioco, oppure può “attaccare” le sue carte a un bioma già presente sul campo di gioco. L’ordine non è importante.

• Dopo aver posizionato le sue carte, il giocatore scarta una carta e la mette coperta sotto il mazzo di pesca.

Il turno passa al giocatore che si trova alla sua sinistra, che procede nello stesso modo.

• Per vincere, i giocatori devono esaurire tutte le carte in mano scartando l’ultima carta.

93

Educazione Civica

Sviluppo economico e S ostenibilità

Salviamo le api Perché le api sono importanti?

Senza le api molte specie di piante si estinguerebbero. Le api domestiche e quelle selvatiche garantiscono circa il 70% dell’impollinazione di tutte le specie vegetali: questo vuol dire che grazie a loro si ottiene un terzo della produzione globale di cibo.

Ogni giorno le api si posano sui fiori per succhiare il nettare e con il loro corpo raccolgono il polline che, trasportato da una pianta all’altra, ne rende possibile la fecondazione.

Crescono così i frutti, che contengono i semi, da cui nascono nuove piante, permettendo il ciclo della vita.

Utilissime, ma minacciate

LIFE SKILLS Che cosa puoi fare tu nella tua vita quotidiana per salvaguardare le api?

Scrivi almeno un’idea e poi confrontala con quella dei tuoi compagni e delle tue compagne.

VIDEO • Le api • Museo A come Ambiente di Torino DOC Proteggiamo le api VIDEOLAB Insect-o-maker

94

Purtroppo, però, le api stanno scomparendo: in molte zone della Terra la loro vita è minacciata dal cambiamento climatico che ha modificato il loro habitat, e soprattutto dall’uso dei pesticidi in agricoltura.

Per aiutare il ripopolamento delle api è perciò importante diffondere sempre più l’agricoltura biologica, che non usa concimi e antiparassitari chimici. Per far stare in salute gli sciami è molto utile anche la rotazione delle colture, cioè la coltivazione sullo stesso campo di prodotti diversi ogni anno.

Qualche anno fa, apicoltori e ambientalisti hanno quindi chiesto all’ONU di riconoscere una Giornata mondiale delle api che, dal 2017, si celebra il 20 maggio.

Alveari in città Nelle città di tutto il mondo sempre più api abitano sui tetti. Sembra strano, ma questi animali sopravvivono molto bene negli ambienti urbani. E lo smog? Per le api non è così dannoso come i pesticidi utilizzati nelle campagne.

Sviluppo economico e S ostenibilità

Educazione Civica Bombe di semi

Vorresti anche tu che i bombi, le api e tutti gli altri insetti avessero più cibo?

Con un po’ di terra, argilla e semi di fiori selvatici puoi realizzare delle bombe di semi da lanciare nei prati o piantare in vaso da porre su una finestra o un balcone.

OCCORRENTE PER 8 BOMBE 6 cucchiai di terriccio senza torba • 1 cucchiaino di semi (utilizza solo semi autoctoni: margherite, papaveri, fiordalisi, calendule o verdure come la zucca) • 4 cucchiai di argilla • acqua • 1 ciotola • 1 foglio di giornale PROCEDIMENTO 1 In una ciotola mescola la terra con i semi.

2 Aggiungi l’argilla e mescola bene con le mani.

3 Aggiungi lentamente l’acqua fino a ottenere un impasto non troppo liquido.

4 Forma con le mani palline grandi come una noce e mettile ad asciugare per 2 o 3 giorni su un foglio di giornale.

5 Metti le bombe nel terreno, non occorre siano coperte.

Puoi aggiungere un po’ d’acqua se l’aria è molto secca.

6 Controlla la crescita delle tue piantine, in poche settimane vedrai gli steli crescere.

Le bombe possono essere conservate in sacchetti di iuta e le puoi regalare ad amici e amiche.

LEGGI, GUARDA, GIOCA PIÙ Chiara Lorenzoni, Francesca Dafne Vignaga, Lupo Astolfo salva le api, Gallucci Editore Monica Colli, Rossana Colli, I doni delle api, Storiedichi edizioni Emmanuelle Tchoukriel, Inventario illustrato di insetti, L’ippocampo

LIFE SKILLS Markus Imhoof, Un mondo in pericolo, 2012 Simon J. Smith e Steve Hickner, Bee Movie, 2014 Beez, Ghenos Games Queenz, Studio Supernova Games

Le api non sono l’unico insetto utile all’ambiente.

Realizzate in gruppo un cartellone con una breve descrizione, un disegno o una fotografia degli insetti utili che conoscete.

Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 6 e 7 Agenda 2030: Obiettivi 11, 12, 13, 15

95

La catena alimentare

IMPARO CON METODO Ricostruisco

La catena alimentare In ogni ecosistema, piante e animali stabiliscono specifici

Ricostruisci sul quaderno la catena alimentare che coinvolge i seguenti elementi, collegando ogni organismo al suo consumatore.

rapporti fra di loro, determinati dalla necessità di nutrirsi:

aquila • batteri • lumaca • primula • rana • serpente

Il primo anello di ogni catena alimentare è occupato dai

una specie animale mangerà un’altra specie o una pianta, ma a sua volta sarà cibo di altre specie. Si formano, così, delle catene alimentari in cui i vari organismi si trovano in relazione come gli anelli di una catena. produttori, ossia gli organismi autotrofi. Gli anelli successivi sono occupati dai consumatori, cioè organismi eterotrofi. L’ul-

è mangiato da

timo anello di una catena alimentare è occupato da organismi decompositori, come funghi, vermi, batteri, che sono in grado di cibarsi di piante e animali morti e restituire sostanze fertilizzanti al terreno.

Ecosistema prato è mangiato da fornisce sostanze utili a

96

In ogni ecosistema sono presenti catene alimentari diverse e la maggior parte delle piante e degli animali fa parte di più di una catena: ogni organismo, cioè, non ha un solo predatore.

Quindi le diverse catene alimentari si intrecciano e si combinano tra loro formando una rete alimentare.

Gli ecosistemi

La piramide ecologica La piramide ecologica di un ecosistema è la rappresentazione schematica del rapporto numerico fra gli individui di uno stesso ecosistema. È formata da gradini: ognuno comprende un gruppo di viventi e, a ogni passaggio, il numero di indivi-

vori e alla scomparsa dell’ecosistema. Si stima che, per far rimanere un ecosistema in equilibrio ecologico, il rapporto fra un livello e quello successivo debba essere di 10 a 1.

Il terzo livello è costituito dai consumatori terziari (falco, lupo…), che sono carnivori e si cibano sia di erbivori sia di altri carnivori.

Sono definiti superpredatori.

Al secondo livello ci sono i consumatori secondari (riccio, volpe…), che sono carnivori e si cibano degli erbivori.

Il primo livello è costituito dai consumatori primari (cavalletta, chiocciola, lepre…), che sono erbivori e mangiano i produttori direttamente.

Alla base della piramide si trovano le piante, cioè i produttori.

A

C

CA

CA

DU

Questo porterebbe anche alla morte progressiva degli erbi-

Educazione Civica Sviluppo economico e sostenibilità

V

rebbe velocemente fino a scomparire.

UC

erbivori che produttori, il numero di questi ultimi diminui-

V

dui diminuisce progressivamente. Se, infatti, ci fossero più

C

Le azioni degli esseri umani hanno modificato e continuano a modificare i diversi biomi terrestri. Il riscaldamento globale, causato dalle attività umane, sta provocando gravi danni, come la desertificazione, la deforestazione e la scomparsa di specie vegetali e animali.

L’obiettivo 13 dell’Agenda 2030 prevede di adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue gravi conseguenze.

Che cosa puoi fare tu?

Riduci l’uso di plastica (cannucce, bottiglie, sacchetti…). Usa bottiglie d’acqua riutilizzabili.

Se hai giocattoli o vestiti che non usi più, donali ad altri bambini. Condividi con i tuoi genitori, insegnanti e amici gli sforzi che stai facendo per proteggere l’ambiente.

Sensibilizzali e invitali a fare la loro parte!

VIDEO Dentro e fuori: gli ecosistemi

EDUCAZIONE CIVICA  Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 5, 6 e 7

97

FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI Ripassa con me!

Osservo, leggo, espongo

Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sugli ecosistemi ed esporre.

GLI ECOSISTEMI Un ecosistema è l’insieme di tutti gli esseri viventi e non viventi di un ambiente e delle relazioni che si stabiliscono tra loro.

LA CATENA ALIMENTARE Le principali relazioni tra gli esseri viventi riguardano la necessità di nutrirsi. Tutti gli esseri viventi si inseriscono nella catena alimentare, che è formata da: produttori (organismi autotrofi), consumatori (organismi eterotrofi) e decompositori.

L’intreccio di più catene alimentari forma la rete alimentare.

LA PIRAMIDE ECOLOGICA Per mantenere l’equilibrio dell’ecosistema, i produttori (le piante) devono essere più numerosi dei consumatori primari (gli erbivori) e i consumatori primari devono essere più numerosi dei consumatori secondari (i carnivori). Questo equilibrio è descritto dalla piramide ecologica: alla base della piramide (più larga) si trovano i produttori e al vertice (più stretto) i consumatori.

98

FACCIAMO IL PUNTO • LA MAPPA

Costruisco una mappa

Ricostruisci la mappa con le parole date.

catene • produttori • superpredatori • ambiente • secondari • viventi • piramide ecologica • relazioni • reti • consumatori primari

Gli ecosistemi Sono formati dall’insieme di:

I viventi sono legati da

esseri viventi ......................................

L’equilibrio dei viventi si può rappresentare con una piramide ecologica ................................................................

catene ......................................

caratteristiche fisiche ambiente dell’............................... le loro relazioni ......................................

alimentari

alla base ci sono i produttori ......................................

che formano reti ......................................

al primo livello ci sono consumatori i ......................................

alimentari

primari ......................................

al secondo livello ci sono i consumatori secondari ......................................

al terzo livello ci sono superpredatori ......................................

MAPPA DI VERIFICA DOC Gli ecosistemi

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA VERIFICA PIÙ FACILE PAGG. 130 VERIFICA FINALE PAGG. 136-137 PROVA NON NOTA PAG. 144

PAG. 110

99

Tecnologia Ecosistema in miniatura Diorama: ricostruzione dell’ambiente con tutti i suoi elementi viventi e non viventi.

Un ecosistema è costituito da un intreccio di elementi viventi e non viventi.

Sei pronto a costruirne un modello in miniatura personalizzato?

OCCORRENTE

cartoni per costruire le pareti del diorama o scatola già pronta (per esempio una scatola da scarpe) • cartoncini colorati • forbici • ovatta • fili trasparenti e colorati • matite colorate e pennarelli • fogli bianchi • colle • materiale decorativo • immagini da ritagliare PROCEDIMENTO

Scegli l’ambiente che vuoi esplorare o che conosci meglio e prepara il tuo diorama. Usa tutti i materiali a disposizione e la tua fantasia.

ALCUNI STRATAGEMMI

• Prospettiva: animali o elementi piccoli dietro, ciò che è più grande davanti, in modo che tutto lo scenario sembri verosimile.

• Prevedi più “piani” di cartone: ciò aiuta a rendere bello e a dare profondità al diorama.

Aggiungi materiale decorativo

Piani di cartone per rendere la profondità

Scatola di cartone

Nuvole di ovatta

Usa sassi terra e rocce per un effetto realistico

Usa rametti e foglie per arricchire l’ambiente

CONCLUSIONI

L’ambiente è un sistema complesso di esseri viventi e non viventi in stretta interazione reciproca. Confronta il tuo diorama con quello dei tuoi compagni e compagne e nota differenze e somiglianze!

100

Educazione Civica

Cittadinanza Digitale

Che cos’è l’IA? Sull'intelligenza artificiale (I.A. in italiano e A.I. Artificial Intelligence in inglese) gli esseri umani stanno lavorando da oltre 60 anni, anche se questo nome ti è sempre più familiare da alcuni anni.

La parola Artificial Intelligence indica la capacità delle macchine di fare delle cose o eseguire dei compiti che, se fatti da esseri umani, richiederebbero intelligenza: come scrivere un messaggio, trovare delle informazioni nascoste, produrre musica, disegni e tanto altro.

L'IA è una macchina capace di copiare e simulare ogni aspetto dell’apprendimento e dell’intelligenza umana e, come suggerisce il suo nome, è uno strumento informatico programmato per imitare gli esseri umani.

Non è una vera "intelligenza", è artificiale: queste macchine sono programmate dagli umani e non possono pensare da sole.

SID SAFER INTERNET DAY

PIÙ

Per sensibilizzare sui pericoli della Rete, il secondo martedì di febbraio si promuove il Safer Internet Day (SID): la giornata mondiale per la sicurezza in Rete, istituita e promossa dalla Commissione Europea per far riflettere sull’uso consapevole degli strumenti tecnologici e sul ruolo attivo che possono avere utilizzandoli in modo sicuro.

Traguardi per lo sviluppo delle competenze: 10, 11 e 12

101

Educazione Civica

Cittadinanza Digitale

Le fake news Immagina di leggere questo titolo:

Scoperto che mangiare solo caramelle fa bene alla salute!

Sembra una notizia fantastica! Chi non vorrebbe mangiare solo caramelle?

Ma se ci pensi bene, sai già che mangiare troppe caramelle fa male alla salute.

Questa notizia potrebbe essere stata creata solo per attirare l'attenzione e far sì che le persone clicchino sulla notizia.

Se provi a cercare questa notizia su altre fonti affidabili, probabilmente non ne ! troverai traccia: è una Le fake news sono notizie false e spesso chi le crea lo fa per ottenere molti click online, ma a volte possono creare confusione o paura.

Come difendersi dalle fake news Quando leggi una notizia online segui questi passaggi e le fake news non ti prenderanno più nella loro ragnatela!

1. Controlla la fonte  È importante controllare chi ha pubblicato la notizia: se arriva da un sito che non conosci o che sembra strano, fai attenzione.

2. Guarda la data  È importante controllare la data per capire se l’informazione è ancora attuale.

3. Cerca su altri siti  Se leggi una notizia strana o sorprendente cerca su altri siti. Se trovi la stessa notizia su tanti siti affidabili, allora è probabile che sia vera.

4. Leggi attentamente  Se il titolo sembra troppo strano o incredibile, probabilmente la notizia non è vera!

5. Impara a usare il buon senso  Se una notizia ti sembra davvero incredibile, chiediti: “Può davvero essere così?”. A volte basta riflettere un attimo per capire che qualcosa non va.

102

Traguardo per lo sviluppo delle competenze: 10

Mi esercito in...

Scienze e Tecnologia 4

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

VERIFICHE PIÙ FACILE

I cinque regni dei viventi

104

La cellula animale e vegetale

106

La materia

126

Come si riproducono le piante

107

I viventi • 1

128

Invertebrati

108

I viventi • 2

129

Vertebrati

109

Gli ecosistemi

130

La catena alimentare

110

VERIFICHE FINALI ESERCIZI

La materia

131

Acqua

132

Aria e suolo

133

I viventi • 1

134

I viventi • 2

135

Gli ecosistemi

136

Le Scienze

111

L’acqua

112

Laboratorio STEM

113

L’aria

114

I gas

115

Il suolo

116

Gli stati della materia

117

PROVE NON NOTE

I regni dei viventi

118

Descrivi la materia

138

Le piante e la fotosintesi

119

La materia

139

I diversi tipi di piante

120

Parliamo di ambiente

140

Gli animali

121

Rimetti in ordine

141

Gli invertebrati

122

L’ambiente naturale

142

I vertebrati

123

Vita nello stagno

143

Gli ecosistemi

124

La varietà dei viventi

144

Laboratorio STEM

125

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

ALGHE

MUSCHI

FELCI

SEMPLICI

LE PIANTE

COMPLESSE I FUNGHI

GIMNOSPERME

104

ANGIOSPERME

I CINQUE REGNI DEI VIVENTI

VERTEBRATI

INVERTEBRATI

ANIMALI

I CINQUE REGNI DEI VIVENTI

PROTISTI

MONERE

105

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

CELLULA ANIMALE La membrana cellulare è lo strato più esterno della cellula.

Separa e protegge dall´esterno, ma permette anche alle sostanze nutritive di entrare e a quelle di scarto di uscire.

Il nucleo è il ˝cervello˝ della cellula: controlla tutte le funzioni e contiene il DNA, l´insieme delle informazioni che determinano le caratteristiche dell’organismo.

Il citoplasma è una sostanza gelatinosa in cui avvengono le reazioni vitali della cellula come la respirazione, l’entrata dei nutrienti, la produzione di scorie. È anche fondamentale per mantenere la forma della cellula (turgore cellulare).

Gli organuli sono le strutture che svolgono le funzioni vitali.

CELLULA VEGETALE nucleo citoplasma membrana cellulare La parete cellulare è un ulteriore rivestimento rigido di cellulosa, esterno alla membrana cellulare.

106

I cloroplasti sono organuli specifici che contengono la clorofilla, indispensabile alle piante per il processo della fotosintesi clorofilliana.

I vacuoli sono grandi riserve d´acqua all´interno della cellula.

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

ALGA

MUSCHIO

FELCE

Non ha radici, foglie e fusto.

Fusto, fogli sono poco sviluppati.

Non ha radici.

Non ha radici, foglie, fiori e fusto.

Il corpo è chiamato tallo.

Riproduzione vegetativa.

Per mezzo di spore PIANTE SEMPLICI

COME SI RIPRODUCONO LE PIANTE PIANTE COMPLESSE Per mezzo dei semi

GIMNOSPERME

ANGIOSPERME

Hanno semi senza frutto.

Il seme si forma nel frutto.

107

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

PRORIFERI Vivono in colonie sulle rocce o sui fondali.

CELENTERATI Corpo molle con tentacoli.

VERMI Corpo allungato e molle.

SENZA ZAMPE

INVERTEBRATI MOLLUSCHI Corpo protetto da una corazza o conghiglia.

108

ECHINODERMI Corpo coperto da spine o aculei.

ARTROPODI con esoscheletro

CROSTACEI

ARACNIDI

INSETTI

MIRIAPODI

10 zampe e 4 antenne.

8 zampe e il corpo diviso in due parti.

6 zampe e il corpo diviso in 3 parti.

Tantissime zampe.

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

VERTEBRATI ENDOTERMI

ECTOTERMI

MAMMIFERI

PESCI

• respirazione: branchie;

• respirazione: branchie;

• riproduzione sessuata, in genere sono ovipari.

• riproduzione sessuata, in genere sono ovipari.

UCCELLI

RETTILI

• respirazione: polmoni; • riproduzione sessuata; sono ovipari.

• respirazione: polmoni; • riproduzione sessuata; sono ovipari.

ANFIBI • respirazione: polmoni e branchie; • riproduzione sessuata, in genere sono ovipari.

109

IL MIO ATLANTE • RIPASSA CON GEA

PRODUTTORI Sono organismi autotrofi, vegetali che producono da soli il loro nutrimento.

DECOMPOSITORI Sono organismi eterotrofi, che si nutrono di piante e animali morti e restituiscono nutrienti al terreno.

CONSUMATORI DI PRIMO LIVELLO

LA CATENA ALIMENTARE

Sono organismi eterotrofi, che si nutrono dei PRODUTTORI, sono erbivori.

CONSUMATORI DI TERZO LIVELLO Sono organismi eterotrofi, che si nutrono dei CONSUMATORI DI PRIMO LIVELLO e DI SECONDO LIVELLO. Sono chiamati SUPERPREDATORI.

110

CONSUMATORI DI SECONDO LIVELLO Sono organismi eterotrofi, che si nutrono dei CONSUMATORI DI PRIMO LIVELLO, sono carnivori.

SCOPRO LE SCIENZE CON GEA

Le Scienze 1

Vai alle pagg. 4-5

Scrivi sotto ogni fotografia la Scienza studiata dallo scienziato o dalla scienziata rappresentata.

Zoologia ..............................................

2

Completa il diagramma di flusso del metodo scientifico sperimentale con le parole seguenti. osservazione • domande • ipotesi • ricerca di informazioni • esperimenti • legge

INIZIO

Chimica ..............................................

OSSERVAZIONE 1. ..............................................................

DOMANDE 2. ..............................................................

Astronomia ..............................................

IPOTESI 3. ..............................................................

RICERCA 4. ..............................................................

DI INFORMAZIONI ..............................................................

Botanica ..............................................

NO

ESPERIMENTI 5. ..............................................................

L’ipotesi è verificata?

SÌ Geologia ..............................................

LEGGE .................................................................

Fisica ..............................................

111

LA MATERIA Vai alle pagg. 14-16

L’acqua 1

Segna con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

• L’acqua è insapore, inodore e incolore.

• L’acqua è l’unica sostanza che in natura si trova in tutti e tre gli stati.

• Il nostro corpo è composto solo in minima parte da acqua.

• La quantità di acqua dolce nell’idrosfera è maggiore di quella salata.

• La tensione superficiale dell’acqua è dovuta alla forza di coesione delle sue molecole.

• La capillarità consente all’acqua di risalire all’interno di tubicini sottili.

2

Scrivi i numeri nei

per completare il ciclo dell’acqua.

1 neve

4 nubi

2 vapore acqueo

5 pioggia

3 falda acquifera

6 ghiacciaio

x V

F

x V

F

V V

xF xF

x V

F

x V

F

1

4 6

2 5

3 3

Utilizza le parole dell’esercizio precedente per scrivere un breve testo sul ciclo dell’acqua. L’esercizio è avviato, continua tu sul quaderno.

Il vapore acqueo prodotto dall’acqua dei mari, dei fiumi, dei laghi e dalle piante sale verso il cielo, poi...

112

Obiettivi di apprendimento Conoscere le caratteristiche dell’acqua e ricostruire il ciclo dell’acqua a partire da un’immagine.

STEM

Laboratorio

La tensione superficiale La tensione superficiale è una delle caratteristiche principali dell’acqua, con questo esperimento ne avrai la prova.

OCCORRENTE

cartoncino • una ciotola • acqua • un bastoncino cotonato • sapone per piatti PROCEDIMENTO

1 Ritaglia un pesciolino da un cartoncino.

2 Riempi una ciotola con dell’acqua e posiziona il tuo pesciolino sulla superficie dell’acqua.

3 Imbevi nel sapone per piatti un bastoncino cotonato.

Acqua

Sapone per piatti

Bastoncino cotonato

4 Immergi la parte imbevuta del bastoncino dietro la coda del pesciolino e osserva: il pesciolino nuota via!

Bastoncino cotonato imbevuto di sapone Pesciolino di cartoncino

CONCLUSIONI Come il nostro pesciolino, anche alcuni insetti (per esempio l’idrometra) riescono a camminare sull’acqua di stagni, paludi e laghetti.

Se si osserva la superficie dell’acqua nel punto dove sono poggiate le zampette, si vede che è leggermente incurvata in basso, come un telo teso quando vi si appoggia sopra un oggetto: è la tensione superficiale.

Acqua

113

LA MATERIA Vai alle pagg. 23-25

L’aria 1

Completa le frasi con le seguenti parole. azoto • materia • gas • peso • atmosfera • ossigeno • atmosferica materia perché ha una massa e occupa uno spazio.

• L’aria è ..................................................................................... gas • L’aria è una miscela di ..................................................................................... diversi. azoto • Il gas più abbondante nell’aria è l’ ..................................................................................... . ossigeno • L’..................................................................................... presente nell’aria permette agli esseri viventi di respirare. atmosfera • La Terra è circondata da una grande massa d’aria chiamata ..................................................................................... . peso • L’aria ha un ..................................................................................... ed esercita una pressione atmosferica chiamata pressione ..................................................................................... .

2

Segna con una X quale strumento si utilizza per misurare la pressione atmosferica. termometro

3

x barometro

bilancia

Scrivi nelle etichette i nomi delle fasce in cui è divisa l’atmosfera.

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

Troposfera: contiene la maggioranza dei gas presenti nell’atmosfera.

termosfera ...................................................

Mesosfera: fascia con temperature molto basse, nella quale si formano le meteore.

esosfera

mesosfera

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

stratosfera

Esosfera: strato che confina con lo Spazio.

Termosfera: qui la presenza dei gas diminuisce e hanno luogo le aurore boreali.

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

troposfera

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

114

Stratosfera: contiene l’ozono, un gas che filtra buona parte dei raggi ultravioletti provenienti dal Sole.

Obiettivi di apprendimento Conoscere le caratteristiche dell’aria e l’atmosfera.

Mettere in relazione testo e immagine.

LA MATERIA

I gas 1

Leggi attentamente il brano e scegli l’alternativa corretta per completare le affermazioni.

Diversamente dai solidi e dai liquidi, i gas non possono essere visti o toccati anche se, come l’ammoniaca, hanno un odore molto forte. Eppure anche i gas sono fatti di molecole e atomi, ma le molecole dei gas sono molto lontane le une dalle altre e si disperdono ad alta velocità in tutte le direzioni.

Se i gas sono sufficientemente raffreddati, le molecole rallentano e il gas si condensa, diventando liquido, proprio come il vapore da una pentola che bolle si condensa in gocce d’acqua sulle superfici fredde.

La maggior parte dei gas, tuttavia, condensa solo a temperature veramente molto basse.

L’ossigeno, ad esempio, condensa a -183 °C. Nemmeno col più potente microscopio è possibile vedere le molecole in un gas. Però noi sappiamo che esistono da come si comportano i gas. Un buon esempio è la facilità con cui i gas si miscelano. Quando nell’angolo di una stanza viene aperta una boccetta di profumo, questo presto si percepisce in tutta la stanza.

Ciò si spiega con il fatto che sia il profumo sia l’aria presente nella stanza sono costituiti di molecole e che queste si spostano rapidamente: quindi noi possiamo percepire il profumo perché alcune di esse raggiungono il nostro naso grazie al fenomeno della “diffusione”.

J. Hann, I perché della scienza, Editoriale Giorgio Mondadori

• I gas… possono essere visti e toccati. possono essere visti ma non toccati.

X non possono essere visti e toccati. possono essere solo toccati.

• Le molecole dei gas…

X sono distanti le une dalle altre e si muovono ad alta velocità. sono estremamente unite tra di loro. sono abbastanza vicine e non si spostano. si muovono lentamente nello spazio e per questo non le vediamo.

• La maggior parte dei gas… non condensa mai. condensa ad alte temperature. condensa solo all’interno di una pentola.

X condensa a bassissime temperature.

• La condensazione dei gas avviene perché con il raffreddamento… le molecole diventano visibili.

X le molecole rallentano. le molecole acquistano velocità. le molecole si miscelano.

• La facilità con cui i gas si miscelano dimostra che… sono composti di molecole che si muovono se si condensano. sono composti di molecole sensibili al calore. sono materiali organici.

X sono composti di molecole che si muovono rapidamente nello spazio.

115

LA MATERIA Vai alle pagg. 32-34, 36

Il suolo 1

Completa la mappa con le seguenti parole. fango • organica • pezzi • superficie terrestre • vivo Il suolo

è lo strato di terreno che ricopre la superficie ................................................... terrestre

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

2

ha una componente organica ......................................................

ha una componente inorganica

costituita da tutto ciò che è stato vivo ...................................................

costituita da piccoli pezzi ................................................ di roccia, da sabbia e da ................................ fango

Segna con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

• Il suolo è lo strato più profondo della superficie terrestre.

• La sabbia è un esempio di materia organica che costituisce il suolo.

• Il terreno misto è molto fertile e adatto per coltivare.

• Il suolo è composto da diversi strati sovrapposti.

• Nella zona intermedia arrivano solo le radici degli alberi più robusti.

• Il sottosuolo è uno strato sottile e ricco di materia organica.

3

116

V

xF xF

x V

F

x V

F

x V

F

V

xF

V

Ricomponi le frasi spezzate per ricostruire le informazioni sul suolo.

Il suolo è lo strato di terreno che…

piccoli pezzi di roccia, sabbia e ghiaia.

Le foglie cadute, i resti e gli escrementi degli animali…

ricopre la superficie terrestre.

La componente inorganica è formata da…

derivate dalla decomposizione di animali e vegetali.

I terreni formati soprattutto da sabbia e ghiaia…

sono impermeabili e molto fertili.

I terreni argillosi e ricchi di humus…

costituiscono la componente organica.

L’humus è un miscuglio di sostanze organiche…

sono permeabili e poco fertili.

Obiettivi di apprendimento Conoscere la composizione e le caratteristiche del suolo.

Completare una mappa.

LA MATERIA Vai a pag. 39

Gli stati della materia 1

Collega ogni elemento allo stato in cui si trova.

stato solido

2

stato liquido

stato gassoso

Indica con una X se le affermazioni si riferiscono ai solidi, ai liquidi oppure ai gas.

Puoi mettere più di una X per ogni affermazione.

Solidi

Liquidi

x

Occupano tutto lo spazio che hanno a disposizione. x

Hanno una forma propria.

x

Assumono la forma del recipiente che li contiene.

x x

Le molecole non hanno legami e sono libere di muoversi. x

Le molecole sono tenute vicine da legami forti.

3

Gas

Segna con una X il completamento giusto di ogni frase.

• Quando la materia è allo stato solido le molecole si spostano in continuazione. x sono legate da una forza intensa e non si spostano liberamente. non sono legate tra di loro.

• Quando la materia è allo stato liquido i corpi hanno una forma propria. x prendono la forma del recipiente che li contiene. sono sempre soggetti all’evaporazione.

• Quando la materia è allo stato gassoso x occupa sempre tutto lo spazio a disposizione. presenta molecole ben legate tra di loro. tende a restare concentrata in un solo punto.

• Quando l’acqua si trova allo stato gassoso prende il nome di ghiaccio. x vapore acqueo. evaporazione.

Obiettivi di apprendimento Conoscere come si presentano la materia e le molecole.

Mettere in relazione testo e immagini.

117

I VIVENTI Vai alle pagg. 52-53

I regni dei viventi 1

Completa il testo con le seguenti parole. cellule vegetali • molte cellule • cellula • unicellulari cellula La parte più piccola di ogni essere vivente si chiama ...................................................................................... . cellule vegetali Ci sono cellule animali e ...................................................................................... . unicellulari Gli esseri viventi costituiti da una sola cellula vengono definiti organismi ................................................................................ . molte cellule Gli organismi pluricellulari sono costituiti da .......................................................................................

2

3

118

Collega ogni regno alla definizione e all’immagine corrispondenti.

Monere

Comprende organismi unicellulari un po’ più complessi come i protozoi e il fitoplancton.

Protisti

Vi appartengono organismi unicellulari semplici, come per esempio i batteri.

Funghi

Ne fanno parte organismi pluricellulari che, grazie alla fotosintesi, producono da soli il proprio nutrimento.

Piante

È composto da organismi pluricellulari che si nutrono di altri organismi.

Animali

Comprende organismi che assorbono le sostanze da altri organismi; possono essere sia unicellulari sia pluricellulari.

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

• I batteri sono organismi pluricellulari.

V

xF

• Alcuni batteri sono utili, altri possono causare gravi malattie.

• Alcuni funghi decompongono altri organismi.

• Il gambo dei funghi produce le spore.

V x

F

V x

F

V

xF

Obiettivi di apprendimento Conoscere la cellula vegetale e animale e i cinque regni dei viventi. Mettere in relazione testi e immagini.

I VIVENTI Vai alle pagg. 55-56

Le piante e la fotosintesi 1

Segna con una X il completamento corretto.

• Le piante sanno produrre da sole il nutrimento di cui necessitano e perciò sono chiamate x organismi autotrofi. organismi autosufficienti.

2

Scrivi al posto giusto gli elementi coinvolti nella fotosintesi. Fai attenzione: i termini possono essere usati più di una volta. anidride carbonica • linfa elaborata • linfa grezza • ossigeno ossigeno

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

anidride carbonica

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

• Le piante producono il loro nutrimento attraverso x la fotosintesi clorofilliana.

luce (energia)

la riproduzione.

• Nelle piante gli scambi di gas avvengono attraverso le radici che affondano nel terreno. x gli stomi, cioè piccoli fori che si trovano nelle foglie.

linfa grezza

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

• Con la fotosintesi, le piante consumano ossigeno e producono anidride carbonica. x consumano anidride carbonica e producono ossigeno.

• La traspirazione permette alle piante di x eliminare l’acqua assorbita in eccesso. far entrare l’aria nelle foglie.

3

linfa elaborata

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

anidride carbonica ................................................... ossigeno

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

Collega i riquadri per completare le definizioni.

La clorofilla

è l’acqua assorbita dal terreno, ricca di sali minerali.

La linfa elaborata

è una sostanza verde che si trova nelle foglie, capace di catturare la luce.

La linfa grezza

è un liquido ricco di zuccheri che nutre tutte le cellule della pianta.

Obiettivi di apprendimento Conoscere le caratteristiche delle piante e come avviene la fotosintesi clorofilliana. Mettere in relazione testo e immagine.

119

I VIVENTI

I diversi tipi di piante 1

Vai alle pagg. 63-65

Collega le piante raffigurate al gruppo cui appartengono.

angiosperme

muschi

felci

gimnosperme

alghe

2

Per classificare le angiosperme spesso si osservano le foglie: se sono formate da una o più foglioline, qual è la loro forma e com’è il bordo, detto margine.

Leggi le descrizioni e collegale alle rispettive foglie. quercia: foglia unica, lobata (ondulata) con il margine liscio.

120

salice: foglia unica, lanceolata (allungata e sottile), margine seghettato.

acero campestre: foglia unica, grande, palmata (simile a una mano aperta), margine liscio.

ippocastano: foglia composta, palmata, margine seghettato.

I VIVENTI

Gli animali 1

Vai alle pagg. 68-72

Collega gli animali al loro gruppo di appartenenza: fai attenzione al tipo di dentatura.

erbivori

2

carnivori

onnivori

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• Gli insetti respirano attraverso le branchie / gli stigma.

• Le branchie sono lamelle ai lati della testa / coda.

• Le branchie trattengono l’ossigeno contenuto nell’aria / acqua.

• Naso, bocca e polmoni servono alla respirazione di molti animali acquatici / terrestri.

• Nei polmoni l’aria cede ossigeno / anidride carbonica al sangue, che lo trasporta nell’organismo.

3

Inserisci le seguenti parole per completare le frasi sulla riproduzione degli animali. corpo • parto • schiusa • sviluppo • uovo uovo che si sviluppa fino • Negli ovipari l’embrione cresce all’interno di un ........................................................ schiusa alla .......................................................... . corpo parto .

• Nei vivipari l’embrione si sviluppa nel ..................................................... della madre fino al .................................................... sviluppo • Negli ovovivipari l’uovo resta nel corpo della madre fino al completo ......................................... dell’embrione.

121

I VIVENTI Vai alle pagg. 74-77

Gli invertebrati 1

Scrivi in ogni riquadro il nome degli invertebrati descritti. artropodi • celenterati • echinodermi • molluschi • spugne • vermi

2

122

Hanno un corpo allungato e si muovono strisciando. Possono vivere nell’acqua, sulla terraferma o all’interno di altri organismi. vermi .....................................................................................................................

Sono soprattutto animali acquatici, ma ci sono anche specie terrestri. Spesso sono protetti da una conchiglia. molluschi .....................................................................................................

Sono animali acquatici. Alcune specie vivono vicino alle coste rocciose, altre si spostano nel mare. Sono dotati di tentacoli. celenterati .....................................................................................................................

Formano il gruppo più numeroso tra le specie animali. Hanno il corpo rivestito da un esoscheletro. artropodi .....................................................................................................

Hanno il corpo molle con tanti piccoli pori.

Vivono sugli scogli o sul fondale del mare. spugne .....................................................................................................................

Sono animali marini con il corpo rivestito da spine o aculei. echinodermi .....................................................................................................

Riordina le fasi del ciclo vitale di una farfalla con i numeri da 1 a 4: dalla nascita alla metamorfosi.

4

2

3

1

Obiettivi di apprendimento Conoscere la classificazione e le caratteristiche degli invertebrati.

Ricostruire le fasi della metamorfosi a partire da immagini.

I VIVENTI Vai alle pagg. 78-83

I vertebrati 1

2

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

Anfibi

Uccelli

• Vivono un periodo di vita nell’acqua e uno sulla terraferma.

• Sono animali ectotermi.

• Con la metamorfosi si trasformano da animali terrestri in acquatici.

• Dopo la metamorfosi, respirano attraverso la pelle e i polmoni.

• Sono animali endotermi.

• Respirano per mezzo di aperture collocate sotto le ali.

• Sono animali ovovivipari.

• Hanno le ossa dense e resistenti.

• Hanno delle piume che servono a mantenere il corpo caldo.

x V

F

x V

F

V

xF

x V

F

x V

F

V V

xF xF

V

xF

x V

F

Completa il testo con le seguenti parole. acqua • branchie • coda • cervello • ovipari • pinne • polmoni • squalo • squame • vivipari branchie pinne , si muovono grazie alle ...........................................................

• I pesci respirano attraverso le ........................................................... coda ovipari e alla ........................................................... . Per la maggior parte sono ........................................................... anche se alcune specie, squalo come lo ........................................................... , sono ovovivipare. squame acqua • I rettili hanno il corpo ricoperto da ........................................................... che impediscono all’ ........................................................... contenuta nel corpo di evaporare. polmoni cervello • I mammiferi respirano attraverso i ........................................................... , hanno un ........................................................... vivipari particolarmente sviluppato e sono per la maggior parte ........................................................... .

3

Ripensa alle caratteristiche dei diversi gruppi di animali, poi scrivi i loro nomi al posto giusto per completare la linea evolutiva dei vertebrati. anfibi • mammiferi • pesci • rettili • uccelli pesci

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

circa 630 milioni di anni fa compaiono i primi animali

circa 500 milioni di anni fa compaiono i primi scheletri interni

anfibi

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

circa 350 milioni di anni fa i primi animali si spingono sulle terre emerse

rettili

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

mammiferi

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

circa 300 milioni di anni fa alcuni animali iniziano a vivere fuori dall’acqua

uccelli

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

circa 220 milioni di anni fa compaiono i primi animali endotermi

circa 150 milioni di anni fa compaiono ali ricoperte da piume

Obiettivi di apprendimento Conoscere le caratteristiche dei vertebrati.

Leggere e completare una linea evolutiva.

123

GLI ECOSISTEMI Vai alle pagg. 96-97

Gli ecosistemi 1

Osserva gli elementi dell’ecosistema lago visibili nell’illustrazione e sottolineali nel testo.

L’ecosistema lago è un esempio di ecosistema naturale. Non comprende solo l’acqua, ma anche i microrganismi in sospensione, le ninfee che hanno le radici nel fondo, i canneti che crescono sulle rive, i pesci che mangiano il plancton, gli aironi che si nutrono dei pesci e le anatre che si cibano di insetti e piante acquatiche.

2

3

Segna con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).

• Ogni organismo non vive isolato, ma ha rapporti con gli altri viventi e con l’ambiente.

V x

F

• Gli ecosistemi sono ambienti con determinate caratteristiche in cui vivono esseri viventi che interagiscono tra di loro.

V x

F

• Nel mondo esistono diversi tipi di ecosistemi che hanno temperatura, quantità di acqua, irraggiamento solare e tipo di suolo differenti.

V x

F

• Una catena alimentare è composta solo da vegetali.

V

Fx

• Vegetali e decompositori sono sempre presenti in una catena alimentare.

V x

F

• Nelle catene alimentari gli erbivori e i carnivori sono i decompositori.

V

Fx

• I consumatori demoliscono i rifiuti e i resti dei vari organismi morti.

V

Fx

Segna con una X il completamento corretto.

• Una piramide ecologica è formata da tanti gruppi di animali della stessa specie. x più gradini, ognuno dei quali comprende un gruppo di viventi.

• Alla base della piramide ecologica troviamo i consumatori.

x i produttori, cioè i vegetali.

• Immediatamente sopra i produttori si trovano x i consumatori erbivori.

124

i consumatori carnivori.

Obiettivi di apprendimento Conoscere le relazioni tra gli organismi e tra questi e il loro ambiente. Conoscere la piramide ecologica. Mettere in relazione testo e immagine.

STEM

Laboratorio

Ecosistema in classe L’osservazione di un ecosistema non richiede sempre una spedizione sul campo, ma è possibile anche farla dal proprio banco costruendo un ecosistema in classe.

OCCORRENTE

un contenitore o una caraffa trasparente • ghiaia o sabbia per il fondo • campione d’acqua prelevato in natura con alghe e piante acquatiche • retina protettiva per l’imboccatura • elastico per fissare la retina PROCEDIMENTO

1 Riempi il tuo contenitore con uno strato di

2 Chiudi l’imboccatura

almeno due dita di ghiaia o sabbia e poi versa delicatamente l’acqua, con gli organismi animali e vegetali che contiene.

del tuo ecosistema in bottiglia con la retina e bloccala con un elastico.

Retina

Blocca con un elastico

Organismi animali e vegetali

Acqua prelevata in natura Sabbia

3 Esponi il tuo contenitore in un luogo luminoso, non troppo caldo, e veglia affinché il livello dell’acqua resti costante (puoi, ogni tanto, rabboccarla con acqua del rubinetto).

CONCLUSIONI

Con un pò’ di fortuna e tanta cura il tuo ecosistema presto troverà un equilibrio e si popolerà di molte forme di vita, animali e vegetali anche microscopiche. Se ne hai l’occasione preleva dei campioni di acqua (bastano poche gocce) e osservali al microscopio per scoprire il micromondo che abita l’ecosistema!

Esponi alla luce

Controlla che il livello dell’acqua rimanga costante

125

VERIFICA PIÙ FACILE

La materia 1

Completa le frasi con le seguenti parole. molecole • peso • soluzione • sospensione • sostanze • spazio spazio peso e ha un .......................................... .

• La materia è tutto ciò che occupa uno .......................................... sostanze sono i diversi modi in cui la materia si presenta.

• Le .......................................... molecole .

• Le sostanze sono composte da piccolissime particelle chiamate ..........................................

• Quando le molecole di due sostanze si mescolano perfettamente, come il sale soluzione . nell’acqua, si ha una ..........................................

• Quando le molecole di due sostanze non si mescolano tra loro, come il cacao . in polvere nell’acqua, si ottiene una .......................................... sospensione

2

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• L’acqua è superflua / indispensabile per la vita di ogni essere vivente.

• L’acqua presente sul nostro pianeta può essere acqua dolce o acqua aspra / salata.

• L’acqua potabile deve essere insapore / salata.

• L’acqua potabile non deve contenere sostanze velenose e nocive / sali minerali.

• L’acqua potabile è presente in tutti i luoghi della Terra / è assente in molti Paesi.

3

4

Per ogni coppia di immagini, scrivi il nome del processo che si verifica tra uno stato e l’altro.

Fusione ........................................

Evaporazione ........................................

Condensazione ........................................

Solidificazione ........................................

Inserisci nel seguente schema le parole mancanti.

Se il calore passa

126

rapidamente attraverso un materiale

il materiale è un buon conduttore ............................................

lentamente attraverso un materiale

isolante il materiale è un ........................................

Attiva gli esercizi su HUB Kids

VERIFICA PIÙ FACILE 5

Cerchia il completamento giusto.

• L’aria è formata da diversi gas / ossigeno e idrogeno.

• L’aria che circonda la Terra forma un “guscio” chiamato ossigeno / atmosfera.

• Il gas che protegge dalle radiazioni dannose del Sole è l’ozono / idrogeno.

• L’atmosfera preme sul Pianeta con una forza chiamata vento / pressione atmosferica.

6

7

Segna con una X il completamento corretto.

• La temperatura può essere definita come… una parte consistente del calore.

X il livello di calore di un corpo. la durata del calore in un corpo surriscaldato.

• Il calore si trasmette da un corpo all’altro…

X passando sempre dal corpo più freddo a quello più caldo.

• L’unità di misura della temperatura è... il decibel.

X il grado centigrado. il watt.

•

passando sempre dal corpo più caldo a quello più freddo.

•

in maniera imprevedibile.

Segna con una X il completamento giusto.

• Il suolo è lo strato… più interno della Terra.

formato da rocce.

x più esterno della Terra.

• Il suolo è composto da… sabbia e pesci.

x particelle solide.

piante e acqua.

• La parte organica del suolo è costituita da... x lettiera e humus.

8

ghiaia e argilla.

rocce.

Completa gli elenchi con le parole giuste. vapore • succo di frutta • sasso • aranciata • carta sasso, carta • stato solido: matita, terra, .................................................................................................................................................................... succo di frutta, aranciata • stato liquido: latte, acqua, .................................................................................................................................................................... vapore • stato gassoso: anidride carbonica, metano, ........................................................................................................................

127

VERIFICA PIÙ FACILE

I viventi • 1 1

Completa il testo aiutandoti con i nomi scritti sulle illustrazioni. cellule è la parte più piccola che compone ogni essere vivente.

• La .......................................... nucleo , dalla ..........................................

• La cellula animale è composta dal .......................................... citoplasma cellulare, dal .......................................... e dagli organuli.

• La cellula vegetale ha in più la .......................................... cellulare, i .......................................... vacuoli . e i ..........................................

Cellula animale

membrana cellulare

Cellula vegetale

nucleo cloroplasti

vacuoli organuli citoplasma

2

parete cellulare

Segna con una X il completamento corretto.

• Gli esseri viventi si distinguono dai non viventi perché X compiono un ciclo vitale. si muovono.

• Gli esseri viventi si dividono in X cinque regni. due regni.

• I regni dei viventi sono X regno delle monere, regno dei protisti, regno dei funghi, regno delle piante, regno degli animali. regno delle monere, regno dei protisti, regno dei minerali, regno degli animali, regno dei fiori.

128

Attiva gli esercizi su HUB Kids

VERIFICA PIÙ FACILE

I viventi • 2 1

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• Le funzioni / attività vitali di piante e animali sono la respirazione, la nutrizione e la riproduzione.

• Nelle piante la respirazione avviene attraverso gli steli / stomi delle foglie.

• Negli animali la respirazione avviene attraverso organi / polmoni differenti.

• Le piante producono da sole il proprio nutrimento attraverso la fotografia / fotosintesi clorofilliana.

• Le piante sanno produrre da sole il nutrimento di cui necessitano e perciò sono chiamate organismi autotrofi / autosufficienti.

2

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

• I batteri sono i primi esseri viventi apparsi sulla Terra.

V X

F

• Del regno dei funghi fanno parte anche lieviti e muffe.

V X

F

• Le ife assorbono sostanze nutritive dall’aria.

V

F X

• Nelle piante la fecondazione avviene grazie al fiore.

V X

F

• Quando il polline di una pianta arriva sul pistillo di una pianta dello stesso tipo avviene l’impollinazione.

V X

F

V X

F

• Ci sono piante con semi nudi (gimnosperme) e altre con semi rivestiti (angiosperme).

3

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• Gli animali (erbivori, carnivori e onnivori) si nutrono mangiando altri organismi / animali.

• Gli animali possono essere erbivori, carnivori e autosufficienti / onnivori.

• Gli erbivori mangiano solo vegetali e hanno denti aguzzi / poco appuntiti.

• I carnivori si nutrono solo di carne / di carne e vegetali.

• L’embrione degli animali ovipari / vivipari cresce in un uovo.

• Negli animali ovipari / ovovivipari l’uovo resta nel corpo della madre fino al completo sviluppo del corpo / dell’embrione.

• I vertebrati / Gli invertebrati hanno lo scheletro interno.

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129

VERIFICA PIÙ FACILE

Gli ecosistemi 1

Collega ogni termine alla definizione corretta.

Mostra che cosa mangiano gli organismi di un ecosistema e da che cosa sono mangiati. ecosistema

È la rappresentazione di un ecosistema: alla base si trovano i produttori, nei gradini superiori ci sono i consumatori.

catena alimentare rete alimentare

È un ambiente in cui tutti gli elementi (viventi, acqua, temperatura, Sole, suolo) sono legati tra loro.

piramide ecologica

È formata da molte catene alimentari.

2

Completa la descrizione della catena alimentare con le seguenti parole. consumatori terziari • decompositori • consumatori primari • produttori • consumatori secondari produttori perché sono capaci di produrre da sole • Le piante sono organismi ………………………………… il proprio nutrimento.

• Gli animali sono consumatori perché mangiano altri esseri viventi. Gli erbivori, consumatori primari . che si nutrono di vegetali, sono …...............……………………………… consumatori secondari .

• I carnivori che mangiano gli animali erbivori sono ………………………………........................… consumatori terziari sono animali che si nutrono di altri carnivori.

• I …………………................……………… decompositori come funghi, muffe, batteri e vermi, trasformano i resti degli • I ………………………………… animali e dei vegetali in sostanze utilizzate dai vegetali per nutrirsi.

3

Nel seguente elenco colora di verde i produttori, di rosso i consumatori e di blu i decompositori. erba P alghe

130

volpe P

fungo

C

topo

C

D

lombrico D

rana

C falco

C Attiva gli esercizi su HUB Kids

VERIFICA FINALE

La materia 1

Completa le frasi. spazio peso e ha un .......................................... .

• La materia è tutto ciò che occupa uno .......................................... sostanze • Le .......................................... sono i diversi modi in cui la materia si presenta. molecole • Le sostanze sono composte da piccolissime particelle chiamate .......................................... .

• Quando le molecole di due sostanze si mescolano perfettamente, come il sale nell’acqua, soluzione si ha una .......................................... .

• Quando le molecole di due sostanze non si mescolano tra loro, come il cacao in polvere sospensione . nell’acqua, si ottiene una ..........................................

2

Completa la mappa con le seguenti parole. acqua • condensazione • gassoso • legami • liquido • molecole • solido • vapore acqueo I PASSAGGI DI STATO fusione se riscaldiamo il ghiaccio i legami tra molecole le ......................................... diventano meno forti e dallo stato solido possa a quello liquido ............................................

3

evaporazione

se si scalda acqua l'......................................... dallo stato liquido si passa a quello gassoso ............................................

condensazione

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

se facciamo raffreddare il vapore acqueo ............................................ dallo stato gassoso si passa a quello liquido.

evaporazione se raffreddiamo sempre di più l'acqua legami i .................................. tra le molecole diventano forti e dallo stato liquido si passa a quello solido .........................................

Sottolinea le parole corrette per completare le frasi.

• Noi percepiamo le sensazioni di caldo e di freddo attraverso il senso della vista / del tatto.

• I nostri sensi però non ci permettono di misurare con precisione il livello di calore di un corpo, cioè la sua temperatura / tatticità.

• Per fare questo si ricorre a uno strumento scientifico: il barometro / termometro.

• L’unità di misura della temperatura è il grado centigrado e il suo simbolo è °C / G C. • Il calore si trasmette sempre dal corpo più caldo a quello più bollente / freddo.

• La trasmissione del calore avviene più facilmente attraverso alcuni materiali come i metalli che sono detti buoni calorosi / conduttori.

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131

VERIFICA FINALE

Acqua 1

Scrivi a quale cambiamento di stato corrisponde ogni affermazione. solidificazione • È il passaggio dallo stato liquido a quello solido. ....................................................................................................................... evaporazione • È il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso. .................................................................................................................. fusione • È il passaggio dallo stato solido a quello liquido. .......................................................................................................................

• È il passaggio dallo stato gassoso a quello liquido.

2

condensazione

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

Completa i testi con le parole mancanti scegliendole fra le seguenti. bevuta • bordi • capillarità • incolore • insapore • microrganismi • molecole • pellicola • sali minerali • superficiale bevuta • L’acqua è potabile quando può essere ............................................ dagli esseri umani. incolore insapore , inodore, ............................................ , non In questo caso ha le seguenti caratteristiche: è ............................................ sali minerali . deve contenere ............................................ microrganismi e sostanze velenose; contiene invece pochi ............................................ capillarità . superficiale e la ............................................

• Due note proprietà dell’acqua sono la tensione ............................................ molecole Entrambe sono una conseguenza della tendenza delle ............................................ dell’acqua, specialmente pellicola quelle più esterne, a stringersi l’una all’altra. Nel primo caso si forma una ............................................ bordi in superficie; nel secondo caso si può notare, per esempio, l’acqua risalire lungo i ............................................

di un bicchiere che la contiene.

3

Segna con una X il completamento corretto di ogni frase.

• Quando l’acqua è allo stato solido le molecole: si spostano in continuazione.

X sono legate da una forza intensa e non si spostano liberamente.

• Quando l’acqua è allo stato liquido i corpi: hanno una forma propria.

4

X prendono la forma del recipiente che li contiene.

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• La tensione sotterranea / superficiale e la capillarità / condensazione sono causate dalla tendenza delle molecole d’acqua, specialmente quelle più esterne / interne, a stringersi l’una all’altra.

• Grazie al ciclo / all’abbondanza dell’acqua, questa soluzione / sostanza è presente sulla Terra in tutti e tre gli stati / un solo stato.

132

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VERIFICA FINALE

Aria e suolo 1

2

3

Leggi le definizioni e scrivi i nomi dei gas che compongono l’aria.

• È il gas più abbondante nell’aria.

azoto ......................................................

• È il gas prodotto dalle piante che ci permette di respirare.

ossigeno ......................................................

• Viene immessa nell’aria dalla respirazione dei viventi o quando si bruciano petrolio, legno o carta.

anidride carbonica ......................................................

• È formato dalle invisibili goccioline dell’acqua che evapora.

vapore acqueo ......................................................

• Sono presenti nell’aria insieme alle polveri.

altri gas ......................................................

Segna con una X se le seguenti affermazioni sono vere (V) o false (F).

• L’aria occupa uno spazio, ma non ha un peso.

V X

F

• Le molecole dell’aria si muovono liberamente.

V X

F

• Il primo strato di atmosfera, quello più vicino a noi è la mesosfera

V

F X

Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.

• L’aria è composta da un insieme di elementi / gas, non ha un volume / peso proprio ed è statica / elastica.

• La stratosfera / L’atmosfera è l’aria che circonda la Terra.

• Il suolo, che è lo stato di terreno che ricopre / sta sotto la superficie terrestre, è ricco di sostanze nutritive / chimiche ed è suddiviso in due / cinque strati.

4

Colora solo i riquadri con gli elementi che compongono il suolo. aria

ghiaia

plastica

anidride carbonica 5

humus ozono

acqua sabbia

vetro radici

Per ogni affermazione indica P se è riferita ai terreni permeabili o I se è riferita ai terreni impermeabili.

• Sono argillosi e ricchi di humus.

X P

I

• Sono attraversati dall’acqua con grande facilità.

• Sono composti da sabbia e ghiaia.

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• Sono fertili.

X P

I

• Sono poco fertili.

X P

I

P

XI

PX

I

• Non lasciano passare

P

X I

rapidamente l’acqua.

133

VERIFICA FINALE

I viventi • 1 1

Completa i testi con le seguenti parole. citoplasma • cloroplasti • membrana • nucleo • parete • vacuoli membrana La cellula animale è avvolta da una pellicola trasparente: la ………….............…………… cellulare. nucleo Il ………….............…………… dirige le attività delle cellule e provvede alla loro riproduzione. citoplasma Il ………….............…………… è una sostanza gelatinosa in cui sono immersi gli organuli. parete La cellula vegetale è circondata da un rivestimento rigido: la ………….............…………… cellulare. vacuoli I ………….............…………… sono organuli che contengono la clorofilla. Nella cellula si trovano riserve cloroplasti d’acqua chiamate ………….............…………… .

2

Completa la mappa con le seguenti parole. animali • funghi • protisti • regno • unicellulari • viventi viventi i regni dei ..........................................

unicellulari ......................................................................

regno delle monere

regno dei

protisti ....................................................

pluricellulari

regno dei

funghi ....................................................

regno .....................................................

delle piante

regno degli animali .....................................................

134

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VERIFICA FINALE

I viventi • 2 1

Completa le frasi che descrivono come si nutrono le piante e gli animali. da sole fotosintesi clorofilliana .

• Le piante producono ………….............…………… il nutrimento attraverso la ………….............……...................……… catturare la luce del Sole .

• La clorofilla serve per ………….............................................…………… stomi e l’acqua e i sali minerali • Le piante assorbono l’anidride carbonica attraverso gli ………….............…………… radici . attraverso le ………….............…………… ossigeno come sostanza di rifiuto.

• Le piante producono ………….............………….............................. altri organismi .

• Gli animali si nutrono di ………….............………….............................. le piante altri animali , gli erbivori mangiano ………….............….............................. .

• I carnivori mangiano ………….............…………..................... sia animali sia piante .

• Gli onnivori mangiano ………….............…………..............................

2

3

Collega ogni frase al completamento corretto.

Le funzioni vitali di piante e animali sono…

attraverso organi differenti.

Nelle piante la respirazione avviene…

la respirazione, la nutrizione e la riproduzione.

Negli animali la respirazione avviene…

attraverso la fecondazione.

Le piante e gli animali si riproducono soprattutto …

attraverso gli stomi delle foglie.

Leggi le definizioni e scrivi i termini corrispondenti. A quali parte del fiore si riferiscono?

• Nella parte bassa ha l’ovario, che contiene gli ovuli • È formata dai petali

….............…………......…......…......…..................

• Terminano con le antere, che contengono il polline.

4

….............…………......…......…......…..................

….............…………......…......…......…..................

Completa le frasi sulla riproduzione degli animali.

Negli ………….............………….............................., come gli uccelli, l’embrione cresce all’interno di un ………….............………….............................., dove si trovano le sostanze necessarie al suo sviluppo.

Nei ………….............………….............................., come quasi tutti i mammiferi, l’embrione si sviluppa nel corpo della madre.

Negli ………….............………….............................., come lo squalo e la vipera, l’uovo rimane all’interno del corpo della madre fino al completo sviluppo dell’ ………….............………….............................. .

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135

VERIFICA FINALE

Gli ecosistemi 1

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

X V

F

X V

F

• Vegetali e decompositori sono sempre presenti in una catena alimentare.

V X

F

• Nelle catene alimentari gli erbivori e i carnivori sono i decompositori.

V

F X

• Ogni organismo non vive isolato, ma ha rapporti con gli altri viventi e con l’ambiente.

• Gli ecosistemi sono ambienti con determinate caratteristiche in cui vivono esseri viventi che interagiscono tra di loro.

2

Completa le frasi con le seguenti parole. intensità • acqua • temperatura • suolo • mari • irraggiamento solare In un ecosistema: temperatura può variare al cambiare delle stagioni o restare costantemente fredda o calda; • la ………………...............……… mari influisce sulla quantità • la presenza o l’assenza di fiumi, laghi, ………………...............……… acqua a disposizione; d’………………...............……… irraggiamento solare dipende dalla quantità e dall’.….….….….….….….….…… intensità di luce solare ricevuta • l’………………...............…..........….……… ogni giorno; suolo può essere più o meno adatto alla vita delle piante.

• il ………………...............………

3

Leggi le seguenti definizioni e scrivi i termini corrispondenti.

• Mostra che cosa mangiano gli organismi di un ecosistema e da chi sono mangiati.

catena alimentare ………………........................………………

• È la rappresentazione di un ecosistema: alla base si trovano

piramide ecologica ………………........................………………

i produttori, nei gradini superiori ci sono i consumatori.

• È l’insieme delle caratteristiche fisiche di un ambiente, degli

ecosistema

………………........................………………

esseri viventi che ci vivono e delle relazioni tra loro.

• È formata da molte catene alimentari.

4

rete alimentare ………………........................………………

Completa la descrizione della catena alimentare. produttori • Le piante sono ………………........................………………… perché producono da sole il proprio nutrimento. consumatori primari • Gli erbivori, che si nutrono di vegetali, sono ………………........................………………… . consumatori secondari .

• I carnivori che mangiano gli animali erbivori sono ………………........................………………… consumatori terziari • I ………………........................………………… sono animali che si nutrono di altri carnivori. decompositori • I ………………........................………………… , come funghi, muffe, batteri e vermi, trasformano i resti degli animali e dei vegetali in sostanze utilizzate dai vegetali per nutrirsi.

136

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VERIFICA FINALE 5

Completa le didascalie della piramide ecologica.

consumatori terziari sono animali come il falco, I ………………........................….…… che si nutrono di consumatori di secondo grado. consumatori secondari sono animali come la I .................................................................. volpe, che si nutrono di animali erbivori. consumatori primari I .................................................................. sono gli animali erbivori come la lepre, che si nutrono di vegetali.

produttori I .................................................................. sono le piante come il trifoglio di cui si nutrono gli erbivori.

La base della piramide è formata dai ........................................, cioè dalle piante.

6

Completa le didascalie della piramide ecologica.

consumatori

decompositori

produttori

137

PROVA NON NOTA • LA MATERIA

Descrivi la materia 1

Completa gli schemi con le parole date. gassoso • soluzione • liquido • composto • miscuglio • solido • molecole

STRUTTURA DELLA MATERIA Un oggetto o un elemento naturale sono fatti di materia, composta da particelle piccolissime e non visibili chiamate molecole .................................................................... .

STATI DELLA MATERIA solido Le sostanze allo stato .................................................................... hanno una forma propria e occupano uno spazio ben definito. liquido Le sostanze allo stato .................................................................... non hanno una forma propria ma occupano uno spazio ben definito. gassoso Le sostanze allo stato .................................................................... non hanno una forma propria e tendono a occupare tutto lo spazio a loro disposizione.

SOSTANZE DIVERSE soluzione Prepari una .................................................................... quando mescoli acqua e zucchero. miscuglio Si prepara un .................................................................... quando si mescolano due sostanze diverse, che mantengono invariate le loro caratteristiche. composto Si ottiene un ....................................................... quando si combinano due sostanze diverse, trasformandole in un’altra.

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

138

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

PROVA NON NOTA • LA MATERIA

La materia 1

Scrivi le parole che corrispondono alle definizioni, poi segui i numeri e trascrivi dentro il fumetto le lettere nelle caselle gialle: ti aiuteranno a completare la frase di Gea. 1. S

T

A

T

I

Tutto ciò che ha un peso e occupa uno spazio è...

7 1

9

3

6 5

M A T E R I A 2. S 3. M O

L

E

C O 4. S

L

O

S

T

A N

Z

A DEFINIZIONI

E

O

L

I

D

I

5. G A

6. L

I

Q U

I

D

I

7. M 8. S

O

L

I

S

C U G

9. C O M P O

S

T O

U

Z

I

O N

S

I

L

I

1. Sono le tre diverse forme in cui si presenta la materia.

2. È formata da una o più particelle uguali.

3. Le particelle non visibili da cui è costituita la materia.

4. Hanno una forma propria e occupano uno spazio ben definito.

5. Non hanno una forma propria e occupano tutto lo spazio a disposizione.

6. Non hanno una forma propria, ma occupano uno spazio definito.

7. Si ottengono quando sostanze diverse mescolate rimangono separate.

8. Si preparano quando una sostanza si scioglie nell’altra.

9. La nuova sostanza che si ottiene dalla combinazione e trasformazione di sostanze diverse.

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

139

PROVA NON NOTA • ACQUA E ARIA

Parliamo di ambiente 1

Completa i testi con le seguenti parole. peso • acqua • buco dell’ozono • effetto serra • rifiuti solidi • capillarità • stratificazione • vento • aria • suolo • humus • ciclo dell’acqua • fasce • sostanze tossiche

BIOSFERA aria L’.................................................................... è l’elemento gassoso che avvolge e protegge la Terra. acqua L’..................................................................... è l’elemento dei mari, degli oceani, dei fiumi, dei ghiacciai, delle terre polari e del vapore acqueo dell’atmosfera. suolo Il .................................................................... è composto da sostanze inorganiche (ghiaia, argilla, humus sabbia, aria, acqua…) e da sostanze organiche (.................................................................... ).

FENOMENI fasce L’atmosfera è suddivisa in cinque ..................................................................... . peso La pressione atmosferica è il ..................................................................... dell’aria che preme continuamente sulla Terra. vento Il ..................................................................... è uno spostamento di masse d’aria nell’atmosfera.

Il movimento continuo di acqua dal suolo al cielo e dal cielo al suolo è chiamato ciclo dell’acqua ..................................................................... .

A causa dell’azione erosiva degli agenti atmosferici e dell’attività degli organismi stratificazione viventi avviene la ..................................................................... del suolo. capillarità Per il fenomeno della ....................................................................., l’acqua che contiene i sali minerali del suolo risale i vasi conduttori delle piante.

INQUINAMENTO buco dell’ozono effetto serra Il ..................................................................... e l’..................................................................... sono dovuti all’inquinamento provocato dai gas di scarico immessi nell’atmosfera. sostanze tossiche L’inquinamento delle acque è provocato dagli scarichi di ..................................................................... nelle fogne cittadine. rifiuti solidi Il suolo è minacciato dai ..................................................................... .

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

140

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

PROVA NON NOTA • IL SUOLO

Rimetti in ordine 1

Nel laboratorio di scienze della scuola, qualcuno ha messo tutto sottosopra e ora non si sa più quale etichetta era attaccata a ciascun campione di terra. Rimetti tutto a posto, scrivendo per ogni barattolo la lettera dell’etichetta giusta.

Il calcare rende il suolo biancastro. Il suolo calcareo A è facile da coltivare, ma ha bisogno di essere concimato.

B

Il suolo sabbioso, composto prevalentemente da sabbia, è di colore chiaro, trattiene poco l’acqua ed è povero di sali minerali.

C

I suoli molto scuri sono ricchi di humus, un insieme di sostanze che derivano dalla decomposizione di animali e piante o dei loro rifiuti. Sono molto fertili e trattengono poco l’acqua.

A

D

B

C

Il suolo argilloso ha il tipico D colore rossastro dell’argilla.

Trattiene l’acqua ed è molto compatto, difficile da lavorare.

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

141

PROVA NON NOTA • ACQUA, ARIA, SUOLO

L’ambiente naturale 1

Completa lo schema in base alle definizioni date.

Crea tu le definizioni per le parole già inserite all’1 orizzontale e al 5 verticale.

2.

3.

4. d 5. e v h 1.

1. C I C L O D E L L’ A C Q U A F c o n m A a m t u L 6. p o s D 2. v a p o r e i o p A l s r A 7. l i e C 3. s t r a t i f i c a z i o n e d e l s u o l o Q 4. n U v o l e r i s c 8. i i e I r 5. o z o n o n o a 6. a z o t o 7. a t m o s F e r a à e n n E d 8. R i f i u t i e i A c i ORIZZONTALI VERTICALI Trasformazione dell’acqua in natura 1. …………………………………………………………………………… che non si interrompe mai. ……………………………………………………………………………

2. L’acqua allo stato gassoso.

3. Lento processo naturale che, dalla frammentazione della roccia, ha portato alla formazione del terreno fertile.

4. Danno origine alle precipitazioni atmosferiche (pioggia, grandine, neve).

5. Gas che ci protegge dai raggi ultravioletti del Sole.

6. Gas che costituisce la parte maggiore dell’aria.

7. L’involucro gassoso che avvolge la Terra.

8. Quelli solidi accumulati inquinano il suolo.

1. Fenomeno per cui l’acqua e i sali minerali risalgono lungo le radici sottili delle piante.

2. Lento disfacimento dei rifiuti animali e vegetali che produce sostanze utili al suolo.

3. Spostamento di masse d’aria.

4. Strato del suolo dove vengono decomposti i residui animali e vegetali.

Acqua che filtra e si accumula nel terreno.

5. ………………………………………………………………….............…………

6. Il peso dell’aria che preme sulla Terra.

7. Immensi bacini d’acqua che coprono la maggior parte della superficie terrestre.

8. Assorbono l’acqua e i sali minerali dal terreno.

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

142

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

PROVA NON NOTA • I VIVENTI

Vita nello stagno 1

Completa le descrizioni di alcuni esseri viventi con le parole corrette. mammifero • invertebrato • anfibio • pesce • fungo • pianta • uccello • rettile Fabbrico da sola il mio nutrimento. pianta .

Sono una ................................

Allatto i miei piccoli. mammifero .

Sono un ................................

Ho il corpo ricoperto di penne e piume. uccello Sono un .................................................... .

La mia pelle è rivestita di squame. rettile Sono un .................................................... .

Mi riproduco con le spore. Sono un fungo .................................................. .

Nuoto nell’acqua e salto sulla terraferma. Sono anfibio un ................................................... .

Ho il corpo molle, senza scheletro interno. Sono un invertebrato .................................................... .

Vivo solo nell’acqua. pesce Sono un .................................... .

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.

143

PROVA NON NOTA • VIVENTI - ECOSISTEMI

La varietà dei viventi 1

Completa gli schemi con le seguenti parole. respirano • animali • riproducono • vertebrati • viventi • vegetali • non viventi • nutrono • invertebrati • muovono • adattamento

ECOSISTEMI viventi non viventi Sono come piccoli mondi in cui esseri .................................... e .................................... sono in equilibrio.

CARATTERISTICHE DEGLI ESSERI VIVENTI Tutti gli organismi viventi sono caratterizzati da un ciclo vitale e respirano svolgono quindi alcune funzioni: ................................................. , muovono nutrono riproducono si ................................................. , si ................................................. e si ................................................. .

Ogni organismo si è evoluto grazie alla capacità adattamento all’ambiente. di .................................................

CLASSIFICAZIONE vegetali Gli organismi ................................................. sono autotrofi perché fabbricano da soli il proprio nutrimento. animali Gli organismi ................................................. sono eterotrofi perché si nutrono di altri esseri viventi. invertebrati Gli animali si classificano in ................................................. quando non possiedono uno scheletro interno (spugne, celenterati, vermi, molluschi, artropodi ed echinodermi). vertebrati Gli animali ................................................. sono invece dotati di uno scheletro interno (pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi).

HO SVOLTO LA PROVA: senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.

144

con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.

ho avuto parecchie incertezze.

era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.