HOME VA + VB+ VC + VD + Studiafacile - Selezione di pagine by ELI Publishing

Coordinamento editoriale: Marco Mauri Progettazione editoriale e revisione scientifica: Marinella Torri Redazione: Marina Mansi, Edistudio Progetto grafico: Edistudio Impaginazione: Edistudio, Chiara Giuliani Copertina: Edistudio Ricerca iconografica: Martina Mirabella, Marina Mansi Disegni: Daniele Gianni Immagini di copertina: Shutterstock La rubrica Lezioni in anteprima e la stesura degli storyboard di alcuni video sono a cura della professoressa Chiara Amati. Si ringrazia la professoressa Janet Harmer per la revisione linguistica dei materiali in lingua inglese. La rubrica CLIL Project è a cura di Christina Cattaneo e Maria Vezzoli. La gamification Mission 2030 è realizzata da Eicon, Torino. Referenze iconografiche: ICP, Shutterstock, Musacchio e Ianniello – ANSA, www.scilogex.com, Wikipedia, phet.colorado.edu, tetrapak.com, www.eprice.it, rockrun.com, italian.alibaba.com, Ubcule, Gregory F. Maxwell, www.sachikokodama.com, Swinburne Astronomy Productions/ESO, Anders Hellberg, Ralf Lotys (Sicherlich) Tutte le altre immagini provengono dall’Archivio Principato. Per le riproduzioni di testi e immagini appartenenti a terzi, inserite in quest’opera, l’editore è a disposizione degli aventi diritto non potuti reperire, nonché per eventuali non volute omissioni e/o errori di attribuzione nei riferimenti.

Contenuti digitali Progettazione: Giovanna Moraglia, Marco Mauri Realizzazione: Alberto Vailati Canta, Giovanna Moraglia, Chiara Amati, Giuliano Mannini, Camilla Borò, bSmart labs ISBN 978-88-416-1427-3 Home A + B + C + D + Skill Book + DVD ISBN 978-88-416-1428-0 Home A + B + C + D + Skill Book ISBN 978-88-6706-459-5 Home A + B + C + D + Skill Book sola versione digitale Prima edizione: gennaio 2020 Ristampe 2025 2024 VI V

2023 IV

2022 III

2021 II

2020 I

Printed in Italy © 2020 - Proprietà letteraria riservata. È vietata la riproduzione, anche parziale, con qualsiasi mezzo effettuata, compresa la fotocopia, anche ad uso interno o didattico, non autorizzata. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Le riproduzioni 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 (Centro licenze e autorizzazioni per le riproduzioni editoriali), corso di Porta Romana 108, 20122 Milano, e-mail autorizzazioni@clearedi.org e sito web www.clearedi.org. L’editore fornisce – per il tramite dei testi scolastici da esso pubblicati e attraverso i relativi supporti o nel sito www.principato.it – materiali e link a siti di terze parti esclusivamente per fini didattici o perché indicati e consigliati da altri siti istituzionali. Pertanto l’editore non è responsabile, neppure indirettamente, del contenuto e delle immagini riprodotte su tali siti in data successiva a quella della pubblicazione, dopo aver controllato la correttezza degli indirizzi web ai quali si rimanda.

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scienze GREEN

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per l’

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Test di diversa

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tipologia a correzione immediata.

Raccolta Insieme di oggetti digitali.

HTML Oggetti interattivi

Presentazioni digitali dei contenuti delle unità.

Collegamento web È il gioco online per scoprire i 17 obiettivi e i traguardi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile.

per visualizzare e approfondire i contenuti.

Realtà Aumentata L’applicazione librARsi permette di accedere ai contenuti multimediali direttamente da smartphone e tablet in modo semplice e rapido: • scarica l’App gratuita • inquadra la pagina del libro in cui sono presenti le icone dei contenuti digitali • accedi ai contenuti multimediali

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e con l’App librARsi

COME È FATTO IL TUO LIBRO?

È organizzato in PERCORSI, UNITÀ e LEZIONI. IL PERCORSO

È un vero e proprio itinerario di apprendimento circolare che propone lo studio di contenuti scientifici affini, ad esempio l’aria, l’acqua e il suolo o gli animali invertebrati e vertebrati, utilizzando diversi metodi per conoscerli: inizia con video o attività sperimentali, passa attraverso i contenuti delle unità e si conclude con un compito di realtà, o un’attività CLIL, che si collega agli argomenti iniziali, li amplia e li sviluppa anche in chiave pluridisciplinare.

per l’

Vuoi sapere quali argomenti affronterai, perché è importante conoscerli, che cosa saprai fare dopo averli studiati? Nell’apertura dell’UNITÀ trovi tutto quello che ti serve, anche l’anteprima delle lezioni disponibile online!

LE NOSTRE TAPPE

LUCE E VITA DELLE PIANTE

PARTENZA!

MATERIALI

IL MONDO DEI MICRORGANISMI

UNITÀ

Realizziamo un esperimento per verificare come la luce influisce sulla sopravvivenza delle piante.

una pianta da appartamento cartoncino nero forbici nastro adesivo trasparente

1. Tagliamo due pezzi di cartoncino nero grandi abbastanza da coprire completamente una foglia della pianta. 2. Mettiamo i due pezzi di cartoncino sulle due superfici della foglia e uniamoli con il nastro adesivo, in modo che la foglia non riceva luce. 3. Attendiamo 7 giorni. 4. Rimuoviamo il cartoncino e osserviamo il colore delle foglie.

I REGNI DEI FUNGHI E DELLE PIANTE

UNITÀ

“Che cos’è un animale?” Risponderemo a questa domanda descrivendo forma, struttura e funzioni del corpo degli animali che hanno permesso loro di adattarsi all’ambiente.

LA SCIENZA E IL SUO METODO

UNITÀ

CONOSCENZE E ABILITÀ

IL METODO SPERIMENTALE

lezione 2

MISURARE LE GRANDEZZE: LUNGHEZZA, SUPERFICIE E VOLUME

lezione 3

MISURARE LE GRANDEZZE: MASSA, PESO E TEMPO

lezione 4

LA RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI DATI

FOCUS

Ci interessa Perché?

COMPETENZA 2

KEY WORDS Listening

➜ COMPETENZA MULTILINGUISTICA

Capacità di comprendere, esprimere e interpretare concetti, pensieri, sentimenti, fatti e opinioni in forma sia orale sia scritta.

Molluscs are invertebrates. They have a soft body that is often protected by a hard shell. Snails, slugs, clams, cuttlefish and octopuses are all molluscs. Some species live in fresh water and others on land, but most molluscs live in the sea. Water molluscs breathe through gills while land molluscs have a simple lung. They reproduce sexually.

■ THE CLASSES OF MOLLUSCS

IL REGNO DEGLI ANIMALI: I VERTEBRATI

Senza il metodo sperimentale la “scienza moderna” non sarebbe mai nata e, soprattutto, gli scienziati non avrebbero mai potuto raccogliere tutte quelle conoscenze che hanno fatto progredire la fisica, la chimica, la biologia e tutte le scienze. Per comprendere come è fatta la realtà e come funziona, la scienza ci insegna che occorre seguire un metodo a tappe condiviso e comprensibile da tutti: seguirlo comporta impegno, tenacia e pazienza e spesso i risultati si vedono dopo molti anni di ricerca. Questa, però, è la sola strada da seguire per non cadere nella trappola di spiegazioni magiche e fantasiose della realtà, che ancora oggi tengono molte persone prigioniere dell’ignoranza e della paura.

GASTROPODS

Continueremo il nostro viaggio nel regno animale descrivendo i vertebrati e i cordati, il phylum a cui appartengono gli animali che meglio conosciamo; pesci, anfibi, rettili e mammiferi, la classe della quale anche noi facciamo parte.

Le piante si nutrono

gills branchie lung polmone snail chiocciola slug lumaca crawl strisciare scrape raspare cuttlefish seppia squid calamaro octopus polpo o piovra beak becco clam vongola mussel cozza oyster ostrica scythe falce

CEPHALOPODS

This class includes snails (a) and slugs (b), living both on the earth and in water. They have a large ventral foot that they use to crawl. They also have a radula, a type of tongue with built-in teeth. It helps them to scrape plants. Some gastropods do not have a shell, or they have a very small one. Some of them have very beautiful shells that have a spiral or cone shape. a

COMPREHENSION EXERCISES 1. Read the information about molluscs and tick the characteristics for each class in the table below. CLASS

FOOT ventral

scythe

MOVEMENT tentacles

NUTRITION small jumps

crawl

scrape plants

block their food

filter water

Bivalves Cephalopods

■ THE ANATOMY OF A SNAIL

BIVALVES

This class includes cuttlefish (a), squids (b) and octopuses (c). They have strong tentacles and a mouth with a hard beak. They swim using their tentacles or by blowing out water from a muscular tube called a siphon. They also use their tentacles to pick up food and put it in their mouth. They do not usually have a shell but sometimes they have a very delicate bone inside their body, called a cuttlefish bone or a squid pen.

swim

Gastropods

This class includes clams (a), mussels (b), and oysters (c). Their shell is divided into two parts called valves. Many bivalves must attach to rocks or other surfaces to live. Some live on the sandy seabed. Their food is shaped like a scythe and they make small jumps if they want to move. They eat by filtering the water in their habitat.

Visceral mass The visceral mass contains the stomach and intestines, the lungs and all the reproductive organs.

Shell The shell protects the body of the snail. It can have many colours and shapes, according to the species and the food the snail eats.

REPRODUCTIVE ORGAN

INTESTINE LUNG b

b RADULA

239 358

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 4

Head It has a mouth, eyes, and tentacles.

Foot The foot is a muscle which allows the snail to move.

Mantle The mantle (in red) covers the visceral mass and extends over the sides and back like a fold of skin.

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 4

359

Idee per stimolare la curiosità e la tua voglia di conoscere.

ANCHE NOI SCIENZIATI

LEZIONI in ANTEPRIMA

Le presentazioni digitali delle lezioni.

TAG CLOUD

CLIL The International System of Units

Le parole-chiave dell’unità per costruire la tua mappa dei contenuti.

grafico

grandezza

metodo sperimentale

esperimento superficie

lunghezza

CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova Apprendisti stregoni

tabella

tempo unità di misura

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

massa

Ordinare le conoscenze. Osservare e descrivere un fenomeno. Analizzare e confrontare un insieme di dati. Saper leggere un grafico per ricavare dei dati.

volume

COMPETENZE

peso

L’elenco delle lezioni e delle rubriche.

Conoscere e descrivere le fasi del metodo sperimentale. Sapere che cosa significa misurare e quali sono le grandezze fondamentali. Conoscere il Sistema Internazionale di unità di misura (SI). Scegliere lo strumento adatto alla grandezza da misurare. Eseguire misure di grandezze diverse. Saper rappresentare i dati raccolti con tabelle e grafici.

lezione 1

238

VIVENTI

MOLLUSCS

There are three main classes of molluscs: gastropods, cephalopods and bivalves.

MATERIA

Le conoscenze e le competenze che potrai acquisire.

Molluscs Metteremo alla prova la nostra conoscenza della lingua inglese descrivendo gli invertebrati che appartengono alle diverse classi dei molluschi e l’anatomia della chiocciola (pag. 358).

IL REGNO DEGLI ANIMALI: GLI INVERTEBRATI

UNITÀ

Guardiamo il video per scoprire in che modo le piante si producono le sostanze nutritive grazie all’energia luminosa.

CLIL PROJECT

Conosceremo le caratteristiche dei funghi, che vivono ricavando le sostanze nutritive da altri organismi, e delle piante, che invece le producono da sole grazie alla fotosintesi.

UNITÀ

Attività capovolta 1. Le foglie non coperte sono tutte della stessa tonalità di verde? 2. La foglia coperta col cartoncino come appare rispetto alle altre? Ha un aspetto sano oppure sembra meno in salute? 4. Che cosa non ha funzionato nella foglia coperta col cartoncino?

ARRIVO!

Faremo la conoscenza di virus, batteri e protisti, organismi così piccoli da essere visibili soltanto al microscopio, ma capaci di vivere in condizioni ambientali difficili, spesso impossibili per altri organismi.

ESECUZIONE

CLIL PROJECT

L’UNITÀ

VIVENTI

APPRENDIMENTO di APPRENDIMENTO

PERCORSO

Per conoscere, conservare e migliorare la nostra CASA COMUNE, la Terra!

CLIL PROJECT

scienze GREEN

LA LEZIONE

È il momento dello studio: comincia a casa, con un video o realizzando un esperimento, poi conosci più da vicino aspetti e fenomeni naturali. Per aiutarti nella lettura, definizioni e verifiche sono in caratteri ad alta leggibilità!

TERRA

LEZIONE

3 3. LE ACQUE CONTINENTALI: DAL

3 Il corso di un torrente è piuttosto breve, il letto è molto inclinato e le sue acque scorrono tumultuosamente, formando rapide e cascate.

4 Una volta raggiunta la valle, le acque dei torrenti si raccolgono in un corso d’acqua più ampio, il fiume.

mare o nell’oceano. intorno per disperdere i detriti portati dal fiume, Se l’energia del mare non è sufficiente che si allarga verso il mare, il delta. Foci alla foce si forma un deposito a forma triangolare 5 . e del Mississippi nel Golfo del Messico a delta sono quelle del Po nel Mar Adriatico correnti e le o sfocia in una zona di mare dove le Se invece il fiume è povero di detriti allontanati come negli oceani, i depositi vengono intense, particolarmente sono maree allungato, l’estuario 6 . dalla costa e si forma così una foce a imbuto La vita di un fiume

2 Le parti di un fiume immissario lago sorgente

PERCORSO 2 UNITÀ 1

5. LE ACQUE SOTTERRANEE

6 Una foce a estuario.

nel sotle crepe e le fratture delle rocce, penetra Quando l’acqua piovana si infiltra tra che di roccia impermeabile, ad esempio argilla, tosuolo finché non incontra uno strato che si forma una falda acquifera. costringe l’acqua ad accumularsi: è così sotterraneo di acqua dolce. La falda acquifera è un serbatoio

Esistono due tipi di falde acquifere: parte infeda uno strato impermeabile solo nella • le falde freatiche sono delimitate sotto la superficie terrestre; riore; si formano a pochi metri di profondità impermeabili profonde e sono delimitate da due strati • le falde artesiane sono più entro i quali l’acqua è in pressione. sol’acqua viene filtrata e ripulita dalle particelle Durante la sua discesa nel sottosuolo, importanti risono acquifere falde le motivo lide più grandi e dalle impurità. Per questo potabile. attingere per approvvigionarsi di acqua serve da cui, scavando dei pozzi, si può

KEY WORDS torrente torrent fiume river lago lake

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi. disciolto nell’acqua? 1. Qual è il sale più abbondante e mare? 2. Qual è la differenza tra oceano Vero o falso? inferiore di un fiume. 1. I meandri sono tipici del corso fiumi poveri di detriti. 2. La foce a estuario si forma nei si chiama emissario. 3. Il fiume che entra in un lago

➜ RICAVARE INFORMAZIONI DA UN’IMMAGINE foce a delta

112

e e torrenti possono riempire avvallamenti Durante il loro corso verso il mare, fiumi formando accumuli d’acqua dolce, i laghi. depressioni della superficie terrestre, l’emissario. suo immissario, quello che ne esce è Il corso d’acqua che entra nel lago è il costante, ma i laghi possono essere alimentati Grazie ad essi il livello del lago rimane acque piovane. anche da sorgenti sotterranee e dalle poco a immissari: dagli trasportati dai detriti I laghi vengono progressivamente colmati tutto. poi in paludi e infine scompaiono del a poco si trasformano dapprima in stagni,

VERSO LE COMPETENZE

emissario meandro

5 Il delta del Mississippi ripreso dallo spazio.

PRESENTAZIONE

4. I LAGHI

TORRENTE AL FIUME

racche si trovano sulle terre emerse. Sono Le acque continentali sono tutte le acque e, sotto forma di ghiaccio, nei ghiacciai. colte nei fiumi, nei laghi, nelle falde acquifere dalle assorbite dal terreno, quelle che sgorgano Le acque piovane che non vengono delle nevi e dei ghiacci, scorrono sui sorgenti e quelle provenienti dallo scioglimento alvei). (o letti i naturali, canali terreni in pendenza scavando veri e propri dei torsulla superficie terrestre possono essere I corsi d’acqua in perenne movimento la loro caratteristiche, tra cui la loro ampiezza, renti o dei fiumi a seconda di alcune scorre. pendenza e la quantità di acqua che vi montuoche, in genere, si trova in una regione Il torrente è un corso d’acqua irregolare e di conseguenza il suo letto si asciuga. sa. Durante l’estate può non essere alimentato fiumi. i grandi, corsi d’acqua sempre più I torrenti confluiscono via via a formare alterna periodi di piena con dell’anno corso nel perenne: Il fiume è un corso d’acqua di un cioè non è mai privo d’acqua. Il corso periodi di magra, ma non è mai in secca, 2 . corso superiore, corso medio e corso inferiore fiume può essere distinto in tre parti: di più torrenti in valle della sorgente, alla confluenza • Il corso superiore si trova a traha una forte velocità ed è in grado di una zona in forte pendenza 3 . L’acqua e di scavare profondamente il fondovalle, sportare massi di dimensioni considerevoli a V. formando valli dal caratteristico profilo L’acqua riduce la avvicina a una zona più pianeggiante. • Nel corso medio il fiume si 4 . parte dei frammenti di roccia (i detriti) sua velocità e abbandona sul fondo gran deposita detriti fiume ha una pendenza minima. Il fiume • Nel corso inferiore il letto del è ostacolato dai suoi stessi depositi. Il corso sempre più fini e fatica ad avanzare, perché direzione e forma delle curve, dette meandri. spesso cambiare a costretto è d’acqua nel alla foce, cioè sbocca in un lago oppure Al termine del suo corso, il fiume arriva

Attività di flipped classroom, video o attività sperimentale, da realizzare a casa o in classe.

I contenuti scientifici, illustrati con fotografie, disegni, schemi, tabelle, sono corredati dal miniglossario in inglese, Key words.

foce a estuario

corso d’acqua

E SPIEGARE UN FENOMENO

alle domande. Osserva con attenzione e rispondi sono indicati due tipi Nel disegno delle falde acquifere e il pozzo di falda di pozzi: il pozzo di falda artesiana freatica. 1. Quale dei due pozzi è più profondo? zampilla l’acqua 2. Perché in un pozzo artesiano in superficie?

L’idrosfera

strato di roccia permeabile pozzo di falda freatica

strati di roccia impermeabile

falda freatica falda artesiana

Il mare e le acque continentali

pozzo di falda artesiana

LEZIONE 3

113

Le attività di Rispondo, risolvo, applico mettono subito alla prova le tue conoscenze e ti aiutano a costruire le competenze.

LEZ ONE

n L ngu g o m ndo p o ond p o S o ndo ondo d om po o m Lungo p u so La defi dimp sviluppo on n nizione con uno utilizzongon del o o m nsfrenato sumoddelleprisorse naturali m n ge di specie animali e la desert on u qu d d

K Y WORD

ECO

Ambiente ed ecologia diventano argomenti di studio, arricchiti dalle informazioni green di Generazione ambiente e dai collegamenti con gli obiettivi dell’Agenda 2030.

ECO

LEZIONE ECO

LEZIONE

1. VERSO UNO SVILUPPO SOSTENIBILE

Le risorse offerte dalla Terra sono limitate ed esauribili. Usiamo l’acqua, consumiamo il suolo, inquiniamo l’aria troppo velocemente rispetto alla naturale capacità della Terra di rigenerare le risorse naturali e assorbire i nostri rifiuti. Per queste ragioni l’ONU, l’Organizzazione delle Nazioni Unite, ha proposto di ripensare al nostro modello di sviluppo economico e di scegliere la strada della tutela e della conservazione delle risorse naturali. Da questi stimoli, nel 1987 è nata la definizione di sviluppo sostenibile 1 .

È il gioco online per scoprire i 17 obiettivi e i traguardi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile.

Supera le diverse sfide e scopri gli obiettivi dell’ . Parti in missione per salvare la Terra!

UNITÀ 1

L’idrosfera

I vertebrati possiedono un endoscheStrutture di sostegno 5 Nei ricci di mare il dermascheletro letro capace di crescere insieme all’aforma una vera e propria corazza, Gli anellidi possiedono uno scheletro nimale, senza costituire un limite per ben visibile quando l’animale è morto. idraulico (idroscheletro) costituito dal le dimensioni del suo corpo; per queliquido contenuto nel celoma. L’idrosta ragione gli animali più grandi che scheletro fornisce sostegno e permetvivono sulla Terra sono vertebrati. L’ente anche il movimento grazie all’aziodoscheletro, oltre a sostenere il corpo, Nel corso di milioni di anni gli animali hanno acquisito specifici adattamenti all’ambiente ne della muscolatura sul liquido: in protegge gli organi interni più delicati: di vita: dall’acqua, dove si sono svolte le prime tappe della loro storia, alla terraferma, questo modo l’animale regola il diamead esempio, le ossa della scatola cradove hanno sviluppato particolari strategie per muoversi, respirare e riprodursi. tro e la lunghezza del corpo riuscendo nica racchiudono il cervello, le costole ad avanzare tra le asperità del suolo o proteggono il cuore e i polmoni. TERRA a strisciare sui fondali marini. La conchiglia è un’ottima protezione 1 Negli animali a simmetria raggiata, come La simmetria meccanica per l’organismo e lo preserDiversi modi l’anemone di mare, esistono numerosi piani CFC Un’importante conseguenza degli adatva dalla disidratazione. Tuttavia, offre passanti per il centro del corpo, che lo dividono trasporti per respirare ità NOx, eco VISUAL 2 I fattori che incidono attiv triali tamenti degli animali ai diversi amin due metà simmetriche. molti meno vantaggi per il movimento Non è possibile s SOx u d sull’impronta ecologica. n In alcuni animali, come i poriferi, gli i distinguere un’estremità anteriore bienti è stata, insieme all’aumento delrispetto all’esoscheletro 4 . Il limite CH4 e un’estremità posteriore. cnidari e i platelminti, l’ossigeno e l’ala complessità della struttura corporea, dell’esoscheletro è che non può accrenidride carbonica diffondono da una la comparsa di una simmetria: ovvero, scersi mentre l’animale aumenta di Le branchie sono costituite da una CO2 2 Negli animali a simmetria bilaterale cellula all’altra per tutto il corpo. La le diverse parti del corpo sono disposte dimensioni, ma deve essere sostituito serie di filamenti attraversati da nuesiste un solo piano, passanteImmagina per il capo di racchiudere una città sotto una cupola di vetro che lasci maggior parte degli animali, tuttavia, in modo simmetrico rispetto a un asse. attraverso la muta. merosi vasi sanguigni che trasportano e per la coda, che divide il corpo H2O passare la luce solareGli maechinodermi impedisca qualsiasi scambio possiede strutture specializzate, come Nei poriferi, le parti del corpo sono diin due metà simmetriche. ossigeno e anidride carbonica. Quanpossiedono un derdi materia con l’esterno. I cittadini di questa città, le trachee, le branchie e i polmoni. sposte in maniera casuale; di consemascheletro, allevam do l’acqua bagna le branchie, l’ossigecostituito da carbonato a gr ento per sopravvivere, dovranno utilizzare solo le risorse Negli artropodi terrestri la respiraguenza questi animali non hanno ale h di calcio, c i r che si trova sotto l’epidermia no in essa disciolto passa nel sangueic oltura c dis contenute compresa l’aria zione avviene attraverso le trachee, e s t r a z i o ni e cuna simmetria. Tutti gli altri animali deall’interno, e che quindi che circola nei filamenti branchiali, non può essere consico per respirare. Quanto sarà grande sottili tubi che si aprono all’estermarini che vivono ancorati a una superIl celoma o di derato un mentre l’anidride carbonica passa dal esoscheletro 5 . c o m n s u m os s i l i b u s t i b ili f questa cupola? no attraverso piccoli fori (gli stigmi). ficie o che si muovono poco presentasangue all’acqua, dove si scioglie 6 . In generale, il corpo degli aniLe trachee arrivano in prossimità di no invece una simmetria raggiata, che 4 L’esoscheletro è robusto ma al tempo mali può essere descritto tutte le cellule, rifornendole di osstesso leggero. permette loro di controllare l’ambiencome un tubo, il canale diL’impatto dell’essere umano sul pianeta 6 Il flusso dell’acqua nelle branchie. sigeno. Branchie e polmoni sono te a 360° e di difendersi o attaccare in gerente, collocato all’interstrutturati nello stesGli scienziati hanno coniato il termine Antropocene per inogni direzione 1 . no di un altro tubo, la parete so modo: una superdicare l’epoca geologica attuale. Il nome deriva dalla parola Per gli animali che devono muoversi esterna. Nei platelminti e nei nematoACQUA ficie respiratoria la greca anthropos, che significa “uomo”, e sta a sottolineare in una direzione precisa per procurarsi IN USCITA di, tra il tubo interno e il tubo esterno più ampia possibile, che l’impronta ecologica dell’essere umano ha modificato il cibo, è necessario che il corpo prenon c’è nessuna cavità: tutti gli organi bagnata da capillari pesantemente la Terra e i suoi equilibri, proprio come hanno senti un’estremità anteriore, il capo, formano una massa compatta. sanguigni, in cui posACQUA fatto le grandi forze della natura nelle ere geologiche del e un’estremità posteriore, la coda. Il Negli animali più complessi è presenIN ENTRATA e per assorbire i rifiuti prosano avvenire rapipassato. capo è la prima parte del corpo che viete una cavità tra la parete ester- Una Terra e mezza 3 Sezione di un anellide. Si vedono damente gli scambi dotti 1 e 2 . Una testimonianza dei camne a contatto con l’ambiente quando na del corpo e il tubo interno, il celoma alcuni organi interni. Per stabilirlo occorre ecalcolare quanta aria, Attraverso questo indicatogassosi tra l’ambienbiamenti naturali provocati l’animale si muove, e quindi è qui che chiamata celoma: nel celoma quanta energia, quanto cibo, quanti vestiti e re è possibile stimare quanti te e le cellule. dall’uomo è il plastiglosi localizzano la maggior parte degli branchia gli organi interni, sostenuti e quante case serviranno ai cittadini. La cupola “pianeta Terra” sono necessari merato, un agglomeraorgani di senso e il cervello, l’organo mantenuti nella loro posizione sarà grande quanto la superficieceloma necessaria per per sostenere l’umanità. to di frammenti di plache coordina il sistema nervoso. Un’orda particolari tessuti, possono produrre tutti questi beni, e quella superficie Purtroppo ogni anno consumiamo il 50% in stica fusa e detriti 4 . ganizzazione di questo tipo si chiama funzionare indipendenrappresenta l’impronta ecologica della città. più di risorse naturali rispetto a quelle che il simmetria bilaterale ed è tipica delVERSO LE COMPETENZE ➜ UTILIZZARE LE CONOSCENZE ACQUISITE temente gli uni dagli L’impronta ecologica è un indicatore che valuta nostro pianeta può offrirci. È come dire che la maggior parte degli animali che si Quante impronte? altri e in maniera Commenta la seguente frase: «Gli animali il consumo di risorse naturali da parte dell’uo- usiamo una Terra e mezza per sostenere le nomuovono 2 . acquaticil’im fissi sul di carpiù efficace 3 . L’impronta ecologica comprende pronta fondale o dotati di pochi movimenti propri sono mo in termini di spazio necessario per produrle stre esigenze. avvantaggiati dalla bonio, che misura la quantità di anidride carbonica simmetria raggiata». Ti trovi d’accordo? Motiva la tua risposta. e di altri gas serra generata dalle attività umane e 1 Tutti gli oggetti che usiamo ogni giorno immessa nell’ambiente. L’impronta di carbonio contri4 Un plastiglomerato. hanno un’impronta ecologica, perché buisce alla metà del valore dell’impronta ecologica, per realizzarli sono state consumate 304 PERCORSO 4 UNITÀ 3 Il regno degli animali: gli invertebrati ecco perché la sua diminuzione è fondamentale per materie prime ed energia, e quindi spazio. L’impronta ecologica dei trasporti è dovuta ridurre l’impronta ecologica globale. COME SI DISTINGUONO GLI ANIMALI? FOCUS ai materiali per costruire i veicoli Anche l’impronta idrica idrica, che misura il consu- 305

1 Sviluppo sostenibile, sviluppo economico e salvaguardia dell’ambiente non si escludono l’unoAMBIENTE con l’altro ma concorrono a realizzare il bene comune.

AMBIENTE

i s

i o n s i

102

mo di acqua, è un parametro che contribuisce a determinare l’impronta ecologica di un individuo, di una città o di una nazione 3 . L’utilizzo dell’impronta ecologica come indicatore ha permesso di capire che, più del numero di abitanti che la Terra può sostenere, è importante considerare quanto è grande il nostro “piede cioè la nostra impronta ecologica. “piede”,

il loro foraggio. Per produrre frutta e verdura bisogna coltivare i campi.

UNITÀ 1

L'IMPRONTA ECOLOGICA

eco

VISUAL

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

UNITÀ

UN CODING

Impariamo a posizionare e inserire nuovi sprite.

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

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TRAVELLING in SCIENCE

LEZIONE

più Seas è la nave lunghezza hony of the lare llate, ha una crociera Symp Formu NZE membri La nave da 230 000 tonne SCIE ggeri e 2390 mondo: pesa grande del re 5480 passe con ferro e quindi fles scatena ionpi Conferenza delle tter in acqua nave buona ron nelliono èUna numero pro acciaio, ata da un potabile no com e può ospita o eno gran etein grup acquaParti ari e Astrifl maggior parte Iess rifleess rtat modalusa stellato particol suldiClima (COP24). tarel’acquedotto fornisce ferro di cun locara di 362 metri eo). fenom provoc questo o ripo tuttavia, l’Union Nella gonnza delle È realizzata per lanostroalePaese, Cias i: o e può affron tre ni: il polline essere due zata in ento Era il 4 dicembre . ha gli italiani sono o un “cie are il d’aria. In venide li astrun i, di realiz allerge del ciò, e 0 (zer e che deg itturala dell’equipaggio. galleggiamento ottim 2018 cim e piena e contenuto. Malgrado lizziam quando prese la paOsserv il termine gen uli rossché addir con calmieratorola nos cava li di inczion è piscetellazioni che i rea è prezzo o glob na un solo un indicati ad rico ha col rmi può sporeacciaio, ma terno i di per arriva della nte e venduta che prevedono a dei cos do da fonti all’in dete ni è un tella lo gatti, complessiv cific dei coalizione che monitorata continuame pelo di lena guigifico sul in bottigliaconto iche. luce che 88 qualità, globale di assoin mo e le cos acee, uguali. bran marcatori spe ), quin A; IB,iler pi sanspec lo •ocean gramin acqua inilbottiglia. codice L’acqua ciazioni che alcu e lungh e rotte peso cosadiinserisci gio di Per grup globu esso noscereteinadell’a il consumo suo per prima da meno frequenti rispetto gio lascqua a-disostanz

159

Volcanic bombs are blocks of solid lava up to 30 cm in size.

raccolta e analisi dei dati

CONOSCE NZE e ABILITÀ

VOLUME

MISURARE LE GRANDEZZE: MASSA, PESO E TEMPO

Massa, peso, tempo

conferma dell’ipotesi

alla prova

Test interattivi

è la misura della forza di gravità Se i risultati degli esperimenti si ripetono con regolarità, allora loLIVELLO scienziato può 4 3 LIVELLO che agisce su un corpo LIVELLO 2 LIVELLO 1 confermare la sua ipotesi e trasformarla in una legge scientifica, che in alcuni casi si può esprimere in linguaggio matematico. mancanti. 3. Completa le frasi con i termini 1. Completa la mappa con i termini ● osservazione ● ipotesi esperimento ● fenomeno LEZIONE 2 MISURAREmancanti. LE GRANDEZZE: LUNGHEZZA, SUPERFICIE E VOLUME è scandito dai movimenti ● strumenti di Terra e Luna misura ● sette ● simbolo ● unità sono Le fasi iniziali della ricerca scientifica Una grandezza è una caratteristica di un oggetto che può essere espressaa.numericamente. di un Le grandezze fondamentali sono 7; le loro unità di misura e il simbolo sonol’stabiliti dal Mappa interattiva . e la formulazione di un’ Sistema Internazionale delle unità di misura, SI. Internazionale Il Sistema si effettuano Le 7 grandezze fondamentali sono lunghezza, massa, tempo, intensità di corrente elettrica, un b. Durante . temperatura, intensità luminosa, quantità di sostanza. misurazioni per mezzo di

UNITÀ

e. La massa è la misura della forza che agisce su un corpo. di gravità IL PESO f. L’unità di misura del volume quadrato. è il metro la sua unità si misura con

V V

di misura è il newton (N)

il dinamometro

6. Segna con una crocetta la soluzione corretta. IL TEMPO si ottiene a. Una corretta misura di lunghezza utilizzando: la sua unità di misura si misura con l’orologio è il secondo o il cronometro 1 il cronometro.

1 UNITÀ ME 3 RSO VOLU

PERC

PERCO

MATERIA

corretto le fasi del 8. Metti metodo sperimentale. dati.

dei a. Raccolta permette di calcolare ilb. peso specifico che èdell’ipotesi. Formulazione il rapporto tra peso Conferma dell’ipotesi. ec.volume di un corpo

d. Osservazione di un fenomeno. dell’ipotesi. e. Previsione delle conseguenze f. Realizzazione di un esperimento. 1:

CLIL

Ciao! Sono Ray, il robot venuto dal futuro, e ho bisogno del tuo aiuto! Supera le diverse sfide e scopri gli obiettivi dell’ . Parti in missione per salvare la Terra!

MATERIA

IONAL THE INTERNAT ITS SYSTEM OF UN

COMPETENZE ALLA

La scienza e il suo

Mappa 3

permette di calcolare la densità che è il rapporto tra massa e volume di un corpo in ordine

la sua unità di misura è il kilogrammo (kg)

si misura con la bilancia

minuto = 60 secondi 2 la bilancia. grafico a 9. Leggi la tabella, poi segna sul 3 il metro. materiale corrispondono i punti ora (h) = quale 60 minuti persona. 4 la lunghezza del piede di una indicati. nell’uso comune b. La densità di un corpo è: 3 giorno (d) = 24 ore Listening densità (g/cm ) materiale comprende 1 il suo peso specifico. ENZ E 4. Il grafico rappresenta i gusti di yogurt 10,5 PET corpo. del peso e argento COM massa tra anno = 365 giorni 2 il rapporto Mappa 2 Lunghezza, superficie, volume a pranzo gli alunni KEY WORDS 0,7world out the che hanno TORIALEconsumato legno NZA IMPRENDI is used through 3 il rapporto tra la massa del corpo e completa altri 7 ➜ COMPETE from per glil’esempio Segui known as the SI, classe. le in valori COMPETENZA di àuna di trasformar of modern society, na System of Units, 2,7 e il volume che occupa. opportunit LA LUNGHEZZA ............................... grandezze fondamentali LA SUPERFICIE VOLUME eIL almost all aspects alluminio sulla base di idee in daily life vita quotidia The International ements la tabella. Capacità di agire ogni corpo. of measur identica per signatories firmatari 4 una caratteristica life. es express the results a rispondere! GRAFICA DEItoDATI ce of ProvaLEZIONE 4 LA RAPPRESENTAZIONE technology, to daily in 1875 by 17 countri General ConferenMeasures che ricavi dal ed science and rappresenta: Convention signed si ottiene confrontando Weights and c. Un grafico cartesiano advanc delle informazioni the General massa (g) ogni grandezza ha l’unità di misura è l’unità go back to the Metre SI 1. Sulla base ce l’autrice? the tion established of GONdiImisura è riferis Conferenza Generale un oggetto con il metro si roots Conven disegni. I dati raccolti negli esperimenti sono inseriti in tabelle e visualizzati mediante rappresentazioni STRE dei The The secolo mediante STI ...................................... ries. dati Misure 1 una serie di si testo, a quale dei Pesi e delle ng of 55 signato APPR ENDI ), grafiche.eventi più importanti che and now consisti colonne. constants Measures (CGPM mediante 52,5 dati gli di physical and s serie una sono 2 Weight 2. Quali costanti fisiche Conference of ...................................... of each è stata una delle . di ...................................... of representatives 40,5 il metro quadrato (m2) (1922-2013) sono verificati? 3 i dati espressi in percentuale. la propria ................................... base units in tutto il Margherita Hack a diplomatic body I grafici four Mappa 4 famosi citati? ti, nota il metro cubo (m3) I GRAFICI unità di misura e più brillan in modo diretto in modo indiretto i personaggi tra loro. usually meets every bito 4 due grandezze in relazione 3. Quali sono scienziate italian member State. It studi nell’am fondamentali ...................................... enze, sono tutti con il righello o con il teodolite o to decide e suoi importanti delle tue conosc 17,5 has the authority donna a diriger mondo per i il metro a nastro il puntatore laser 4. Sulla base possono essere years and the SI. È stata la prima or extensions to misurabili le caratteristiche dell’astrofisica. Italia, ha svolto scienziati? on any changes e il proprio .................................................... torio astronomico in definisce gli7. Riconosci the CGPM adopted lo spaziozione racchiuso scientifica o te, l’autrice un osserva e quelle non misurabili 25 volume (cm3) In October 2011, 15 divulga Perché, second di un 5 i”? 5. à da way contenitore (capacità) attivit stregon ricerca The building “apprendisti on preparing the alla un’importante riferite contributo alla a resoluti scienziati ideogrammi ortogrammi istogrammi grafici cartesiani areogrammi considerevole è un volume SI are the SI. of the of stelle. Nel di revision blocks delle e ha dato un e preparazione for a major definizione conlolastudio mancanti. alunno e la classificazion libro L’amica 11 alunno i termini base units: 2. Collega il termineper possible new seven 10. Completa le frasi il thecon un piatto di In recent years, , Hack pubblica corretta. costruitiE con icone con colonne con colonne base units were che visualizzano variazioni che visualizzano racconta1 alunno DEBAT metre, kilogram per 1998 Margherita spaghetti. ons oflethe second che ,utilizziamo vita, dove definiti litri (L) Gliespressi a.dati appropriate distanziate continue Storie di unasi misura in di due grandezze che , kelvin, che si pera gruppi di misura scienza Unitàstelle. mirtilloin due avere a delle 3 ampere discussed among devono Lgusto = la 1 dm ciliegia fragola ananas banana intensively passione 1per dipendono l’una dall’altra percentuale una misurazione alla frase vita e la sua ber 2018, in effettuare and Dividete la classe sua capacità della alla mole la adeguati In Novem relativamente e portata misurabile ntare......... specialists.non misurabile di indagine. numero no confro caratteristica . si ricorre ......... dovran......... il suodimetodo all units of SI ......... candela casi 5 ......... misura 1 Metro quadrato b eUnità misura da effettuare. In alcuni the CGPM based BUR alunni ziata nel testo. delle stelle, eviden L’amica ts. da dell’acqua Hack, ricavate a , cioè temperatura argomenti della massa a misure Tratto da Margherit on physical constan Un gruppo esporrà nti UNITÀ 1 La scienza2 e ilSecondo suo metodo 36 PERCORSO 1 UNITÀ 1 37 grandezze di cui si ha RIPASSIAMO CON LE MAPPE attraversato calcoli di altre di misura o e l’altro argome tempo di cottura c Unitàmia atico generazione ha a sostegn La secolo, dramm se vero (V) fermazione. la misura diretta. 3 Litro della superficie tutto questo 5. Segna con una crocetta a sfavore dell’af quantità di pasta praticamente EXERCISES contro ma anche una stessa o falso (F). COMPREHENSION e rivoluzioni, b. Quando diverse persone misurano di misura Al termine dell’in da cuocere d Unità per guerre 4 Newton progressi della verranno risultati ottenere enormi emersi possono gli nti si T F il metodo argome è gli temposmante per te delentusia sperimentale ne Il metodo avvenu a. Sono 1. True or false? sapore del sugo gia. su Vun Ftabello di misura dipendono diversi. Gli 5 Kilogrammo e della tecnolo nei scienziato.schematizzati lavoro di ni scienza classe. che dello di misura all over the world. e Unità sia dalla cent’an utilizzato ntati dall’intera a. SI is used measurements dalloofstrumento sia colore dei pomodori formato T F questi scoperte in questi eb. le results ci circonda eè comme ciòdiche Tutto peso radici delpiù to express the 6 Densità V F precedenti, society. che le effettua. b. SI is used venti secoli T F o nel 1500 da materia. profumo del basilico aspects of modern massa enti le troviam f Quantità di hanno lo o in almost all i years. , Kepler caratteristica di profondiinmutam è una c. Le rappresentazion grandezza UnaGalileo T F i dati in certo un meets every seven contenuta nel 1600c.con F ico, capacità della pentola c. CGPM usually con Copern scopo di visualizzare e confrontare si esprime numericamente. V secolo chedella il corpo un stato È sostanza di volume con Newton.[…] are eight. Luna, e poi modo immediato. . mo sulla cronometro sono due d. Base units peso del piatto e il d. L’orologio spazio, dell’uo picture dello F each V di sta e conqui di Vernedi misura del tempo. base unit under 6: strumenti 5: fantasie 4: delle 3: 2. Write the 2: 1: 39 dell’avverarsi UNITÀ 1 carrozze a cavalli PROVA ALLA dalle ABILITÀ E CONOSCENZE passati a Wells. Siamo mondo in ottant de, dal giro del ai Concor È stato il secolo e il suo metodo La scienza in venti ore. 38 PERCORSO 1 UNITÀ 1 a, giorni a quello e della biologi della medicina dei progressi ssantenni, delle madri ultrase ti, trapian dei delle clonazioni. d che potranno disti stregoni c Siamo appren i viventi bene a tutti b fare un gran pianeta. a distruggere il o addirittura

alla prov a

O 1 UNITÀ 1 PERCORSSO PERCOR

Massa e tempo sono due grandezze fondamentali del Sistema Internazionale: le loro unità di misura sono il kilogrammo (kg) e il secondo (s). Il peso, invece, misura la forza di gravità che agisce sulla massa di un corpo e quindi è una grandezza derivata; la sua unità di misura è quella della forza, il newton (N).

è la quantità di materia che costituisce un corpo

SCHEDA

pre ttri Molte persone dicono amb ambva La vita moderna ’emisfe con ento codrillo rossi entr che la Svezia è , oppure filo ele a entr dell te, o sem ■ PROPOSTE DI ATTIVITÀ società – ER rigaadiparili rim prima • Proo rispetto la da • Inserisci L’ESP è gestita l’acqua in bottiglia: solo ununo o IAIA otto quali eènon nend buli dei Paese piccolo omozigo o. ze a coc ale visib nteotip L’acqua ssiv adaeti l’espe gen molti prodotti, importa boredell’acqued recemp quel che ton con pin ttore la qualiè sempre si- facciaoThis o il 0 cin aver io ema e, di seguito, minerale spiegazione ce, ètala • RipA puòcch no ne garantiscon d’acqua mo. che e car happens Mamelt because nel ciel marcheche inve ditogether ho imparato rocks rru ioguig pluralità deep san po llo spe tecipazione con por una inside thepiccolo nondown avere Earth and • Che cos’è la COP24? pocch re il pubblica sei mai no. per legtroppo spe – un inte padina ledvidu grup sposta che azionebecome di stabiliti o di comando conoscedi giug ola entro parametri pilagrup de per farehigh fluid becausemaggior o con di scelta. • Quali sono le preoccup la differenza libertà temperature rità tra viduola i. ortante tà, mantenend pressure. . E seand The gnifica of the melted rock alcuni rolo e laser – una lam a adeguata alla azioni di Greta sul ragazzi un indi migliore i-to grav ottengoDI sprite nella posizione alla fonte gue è impETEN Sanità. is called no attenzione inc suo i mol magma. It contains ntator della lo di polisti dic mentre san■ è controllata futuro? diON Ministero mediatica and gases. in bottiglia blem gioZE COMP ge dal L’acquasteam internazionale solo gue B RISP ii. e di potenz a di legno ootipoben ia la – un pu cchio fusi Eone atore e rag ttili echpro e sanbase da analisi nspiegazione. tras per A quindi haperché di anatom marc rige ttar di garantita non Magma remains inside speciali, è rin rpe gen vanno • (va RV tà spe ido are the sorgenti acce Earth pubblica a e da enze scuola or moves pe go o last along arriva essi evit L’acqua SE rig fractures per protesta, ed può in thetelithosphereA chi si riferisce Greta quando dice: conosc e sangue an infacare o le la nec)■ OS tti,con immagina – un e il è calmierato. until it di rpe – una no, per ano gli di carton caso Appli ament cosa “Finchè non di quella A, mano ttar re corrett sca toncin potremmo migliori prezzo reaches the surface suo sapore acce eout. and fare tutti comes scatola tolaIn In this spiega proprietà quotidiane per le gruppo sanguig misur gruppo case, insieme, può there is a volcanic vi concentrerete…” oppure “Siete rimasti per veree il ca. se solo gia – un car tro o efor po B – una riceallergi lo volessimo togue del rifless fisiolo o? riduce Bil eruption. .......... grup può san senza veramente me proprio ha an ....... una sca ce,reazio scuse...”? otto. ”. acqua del rubinetto Grup po dell’acqued che Qu gio ona delcartoncin Usare...ne 0, inve della .............. anche – gonio biadesivo eno uli rospo e ragpers o Grupe,podiB persona 1 com fenom sul glob e una ....... grup....... .............. i numeriviste plastica di nte di o Una su hé ....... del ata e mercato bottiglie B di de rete, sul str (in cci gue perc atore B La presenza nare .............. consumo ..............a tutti, o 0, così – na marc e san – carton selezio ....... re tra ap. atore are sied are ....... .......e .............. ola ambientale po A llo marc utili per Ricerc di tipo A pos è la garanzia Inizia cosìrose don ■ APPROFONDIME ....... a, l’impatto Grupconseguenz di acqua A ta azioni Chidic il suo ....... la può marche no ....... po 0. discorso inform lo i o col le ....... – righe ....... NTI Grup la B – giovane ma fici) nd ....... 0 attivista, po....... pali fattori arello di tipo poi ammonis e pre i .............. .............. o- dei princi grup ie. testi scienti migliore, secondo le re- che ....... A linazi prezzo enza tro erfic delce: ie di inter– penn Fai il punto sulla situazione TI A FAVORE gue del sup – forbic olo laeconosc in....... A marcatore tari strateg inc ALTRI ARGOMEN ri....... niomedire ....... atore solo sana profon italiana e mondiale relacato a. i-allergie. marc le più elemen concorrenz crisi della sul go una divers gole più comun gol no mar ....... tivamente alle emissioni a con - punteru po san dell’acquedot-• Conoscere grup non han valori se alle sabili delle di CO2 in atmosfera e unasisin rere una ... dell’acqua “Nelperson barespon ambientale si certoL’utilizzo 2078 ai per raccogliere ggi i prediili vantaggi: .............. ridurre l’impatto lizzare sponi una presentazione vento per soccor il mio settantaci Per festeggerò sim ioni in ide .......ata, ca .con un.............. 2 Le nquesimo diverse altri nasnte ie a Per rea one nel formato da te preferito. to offre compleanno.utilizzare variazbambino strateg del vuoto areentr .......... .......pia il metodo ....... oriEMATICA dop Per aiutarti puoi visualizzar azi gio incSaper allergica. delle può Se avrò dei bambini probabilmente autilizz .............. ORD MAT lle....... fresca; che un ....... REC al rag o.......tabe costell luci led di col e i seguenti siti: ... .............. • è sempre DA passeranno quel Est vetro. babilità date zzan IONE....... bottiglie giorno e .............. are. .....................nna ....... diverse • per la situazione ni la con di sisi-trasporto ERS ruote; rendere per le me e forse mi faranno dati.......da è la pro .......analizz si.......utili ricerche su erger colo IMM ....... •imm anon .............. subisce italiana puoi riferirti ■ ....... – piccol Qual are ... i di....... risultat olar ....... i I domande prim lemi, nto ....... ....... calc ....... su MENT o di al sito prob una confro voi. ven i ....... a Per ....... Forse mi chiederanno ....... dei dell’ISPRA, l’Istituto leg ■ STRU eeda .............. che sot- che gestiscono l’acquedott orta Metter un divers riga .............. .............. . dolisocietà comp come Superiore per la Protezion a....... guigno? le per col CONTRARI e prim ....... gli .......ggiar Interne i ....... Quan nont aveteTIfatto e.•alle ARGOMEN si a mai ....... ile. rtat galle connesALTRI una .......insiem salute; e rli diffic di PunnettSe ..............e tanto c-co-e ladi educazione .............. niente elettrici alla ter ripo i e la i da riga Ricerca quando o programma il ....... discute ....... Continuando • a compu spe ta drat delAmbienta – era cav ha gon ....... ancora ndità ....... – pos..............ndità qua le: è altret prim fanno azioni in bottiglia il llo ven ....... tempo di su alaprofo dell’acqua de altri. ete ruote agire. gli a riga o gestiscono Dite lla è comin profo con ontal .............. pila ....... di amare i vostri figliposti ni sono• Il trasporto http://www.isprambien èpergestiscono l’acquedott orare prim che cosa end lo?oche rità spiegherà aOve lo sprite lo ne dal in orizz – cartello i led st ....... de volt a com veico nazio sopra Ogni tabe i casella dell....... società leegu •reg .............. cliglobu ogni proce Collab lo lla, è un’attività che offre leria cosa mahe, -climatici/landamento te.gov.it/it/temi/cambiamenti i.ola globu spost po 0 glima ... . . ssapros nere; state i l’in risultat problematic ....... rino i ata toma ogn acque a tabe ale di cancelle rubando il futuro proprio one. Una Grup– rosso cqua .......nna -delle-emissioni dellafisici. 0 nicare colo glie stati tatica dell a....... dell’a la ste la depurazion Comu e ich dif mili: in siderazi Gruppomateri rosso anche ento ....... ta ta idros davanti a prim mopim il volum spin sen e, do i in con stantan e ladell • per la situazione occhi. .............. posti di lavoro riem di lavoro. ai loro Finché non vi concentrer anch ..........in cella ITO o pre mondiale puoi visitare ede al .............. una quin COMP società offrono numerosi gono....pres e di ABere queste ete ....... lea een proc •.......scend DEL po....... Evieta 3 Qu su cosa di acqua potabile di fare riga vuole ugua .............. società il sito ZION deve Grup si....... delle reil alleessere ......... AB ..........atore fenom nna si ....... do....... della Fondazione per fatto prim - AA anziché. su cosa sia pozionesemp quan ITO io Grup?po ORGANIZZA• Nulla strutatore comde....... .......livelli. ■ marc .............. La lo chdell quali i a cosa ....... COMP sviluppo to: .................. prima colo Por e vari succe ■ a ....... ....... cella sostenibil zion liticament stabilir rficie usa ambientale e ....... marcY ....... e. Aluna ellaMa che e meglio fare, non c’è supe gruppi educazione ... .............. cuni dati sono in inglese, in Io ho re informazioni anch’esse re in ....... ar.............. X per ...........ocio tra cost ricerca ro.............. risali alcuna speranza. .............. comp ....... re....... ....... incr isfe di....... i grafici sono numerosi sia• Dividere la classe Non possiamo .................. a....... ....... .......pos oppu gruppo re èindotat ndità dell’emprofo lla, .................. che provoca risolvere una ..............no Lavora e molto dettagliati: ili....... .............. o. •....... i tabe .............. ne, effetti .................. sugli - ale visib timari sotto ersio ne, .......la ........ ata a in 2-3 ore.crisi se non la tratpiti svolge ognun tiamo come del .............. .............. e si è moci allergico. men di allerge na ppia di imm è previst o lunboreplet ....... .................. tipo fase un tale: dobbiamo lasciare o di inter http://www.comitatos su....... .............. in tura lla luc del compitodelle acque .................. ciel ....... fare eno volta com .......acco deDocumentia e il lat il fenom stagn omuneili i combustib cientifico.org/temi%2 e ridurre .......di ero Una ac- a: rimedi società di gestione ua per .................. acqua-del-tuo-c • L’esecuz di unaione lineanel mbr per gli ion tenu e. nti a....... /datiglobali.htm fossili sotto terra e lita-dell-acqua/ d’acq do ch 0CG/clima tota....... Sito informativo .............. ................. unalire al num piti ess NTO sui riem mo eono XY laresfida dobbiamo focalizzarc ita/servizio-idrico-integrato/qua dice time per raccog–liere propos affrontare alla .................. Per tro risa o....... tto EDIME o in......... ....... utilizza veng mo YY la rifl il metod mpi i sull’uhttps://www.gruppocap.it/attiv da .......... a ola rispe oXX enti IENZA guaglianz PROC .................. nel cen 1 volt artim • anche il Parlamento toncin a. Siete ESPER re mari X no del .......... e reg .............. ricerchiamo . Nell’ese volt debate rimasti della Salute DELL’ sotto a XX, ch ccia ......... ar-... sioni. – Indicazioni del • Decide Ministero senza tabili&menu=co del .................. Europeo ha una pagina scuse e noi ntrolli ORSO &area=acque_po .............. le conclu 1 i comp e contarlitro alsono:comp ni il car le e tra ta? ?lingua=italiano siamo .......gere, enze trarre legge ■ PERC einformazioni in rete. del senza e il apeso le/temi/p2_5.jsp .............. .......arli conosc de................... bordosulle ute.gov.it/portaron, entar dicata alla tematica a rimasti correti dati, analizz .......emer .....me enti nostre più delle bottiglia in PET per 4 La tempo. http://www.sal aum fotogra • Dispo orizzonta .........are llo lo.... .............. ......... e riciclaggio tre, ....... Noi ndo Came nio piam raccolta siamo rat di ambienta record ......... punto ....... men veico ....... , , il qui Est metodo utilizza il il go James i cop dità per le ost dire mo ......... ....... ata più do ....... farvi tatica o ....... urgente del raccolt in gruppo profon che ildicambiame .........a il dove viene ....... lasapere canad 1eseFaccia geren i dati dim CORIPET siam a idros ntoillustrato il penn .........o.........fiss momento: go sia tracci .............. alleg XY. – Sitoa di ..............Docum entare pos il regist spint YY attività B..................... ....... ha raggiu nne. ricerca nto stasul ...........e le Maria d’aria, volt tico o 2ale atore ..............pion tic e ......... ale con bia......... voldi iniziare delle .......B bottiglia”. .............. Challenger, marc....... aPrima XY zionata Nel 2012 ....... enze arrivando, che vi desiv di•....... perfe riem ver......... bottiglia i. matema Fossa piaccia “daea sintat atore i ¼....... o no”. https://www.europarl. stata disegn nti vertic la ......... ....... afo Deeps marc nostre conosc ee èY o time....... e ......... uaggio il comvideo fondo della in comune le batiscper fie, ripet.it/ europa.eu/news/it/he rese ch......... ling .............. e,uzion .............. di volt costr .............. In.......... https://www.co ......... toccando ilmettia rapp....... mo tro do......... ....... profondità il nastr foto7e video adlines/ re etare society/20180301STO ²∕4 di tecni o ca interpr ta....... YYasono Ques .............. .................. di 11 000 metri,27 niome sizeion raggieunge 98928/emissioni-di-g • Con cino in mo de......... 55 XX onozare l go .................. resentat • Analiz .............. e po che allergico. as-serra 69 -per-paese-e-settore................. eXY 2 1 2 eno .............. cafi, che poss il fenom ch siaè rapp cchio.................. 109 infografica carton nda ai 90°......... UNITÀ re meglio do tre spe nei batis 4 UNITÀ PERCORSO 4 UNITÀ 3 UNITÀ 2 Ovest men 123 prendeCO lo ......... 2 UNITÀ 3PERCORSO 1 UNITÀ 1 etri. .................. te, mo ORSO po RSO 4 .... PERCORSO o PERCORSO VOLUME kilom in B PERC A ris C E ......... nc di D ......... ME io. VOLUME VOLUME aia PERCORSO VOLUM 3 ......... 173 ba ......... A cor VOLU PERCORSO VOLUME 1 UNITÀD 2 2 UNITÀ3DELLA LA DINAMICA O VOLUME MATERIA A TERRA lio ½. DELLA LA STRUTTURA VOLUME 1PERCORSO metro.................. A PER di migli UNITÀ 2 1 L’IDROSFERA VOLUME VOLUME PERCORSO 2 UNITÀ 1 specch meg A VITA UNITÀ1 LINFATIC SISTEMA oo......... 1PERCORSO 5 UNITÀ 2 191 LE FORZE PERCORSOIL 2 VOLUME ggia sul il gonio.................. IL LINGUAGGIO DELLA VOLUME NETISMO UAGGIO DELL UNITÀ1 3 IMMUNITARIO lare all VITA E E IL SISTEMA • Appo cino con .................. PERCORSO 5 VOLUME B PERCORSO E IL MAG IL LING ndico 2 UNITÀ2 2 LA LUC ETTRICITÀ 5 UNITÀ 2 2 RSO VOLUME NO E 141 E 2 PERCO 5 UNITÀ carton mente perpe IL SUO ORSO VOLUM 1PERCL’EL tta ME 3 1 UNITÀ perfe 2 ORSO VOLU

LA MASSA

PROVA

UNITÀ 1

CLIL

UNITÀ

LEZIONI in MP3

realizzazione dell’esperimento

DEBATE CO

IZZA

Le fasi del metodo sperimentale previsione delle conseguenze

a o bo m n h g ono d

tesi un’ipo

IAL MATER

IL METODO SPERIMENTALE

formulazione di un’ipotesi

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

AL ■ RE

Per formulare una teoria scientifica la scienza usa il metodo sperimentale che procede per fasi successive.

osservazione del fenomeno

T A TÀ KERING SCIENZE & MA COMPETENZ COMPITO DI REAL PROVE DI

LAB TIN

name ............................................................................. ............................... ................................. nome surname .............................................................................................................. ...................................................................................................... .............................. cognome ...................................................................................................... cognome ...................................................................... .......................... nome.............................. ................................ cognome .............................. .................... ....... .......................................... ............... ................................... .......................... ..... nome ...................... cognome................................... ........... ........ .............................. .................. ................................. ..................... ............... ..................... ................ .................. ........... cognome nome ....... ..................... ................ ..................cognome ............... ................ .................. ......... .............................. SCHEDA SCHEDA e ......... SCHEDA ............... ................ DA ...................... SCHEDA SCHEDA nome EDUCAZ ................ PROGETTIAMO CON SCHE cognom ...................... IONE CIVICA SCHEDA ...................... me ........ .............. e ........... .................. cogno nom

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

MATERIA

Mappa 1

4 LE CALOTTE

5 La calotta antartica

o il eposto in Europa si battono per la cosiddett ttro ricouna dir no enz polveri, I controlli sono vertrasp quell rag ortar po 0 Un rag dellaèpro ne rifl periodi. al primo il funghi, lunghi lla Grup rosso perpoi laacari, chedi a giustizia nare i qua la pres deittura a 1a (che na addir tuo sprite, io vie ntenendo e o pres ificatipi climatica, nonché lo ilstoccaggio per posizionare irizzadirmi ioreenz Global Justice Now. sign alcuni ind ento e il trasporto, é il A determi determinainfer di mercato. magin ciòon), rifless specch ma:anche l’imbottigliam solo: ma purch epuò non dete ae.e Non ntiloro nz ed è sottoposta alle leggi gloinquina gin i che he l’im RVE leli: IA,azi pubblica, trico, camibran cheoni ti, tra di benvenuto. deiari. il codice B; l’acqua inserisci ggiar AB nan auto, laa sta di ori e aliment agalle SA SE omiainer a cui viene sottoposta er.aa quelli simme tilinea: anc Gruppo protein A nto cod i easostanz mem (cont costell onti farmac Pumices are fragments“Il lele i, son a. ■ CO gio las sull ret • aOscur IA marcatore pesa of mio IBl pu light nome hi Lapilli are tiny little fragments a delle presenza dell e una l raginsiem io,ene AB. entano e de li caric zione metric eL’alricerca è Greta iamo scatol Thunberg, ho quindici e gruppo ciallecch on di Realizz and porous lava te NTI CONTRO aziondi,questo indi I due that quickly a è sim ttrispe o .IAIB pres unPor of solid lava. Per la anni ■ ARGOME cciata tein zione dell i clin e vengo quindi linguet pro più su rifless o azi gen traotip ettia.ele di quin l’in dalla Svezia. eclin l’in o ncon TO son cav con IB: , sapern PRO ale e Parlo per conto re cooled e down. zion per nd NTI e, oti rpe pila tic ure IAiA ica ella fraClimate tein ■ sceltadi – 1 IMEN co opp gli eterozig . oARGOME cost alleli IA la pe difica prodif otip Justice Now. diffuso ro i gli e le mo prevede la possibilità di a mo problema così gen

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

bacino di ablazione

LEZIONE 1

Le terre emerse che formano m l’Antartide sono comp

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

Alla fine dell’unità trovi tutto l’occorrente per ripassare, esercitarti e mettere alla prova le tue competenze, anche con attività in lingua inglese. Anche queste rubriche sono in caratteri ad alta leggibilità!

LEZIONE

ECO

7 2 VOLCANO 3 ES O RUBINETT UAI?DEL • ACQ GIC I TE E,ALLER NAR nome ? GRETA THUNBERG SIE IGLIA UIGGI IN BOTTA volcano GEG ONLL TGA RE UA O ACQ LEO is a rupture in the Earth’s crust where incandescent materials LA nome LLIASA O ALLA such PP I, VO G ime T COP RS oggi S N as lavadi RU 24 ancora ciò and gases comeleout, se STATO eppure DI GE primavera, moltiss I PASSAGGI but G vita, 1; there A are also nostra della solid la o fragments per io ER of LO different AMle piùmi le Ogni anno, all’arriv dal raffreddore da fieno, che non è fondamenta e med potabile IC IM L’acqua OCL’IE sizes ri il valor and shapes, called ET cronica e molte altre pyroclastic particles. ito le stel di sete MN soffrono colpite ENo han fico i supe del DEBATE e sono ono i continu no riun speci è starnut nel mondo molte popolazioni RIAU idenza bruciori agli occhi,peso i gli astr izione person NE ri delEcielG Persino in Italia l’acqua non affonda. di inc sta o con AB sintom all’acqua potabile. o notturn i. Ancora ogg di ri- : A, B, necessario e come avvengono la nave consumo materia sono ililNell’unità ie, fisici della Il discorso conosciuto hannoeaccesso gol siomanife hai i incentivare nte GIA alla temperatura NTE al calore chegli, estati regioni accad dedicatanon lità la posbia l’an alcune MISU LESSIO reso in famosa l’angol cialme LEG ato l’acquedottoha i d’asma.ÈQuesti a livello o quattro tellazion are con faci - pubblica: uffiGAL tramite he a tuttiche controllata, cam la piattaforma più che coninternaè va a familiarizzare osserv anc aiuterà disponibile persino na zionale a sonattaccho, sulla mem ciuto À eccessi ere ti proponiamo Se CITT sempre Il progetto all’altro. mati cos GretatiThunber dell’acqua nos biaara uma i passaggi da uno stato UNA e devono immun per--itaria cie ■ g acquistare o-rico è quello di Katowice cam o per trov ale imp men risposta spe camion cisterna ha ellate conin ochie a Per una tonn e di trasporto, Essa può iona , riment vengono riforniti o. i concetti. enzoa di meglioin risultat rag minori costi di.gestione per focalizzare Polonia, DI RIF Glilumantinoichise inegrusistppiemchia ha e gli ang cittadini un’animazione enti nell cielgio parte del pres Scratch e a realizzare luczion occasione maggior i di rife Nella chiama efunz dall della B, che perchtaéèallergia Intelarna ni epres in bottiglia. ventiquattresima ppeo del izza tone. e ”.sea pesa parec son tola A ereazion e del e,una anch più ecologica. , sio sca omica galleggia sanguig e ma da bere necessariamente di fattori,

LE VERIFICHE

crepacci

Impara e… divertiti! L a o eg a

all’impronta ecologica: calcola il volume totale di risorse idriche necessarie a produrre beni e servizi consumati da una data popolazione.

L’atmosfera

front

LAB ST

L’idrosfera

3 L’impronta idrica è analoga

PROVA COMPETENZE ALLA

PERCORSO 2 UNITÀ 2

m mm

u Qu pone sone, il p obiettivi di s pri impegni.

ere Preved

158

sviluppo economico

Insieme ai volumi del corso trovi m % SKILL BOOK, una raccolta di mschede con tantissime attività: esperimenti, oggetti da costruire, letture per approfondire, compiti di realtà, debate, attività coding, percorsi interdisciplinari. Scegli la tua attività, stacca la scheda e inseriscila nel raccoglitore!

e al combustibile per muoverli. Per produrre carne bisogna occupare lo spazio necessario ad allevare gli animali e a coltivare

sviluppo realizzabile

3 L’avvio ufficiale degli obiettivi per lo sviluppo sostenibile ha coinciso con l’inizio del 2016, guidando il mondo sulla strada da percorrere nell’arco dei prossimi 15 anni.

l'impronta ecologica

sostenibile

sviluppo ambientale

Lo sviluppo sostenibile è un modello di sviluppo in grado di soddisfare i bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri.

FOCUS

AMBIENTE

sviluppo sviluppo vivibile sviluppo equo

Un pianeta da conservare: l’Agenda 2030

clicca e gioca!

AMBIENTE

amb ente

2 Lo sviluppo sostenibile è l’area risultante dall’intersezione di tre elementi essenziali: la crescita economica, l’inclusione sociale e la tutela dell’ambiente.

sviluppo sociale

periodi di tempo molto più lu il processo rimboschiment di un ghiacc parti 4 Le di Lo sviluppo sostenibile intro ambiente, in base all’idea p superare la capacità della Ter gli abitanti della Terra deve aspirare a una vita migliore. Per questi motivi la sostenibi • economica: dare lavoro a popolazione ed eliminare l • sociale: garantire a tutti ist • ambientale: conservare e tu

generaz one

Le risorse offerte dalla Terra sono limitate ed esauribili. m Usiamo l’acqua, consumiamo il2. suolo, inquiniamo l’aria troppo ve-m 2015: NASCE L’AGENDA 2030 25 settembre 2015 i 193 paesi membri dell’Aslocemente rispetto alla naturaleIlsemblea capacità della Terra di rigeneraGenerale dell’ONU hanno approvato un accordo, l’Agenda Globale per lo Sviluppo Sore le risorse naturali e assorbirestenibile, i nostri rifiuti. e 17 obiettivi che questi paesi si impegnano a raggiungere entro il 2030. Per queste ragioni l’ONU, l’Organizzazione delL’Assemblea dell’ONU ha espresso un chiaro giudizio sull’insostenibilità dell’attuale modello di sviluppo e per la prima volta il problema le Nazioni Unite, ha proposto trattato di ripensare al ambientale è stato insieme ai temi sociali ed economici, superando m definitivamente l’idea che la sostenibilità sia unicamente nostro modello di sviluppo economico e di una questione ambientale. Questo accordo, chiamato brevemente Agenda 2030, si procome un programma scegliere la strada della tutelasone, eponeildella con- d’azione internazionale per le perm pianeta e la prosperità. Il termine Agenda sottolinea che gli obiettivi di sviluppo non sono dei propositi generici ma dei veri e proservazione delle risorse naturali. pri impegni. Da questi stimoli, nel 1987 è nata la definizione di 103 sviluppo sostenibile 1 .

VIVENTI

Come si distinguono gli animali?

KEY WORDS

risorse naturali natural resources sviluppo sostenibile sustainable development equità equity

1. VERSO UNO SVILUPPO SOSTENIBILE

Ciao! Sono Ray, il robot venuto dal 1 Sviluppo sostenibile, sviluppofuturo e ho bisogno economico e salvaguardia dell’ambiente non si escludono del tuo aiuto! l’uno con l’altro ma concorrono a realizzare il bene comune. Supera le diverse sfide e scopri gli obiettivi dell’ . Parti in missione per salvare la Terra! Lo sviluppo sostenibile è un modello di sviluppo in grado di soddisfare i bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri.

clicca e gioca!

102

TERRA

La definizione di sviluppo sostenibile vuole farci capire che non è possibile continuare con uno sfrenato utilizzo delle risorse naturali, in quanto esse non sono infinite. Il consumo delle risorse naturali genera processi irreversibili, come ad esempio l’estinzione di specie animali e la desertificazione, o processi che sono sì reversibili ma solo in periodi di tempo molto più lunghi della durata della vita di un uomo come, ad esempio, il processo di rimboschimento delle foreste. Lo sviluppo sostenibile introduce anche due concetti: quello di equilibrio tra uomo e ambiente, in base all’idea per la quale il consumo di una risorsa naturale non deve superare la capacità della Terra di rigenerarla, e il concetto di equità, in quanto a tutti gli abitanti della Terra deve essere garantita la giusta parte di risorse necessarie per aspirare a una vita migliore. Per questi motivi la sostenibilità ha tre componenti fondamentali 2 : • economica: dare lavoro a tutti gli esseri umani per garantire il sostentamento della popolazione ed eliminare le disuguaglianze sociali; • sociale: garantire a tutti istruzione, sicurezza, sanità e giustizia; • ambientale: conservare e tutelare la capacità della Terra di rigenerare le risorse naturali.

È il gioco online per scoprire i 17 obiettivi e i traguardi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile.

Dopo le lezioni puoi approfondire i contenuti con le rubriche FOCUS e VISUAL, anche nella versione ECO!

UN PIANETA DA CONSERVARE: L’AGENDA 2030

Ciao! Sono Ray, il robot venuto dal futuro e ho bisogno del tuo aiuto!

GLI APPROFONDIMENTI

metodo

ce G P nc pa o SpA

clicca qui!

PRESENTAZIONE

INDICE Contenuti digitali

PERCORSO di APPRENDIMENTO 1

UNITÀ MATERIA

LA SCIENZA E IL SUO METODO

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

lezione 1 Il metodo sperimentale .............................................................................................................. 1. Dalla magia alla scienza ............................................................................................................ 2. Galileo Galilei e il metodo sperimentale ............................................................... 3. Le fasi del metodo sperimentale .....................................................................................

18 18 19 19

lezione 2 Misurare le grandezze: lunghezza, superficie e volume ............... 1. Misurare vuol dire confrontare .......................................................................................... 2. Il Sistema Internazionale di unità di misura ..................................................... 3. Gli strumenti di misura .............................................................................................................. 4. Misurare la lunghezza ................................................................................................................. 5. Misurare la superficie ................................................................................................................... 6. Misurare il volume ...........................................................................................................................

22 22 23 24 24 24 25

lezione 3 Misurare le grandezze: massa, peso e tempo .............................................. 1. Misurare la massa ............................................................................................................................. 2. Misurare il peso ................................................................................................................................... 3. Densità e peso specifico ............................................................................................................ 4. Misurare il tempo .............................................................................................................................. 5. Misure ed errori ...................................................................................................................................

26 27 27 28 28 29

La rappresentazione grafica dei dati ....................................................................... 30 1. Tabelle e rappresentazioni grafiche .............................................................................. 30 lezione 4 FOCUS

Anche noi scienziati ......................................................................................................................... 34

INDICE

La ricerca di Hasler

Grandezze e misure Misurare lunghezza, superficie e volume

Misurare massa e tempo Modelli scientifici Norme di sicurezza in laboratorio

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

alla prova APPRENDISTI STREGONI ...................................................................

Test interattivi

CONOSCENZE e ABILITÀ

CLIL

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

COMPETENZE

Galilei e il metodo sperimentale

The International System of Units .......................................................................... 43

Listening

Mappa interattiva

UNITÀ MATERIA

LA STRUTTURA DELLA MATERIA

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

La materia e le sue caratteristiche ............................................................................ 1. La materia forma tutto quello che ci circonda ................................................ 2. La materia possiede proprietà fisiche e chimiche ....................................... 3. L a materia si presenta in diverse forme chiamate sostanze ............................................................................................................................

46 46 47

lezione 2 La composizione della materia ........................................................................................ 1. La materia è formata da atomi .......................................................................................... 2. Dagli atomi alle molecole ........................................................................................................ 3. Le sostanze possono essere semplici o composte ...................................... 4. I miscugli .....................................................................................................................................................

50 50 51 51 52

lezione 1

visual

Gli stati fisici della materia ................................................................................................... 1. Solidi, liquidi e aeriformi ........................................................................................................... 2. Le proprietà dei solidi .................................................................................................................. 3. Le proprietà dei liquidi e degli aeriformi ............................................................... 4. Lo stato di plasma ............................................................................................................................ CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

MATERIA

56 56 57 58 59

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

alla prova ......................................................................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

alla prova L A FEBBRE DELL’ORO CHE AVVELENA

LA FORESTA AMAZZONICA

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

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

La temperatura ...................................................................................................................................... 1. La temperatura e l’agitazione termica delle particelle ........................... 2. Il calore è una forma di energia ........................................................................................ 3. Relazioni fra temperatura e calore ................................................................................ 4. La misura della temperatura ................................................................................................ 5. Le scale termometriche ..............................................................................................................

70 70 71 71 72 72

lezione 2 Il calore .............................................................................................................................................................. 1. La misura del calore ...................................................................................................................... 2. Il calore specifico ................................................................................................................................ 3. La capacità termica ..........................................................................................................................

74 74 75 76

lezione 3 La propagazione del calore .................................................................................................... 1. Il calore si propaga .......................................................................................................................... 2. La propagazione del calore nei solidi ........................................................................ 3. La propagazione del calore nei liquidi e negli aeriformi ..................... 4. La propagazione del calore nel vuoto ....................................................................... 5. La dilatazione termica .................................................................................................................

78 78 79 79 80 80

I cambiamenti di stato della materia ..................................................................... 1. Da uno stato all’altro .................................................................................................................... 2. Il passaggio da solido a liquido ......................................................................................... 3. Il passaggio da liquido a solido ......................................................................................... 4. Il passaggio da liquido ad aeriforme ...........................................................................

82 82 83 83 83

lezione 1

lezione 4

Pic-nic nel parco

La teoria atomica

Sale d’Italia I miscugli Gli stati d’aggregazione dell’acqua

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Heterogeneous and homogeneous mixtures .......................................... 67

LA TEMPERATURA E IL CALORE

LEZIONI in ANTEPRIMA

Separare i miscugli ............................................................................................................................ 54

lezione 3

UNITÀ

INDICE

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

Le scale termometriche

Come funziona il calorimetro

VIDEO

Come si muovono le correnti convettive in una stanza? I passaggi di stato

5. Il passaggio da vapore a liquido .................................................................................... 84 6. Il passaggio da gas a liquido .............................................................................................. 84 7. Il passaggio da solido ad aeriforme e viceversa ......................................... 84 FOCUS

CODING

I passaggi di stato ..................................................................................................................... 86 ...........................................................................................................................

alla prova ......................................................................................................

alla prova CON LA LANA NEL DESERTO ........................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Heat and state changes .......................................................................................................... 95

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Freddo e caldo per conservare i cibi .............................. 96

UNITÀ MATERIA

PERCORSO di APPRENDIMENTO 2

LA CHIMICA DELLA MATERIA

100

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

LEZIONI in ANTEPRIMA

lezione 1 L’atomo e la sua struttura ...................................................................................................... 1. Le sostanze si possono trasformare ............................................................................ 2. La struttura dell’atomo ............................................................................................................... 3. Come si identificano gli atomi ........................................................................................... 4. Gli isotopi ................................................................................................................................................... 5. C ome si determina il peso di un atomo: la massa atomica ................................................................................................................................

102 102 102 104 104

Il Sistema Periodico degli elementi ............................................................................ 1. Mettere in ordine gli elementi ........................................................................................... 2. Come è strutturato il Sistema Periodico ................................................................. 3. Gli elementi sono suddivisi in categorie ................................................................ visual Le proprietà degli elementi chimici ...........................................................................

106 106 107 109 110

Il Sistema Periodico degli elementi

I legami chimici ...................................................................................................................................... 1. La regola dell’ottetto ..................................................................................................................... 2. La formula chimica ......................................................................................................................... 3. Perché gli atomi si combinano tra loro ....................................................................

112 112 112 113

Due legami chimici

lezione 2

lezione 3

Fenomeni chimici e fisici a confronto

INDICE

Dentro l’atomo

105

4. Il legame ionico ................................................................................................................................... 113 5. Il legame covalente .......................................................................................................................... 114 6. Il legame metallico ........................................................................................................................... 115 Le reazioni chimiche ....................................................................................................................... 1. Le trasformazioni chimiche .................................................................................................. 2. Le leggi che regolano le reazioni chimiche ........................................................ 3. I tipi di reazioni chimiche ........................................................................................................ lezione 4

UNITÀ MATERIA

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

122

alla prova DALL’ALCHIMIA ALLA CHIMICA MODERNA .................

126

Test interattivi

Elements in the human body ......................................................................................... 127

I COMPOSTI CHIMICI

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

128

Ossidi, basi, acidi e sali ................................................................................................................ 1. L’ossidazione .......................................................................................................................................... 2. Gli ossidi basici .................................................................................................................................... 3. Gli ossidi acidi ....................................................................................................................................... 4. Le basi ............................................................................................................................................................ 5. Gli acidi ......................................................................................................................................................... 6. I sali ....................................................................................................................................................................

130 130 131 131 132 132 133

Soluzioni acide, basiche e neutre ................................................................................. 1. Miscugli particolari: le soluzioni ...................................................................................... 2. La solubilità .............................................................................................................................................. 3. L’acidità e la basicità delle soluzioni ............................................................................ 4. Gli indicatori ...........................................................................................................................................

134 134 135 136 137

I composti organici e le biomolecole ........................................................................ 1. I composti del carbonio ............................................................................................................. 2. Gli idrocarburi ....................................................................................................................................... 3. Le biomolecole ..................................................................................................................................... 4. Le classi dei composti organici ..........................................................................................

138 138 139 140 140

Il mondo dei composti organici

La chimica quotidiana .................................................................................................................. 1. C’è chimica intorno a noi! ...................................................................................................... 2. Il vetro ............................................................................................................................................................. 3. La carta .......................................................................................................................................................... 4. L’alluminio ................................................................................................................................................. 5. La plastica ..................................................................................................................................................

142 142 142 143 144 144

Dove lo butto?

lezione 1

lezione 2

lezione 3

ECO

Reazione di sintesi Reazione di decomposizione dell’acqua

120

CONOSCENZE e ABILITÀ

CLIL

VIDEO

Il legame metallico

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

COMPETENZE

116 116 117 118

Composti ionici in vetrina Composti covalenti in vetrina

lezione 4

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

146

alla prova ......................................................................................................

148

alla prova C OSÌ SIMILI, COSÌ DIVERSI, COSÌ UTILI! .......................

152

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Chemistry today ............................................................................................................................... 153

CLIL PROJECT Everyday salt: sodium chloride ....................................................................... 154

INDICE

Scopriamo il pH di alcune sostanze

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

PERCORSO di APPRENDIMENTO 3

UNITÀ MATERIA

IL MOTO DEI CORPI

158

lezione 1 Gli elementi che descrivono il moto ......................................................................... 1. La relatività galileiana .................................................................................................................. 2. Stato di quiete, stato di moto e sistema di riferimento ......................... 3. Le caratteristiche del moto ..................................................................................................... 4. Applichiamo il metodo scientifico al moto .........................................................

160 160 161 162 163

Tutto si muove!

lezione 2 La velocità e il moto rettilineo .......................................................................................... 1. La velocità .................................................................................................................................................. 2. Il moto rettilineo uniforme ..................................................................................................... 3. Il moto vario ............................................................................................................................................

164 164 165 166

Il moto rettilineo

lezione 3 L’accelerazione e il moto accelerato ........................................................................ 1. L’accelerazione ...................................................................................................................................... 2. Il moto uniformemente accelerato ............................................................................... 3. Il moto dei corpi in caduta libera .................................................................................... FOCUS Rappresentiamo il moto ............................................................................................................

168 169 170 170 172

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

174

alla prova ......................................................................................................

176

alla prova L’IPOTESI DI GALILEO GALILEI ..................................................

180

CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

MATERIA

Speed limit and traffic .............................................................................................................. 181

LE FORZE

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

182

Che cos’è una forza? ........................................................................................................................ 1. Le caratteristiche di una forza ............................................................................................ 2. Come si misurano le forze ...................................................................................................... 3. La composizione delle forze ................................................................................................ 4. Tanti tipi di forze .................................................................................................................................

184 184 185 185 187

I principi della dinamica ............................................................................................................ 1. La dinamica ............................................................................................................................................. 2. Il primo principio della dinamica ................................................................................... 3. Il secondo principio della dinamica .............................................................................

188 188 189 189

lezione 1

lezione 2

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ

156

INDICE

I sistemi di riferimento inerziali

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA Cronaca di una partita di calcio

La costruzione del poligono funicolare

Il principio di inerzia

4. Il terzo principio della dinamica ...................................................................................... 190 5. Forze e moti circolari ..................................................................................................................... 191 lezione 3 L’equilibrio dei corpi ........................................................................................................................ 1. La statica ...................................................................................................................................................... 2. Il baricentro .............................................................................................................................................. 3. L’equilibrio di un corpo appoggiato ............................................................................ 4. L’equilibrio di un corpo sospeso ......................................................................................

192 192 193 194 195

lezione 4 Macchine e leve ..................................................................................................................................... 1. Macchine semplici e macchine composte ............................................................ 2. La leva ............................................................................................................................................................ 3. Una leva ci aiuta sempre? ........................................................................................................ 4. I tre generi di leve ............................................................................................................................. visual Le macchine semplici .....................................................................................................................

196 196 197 198 199 200

La pressione e le forze nei fluidi ..................................................................................... 1. La pressione ............................................................................................................................................ 2. Il principio di Pascal ........................................................................................................................ 3. La pressione dei fluidi .................................................................................................................. 4. La spinta idrostatica ....................................................................................................................... 5. La spinta aerostatica ......................................................................................................................

202 202 203 203 204 205

lezione 5

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

206

alla prova ......................................................................................................

208

alla prova QUANDO L’INERZIA DIVENTA PERICOLOSA ................

212

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Action and reaction in daily life .................................................................................. 213

VIDEO

Quali forze agiscono quando si va sullo skateboard?

Le leve

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Una gara di corsa campestre .................................................. 214

PERCORSO di APPRENDIMENTO 4

UNITÀ MATERIA

L’ELETTRICITÀ E IL MAGNETISMO

216

Le caratteristiche delle onde

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

218

lezione 1 I fenomeni elettrici ........................................................................................................................... 1. L’elettrizzazione per strofinio .............................................................................................. 2. L’elettrizzazione per contatto e per induzione ............................................... 3. Conduttori e isolanti ......................................................................................................................

220 220 222 222

Elettrizzazione per contatto

INDICE

La corrente elettrica ....................................................................................................................... 1. La differenza di potenziale ..................................................................................................... 2. I generatori di corrente elettrica ....................................................................................... 3. I circuiti elettrici ................................................................................................................................... 4. La resistenza elettrica e le leggi di Ohm ................................................................ visual Attento alla scossa ............................................................................................................................

224 225 226 226 226 228

lezione 3 Una casa ecosostenibile ............................................................................................................. 1. Tecnologie per migliorare il Pianeta ............................................................................ 2. Come è fatta l’etichetta energetica? ............................................................................ 3. L’evoluzione della lampadina ............................................................................................. 4. I LED stand-by ....................................................................................................................................... ECO visual L’ecoricarica ................................................................................................................................................

230 230 231 232 232 234

I fenomeni magnetici ..................................................................................................................... 1. Magneti naturali e magneti artificiali ......................................................................... 2. I poli magnetici .................................................................................................................................... 3. Il campo magnetico ........................................................................................................................

236 236 237 238

L’elettromagnetismo ...................................................................................................................... 1. La corrente elettrica genera un campo magnetico .................................... 2. L’elettrocalamita .................................................................................................................................. 3. L’induzione elettromagnetica .............................................................................................

240 240 241 242

lezione 2

ECO

lezione 4

lezione 5

COMPETENZE

CLIL

UNITÀ MATERIA

La calamita terrestre

244

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

246

Test interattivi

alla prova T RA FERRO, ORO E ARGENTO

NEL CELLULARE C’È UNA MINIERA

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

IL SUONO E LA LUCE

Mappa interattiva

250

The magic of ferrofluids ......................................................................................................... 251

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

252

lezione 1 Che cos’è il suono ................................................................................................................................ 1. Le sorgenti sonore ........................................................................................................................... 2. La propagazione del suono ................................................................................................... 3. Le onde sonore .................................................................................................................................... 4. Le caratteristiche di un’onda ...............................................................................................

254 254 255 255 256

lezione 2 Le caratteristiche dei suoni .................................................................................................. 1. Altezza, intensità e timbro dei suoni .......................................................................... 2. La velocità del suono .................................................................................................................... 3. La riflessione del suono ............................................................................................................. 4. La risonanza ............................................................................................................................................ ECO FOCUS L’inquinamento acustico ..........................................................................................................

258 258 260 260 261 262

Che cos’è la luce ..................................................................................................................................... 1. L’energia luminosa ........................................................................................................................... 2. La propagazione rettilinea della luce ......................................................................... 3. Sorgenti luminose e corpi illuminati .......................................................................... 4. Ombra e penombra ........................................................................................................................

264 264 264 265 266

Luce: onda o particelle?

Riflessione, diffusione e rifrazione della luce ............................................. 1. La riflessione della luce .............................................................................................................. 2. Gli specchi ................................................................................................................................................. 3. La diffusione della luce ...............................................................................................................

268 268 269 269

Fenomeni ottici

lezione 3

lezione 4

Chi consuma di più?

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ

La corrente elettrica

INDICE

Il campo di udibilità

VIDEO

L’ecolocalizzazione dei pipistrelli

4. La rifrazione della luce ................................................................................................................ 270 5. Le lenti ........................................................................................................................................................... 271 lezione 5 I colori .................................................................................................................................................................. 1. La luce bianca ........................................................................................................................................ 2. La dispersione della luce .......................................................................................................... 3. I colori degli oggetti ........................................................................................................................ 4. La composizione dei colori ....................................................................................................

UNITÀ MATERIA

I colori complementari

276

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

278

alla prova DAL CANNOCCHIALE DI GALILEO ALL’ELT ....................

282

Test interattivi

CONOSCENZE e ABILITÀ

CLIL

L’esperimento di Newton Lo spettro elettromagnetico

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

COMPETENZE

272 272 273 274 274

Animals and sounds .................................................................................................................... 283

L’ENERGIA

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

284

lezione 1 Il lavoro e l’energia ............................................................................................................................ 286 1. Il lavoro .......................................................................................................................................................... 286 2. Lavoro ed energia ............................................................................................................................. 288

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA Energie nell’Universo

Le trasformazioni dell’energia .......................................................................................... 1. Il principio di conservazione dell’energia ............................................................. 2. Le macchine termiche ................................................................................................................. 3. Potenza e rendimento di una macchina ................................................................. FOCUS L’energia nucleare ..............................................................................................................................

290 290 292 292 294

Tanti tipi di energia

Le fonti di energia ............................................................................................................................... 1. Energia, un problema da affrontare ............................................................................. 2. Le fonti di energia non rinnovabili ............................................................................... 3. Le fonti di energia rinnovabili ............................................................................................ ECO visual L’energia in casa ....................................................................................................................................

296 296 296 297 300

Energie del futuro

lezione 2

ECO

lezione 3

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

302

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

304

alla prova RINNOVABILI, FACCIAMO IL PUNTO ...................................

308

Test interattivi

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Greta Thunberg .................................................................................................................................. 309

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Lo spettacolo di fine anno .......................................................... 310 Dieci piccole regole per salvare la Terra! ................................................................................................... 312

INDICE

di APPRENDIMENTO

PERCORSO

PARTENZA!

UN METODO PER LE SCIENZE Guardiamo il video per conoscere la vita e il pensiero del grande scienziato Galileo Galilei.

Galilei e il metodo sperimentale

Attività capovolta 1. Dove e quando Galilei approfondisce la conoscenza della matematica e della fisica? 2. Quali sono i più importanti strumenti costruiti o perfezionati da Galilei? 3. Che cosa ha scoperto con il telescopio? 4. Come è strutturato il metodo scientifico sperimentale? Realizziamo un esperimento per verificare come i nostri sensi siano il primo strumento per esplorare l’ambiente che ci circonda e riconoscere le proprietà dei corpi. MATERIALI

• 3 bacinelle • acqua calda

e acqua tiepida • ghiaccio

ESECUZIONE

1. V ersiamo l’acqua in una bacinella e aggiungendoci il ghiaccio. 2. Nelle altre due bacinelle versiamo in una acqua tiepida e nell’altra acqua calda. 3. Immergiamo una mano nell’acqua calda e successivamente nell’acqua tiepida: registriamo la sensazione che percepiamo. 4. Ripetiamo l’operazione immergendo la mano nell’acqua fredda e poi nell’acqua tiepida: registriamo la sensazione che percepiamo.

Attività capovolta 1. Le sensazioni che abbiamo avuto nei due momenti dell’esperimento sono le stesse? 2. È possibile stabilire con il senso del tatto la temperatura dell’acqua? 3. Che cosa dovremmo fare per avere dati precisi sulla temperatura dell’acqua nelle tre bacinelle?

MATERIA LE NOSTRE TAPPE

UNITÀ

LA SCIENZA E IL SUO METODO Conosceremo le fasi del metodo sperimentale e impareremo a scegliere gli strumenti più adatti per eseguire le misure di grandezze diverse. Sapremo come rappresentare i dati ricorrendo a tabelle e grafici.

LA STRUTTURA DELLA MATERIA Descriveremo le caratteristiche della materia e le sue proprietà fisiche e chimiche. Faremo una prima conoscenza della teoria atomica che spiega la composizione della materia e distingueremo le sostanze dai miscugli. Spiegheremo perché la materia si può presentare in diversi stati fisici.

LA TEMPERATURA E IL CALORE Conosceremo la differenza tra calore e temperatura e sapremo spiegare il funzionamento del termometro. Scopriremo in quali modi il calore si propaga e descriveremo gli effetti del calore sugli stati fisici della materia.

COMPITO DI REALTÀ Freddo e caldo per conservare i cibi Lavoreremo in gruppo per raccogliere informazioni sui metodi che sfruttano il caldo e il freddo per conservare i cibi e mostreremo i nostri risultati con cartelloni e presentazioni digitali. Amplieremo la nostra ricerca occupandoci dell’importanza che hanno i metodi di conservazione dei cibi nella lotta contro la fame e gli sprechi alimentari (pag. 96). COOPERATIVE LEARNING

COMPITO DI REALTÀ

UNITÀ

ARRIVO!

FREDDO e CALDO per conservare

AGENDA 2030

i cibi

Sugli scaffali del supermercato troviamo prodotti confezionati e prodotti freschi conservati in modo particolare: frutta e verdura, ma anche carne e pesce, si trovano in banchi refrigerati; i pesci, in particolare, sono circondati dal ghiaccio. Gran parte della popolazione mondiale non ha a disposizione l’energia elettrica per frigoriferi e congelatori, e per questa ragione deve consumare immediatamente gli alimenti: ciò che rimane si deteriora e viene buttato. Un terzo del nostro cibo finisce nella spazzatura! Nel frattempo, 800 milioni di persone soffrono la fame nel mondo. La lotta allo spreco alimentare, anche attraverso la conoscenza e l’utilizzo dei metodi di conservazione più adeguati, è uno dei traguardi dell’Obiettivo 2 dell’Agenda 2030.

PERCORSO DELL’ESPERIENZA

Per prima cosa organizziamo i gruppi e stabiliamo di quale argomento si occuperà ciascuno: refrigerazion congelamento, surgelazione, pastorizzazione, sterilizzazione, metodi di conservazione del passato. 1 Ricerchiamo informazioni Ogni gruppo ricerca in rete, o su testi e riviste scientifiche, le procedure da seguire per ogni tipo di conservazione. 2 Realizziamo le schede per ogni metodo di conservazione Ogni gruppo realizza delle schede con le varie fasi della procedura di conservazione scelta, precisando per quali tipi di alimenti viene utilizzata.

3 Ricerchiamo informazioni sui comportamenti da tenere per evitare danni agli alimenti conservati Ogni gruppo ricerca e descrive i sistemi e i mezzi necessari per il corretto percorso dei vari alimenti da produttore al consumatore finale. COMPITO

COMPETENZE Comprendere come basse e alte temperature possono essere utilizzate per conservare fonti di nutrimento. Utilizzare diversi tipi di strumenti per ricercare informazioni. Saper organizzare un’attività di ricerca in gruppo. Collaborare con gli altri. Comunicare i risultati usando mezzi e supporti diversi. Ricercare sul web strumenti alternativi per la risoluzione di alcuni problemi.

ORGANIZZAZIONE DEL COMPITO

Dividere la classe in gruppi e attribuire a ciascuno il compito da svolgere: la descrizione di un metodo di conservazione con il caldo o il freddo, l’illustrazione di metodi di conservazione usati nel corso della storia dell’umanità. L’esecuzione è divisa in sette fasi: • ricerca in rete, o su testi e riviste scientifiche, delle informazioni sui metodi di conservazione ad alte e basse temperature (2-3 ore); • realizzazione delle schede informative sui vari metod di conservazione (2 ore);

Lavorare in gruppo per ricercare informazioni sull’utilizzo di alte e basse temperature per la conservazione dei cibi. Realizzare cartelloni o presentazioni digitali che illustrino i metodi di conservazione e la loro evoluzione nella storia umana. Progettare un incontro per illustrare in che modo l’uso di metodi di conservazione dei cibi possa ridurre la fame in molti paesi del mondo. STRUMENTI

• computer connessi alle rete internet • videoproiettore o lim • cartelloni • materiale di cancelleria

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 1

RIFLETTIAMO INSIEME

• Solo in tempi relativamente recenti sono state inventate le tecnologie che permettono di conservare gli alimenti ad alte o basse temperature. Nel passato è stato possibile conservare in modo analogo? • Esistono luoghi della Terra dove è possibile conservare a basse temperature in modo naturale? Come? • È possibile utilizzare le alte temperature dei raggi solari per conservare alimenti?

UNITÀ

LA STRUTTURA DELLA MATERIA

CONOSCENZE E ABILITÀ Descrivere le caratteristiche della materia. Conoscere le proprietà fisiche e chimiche della materia. Conoscere e illustrare la teoria atomica. Spiegare le differenze tra atomi e molecole e tra elementi e composti. Saper distinguere i miscugli eterogenei dai miscugli omogenei. Sapere quali sono le caratteristiche di una soluzione. Descrivere gli stati fisici della materia.

lezione 1 LA MATERIA E LE SUE CARATTERISTICHE lezione 2 LA COMPOSIZIONE DELLA MATERIA VISUAL

lezione 3

SEPARARE I MISCUGLI GLI STATI FISICI DELLA MATERIA

LEZIONI in ANTEPRIMA

COMPETENZE Osservare e descrivere un fenomeno. Ipotizzare e verificare le cause dei fenomeni osservati. Saper utilizzare modelli e teorie per spiegare i fenomeni. Ordinare le conoscenze. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova

La febbre dell’oro che avvelena la foresta amazzonica CLIL H eterogeneous and homogeneous mixtures

elementi

solido

liquido

composti

corpo miscuglio eterogeneo molecola

aeriforme soluzione

atomo

stati fisici

materia

corpo omogeneo

fluidi

TAG CLOUD

sostanza

Perché?

Ci sono voluti secoli di ipotesi filosofiche e di ricerca scientifica per arrivare a comprendere che la materia è fatta di atomi. Gli atomi sono particelle così piccole che è possibile osservarle solo con potentissimi microscopi elettronici di ultima generazione; tuttavia, un buon modo per immaginarli è ricorrere al Lego, un gioco che tu conosci bene. Gli atomi sono un po’ come i mattoncini del Lego di colore diverso: combinandoli insieme si possono ottenere molecole ed elementi che, a loro volta, formano le “costruzioni”, cioè i diversi oggetti materiali. Questo modello “a mattoncini” della realtà funziona molto bene e ti permette di spiegare i fenomeni che avvengono intorno a te, dall’evaporazione dell’acqua alla formazione della ruggine su un chiodo.

MATERIA

Ci interess

LEZIONE

LA MATERIA E LE SUE CARATTERISTICHE Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. Di che cosa è fatto il nostro corpo e tutto ciò che ci circonda? 2. Come si può definire la materia? 3. Che differenza esiste tra la materia che forma il nostro corpo e quella che compone l’aria o l’acqua? 4. Che tipo di materia è quella che introduciamo con il cibo? 5. Qual è l’elemento chimico sempre presente nella materia che forma gli organismi? 6. Da dove deriva la parola “materia”? Che cosa pensi del significato di questa parola? Pic-nic nel parco

1. LA MATERIA FORMA TUTTO QUELLO CHE CI CIRCONDA

Tutto ciò che esiste intorno a noi è fatto di materia: i pianeti e le stelle, l’acqua e le rocce, il nostro corpo e gli oggetti prodotti dall’uomo sono fatti di materia; anche l’aria è formata da materia, nonostante sia invisibile. KEY WORDS materia matter

La materia è tutto ciò che occupa uno spazio e ha una massa. Una porzione limitata di materia è un corpo.

I corpi presentano alcune caratteristiche in comune 1 : • hanno un’estensione: infatti occupano uno spazio e possiedono un determinato volume; • sono impenetrabili: lo spazio occupato da un corpo non può essere contemporaneamente occupato da un altro; • sono divisibili: un corpo, cioè, può essere suddiviso in parti più piccole.

1 Caratteristiche

della materia

Il ragazzo è un corpo, perciò ha un’estensione e possiede un volume.

Un cubetto di ghiaccio immerso in un bicchiere colmo fa traboccare l’acqua perché l’acqua è impenetrabile.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

Una mela intera e la stessa mela tagliata a pezzetti hanno la stessa massa, come rileva la bilancia: è cambiata la forma ma non la quantità di materia.

MATERIA

2. LA MATERIA POSSIEDE PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE La materia possiede delle proprietà fisiche che puoi facilmente osservare, ad esempio il colore, la durezza, la densità e la viscosità, cioè la resistenza allo scorrimento 2 . Altre proprietà fisiche sono la conducibilità termica e la conducibilità elettrica: indicano rispettivamente la capacità dei materiali di condurre calore ed elettricità.

2 Caratteristiche fisiche a confronto

I gessi si rompono facilmente, si sbriciolano e sono di colori differenti.

L’acqua è poco densa e poco viscosa, scorre con estrema facilità anche quando la pendenza è scarsa.

Il diamante è il minerale più duro che si conosca. Le macchine che scavano i tunnel, ad esempio, hanno lame ricoperte di diamante.

Il miele è denso e viscoso, scorre con difficoltà.

La materia possiede anche delle proprietà chimiche, che caratterizzano il suo comportamento e le sue trasformazioni. La reattività, ad esempio, indica la tendenza di un materiale a combinarsi con altri tipi di materia. L’infiammabilità è la tendenza a reagire con l’ossigeno dell’atmosfera: quando un oggetto brucia, reagisce con l’ossigeno, sviluppa calore e cambia la sua composizione 3 .

3 Reattività e infiammabilità

a. Il ferro è un materiale reattivo: in presenza di umidità reagisce facilmente con l’ossigeno atmosferico dando origine alla ruggine. b. L’alcol è altamente infiammabile: per ragioni di sicurezza le bottiglie contenenti alcol riportano sull’etichetta i simboli di rischio che avvertono della sua pericolosità.

La materia e le sue caratteristiche

LEZIONE 1

LEZIONE

1 Altre proprietà chimiche sono la basicità e l’acidità, che esprimono il comportamento di un certo tipo di materia quando viene disciolto in acqua 4 .

4 Basicità e acidità

a. Quando assaggiamo lo yogurt bianco avvertiamo un sapore aspro per la presenza di acido lattico. b. La maggior parte dei detergenti ha proprietà basiche grazie alle quali aggrediscono i grassi e li eliminano con il lavaggio.

3. LA MATERIA SI PRESENTA IN DIVERSE FORME CHIAMATE SOSTANZE Ogni “tipo di materia” è chiamato sostanza 5 .

Una sostanza è un tipo di materia con delle proprietà specifiche che la distinguono da tutte le altre.

5 Le sostanze sono tipi diversi di materia Il legno del banco, la ceramica del piatto o l’acciaio delle forbici sono sostanze.

KEY WORDS sostanza substance

PERCORSO 1 UNITÀ 2

Sono sostanze naturali quelle che si trovano in natura, ad esempio l’acqua, il legno e la roccia, mentre sono sostanze sintetiche quelle preparate dagli uomini, come le materie plastiche e i medicinali. Anche per i corpi possiamo fare delle distinzioni e suddividerli in due categorie: i corpi omogenei e i corpi eterogenei. La struttura della materia

MATERIA

• I corpi omogenei sono formati da una sola sostanza; una lattina, una scatola, un mattone sono corpi omogenei, formati rispettivamente da alluminio, cartone e argilla 6 a . i • corpi eterogenei sono formati da più sostanze; una valigia, un computer, il nostro stesso corpo sono eterogenei 6 b .

a. Una bottiglia di vetro è un corpo omogeneo formato da una sola sostanza, il vetro.

6 Corpi omogenei e corpi eterogenei

b. Le scarpe da ginnastica sono un corpo eterogeneo, costituito da sostanze diverse.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Completa le frasi con i termini corretti. 1. 2. 3. 4. 5.

La materia occupa uno e ha una . I corpi hanno un’ , sono indivisibili e . Una sostanza è un tipo di con delle proprietà specifiche. Una sostanza è se si trova in natura, se prodotta dall’uomo. Un corpo formato da una sola sostanza è .

Collega la proprietà della materia alla definizione corrispondente.

Viscosità

Tendenza a reagire con l’ossigeno e a sviluppare calore.

Conducibilità termica

Tendenza a combinarsi con altri tipi di materia.

Reattività

Capacità di condurre elettricità.

Infiammabilità 4

d Capacità di condurre calore.

Conducibilità elettrica

VERSO LE COMPETENZE

Resistenza a scorrere. 5:

➜ UTILIZZARE CORRETTAMENTE I TERMINI SCIENTIFICI

Fai un inventario degli oggetti che vedi nella tua aula. Per ognuno riconosci se è fatto da una o più sostanze e se è naturale o sintetico. Riporta le tue considerazioni in una tabella come quella proposta. Segui l’esempio. corpo

omogeneo

eterogeneo

naturale

sintetico

biro .........................................................................

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

La materia e le sue caratteristiche

LEZIONE 1

LEZIONE

LA COMPOSIZIONE DELLA MATERIA Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

La teoria atomica

KEY WORDS atomo atom

1 Che cosa c’è dentro una barretta di ferro e dentro la mina di una matita?

Quali sono stati i filosofi greci che per primi hanno introdotto il termine “atomo”? Come immaginava che fosse composta la materia il filosofo Aristotele? Quali sono i punti più importanti della teoria atomica di John Dalton? Qual è stato il contributo di Albert Einstein alla teoria atomica della materia? Quali erano le caratteristiche del modello atomico proposto da Niels Bohr? Che cosa pensano i fisici attuali della struttura della materia?

1. LA MATERIA È FORMATA DA ATOMI Già nel VII secolo a.C., i filosofi greci si erano posti delle domande sulla struttura della materia. Democrito (460-370 a.C.), ad esempio, aveva ipotizzato che la materia fosse costituita da particelle piccolissime e indivisibili, diverse per dimensione e forma e in continuo movimento. Le aveva chiamate atomi, che significa “particelle indivisibili”. Questa ipotesi, dimenticata per molti secoli, è stata riscoperta nell’Ottocento. Grazie ai risultati del metodo sperimentale, gli scienziati hanno elaborato un modello della materia basato sull’esistenza degli atomi e hanno formulato la teoria atomica. I punti principali della teoria atomica sono: • la materia è costituita da atomi; • gli atomi di uno stesso tipo sono uguali e hanno la stessa massa; • gli atomi sono diversamente disposti all’interno della materia. Immaginiamo di frantumare una barretta di ferro in pezzi via via sempre più piccoli, fino a ottenere minuscole particelle di ferro, invisibili a occhio nudo: a quel punto abbiamo ottenuto degli atomi di ferro. Se invece sbricioliamo in parti piccolissime la mina di una matita, le particelle che otteniamo sono anch’esse atomi, ma di tipo diverso: sono atomi di carbonio, che presentano caratteristiche ben definite e diverse dagli atomi di ferro 1 . atomi di carbonio

atomi di ferro

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

MATERIA

Gli atomi sono particelle microscopiche di materia con caratteristiche ben definite.

In natura esistono 92 tipi di atomi differenti, ciascuno con caratteristiche specifiche, contraddistinto da un nome e da un simbolo: ad esempio, il simbolo dell’atomo di cloro è Cl e il simbolo dell’atomo di sodio è Na; l’atomo di ferro ha simbolo Fe, l’atomo di carbonio ha simbolo C, l’atomo di idrogeno H e quello di ossigeno O. Poiché la struttura microscopica della materia non è osservabile né misurabile direttamente, la teoria atomica è stata elaborata avvalendosi anche di prove sperimentali indirette.

atomi di ossigeno

atomo di ossigeno molecola biatomica o

2. DAGLI ATOMI ALLE MOLECOLE

Due o più atomi possono legarsi tra loro e formare altre particelle chiamate molecole. Le molecole possono essere formate da uno o più atomi uguali oppure da atomi diversi: ad esempio, la molecola di ossigeno è formata da due atomi di ossigeno, mentre la molecola dell’acqua è formata da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno 2 .

3. LE SOSTANZE POSSONO ESSERE SEMPLICI O COMPOSTE

H atomi di idrogeno

La molecola è la più piccola parte di una sostanza che mantiene le proprietà della sostanza stessa.

Le molecole, legandosi tra loro, formano le sostanze di cui è composta la materia.

acqua H2O

U05 F002

2 Una molecola di ossigeno (a) e una di acqua (b).

U05 F004

Le sostanze possono essere formate da molecole o atomi dello stesso tipo, oppure da molecole costituite da atomi differenti. Le sostanze semplici sono costituite da molecole o da atomi dello stesso tipo.

Le sostanze semplici non possono essere ulteriormente scomposte e sono chiamate elementi. A ogni elemento corrisponde un certo tipo di atomo. Riprendendo gli esempi precedenti, sono elementi il ferro che forma la barretta e il carbonio della mina della matita. Anche il rame è un elemento e non può essere scomposto in una sostanza più semplice 3 . La scoperta di alcuni elementi è stata importantissima per la storia dell’uomo: il ferro ha segnato la prima tappa evolutiva dei nostri antenati; per molto tempo il valore nominale delle monete è stato legato all’oro o all’argento con il quale erano coniate. Le sostanze semplici rappresentano una piccola parte della grande varietà di sostanze esistenti. La maggior parte delle sostanze, naturali o sintetiche, sono composte, cioè sono costituite da molecole formate da atomi di diverso tipo. Le sostanze composte, o composti, sono costituite da molecole formate da atomi diversi.

La composizione della materia

3 Il rame viene impiegato per fabbricare pentole e cavi elettrici grazie alla sua ottima conducibilità termica ed elettrica.

KEY WORDS molecola molecule elemento element composto compound

LEZIONE 2

LEZIONE

Sale d’Italia

Per indicare un composto si usa una formula chimica, in cui compaiono i simboli degli elementi che lo costituiscono. Esempi di composti sono l’acqua e l’anidride carbonica: l’acqua è indicata con la formula H2O, l’anidride carbonica con la formula CO2. A differenza degli elementi, i composti possono essere suddivisi in sostanze più semplici 4 . Ad esempio, usando energia elettrica è possibile scomporre la molecola di acqua e ottenere un atomo di idrogeno e due atomi di ossigeno. Na

4 Il sale da cucina, chiamato

cloruro di sodio, è una sostanza composta perché è costituita da due elementi: il cloro (Cl) e il sodio (Na), che si uniscono formando una struttura geometrica a forma di cubo. Per separare il cloro dal sodio si ricorre alla corrente elettrica o a un’intensa forza magnetica.

5 Un miscuglio eterogeneo, il granito Nel granito, una roccia, si distinguono a occhio nudo i cristalli bianchi del minerale ortoclasio, i cristalli scuri del minerale biotite e i cristalli trasparenti del minerale quarzo.

Anche l’anidride carbonica, presente nell’aria, può essere scomposta in ossigeno e carbonio, ma occorre una grande quantità di energia. In natura la scomposizione dell’anidride carbonica è compiuta dai vegetali per svolgere la fotosintesi.

4. I MISCUGLI In natura, gli elementi e i composti si presentano raramente da soli. Nella maggior parte dei casi infatti si mescolano tra loro e formano dei miscugli. Esistono due tipi di miscugli: i miscugli eterogenei e i miscugli omogenei. In un miscuglio eterogeneo le sostanze che lo compongono sono distinguibili a occhio nudo (o mediante un microscopio) e separabili con procedimenti fisici.

6 Che tipo di miscuglio è il latte? A prima vista il latte ci appare omogeneo ma, osservato al microscopio, si rivela un miscuglio eterogeneo. Infatti, è costituito in gran parte da acqua in cui sono disperse microscopiche particelle di grasso.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

Inoltre, la composizione di un miscuglio eterogeneo è diversa nelle varie parti del miscuglio. Le sostanze che compongono un miscuglio eterogeneo mantengono inalterate le loro caratteristiche; per questo un miscuglio eterogeneo possiede le proprietà di tutte le sostanze che lo formano, anche se variano da un punto all’altro del miscuglio. Un esempio di miscuglio eterogeneo è una roccia come il granito: anche a occhio nudo si riconoscono i minerali che lo formano 5 . Altre volte, invece, i vari componenti di un miscuglio eterogeneo non sono distinguibili a occhio nudo. È il caso della maionese, della nebbia e del latte 6 . In un miscuglio omogeneo le sostanze che lo compongono non si possono distinguere in alcun modo tra loro né separare con procedimenti fisici.

La struttura della materia

MATERIA

Nei miscugli omogenei i singoli componenti sono così profondamente miscelati da non essere distinguibili neanche al microscopio. Inoltre, a differenza di un miscuglio eterogeneo, un miscuglio omogeneo ha la stessa composizione e le stesse proprietà in ogni suo punto. Sono miscugli omogenei il vino, il tè e l’acqua, sia quella del mare sia quella dolce 7 . I miscugli omogenei sono chiamati anche soluzioni. In una soluzione, la sostanza presente in quantità maggiore è chiamata solvente; la sostanza presente in quantità minore è detta soluto.

Puoi creare una soluzione versando dell’inchiostro in un bicchiere contenente acqua. Agita il bicchiere: acqua e inchiostro si mischiano e, anche se lasci riposare il miscuglio, i componenti non si separano. In natura esistono molti tipi di soluzioni, come l’acqua del mare: il solvente è l’acqua e i soluti sono i sali in essa disciolti. Anche l’aria è una soluzione: il solvente è l’azoto gassoso e i soluti sono gli altri gas, come ossigeno, anidride carbonica e vapore acqueo. Le soluzioni artificiali sono utilizzate nella vita di tutti i giorni: un esempio sono le bevande in cui il solvente è l’acqua e i soluti sono lo zucchero, i coloranti, gli aromi; oppure i diversi tipi di detergenti usati per le pulizie domestiche. Le soluzioni possono essere anche solide, come nel caso delle leghe metalliche. Ne sono esempi l’acciaio e l’ottone: l’acciaio si ottiene mescolando ferro e carbonio, l’ottone mescolando rame e zinco. Acciaio e ottone hanno proprietà differenti da quelle delle sostanze di partenza.

7 L’acqua potabile è una soluzione omogenea Nel linguaggio comune diciamo che l’acqua potabile è pura; in realtà contiene sempre una certa quantità di sostanze minerali disciolte. Solo in laboratorio, per mezzo di processi fisici, si possono rimuovere dall’acqua sali minerali, gas e altre sostanze. Quello che si ottiene è acqua distillata, formata solo da particelle di acqua.

I miscugli

KEY WORDS miscuglio mixture soluzione solution solvente solvent soluto solute

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Scegli il termine corretto tra i due proposti. 1. L’atomo/La molecola è la parte più piccola della materia. 2. L’acqua è una sostanza semplice/composta. 3. L’oro è una sostanza semplice/composta. 4. Un miscuglio eterogeneo è/non è separabile con procedimenti fisici. 5. Una soluzione è un miscuglio omogeneo/eterogeneo.

VERSO LE COMPETENZE

➜ OSSERVARE E DESCRIVERE UN FENOMENO

Esegui l’esperimento. Materiali � uguali quantità delle seguenti sostanze: acqua, latte, sabbia, ghiaia, limatura di ferro e olio � bicchieri di carta Esecuzione 1. Mescola a due a due uguali quantità delle sostanze che hai a disposizione fino a esaurire le possibili coppie. Osserva e rispondi. 1. In quali casi ottieni dei miscugli omogenei? 2. Quando ottieni dei miscugli eterogenei? 3. Che cosa osservi se, dopo aver mescolato le sostanze, le lasci riposare per 10 minuti? © Casa Editrice G. Principato SpA

La composizione della materia

LEZIONE 2

VISUAL

SEPARARE I MISCUGLI Per ottenere un miscuglio è sufficiente mescolare tra loro due o più sostanze. Ma è possibile fare il procedimento inverso, cioè separare i componenti di un miscuglio? Certo, è sufficiente sfruttare le diverse proprietà fisiche dei componenti stessi. Vediamo alcuni esempi.

La filtrazione

La decantazione

È un metodo che si basa sulle diverse dimensioni delle particelle che formano il miscuglio e utilizza un filtro con pori abbastanza piccoli da trattenere le particelle che si vogliono separare. Nei laboratori di chimica il filtro è una speciale carta con pori invisibili a occhio nudo, sostenuta da un contenitore simile a un imbuto 2 . Il miscuglio viene versato sul filtro; il solido rimane trattenuto mentre il liquido si raccoglie in un recipiente.

La decantazione è un metodo di separazione che sfrutta le differenze di densità dei componenti. Si lascia il miscuglio a riposo; dopo un certo tempo il componente a densità maggiore si deposita sul fondo. Puoi vedere la decantazione all’opera in una giornata di mare agitato, sulla spiaggia. Le onde alzano la sabbia e l’acqua appare torbida. Quando il mare si calma, la sabbia, che ha densità maggiore dell’acqua, si deposita sul fondo e l’acqua ritorna limpida.

2 carta da filtro

Con lo stesso metodo si può separare l’acqua dall’olio. Prova a versare qualche goccia di olio in un bicchiere contenente acqua 1 : vedrai che le due sostanze non si mescolano, ma si riducono entrambe in minuscole goccioline formando un’emulsione. Se lasci riposare il bicchiere osservi che l’olio, meno denso dell’acqua, si dispone in uno strato compatto al di sopra dell’acqua.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

MATERIA

La distillazione

Le mascherine indossate da alcune persone che vivono in città particolarmente inquinate sono proprio dei filtri che trattengono le polveri e altre minuscole particelle.

La centrifugazione

La distillazione permette di separare i componenti di un miscuglio omogeneo, come i sali minerali contenuti nell’acqua salata. Si riscalda il miscuglio in un contenitore facendo così evaporare l’acqua; sul fondo del contenitore resterà il sale. Il vapore acqueo viene fatto passare in un tubo dove si trasforma nuovamente in acqua. Con questo metodo si preparano anche i cosiddetti distillati, come il whisky e la grappa.

Quando le particelle di un componente del miscuglio sono così piccole da non poter essere filtrate, si ricorre alla centrifugazione, che sfrutta la forza generata da una centrifuga. La centrifuga da laboratorio è costituita da provette che vengono fatte ruotare ad altissima velocità 3 . Si immerge il miscuglio nelle provette; la rapida rotazione porta i componenti a densità maggiore a depositarsi più lontano dall’asse di rotazione. 3

L’alam b è lo str icco ument o usato n el proces so di distilla zione.

La centri f della l uga avatri ce espell e buon parte a dell’ac q u a del bu cato.

Anche lo scol apas se ci pe ta, funzion nsi, a come un filtr o.

SEPARARE I MISCUGLI

VISUAL

LEZIONE

GLI STATI FISICI DELLA MATERIA Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4.

In quali condizioni si trovano le particelle quando l’acqua è solida? A quale temperatura l’acqua si trova allo stato solido? Quali sono le caratteristiche fisiche dell’acqua allo stato liquido? Come si muovono le particelle nell’acqua liquida? Che cosa cambia rispetto allo stato solido? 5. In quale stato di aggregazione le particelle si muovono più velocemente? 6. Secondo te esiste una relazione tra i movimenti delle particelle e la temperatura? Gli stati d’aggregazione dell’acqua

1. SOLIDI, LIQUIDI E AERIFORMI I tre aspetti che la materia può assumere sono chiamati stati fisici o stati di aggregazione: sono lo stato solido, lo stato liquido e lo stato aeriforme. Le sostanze allo stato aeriforme possono essere gas o vapori. Si parla di gas quando le sostanze esistono normalmente solo allo stato aeriforme, come l’ossigeno, l’elio, l’anidride carbonica e il metano. I vapori invece derivano da sostanze solide o liquide, come ad esempio la naftalina e l’acqua. La stessa sostanza può presentarsi in stati fisici diversi. L’acqua, ad esempio, si presenta sotto forma di ghiaccio (stato solido), di acqua liquida (stato liquido) e di vapore acqueo (stato aeriforme) 1 . STATO LIQUIDO

STATO AERIFORME

1 Ghiaccio, acqua liquida e vapore acqueo hanno la stessa composizione perché sono tutti costituiti da molecole d’acqua. Ciò che cambia è il modo in cui le molecole sono aggregate.

STATO SOLIDO

Dall’esperienza comune sappiamo che si tratta sempre della stessa sostanza. Infatti, se togliamo dal freezer un cubetto di ghiaccio e lo lasciamo a temperatura ambiente, dopo pochi minuti fonde e diventa liquido. Se poi versiamo l’acqua in un pentolino e la riscaldiamo sopra un fornello acceso, dopo un po’ di tempo incomincia a muoversi, bolle e diventa vapore. Come l’acqua, tutte le sostanze possono mutare il loro stato fisico al variare della temperatura. 56

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

MATERIA

Perché la materia si può presentare in diversi stati fisici? Gli scienziati hanno scoperto che le particelle che formano le sostanze non sono ferme, ma si muovono in modo continuo e disordinato. Questo movimento invisibile è chiamato agitazione termica. Nello stesso tempo, però, le particelle, pur essendo in movimento, non si allontanano le une dalle altre perché sono tenute assieme dalle forze di coesione. La combinazione delle forze di coesione e dell’agitazione termica determina le caratteristiche e le proprietà dei tre stati fisici della materia 2 . • Le elevate forze di coesione presenti nei solidi impediscono alle molecole di allontanarsi e le mantengono in posizioni fisse, consentendo loro di fare solo piccole oscillazioni intorno alla propria posizione. L’agitazione termica nei solidi è quindi minima. • In un liquido le molecole sono molto vicine tra loro, ma possono muoversi perché le forze di coesione sono meno intense di quelle presenti nei solidi. Le molecole possono scorrere le une sulle altre e l’agitazione termica è maggiore che nei solidi. • Tra le molecole degli aeriformi l’agitazione termica è elevata e le forze di coesione sono quasi inesistenti. Le molecole, distanti tra loro e libere di muoversi, occupano tutto lo spazio disponibile.

2 Le particelle nei tre stati fisici

Solido: le molecole sono strettamente connesse tra loro.

Liquido: le molecole “scivolano“ le une sulle altre.

Aeriforme: le molecole sono libere di occupare tutto lo spazio a disposizione.

2. LE PROPRIETÀ DEI SOLIDI Una roccia, un bicchiere e una zolletta di zucchero sono sostanze solide ben diverse tra loro, ma hanno in comune alcune caratteristiche: hanno tutte una forma ben definita, occupano uno spazio ben preciso, cioè hanno volume proprio, e sono incomprimibili, cioè non possono spontaneamente ridurre il loro volume e deformarsi. I solidi hanno forma e volume propri e non sono comprimibili.

Le particelle che formano un solido possono disporsi in modo ordinato oppure in modo disordinato: nel primo caso si parla di cristalli, nel secondo caso di solidi amorfi. In un cristallo le particelle si dispongono nello spazio secondo una struttura regolare: la forma finale di un cristallo è un solido geometrico come un cubo, una piramide o un parallelepipedo 3 . In un solido amorfo, invece, le particelle sono disposte in maniera molto disordinata e senza alcuna regolarità: sostanze solide che hanno questa struttura sono, ad esempio, il vetro e la cera con cui si realizzano le candele 4 . © Casa Editrice G. Principato SpA

3 I cristalli assumono forme geometriche particolari.

Gli stati fisici della materia

KEY WORDS solido solid liquido liquid aeriforme aeriform forma shape volume volume

4 La cera è un solido amorfo.

LEZIONE 3

LEZIONE

5 Come si deformano i solidi

Il piatto è un solido rigido.

I solidi sottoposti a una forza che tende a deformarli reagiscono in modi diversi 5 . • I solidi rigidi, come un piatto di ceramica e un bicchiere di vetro, non cambiano la loro forma e si rompono. • I solidi elastici, come la gomma per cancellare e gli elastici, possono essere deformati, ma poi tornano alla forma originaria. • I solidi plastici possono essere deformati senza rompersi e mantengono la nuova forma: la creta e un blocco di plastilina sono esempi di corpi plastici. • I solidi malleabili, come l’alluminio e l’oro, si lasciano ridurre in lamine sottili. • I solidi duttili, come l’argento, possono essere ridotti in fili sottili.

La gomma è elastica.

La creta è plastica.

L’alluminio è malleabile: quello che si usa in cucina ne è un esempio.

La filigrana è una lavorazione che usa fili sottili d’argento.

3. LE PROPRIETÀ DEI LIQUIDI E DEGLI AERIFORMI Quando versi un liquido in un recipiente, ad esempio dell’acqua da una bottiglia in un bicchiere, ti accorgi che esso assume precisamente la forma del recipiente 6 . I liquidi hanno un volume proprio e non hanno una forma propria: assumono quella del recipiente che li contiene.

6 I liquidi prendono la forma del loro recipiente.

Inoltre la superficie libera del liquido, cioè la superficie a contatto con l’aria, è sempre orizzontale 7 . Questo comportamento non dipende dalla forma del recipiente e si verifica anche se il recipiente o la superficie su cui esso poggia non sono orizzontali. Una bottiglia piena d’acqua sino all’orlo non può essere chiusa inserendo un tappo: è necessario svuotarla un poco, in modo da creare un po’ di spazio per il tappo. Questo dimostra che i liquidi, come i solidi, sono incomprimibili. Che cosa succede invece quando lasci aperta una boccetta di profumo? In breve tempo i “vapori odorosi” si diffondono nell’aria e riesci a percepirli anche a una certa distanza. Le molecole delle sostanze aeriformi, come quelle del profumo, si muovono incessantemente in ogni direzione fino a occupare tutto lo spazio a loro disposizione. Gli aeriformi non hanno né forma né volume propri.

V01U03L03-2

7 Se inclini un catino contenente del liquido, osservi che la superficie del liquido rimane orizzontale.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

Le molecole delle sostanze aeriformi tendono ad allontanarsi le une dalle altre: se le comprimiamo possiamo avvicinarle tra loro e ridurre il volume. Quindi gli aeriformi, a differenza di solidi e liquidi, sono comprimibili. I liquidi e gli aeriformi sono raggruppati nella categoria dei fluidi: li accomuna la scarsa coesione tra le molecole che li costituiscono. Una proprietà comune dei fluidi è la La struttura della materia

MATERIA

capacità di scorrere. Lo vedi ad esempio quando versi dell’acqua da una bottiglia: le forze di coesione tra le molecole permettono il trasferimento dell’acqua dalla bottiglia al bicchiere, perché una molecola trascina l’altra come in una catena. L’acqua scorre facilmente, ma i fluidi presentano sempre una viscosità più o meno accentuata, cioè una resistenza allo scorrimento che dipende dalle forze di coesione. I liquidi hanno anche altre proprietà: ad esempio la tensione superficiale, la forza di adesione, il potere solvente.

4. LO STATO DI PLASMA Esiste un quarto stato di aggregazione della materia, lo stato di plasma: uno stato gassoso nel quale le molecole sono dotate di carica elettrica, si muovono velocissime e sono contenute in uno spazio piccolissimo. Lo stato di plasma ci è poco familiare, in realtà rappresenta lo stato normale della materia nell’Universo: solo in zone ristrette come sulla Terra sono presenti lo stato solido, lo stato liquido e quello aeriforme. In natura il plasma lo possiamo osservare nelle code delle comete, nelle aurore boreali e nell’aria intorno ai fulmini. Si possono creare artificialmente gas allo stato di plasma e utilizzarli per particolari tipi di lampade 8 .

8 Una lampada al plasma Questa lampada è costituita da una sfera di vetro trasparente contenente un gas, al cui centro si trova un dispositivo che emette elettricità. Quando si accende la lampada, l’elettricità stimola le particelle del gas, che si separano in particelle più piccole e dotate di carica elettrica. Contemporaneamente, il processo emette dei filamenti di luce colorata, il plasma, che urtano contro la parete interna della sfera.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Completa le frasi con i termini corretti. 1. 2. 3. 4. 5.

Le molecole dei solidi hanno una agitazione termica. Le molecole dei liquidi le une sulle altre. Gli possono occupare tutto lo spazio che hanno a disposizione. Un solido si deforma quando è sottoposto a una forza. Un solido può essere ridotto in fili sottili.

VERSO LE COMPETENZE

➜ OSSERVARE E DESCRIVERE UN FENOMENO

Esegui l’esperimento. Materiali � una siringa senza ago � un bicchiere pieno di acqua Esecuzione 1. Riempi completamente d’acqua la siringa, aspirandola dal bicchiere. Tappa con un dito il foro di uscita e spingi lo stantuffo. 2. Svuota la siringa e aspira aria. Tappa il foro di uscita e spingi lo stantuffo.

Osserva e rispondi. 1. Che cosa succede quando comprimi l’acqua? 2. Che cosa succede quando comprimi l’aria? 3. Dopo aver compresso l’aria, lascia libero lo stantuffo. Che cosa osservi? © Casa Editrice G. Principato SpA

Gli stati fisici della materia

LEZIONE 3

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

Mappa 1

LEZIONI in MP3

LA MATERIA E LE SUE CARATTERISTICHE

La materia MATERIA che cos’è?

in quali forme si presenta?

che cosa costituisce?

è tutto ciò che occupa uno spazio e ha una massa

nelle sostanze

i corpi

naturali

sintetiche

omogenei

eterogenei

I corpi possiedono un volume e sono impenetrabili. La materia ha proprietà fisiche (come colore, durezza, densità, conducibilità termica e conducibilità elettrica) e proprietà chimiche (come reattività, infiammabilità, acidità e basicità).

LEZIONE Mappa 2

LA COMPOSIZIONE DELLA MATERIA

Atomi e molecole ATOMI

che cosa sono?

che cosa formano?

sono le particelle più piccole che formano la materia

si aggregano a formare le molecole che cosa sono le molecole?

sono le particelle più piccole che mantengono le proprietà della sostanza che formano

come può essere una sostanza?

semplice (elemento)

quando ha atomi dello stesso tipo

composta (composto)

con atomi di tipi diversi

Sia le sostanze semplici sia quelle composte si combinano tra loro e formano miscugli. I miscugli possono essere eterogenei o omogenei. Nei miscugli eterogenei i singoli componenti sono distinguibili a occhio nudo (o al microscopio) e sono separabili con processi fisici. Nei miscugli omogenei i singoli componenti non sono distinguibili; le proprietà e la composizione di un miscuglio sono uguali in tutti i suoi punti. Le soluzioni, come l’acqua di mare, sono miscugli omogenei.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

MATERIA

LEZIONE

GLI STATI FISICI DELLA MATERIA

Le forze di coesione tra le molecole e gli atomi e l’agitazione termica determinano gli stati fisici (o di aggregazione) della materia: solido, liquido, aeriforme. Solidi, liquidi, aeriformi

hanno forma e volume propri, sono incomprimibili

le forze di coesione sono elevate, l’agitazione termica è minima

quali proprietà hanno i solidi?

STATO LIQUIDO

le forze di coesione sono meno intense, l’agitazione termica è maggiore

quali proprietà hanno i liquidi?

STATO AERIFORME

le forze di coesione sono quasi inesistenti, l’agitazione termica è elevata

STATO SOLIDO

Mappa 3

possono essere rigidi, elastici, plastici, duttili, malleabili

quali proprietà hanno gli aeriformi?

hanno volume proprio, assumono la forma del recipiente che li contiene, sono incomprimibili

non hanno né forma né volume propri; sono comprimibili

Liquidi e aeriformi sono fluidi. La loro principale caratteristica è la viscosità, cioè la resistenza più o meno accentuata allo scorrimento.

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ 2

UNITÀ

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

alla prova

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. atomi

●

chimiche

massa

●

molecole

●

3. Collega il termine con la definizione corretta.

solido

Mappa interattiva

occupa uno spazio e possiede una .......................................

a Unione di sostanze distinguibili 1

Sostanza semplice

Forza di coesione

3 Miscuglio eterogeneo 4

è fatta di particelle piccolissime, gli .......................................

che si riuniscono a formare le .......................................

si presenta in tre stati fisici: ......................................., liquido e aeriforme

2. Completa le frasi con i termini mancanti. basicità ● chimiche ● fisiche ● trasformazioni ● viscosità

●

reattività

a. La materia possiede delle proprietà come la , la densità e la durezza; possiede anche proprietà che descrivono il suo comportamento e le sue . b. La è una proprietà chimica che indica la tendenza di un materiale a combinarsi con altri tipi di materia. c. La e l’acidità esprimono il comportamento della materia quando viene disciolta in acqua.

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

Aeriforme

b Sostanza con elevata agitazione molecolare c Materia formata da atomi dello stesso tipo d Forza che si esercita tra le molecole di una sostanza

LA MATERIA

ha proprietà fisiche e .......................................

Test interattivi

4. S ottolinea il termine corretto tra i due proposti. Un corpo allo stato aeriforme: a. ha/non ha forma e volumi propri. b. è/non è comprimibile. c. ha molecole con elevate/deboli forze di coesione. d. possiede elevata/minima agitazione termica. 5. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. I corpi solidi possono essere ridotti in lamine sottili se sono: 1 p lastici. 2 d uttili. 3 m alleabili. 4 r igidi. b. Lo stato di plasma è allo stato: 1 s olido. 2 l iquido. 3 a eriforme. 4 r igido. © Casa Editrice G. Principato SpA

MATERIA 6. Riconosci nei disegni i tre stati fisici della materia e scrivi il termine corretto di ognuno.

V01U03L06

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

7. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F). a. I corpi sono porzioni di materia. b. La conducibilità elettrica è una proprietà fisica. c. Una sostanza composta è formata dallo stesso tipo di atomi. d. Le molecole possono essere formate da atomi uguali o diversi. e. Nei miscugli omogenei i componenti sono facilmente distinguibili. f. Un solido non è comprimibile. g. Nei liquidi l’agitazione termica è maggiore rispetto ai solidi. h. Gli aeriformi sono elastici.

V V

F F

V V

F F

8. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. La proprietà della materia che impedisce ai corpi solidi di deformarsi è: 1 l a rigidità. 2 l a duttilità. 3 l a plasticità.

4 l a malleabilità. b. Gli atomi: 1 s ono la parte più piccola della materia. 2 non possono legarsi tra di loro. ..................................................................... V01U03L03-4

3 s ono uguali in tutte le sostanze. 4 i n natura sono di 10 tipi diversi. c. La materia allo stato aeriforme: 1 h a forma e volume propri e non è comprimibile. 2 h a volume proprio, ha la forma del contenitore e non è comprimibile. 3 h a forma propria, non ha volume proprio e non è comprimibile.

4 n on ha né forma né volume propri, è comprimibile ed elastica.

V01U03L01-3

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

9. S ottolinea quale delle seguenti non è una proprietà fisica della materia. forma ● colore ● conducibilità termica ● infiammabilità ● duttilità ● plasticità CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

10. Riconosci nella fotografia le sostanze solide, liquide e aeriformi.

a. Quali sono le sostanze semplici? b. Qual è la sostanza composta?

12. Osserva l’immagine e rispondi. Se provi a versare un po’ di olio in un bicchiere contenente acqua, ottieni un risultato simile a quello della foto.

Sostanze solide: Sostanze liquide: Sostanze aeriformi: 11. Osserva i disegni. Completa la definizione e rispondi alle domande.

a. Si forma un miscuglio omogeneo o eterogeneo? b. Da che cosa lo capisci?

MAGNESIO (formato da atomi di un solo tipo)

13. Completa la tabella. miscugli

eterogenei

omogenei

maionese vino

CLORO

(formato da molecole costituite da

ghiaia detergente per la cucina acciaio aranciata

14. Rispondi alle domande. ACQUA

O H

PERCORSO 1 UNITÀ 2

(formata da molecole costituite da

La struttura della materia

a. Qual è la differenza tra sostanze semplici e composti?

MATERIA b. Quali sono le caratteristiche di un miscuglio eterogeneo?

16. C ostruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD c. Quali sono le caratteristiche di un miscuglio omogeneo?

15. Completa le frasi con i termini mancanti. a. La materia è tutto ciò che occupa uno e possiede una di Essa si presenta in tre aggregazione: solido, liquido e Di recente gli scienziati hanno scoperto un quarto stato di aggregazione, lo stato , presente ad esempio di nelle code delle comete.

. .

b. I corpi solidi hanno e volume e non sono . Nei solidi le forze di coesione sono molto , mentre l’agitazione termica . I solidi possono avere è come il sale una struttura come il vetro. o proprio, c. I liquidi hanno del recipiente che assumono la li contiene e non sono comprimibili. sono Nei liquidi le forze di meno intense che nei solidi e l’agitazione è maggiore rispetto ai solidi. forma e volume d. Gli aeriformi comprimibili. Le loro propri e molecole sono caratterizzate da una sono sostanze agitazione termica. I che si trovano naturalmente allo stato derivano aeriforme, mentre i da sostanze solide o liquide.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

UNITÀ

COMPETENZE

alla prova

COMPETENZA 6 ➜ COMPETENZA IN MATERIA DI CITTADINANZA Promuovere l’evoluzione della sostenibilità attraverso la conoscenza dei concetti e dei fenomeni di base riguardanti gli individui, i gruppi, la società e l’economia

LA FEBBRE DELL’ORO CHE AVVELENA LA FORESTA AMAZZONICA Il mercurio è l’unico metallo liquido a temperatura ambiente. Fino a pochi anni fa veniva utilizzato nei termometri, a causa della facilità con cui si dilata, ma il riconoscimento della sua tossicità ne ha limitato l’uso. Infatti, se il mercurio entra nell’organismo può danneggiare gravemente le molecole che formano i tessuti, specie le proteine, provocando gravi danni alla salute. Il mercurio si combina facilmente con molti metalli, tra cui l’oro; a temperatura ambiente forma un impasto con l’oro, chiamato amalgama, che permette di separare con facilità le particelle del metallo prezioso dall’acqua. È questa la ragione per cui viene utilizzato nelle miniere illegali, provocando gravi danni sia per le persone sia per l’ambiente Leggi questo articolo tratto e adattato dal sito Rinnovabili.it Prova a rispondere! 1. Perché il mercurio è tossico? 2. P erché nelle miniere si usa ancora il mercurio per estrarre l’oro? 3. I n quale zona sono stati raccolti i dati della ricerca citata nell’articolo? 4. C he cosa sta accadendo in questa zona? 5. Q uali sono le cause della compromissione dell’ambiente? 6. Quali sono gli effetti? Ricerca informazioni in rete. 1. Q uali materiali hanno sostituito il mercurio nella fabbricazione dei termometri? 2. S ai spiegare il significato del termine “biodiversità”?

PERCORSO 1 UNITÀ 2

La struttura della materia

L’istituto americano Duke Global Health ha svolto una ricerca nella regione peruviana di Madre de Dios, dove si trova la miniera d’oro di Ara, uno dei siti illegali più grandi al mondo. La regione di Madre de Dios è al centro di una corsa all’oro iniziata negli anni ’80 del secolo scorso, che ha portato alla deforestazione di oltre 50 000 ettari e ha riversato nei fiumi centinaia di tonnellate di mercurio. Gli scienziati hanno raccolto i dati sui livelli di mercurio presenti negli abitanti della zona, scoprendo che sono incredibilmente più alti della norma. Il quadro che emerge, per quanto provvisorio, è già inquietante. La contaminazione da mercurio riguarda tutta la zona presa in esame, ed è assolutamente pericolosa per la salute umana e per l’ecosistema. Curiosamente, la zona dove gli abitanti sono più contaminati è a monte della miniera perché la popolazione che vi risiede dipende da agricoltura e allevamento locali, per mancanza di vie di collegamento con altre zone: significa che l’intero ecosistema è compromesso. Inoltre, la deforestazione contribuisce perché l’assenza di alberi permette il rilascio del mercurio contenuto nel terreno. Non solo, il disastro ambientale è ancora più profondo. L’area in questione infatti è in gran parte all’interno del perimetro del parco nazionale di Manu, un’area protetta che l’Unesco riconosce tra i più preziosi serbatoi di biodiversità del pianeta.

CLIL

MATERIA

HETEROGENEOUS AND HOMOGENEOUS MIXTURES

The terms homogeneous and heterogeneous refer to mixtures of materials in chemistry. The difference between heterogeneous and homogeneous mixtures is the degree to which the materials are mixed together and the uniformity of their composition.

A heterogeneous mixture is a mixture where the components of the mixture are not uniform or have localized regions with different properties. Different samples from the mixture are not identical to each other. There are always two or more phases in a heterogeneous mixture. Usually, it’s possible to physically separate components of a heterogeneous mixture. For example, you can centrifuge solid blood cells to separate them from the plasma of blood. You can remove ice cubes from soda. You can separate candies according to color.

Listening

KEY WORDS heterogeneous mixture miscuglio eterogeneo homogeneous mixture miscuglio omogeneo blood cells cellule del sangue

A homogeneous mixture is a mixture where the components that make up the mixture are uniformly distributed throughout the mixture. The composition of the mixture is the same throughout. Only one phase of matter is present in a homogeneous mixture. So, you wouldn’t observe both a liquid and a gas or a liquid and a solid in a homogeneous mixture.

COMPREHENSION EXERCISES

●

A can be homogeneous or heterogeneous. The difference between heterogeneous and homogeneous mixtures is the to which the materials are mixed together. In a mixture the components are uniformly distributed throughout the mixture. There are always two or more phases in a mixture. You can separate a heterogeneous mixture with .

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 2

COMPETENZE ALLA PROVA

centrifuge ● degree ● heterogeneous homogeneous ● mixture

CLIL

1. Complete.

Coordinamento editoriale: Marco Mauri Progettazione editoriale e revisione scientifica: Marinella Torri Redazione: Marina Mansi, Edistudio Progetto grafico: Edistudio Impaginazione: Edistudio, Chiara Giuliani Copertina: Edistudio Ricerca iconografica: Martina Mirabella, Marina Mansi Disegni: Daniele Gianni Immagini di copertina: Shutterstock La rubrica Lezioni in anteprima e la stesura degli storyboard di alcuni video sono a cura della professoressa Chiara Amati. Si ringrazia la professoressa Janet Harmer per la revisione linguistica dei materiali in lingua inglese. La rubrica CLIL Project è a cura di Christina Cattaneo e Maria Vezzoli. La gamification Mission 2030 è realizzata da Eicon, Torino. Referenze iconografiche: ICP, Shutterstock, Wikipedia, www.ilcambiamento.it, www.universalmedicalinc.com, Jpedreira, Wiedehopf20, www.cittanuova.it, NASA, Gregory Smith, Bernat Garrigós, Marco Sala, www.crea.gov, www.who.int, Karelj, Bae et al. Science 2017, Sanjay Acharya Tutte le altre immagini provengono dall’Archivio Principato. Per le riproduzioni di testi e immagini appartenenti a terzi, inserite in quest’opera, l’editore è a disposizione degli aventi diritto non potuti reperire, nonché per eventuali non volute omissioni e/o errori di attribuzione nei riferimenti.

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INDICE Contenuti digitali

PERCORSO di APPRENDIMENTO 1 UNITÀ VIVENTI

LA CELLULA

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

Le caratteristiche dei viventi .............................................................................................. 1. Le caratteristiche comuni degli esseri viventi .................................................. 2. Gli esseri viventi sono costituiti da cellule ........................................................... 3. Gli esseri viventi si nutrono ....................................................................................................... 4. Gli esseri viventi respirano ed eliminano rifiuti ............................................... 5. Gli esseri viventi si muovono e reagiscono agli stimoli ......................... 6. Gli esseri viventi si adattano al proprio ambiente .................................. 7. Gli esseri viventi nascono, crescono e si riproducono ...........................

14 14 14 14 15 16 16 16

lezione 2 I viventi sono costituiti da cellule ................................................................................ 1. Che cos’è la cellula? ....................................................................................................................... 2. Organismi unicellulari e organismi pluricellulari ........................................ 3. L’organizzazione degli organismi pluricellulari ................................................ 4. Gli strumenti che permettono di osservare la cellula ............................. visual Un modello vincente .......................................................................................................................

18 19 19 19 20 22

La struttura della cellula .......................................................................................................... 1. Le parti fondamentali della cellula ............................................................................... 2. La cellula procariote ....................................................................................................................... 3. La cellula eucariote animale ................................................................................................... 4. La cellula eucariote vegetale ................................................................................................

24 24 25 26 26

La riproduzione della cellula ............................................................................................... 1. Le cellule si riproducono .......................................................................................................... 2. La riproduzione della cellula procariote ................................................................. 3. La riproduzione della cellula eucariote ...................................................................... 4. Il ciclo cellulare .....................................................................................................................................

28 28 29 29 31

lezione 1

lezione 3

lezione 4

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

alla prova ......................................................................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

CLIL

UNITÀ VIVENTI

ALLE CELLULE PROCARIOTE alla prova D ...............................................................

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

ALLE CELLULE EUCARIOTE

Enhancing the microscope image

LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI

.........

Come si classificano i viventi .............................................................................................. 1. Perché si classifica? .......................................................................................................................... 2. Criteri per classificare gli organismi ............................................................................ 3. Evoluzione e classificazione .................................................................................................... visual Una chiave per classificare ....................................................................................................

42 42 43 44 46

Dare un nome agli organismi ............................................................................................. 1. La classificazione di Linneo .................................................................................................. 2. La classificazione moderna .................................................................................................... 3. La nomenclatura binomia .......................................................................................................

48 48 48 51

lezione 1

lezione 2

INDICE

La teoria cellulare

LEZIONI in ANTEPRIMA Vivente o non vivente?

Come funziona il microscopio ottico Membrane a mosaico

Esploriamo la cellula eucariote Una riproduzione rapidissima

La mitosi

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA Mettiamo un po’ d’ordine! VIDEO

L’ornitorinco, un animale bizzarro Tre domini

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

alla prova ......................................................................................................

alla prova LA RICCHEZZA DELLA VITA ...........................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Classification of living things

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

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Tutti i nomi degli organismi ...................................................... 60

PERCORSO di APPRENDIMENTO 2 UNITÀ VIVENTI

IL MONDO DEI MICRORGANISMI

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

lezione 1 I virus .................................................................................................................................................................... 1. Al confine dei viventi .................................................................................................................... 2. I virus sono parassiti obbligati ............................................................................................ 3. La riproduzione dei virus ........................................................................................................... 4. HIV, il virus che danneggia il sistema immunitario ..................................

66 66 67 68 69

lezione 2 I domini dei batteri ........................................................................................................................... 1. Il dominio degli archeobatteri ............................................................................................ 2. Il dominio degli eubatteri ........................................................................................................ 3. Come si nutrono gli eubatteri ...............................................................................................

70 70 71 73

Il regno dei protisti ............................................................................................................................ 1. Il dominio degli eucarioti ......................................................................................................... 2. I protisti ......................................................................................................................................................... 3. I protozoi sono protisti eterotrofi ...................................................................................... 4. I protofiti sono protisti autotrofi ...................................................................................... 5. Protisti eterotrofi decompositori ...................................................................................... 6. Le alghe sono pluricellulari autotrofi ......................................................................... ECO FOCUS Mari supernutriti .................................................................................................................................

74 74 74 75 75 76 76 78

lezione 3

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

alla prova ......................................................................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

VIVENTI

alla prova UN ESPERIMENTO DURERÀ 500 ANNI

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

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

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

lezione 1 Il regno dei funghi ............................................................................................................................... 1. Né piante né animali .................................................................................................................... 2. I funghi a cappello ............................................................................................................................ 3. Le muffe e i lieviti ............................................................................................................................... 4. I licheni ........................................................................................................................................................... 5. La classificazione dei funghi ..................................................................................................

90 90 91 92 92 92

Il regno delle piante ......................................................................................................................... 1. Le piante e le loro caratteristiche .................................................................................... 2. Piante con il corpo a tallo ........................................................................................................ 3. Piante con il corpo a cormo .................................................................................................... 4. Le pteridofite, le prime piante vascolari .................................................................... 5. Le spermatofite, le piante con semi ............................................................................... ECO visual La deforestazione ................................................................................................................................

94 94 94 95 96 97 98

CLIL

UNITÀ

Le piante si nutrono

PER STUDIARE LA VITALITÀ DEI BATTERI

The importance of protists for the environment

I REGNI DEI FUNGHI E DELLE PIANTE

lezione 2

INDICE

LEZIONI in ANTEPRIMA Le malattie virali

Il ciclo riproduttivo dei batteriofagi

Archeobatteri in vetrina I batteri Dai batteri alla cellula eucariote

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

L’evoluzione delle piante

Che cosa succede se…

lezione 3 La radice e il fusto .............................................................................................................................. 1. La radice ....................................................................................................................................................... 2. Le parti della radice ........................................................................................................................ 3. Il fusto .............................................................................................................................................................

100 100 101 102

La foglia ............................................................................................................................................................. 1. Come è fatta la foglia .................................................................................................................... 2. La fotosintesi .......................................................................................................................................... 3. Fotosintesi e respirazione, due processi tra loro dipendenti .......... 4. La traspirazione ...................................................................................................................................

104 104 105 106 107

A ogni albero la sua foglia

Fiori, frutti e semi ............................................................................................................................... 1. La riproduzione delle piante ................................................................................................ 2. La riproduzione vegetativa .................................................................................................... 3. Il fiore .............................................................................................................................................................. 4. L’impollinazione e la fecondazione ............................................................................. 5. La disseminazione e la germinazione ...................................................................... visual Frutti veri e frutti falsi .................................................................................................................

108 108 108 109 110 111 112

Tecniche di riproduzione

lezione 4

lezione 5

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

114

alla prova ......................................................................................................

116

alla prova LE PIANTE ASSORBONO CO2, MA FINO A QUANDO? ....

120

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ VIVENTI

The qualities of mushrooms

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

IL REGNO DEGLI ANIMALI: GLI INVERTEBRATI

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

.....

122

Le caratteristiche generali degli animali ........................................................... 1. Che cos’è un animale? ................................................................................................................ 2. Sostegno e movimento .............................................................................................................. 3. Nutrizione e digestione ............................................................................................................. 4. Respirazione ............................................................................................................................................ 5. Circolazione ed escrezione .................................................................................................... 6. Riproduzione .......................................................................................................................................... 7. Sensibilità e coordinamento ................................................................................................. FOCUS Come si distinguono gli animali? ...................................................................................

124 124 124 125 125 126 126 127 128

L’evoluzione degli animali

Poriferi e celenterati ....................................................................................................................... 1. Gli invertebrati ...................................................................................................................................... 2. I poriferi ........................................................................................................................................................ 3. I celenterati ...............................................................................................................................................

130 130 130 131

Le caratteristiche degli invertebrati

lezione 3 Vermi e molluschi ............................................................................................................................... 1. I platelminti .............................................................................................................................................. 2. I nematodi ................................................................................................................................................. 3. Gli anellidi ................................................................................................................................................. 4. I molluschi .................................................................................................................................................

134 134 135 135 136

Molluschi in vetrina

lezione 4 Artropodi ed echinodermi ....................................................................................................... 1. Un gruppo di successo ................................................................................................................ 2. Le caratteristiche generali degli artropodi ........................................................... 3. Gli echinodermi .................................................................................................................................. visual Le classi degli artropodi .............................................................................................................

138 138 139 140 142

Artropodi da record

lezione 1

lezione 2

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

144

alla prova ......................................................................................................

146

alla prova L’INDICE BIOTICO ESTESO .............................................................

150

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

121

Nella foresta di mangrovie

INDICE

Marine life around the Cape Verde Islands

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

151

Un insetto sotto la lente

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Listening

Mappa interattiva

UNITÀ VIVENTI

IL REGNO DEGLI ANIMALI: I VERTEBRATI

......

152

lezione 1 I pesci .................................................................................................................................................................... 1. I cordati ......................................................................................................................................................... 2. Le caratteristiche dei vertebrati ......................................................................................... 3. I pesci ...............................................................................................................................................................

154 154 155 156

lezione 2 Gli anfibi e i rettili ............................................................................................................................... 158 1. Gli anfibi ...................................................................................................................................................... 158 2. I rettili .............................................................................................................................................................. 160

Gli uccelli ......................................................................................................................................................... 162 1. Gli uccelli, vertebrati adatti al volo ................................................................................ 162 lezione 3

I mammiferi ................................................................................................................................................. 1. Perché si chiamano mammiferi? ..................................................................................... 2. Le caratteristiche dei mammiferi .................................................................................... 3. I mammiferi si dividono in tre gruppi ....................................................................... visual Gli ordini dei mammiferi placentati ......................................................................... ECO FOCUS Specie a rischio di estinzione .............................................................................................. lezione 4

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

174

alla prova ......................................................................................................

176

alla prova PIPISTRELLI, COSÌ UTILI, COSÌ BELLI .................................

180

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

166 166 167 168 170 172

What is a mammal?

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

181

LEZIONI in ANTEPRIMA Il Parco Nazionale Arcipelago Toscano Anatomia di un pesce osseo Anatomia di un pesce cartilagineo Pesci fuor d’acqua

Dai dinosauri agli uccelli Gli arti dei mammiferi

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

CLIL PROJECT Molluscs ...................................................................................................................................... 182

PERCORSO di APPRENDIMENTO 3 UNITÀ VIVENTI

L’ECOLOGIA

184

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

186

L’ambiente .................................................................................................................................................... 1. L’ecologia .................................................................................................................................................... 2. I fattori abiotici di un ambiente naturale ............................................................... 3. I fattori biotici di un ambiente naturale .................................................................. 4. I fattori limitanti ..................................................................................................................................

188 188 188 190 190

lezione 1

lezione 2 L’ecosistema ............................................................................................................................................... 192 1. Dall’ambiente all’ecosistema ............................................................................................... 192 2. L’organizzazione dell’ecosistema ................................................................................... 194

Il ciclo del carbonio

3 R per i rifiuti

LEZIONI in ANTEPRIMA

La nascita dell’ecologia

Piante che amano il sale Gli abitanti del mare La nicchia del lombrico

lezione 3 Come funziona un ecosistema .......................................................................................... 1. Gli organismi produttori ........................................................................................................... 2. Gli organismi consumatori e decompositori .................................................... 3. Catene e reti alimentari .............................................................................................................. 4. Le piramidi di un ecosistema .............................................................................................. 5. I cicli della materia ........................................................................................................................... ECO FOCUS Che cosa sono i rifiuti? .................................................................................................................

196 196 196 197 198 198 200

Le relazioni tra gli organismi .............................................................................................. 1. Gli organismi non hanno solo rapporti alimentari ................................... 2. Il mimetismo ........................................................................................................................................... ECO FOCUS I licheni, sentinelle dell’ambiente ................................................................................

202 202 204 206

Armi da predatori, trucchi da prede

lezione 5 I biomi .................................................................................................................................................................. 1. Biosfera e biomi ................................................................................................................................... 2. I biomi terrestri ..................................................................................................................................... 3. I biomi acquatici ..................................................................................................................................

208 209 209 210

I biomi

lezione 4

ECO

lezione 6 I cambiamenti climatici .............................................................................................................. 212 1. L’importanza della biodiversità ......................................................................................... 212

INDICE

Il ciclo dell’azoto

La catena alimentare marina

Rischi climatici

2. I punti caldi di biodiversità ..................................................................................................... 213 3. Cambiamento climatico e alterazione del ciclo del carbonio ........ 214 4. Biomi che migrano .......................................................................................................................... 215 ...........................................................................................................................

216

alla prova ......................................................................................................

219

alla prova LA COSTITUZIONE DELLE PIANTE ...........................................

224

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ VIVENTI

Ocean biome .......................................................................................................................................... 225

L’ETOLOGIA

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

226

Il comportamento degli animali ..................................................................................... 1. L’etologia studia il comportamento degli animali ...................................... 2. Il comportamento innato ......................................................................................................... 3. Il comportamento appreso ...................................................................................................... 4. L’imprinting .............................................................................................................................................. 5. Intuito e ragionamento ................................................................................................................ lezione 2 Le società animali ............................................................................................................................... 1. La comunicazione tra gli animali ................................................................................... 2. Schiere, branchi e società ......................................................................................................... 3. Riproduzione e cura della prole ....................................................................................... 4. Le strategie riproduttive e le cure parentali ........................................................

228 228 228 229 231 231 232 232 233 234 235

lezione 1

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

236

alla prova ......................................................................................................

237

alla prova CHI SI SOMIGLIA SI PIGLIA ..........................................................

240

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Collective animal names ....................................................................................................... 241

Criosfera in pericolo

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA I padri dell’etologia

La società delle termiti

VIDEO

Il corteggiamento delle sule

LEZIONI in MP3

Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Una mostra di trash art .................................................................. 242

PERCORSO di APPRENDIMENTO 4 UNITÀ VIVENTI

L’EVOLUZIONE DELLA VITA

244

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

246

lezione 1 La teoria dell’evoluzione ........................................................................................................... 1. Prima di Darwin ................................................................................................................................. 2. L’ipotesi di Lamarck ....................................................................................................................... 3. Il viaggio di Darwin ........................................................................................................................ 4. L’evoluzione per selezione naturale ............................................................................ 5. I pilastri della teoria dell’evoluzione ........................................................................... FOCUS Nelle isole delle grandi tartarughe ............................................................................

248 248 248 249 250 251 252

lezione 2 L’origine delle specie ...................................................................................................................... 254 1. Le prove a favore dell’evoluzione .................................................................................. 254 2. Come nasce una nuova specie .......................................................................................... 256 lezione 3 La storia della vita .............................................................................................................................. 1. L’origine della vita ............................................................................................................................ 2. Dai batteri alla cellula eucariote ....................................................................................... 3. I principali eventi delle ere geologiche ....................................................................

258 258 259 260

Origine ed evoluzione della specie umana ...................................................... 1. Le somiglianze tra scimmie antropomorfe ed esseri umani .......... 2. Dalle foreste alla savana ............................................................................................................ 3. I nostri più antichi progenitori ........................................................................................... 4. L’uomo che lavorava le pietre .............................................................................................

262 262 262 263 263

lezione 4

INDICE

La storia del pianeta Terra

LEZIONI in ANTEPRIMA Il viaggio di Darwin

Fringuelli famosi Dalla generazione spontanea alla biogenesi L’esperimento di Miller La scala cronostratigrafica L’evoluzione dei primati

5. Lo scopritore del fuoco ............................................................................................................... 264 6. La specie scomparsa ...................................................................................................................... 264 7. L’uomo moderno ............................................................................................................................... 264 ...........................................................................................................................

266

alla prova ......................................................................................................

268

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ VIVENTI

E MIGRAZIONI MULTIPLE alla prova L

DI HOMO SAPIENS DALL’AFRICA ............................................ 272 C.R. Darwin ............................................................................................................................................... 273

IL LINGUAGGIO DELLA VITA

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

274

lezione 1 Gli acidi nucleici: il DNA .............................................................................................................. 1. Il “libretto” delle informazioni genetiche .......................................................... 2. La molecola del DNA .................................................................................................................. 3. La duplicazione del DNA ........................................................................................................

276 277 277 278

lezione 2 La sintesi delle proteine ............................................................................................................ 1. DNA e proteine ................................................................................................................................... 2. La molecola dell’RNA .................................................................................................................. 3. Il codice genetico ............................................................................................................................... 4. La trascrizione, la sintesi dell’RNA messaggero ........................................... 5. La traduzione delle informazioni e la sintesi delle proteine ...........

280 281 281 282 282 283

lezione 3 Le leggi di Mendel ............................................................................................................................... 1. Il padre della genetica .................................................................................................................. 2. Il metodo di Mendel ...................................................................................................................... 3. Linee pure e ibridi ............................................................................................................................ 4. La prima legge di Mendel ....................................................................................................... 5. La seconda legge di Mendel ................................................................................................ 6. La terza legge di Mendel ..........................................................................................................

284 284 285 285 286 286 287

Geni e cromosomi ............................................................................................................................... 1. Dai fattori di Mendel ai geni ................................................................................................ 2. Cromosomi, alleli e caratteri ................................................................................................ 3. L’interpretazione delle leggi di Mendel ...................................................................

288 288 289 290

lezione 5 La genetica umana ............................................................................................................................ 1. I cromosomi che determinano il sesso .................................................................... 2. La determinazione del sesso ............................................................................................... 3. I caratteri mendeliani nella specie umana ........................................................... 4. Le malattie genetiche autosomiche.............................................................................. 5. Le malattie genetiche portate dai cromosomi sessuali .........................

292 292 293 293 294 294

lezione 6 Le biotecnologie .................................................................................................................................... 1. Dalla selezione artificiale all’ingegneria genetica ........................................ 2. La tecnica del DNA ricombinante ................................................................................ 3. Gli OGM ..................................................................................................................................................... 4. La clonazione ......................................................................................................................................... FOCUS Staminali, cellule pronte a tutto ....................................................................................

296 296 297 298 299 300

lezione 4

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

302

alla prova ......................................................................................................

304

NA SULLA SCENA DEL DELITTO ............................................. alla prova D

308

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Genes and GMOs .............................................................................................................................. 309

VIDEO

L’uomo di Neanderthal

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

La sintesi delle proteine I meccanismi dell’ereditarietà

La nascita della genetica moderna Il quadrato di Punnett Il Progetto Genoma Umano

I colori della pelle

Le biotecnologie

La pecora Dolly, il primo animale clonato

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Una parete per l’Antropocene ............................................... 310 Dieci piccole regole per salvare la Terra! ................................................................................................... 312 © Casa Editrice G. Principato SpA

INDICE

di APPRENDIMENTO

PERCORSO

PARTENZA!

RICICLARE È NATURALE Esploriamo l’oggetto interattivo per capire in che modo il carbonio circola attraverso la biosfera e le altre sfere geochimiche del sistema Terra. Il ciclo del carbonio

Attività capovolta 1. In che modo i vegetali riescono a fissare il carbonio contenuto nell’anidride carbonica all’interno delle molecole dello zucchero? 2. Quali sono i processi compiuti dagli organismi che liberano nuovamente anidride carbonica nell’aria? 3. Quali sono i combustibili fossili? Come si sono formati? 4. Che cosa accade durante la combustione dei combustibili fossili? 5. Spiega con le tue parole in che modo le attività industriali e la deforestazione contribuiscono all’alterazione del ciclo del carbonio. 6. In quali sfere del sistema Terra si concentra la maggior parte del carbonio?

Guardiamo il video per comprendere il significato e l’importanza ambientale di ridurre, riutilizzare e riciclare i rifiuti.

Riutilizzare: se un oggetto non è più utilizzabile per la sua funzione originale puoi utilizzarlo per altre funzioni!

Ridurre: “il miglior rifiuto è quello che non si produce”. Cerca di ridurre la tua produzione domestica di rifiuti.

Riciclare: quando non esistono più usi alternativi per il tuo oggetto, buttalo nel corretto bidone della raccolta differenziata. Qualcuno userà la tua materia prima per dargli una nuova forma.

3 R per i rifiuti

184

VIVENTI LE NOSTRE TAPPE

UNITÀ

ARRIVO!

L’ECOLOGIA Sapremo che cos’è un ecosistema, come è organizzato, quali relazioni legano gli organismi che lo abitano. Impareremo il significato di termini specifici dell’ecologia come catena alimentare, rete alimentare e piramide dell’energia e scopriremo i rapporti di simbiosi che si stabiliscono tra specie diverse e che sono alla base della vita negli ambienti terrestri. Infine conosceremo l’impatto dei cambiamenti climatici sull’intero ecosistema terrestre.

L’ETOLOGIA “Che cosa studia l’etologia?” Risponderemo a questa domanda facendo la conoscenza di scienziati famosi che hanno studiato il comportamento animale e analizzando le società degli animali e i diversi modi in cui comunicano tra loro.

COMPITO DI REALTÀ Una mostra di trash art Organizzeremo un concorso tra le classi della nostra scuola per premiare i migliori oggetti realizzati con materiali di riciclo. Stabiliremo insieme il tipo di oggetti da realizzare – oggetti artistici oppure utili ma con funzioni diverse da quelle originarie –, indicheremo i componenti della giuria, formuleremo i criteri di valutazione delle opere, sceglieremo i premi per i vincitori (pag. 242). COMPITO DI REALTÀ

UNITÀ

COOPERATIVE LEARNING

Una mostra di

ORGANIZZAZIONE DEL COMPIT

trash art

Andy Warhol, uno degli artisti più famosi del secolo scorso, diceva: «Gli scarti sono probabilmente brutte cose, ma se riesci a lavorarci un po’ sopra e renderli belli o almeno interessanti, c’è molto meno spreco». I rifiuti costituiscono una vera e propria miniera di materiali di grande valore creativo. In particolare quelli utilizzati per le confezioni dei prodotti sono spesso colorati, lucenti, ma destinati a diventare immediatamente rifiuti. Abbiamo deciso di raccogliere e selezionare dei rifiuti per farli diventare creazioni artistiche. Con l’aiuto dei nostri insegnanti di Arte e Immagine e di Tecnologia, realizzeremo opere artistiche con i rifiuti e organizzeremo una mostra delle nostre creazioni, attribuendo un premio alle opere più originali.

COMPETENZE Distinguere le diverse tipologie di rifiuti in base alla composizione dei materiali che li formano. Comprendere che i rifiuti possono essere materie prime seconde. Mettere in atto, attraverso i nostri comportamenti, la strategia delle 3 R: ridurre, riutilizzare, riciclare.

PERCORSO DELL’ESPERIENZA

1 Organizziamo i gruppi Insieme agli insegnanti di Scien e Tecnologia facciamo conoscen esaminiamo, proiettate sulla LIM realizzate da famosi artisti dell’a Poi organizziamo i gruppi che de opere realizzare e con quali tipi chiedere agli insegnanti consigl realizzazione dell’opera, in mod del gruppo possa raccogliere a c scarto che servono.

COMPITO

• Visitare siti web dedicati alla trash art e raccogliere immagini di opere artistiche realizzate con i rifiuti. • Organizzare una raccolta di rifiuti: incarti, imballaggi, parti di oggetti adatti alla realizzazione delle proprie opere. • Lavorare in gruppo per ricercare informazioni sulla composizione dei rifiuti raccolti. • Realizzare prodotti artistici di diverso tipo, anche ispirandosi alle opere di artisti contemporanei. • Progettare la mostra dove esporre le opere realizzate: scegliere gli spazi, stabilire le caratteristiche delle installazioni, nominare i membri della giuria che valuterà le opere.

Utilizzare diversi tipi di strumenti per ricercare informazioni. Saper organizzare laboratori artistici. Collaborare con gli altri. STRUMENTI Gestire gli spazi per esporre i prodotti del proprio lavoro e • computer connessi alla rete Internet realizzare una mostra. • videoproiettore o LIM Ricercare sul web strumenti • rifiuti di tipo diverso alternativi per la risoluzione • colle, resine, adesivi e altri materiali per assemblare i rifiuti • materiale di cancelleria di alcuni problemi.

La classe si informa sulla trash ar dedicati o consultando riviste e te Lo scopo è quello di esaminare le famose da usare come fonte di isp gli oggetti da esporre alla mostra L’esecuzione è divisa in 6 fasi: • ogni gruppo decide quali opere r le tipologie di rifiuti necessarie e (2 ore);

2 Ricerchiamo informazioni Prima di cominciare a lavorare, i rifiuti raccolti e ricerca in rete classificarli in base alla loro com suddividere anche in base al col alla lavorabilità, alla resistenza caratteristiche che li rendono ad nostre opere.

RIFLETTIAMO INSIEME

• Secondo te, questo tipo di opere sensibilizzare il mondo sui prob • Pensi che la strategia delle 3 R per ridurre la produzione di rifiu • Qual è la differenza tra materia e materia prima seconda?

185

OLTRE IL COMPITO

L’ecoetichetta è il marchio dell’Un applicato ai prodotti che hanno un ambientale durante tutto il loro ci

UNITÀ

L’ECOLOGIA lezione 1

L’AMBIENTE

lezione 2

L’ECOSISTEMA

lezione 3 COME FUNZIONA UN ECOSISTEMA eco

CONOSCENZE E ABILITÀ Spiegare qual è il campo di studio dell’ecologia. Elencare e descrivere le componenti biotiche e abiotiche di un ambiente. Illustrare l’azione dei fattori limitanti nell’ambiente. Fornire le definizioni di biosfera ed ecosistema. Descrivere il ruolo degli organismi produttori, consumatori e decompositori. Conoscere le differenze tra catene e reti alimentari. Illustrare le relazioni di predazione, simbiosi e parassitismo. Descrivere i biomi della Terra. Conoscere le principali cause dei cambiamenti climatici.

FOCUS

CHE COSA SONO I RIFIUTI?

lezione 4 LE RELAZIONI TRA GLI ORGANISMI eco

FOCUS

lezione 5

I LICHENI, SENTINELLE DELL’AMBIENTE I BIOMI

ECO lezione 6 I CAMBIAMENTI CLIMATICI

LEZIONI in ANTEPRIMA

COMPETENZE Diventare consapevoli della complessità della biosfera. Saper leggere e interpretare le piramidi dell’energia e della materia. Descrivere e analizzare i cicli della materia: acqua, carbonio, azoto, fosforo. Conoscere la distribuzione dei biomi e le loro caratteristiche. Osservare e descrivere un fenomeno. Immaginare e verificare le cause dei fenomeni osservati. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova La Costituzione delle piante

CLIL Ocean biome

186

VIVENTI

Ci interess

comunità ecosistema

catena alimentare

habitat

rete alimentare

popolazione biodiversità

ambiente

biomi

ecologia organismi produttori

TAG CLOUD

organismi consumatori

biosfera

nicchia ecologica

organismi decompositori

Quando pensi al rapporto tra specie diverse, ti viene in mente la competizione preda-predatore. Oggi, però, i biologi ritengono ? é che non solo la competizione, ma anche la collaborazione tra Perch organismi abbia permesso alla vita di affermarsi ed evolvere sulla Terra. Qualche esempio? Da una simbiosi è nata la prima cellula eucariote che poi è diventata la cellula che costituisce tutti gli organismi pluricellulari; l’associazione tra piante primitive e funghi ha permesso ai vegetali di uscire dall’acqua e diffondersi sulla terraferma; il nostro corpo può vivere perché in simbiosi con la flora batterica intestinale, un intero ecosistema di microrganismi che completa la digestione del cibo e ci protegge dagli attacchi di altri microrganismi portatori di malattie. In natura gli organismi che cooperano con altri della loro specie o di specie differenti hanno maggiori possibilità di sopravvivere e di affrontare i cambiamenti dell’ambiente. Non pensi che anche noi umani dovremmo imparare a collaborare tra di noi?

187

LEZIONE

L’AMBIENTE Attività capovolta

HTML

Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. Quando è nata l’ecologia? 2. Chi fu il padre dell’ecologia? 3. Che cosa significa il prefisso “eco”? Conosci altre parole che lo contengono? 4. Spiega con parole tue l’ipotesi formulata da Hackel riguardo alla relazione tra i bombi e la sopravvivenza dell’Impero britannico.

La nascita dell’ecologia

1. L’ECOLOGIA “Fa bene all’ambiente, è ecologico!”, “Usa questo sacchetto: è in ecoplastica!”, “Meglio i detersivi ecologici per non inquinare l’acqua!”. Basta dire eco prima di una parola o usare il termine ecologia per far capire che stiamo parlando dell’ambiente e di tutto quello che si può fare per conservarlo e proteggerlo. Ma che cos’è l’ecologia? Cerchiamo di capirlo con qualche esempio. La vita di qualsiasi organismo si svolge in un luogo ben definito: per una carpa è il lago dove vive, per un insetto è il frutto in cui ha scavato un cunicolo, per un albero è il terreno dove affonda le radici, per un batterio è l’organismo che ha infettato. Questo luogo e l’insieme dei fattori che influiscono sulla sua vita sono l’ambiente dell’organismo, dal quale egli trae l’energia necessaria per crescere, muoversi, riprodursi e compiere le altre funzioni vitali. ’ecologia è la scienza che studia le relazioni che si instaurano tra L gli organismi e l’ambiente nel quale vivono.

2. I FATTORI ABIOTICI DI UN AMBIENTE NATURALE Ogni ambiente possiede un insieme di caratteristiche che possono essere raggruppate in due categorie: i fattori abiotici e i fattori biotici. fattori abiotici comprendono tutti gli elementi non viventi I dell’ambiente.

KEY WORDS ecologia ecology fattori abiotici abiotic factors

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

• I fattori abiotici di tipo fisico sono l’acqua, la luce, la temperatura, l’umidità e la pressione dell’aria. Insieme ai fattori geografici determinano le caratteristiche del clima del luogo in cui vivono gli organismi. L’acqua è una sostanza di fondamentale importanza per la vita, ma è un fattore abiotico di cui non tutti gli organismi hanno bisogno allo stesso modo 1 . L’ecologia

VIVENTI

La vita negli ambienti poveri di acqua Gli organismi xerofili, come il dromedario e il cactus, si sono adattati a vivere nei deserti e riescono a sopravvivere anche con minime quantità di acqua.

La vita in acqua Gli organismi idrofili, come le alghe, le piante acquatiche, i pesci e altri animali, trovano nell’acqua il loro ambiente di vita.

La vita negli ambienti umidi Gli organismi igrofili, come i muschi e le rane, vivono solo in ambienti molto umidi.

La luce è indispensabile per i vegetali: infatti, grazie a essa possono compiere la reazione di fotosintesi e fabbricarsi le sostanze nutritive. Ogni specie, tuttavia, ha bisogno di luce. Gli animali sono meno dipendenti dalla luce, ma quelli che vivono in ambienti bui sono dotati di occhi particolarmente sensibili a minime variazioni di luminosità. L’alternarsi delle stagioni e dei periodi secchi e umidi, le temperature minime e massime, la lunghezza del dì e della notte condizionano la vita degli organismi, obbligandoli, ad esempio, a trascorrere periodi di letargo oppure a migrare. • I fattori abiotici di tipo chimico riguardano, invece, la composizione del suolo, dell’aria, dell’acqua. La composizione e lo spessore del suolo, ad esempio, condizionano la vita dei vegetali, degli animali erbivori che di essi si cibano e degli animali che vivono sottoterra scavando gallerie 2 .

1 L’acqua e i viventi

2 A ogni pianta il suo suolo

Alcuni vegetali, come la lavanda (a sinistra), preferiscono terreni sabbiosi, sempre asciutti e ricchi di particolari sali minerali. Altri invece crescono in terreni argillosi, sempre imbevuti d’acqua e ricchi di ferro, come nel caso dei ranuncoli (sopra) e della pianta del pero. © Casa Editrice G. Principato SpA

L’ambiente

LEZIONE 1

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LEZIONE

1 3. I FATTORI BIOTICI DI UN AMBIENTE NATURALE fattori biotici comprendono tutti gli organismi che vivono in un I ambiente e l’insieme delle relazioni che li lega.

Gli organismi della stessa specie hanno bisogno gli uni degli altri: sono poche le specie “solitarie”, come la tigre o il bradipo; in ogni caso, anche questi animali devono cercare un compagno per riprodursi. Altre specie, invece, vivono in gruppo e traggono molti vantaggi da questa aggregazione: nei branchi dove i compiti sono divisi, alcuni individui procurano il cibo, altri difendono il gruppo, altri ancora si occupano della cura dei piccoli 3 . In ogni ambiente la sopravvivenza degli organismi dipende anche dalle relazioni che si stabiliscono tra specie diverse. Esempi di queste relazioni sono le catene alimentari: i vegetali, che vivono grazie alle componenti abiotiche dell’ambiente (acqua, luce e sali minerali), sono cibo per gli erbivori che, a loro volta, permettono la sopravvivenza dei carnivori. Torneremo sulle catene alimentari nella Lezione 3 di questa Unità.

4. I FATTORI LIMITANTI 3 Le marmotte di sentinella stanno ritte sulle zampe posteriori, pronte ad avvistare qualsiasi pericolo e a segnalarlo con un grido simile a un fischio agli altri membri del gruppo, che si rifugiano velocemente nelle tane.

KEY WORDS fattori biotici biotic factors fattori limitanti limiting factors

4 La trota è un pesce che può vivere solo in acqua di torrente, ben ossigenata e fresca. Se, per qualche motivo, l’acqua diventa torbida o viene riscaldata dagli scarichi di un impianto industriale, le trote non sopravvivono.

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

A seconda che gli ambienti siano acquatici o terrestri, alcuni fattori sono più importanti di altri per la vita degli organismi e, per questa ragione, sono chiamati fattori limitanti. I fattori limitanti sono fattori che rallentano o impediscono la sopravvivenza degli organismi.

Negli ambienti acquatici i fattori limitanti sono la luce, la concentrazione di ossigeno, la salinità e la quantità di sostanze nutritive disciolte. Ad esempio, la luce che penetra nell’acqua si riduce con la profondità: per questo motivo la maggior parte dei vegetali acquatici non cresce ancorata al fondo, ma galleggia negli strati superficiali. Anche l’ossigeno non è uniformemente distribuito nell’acqua (contrariamente a ciò che avviene nell’aria): le acque fredde e mosse e le acque dolci superficiali sono quelle più ossigenate, anche se contengono solo un quarto dell’ossigeno presente nell’aria 4 . Negli ambienti terrestri sono fattori limitanti la temperatura, la disponibilità di acqua e la composizione chimica del suolo. La temperatura svolge un ruolo determinante: le sostanze di cui sono costituiti gli esseri viventi sopportano temperature comprese tra gli 0 °C (la temperatura di congelamento dell’acqua) e i 40-50 °C. L’acqua contenuta in un organismo tende a mantenersi costante nella quantità, ma al suo interno si rinnova continuamente. Gli animali assumono acqua dagli alimenti e bevendo e, al tempo stesso, la restituiscono all’ambiente attraverso la respirazione, la traspirazione e l’escrezione. L’ecologia

VIVENTI

Gli animali terrestri devono essere in grado di spostarsi per cercare l’acqua, e spesso sono costretti a compiere lunghe migrazioni. Le piante terrestri hanno radici molto lunghe, per assorbire sali minerali e acqua dagli strati profondi del sottosuolo, e ramificate, per aumentare la superficie di assorbimento. Anche la forma delle foglie dipende dalla disponibilità di acqua nell’ambiente 5 . a

Piante che amano il sale

5 Strategie vegetali per l’acqua

a. Nei climi aridi le foglie possono trasformarsi in spine e ricoprirsi di una cuticola impermeabile per ridurre l’evaporazione. b. Le piante dei climi caldi e umidi hanno foglie sottili e ampie per aumentare l’evaporazione. c. Le piante che vivono nell’acqua, come il loto, hanno foglie con un rivestimento idrorepellente che allontana l’acqua dalla superficie e le mantiene sempre pulite.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. In quali categorie si classificano i fattori ambientali? 2. Quale fattore è necessario per la vita di tutti i viventi? 3. A quale categoria di fattori appartiene il suolo? 4. Che cosa sono i fattori limitanti?

VERSO LE COMPETENZE

➜ APPLICARE LE CONOSCENZE APPRESE ➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

Rispondi alle domande. 1. Quali sono i principali fattori limitanti in un ambiente desertico? 2. Quali strategie usano le piante che vivono in ambienti aridi e caldi per mantenere costante l’acqua al loro interno? 3. Perché le piante che vivono in ambienti a clima caldo e umido hanno foglie molto ampie? 4. Quali sono i fattori limitanti negli ambienti acquatici (come gli stagni e i laghi)? Ricerca in rete informazioni sul fenomeno chiamato “effetto loto” e sulle applicazioni nell’ambito della produzione di nuovi materiali. © Casa Editrice G. Principato SpA

L’ambiente

LEZIONE 1

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LEZIONE

L’ECOSISTEMA Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

Quali sono le caratteristiche della zona fotica? Perché la zona fotica è la maggiore produttrice dell’ossigeno terrestre? Quali organismi vivono nella zona mesopelagica? Qual è la differenza tra plancton e necton? Quali tipi di adattamenti presentano gli organismi che vivono a grandi profondità? 6. Quali sono i fattori abiotici della zona pelagica? Gli abitanti del mare

SKILL BOOK

COMPITO DI REALTÀ UNA VISITA AL PARCO

KEY WORDS ecosistema ecosystem biosfera biosphere

1. DALL’AMBIENTE ALL’ECOSISTEMA Tutti gli elementi presenti in un ambiente sono legati tra loro e possono influenzarsi e modificarsi a vicenda. Ad esempio, lo sviluppo di un albero dipende dalla concentrazione di sali presenti nel suolo, dalla disponibilità di acqua e luce, dall’andamento delle stagioni; anche la sua forma non è frutto del caso, ma è prodotta da fattori abiotici come la direzione dei venti dominanti o la quantità delle precipitazioni nevose. A sua volta l’albero, con la sua presenza, influisce sulle condizioni dell’ambiente: la sua chioma rallenta la velocità del vento, intercetta le gocce di pioggia e diminuisce la loro forza di erosione; le sue foglie fanno aumentare l’umidità dell’aria, le sue radici compattano il terreno e lo rendono adatto a ospitare altre forme di vita. L’ambiente, quindi, possiede tutte le caratteristiche di un sistema perché è costituito da elementi diversi che si influenzano reciprocamente. Per questo prende il nome di ecosistema 1 . ’ecosistema è l’insieme costituito dagli organismi viventi e L dall’ambiente fisico in cui vivono e con il quale interagiscono.

1 La barriera corallina è un ecosistema ricchissimo di specie diverse.

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

VIVENTI

L’insieme di tutti gli ecosistemi presenti sulla Terra costituisce la biosfera, ovvero la parte della Terra in cui esistono forme di vita 2 . L’ecologia raramente si occupa dell’intera biosfera, perché il numero di elementi che essa contiene è troppo grande. È più utile prendere in esame ecosistemi limitati e che rimangono stabili nel tempo. Uno stagno, un bosco, un lago o persino una pozzanghera possono essere considerati singoli ecosistemi e come tali essere studiati dall’ecologia. 9000 9000 sopra iSopra metri i 6000 metri sopra i6000 6000 metri sopravvivono sopravvivono solo alcuni sopravvivono solo alcuni solo alcuni animali primitivi animali primitivi animali primitivi.

8000 8000 7000 7000 6000 6000

Sopra i 3000 metri vivono piante specializzate sopra i3000 3000 metri vivono sopra icome metri pini e abeti.

5000 5000

piante specializzate vivono piante specializzate come pini e abeti come pini e abeti

4000 4000 3000 3000

Sotto i 3000 metri si sotto i3000 3000 metri sotto i concentra metri la maggior parte si concentra la maggior si concentra la maggior parte delle piante parte delle piante e degli animali. delle piante e degli animali e degli animali

2000 2000 1000 1000

livello livello delmare mare del

pesci alghe non scendono pesci eealghe non Pesci e alghe non scendono al di sotto al di sotto dei 1000-1500 metri scendono al di sotto dei 1000-1500 metri dei 1000-1500 metri.

–1000 1000 –2000 2000 –3000 3000 –4000 4000

qui vivono animali con forme qui vivono animali vivono animali con che si Qui sono adattate con forme cheche si sono forme si sono adattate ad un ambiente senza luce adattate ad un ambiente a un ambiente senza luce esenza con luce elevate e conpressioni elevate e con elevate pressioni. pressioni

–5000 5000 –6000 6000 –7000 7000 –8000 8000

vivono solo rari organismi vivonoQui solovivono rari solo rari organismi, come i molluschi organismi in particolare molluschi.

–9000 9000

come i molluschi

–10 000 10 000

2 La biosfera è paragonabile a uno strato sottile, dello spessore di circa 20 km, che avvolge la Terra: nell’atmosfera si estende fino a 10 km, l’altezza dove sono ancora presenti pollini e spore; nella crosta terrestre raggiunge la profondità di 10 km, dove è stata rilevata la presenza di particolari batteri che vivono nelle rocce in assenza di acqua e luce.

L’ecosistema

LEZIONE 2

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LEZIONE

2 2. L’ORGANIZZAZIONE DELL’ECOSISTEMA In ogni ecosistema si possono individuare spazi in cui esistono le condizioni ambientali adatte alla vita di una particolare specie; questo spazio si chiama habitat 3 . ’habitat è il particolare tipo di ambiente in cui vive ciascun L organismo.

3 Habitat marini e habitat terrestri

a. In un ecosistema marino l’habitat dell’attinia è il fondale roccioso poco profondo. b. In un ecosistema terrestre come un bosco l’habitat dei funghi è un luogo ombreggiato.

KEY WORDS habitat habitat nicchia ecologica ecological niche popolazione population comunità community

La nicchia del lombrico

Nel proprio habitat ciascun organismo utilizza particolari risorse per vivere e riprodursi, e stabilisce determinate relazioni con gli altri organismi che vi abitano. In ecologia si dice che ogni specie ha una propria nicchia ecologica. a nicchia ecologica è la posizione che una specie assume nel L proprio habitat e il modo in cui sfrutta le risorse dell’ambiente.

Il termine “nicchia” fa pensare a un piccolo spazio, a un angolino tranquillo dove l’organismo vive: in ecologia ha un significato molto più ampio perché comprende le scelte alimentari, i comportamenti, i predatori e tutti i fattori fisici, come temperatura e umidità, che condizionano la vita di un organismo. Per questa ragione organismi di due specie diverse non possono occupare la stessa nicchia ecologica: nascerebbe una competizione che porterebbe una delle due specie a scomparire, migrare o adattarsi a una nicchia ecologica leggermente diversa 4 . 4 Lo stesso habitat, tre nicchie diverse

cinciarella

cincia bigia

In uno stesso habitat possono coesistere tre nicchie diverse. Ad esempio, in certi boschi vivono tre specie di cincia, ciascuna specializzata nello sfruttamento di un particolare tipo di risorsa: la cinciarella abita i rami più alti e si nutre di larve; la cincia bigia abita gli arbusti e i rami più bassi del bosco; la cinciallegra si nutre sul terreno, raccogliendo semi e insetti.

cinciallegra

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VIVENTI

li organismi di una stessa specie che vivono nello stesso luogo G formano una popolazione.

Ad esempio, costituiscono una popolazione l’insieme delle piante di trifoglio che crescono in un prato, così come i conigli selvatici che si cibano del trifoglio e delle erbe di quello stesso prato. Lo stesso habitat è popolato da tante specie che, per vivere insieme, non devono entrare in competizione per le risorse: devono cibarsi di alimenti diversi e avere comportamenti differenti per quanto riguarda la riproduzione, gli spostamenti e la costruzione dei rifugi. ’insieme delle popolazioni di specie diverse che convivono nello L stesso habitat forma una comunità di organismi.

SKILL BOOK

LAB TINKERING BIOSFERA IN BOTTIGLIA

5 Dall’organismo alla biosfera

Le comunità costituiscono la componente biotica degli ecosistemi. La figura 5 riassume l’organizzazione della biosfera.

organismo

biosfera

popolazione comunità

ecosistema

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. Un ecosistema è costituito dagli organismi e dall’ambiente fisico in cui vivono.

2. La biosfera è costituita dagli organismi, ma non dall’ambiente.

3. La nicchia ecologica è il luogo in cui vive un organismo.

4. Una popolazione è formata da individui della stessa specie.

VERSO LE COMPETENZE

➜ APPLICARE LE CONOSCENZE APPRESE

Rispondi alle domande. 1. Qual è lo spessore della biosfera? 2. In quale strato della biosfera si concentra la maggior parte delle piante e degli animali terrestri? 3. Qual è la profondità massima raggiunta dalla biosfera negli oceani? 4. Fino a quale altezza si trovano pollini e spore? © Casa Editrice G. Principato SpA

L’ecosistema

LEZIONE 2

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LEZIONE

COME FUNZIONA UN ECOSISTEMA

Attività capovolta

HTML

Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4.

In quale sfera geochimica è più abbondante l’azoto? Quali importanti molecole che formano i viventi contengono azoto? Grazie a quali organismi l’azoto gassoso può entrare a far parte dei viventi? Quali organismi ospitano i batteri azotofissatori? Quali vantaggi traggono da questa convivenza? 5. Che tipo di organismi sono gli animali e i funghi relativamente al loro modo di nutrirsi? Il ciclo dell’azoto

1. GLI ORGANISMI PRODUTTORI 1 I cloroplasti catturano l’energia solare.

2 L’acqua entra nella foglia.

energia dalla luce del Sole

4 L’ossigeno esce dagli stomi. 5 Lo zucchero (glucosio) lascia la foglia.

1 Il “laboratorio” foglia

KEY WORDS fotosintesi photosynthesis autotrofo autotroph eterotrofo heterotroph saprofago scavenger catena alimentare food chain rete alimentare food web

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

3 L’anidride carbonica entra nella foglia dagli stomi.

Le principali relazioni che si stabiliscono tra gli organismi di un ecosistema sono di tipo alimentare: gli animali mangiano i vegetali oppure altri animali che, a loro volta, hanno mangiato dei vegetali. Alla base dell’alimentazione di tutti gli organismi ci sono quindi i vegetali. Grazie all’energia solare, essi sono in grado di trasformare le sostanze inorganiche (acqua, anidride carbonica e sali minerali) in sostanze organiche (zuccheri, proteine e lipidi) mediante il processo della fotosintesi 1 . I vegetali, che sono capaci di “produrre” autonomamente le sostanze nutritive, sono chiamati autotrofi. Rientrano in questa categoria le piante e altri organismi fotosintetici come le alghe. Le sostanze organiche prodotte attraverso la fotosintesi sono utilizzate dagli autotrofi per costruire le proprie strutture, per crescere e per riprodursi.

li organismi autotrofi che producono sostanze organiche a partire G da sostanze inorganiche costituiscono gli organismi produttori.

2. GLI ORGANISMI CONSUMATORI E DECOMPOSITORI

Gli organismi autotrofi costituiscono il cibo per gli animali e per altri organismi eterotrofi che sono in grado di utilizzare soltanto sostanze organiche già sintetizzate. li organismi eterotrofi che si nutrono delle sostanze organiche già G fabbricate da altri organismi costituiscono gli organismi consumatori.

L’ecologia

VIVENTI

I consumatori che si cibano direttamente di produttori sono gli erbivori, mentre quelli 2 Le relazioni tra gli organismi di un bosco che si nutrono di altri consumatori sono i carnivori. Una catena alimentare (a) e una Gli erbivori sono consumatori di primo ordine (o primari); i carnivori che si nutrono rete alimentare (b).Ogni organismo di erbivori sono consumatori di secondo ordine (o secondari); i carnivori che si nutrocostituisce il cibo per un altro no di altri carnivori sono consumatori di terzo o quarto ordine (terziari o quaternari). organismo. Le frecce significano Quando gli organismi muoiono, i loro resti possono diventare cibo per altri animali, i “è mangiato da”. saprofagi: alcuni, come gli avvoltoi, si nutrono direttamente dei cadaveri; altri, come alcuni insetti o i lombrichi, si cibano dei residui degli organismi morti. a La demolizione della materia organica viene completata da particolari organiConsumatori smi eterotrofi che vivono nel suolo, chiamati decompositori, come i batteri e quaternari i funghi. Saprofagi e decompositori contribuiscono a ritrasformare le sostanze organiche in sostanze inorganiche, che tornano a essere nuovamente a disposizione Consumatori terziari dei vegetali. Se in un ambiente mancasse anche solo una di queste tre categorie di organismi, non potrebbero vivere nemmeno le altre due. Infatti, se sparissero im- Consumatori provvisamente i vegetali, gli erbivori morirebbero di fame per mancanza di secondari cibo e, per lo stesso motivo, morirebbero presto anche i carnivori e i decompositori. Possiamo quindi dire che nessuna specie può vivere da sola e che Consumatori primari ogni specie è condizionata e dipende da altre specie.

3. CATENE E RETI ALIMENTARI Produttori, consumatori e decompositori sono legati tra loro da rapporti di tipo alimentare, che si possono rappresentare con le catene alimentari. Ogni specie corrisponde a un anello della catena alimentare e la posizione in cui si trova questo anello è chiamata livello trofico. La catena alimentare è in realtà una semplificab zione: la maggior parte degli animali, infatti, si nutre di specie diverse e, contemporaneamente, è preda di diversi consumatori e quindi entra a libellula far parte di più catene alimentari. U na catena alimentare è una sequenza di organismi che si nutrono gli uni degli altri. L’intreccio di diverse catene alimentari costituisce una rete alimentare.

La rete alimentare è una rappresentazione più realistica della complessità di un ecosistema. Il primo anello è rappresentato dai produttori. Alla fine di una catena o di una rete alimentare c’è sempre un predatore, cioè un consumatore di quarto ordine che nel suo ambiente non viene cacciato da nessuno 2 . La catena alimentare marina

Produttori primari

Decompositori

rapace

volpe

rana

coccinella

serpente

ratto farfalla

lepre

cincia

afide

cavalletta

bacche

Come funziona un ecosistema

erba

LEZIONE 3

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LEZIONE

livello trofico

esempi di organismi

energia

4. LE PIRAMIDI DI UN ECOSISTEMA

Perché un ecosistema e gli organismi che ospita possano esistere non è sufficiente la materia, cioè le sostanze organiche: è necessario anche un continuo apporto di energia. Se l’energia del Sole non raggiunges100 se continuamente la Terra, la vita sul nostro pianeta non potrebbe 1000 esistere: senza energia, infatti, i produttori non potrebbero sintetizzare le sostanze organiche di cui hanno bisogno tutti gli organismi. Vediamo come si svolge il flusso di energia in una catena alimentare. produttori 10 000 Sappiamo che, con la fotosintesi, i produttori assorbono l’energia solare e la trasformano in materia vivente; essi però spendono una parte di questa energia per svolgere le proprie funzioni vitali e la restituiscono all’ambiente sotto forma di calore. Come risultato, 3 Piramide dell’energia solo una frazione dell’energia accumulata sarà disponibile per i conLa quantità di energia che passa da un livello trofico a sumatori primari. quello successivo è solo il 10% di quella contenuta nella Anche i consumatori primari richiedono energia per il movimento e materia organica del livello precedente. per le altre funzioni vitali, e la disperdono come calore. Di conseguenza, la quota di energia resa disponibile ai consumatori seconlivello trofico esempi di organismi biomassa dari sarà molto inferiore rispetto a quella acquisita dalle piante. Questo processo si ripete a ogni livello trofico. Nei passaggi attraverso i vari livelli di una catena alimentare, l’energia disponibile diminuisce progressivamente. Di conseguenza deve consumatori 0,1 secondari essere rimpiazzata da nuova energia proveniente dal Sole. Per rappresentare l’energia che passa da un livello all’altro si utilizza consumatori 0,6 un grafico a piramide, la piramide dell’energia 3 . La sua forma primari particolare è dovuta proprio alle perdite di energia nel passaggio da un livello trofico a quello successivo. produttori 470,0 La materia, invece, percorre dei cicli all’interno della biosfera: gli atomi che vengono utilizzati per produrre sostanze organiche sono sempre gli stessi perché vengono riciclati passando dai produttori ai consumatori fino ai decompositori. Se vogliamo rappresentare la 4 Piramide della biomassa quantità di materia organica disponibile nei successivi livelli trofici Il rettangolo alla base, che rappresenta la biomassa dei di una catena alimentare otteniamo un altro grafico a piramide, produttori, è sempre più esteso dei rettangoli sopra, che rappresentano la biomassa dei consumatori. chiamato piramide della biomassa 4 . La diminuzione della biomassa nel passaggio da un livello all’altro corrisponde alla riduzione dell’energia. Un’altra piramide utilizzata in ecologia è la piramide dei numeri. Essa mostra graficamente il numero totale di organismi in ciascun livello trofico. consumatori terziari consumatori secondari consumatori primari

SKILL BOOK

PROVE DI COMPETENZA I CICLI DELLA MATERIA

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

5. I CICLI DELLA MATERIA I principali cicli della materia sono quelli dell’acqua, del carbonio, dell’azoto e del fosforo. Il ciclo dell’acqua, cioè la circolazione dell’acqua attraverso l’intero sistema Terra, svolge un ruolo fondamentale perché fa da collegamento tra riserve di sostanze organiche e inorganiche permettendo la circolazione di elementi e composti 5 . Il ciclo del carbonio è un esempio di ciclo biogeochimico, perché interessa sia l’ambiente sia i viventi: il carbonio infatti è l’elemento base dei composti organici. Nell’atmosfera è presente come anidride carbonica (o diossido di carbonio, CO2), un gas che i produttori utilizzano nel processo di fotosintesi per produrre glucosio e altre sostanze organiche. Attraverso la catena alimentare queste sostanze passano dai produttori ai L’ecologia

VIVENTI

consumatori e diventano il combustibile nel processo di respirazione, condensazione che rilascia nuovamente anidride carbonica nell’ambiente. Anche il carbonio che rimane a far parte degli evaporazione pioggia grandine organismi viene rilasciato sotto forevaporazione ma di CO2 , ma solo alla loro morte, grazie alla demolizione delle moleevapotraspirazione cole organiche compiuta dai dele compositori. icia erf up s Anche il ciclo dell’azoto è un cito en rrim o clo biogeochimico. L’azoto è prec s sente in grandi quantità nell’atmosfera, ma non può essere usato direttamente: entra nel ciclo dei viventi solo grazie ai cianobatteri e ai batteri azotofissatori presenti nel suolo e nelle radici di alcune piante, le leguminose. L’azoto così “fissato” viene incorporato dalle piante e attraverso la catena alimentare è distribuito agli animali. Torna poi nella materia inorganica alla morte degli organismi, grazie all’azione dei batteri nitrificanti presenti nel suolo, che trasformano i resti organici in composti azotati. Infine, l’azoto ritorna all’atmosfera attraverso i batteri denitrificanti, che convertono le sostanze azotate in azoto gassoso. Il ciclo del fosforo inizia con il rilascio di fosforo provocato dalla disgregazione delle rocce. Il fosforo entra nel ciclo dei viventi grazie ai vegetali marini e quindi risale la catena alimentare. Alla morte degli organismi particolari batteri lo restituiscono al terreno.

pioggia

fald

neve

re ife cqu a e

5 Il ciclo dell’acqua

Il “motore” di questo ciclo è l’energia solare. L’acqua evapora dalla superficie dei corpi d’acqua e passa sotto forma di vapore nell’atmosfera, dove condensa in minutissime goccioline che formano le nubi. L’acqua torna poi sulle terre emerse sotto forma di precipitazioni.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Quali organismi sono consumatori di secondo ordine? 2. Quali sono gli organismi decompositori? 3. Che cos’è una rete alimentare? 4. Quali fenomeni sono rappresentati dalle piramidi di un ecosistema? 5. Quali sono i più importanti cicli della materia?

VERSO LE COMPETENZE

➜ RICAVARE INFORMAZIONI DALLA LETTURA DI UN GRAFICO

Nella piramide dei numeri mostrata a fianco l’area dei diversi rettangoli è proporzionale al numero di organismi di ciascun livello trofico.

esempi di organismi

consumatori terziari consumatori secondari

Rispondi alle domande.

consumatori primari

1. Quali sono gli organismi più numerosi? 2. Qual è la differenza tra consumatori terziari e secondari? 3. Quali consumatori hanno più cibo a disposizione?

livello trofico

produttori

numero di individui

Come funziona un ecosistema

LEZIONE 3

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AMBIENTE eco

AMBIENTE

FOCUS

Che cOSA SONO I RIFIUTI? Una risposta potrebbe essere: “I rifiuti sono tutto ciò che non ci serve più o che ha esaurito la sua funzione!”. Questa però è una risposta che potrebbe dare solo un essere umano, perché in natura i rifiuti non esistono. Tutti i residui animali e vegetali subiscono una trasformazione e le sostanze ritornano a disposizione degli organismi attraverso i cicli della materia.

rendiamo esempio P dalla natura Il verbo “riciclare” è composto dal prefisso ri- che indica di nuovo e dalla parola greca kyklos, “giro”. Letteralmente, quindi, questo termine vuol dire “mettere di nuovo qualcosa in circolazione”; nell’ambito dei rifiuti, indica riutilizzare materiali di scarto per nuovi scopi. Sull’esempio delle strategie naturali così efficienti, anche i rifiuti e gli scarti delle nostre attività, quando sono raccolti e trasformati correttamente, non solo possono essere riciclati, ma anche riutilizzati. Ognuno di noi ogni giorno produce circa 1,5 kg di scarti che rappresentano il punto di partenza della raccolta differenziata. Grazie a una corretta separazione dei materiali negli appositi contenitori, i rifiuti possono essere inviati agli impianti specifici dove sono trasformati in nuovi prodotti. Nel processo di corretta gestione dei rifiuti ha un ruolo fondamentale la strategia delle 3 R: ridurre, riutilizzare, riciclare 1 . Secondo questa strategia i rifiuti, prima di diventare veri scarti, sono considerati delle risorse perché possono ancora essere utilizzati, sebbene con funzioni diverse rispetto al loro scopo

200

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

originario; oppure è possibile recuperare il materiale di cui il rifiuto è fatto per creare un nuovo oggetto. Solo quando non possiamo più né riutilizzarli né riciclarli, i rifiuti diventano dei veri scarti. Da queste considerazioni è chiaro che la raccolta differenziata coinvolge direttamente il cittadino nella creazione di un’economia circolare. Con questa espressione si vuole indicare il modello di sistema economico che prende spunto dalla natura, dove nulla viene buttato ma tutto è trasformato e riutilizzato in un nuovo ciclo.

1 Le tre frecce rappresentano le tre fasi del riciclo: la raccolta differenziata, il riutilizzo come nuova materia prima e l’uso del nuovo oggetto che ne viene ricavato. Quando troviamo questo simbolo su un prodotto vuol dire che il materiale di cui è fatto è riciclabile.

SKILL BOOK

LAB STEM PERCHÉ L’OLIO NON VA VERSATO NEL LAVANDINO?

Disimballiamoci Delle 3 R la prima è la più importante: RIDURRE. Circa il 60% dei prodotti che acquistiamo è costituito da imballaggi che servono per il trasporto del prodotto e la sua conservazione, oppure servono a informare il consumatore sulle caratteristiche del prodotto o ad attirarne l’attenzione con la forma e il colore. Si tratta, quindi, di imballaggi superflui che potrebbero essere facilmente evitati. Cerchiamo dunque di ridurre il più possibile la nostra produzione domestica di rifiuti facendo scelte consapevoli, ad esempio privilegiando imballaggi di cartone o di vetro al posto della plastica, comprando prodotti sfusi ed evitando di acquistare prodotti usa e getta 2 .

2 Detersivi “alla spina” in un supermercato.

AMBIENTE iscariche di ieri D e di oggi Fino a pochi anni fa tutto quello che buttavamo era portato nelle discariche e accumulato in grandi buche scavate nel suolo, spesso senza alcun sistema di impermeabilizzazione né barriere di protezione. Discariche di questo tipo hanno avuto un forte impatto ambientale, perché la decomposizione delle sostanze contenute nei rifiuti ha rilasciato nel terreno composti inquinanti che hanno danneggiato l’acqua e il suolo e hanno liberato nell’aria metano e anidride carbonica, i due gas maggiormente responsabili dell’effetto serra. Oggi le discariche autorizzate raccolgono solo rifiuti precedentemente se le zionati. Inoltre, sono costruite in modo da ridurre al minimo l’impatto ambientale: hanno il fondo impermeabilizzato, così da raccogliere il percolato, cioè l’insieme dei liquidi prodotti dalla decomposizione dei rifiuti, e sono attraversate da tubazioni dove sono convogliati i gas, in particolare il metano, che sono poi utilizzati negli impianti adiacenti per produrre energia. Purtroppo è ancora troppo frequente il fenomeno delle discariche abusive, luoghi in cui vengono abbandonati rifiuti di qualsiasi tipo 3 .

AMBIENTE L’arte dai rifiuti

I rifiuti possono anche ispirare idee creative. Molti artisti contemporanei utilizzano plastica, metallo e cartone per realizzare le loro opere d’arte. Questi artisti comunicano la loro creatività attraverso nuove forme, ma hanno anche l’obiettivo di sensibilizzare la gente al problema dell’eccessiva produzione di rifiuti.

Bordalo, artista portoghese, crea le sue opere unendo la tecnica classica della street art con l’uso di materiali riciclati per creare particolari murales 4 . Tim Noble e Sue Webster sono due artisti britannici che usano cumuli di rifiuti apparentemente privi di significato per rappresentare la nostra società 5 .

4 I murales di Bordalo sono realizzati con tubi, pezzi di lamiera, biciclette e altri rifiuti. Rappresentano specie animali oggi in pericolo di estinzione per la distruzione del loro habitat a causa dell’inquinamento da rifiuti.

5 L’opera Dirty White Trash è un autoritratto dei due artisti ed è stata realizzata con i rifiuti che loro stessi hanno prodotto in sei mesi.

VERSO LE COMPETENZE

➜ RICAVARE INFORMAZIONI DALLE IMMAGINI

I Paesi europei hanno stabilito una serie di interventi per la corretta gestione dei rifiuti secondo uno schema di priorità rappresentato da questo triangolo.

3 Una discarica abusiva.

VIVENTI

Con l’aiuto degli insegnanti provate a spiegare perché gli interventi proposti nel triangolo hanno queste posizioni e quali sono i comportamenti migliori per ridurre il più possibile i rifiuti.

CHE COSA SONO I RIFIUTI?

PREVENZIONE RICICLAGGIO RIUTILIZZO RECUPERO ENERGETICO SMALTIMENTO (discarica)

eco

focus

201

LEZIONE

LE RELAZIONI TRA GLI ORGANISMI Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

Armi da predatori, trucchi da prede

In che modo il falco scova la sua preda? Come la cattura? Perché il falco può essere considerato un agente limitante per le sue prede? Qual è la principale arma di difesa della marmotta? In che modo la medusa cattura i pesci? Perché molti pesci vivono in banchi numerosi?

1. GLI ORGANISMI NON HANNO SOLO RAPPORTI ALIMENTARI Ogni comunità è formata da popolazioni di organismi produttori, consumatori e decompositori che possono instaurare tra loro vari tipi di rapporti, non solo alimentari. Individui di specie diverse possono essere legati da relazioni che, in alcuni casi, producono un vantaggio reciproco, in altri un vantaggio oppure un danno per uno solo dei due. I predatori, ad esempio, sono organismi che catturano, uccidono e divorano altri organismi che sono le loro prede 1 .

1 Strategie di caccia

In generale, i predatori sono più grandi delle prede, come nel caso di un gatto e un topo; oppure, quando sono di taglia minore, cacciano in branchi, come fanno i lupi.

202

PERCORSO 3 UNITÀ 1

La predazione è un tipo di relazione alimentare in cui un predatore cattura e si nutre di una preda.

In questo tipo di relazione sono sempre i predatori a ricavare vantaggio, mentre le prede sono danneggiate. Anche i predatori, tuttavia, esercitano un’azione molto importante negli ecosistemi, perché controllano l’eccessivo sviluppo delle popolazioni delle prede.

L’ecologia

VIVENTI

Il termine simbiosi è usato per indicare una relazione stretta e permanente tra individui di specie diverse. l rapporto di simbiosi si crea quando due o più individui di specie I diverse collaborano in modo da aiutarsi a vicenda.

In natura esistono diversi tipi di simbiosi: il parassitismo, il commensalismo e il mutualismo. • Il parassitismo è una simbiosi tra due specie diverse nella quale una ricava vantaggio e l’altra è danneggiata. Le specie parassite sono numerose e sono generalmente più piccole delle loro prede, gli ospiti, dalle quali ricavano il nutrimento senza possibilmente determinarne la morte. Gli ectoparassiti sono forniti di ventose o uncini con i quali si attaccano sulla superficie dell’ospite per succhiargli il sangue. Gli endoparassiti vivono negli organi interni del loro ospite 2 . a

KEY WORDS predazione predation simbiosi symbiosis parassitismo parasitism commensalismo commensalism

2 Parassiti esterni e interni

a. La pulce è un ectoparassita. b. La tenia, chiamata anche verme solitario, è un endoparassita che vive all’interno dell’intestino dei mammiferi, esseri umani compresi.

• Il commensalismo è una relazione in cui una specie trae vantaggio da un’altra senza danneggiarla 3 .

3 La remora è un pesce che stabilisce una relazione di commensalismo con gli squali. La remora ottiene il cibo dai resti che sfuggono dalla bocca dello squalo, il quale da parte sua non viene danneggiato e nemmeno trae beneficio.

Le relazioni tra gli organismi

LEZIONE 4

203

LEZIONE

4 • Il mutualismo è una simbiosi tra due specie diverse, nella quale entrambe ricavano beneficio. In natura esistono rapporti mutualistici facoltativi, quando le due specie possono vivere e riprodursi anche autonomamente, e rapporti mutualistici di tipo obbligatorio, che si verificano nel caso in cui le due specie (o una delle due) non possano vivere senza l’altra 4 . a

4 Tipi di mutualismo

KEY WORDS mutualismo mutualism mimetismo mimicry

a. Il paguro, un piccolo crostaceo marino, difende il suo corpo molle riparandosi in una conchiglia che poi porta con sé in tutti i suoi spostamenti. Molto spesso sulla superficie della conchiglia si fissa un’attinia, dotata di tentacoli urticanti con i quali cattura e uccide i piccoli organismi. Attinia e paguro instaurano un rapporto mutualistico facoltativo, perché entrambi gli animali sono in grado di sopravvivere anche senza l’altro. b. I licheni sono il risultato di una simbiosi tra un fungo e un’alga: il fungo fornisce acqua e sali minerali, l’alga produce zuccheri attraverso la fotosintesi. I licheni sono un esempio di mutualismo obbligatorio.

2. IL MIMETISMO 5 Due campioni

di mimetismo

I polpi e i camaleonti hanno la straordinaria capacità di cambiare velocemente colore per non essere avvistati dalle potenziali prede.

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

La sopravvivenza di una specie all’interno di una comunità è spesso legata alla sua capacità di mimetizzarsi: un organismo si confonde con un elemento dell’ambiente o con una parte di un altro organismo in modo da sfuggire ai predatori o, al contrario, in modo da non essere visto dalle prede che si avvicinano a lui. Esistono diversi tipi di mimetismo, ma il più conosciuto è il mimetismo criptico, attraverso il quale un organismo assume una colorazione, una forma oppure un comportamento per rendersi invisibile alla preda o al predatore 5 .

L’ecologia

VIVENTI

Molti organismi che producono veleni o sono potenzialmente pericolosi per gli altri ricorrono a un altro tipo di mimetismo, chiamato mimetismo mülleriano. Questi animali presentano colorazioni di avvertimento molto marcate, come le strisce gialle e nere di vespe e calabroni o le colorazioni vivacissime di alcune rane tropicali 6 . Un eventuale predatore che abbia assaggiato per la prima volta una preda disgustosa o tossica o che lo ha punto, impara velocemente a non catturarne altre della stessa specie, in particolare se il loro riconoscimento è favorito da colorazioni appariscenti. In natura esistono anche organismi che, pur non essendo pericolosi, sfruttano le potenzialità del mimetismo mülleriano per non essere predati. Si tratta del mimetismo batesiano, un camuffamento di inganno in cui individui innocui assumono le colorazioni o l’aspetto di organismi pericolosi 7 . a

6 Animali che si mettono in mostra

Se attaccato, il dendrobate produce una sostanza tossica. Il suo colore sgargiante è un segnale di pericolo per eventuali predatori.

7 Animali che imitano altri animali

Per difendersi dai predatori, l’innocuo serpente del latte (a) imita la vistosa colorazione del velenoso serpente corallo (b).

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. La predazione è un tipo di rapporto alimentare.

2. Il parassitismo è conveniente per entrambi gli organismi.

3. La tecnica di confondersi con l’ambiente grazie ai colori si chiama mimetismo.

4. Il commensalismo si stabilisce tra individui della stessa specie.

VERSO LE COMPETENZE

➜ APPLICARE LE CONOSCENZE APPRESE ➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

I pesci pagliaccio sono noti per la loro capacità di vivere associati agli anemoni di mare, nuotando tra i loro tentacoli urticanti senza subire danni. Rispondi alle domande e poi ricerca in rete altre associazioni simili tra organismi marini. 1. Quale vantaggio trae il pesce pagliaccio rifugiandosi tra i tentacoli dell’anemone? 2. Quale vantaggio può ricavare l’anemone dalla presenza costante del pesce? 3. Di quale tipo di associazione si tratta? © Casa Editrice G. Principato SpA

Le relazioni tra gli organismi

LEZIONE 4

205

AMBIENTE eco

AMBIENTE

FOCUS

I licheni, sentinelle dell’Ambiente I licheni sono straordinari bioindicatori della qualità dell’aria. In presenza di sostanze inquinanti reagiscono velocemente, cambiando forma e colore e rallentando le loro funzioni vitali.

Organismi simbionti I licheni sono una simbiosi fra un organismo autotrofo e un fungo, un organismo eterotrofo. La maggior parte dei funghi presenti nei licheni appartiene al gruppo degli ascomiceti, mentre gli individui autotrofi possono essere alghe o cianobatteri, organismi unicellulari che non potrebbero vivere fuori dall’acqua senza adeguata protezione dalle radiazioni solari e dalla secchezza dell’aria. Questa “strana coppia” è una delle forme di vita di maggior successo del Pianeta, capace di vivere tra i ghiacci dell’Antartide come nelle sabbie del Sahara.

I licheni riescono anche a insediarsi sulle colate di lava appena diventate roccia vulcanica, perché sono in grado di trarre le sostanze di cui hanno bisogno direttamente dall’aria e dalla pioggia. Il fungo trattiene l’acqua presente nell’aria sotto forma di vapore acqueo; inoltre secerne acidi in grado di aggredire chimicamente le rocce per assorbirne direttamente i sali minerali. L’organismo autotrofo (alga o cianobatterio), invece, protetto da una fitta matassa di filamenti del fungo (le ife) che lo ancorano alla superficie delle rocce, usa l’acqua e l’anidride carbonica per produrre le sostanze nutritive utili a entrambi gli organismi 1 .

cortex superiore parte intermedia

medulla

cortex inferiore

1 In una sezione di lichene si distinguono una parte superiore (cortex superiore) composta da ife fungine intrecciate, una parte intermedia dove si trovano le alghe o i cianobatteri che compiono la fotosintesi, una parte inferiore (la medulla) costituita da ife e il cortex inferiore, a diretto contatto con il substrato.

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

Esistono anche licheni che si ancorano ad altri vegetali o che si appoggiano direttamente sul terreno. Grazie all’azione dei licheni, le rocce progressivamente si riducono in frammenti che vanno a formare il primo, sottile strato di suolo sul quale successivamente attecchiscono i primi vegetali. È questa la ragione per cui i licheni sono considerati organismi pionieri: insieme a batteri, alghe e funghi questi organismi sono i primi a colonizzare gli ambienti più inospitali per la vita, creando le condizioni per lo sviluppo di nuovi ecosistemi.

ssociarsi in forme A diverse Le specie di licheni attualmente riconosciute sono circa 13 000, di cui ben 2000 vivono in Italia. Esistono licheni crostosi, che formano incrostazioni colorate che aderiscono alla superficie della corteccia degli alberi e delle rocce 2 a . Ci sono poi licheni fogliosi che si presentano come lamine, spesso suddivise in lobi, parzialmente sollevate dal substrato di ancoraggio 2 b . Invece i licheni fruticosi sono formati da un tallo che si sviluppa in tre dimensioni, con forme pendenti, ramificate, coniche o a imbuto rovesciato. Varie specie, conosciute come “barbe

AMBIENTE di bosco”, sono costituite da sottili filamenti che nell’insieme formano una sorta di groviglio pendente dai rami degli alberi o dalle rocce 2 c . 2 a

2 b

2 c

AMBIENTE Indicatori ambientali

Non c’è ambiente della Terra nel quale i licheni non possano vivere, eppure esiste qualcosa che questi organismi assolutamente non sopportano: l’aria inquinata. Ma non tutti reagiscono al lo stesso modo: alcuni licheni muoiono se esposti a dosi di inquinanti delle quali a malapena ci accorgiamo, altri resistono a concentrazioni molto elevate, altri ancora addirittura prosperano in presenza di gas tossici. Questi comportamenti hanno convinto gli scienziati a usare i vari tipi di licheni come indicatori biologici per capire quali zone sono più soggette ai gas inquinanti e quali meno. Il metodo dei licheni come indicatori biologici è utile anche per verificare l’effetto delle misure per ridurre l’inquinamento adottate nelle città: dove la qualità dell’aria è migliorata, sono ricomparse specie che decenni prima erano state scacciate dai fumi. I licheni si comportano come vere e proprie “spugne” che trattengono nel loro intreccio di filamenti l’aria e l’acqua circolanti: essi sono capaci di assorbire sostanze pericolose, come gli idrocarburi clorurati contenuti nei diserbanti, i metalli pesanti e persino gli isotopi radioattivi. In più, i licheni sono “in funzione” tutto l’anno, 24 ore

VERSO LE COMPETENZE

VIVENTI

su 24, e sono attivi anche d’inverno, quando le piante sono a riposo. L’uso dei licheni fornisce, pertanto, un quadro della presenza di molte sostanze nell’aria più attendibile di quello fornito da sofisticati strumenti elettronici. Grazie al lavoro dei lichenologi, che analizzano in laboratorio frammenti di licheni prelevati dall’ambiente, oggi possediamo metodi rapidi ed economici per valutare su larga scala l’inquinamento dell’aria 3 .

3 Una lichenologa preleva un frammento di lichene per analizzarlo.

➜ TRARRE INFORMAZIONI DA UN TESTO ➜ ESPANDERE LE CONOSCENZE

1. Perché i licheni sono considerati organismi pionieri?

2 a. I cosiddetti licheni delle renne

sono una varietà crostosa. Si trovano in alta montagna e devono il loro nome al fatto d’essere il cibo preferito delle renne. b. Licheni fogliosi ancorati a un ceppo. c. Barbe di bosco pendono da un albero.

2. I licheni sono un esempio di simbiosi tra un fungo e un’alga o un cianobatterio: ricerca in rete esempi di simbiosi tra funghi e piante e descrivili. 3. Fai una ricerca per immagini sull’aspetto dei licheni e prepara una presentazione multimediale o cartacea.

I LICHENI, SENTINELLE DELL’AMBIENTE

eco

focus

207

LEZIONE

I BIOMI

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Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo, scegli il bioma che preferisci e rispondi alle domande. Oc e a n o P a c if ic o

Oc e a n o A t la n t ic o Oc e a no Pa c ific o

bioma polare biom tundra tund taiga foresta temperata fores

Oc e a no Ind ia no

foresta equatoriale fores tropicale o tro macchia mediterranea macc savana sava prateria prate deserto dese

I biomi

Che cos’è un bioma? In quale area geografica si estende il bioma che hai scelto? Quali sono le condizioni climatiche presenti in quel territorio? Quali sono le caratteristiche dei vegetali del bioma? Quali animali ospita il bioma? Quali rischi corre il bioma che hai scelto a causa dei cambiamenti climatici?

La tundra Neve e ghiaccio coprono la tundra per la maggior parte dell’anno. Il terreno è ghiacciato anche in profondità (permafrost) e il ghiaccio dello strato più superficiale fonde solo d’estate, permettendo lo sviluppo di una vegetazione a fusto basso formata da muschi, licheni, piante erbacee e piccoli arbusti. Mammiferi roditori, come il lemming, mammiferi carnivori, come l’orso bianco, la volpe artica, renne e caribù e moltissime specie di uccelli scelgono queste regioni per la riproduzione estiva.

Il bioma polare Il bioma polare è dominato dai ghiacci e dalle nevi perenni. A causa delle temperature bassissime la vegetazione è quasi assente. La fauna è rappresentata da foche, trichechi, pinguini (solo nell’emisfero meridionale) e orsi polari (solo nell’emisfero settentrionale).

208

1. 2. 3. 4. 5.

PERCORSO 3 UNITÀ 1

La taiga Le regioni a clima temperato freddo sono coperte dalla taiga, una foresta di conifere formata da pini, abeti e larici. La stagione di crescita degli alberi della taiga è l’estate, che è anche il periodo della riproduzione degli animali di questo bioma: insetti, molte specie di uccelli e mammiferi come lepri, orsi, lupi, porcospini, puzzole, alci e cervi.

La foresta temperata Vaste aree delle regioni dell’emisfero settentrionale sono coperte dalla foresta temperata: è formata da latifoglie (querce, faggi, aceri, betulle) che perdono le foglie in autunno e le riformano in primavera. Scoiattoli, ghiri, lupi, volpi, cinghiali, gufi, civette e molte specie di uccelli canori vivono nella foresta temperata.

La macchia mediterranea La macchia mediterranea è caratteristica delle regioni affacciate sul Mar Mediterraneo, dove l’inverno è piovoso e l’estate molto secca. La vegetazione è formata da arbusti sempreverdi con foglie dure e spesse e alberi piuttosto bassi. Qui vivono il coniglio selvatico, l’istrice, il cinghiale e molte specie di uccelli. Un bioma simile a quello mediterraneo è presente anche in California, dove prende il nome di chaparral, in Australia, dove è chiamato mallee, e in Cile, con il nome di matorral.

L’ecologia © Casa Editrice G. Principato SpA

VIVENTI

1. BIOSFERA E BIOMI

SKILL BOOK

La biosfera è l’insieme di tutti gli ecosistemi della Terra e comprende, quindi, ogni luogo in cui vi è vita sul Pianeta. In base alle caratteristiche ambientali, tuttavia, è possibile suddividere la biosfera in raggruppamenti più piccoli chiamati biomi.

PROVE DI COMPETENZA PIÙ OLIO, MENO FORESTE

biomi sono l’associazione delle comunità vegetali e animali che I caratterizzano determinate aree geografiche con particolari condizioni ambientali.

I principali elementi che condizionano l’estensione dei biomi sono piovosità e temperatura. Le due principali tipologie di biomi sono i biomi terrestri e i biomi acquatici.

2. I BIOMI TERRESTRI I biomi terrestri sono il bioma polare, la tundra, la taiga, la foresta temperata, la macchia mediterranea, la prateria, il deserto, la savana e la foresta tropicale 1 .

La prateria All’interno dei continenti, dove le precipitazioni sono scarse e i periodi di siccità frequenti, si estende il bioma della prateria. La prateria assume nomi differenti nei diversi continenti: pampas o llanos in Sud America, steppa in Asia ed Europa centrale, veldt in Sud Africa. La vegetazione è costituita da erbe, cespugli e, lungo i corsi d’acqua, da alberi ad alto fusto. In questo ambiente vivono grandi erbivori, come ad esempio cavalli e bisonti, ma anche carnivori predatori, come il coyote e il lupo, e numerosi uccelli rapaci.

La savana L’ambiente della savana è caratterizzato da un’ampia prateria erbosa, localizzata in Africa, America e Australia. Le precipitazioni si concentrano in due periodi dell’anno, corrispondenti alla stagione primaverile e autunnale. Nella savana africana vivono grossi erbivori come bufali, giraffe, zebre e antilopi, e i loro predatori, leoni, ghepardi e leopardi.

Il deserto Nelle regioni a nord e a sud dei tropici si estende l’area dei grandi deserti, caratterizzata da precipitazioni annue scarse e irregolari e da elevate escursioni termiche giornaliere. La maggior parte sono deserti caldi, come il deserto del Sahara, in Africa, ma esistono anche deserti freddi a latitudini più elevate, come il deserto del Gobi, in Asia centrale. In questo ambiente così inospitale vivono piante grasse e animali in grado di sopportare condizioni climatiche estreme: rettili, ragni e insetti, e qualche mammifero come il fennec, il topo canguro, il dromedario e il cammello.

La foresta tropicale Nelle regioni equatoriali, dove c’è un’unica stagione calda e piovosa e le precipitazioni sono abbondanti per tutto l’anno, cresce la foresta tropicale, un bioma a elevata biodiversità vegetale e animale. Sugli alberi vivono moltissime specie di uccelli, insetti e scimmie, mentre il sottobosco ospita rane, serpenti, piccoli invertebrati, funghi e organismi decompositori. Nei climi monsonici, dove si alternano una stagione secca e una stagione di piogge abbondanti, la vegetazione tipica è quella della giungla, un insieme fitto di piante palustri, piante rampicanti, cespugli e alberi. È questo l’ambiente dove vive il più grande dei felini, la tigre.

I biomi © Casa Editrice G. Principato SpA

1 Ogni bioma è costituito da flora e fauna specifiche.

LEZIONE 5

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LEZIONE

5 3. I BIOMI ACQUATICI I biomi acquatici ricoprono quasi il 75% della superficie del Pianeta. Sono stati i primi biomi a comparire sulla Terra e sono alla base della vita di tutta la biosfera grazie alla fotosintesi compiuta dai cianobatteri, tra i principali costituenti del plancton. I biomi acquatici comprendono il bioma marino e il bioma d’acqua dolce, sebbene tra i due non esistano confini netti. ■ LA COMPONENTE ABIOTICA

All’interno dei biomi acquatici le condizioni variano in funzione di diversi fattori abiotici: la quantità di luce, la temperatura delle acque, la pressione, la salinità, la disponibilità di ossigeno e il pH. La luce rappresenta la fonte di energia principale degli ecosistemi perché è alla base della fotosintesi del fitoplancton, delle alghe, come il kelp, e delle piante acquatiche come la posidonia. In base alla profondità raggiunta dalla luce i biomi marini sono suddivisi in due zone: la zona eufotica (“ben illuminata”), che si estende dalla superficie fino a 200 m di profondità, corrispondente al limite di penetrazione della luce, e la zona afotica (“non illuminata”), che si estende da 200 m fino alle profondità abissali, dove non possono vivere organismi fotosintetici a causa dell’assenza di luce 2 . Gli ecosistemi abissali, tuttavia, non sono di2 Le principali zone sabitati, ma ospitano organismi che non del bioma marino. dipendono dalla luce, come predatori o animali che si cibano dei resti di organismi che precipitano sul fondo dalla zona eufotica. Nei biomi acquatici la temperatura varia in modo estremo, dalle fredde acque delle regioni polari a quelle calde delle regioni equatoriali. Molti organismi sopportano variazioni di temperatura molto limiICA T O tate, come le foche che vivono UF A E N nelle regioni polari e subpolaA ZO à ON CA ndit Z o f I ri, mentre altri, come le balenottere, 0m pro OT m AF 200 trascorrono una parte dell’anno nelle acque calde tropicali e una parte nelle acque polari. LE SA 0m S 0 I 0 La pressione idrostatica aumenta con la profondità, 1 B A A 0 N 0 20 m di 1 atm ogni 10 m. La maggior parte degli organismi sopZO 0 400 porta piccole variazioni di pressione, mentre gli animali che vivom no negli abissi hanno un corpo adattato a pressioni elevatissime. La salinità è determinata dal contenuto di sali disciolti nell’acqua: quasi tutti gli organismi sopravvivono solo in condizioni di salinità costante, come ad esempio i coralli, ma esistono anche pesci adattati a vivere sia in acque dolci sia in acque 0m 0 0 salate, come salmoni e anguille. 11 La disponibilità di ossigeno disciolto nelle acque influenza notevolmente la vita animale. Alcuni pesci, come le trote di fiume, possono vivere solo in acque ricche di ossigeno, mentre altri, come i pesci gatto, riescono a sopravvivere in condizioni di ossigeno carente perché sono in grado di recuperarlo direttamente dall’aria. 210

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

VIVENTI

Il pH dei biomi marini varia tra 7,5 e 8,5 a seconda della salinità, mentre quello dei biomi d’acqua dolce varia tra 6 e 8, a seconda delle condizioni locali. In alcune aree lagunari o in alcuni laghi, ad esempio il lago Natron nell’Africa orientale, il pH è così elevato (9) da rendere le acque altamente alcaline 3 . Una simile condizione può essere sopportata solo da alcuni organismi, principalmente batteri, ma anche da alcune specie di uccelli come i fenicotteri. Altri fattori che influenzano i biomi acquatici sono i movimenti delle acque, l’azione delle correnti superficiali e profonde, ma anche il vento, che può causare tempeste e altri fenomeni meteorologici in grado di sconvolgere gli ambienti acquatici. ■ LA COMPONENTE BIOTICA Le specie dei biomi acquatici si classificano in base alla capacità di muoversi nell’acqua: si distinguono il plancton, il bentos e il necton. Il plancton è formato da specie che vengono principalmente trasportate dalla corrente. La parola greca plancton significa “errante”. È composto da fitoplancton, formato da cianobatteri e altri organismi fotosintetici 4 , e da zooplancton, formato da larve, piccoli crostacei e meduse. Il bentos è costituito da organismi che vivono fissati a un substrato o sono a contatto diretto con il fondale marino: il termine greco bentos significa, infatti, “abisso”. Sono organismi bentonici, ad esempio, spugne, coralli, alghe e molluschi 5 . Il necton è formato da organismi dotati di movimento autonomo, che nuotano attivamente anche su lunghe distanze. Il termine greco necton vuol dire “che nuota”. Gli organismi nectonici sono animali come molluschi, pesci, rettili (ad esempio le tartarughe marine 6 ), uccelli (come i pinguini) e mammiferi (come delfini e balene).

4 Colonie dell’alga di acqua dolce Volvox.

5 Una spugna ancorata alle rocce del fondale marino.

3 Il lago Natron (Tanzania) è profondo solo tre metri. L’alta concentrazione di sodio nelle sue acque gli conferisce il colore rosso scuro.

6 Una tartaruga marina della specie Chelonia mydas.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Che cosa sono i biomi? 2. Quali sono le due principali categorie di biomi? 3. Quali sono i biomi terrestri? 4. Quale estensione hanno i biomi acquatici? 5. Quali sono i biomi acquatici? © Casa Editrice G. Principato SpA

I biomi

LEZIONE 5

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LEZIONE

AGENDA 2030

ECO

I CAMBIAMENTI CLIMATICI Attività capovolta

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Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. Q uali animali risentirebbero maggiormente dell’innalzamento di 2 °C della temperatura terrestre? 2. Che cosa rischiano gli oceani con l’aumento delle temperature terrestri? 3. Quali potrebbero essere gli effetti più gravi del riscaldamento globale per la popolazione umana?

Rischi climatici

1. L’IMPORTANZA DELLA BIODIVERSITÀ

Il termine biodiversità è stato coniato nel 1985 dall’unione di due parole, diversità biologica. on il termine biodiversità si indica la molteplicità di organismi C viventi sul nostro pianeta, le loro relazioni e gli habitat in cui vivono.

SKILL BOOK

DEBATE CLIMATIZZATORE SÌ O NO?

KEY WORDS biodiversità biodiversity punto caldo di biodiversità biodiversity hotspot

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PERCORSO 3 UNITÀ 1

La biodiversità può essere paragonata alla struttura che sostiene tutta la vita sulla Terra e che permette il funzionamento stabile ed equilibrato dell’atmosfera, dell’idrosfera e delle foreste. Nel mondo sono state descritte circa 2 milioni di specie animali e vegetali, ma si ipotizza che negli habitat più inaccessibili, come le foreste tropicali e gli abissi marini, ci siano ancora molte specie da scoprire, il che porterebbe il numero totale a circa 10 milioni. Se da un lato abbiamo ancora molta biodiversità da scoprire, dall’altro ne perdiamo una buona parte ogni giorno. Le cause di questo fenomeno sono numerose: la distruzione e la frammentazione degli habitat naturali; la deforestazione; l’inquinamento; i cambiamenti climatici; la caccia e il commercio illegale degli animali, anche esotici; l’introduzione negli ambienti naturali di specie provenienti da altri habitat, le cosiddette “specie aliene”. Nell’insieme questi fattori stanno provocando la progressiva scomparsa delle specie viventi e quindi la perdita di biodiversità mondiale. Nell’Agenda 2030, gli obiettivi dedicati alla conservazione della biodiversità sono ben tre: il n. 13, che prevede il contrasto ai cambiamenti climatici, il n. 14 e il n. 15, relativi alla conservazione della fauna e della flora negli ecosistemi acquatici e terrestri. Ma perché la biodiversità è così importante per il nostro pianeta? Gli studi di ecologia dimostrano che un ecosistema ricco di specie diverse è molto più stabile degli ecosistemi poveri di organismi, ed è anche più resiliente, cioè è in grado di tornare allo stato originario anche dopo episodi di distruzione come fenomeni meteorologici violenti, incendi o attacchi di parassiti. L’ecologia

VIVENTI 1 I punti caldi mondiali

La biodiversità, inoltre, è anche una fonte di beni, risorse e servizi per la specie umana, i cosiddetti “servizi ecosistemici”. Di questi servizi beneficiano, direttamente o indirettamente, non solo le comunità umane, ma anche quelle animali e vegetali. Ad esempio, le specie selvatiche parenti di quelle domestiche sono un vero e proprio serbatoio di geni e possono essere sfruttate per difendere le piante dai parassiti o da ondate di caldo o siccità. La perdita di biodiversità contribuisce all’insicurezza alimentare ed energetica, aumenta la vulnerabilità ai disastri naturali, diminuisce il livello della salute all’interno della società, riduce la disponibilità e la qualità delle risorse idriche.

Nord America, Centro America e Antille 2 Messico e America centrale 3 Caraibi 8 Provincia Floristica della California 26 Madrean pine-oak woodlands Sudamerica 1 Ande tropicali 4 Foresta costiera del Brasile 5 Isole Galapagos ed Ecuador 6 Foresta amazzonica del Brasile 7 Cile centrale Eurasia 14 Bacino del Mediterraneo 15 Caucaso 16 Malacca e Indonesia occidentale 17 Indonesia orientale 18 Filippine 19 Sud est Asia 20 Montagne della Cina sud-orientale 21 Sri Lanka e monti Ghati occidentali 30 Iran e Anatolia 31 Est dell’Himalaya 32 Zona tra l’India e la Cina 33 Giappone

2. I PUNTI CALDI DI BIODIVERSITÀ La biodiversità non è la stessa in tutti gli ecosistemi del Pianeta: i fattori geografici, climatici e morfologici rendono alcune aree della Terra più adatte a ospitare una grande varietà di organismi rispetto ad altre. Queste aree sono chiamate hotspot, punti caldi di biodiversità. Un punto caldo di biodiversità è una regione ricca di biodiversità e contemporaneamente fortemente minacciata dai cambiamenti climatici, dall’alterazione degli habitat e dalla perdita delle relative specie vegetali e animali.

Africa 9 Madagascar e isole dell’Oceano Indiano 10 Zona forestale della costa orientale dell’Africa 11 Foreste della Guinea 12 Regione floristica del Capo 13 Karoo succulento, regione desertica tra il Sudafrica e la Namibia 27 Regione del Maputaland-Pondoland-Albany 28 Zone afromontane dell’est dell’Africa 29 Corno d’Africa

Per identificare un luogo come punto caldo devono essere rispettati due criteri: • deve contenere almeno 1500 specie endemiche, cioè specie che non si trovano in nessun altro luogo del Pianeta; • deve avere perso almeno il 70% della sua vegetazione originaria.

Oceania 22 Australia sud-occidentale 23 Nuova Caledonia 24 Nuova Zelanda 25 Oceania 34 Isole della Malesia

Il primo a utilizzare questo termine fu lo scienziato Norman Myers nel 1988: inizialmente identificò solo 8 punti caldi sulla Terra, che poi divennero 25 e oggi sono 34 1 .

15 8

3 2 5 1

28 10

4 7

32 29

25 16

34 23

22 24

I cambiamenti climatici

ECO

LEZIONE 6

213

ECO

LEZIONE

6 Queste zone rappresentano circa il 2,4% della superficie terrestre, ma ospitano più della metà delle specie vegetali endemiche e circa il 43% delle specie di uccelli, mammiferi, rettili e anfibi, anch’esse endemiche. Purtroppo i punti caldi sono anche le aree più colpite dagli effetti del cambiamento climatico: danneggiare i punti caldi di biodiversità vuol dire aumentare il rischio di estinzione delle specie. Ma perché il clima sta cambiando?

3. C AMBIAMENTO CLIMATICO E ALTERAZIONE DEL CICLO DEL CARBONIO 2 Veduta di Bosco Verticale, a Milano

Dopo Bosco Verticale, il comune di Milano prosegue il suo intervento di riforestazione metropolitana con il progetto ForestaMi, la foresta urbana di 3 milioni di nuovi alberi che saranno piantumati entro il 2030.

214

L’obiettivo n. 13 dell’Agenda 2030 sollecita tutti gli Stati ad adottare misure urgenti per contenere l’aumento della temperatura terrestre entro 1,5 °C, principalmente riducendo l’immissione di anidride carbonica in atmosfera. L’aumento indiscriminato delle attività umane, come la deforestazione, lo sfruttamento del suolo e l’impiego di combustibili fossili, ha alterato la naturale capacità della Terra di far rientrare l’anidride carbonica prodotta all’interno del ciclo naturale del carbonio, che reagisce cercando di raggiungere un nuovo equilibrio. Il tempo necessario per trovare un nuovo equilibrio varia in base a quanto velocemente cresce la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera, e oggi, purtroppo, le emissioni continuano a crescere, soprattutto nei Paesi con economie emergenti. In una prima fase, l’ambiente reagisce aumentando la capacità di assorbimento di anidride carbonica. Gli ecosistemi marini, il suolo e gli ecosistemi terrestri funzionano, infatti, come veri e propri “pozzi di assorbimento di anidride carbonica”, in inglese carbon sink. Aumentando le concentrazioni in atmosfera, aumenta anche l’assorbimento da parte dei “pozzi”. Tuttavia, le capacità ricettive dei carbon sink non sono infinite, anzi, superata una soglia limite, da pozzi di assorbimento essi diventano a loro volta emettitori di anidride carbonica. Facciamo qualche esempio. Le acque di mari e oceani sono dei grandi “pozzi di assorbimento”, perché reagiscono alla crescita della concentrazione di CO2 nell’atmosfera assorbendone maggiori quantità: la produttività marina aumenta in quanto gli organismi hanno a loro disposizione una maggiore quantità di carbonio. Il progressivo aumento di CO2 nell’atmosfera causa, tuttavia, un aumento della temperatura dell’aria e, di conseguenza, anche delle acque. Il riscaldamento di mari e oceani riduce la solubilità dell’anidride carbonica in acqua, e il gas liberato ritorna nell’atmosfera. Negli ecosistemi terrestri sono le piante, e in generale tutti i vegetali, a funzionare come carbon sink attraverso la fotosintesi, che sottrae carbonio all’atmosfera utilizzando la CO2 presente nell’aria 2 . Quando le concentrazioni di CO2 aumentano, le piante reagiscono assorbendone maggiori quantità e accrescendosi più rapidamente. Studi recenti hanno dimostrato che, anche in questo caso, il processo non può continuare per sempre: una volta raggiunta una certa concentrazione di anidride carbonica, la crescita della biomassa si ferma e con essa il grande potere assorbente della fotosintesi. Con l’aumento della temperatura la situazione si complica ulteriormente perché aumentano la traspirazione delle piante e anche il ritmo di decomposizione della materia organica: come per i mari e gli oceani, i vegetali degli ecosistemi terrestri da assorbitori diventano emettitori di CO2. L’ecologia

VIVENTI

4. BIOMI CHE MIGRANO Le alterazioni del ciclo del carbonio e il conseguente aumento di CO2 nell’atmosfera sono la causa principale del global warming, il riscaldamento globale del Pianeta provocato dall’incremento dell’effetto serra. L’aumento incontrollato della temperatura altera la circolazione delle masse d’aria, scatena eventi meteorologici di eccezionale violenza, causa la fusione dei ghiacciai montani e delle calotte polari con il conseguente innalzamento del livello dei mari. È evidente che queste trasformazioni ambientali hanno gravi conseguenze sugli esseri viventi, in particolare sulla vegetazione, che reagisce modificandosi e provocando un fenomeno chiamato “migrazione dei biomi”. Con questa espressione si indica lo spostamento dei biomi da zone più calde verso zone più fresche. Ad esempio, il limite delle nevi perenni sulle montagne si sta spostando sempre più in quota, cosicché anche gli alberi, in particolare le conifere, raggiungono altitudini sempre maggiori. Anche gli animali si trovano ad affrontare nuove sfide per la sopravvivenza. Basta pensare all’orso polare, che non riesce più a cacciare le foche nelle distese di ghiaccio marino delle regioni polari e cerca prede terrestri spostandosi verso i ghiacciai perenni 3 . Gli uccelli migratori, abituati a svernare nelle regioni calde, stanno cambiando le loro rotte migratorie, a volte accorciandole e stanziandosi in località più vicine, a volte smettendo completamente di migrare. Anche la distribuzione dei biomi marini sta cambiando. L’innalzamento della temperatura provoca l’aumento della salinità delle acque marine, un fattore che altera la distribuzione del krill e, di conseguenza, quella dei cetacei che si nutrono di questi minuscoli crostacei 4 .

3 La sopravvivenza dell’orso polare è strettamente legata all’ecosistema dell’Artico. La riduzione del ghiaccio estivo lo spinge a nuotare per decine di kilometri prima di arrivare alla banchisa.

Criosfera in pericolo

4 La Giornata mondiale della biodiversità

Nei Paesi in via di sviluppo, le condizioni sociali ed economiche non favoriscono l’adozione di politiche di protezione e conservazione della biodiversità, in quanto la necessità di sfruttare immediatamente le risorse, ad esempio legname pregiato o colture, prevale sulla salvaguardia dell’ambiente. Nei Paesi a economia avanzata, invece, sta crescendo l’attenzione verso il tema della conservazione delle specie tanto che, nel 1993, le Nazioni Unite hanno istituito la Giornata mondiale della biodiversità, che ricorre il 22 maggio di ogni anno.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Che cos’è la biodiversità? 2. Che cos’è un hotspot? 3. Che cosa si intende con il termine carbon sink?

I cambiamenti climatici

ECO

LEZIONE 6

215

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

LEZIONI in MP3

L’AMBIENTE

L’ambiente di vita di un qualsiasi organismo è formato dal luogo in cui vive e dai fattori che influenzano il corso della sua vita. Ogni ambiente è caratterizzato da fattori abiotici, come il clima, il suolo, l’acqua, la luce, e da fattori biotici, costituiti da tutti gli organismi che vivono nello stesso ambiente e dalle relazioni che li legano. L’ecologia è la scienza che studia le relazioni che si instaurano tra gli organismi e l’ambiente nel quale vivono. Mappa 1

I fattori limitanti FATTORI LIMITANTI che cosa sono? sono i fattori ambientali che rallentano o impediscono la sopravvivenza degli organismi quali sono?

sulla terraferma

disponibilità di acqua

temperatura

LEZIONE Mappa 2

nell’acqua

composizione chimica del suolo

luce

concentrazione di ossigeno

salinità

sostanze nutritive

L’ECOSISTEMA

L’ecosistema

ECOSISTEMA

che cos’è?

è l’insieme degli organismi e del loro ambiente di vita

da che cosa è formato?

da diversi habitat

che cos’è un habitat?

è il particolare tipo di ambiente in cui vive ciascun organismo

Nel proprio habitat ciascuna specie utilizza le risorse per vivere, riprodursi e stabilire relazioni con gli altri organismi. La nicchia ecologica è la posizione che una specie assume nel proprio habitat e il modo in cui essa sfrutta le risorse dell’ambiente. In uno stesso habitat possono esserci nicchie ecologiche diverse, ma ogni specie ha la propria. Gli organismi di una stessa specie che vivono nelle stesso luogo formano una popolazione; popolazioni di specie diverse che vivono nello stesso habitat formano una comunità. L’insieme degli ecosistemi della Terra costituisce la biosfera.

216

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

VIVENTI

LEZIONE

COME FUNZIONA UN ECOSISTEMA

RELAZIONI ALIMENTARI

Le relazioni alimentari

Mappa 3

tra quali organismi si stabiliscono?

autotrofi

eterotrofi

chi sono?

organismi capaci di produrre da soli il proprio nutrimento

organismi che si nutrono di sostanze prodotte da altri organismi

come vengono definiti?

come vengono definiti? consumatori

produttori

di primo ordine

di secondo, terzo, quarto ordine

erbivori

carnivori

decompositori

Le relazioni alimentari che legano gli organismi di un ecosistema sono dette catene alimentari; esse possono intrecciarsi e formare una rete alimentare.

LEZIONE

LE RELAZIONI TRA GLI ORGANISMI

La simbiosi è una relazione stretta e permanente che si crea tra individui di specie diverse. Il parassitismo è una simbiosi tra due specie diverse nella quale una ricava un vantaggio e l’altra è danneggiata. Nel commensalismo una specie trae vantaggio da un’altra senza danneggairla. Nel mutualismo entrambe le specie ricavano beneficio dalla relazione. Il mimetismo

MIMETISMO

Mappa 4

che cos’è? è la capacità propria di un organismo di confondersi con un elemento naturale o con un altro organismo

quali tipi conosciamo?

mimetismo criptico

mimetismo mülleriano

mimetismo batesiano

quando

un organismo assume colorazione, forma e comportamento simili all’ambiente

organismi velenosi o pericolosi hanno colorazioni vivaci

organismi innocui assumono la colorazione o l’aspetto di organismi pericolosi

a che cosa serve?

a sfuggire ai predatori

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ 1

a catturare le prede

217

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE Mappa 5

I BIOMI

I biomi terrestri

BIOMI TERRESTRI come si classificano?

biomi forestali

biomi delle praterie

biomi di ambiente arido

biomi di ambiente freddo

come si distinguono in funzione della temperatura?

come si distinguono in funzione della temperatura e della piovosità?

come si distinguono in funzione della piovosità?

come si distinguono in funzione della temperatura e della piovosità?

foresta tropicale

foresta temperata

taiga

prateria

savana

macchia mediterranea

deserto

tundra

bioma polare

I biomi acquatici sono i più estesi e sono suddivisi in bioma marino e bioma d’acqua dolce. I biomi acquatici non hanno confini netti. Gli organismi che li abitano sono particolarmente sensibili alle variazioni ambientali, in particolare a luce, temperatura, pressione, salinità, ossigenazione delle acque e pH.

ECO

LEZIONE

I CAMBIAMENTI CLIMATICI

Il termine biodiversità indica la molteplicità di organismi viventi sulla Terra, le loro relazioni e i loro habitat. La biodiversità è minacciata dal cambiamento climatico, dall’inquinamento e dalla distruzione degli habitat delle specie vegetali e animali. Mappa 6

Il riscaldamento globale

RISCALDAMENTO GLOBALE quali conseguenze ha?

modifica la circolazione delle masse d’aria

eventi meteorologici violenti

scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari

“migrazione dei biomi”

trasformazione degli ecosistemi da assorbitori a emettitori di CO2

che cosa provocano? la perdita di habitat e biodiversità

218

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

UNITÀ

VIVENTI

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

●

nicchia ecologica

●

specie

Una popolazione

Test interattivi

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. habitat

alla prova

Mappa interattiva

h. I biomi acquatici sono suddivisi in due biomi.

i. I biomi risentono negativamente del cambiamento climatico.

l. Un punto caldo di biodiversità è una regione del Pianeta con temperature elevate tutto l’anno.

3. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. L’acqua, la luce e l’umidità sono:

è l’insieme di individui della stessa

1 fattori limitanti. 2 fattori biotici. 3 fattori abiotici fisici.

che vivono in un determinato

4 fattori abiotici chimici. b. La tundra è: 1 un bioma acquatico. 2 un bioma terrestre.

e occupano una

3 un habitat. 4 una comunità. c. Per rappresentare l’energia che passa da un livello trofico all’altro si utilizza un:

2. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F).

1 grafico a piramide. 2 istogramma.

a. La composizione del suolo è un fattore biotico.

b. I fattori abiotici di tipo fisico e chimico sono parte dell’ecosistema.

c. L’acqua è indispensabile per tutti i viventi.

d. La biosfera è costituita dall’insieme di tutti gli ecosistemi presenti sulla Terra.

e. L’habitat è l’ambiente di vita esclusivo degli animali.

f. Le piante sono consumatori secondari.

g. La biodiversità racchiude la molteplicità degli organismi viventi sulla Terra e i loro habitat. © Casa Editrice G. Principato SpA

3 grafico a torta. 4 ideogramma. d. Un organismo acquatico in grado di nuotare in modo autonomo si chiama: 1 alofilo. 2 bentonico. 3 planctonico. 4 nectonico. e. I punti caldi di biodiversità si trovano: 1 solo nel bacino del Mediterraneo. 2 solo nelle isole. 3 sparsi in tutto il mondo.

4 nei biomi acquatici. CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

219

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

4. Osserva le immagini e indica il tipo di relazione. mimetismo criptico ● mimetismo mülleriano ● mutualismo ● parassitismo ● predazione

g. Il parassitismo è una forma di mimetismo /simbiosi. h. La Giornata mondiale della biodiversità si celebra ogni 22 maggio / dicembre. i. Il cambiamento climatico causa la scomparsa /migrazione dei biomi. 6. Osserva le immagini e associa ogni specie al bioma in cui vive. bioma polare ● deserto ● foresta temperata ● foresta tropicale ● macchia mediterranea ● prateria ● savana ● tundra a

5. S ottolinea il termine corretto tra i due proposti. a. La luce è responsabile della vita dei consumatori / produttori. b. Un organismo può far parte di una sola catena alimentare /più catene alimentari. c. L’energia aumenta/ diminuisce passando da un livello della piramide alimentare a quello successivo. d. La popolazione / Il bioma è l’insieme di ecosistemi di ambienti simili. e. Tutti gli autotrofi/eterotrofi sono consumatori. f. Nel mutualismo di tipo obbligatorio/ facoltativo una specie non può vivere senza l’altra.

220

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

h. © Casa Editrice G. Principato SpA

VIVENTI 7. Collega i termini con la definizione corretta. 1 F attori abiotici

a P arte della Terra in cui esistono forme di vita.

2 B iosfera 3 C atena alimentare 4 T undra

c C apacità degli ecosistemi di assorbire naturalmente anidride carbonica.

5 Carbon sink 6 S pecie endemica 1: 4:

2: 5:

b S equenza di organismi che si nutrono gli uni degli altri.

d T utti gli elementi non viventi dell’ambiente. 3: 6:

e S pecie animale o vegetale tipica di un solo luogo della Terra. f B ioma di ambiente freddo.

8. Completa la catena alimentare. consumatore di primo ordine ● decompositori ● consumatore di quarto ordine ● consumatore di secondo ordine ● produttori ● consumatore di terzo ordine

9. Osserva le immagini e indica la modalità di spostamento e la specie a cui appartengono gli organismi rappresentati.

Consumatori quaternari

Consumatori terziari

Consumatori secondari

Consumatori primari

Produttori primari

Decompositori

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

221

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

10. Collega ogni bioma con la descrizione corrispondente. a L a vegetazione è formata da arbusti sempreverdi con foglie dure e spesse. b D urante la stagione estiva crescono muschi e licheni.

1 S avana

c B ioma delle aree temperate formato da latifoglie che perdono le foglie in autunno e le riformano in primavera.

2 M acchia mediterranea 3 T undra 4 F oresta tropicale

d B ioma caratterizzato da forti escursioni termiche giornaliere e precipitazioni annuali scarse.

5 T aiga

e B ioma caratterizzato da elevata biodiversità animale e vegetale e da una sola stagione molto piovosa.

6 D eserto 7 F oresta temperata

f L a vegetazione è formata da abeti, pini e larici. g B ioma tipico dell’Africa, dell’America e dell’Australia con precipitazioni abbondanti in primavera e autunno. 1:

11. Completa la tabella indicando quali sono i fattori biotici e quali quelli abiotici. fattore biotico fattore abiotico proprietà chimiche del suolo lombrico carcasse di animali umidità dell’aria

7: b. L’ambiente della è caratterizzato da un’ampia prateria erbosa in cui vivono grossi come bufali, giraffe, zebre e antilopi, e i loro , leoni, leopardi e ghepardi. c. Un luogo, per essere un di biodiversità, deve contenere almeno 1500 specie e deve aver perso almeno il 70% della originaria. 13. Rispondi alla domanda.

esposizione al sole

a. Come reagiscono gli ecosistemi acquatici all’aumento della concentrazione di CO2 in atmosfera?

prato humus pioggia

12. Completa le frasi con i termini corretti. a. In un

, gli organismi producono sostanze organiche che costituiscono il cibo per gli organismi eterotrofi, chiamati anche organismi .

222

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

VIVENTI 14. Esponi una conseguenza del riscaldamento globale sulla biologia delle specie animali.

16. Costruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD

15. L’immagine mostra una Beachworld, una boccia di vetro in cui si trovano alghe e gamberetti rossi. Ricerca informazioni in rete e spiega perché la Beachworld è un ecosistema in miniatura.

FOCUS

test

17. Segna con una crocetta la soluzione corretta.

18. S ottolinea il termine corretto tra i due proposti.

a. Un’economia in cui i rifiuti sono trasformati e riciclati si chiama:

a. I licheni costituiscono una simbiosi tra un’alga o dei cianobatteri e un fungo /una pianta. b. I licheni sono organismi sensibili alle sostanze inquinanti e per questo sono impiegati come organismi pionieri/indicatori biologici. c. Nei licheni, l’organismo autotrofo usa l’acqua e l’anidride carbonica per produrre acidi /sostanze nutritive.

1 verde.

3 sostenibile.

2 circolare.

4 ambientale.

b. Le 3 R della gestione dei rifiuti sono: 1 ridurre, riutilizzare, recuperare. 2 ridurre, riutilizzare, raccogliere. 3 ridurre, riutilizzare, riciclare. 4 rompere, ridurre, riciclare.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

223

UNITÀ

COMPETENZE

alla prova

COMPETENZA 6 ➜ COMPETENZA IN MATERIA DI CITTADINANZA Capacità di agire da cittadini responsabili e di partecipare pienamente alla vita civica e sociale

LA COSTITUZIONE DELLE PIANTE Stefano Mancuso è uno scienziato italiano famoso in tutto il mondo per le sue ricerche sulle piante. In uno dei suoi ultimi libri, La nazione delle piante, lo scienziato immagina che le piante, che formano la nazione più numerosa del Pianeta, ci illustrino gli 8 punti della loro Costituzione. Tratto dal libro La nazione delle piante di Stefano Mancuso – Ed. Laterza

Articolo La Terra è la casa comune della vita. La sovranità appartiene ad ogni essere vivente.

Articolo La nazione delle piante riconosce e garantisce i diritti inviolabili delle comunità naturali come società basate sulle relazioni fra gli organismi che le compongono.

Articolo La nazione delle piante non riconosce le gerarchie animali, fondate su centri di comando e funzioni concentrate, e favorisce democrazie vegetali diffuse e decentralizzate.

Articolo La nazione delle piante rispetta universalmente i diritti dei viventi attuali e di quelli delle prossime generazioni.

Articolo La nazione delle piante garantisce il diritto all’acqua, al suolo e all’atmosfera puliti.

Articolo Il consumo di qualsiasi risorsa non ricostituibile per le generazioni future dei viventi è vietato.

Articolo La nazione delle piante non ha confini. Ogni essere vivente è libero di transitarvi, trasferirsi, vivervi senza alcuna limitazione.

Articolo La nazione delle piante riconosce e garantisce la pratica dell’aiuto reciproco e del mutuo appoggio fra le comunità naturali di esseri viventi.

224

PERCORSO 3 UNITÀ 1

L’ecologia

Prova a rispondere! 1. Sulla base delle tue conoscenze di ecologia, sai spiegare perché le piante sono gli organismi più numerosi del Pianeta? 2. Leggi con attenzione ciascuno degli articoli della Costituzione delle piante e prova a descriverne il contenuto con parole tue. 3. Sulla base delle tue conoscenze di scienze, ma anche di italiano, storia e geografia, prova a fare degli esempi che spieghino meglio il significato degli articoli della Costituzione delle piante. (Puoi scegliere quelli che ti sembrano più significativi.) 4. In quali degli articoli si afferma maggiormente la responsabilità degli esseri umani nei confronti della conservazione del Pianeta?

DEBATE In classe Mettete a confronto le risposte che avete dato alle domande precedenti. Scegliete tra gli articoli della Costituzione delle piante quello che vi sembra suscitare pareri diversi e contrapposti e utilizzatelo per organizzare un dibattito. Dividete la classe in due gruppi che si dovranno affrontare relativamente al contenuto dell’articolo scelto. Ogni gruppo esporrà la propria posizione favorevole o contraria, portando a sostegno esempi, pareri di scienziati e articoli che avrete trovato in rete.

Listening

Approximately 70% of the Earth’s surface is covered by oceans. There are five ocean biomes in the world – the Atlantic Ocean, the Pacific Ocean, the Indian Ocean, the Southern Ocean, and the Arctic Ocean. These oceans branch off into some of the major seas. These include the Mediterranean Sea, the South China Sea, and the Caribbean Sea. Have you ever wondered just how much salt is in there? It is estimated that there is one cup of salt for every gallon of water. The deepest part of any ocean biome in the world is the Mariana Trench. It is 36,200 feet deep. It is amazing to think that the deepest point in the water is deeper than the tallest point we have on land! The average temperature of any ocean biome is 39 degrees. However, that can change depemding on the depth of the water, the wind, and if the sun is shining or not. The water in an ocean biome is always moving. The warm water moves from the tropics and the cool water moves from the poles.

The types of life that live in ocean biomes are extremely diverse. Since the temperatures in any ocean biome can be very cold, many of the large animals have been able to adapt. For example whales have thick layers of fat known as blubber. This helps them to keep a worm body temperature.

KEY WORDS branch off diramarsi gallon gallone (unità di misura usata per i liquidi nel Regno Unito) blubber grasso di balena

Many areas of the Arctic Ocean are covered with thick layers of ice for most of the year.

COMPREHENSION EXERCISES 1. True or false? a. There are two ocean biomes in the world.

b. The Mariana Trench is the deepest part of any ocean biome in the world.

c. The temperature of any ocean biome can change depending on the depth of the water, the wind, and if the sun is shining or not.

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 1

225

COMPETENZE ALLA PROVA

OCEAN BIOME

CLIL

VIVENTI

UNITÀ

L’ETOLOGIA lezione 1

IL COMPORTAMENTO DEGLI ANIMALI

lezione 2

LE SOCIETÀ ANIMALI

LEZIONI in ANTEPRIMA

CONOSCENZE E ABILITÀ Spiegare qual è il campo di studio dell’etologia. Conoscere e descrivere i comportamenti animali. Conoscere i diversi meccanismi di apprendimento negli animali. Spiegare come le diverse specie animali comunicano tra loro. Descrivere i vantaggi e gli svantaggi della vita in gruppo. Elencare le relazioni a scopo riproduttivo.

COMPETENZE Riconoscere se un comportamento è innato o appreso. Riconoscere quali segnali usano gli animali per comunicare tra loro. Spiegare quali sono le differenze tra specie monogama e poligama. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova Chi si somiglia si piglia

CLIL Collective animal names

226

TAG CLOUD

società chiuse

cure parentali etologia

Quante volte ti sei fermato a osservare il comportamento degli animali, in particolare quelli domestici? Cani e gatti sanno ? é essere teneri e buffi, ma anche gli animali da cortile possono ispirare molta Perch simpatia! Questi atteggiamenti ci fanno sentire vicini ai nostri amici animali e spesso ci spingono a porci domande sui motivi dei loro comportamenti. Questa stessa curiosità ha portato molti scienziati a osservare, analizzare e raccontare la vita degli animali, fondando una nuova branca delle scienze chiamata etologia. I numerosi documentari trasmessi alla televisione e disponibili in rete si basano proprio sulla descrizione dei comportamenti degli animali nel loro ambiente di vita. Ma perché siamo così attratti da queste osservazioni? Le scoperte degli etologi ci permettono di comprendere meglio anche l’origine dei nostri comportamenti, soprattutto quelli che abbiamo in comune con gli animali che vivono in branco o in forme di società complesse. Alcuni esempi? Gli elefanti vivono in società gerarchiche guidate da una matriarca, i delfini e gli scimpanzé bonobo utilizzano strumenti e risolvono i conflitti in modo pacifico. Che ne dici, abbiamo qualcosa da imparare dagli altri animali?

VIVENTI

Ci interess

intuito società aperte

comportamento innato

comunicazione tattile

schiere

comunicazione sonora comunicazione visiva

imprinting comportamento appreso

227

LEZIONE

IL COMPORTAMENTO DEGLI ANIMALI Attività capovolta

GALLERY

Sfoglia la fotogallery e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

I padri dell’etologia

Chi era Von Frisch? Di quale linguaggio animale si è occupato? Come è stato definito Konrad Lorenz? Che cos’è l’imprinting? A quale aspetto del comportamento animale si è maggiormente dedicato Tinbergen?

1. L’ETOLOGIA STUDIA IL COMPORTAMENTO DEGLI ANIMALI Per sopravvivere gli animali si procurano l’acqua e il cibo, si difendono con la lotta o con la fuga, si accoppiano (a volte dopo veri cerimoniali di corteggiamento) si riproducono, migrano quando le condizioni ambientali diventano sfavorevoli. Queste azioni, insieme a molte altre, costituiscono i comportamenti degli animali. I comportamenti sono la risposta agli stimoli che l’animale riceve dall’ambiente in cui vive, come rumori, odori o i cambiamenti di temperatura e di luminosità, o dal suo stesso organismo, come la fame, la sete e il sonno. L’etologia è la scienza che studia il comportamento degli animali.

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COMPITO DI REALTÀ CONOSCI I TUOI ANIMALI DOMESTICI?

2. IL COMPORTAMENTO INNATO I comportamenti rappresentano delle vere forme di adattamento, senza le quali gli animali non potrebbero sopravvivere nel proprio ambiente. comportamenti che un animale possiede fin dalla nascita sono I detti comportamenti innati o istinti.

KEY WORDS comportamento behaviour etologia ethology comportamento innato innate behaviour comportamento appreso learned behaviour

228

PERCORSO 3 UNITÀ 2

Gli animali mettono in atto questi comportamenti senza aver ricevuto alcun insegnamento né aver fatto pratica. I comportamenti innati sono trasmessi da una generazione all’altra e caratterizzano ogni specie animale, distinguendola dalle altre. Mettono in atto comportamenti innati, ad esempio, i ragni che tessono la tela, i cuccioli di mammifero che cercano la mammella della madre per succhiare il latte e il salmone che ritorna a deporre le uova nel lago dove è nato. Gli etologi classificano i comportamenti innati in tre categorie: movimenti tattici, riflessi e schemi fissi d’azione 1 . L’etologia

VIVENTI 1 Le categorie di comportamenti innati

Riflessi Quando sentiamo prurito, abbiamo il riflesso di grattarci.

Schemi fissi d’azione L’oca selvatica che fa rotolare con il becco l’uovo fin dentro il nido è un esempio di schema fisso d’azione, un insieme di azioni che l’animale ripete sempre uguali e che si rivelano vantaggiose per se stesso e per la sua specie.

Movimenti tattici Molti insetti notturni volteggiano istintivamente attorno a una sorgente di luce.

3. IL COMPORTAMENTO APPRESO Tutti gli animali, in maniera più o meno elementare, sono in grado di imparare dall’esperienza. n comportamento appreso è fortemente influenzato dalle U esperienze che l’animale fa durante la sua vita.

Il gatto che dà la caccia al topo, lo scimpanzé che usa un bastoncino per estrarre le termiti dal nido, il cane che accorre al richiamo del padrone sono alcuni esempi di comportamenti appresi. Questo tipo di comportamento si verifica quando l’animale conserva il ricordo delle esperienze fatte e, in base a ciò, modifica il proprio comportamento, così da saper agire nel modo più adatto al momento opportuno. Di solito i primi a insegnare comportamenti di questo tipo sono i genitori. Tra i mammiferi, specialmente quelli che vivono in gruppo, l’apprendimento può avvenire anche attraverso l’osservazione e l’imitazione di altri individui o con il gioco, in cui i giovani apprendono simulando situazioni reali. L’apprendimento da parte degli animali può avvenire in modi diversi. • L’apprendimento per assuefazione (cioè per abitudine) si verifica quando un animale impara a non reagire più a certi stimoli che si rivelano inutili. Alcuni uccelli, ad esempio i passeri e i merli, imparano rapidamente a non temere lo spaventapasseri posto in mezzo ai campi per difendere le coltivazioni. • L’apprendimento per imitazione si verifica solitamente all’interno dei gruppi di animali che vivono in società organizzate. Quando un animale sperimenta un comportamento che procura vantaggi immediati, viene imitato dai compagni. Il comportamento diventa così patrimonio di tutto il gruppo e viene trasmesso da una generazione all’altra 2 . © Casa Editrice G. Principato SpA

Il comportamento degli animali

2 Apprendere per imitazione Gli etologi hanno scoperto una forma di apprendimento per imitazione in un gruppo di macachi giapponesi. Un giorno un macaco ha immerso in mare una patata sporca di sabbia prima di mangiarla, scoprendo così che poteva liberarla dalla sabbia e che aveva un sapore più gustoso. Per imitazione la scoperta si è diffusa in tutto il gruppo e si sta trasmettendo di generazione in generazione.

LEZIONE 1

229

LEZIONE

1 • L’apprendimento per prove ed errori consiste nel ripetere quelle azioni che vengono premiate da una ricompensa, evitando invece quelle che non hanno avuto alcun esito o che hanno provocato sensazioni sgradevoli 3 .

3 Apprendere per prove ed errori

a. Un topo introdotto in una gabbia con due porte, una nera e aperta dietro la quale c’è un pezzo di formaggio, e una bianca e chiusa, impara dopo vari tentativi a imboccare sempre la prima porta, ottenendo la ricompensa ai suoi sforzi. b. I pulcini appena nati beccano qualsiasi macchia del terreno; crescendo, imparano a distinguere quali di queste macchie sono il cibo.

SKILL BOOK

DEBATE ANIMALI DOMESTICI ESOTICI

KEY WORDS intuito intuition

• L’apprendimento per condizionamento si verifica quando un animale risponde a uno stimolo neutro con un comportamento uguale a quello prodotto da uno stimolo significativo, legato solitamente al cibo. Questa forma di apprendimento fu sperimentata per la prima volta dal biologo russo Ivan Pavlov (1849-1936). Lo scienziato aveva osservato che un cane produce molta saliva quando sente l’odore del cibo: così Pavlov decise di stimolare la salivazione dell’animale attraverso il suono di un campanello. Per alcuni giorni fece squillare un campanello tutte le volte in cui offriva al cane il suo pasto: dopo un certo numero di ripetizioni, Pavlov verificò che bastava il suono del campanello per provocare la salivazione del cane. L’animale era stato condizionato, cioè aveva appreso a dare, quando udiva il campanello, la stessa risposta provocata dall’odore del cibo 4 .

4 Apprendere per condizionamento

230

PERCORSO 3 UNITÀ 2

a. Sentendo l’odore del cibo, il cane produce molta saliva. L’etologia

b. Un campanello squilla quando al cane viene dato il cibo.

c. Il cane produce saliva quando sente il campanello. © Casa Editrice G. Principato SpA

VIVENTI

4. L’IMPRINTING L’imprinting (un termine inglese che significa “impressione, stampa”) è stato scoperto e studiato dell’etologo Konrad Lorenz. Si tratta di un particolare tipo di apprendimento che avviene alla nascita dell’animale e rimane indelebile nella sua memoria per tutta la vita. L’imprinting si verifica solo per alcune specie di animali: ad esempio, i piccoli di molti uccelli, appena usciti dalle uova, ricevono un’impressione incancellabile dalla prima cosa in movimento, che identificano per sempre come la propria madre 5 .

5 Lorenz ha studiato a lungo l’imprinting nelle oche selvatiche, arrivando a sperimentare su se stesso questa forma di apprendimento: le oche che lo avevano visto al momento della nascita, lo seguivano come se fosse la loro madre! 6 Un esempio di apprendimento per intuito è l’orango che costruisce una scala di casse (a) o utilizza un bastone (b) per raggiungere delle banane.

5. INTUITO E RAGIONAMENTO Un’importante forma di apprendimento, tipica dei primati e della specie umana, è quella legata all’intuito. Consiste nella capacità di trovare mentalmente la soluzione di un problema in modo nuovo, senza compiere faticosi tentativi ed errori e utilizzando le risorse fornite dall’ambiente 6 .

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Che cosa studia l’etologia? 2. Quale tipo di comportamento è alla base della costruzione della tela di ragno? 3. Che tipo di comportamento è l’assuefazione?

VERSO LE COMPETENZE

➜ LEGGERE E INTERPRETARE UN BRANO

Leggi il brano, liberamente tratto dal libro di Konrad Lorenz L’anello di Re Salomone. Konrad Lorenz, nella sua carriera, allevò numerose oche selvatiche. L’ochetta Martina fu la prima oca selvatica covata in incubatrice. Martina, al momento della schiusa dell’uovo, vide Lorenz come primo essere in movimento. Da quell’istante ogni tentativo di affidare la piccola a un’oca domestica fu vano. L’ochetta incominciò a seguirlo ovunque al punto che fu costretto a costruire un cestino per portarla sempre in spalla. Martina continuò questo attaccamento, seguendo Lorenz dappertutto, fino all’arrivo dell’estate in cui divenne un uccello adulto pronto a prendere il volo. © Casa Editrice G. Principato SpA

Rispondi alle domande. 1. Perché, secondo te, Lorenz ha messo l’uovo in un’incubatrice anziché farlo covare da una femmina d’oca selvatica? 2. Quale comportamento voleva sperimentare? 3. Che cosa è accaduto al momento della schiusa dell’uovo? Ricerca in rete quali vantaggi produce l’imprinting per i piccoli di una specie e quali altre specie, oltre alle oche, sono soggette all’imprinting. Il comportamento degli animali

LEZIONE 1

231

LEZIONE

LE SOCIETÀ ANIMALI

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Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

La società delle termiti

A quale classe appartengono le termiti? Di che cosa si nutrono? Come è organizzata la società delle termiti? Quali tipi di termiti vivono in una colonia? In che modo si formano le colonie?

1. LA COMUNICAZIONE TRA GLI ANIMALI

Tutti i viventi stabiliscono relazioni gli uni con gli altri, sia con organismi della stessa specie sia con organismi di specie diverse. È questa la ragione per cui devono comunicare e scambiarsi diversi tipi di informazioni. Ad esempio, dare l’allarme e segnalare un pericolo, cercare un partner per riprodursi, mettere in fuga un rivale, indicare la presenza di acqua o cibo agli individui della propria specie. La comunicazione animale avviene attraverso diversi tipi di segnali: visivi, acustici, tattili e chimici. • La comunicazione visiva è efficace solo se la distanza tra chi emette segnali e chi li riceve è breve. Segnali visivi caratteristici di molte specie animali sono la luce emessa dal corpo e i colori assunti dai maschi durante la stagione degli amori, oppure usati per la difesa. Un tipo particolare di comunicazione visiva è quella gestuale, che consiste in movimenti e atteggiamenti del corpo, come mostrare i denti, gonfiare il corpo e rizzare peli o penne 1 . • La comunicazione sonora è la più diffusa tra gli animali: i messaggi sonori hanno il vantaggio di propagarsi a grande distanza in tutti gli ambienti. Attraverso i segnali acustici – versi, canti, fischi, grida – gli animali segnalano la propria presenza, delimitano il territorio in cui vivono, attirano la femmina o il ma1 Quando vuole attaccare, un cane porta schio, mettono in fuga il nemile orecchie in avanti, raddrizza la coda e mostra co o lanciano l’allarme in caso di i denti. Invece, se ha paura, mette la coda pericolo 2 . tra le gambe e abbassa le orecchie. 232

PERCORSO 3 UNITÀ 2

L’etologia

VIVENTI

2 Il canto degli uccelli è generato da un organo particolare, la siringe; è una forma di linguaggio complessa che i piccoli possiedono fin dalla nascita.

• La comunicazione tattile comprende tutte le forme di contatto tra due o più individui: il contatto diretto con le zampe o il becco, oppure il leccamento del pelo praticato soprattutto dalle madri dei mammiferi per riconoscere i propri piccoli. I segnali tattili sono molto usati dagli animali che vivono in gruppo, perché rafforzano i rapporti sociali tra i diversi componenti 3 . • La comunicazione chimica è basata sull’odore di particolari sostanze, per la maggior parte feromoni, rilasciate dagli animali e riconosciute dagli individui della stessa specie. In molte specie i feromoni sono segnali chimici utili per l’accoppiamento, mentre altri animali utilizzano gli odori per riconoscersi e per delimitare il proprio territorio 4 .

3 Nei mammiferi la madre lecca i propri piccoli per poter individuare il loro odore e riconoscerli tra altri animali della stessa specie.

2. SCHIERE, BRANCHI E SOCIETÀ Gli animali che conducono vita solitaria sono rari: gli individui della stessa specie, infatti, hanno la tendenza a riunirsi in gruppi più o meno numerosi. Infatti, la vita comunitaria garantisce molti vantaggi: permette ai diversi componenti di dividersi i compiti, difendersi con minore sforzo dagli aggressori, trovare più facilmente il cibo o un partner con cui accoppiarsi. gruppi più semplici di animali, che non hanno un’organizzazione I interna, sono le schiere.

Banchi di pesci, stormi di uccelli, mandrie di gnu sono esempi di schiere di individui, che convivono l’uno vicino all’altro e che spesso si spostano insieme per procurarsi il cibo, sfuggire ai pericoli o trovare condizioni ambientali migliori. Le società animali sono più stabili e complesse delle schiere. La vita comunitaria è basata sulla collaborazione dei componenti, che svolgono compiti diversi scambiandosi informazioni che favoriscono la loro sopravvivenza. All’interno di una società si manifestano spesso comportamenti di altruismo: per istinto un animale aiuta uno o più compagni, anche a rischio della propria vita. L’ape che punge una persona o un animale che si avvicina troppo all’alveare compie un’azione altruista difendendo il territorio, ma il prezzo che paga è molto alto: la sua morte. © Casa Editrice G. Principato SpA

Le società animali

4 Le formiche producono diversi tipi di feromoni per guidare le compagne verso il cibo oppure come segnale d’allarme per attirare le altre formiche e combattere il nemico.

LEZIONE 2

233

LEZIONE

2 Le società animali possono essere chiuse o aperte. elle società chiuse ogni animale è specializzato a svolgere solo N una funzione e nessun individuo estraneo è ammesso, anche se della stessa specie.

Le società chiuse sono tipiche degli insetti sociali come api, vespe, formiche e termiti. Esse funzionano come un unico grande organismo: ogni insetto non può fare a meno degli altri, e se viene separato dai propri simili, muore in pochi giorni. La vita sociale è regolata da leggi rigide e immutabili, e la specializzazione di ciascuno è determinata anche dalle caratteristiche anatomiche: in base alla struttura corporea e alle mansioni che svolgono, i membri sono ripartiti in gruppi sociali diversi, chiamati caste 5 . elle società aperte i componenti mantengono un certo grado di N autonomia e i vari ruoli specializzati non sono rigidi e immutabili.

5 La società delle api è divisa in tre caste: una sola ape regina, i fuchi e le api operaie. L’ape regina, di taglia maggiore rispetto alle altre api, ha il compito di deporre le uova. La casta dei fuchi è costituita da qualche centinaia di maschi che hanno la funzione di fecondare l’ape regina. La casta delle api operaie è formata da migliaia di femmine sterili che producono la cera per costruire le celle dell’alveare, nutrono l’ape regina e le larve, raccolgono il polline e il nettare dai fiori.

In queste società tutti possono riprodursi, partecipare alla ricerca del cibo o alla difesa dagli aggressori. Spesso nelle società aperte esiste un ordine gerarchico dove ogni individuo occupa un rango, cioè una posizione sociale riconosciuta e rispettata dagli altri membri del gruppo. Le società aperte sono tipiche dei mammiferi e di alcune specie di uccelli. Nelle società di alcuni mammiferi come le scimmie, i lupi e le zebre, l’ordine gerarchico viene stabilito mediante una serie di lotte per il predominio all’interno del gruppo. Gli animali sconfitti accettano il rango inferiore e obbediscono al maschio dominante che diventa il capobranco 6 .

3. R IPRODUZIONE E CURA DELLA PROLE All’origine delle società animali vi è la riproduzione. Gli animali possono riprodursi per via asessuata o sessuata. • La riproduzione asessuata consiste nella generazione di nuovi individui a partire da una parte del corpo dell’individuo genitore. Questo tipo di riproduzione sfrutta la divisione mitotica delle cellule: il figlio è quindi geneticamente identico al genitore. La divisione asessuata avviene per scissione, gemmazione, partenogenesi. • La riproduzione sessuata avviene grazie alla fusione di due cellule sessuali, chiamate gameti, provenienti da un individuo di sesso maschile e da un individuo di sesso femminile. I figli assumono caratteristiche genetiche per metà materne e per metà paterne. Questo tipo di riproduzione prevede delle relazioni di vario genere fra gli individui di sesso diverso.

6 Non sempre il capobranco è il maschio più forte: questo ruolo può essere ricoperto da un individuo anziano che ha molta esperienza. È il caso degli elefanti africani, che vivono in gruppi il cui capo è una femmina anziana, la matriarca.

234

PERCORSO 3 UNITÀ 2

L’etologia

VIVENTI

• La monogamia è la scelta di accoppiarsi e crescere i figli con un solo 7 partner. Vi sono animali monogami per tutta la vita, altri monogami per la stagione riproduttiva. Le coppie monogame spendono molta energia nel corteggiamento, che segue danze complesse, e nell’allevamento dei figli 7 . • La poligamia è la scelta di accoppiarsi con più femmine. È tipica di molti uccelli e mammiferi. Le femmine costituiscono un harem e i maschi si contendono il diritto di accoppiarsi dopo lotte cruente che possono portare al ferimento o alla morte dei contendenti. La poligamia con protezione delle femmine e dei piccoli è tipica di mammiferi come i leoni, in cui il maschio difende il territorio. La poligamia per raggruppamento è tipica di mammiferi come i cervi o uccelli come i galli cedroni: le femmine si raggruppano intorno alle arene, il maschio conquista il diritto di filiazione ma non protegge il gruppo. Altri mammiferi, come i lupi o i buoi muschiati, vivono in gruppi complessi; non vi è un unico maschio, anche se l’accoppiamento è diritto principale del maschio dominante. • La poliandria è la scelta di accoppiarsi con più partner maschili. È tipica degli insetti, le cui femmine tendono ad accoppiarsi con numerosi partner e possono conservare gli spermatozoi intatti per un certo periodo, fino a quando le condizioni ambientali sono favorevoli alla deposizione delle uova. Anche altre specie più complesse praticano la poliandria.

VIDEO

Il corteggiamento delle sule

4. LE STRATEGIE RIPRODUTTIVE E LE CURE PARENTALI Gli animali possono attuare due strategie riproduttive per garantire la propagazione della discendenza: puntare sul numero o prendersi cura dei piccoli. Gli invertebrati, molti insetti, pesci e anche alcuni rettili depongono un numero altissimo di uova nella speranza che alcuni dei piccoli sopravvivano. Questo tipo di strategia si chiama selezione R. Invece altri rettili, uccelli e soprattutto mammiferi attuano la selezione K, cioè si prendono cura dei loro piccoli. I piccoli possono essere relativamente numerosi, come nel caso delle anatre e dei conigli, oppure unici, come nel caso degli elefanti e dei rinoceronti. Minore è il numero di figli, maggiori sono il tempo e le energie spesi per la loro crescita e lo svezzamento. Questo comportamento si chiama cura parentale. Ogni specie attua cure parentali diverse: la cura dei piccoli può essere equamente ripartita fra entrambi i genitori, altrimenti un solo genitore si occupa dei piccoli 8 . Nel primo caso i genitori sono fisicamente simili, cioè non hanno dimorfismo sessuale. Nel secondo caso il genitore che si prende cura dei piccoli assume colorazioni mimetiche e meno appariscenti. In molti animali la cura dei piccoli è condivisa fra il gruppo di femmine del branco. Nei branchi di leoni, elefanti e iene, ad esempio, i piccoli vengono allevati dalla madre e dalle zie. Elefanti e iene formano branchi matriarcali, dove la guida del gruppo è a carico di una femmina anziana.

8 A volte è il maschio a prendersi cura dei piccoli, come nel caso del cavalluccio marino.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. Gli animali sono tutti monogami.

2. Gli animali con poco dimorfismo sessuale si prendono cura dei figli in coppia.

3. Le schiere rappresentano i raggruppamenti di animali più semplici.

4. La comunicazione sonora è la più diffusa fra gli animali.

Le società animali

LEZIONE 2

235

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

LEZIONI in MP3

IL COMPORTAMENTO DEGLI ANIMALI

L’etologia è la scienza che studia il comportamento degli animali. Mappa 1 Il comportamento degli animali

COMPORTAMENTO ANIMALE può essere

innato

appreso

quando un animale lo possiede fin dalla nascita

quando è influenzato dalle esperienze che l’animale fa durante la vita

si trasmette di generazione in generazione

può avvenire

per assuefazione, imitazione, prove ed errori, condizionamento

LEZIONE

per imprinting

per intuito e ragionamento

LE SOCIETÀ ANIMALI

Gli animali comunicano attraverso diversi tipi di segnali: visivi, sonori, tattili e chimici. Molti animali hanno sviluppato comportamenti sociali complessi. Le società che si costituiscono possono essere chiuse o aperte a seconda che l’organizzazione sia, rispettivamente, rigida o flessibile. Le società aperte possono essere matriarcali o patriarcali, con un capobranco. Mappa 2 Le strategie riproduttive

STRATEGIE RIPRODUTTIVE quali tipologie esistono?

selezione R

selezione K

con alto numero di figli

pochi figli

cure parentali a carico di

236

PERCORSO 3 UNITÀ 2

L’etologia

entrambi i genitori

un solo genitore

che presentano basso dimorfismo sessuale

che presenta alto dimorfismo sessuale

un gruppo di femmine

UNITÀ

VIVENTI

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

alla prova

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. appreso

esperienza

●

imitazione

3. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. Il tipo di apprendimento che consiste nel ripetere quelle azioni premiate da una ricompensa si chiama:

innato

●

Mappa interattiva

L’etologia

Test interattivi

1 condizionamento. 2 imprinting.

studia il comportamento degli animali

3 prove ed errori. 4 intuito e ragionamento.

che può essere

b. L’imprinting: 1 è un comportamento istintivo. 2 si verifica al momento della nascita. quando è influenzato dall’

3 è esclusivo delle oche selvatiche. 4 s i modifica nel corso della vita dell’animale.

come

l’

c. Si basa sui feromoni la comunicazione: il condizionamento

3 tattile.

2 sonora.

4 visiva.

d. La cura parentale negli elefanti è demandata prevalentemente:

2. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F).

1 al padre. 2 alla madre.

a. Riflessi, movimenti tattici e schemi fissi V d’azione sono comportamenti innati.

b. L’etologia studia gli ambienti di vita degli animali.

c. Pavlov ha studiato i comportamenti appresi.

d. La selezione K si basa sull’alto numero di figli.

e. Le cure parentali sono sempre a carico di un solo genitore.

f. Un banco di pesci è un esempio di schiera.

g. Le api costituiscono società chiuse.

h. Le formiche sono un esempio di società aperta.

i. La comunicazione visiva è limitata nello spazio.

1 chimica.

3 a un gruppo di femmine. 4 a nessuno, perché gli elefanti non hanno cure parentali.

a. b. c. d. e. f.

4. S ottolinea il termine corretto tra i due proposti. Il ragionamento è un comportamento appreso /innato. Lo scienziato che ha scoperto l’imprinting è stato Lorenz /Pavlov. Nei gruppi patriarcali /matriarcali la guida del gruppo è condotta da una femmina. La società delle formiche si basa su una comunicazione di tipo tattile /chimico. Nelle società aperte nuovi individui possono / non possono entrare a far parte del gruppo. La comunicazione chimica/sonora si basa sui richiami.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

237

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

5. Sottolinea i termini che si riferiscono alle società degli animali. aperta ● chimica ● feromoni ● chiusa ● casta ● Pavlov ● apprendimento ● gerarchia ● altruismo ● contatto

7. Associa ogni situazione al tipo di comunicazione: visiva, sonora, tattile o chimica.

6. Osserva le immagini e scrivi se mostrano un comportamento innato o appreso.

238

PERCORSO 3 UNITÀ 2

L’etologia

VIVENTI 8. Collega i termini con la definizione corretta. a Luce emessa dal corpo o colorazioni accentuate in periodi specifici dell’anno.

1 A pprendimento per imitazione

b Gruppo sociale gerarchico rigido.

2 C ondizionamento

c Comportamento vantaggioso imitato dai compagni del gruppo.

3 C omunicazione visiva 4 C asta

d Individuo guida di un gruppo patriarcale.

5 Monogamo

e Individuo che resta fedele al partner durante il periodo di allevamento dei piccoli.

6 Maschio dominante

f Comportamento indotto da segnali specifici. 1:

9. Completa la tabella indicando se si tratta di una schiera, di una società chiusa o di una società aperta. Tipologia

Denominazione

banco di pesci alveare branco di leoni formicaio stormo di rondini branco di elefanti

10. Scrivi le definizioni. a. Comunicazione visiva:

11. Completa le frasi con i termini corretti. a. Tutti i comportamenti che un animale possiede sin dalla nascita sono detti comportamenti innati o . b. L’apprendimento per si verifica quando un animale impara a non reagire più a certi stimoli. c. Nelle società le femmine si accoppiano con più partner maschili. d. Nelle società un maschio regna su un harem di femmine. 12. Costruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD

b. Comunicazione sonora:

c. Comunicazione tattile:

d. Comunicazione chimica:

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

239

UNITÀ

COMPETENZE

alla prova

DEBATE

COMPETENZA 5 ➜ COMPETENZA PERSONALE, SOCIALE E CAPACITÀ DI IMPARARE A IMPARARE Capacità di riflettere su se stessi, di gestire efficacemente il tempo e le informazioni, di lavorare con gli altri in maniera costruttiva.

CHI SI SOMIGLIA SI PIGLIA I risultati degli studi di etologia spesso forniscono la spiegazione anche di molti comportamenti della nostra specie. Leggi il brano, adattamento di un articolo della biologa Elena Fumagalli pubblicato sul sito www.pikaia.eu. I sociologi Lazarsfeld e Merton definirono «la tendenza a formare legami tra coloro che sono simili per certi aspetti» con il termine omofilìa. Tale fenomeno potrebbe avere come vantaggio evolutivo quello di una più efficace interazione tra gli individui, una sorta di collaborazione tra organismi della stessa specie con interessi o abitudini simili. In effetti l’omofilìa riveste un ruolo centrale per la nostra specie nella formazione dei legami di amicizia e compare anche in altri animali che vivono in società come primati, zebre, suricati e cetacei. A proposito di questi ultimi, in base a osservazioni effettuate sulla popolazione di tursiopi (Tursiops truncatus gephyreus) di Laguna, nel Brasile meridionale, si ipotizza che l’apprendimento tramite l’imitazione di individui della stessa specie sia coinvolto nella diffusione e nel consolidamento di tattiche di foraggiamento specializzate, cioè di

strategie per la ricerca di cibo per sé e per la prole. Una situazione analoga è stata riscontrata a Shark Bay, nell’Australia occidentale, dove già nel 1997 era stato osservato che le femmine di tursiope indopacifico (Tursiops aduncus) utilizzano le spugne marine della specie Echinodictycum mesenterinum come strumento per cercare cibo. Questo comportamento, definito sponging (dall’inglese sponge, “spugna”), consiste nel trattenere la spugna nel rostro (una struttura simile a un becco allungato che si trova in prossimità della bocca) durante la perlustrazione del fondale alla ricerca di cibo, come protezione da eventuali graffi e ferite arrecate da altri animali per difesa. È un comportamento altamente specializzato, che consente agli individui che lo apprendono di trovare cibo dove gli altri non hanno accesso; inoltre, è uno dei pochi esempi di utilizzo di strumenti nei mammiferi marini, e non solo. Lo sponging è un’attività che viene trasmessa dalle madri ai piccoli ed è praticata soltanto da alcuni individui: viene appresa da circa il 91% delle giovani femmine, mentre solo dal 50% dei giovani maschi.

rova a rispondere! P Che cosa significa il termine omofilìa? Che cosa sono le tattiche di foraggiamento? In quali società animali può verificarsi l’apprendimento per imitazione? Quali sono i vantaggi per il tursiope che usa la spugna marina per perlustrare il fondo? I tursiopi sono mammiferi: pensi che ci sia una relazione tra l’appartenenza a questa classe e il fatto che siano soprattutto i

tursiopi femmina ad apprendere questa tecnica di foraggiamento? 6. Perché, secondo te, gli studi di etologia possono essere di grande aiuto per gli studiosi che si occupano dei comportamenti umani e dei fenomeni sociali?

1. 2. 3. 4. 5.

240

PERCORSO 3 UNITÀ 2

L’etologia

icerca informazioni in rete. R Ricerca informazioni in rete sui tursiopi, sul loro ambiente di vita e sulle società che costituiscono. © Casa Editrice G. Principato SpA

CLIL

VIVENTI

COLLECTIVE ANIMAL NAMES

From social butterflies to solitary scavengers, virtually all animals gather into groups at some point in their lives. Safety in numbers is one reason for this, since a pack of prey is less vulnerable to attack by predators, but many animals also rely on collective wisdom to help them make better decisions. Some even blur the line between individual and group, while others limit their social time to the mating season. Animal group names date back to medieval times when a list of collective terms for every type of animal appeared in The Book of Saint Albans, CONGREGATION printed in 1486. These nouns were or hunting terms but have since extended into the everyday vernacular. Some terms, however, are so odd that you would only find them in literature or poetry.

Listening

STAND OR FLAMBOYANCE

KEY WORDS to blur the line between rendere indistinto il confine tra qualcosa

FLOCK

CONVENT, TUXEDO, COLONY, MUSTER, PARCEL, OR ROOKERY

CLIL

DRAFT, NEST, RUN, SCHOOL, OR SHOAL

COMPREHENSION EXERCISES a. Why is it safer for animals to live in groups?

b. Are collective terms for animals all used in everyday language? c. What is a congregation?

BUNCH

d. What is the collective term for worms?

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 2

241

COMPETENZE ALLA PROVA

1. Answer the following questions.

COMPITO DI REALTÀ

COOPERATIVE LEARNING

Una mostra di

trash art

COMPETENZE

COMPITO

Distinguere le diverse tipologie di rifiuti in base alla composizione dei materiali che li formano. Comprendere che i rifiuti possono essere materie prime seconde. Mettere in atto, attraverso i nostri comportamenti, la strategia delle 3 R: ridurre, riutilizzare, riciclare.

•V isitare siti web dedicati alla trash art e raccogliere immagini di opere artistiche realizzate con i rifiuti. •O rganizzare una raccolta di rifiuti: incarti, imballaggi, parti di oggetti adatti alla realizzazione delle proprie opere. •L avorare in gruppo per ricercare informazioni sulla composizione dei rifiuti raccolti. •R ealizzare prodotti artistici di diverso tipo, anche ispirandosi alle opere di artisti contemporanei. •P rogettare la mostra dove esporre le opere realizzate: scegliere gli spazi, stabilire le caratteristiche delle installazioni, nominare i membri della giuria che valuterà le opere.

242

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 3

VIVENTI ORGANIZZAZIONE DEL COMPITO

La classe si informa sulla trash art visitando i siti web dedicati o consultando riviste e testi di arte moderna. Lo scopo è quello di esaminare le opere più originali e famose da usare come fonte di ispirazione per realizzare gli oggetti da esporre alla mostra. L’esecuzione è divisa in 6 fasi: •o gni gruppo decide quali opere realizzare, stabilisce le tipologie di rifiuti necessarie e organizza la raccolta (2 ore);

• i rifiuti vengono esaminati e classificati sulla base della loro composizione e delle caratteristiche fisiche che presentano (4-6 ore); • v engono realizzati gli oggetti da esporre: possono essere opere artistiche o oggetti utili o decorativi (4 ore); •s i organizza la mostra (2 ore); •s i nominano i membri della giuria e si stabiliscono i premi da assegnare (2 ore); •s i organizza una discussione in classe (2 ore).

PERCORSO DELL’ESPERIENZA 1 Organizziamo i gruppi

3 Realizziamo gli oggetti da esporre

Insieme agli insegnanti di Scienze, Arte e Immagine e Tecnologia facciamo conoscenza con la trash art ed esaminiamo, proiettate sulla LIM, le foto delle opere realizzate da famosi artisti dell’arte del recupero. Poi organizziamo i gruppi che devono decidere quali opere realizzare e con quali tipi di rifiuti. È importante chiedere agli insegnanti consigli e indicazioni sulla realizzazione dell’opera, in modo che ogni membro del gruppo possa raccogliere a casa tutti i materiali di scarto che servono.

Ogni gruppo realizza le opere prescelte, sotto la guida degli insegnanti. Al termine della lavorazione diamo un nome a ogni creazione.

2 Ricerchiamo informazioni

5 Nominiamo una giuria e premiamo le opere migliori Nominiamo i membri della giuria scegliendoli tra compagni di altre classi che non hanno partecipato alla realizzazione delle opere. Decidiamo quali premi attribuire ai primi tre classificati e organizziamo la premiazione.

Prima di cominciare a lavorare, ogni gruppo esamina i rifiuti raccolti e ricerca in rete informazioni per classificarli in base alla loro composizione; si possono suddividere anche in base al colore, alla lucentezza, alla lavorabilità, alla resistenza e a tutte le altre caratteristiche che li rendono adatti per realizzare le nostre opere.

4 Progettiamo la mostra Decidiamo in quali spazi realizzare la mostra: può essere l’aula, il corridoio o l’atrio della scuola, a seconda del numero di oggetti da esporre. Progettiamo le strutture e i supporti sui quali appoggiare gli oggetti e ogni altro elemento che li valorizzi.

6 Organizziamo una discussione in classe

Sotto la guida dell’insegnante, avviamo una discussione sull’importanza economica e sociale delle attività di raccolta e riciclaggio dei rifiuti e sulla loro importanza come materie prime seconde.

•S econdo te, questo tipo di opere d’arte può sensibilizzare il mondo sui problemi ambientali? •P ensi che la strategia delle 3 R sia vincente per ridurre la produzione di rifiuti? •Q ual è la differenza tra materia prima e materia prima seconda? OLTRE IL COMPITO

L’ecoetichetta è il marchio dell’Unione Europea applicato ai prodotti che hanno un ridotto impatto ambientale durante tutto il loro ciclo di vita, dal © Casa Editrice G. Principato SpA

momento in cui vengono costruiti a quando sono smaltiti come rifiuti. In inglese l’ecoetichetta si chiama Ecolabel e dà ai consumatori la possibilità di fare scelte consapevoli valutando, oltre al costo economico del prodotto, anche il costo ambientale per la sua produzione. •R icerca in rete informazioni sul ciclo di vita dei materiali. •R icerca informazioni sul significato del disegno del logo Ecolabel. • Quali requisiti deve avere un prodotto per ottenere l’Ecolabel? PERCORSO DI APPRENDIMENTO 3

243

COMPITO DI REALTÀ

RIFLETTIAMO INSIEME

Coordinamento editoriale: Marco Mauri Progettazione editoriale e revisione scientifica: Marinella Torri Redazione: Marina Mansi, Edistudio Progetto grafico: Edistudio Impaginazione: Edistudio, Chiara Giuliani Copertina: Edistudio Ricerca iconografica: Martina Mirabella, Marina Mansi Disegni: Daniele Gianni Immagini di copertina: Shutterstock La rubrica Lezioni in anteprima e la stesura degli storyboard di alcuni video sono a cura della professoressa Chiara Amati. Si ringrazia la professoressa Janet Harmer per la revisione linguistica dei materiali in lingua inglese. La rubrica CLIL Project è a cura di Christina Cattaneo e Maria Vezzoli. La gamification Mission 2030 è realizzata da Eicon, Torino. Referenze iconografiche: ICP, Shutterstock, Wikipedia, Simply, www.msc.org, www.goodtoknow.co.uk, www.csqa.it, SecretDisc, Pauseg1, www.findel-international.com, Bette Korber - Los Alamos National Laboratory Tutte le altre immagini provengono dall’Archivio Principato. Per le riproduzioni di testi e immagini appartenenti a terzi, inserite in quest’opera, l’editore è a disposizione degli aventi diritto non potuti reperire, nonché per eventuali non volute omissioni e/o errori di attribuzione nei riferimenti.

2023 IV

2022 III

2021 II

2020 I

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INDICE

Contenuti digitali

PERCORSO di APPRENDIMENTO 1 UNITÀ CORPO UMANO

IL SISTEMA CORPO UMANO

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

L’organizzazione del corpo umano ............................................................................. 14 1. Come siamo fatti ................................................................................................................................ 14 2. I livelli di organizzazione del corpo umano ....................................................... 15 lezione 1

Gli apparati e i sistemi del corpo umano

LEZIONI in ANTEPRIMA Dalle cellule staminali ai tessuti Il coordinamento corporeo

lezione 2 L’apparato tegumentario ......................................................................................................... 1. Un apparato con tante funzioni ....................................................................................... 2. La pelle .......................................................................................................................................................... 3. Peli e unghie ............................................................................................................................................ 4. Le ghiandole della pelle ............................................................................................................ FOCUS Le malattie della pelle ..................................................................................................................

18 18 20 20 21 22

Il sistema scheletrico ..................................................................................................................... 1. Lo scheletro e le sue funzioni ............................................................................................. 2. Il tessuto osseo e il tessuto cartilagineo .................................................................. 3. Le ossa ........................................................................................................................................................... 4. Le articolazioni .....................................................................................................................................

24 24 25 26 27

Le principali ossa dello scheletro

Il sistema muscolare ....................................................................................................................... 1. I muscoli ....................................................................................................................................................... 2. Come sono fatti i muscoli ........................................................................................................ 3. Come lavorano i muscoli ......................................................................................................... 4. L e azioni svolte dai muscoli scheletrici ..................................................................................................................

28 28 29 30

I muscoli del corpo umano

lezione 3

lezione 4

Come si muove il nostro corpo

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

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

alla prova PARLIAMO DELLA NOSTRA SALUTE ......................................

Test interattivi

CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

INDICE

VIDEO

Actina e miosina in azione

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

Your skin ...................................................................................................................................................... 39

Listening

Mappa interattiva

UNITÀ CORPO UMANO

L’ALIMENTAZIONE

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

La nutrizione .............................................................................................................................................. 1. Energia per la vita ............................................................................................................................. 2. Perché ci nutriamo? ........................................................................................................................ 3. C’è dieta e dieta ................................................................................................................................... 4. Il fabbisogno energetico ............................................................................................................

42 42 43 43 44

lezione 2 I nutrienti energetici ...................................................................................................................... 1. I nutrienti .................................................................................................................................................... 2. I carboidrati .............................................................................................................................................. 3. I grassi .............................................................................................................................................................

46 46 47 48

lezione 3 I nutrienti plastici ............................................................................................................................... 1. Le proteine ................................................................................................................................................ 2. Gli amminoacidi non sono tutti uguali ................................................................... 3. Le funzioni delle proteine .......................................................................................................

50 50 52 52

lezione 4 I nutrienti bioregolatori ............................................................................................................. 1. L’acqua, componente fondamentale del nostro corpo .......................... 2. Le vitamine ............................................................................................................................................... 3. I sali minerali .......................................................................................................................................... FOCUS I disturbi alimentari .........................................................................................................................

54 55 55 57 58

Alimentazione sostenibile ...................................................................................................... 1. Che cos’è l’alimentazione sostenibile ....................................................................... 2. Le tre regole dell’alimentazione sostenibile ...................................................... 3. La dieta mediterranea a rischio estinzione ......................................................... 4. Alimentazione sostenibile in pratica ..........................................................................

60 60 61 62 63

lezione 1

ECO

lezione 5

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

alla prova ......................................................................................................

alla prova SE C’È DEL CIBO, PER QUANTO DURA? .............................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ CORPO UMANO

A brief history of English food ....................................................................................... 71

L’APPARATO DIGERENTE

LEZIONI in ANTEPRIMA La disponibilità di cibo nel Nord e nel Sud del mondo Piramidi alimentari a confronto

La struttura delle proteine

I sali minerali Organizziamo un eco pic-nic

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

Le funzioni e la struttura dell’apparato digerente ............................... 1. I processi digestivi ............................................................................................................................ 2. L’assorbimento ..................................................................................................................................... 3. Come è fatto l’apparato digerente ................................................................................ 4. Gli enzimi ...................................................................................................................................................

74 74 75 76 76

La digestione

I processi meccanici della digestione ...................................................................... 1. La bocca ........................................................................................................................................................ 2. I denti .............................................................................................................................................................. 3. La prima digestione ........................................................................................................................ 4. La faringe e l’esofago ....................................................................................................................

78 78 78 80 80

Le fasi della deglutizione

I processi chimici della digestione ............................................................................... 1. Dall’esofago allo stomaco ....................................................................................................... 2. Il duodeno ................................................................................................................................................. 3. Fegato e pancreas ..............................................................................................................................

82 82 83 84

Un batterio da Nobel

lezione 1

lezione 2

lezione 3

INDICE

Il controllo della glicemia

L’assorbimento dei nutrienti .............................................................................................. 1. L’assorbimento nell’intestino tenue ............................................................................ 2. L’assorbimento nell’intestino crasso ........................................................................... FOCUS Le malattie dell’apparato digerente ......................................................................... lezione 4

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

alla prova ......................................................................................................

alla prova EDUCAZIONE DEL GUSTO .................................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

86 87 88 90

A widespread food intolerance, celiac disease ..................................... 99

CLIL PROJECT The food pyramid ............................................................................................................ 100

PERCORSO di APPRENDIMENTO 2 UNITÀ CORPO UMANO

L’APPARATO RESPIRATORIO

102

Listening

A cavallo di una molecola di ossigeno

LEZIONI in ANTEPRIMA

106 106 108 108 110

Il percorso dell’aria ........................................................................................................................... 1. L’aria entra dal naso e dalla bocca ................................................................................. 2. L’aria percorre le vie respiratorie inferiori ............................................................. 3. I polmoni ..................................................................................................................................................... 4. Starnuti, tosse e... sbadigli .......................................................................................................

112 112 113 114 115

Il meccanismo della fonazione

lezione 3 La respirazione ....................................................................................................................................... 1. L’atto respiratorio .............................................................................................................................. 2. Gli scambi gassosi negli alveoli ........................................................................................ 3. La regolazione della respirazione ..................................................................................

116 116 118 118

Gli atti respiratori

COMPETENZE CLIL

120

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

122

alla prova MAL DI MONTAGNA ..............................................................................

124

Test interattivi

Diving reflex ............................................................................................................................................ 125

L’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO E L’APPARATO ESCRETORE

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

126

L’apparato cardiocircolatorio ............................................................................................ 1. Le funzioni e la struttura dell’apparato cardiocircolatorio ................ 2. Il sangue ....................................................................................................................................................... 3. I globuli rossi .......................................................................................................................................... 4. I globuli bianchi ................................................................................................................................... 5. Le piastrine ...............................................................................................................................................

128 128 129 129 130 131

INDICE

La respirazione cellulare

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

lezione 1

Mappa interattiva

lezione 1 La respirazione e l’apparato respiratorio .......................................................... 1. La respirazione polmonare .................................................................................................... 2. La respirazione cellulare ........................................................................................................... 3. Gli organi dell’apparato respiratorio .......................................................................... FOCUS Le malattie dell’apparato respiratorio ..................................................................

CONOSCENZE e ABILITÀ

CORPO UMANO

Test interattivi

104

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONI in MP3

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

lezione 2

UNITÀ

Processi chimici a tappe

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA La scoperta della circolazione sanguigna

I vasi sanguigni ....................................................................................................................................... 1. Dove scorre il sangue? ................................................................................................................ 2. Le arterie ..................................................................................................................................................... 3. Le vene .......................................................................................................................................................... 4. I capillari .......................................................................................................................................................

132 133 133 134 135

La circolazione del sangue ...................................................................................................... 1. Il cuore ........................................................................................................................................................... 2. Il ciclo cardiaco ..................................................................................................................................... 3. Le due circolazioni del sangue .......................................................................................... FOCUS Le malattie dell’apparato cardiocircolatorio ................................................................................................................................

136 136 137 138

Un apparato a due circolazioni

140

lezione 4 L’apparato escretore ...................................................................................................................... 1. L’eliminazione dei rifiuti ........................................................................................................... 2. La struttura e le funzioni dell’apparato escretore ........................................ 3. I reni .................................................................................................................................................................. 4. Le funzioni dei reni ......................................................................................................................... FOCUS Le malattie dell’apparato escretore .........................................................................

142 142 143 143 144 146

La salute del cuore

lezione 2

lezione 3

UNITÀ CORPO UMANO

VIDEO

Il bilancio idrico dell’organismo

148

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

150

alla prova SANGUE HIGH TECH ...............................................................................

154

Test interattivi

CONOSCENZE e ABILITÀ

CLIL

Il cuore sotto la lente

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

COMPETENZE

I vasi sanguigni

A healthy heart .................................................................................................................................. 155

IL SISTEMA LINFATICO E IL SISTEMA IMMUNITARIO

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

156

Il sistema linfatico .............................................................................................................................. 1. La linfa ........................................................................................................................................................... 2. Il sistema linfatico ............................................................................................................................. 3. Gli organi linfoidi ..............................................................................................................................

158 159 160 161

lezione 1

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA Come si forma la linfa

Il sistema immunitario: le difese aspecifiche .............................................. 162 1. Le difese esterne ................................................................................................................................. 162 2. Le difese interne ................................................................................................................................. 164

La temperatura del corpo umano

Il sistema immunitario: le difese specifiche .................................................. 1. I linfociti ........................................................................................................................................................ 2. La risposta immunitaria ............................................................................................................ 3. L’immunità naturale ....................................................................................................................... 4. L’immunità artificiale ....................................................................................................................

Le allergie

lezione 2

lezione 3

FOCUS

CODING

CONOSCENZE e ABILITÀ

CLIL

Come si difende l’organismo

Le difese dell’organismo ................................................................................................. 170 ...........................................................................................................................

172

LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

174

Test interattivi

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

COMPETENZE

166 166 166 167 168

alla prova M ALATTIE INFETTIVE

E CAMBIAMENTI CLIMATICI

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

Mappa interattiva

176

Defence strategies ......................................................................................................................... 177

Listening

COMPITO DI REALTÀ Progetto “Cuore in forma” .......................................................... 178

INDICE

PERCORSO di APPRENDIMENTO 3 UNITÀ CORPO UMANO

IL SISTEMA NERVOSO E IL SISTEMA ENDOCRINO

180

182

lezione 1 La cellula nervosa ............................................................................................................................... 1. Stimoli e risposte ............................................................................................................................... 2. Il sistema nervoso ............................................................................................................................. 3. I neuroni ....................................................................................................................................................... 4. La trasmissione dell’impulso nervoso ......................................................................

184 184 184 185 186

Il sistema nervoso centrale ................................................................................................... 1. La struttura del sistema nervoso centrale ............................................................. 2. L’encefalo .................................................................................................................................................... 3. Il midollo spinale ...............................................................................................................................

188 188 189 191

Il sistema nervoso periferico .............................................................................................. 1. L’organizzazione del sistema nervoso ...................................................................... 2. Un sistema di collegamento ................................................................................................. 3. Il sistema nervoso volontario .............................................................................................. 4. Il sistema nervoso autonomo .............................................................................................. FOCUS Le malattie del sistema nervoso ....................................................................................

192 192 192 193 194 196

Videogame e pensiero

lezione 4 Il sistema endocrino ........................................................................................................................ 1. Le ghiandole endocrine ............................................................................................................. 2. Le relazioni tra sistema nervoso e sistema endocrino ........................... 3. Squilibri ormonali .............................................................................................................................

198 198 200 201

Il ritmo circadiano

lezione 2

lezione 3

CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

CLIL

CORPO UMANO

I SENSI

Il cervello

La struttura del nervo

Il sistema ipotalamo-ipofisi LEZIONI in MP3

alla prova ......................................................................................................

204

Test interattivi

alla prova NEURONI SPECCHIO, LA PIÙ GRANDE

SCOPERTA NEUROBIOLOGICA DEL ’900 È ITALIANA .....................................................................................................

The engine of our universe ................................................................................................ 209

210

lezione 1 Tatto, gusto e olfatto ..................................................................................................................... 1. Uno strano modello: l’homunculus sensoriale .................................................. 2. I recettori sensoriali ......................................................................................................................... 3. Il tatto .............................................................................................................................................................. 4. Il gusto ........................................................................................................................................................... 5. L’olfatto ..........................................................................................................................................................

212 212 212 213 214 215

La vista ............................................................................................................................................................... 1. L’occhio ......................................................................................................................................................... 2. La struttura interna dell’occhio ......................................................................................... 3. La retina ....................................................................................................................................................... 4. Il meccanismo della visione ..................................................................................................

216 216 217 218 219

lezione 3 L’udito e l’equilibrio ......................................................................................................................... 220 1. L’orecchio .................................................................................................................................................... 220

Mappa interattiva

208

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

INDICE

L’impulso nervoso

202

lezione 2

Aiuto, c’è un ragno!

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ

LEZIONI in ANTEPRIMA

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

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA I recettori sensoriali

I difetti della vista

2. Come funziona l’orecchio ....................................................................................................... 222 3. Il senso dell’equilibrio .................................................................................................................. 223 ...........................................................................................................................

224

alla prova ......................................................................................................

226

alla prova QUANDO I SENSI SI COMPENSANO .....................................

230

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ CORPO UMANO

Born to hear ............................................................................................................................................ 231

L’ORGANISMO SI RIPRODUCE

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

232

La riproduzione umana ............................................................................................................... 1. I gameti ......................................................................................................................................................... 2. I l numero dei cromosomi nelle cellule somatiche e nei gameti ............................................................................................................... 3. La meiosi .....................................................................................................................................................

234 234

L’apparato riproduttore maschile ............................................................................... 1. Gli organi esterni ............................................................................................................................... 2. Gli organi interni ............................................................................................................................... 3. I caratteri sessuali secondari nel maschio .............................................................

238 238 240 241

lezione 1

lezione 2

235 236

L’apparato riproduttore femminile ........................................................................... 242 1. Gli organi sessuali femminili ............................................................................................... 242 2. Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale .................................................................................. 244 lezione 3

FOCUS

Le malattie a trasmissione sessuale ........................................................................ 246

Dalla fecondazione alla nascita ....................................................................................... 1. La fecondazione ................................................................................................................................. 2. La segmentazione e l’annidamento ............................................................................ 3. Da embrione a feto ......................................................................................................................... 4. Si completa la formazione degli organi .................................................................. 5. Il parto ............................................................................................................................................................ lezione 4

FOCUS

Controllare le nascite .................................................................................................................... 252 ...........................................................................................................................

254

alla prova ......................................................................................................

256

alla prova TUTTI I NUTRIENTI DEL LATTE MATERNO ......................

260

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

248 248 248 249 250 251

An irreplaceable food ................................................................................................................ 261

CLIL PROJECT Puberty ......................................................................................................................................... 262

VIDEO

Equilibrio e coordinazione

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA La meiosi

L’incontro di uno spermatozoo e di una cellula uovo

Come si formano i gemelli

Le fasi dello sviluppo embrionale

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

Dieci piccole regole per salvare la Terra! ................................................................................................... 264

INDICE

di APPRENDIMENTO

PERCORSO

PARTENZA!

COME È FATTO IL CORPO UMANO? Esploriamo l’oggetto interattivo e cominciamo a conoscere l’organizzazione del corpo umano, i nomi di organi e apparati e le funzioni che essi svolgono. Gli apparati e i sistemi del corpo umano

Attività capovolta 1. Quali sono i principali apparati e sistemi del corpo umano? 2. Quali sono quelli più complessi? 3. Quali apparati e/o sistemi sono localizzati nel tronco?

I cibi che mangiamo e i liquidi che beviamo ogni giorno vengono trasformati dal nostro organismo in principi nutritivi, che sono in definitiva le stesse sostanze che compongono il nostro corpo. Le proteine, i grassi, i carboidrati e le vitamine sono sostanze organiche, costituite da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto. L’acqua e i sali minerali sono sostanze inorganiche, formate da idrogeno, ossigeno, calcio, ferro, sodio e altri tipi di atomi.

Visitiamo il sito www.crea.gov.it e ricerchiamo quali principi nutritivi compongono i cibi che consumiamo quotidianamente con i pasti.

CORPO UMANO LE NOSTRE TAPPE

UNITÀ

IL SISTEMA CORPO UMANO “Il nostro corpo funziona come un sistema: perché è così importante conoscerlo?” Risponderemo a questa domanda iniziando dalla descrizione della struttura dell’organismo, degli apparati e degli organi. Ci occuperemo della pelle, l’organo più esteso del corpo, delle ossa e dei muscoli che, insieme, sostengono l’organismo e ci permettono i movimenti.

L’ALIMENTAZIONE Conoscere la composizione dei cibi per diventare responsabili della nostra dieta quotidiana: saranno questi gli obiettivi che cercheremo di raggiungere attraverso lo studio dei diversi nutrienti e delle loro funzioni. Ci occuperemo dei criteri per l’acquisto dei cibi in modo che la nostra alimentazione diventi anche ecologica e sostenibile.

L’APPARATO DIGERENTE Conosceremo come sono fatti e come funzionano gli organi che formano l’apparato digerente. Descriveremo il processo di digestione e i processi chimici e fisici a cui sono sottoposti gli alimenti. Sapremo quali sono le malattie che possono colpire l’apparato digerente, molto spesso a causa di un’alimentazione scorretta.

CLIL PROJECT The food pyramid Descriveremo la piramide alimentare ed esporremo in lingua inglese le linee guida per il suo corretto utilizzo. Presenteremo la ricetta di una zuppa cilena, la carbonada, elencando gli ingredienti e descrivendo le fasi della preparazione in lingua inglese (pag. 100). CLIL PROJECT

UNITÀ

ARRIVO!

THE FOOD PYRAMID

■ THE CHILEAN CARBONAD Listening

COMPETENZA 2 ➜ COMPETENZA MULTILINGUISTICA Capacità di comprendere, esprimere e interpretare concetti, pensieri, sentimenti, fatti e opinioni in forma sia orale sia scritta.

We can improve our health by eating correctly, but we must follow some rules when eating our daily food. Our organism requires important nutrients, vitamins and mineral salts every day. The food pyramid helps us build a complete and balanced diet. This diagram shows the amount of different types of food that we need to eat every day. The foods we need to eat more of are at the bottom of the pyramid, while we should not eat so much of the food at the top of the pyramid. The Mediterranean diet fits into this food pyramid very well because it includes plenty of carbohydrates and vegetable fats, especially olive oil.

■ THE FOOD PYRAMID GUIDELINES

We should eat wholegrain cereals and vegetable fats with every meal. And we should eat five or six servings of fruit and vegetables a day. To make sure we have a healthy diet, we should also eat small servings of legumes and dried fruit, once or twice a day. Fish, chicken and eggs can be eaten in alternation three times a week, like cheese which is full of calcium. We need to eat red meat, butter, refined cereals, potatoes, cakes and sweets in moderation.

This is a Chilean vegetable beef s the carbonada. People also eat it in other SouthAmerican countries. Look at the ingredients. Which parts of the food pyramid does this soup not use?

ingredients • beef • carrots • onion • garlic • oregano • paprika • potatoes • green beans • peas • rice • oil • water

meat, fish, eggs, legumes, cured meat 1-2 servings a day

milk, cheese and dairy 2-3 servings a day

COMPREHENSION EXERCISES

seasoning: oils and fats 2-3 servings a day

1. True or false?

a. Fish is full of carbohydra b. Meat is full of proteins.

c. There are a lot of animal the Mediterranean diet.

bread, pasta, rice, biscuits, potatoes 4-5 servings a day

fruit, vegetables 5-6 servings a day

d. Cheese is full of calcium.

PHYSICAL ACTIVITY

e. We should not eat a lot o

2. Complete the text.

The food is a necessary for a he The food at the top is what w quantities of at th The Mediterranean particularly olive oil.

UNITÀ

IL SISTEMA CORPO UMANO

CONOSCENZE E ABILITÀ Spiegare in quante parti è suddiviso il corpo umano. Descrivere l’organizzazione del corpo umano dalle cellule agli apparati. Definire che cos’è l’apparato tegumentario. Descrivere la pelle, la sua struttura e le sue funzioni. Descrivere come è fatto il sistema scheletrico. Elencare e descrivere le caratteristiche dei diversi tipi di ossa. Descrivere come è fatto il sistema muscolare. Elencare e descrivere le caratteristiche dei diversi tipi di muscoli. Spiegare come è fatto un muscolo.

lezione 1

L’ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO

lezione 2

L’APPARATO TEGUMENTARIO

FOCUS

LE MALATTIE DELLA PELLE

lezione 3

IL SISTEMA SCHELETRICO

lezione 4

IL SISTEMA MUSCOLARE

LEZIONI in ANTEPRIMA

COMPETENZE Essere consapevoli che il corpo umano è un sistema complesso in cui ogni parte è integrata con tutte le altre. Acquisire comportamenti corretti per mantenere in salute la pelle. Comprendere che l’integrazione tra sistema scheletrico e sistema muscolare permette al corpo di muoversi e di mantenersi in equilibrio. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova

Parliamo della nostra salute CLIL Your skin

CORPO UMANO

a! Ci interess

tessuti tessuto osseo

ipoderma muscoli pelle

derma

ossa

epidermide sistema scheletrico

sistema TAG CLOUD muscolare

apparato tegumentario

cellule

organi

ghiandole

articolazioni

sistemi

apparati

Chissà quante volte ti senti dire “Ma come sei cresciuto!” oppure “Come sei diventata alta!”. È proprio vero: durante l’adolescenza il ? processo di crescita accelera. A crescere di più sono le ossa: alcune, Perché come quelle che formano gli arti, si sviluppano in maniera molto visibile, mentre altre, come quelle del cranio, crescono poco. L’accrescimento del sistema scheletrico è accompagnato dallo sviluppo di tutto il resto dell’organismo, anche se spesso il processo sembra non avvenire in modo armonico. Qualche volta potrà capitarti di sentirti a disagio guardandoti allo specchio, davanti ai rapidi cambiamenti del tuo corpo. Niente panico! In poco tempo il tuo organismo ritroverà la sua armonia e diventerà adulto. Già ora è importante che tu sappia come è fatto questo straordinario sistema di organi e apparati che è il corpo umano, per prendertene cura e mantenerlo in buona salute. Ogni giorno!

LEZIONE

L’ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. Che cos’è un tessuto? 2. Perché le cellule staminali sono definite totipotenti? 3. Qual è la particolarità del tessuto muscolare? 4. Come si chiamano le cellule che formano il tessuto nervoso? 5. Che tipo di tessuto è il sangue? Dalle cellule staminali ai tessuti

1. COME SIAMO FATTI Nessuno è come te, eppure il tuo corpo è fatto allo stesso modo di ogni altro essere umano. Quando lo descrivi usi dei termini che spesso sono imprecisi perché sono quelli del linguaggio di tutti i giorni. Per cominciare a studiare il corpo umano è bene conoscere i nomi corretti con i quali si indicano le sue parti 1 .

Il capo comprende il cranio e la faccia. Racchiude e protegge il cervello ed è la sede degli organi di senso della vista, dell’udito, dell’olfatto e del gusto.

Il tronco è congiunto al capo mediante il collo. Internamente è diviso in due parti da un muscolo, il diaframma: la parte superiore è chiamata torace, la parte inferiore addome. Il torace contiene i polmoni e il cuore, che sono protetti dalle costole e dalle vertebre. L’addome contiene gli organi degli apparati digerente, escretore e riproduttore.

Gli arti sono disposti simmetricamente rispetto al tronco e si distinguono in superiori e inferiori. Gli arti superiori sono collegati al tronco mediante il cinto scapolare (le spalle). Ciascuno di essi comprende tre parti: braccio, avambraccio e mano. Gli arti inferiori sono collegati al tronco mediante il cinto pelvico (le anche). Ciascuno di essi comprende tre parti: coscia, gamba e piede.

Il coordinamento corporeo

1 Le parti del corpo umano

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

CORPO UMANO

La scienza che studia la struttura del corpo e ne descrive gli organi interni è l’anatomia. Le sue origini sono lontane nel tempo, ma solo dal Rinascimento la pratica dell’autopsia ha permesso di avere conoscenze più precise di come siamo fatti. La fisiologia è invece la scienza che studia le nostre funzioni vitali. Come per gli animali, anche per l’essere umano si distinguono funzioni della vita vegetativa, cioè funzioni che si svolgono indipendentemente dalla nostra volontà, come ad esempio la respirazione, e funzioni della vita di relazione, che ci permettono di stabilire un rapporto vantaggioso con l’ambiente.

2. I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO Il corpo umano può essere considerato un sistema formato da tante parti organizzate tra loro: ognuna di esse svolge funzioni specifiche, ma in stretta relazione con le altre. Il nostro organismo cresce e sopravvive grazie alla sua perfetta organizzazione interna: procedendo dal livello di organizzazione più piccolo a quello più grande, si passa dalle cellule, ai tessuti, agli organi fino agli apparati e ai sistemi 2 . ■ CELLULE E TESSUTI Le parti più piccole del “sistema corpo umano” sono le cellule. Quelle che formano il nostro corpo presentano forme caratteristiche; ne esistono circa 200 tipi differenti e sono diverse a seconda delle funzioni che svolgono. Le cellule non sono autonome e indipendenti, ma svolgono in maniera coordinata funzioni particolari, formando un tessuto.

KEY WORDS cellula cell tessuto tissue organo organ

CELLULA (cellula epiteliale) APPARATO (apparato digerente) TESSUTO (tessuto epiteliale) ORGANO (stomaco)

n tessuto è un insieme di cellule U specializzate, che compie una determinata funzione.

L’istologia è la branca della biologia che studia la struttura microscopica dei tessuti animali e vegetali. ■ ORGANI

2 Dalla cellula epiteliale all’apparato digerente

Tessuti di tipo diverso si uniscono per formare parti distinte del nostro organismo, gli organi. Un organo è formato da tessuti di tipo diverso, che collaborano insieme per svolgere una o più funzioni particolari.

Il cuore, ad esempio, è l’organo propulsore della circolazione 3 ; i reni sono organi filtranti che trattengono ed eliminano le sostanze di rifiuto contenute nel sangue; lo stomaco è un organo che partecipa alla digestione degli alimenti. © Casa Editrice G. Principato SpA

3 Il cuore è un organo.

L’organizzazione del corpo umano

LEZIONE 1

LEZIONE

1 APPARATO DIGERENTE ■ APPARATI E SISTEMI demolisce gli alimenti e Gli organi non lavorano da soli, ma sono parte di complessi più grandi, ei assorbegli le apparati sostanse nutritive

KEY WORDS apparato e sistema system

sistemi, che garantiscono tutte le funzioni vitali dell’organismo 4 . La differenza tra un apparato e un sistema dipende dai tessuti che formano gli organi. U n apparato è un insieme di organi costituiti da tessuti differenti, che collaborano per lo svolgimento di una funzione comune.

4 Apparati e sistemi del corpo umano

Ad esempio l’apparato circolatorio è formato da organi molto diversi tra loro, come il cuore, le arterie e le vene, ed è responsabile della distribuzione di ossigeno e sostanze nutritive; l’apparato digerente è formato dal tubo digerente ma anche da grosse ghiandole come il fegato e il pancreas e si occupa dell’assimilazione dei cibi. n sistema è formato da organi composti dallo stesso tipo U di tessuto.

Esempi di sistemi sono il sistema scheletrico, che è costituito dalle ossa composte da tessuto osseo, oppure il sistema nervoso, formato dal tessuto nervoso.

APPARATO DIGERENTE APPARATO demolisce DIGERENTE gli alimenti demolisce gli alimenti e e assorbe assorbe le sostanse nutritive le sostanze nutritive APPARATO DIGERENTE APPARATO demolisce gli alimenti e DIGERENTE assorbe le sostanse nutritive demolisce gli alimenti e assorbe le sostanse nutritive

RATO ENTE li alimenti e tanse nutritive

SISTEMA SCHELETRICO sostiene e protegge

SISTEMA NERVOSO raccoglie stimoli ed elabora risposte APPARATO ESCRETORE elimina le sostanze di rifiuto

SISTEMA SCHELETRICO sostiene e protegge

SISTEMA SCHELETRICO SISTEMA sostiene e protegge SCHELETRICO sostiene e protegge APPARATO ESCRETORE elimina le sostanze di rifiuto

SIST NERV SISTEMA raccogli NERVOSO e elabora raccoglie stim e elabora risp

SISTEMA MUSCOLARE permette il movimento

SISTEMA MUSCOLARE SISTEMA permetteSISTEMA il movimento MUSCOLARE NERVOSO permette ilraccoglie movimento stimoli e elabora risposte

SISTEMA MUSCOLARE permette il movimento SISTEMA SISTEMA APPARATO SCHELETRICO MUSCOLARE SISTEMA SISTEMA ESCRETORE 1 Il sistema corpo umano 16 PERCORSO sostiene e protegge1 UNITÀ SCHELETRICO permette il movimento MUSCOLARE elimina le sostanze sostiene e protegge permette il movimento di rifiuto

SI NE racco e elab

SISTEMA uomo NERVOSO raccoglie stimoli e elabora risposte

APPARATO RESPIRATORIO permette lo scambio dei gas respiratori

uomo uomo

APP APPARATO RIPRO RESPIRATORIO genera cell permette lo scambio protegge e dei gas respiratori

CORPO UMANO SISTEMA SISTEMA SISTEMA NERVOSO NERVOSO NERVOSO raccoglie stimoli raccoglie stimoli raccoglie stimoli e elabora risposte e elabora risposte e elabora risposte

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande.

1. Quali sono le tre parti principali in cui è suddiviso il nostro corpo? 2. Che cos’è un tessuto? 3. I reni sono un tessuto o un organo?

4. Qual è la funzione del cinto pelvico? SISTEMA SISTEMA SISTEMA SISTEMA SISTEMA SISTEMA SCHELETRICO MUSCOLARE SCHELETRICO MUSCOLARE SCHELETRICO ➜ RICAVAREMUSCOLARE INFORMAZIONI DALLE IMMAGINI LEsostiene COMPETENZE sostiene eVERSO protegge il movimento e protegge permette permette il movimento sostiene e protegge permette il movimento Osserva il disegno e rispondi alla domanda.

L’anatomia comparata si occupa di “comparare”, cioè paragonare, gli organi di uno stesso gruppo zoologico di viventi per capire la loro struttura, le loro funzioni e la loro evoluzione. Questi organi sono denominati organi omologhi. Ad esempio, sono organi omologhi l’arto dell’essere umano e quello degli uccelli, entrambi vertebrati. Nell’immagine sono messi a confronto la struttura scheletrica del braccio (a) e dell’ala (b). Quali somiglianze uomoosservi? uomo

APPARATO CIRCOLATORIO trasporta ossigeno e sostanze nutritive SISTEMA NERVOSO raccoglie stimoli e elabora risposte

b a

uomo

donna donna

donna

SISTEMA IMMUNITARIO difende da agenti estranei e da malattie APPARATO APPARATO APPARATO RIPRODUTTORE RIPRODUTTORE RIPRODUTTORE APPARATO genera cellule riproduttive, genera cellule riproduttive, genera cellule riproduttive, TEGUMENTARIO protegge e nutre l’embrione protegge e nutre l’embrione protegge e nutre l’embrione riveste e protegge il corpo

SISTEMA APPARATO SISTEMA APPARATO SISTEMA APPARATO CIRCOLATORIO IMMUNITARIO CIRCOLATORIO IMMUNITARIO donna uomo CIRCOLATORIO IMMUNITARIO uomo trasporta ossigeno difende da agenti uomo trasporta ossigeno difende da agenti trasporta ossigeno difende da agenti e sostanze nutritive estranei e da malattie e sostanze nutritive estranei e da malattie e sostanze nutritive estranei e da malattie

APPARATO RIPRODUTTORE genera cellule riproduttive, protegge e nutre l’embrione

APPARATO

RIPRODUTTORE © Casa Editrice G. Principato SpA

genera cellule riproduttive, protegge e nutre l’embrione

uomo

donna donna

donna

SISTEMA ENDOCRINO produce ormoni

SISTEMA SISTEMA SISTEMA ENDOCRINO LEZIONE 1 L’organizzazione del corpo umano ENDOCRINO ENDOCRINO produce ormoni produce ormoniproduce ormoni

LEZIONE

L’APPARATO TEGUMENTARIO

IMMAGINI DI NOI

LAB

Sui polpastrelli delle mani la pelle non è liscia ma piegata a formare dei rilievi e dei solchi. Si formano così dei disegni caratteristici, le impronte digitali, che hanno due particolarità: sono immutabili e individuali. Esse infatti sono diverse da un individuo all’altro e rimangono invariate per tutta la vita. Per verificare la loro individualità puoi fare questo semplice esperimento. MATERIALI

˕˕una matita a mina grassa (ad esempio di tipo B) ˕˕quaderno ˕˕nastro adesivo ˕˕foglio bianco ESECUZIONE

1. Con la matita colora una porzione del foglio. 2. Premi un dito sulla parte annerita e trasferisci l’impronta sul foglio bianco. 3. Proteggila immediatamente con il nastro adesivo.

Attività capovolta Dopo aver eseguito l’esperimento, rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4.

Nella tua impronta osservi delle linee ad arco? Sono presenti delle linee a cappio? Alcune linee formano una spirale? Confronta la tua impronta con quella dei tuoi compagni e compagne: ti sembra identica?

1. UN APPARATO CON TANTE FUNZIONI KEY WORDS pelle skin

Quando conosci una persona, cerchi di memorizzare il suo viso, così da riconoscerla all’incontro successivo. Il colore dei capelli e la pettinatura, le sopracciglia folte, la barba o i baffi, la presenza di un neo o dei brufoli sono caratteristiche riconducibili a un unico apparato, che si estende su tutto il corpo: è l’apparato tegumentario. ’apparato tegumentario è formato dalla pelle e dagli annessi L cutanei (peli, capelli, unghie e alcune ghiandole).

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

CORPO UMANO

Il termine “tegumentario” deriva da “tegumento”, che significa rivestimento. La pelle, o cute, è infatti un tessuto di rivestimento, un involucro elastico e abbastanza resistente che avvolge senza interruzione il corpo, ricoprendo anche le cavità come la bocca e il naso, dove prende il nome di mucosa. In effetti, la pelle è molto più di un semplice rivestimento e svolge molte funzioni indispensabili 1 .

La difesa dai microrganismi Le sostanze prodotte dalle ghiandole della pelle (il sebo e il sudore) costituiscono la prima barriera contro l’attacco di batteri e funghi microscopici.

La protezione La pelle resiste alla maggior parte delle sostanze chimiche che usiamo ogni giorno e ci difende dall’azione dei raggi ultravioletti del Sole. Ha anche la capacità di rigenerarsi rapidamente in caso di ferite e piccoli urti.

1 Le funzioni dell’apparato tegumentario

La termoregolazione La pelle contribuisce a mantenere costante la temperatura corporea. Quando la temperatura sale, la pelle disperde calore attraverso la sudorazione; quando la temperatura scende, si riduce l’afflusso di sangue nella parte più superficiale della pelle, in modo da disperdere meno calore.

La sensibilità All’interno della cute, distribuite in maniera non uniforme nel corpo, sono presenti numerose terminazioni nervose sensibili alla pressione, alle variazioni di temperatura e al dolore.

L’escrezione La produzione del sudore serve alla pelle a eliminare alcune sostanze di rifiuto prodotte durante l’attività muscolare intensa.

La sintesi L’esposizione ai raggi solari stimola la pelle a sintetizzare la vitamina D, una sostanza di vitale importanza per lo sviluppo delle ossa. © Casa Editrice G. Principato SpA

L’apparato tegumentario

LEZIONE 2

LEZIONE

2 2. LA PELLE

2 La struttura della pelle

La pelle è l’organo più esteso del corpo: spessa da 1 a 2 mm, in un uomo adulto copre una superficie di circa 2 m2. Se la osserviamo al mistrato corneo strato germinativo croscopio possiamo distinguere tre strati posti l’uno sotto l’altro: l’epidermide, il derma e epidermide l’ipoderma 2 . L’epidermide è lo strato più superficiale della pelle. È formato da una parte più esterna, lo strato corneo, e da una parte più profonda, lo derma strato germinativo. Lo strato corneo è costituito da cellule morte, appiattite e ricche di cheratina, una proteina che rende la pelle resistente e impermeabile ipoderma all’acqua. Ogni giorno milioni di cellule dello strato corneo si staccano dalla pelle sotto forghiandola follicolo sudoripara del pelo ma di piccole squame; allora, nuove cellule prodotte nello strato germinativo salgono verso l’alto, si riempiono di cheratina e sostituiscono le cellule morte. L’epidermide ospita terminazioni nervose sensibili alla temperatura e al dolore. Nella parte profonda si trovano i melanociti, cellule specializzate nella produzione di melanina, un pigmento di colore bruno che contribuisce alle diverse colorazioni della pelle. Il derma si trova sotto l’epidermide. È uno strato di tessuto connettivo formato da fibre elastiche che conferiscono elasticità alla pelle. All’interno del derma si trovano cellule specializzate, dette recettori, che percepiscono diversi tipi di stimoli come il dolore, la tensione della pelle e la pressione. (Parleremo di questo nell’unità dedicata ai sensi.) Nel derma sono presenti anche i vasi sanguigni, i follicoli dei peli, piccoli muscoli annessi ai peli, le ghiandole sudoripare e le ghiandole sebacee. L’ipoderma è lo strato più profondo della pelle. È costituito da tessuto connettivo adiposo, ricco di cellule piene di grasso. In questo modo l’ipoderma è in grado di isolare termicamente i tessuti sottostanti e di attutire eventuali urti. pelo

melanociti

ghiandola sebacea vasi sanguigni

3 Un pelo visto al microscopio elettronico

Si riconosce il fusto che esce dal follicolo pilifero.

3. PELI E UNGHIE

4 Come è fatta un’unghia lunula lamina

radice

PERCORSO 1 UNITÀ 1

I peli sono strutture flessibili e filiformi, costituiti in gran parte da cellule morte ricche di cheratina. Ogni pelo è composto dal fusto, che fuoriesce dalla pelle, e dalla radice, inserita in una piccola cavità del derma, il follicolo pilifero, che termina con un rigonfiamento, il bulbo del pelo 3 . Il bulbo è l’unica parte del pelo composta da cellule vive: queste cellule spingono verso l’alto le cellule morte, consentendo così l’accrescimento del pelo. Ogni pelo è collegato a un piccolo muscolo che, contraendosi, lo fa rizzare, facendo venire quella che chiamiamo “pelle d’oca”: è il meccanismo della piloerezione. I capelli, le ciglia, le sopracciglia, i baffi e la barba hanno la stessa struttura dei peli. Le unghie si trovano all’estremità delle dita: hanno funzione protettiva e facilitano la capacità di afferrare gli oggetti. Come i peli, anche le unghie sono formate da cellule morte ricche di cheratina, ravvicinate strettamente le une alle altre. La radice, che è nascosta sotto la pelle, è formata da cellule vive che accrescono l’unghia. La parte esterna dell’unghia costituisce la lamina; alla sua base si trova un arco biancastro, la lunula 4 . Il sistema corpo umano

CORPO UMANO

4. LE GHIANDOLE DELLA PELLE

KEY WORDS

Nella pelle si trovano anche alcune ghiandole che secernono diversi tipi di sostanze. Sono tutte ghiandole esocrine, perché riversano i loro prodotti all’esterno del corpo. Le ghiandole sebacee si trovano nel derma in corrispondenza dei peli. Secernono una sostanza grassa, il sebo, che si deposita su tutta l’epidermide, conferendole morbidezza e lucentezza. Le ghiandole sebacee sono distribuite su tutto il corpo, a eccezione del palmo delle mani e della pianta dei piedi. Le ghiandole sudoripare sono costituite da un tubicino, avvolto a gomitolo, che comunica con l’esterno attraverso un minuscolo foro, il poro. La parte raggomitolata è circondata da numerosi piccoli vasi sanguigni, dai quali escono acqua, sali minerali e sostanze di rifiuto. Queste sostanze passano nella ghiandola sudoripara, salgono fino al poro e infine vengono espulse dall’organismo sotto forma di sudore. Grazie al sudore il corpo elimina alcune sostanze di rifiuto e può anche regolare la propria temperatura con un processo detto termoregolazione 5 .

epidermide epidermis derma dermis ipoderma hypodermis ghiandola sudoripara sweat gland ghiandola sebacea sebaceous gland pelo hair unghia nail

Le ghiandole mammarie sono poste nella parte anteriore del tronco. Sono sviluppate e funzionanti solo nelle donne e formano la parte preponderante delle mammelle. Nel periodo successivo al parto, esse producono il latte, che costituisce il nutrimento del neonato. a

5 La regolazione della temperatura corporea

a. Quando passiamo da un ambiente caldo a uno freddo, i vasi sanguigni si contraggono: si riduce l’afflusso di sangue allo strato superficiale della pelle e diminuisce la perdita di calore. I muscoli collegati ai peli si contraggono in modo asincrono: così si sviluppa calore che scalda il sangue degli strati superficiali della pelle. Contemporaneamente il pelo si raddrizza, dando alla pelle l’aspetto della “pelle d’oca”. b. Quando invece fa caldo, i vasi sanguigni si dilatano: l’afflusso di sangue aumenta e viene dispersa una maggiore quantità di calore. Le ghiandole sudoripare producono il sudore che, evaporando, sottrae calore al corpo raffreddandolo.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. In caso di ferite, la pelle è capace di rigenerarsi.

2. Nell’epidermide sono presenti terminazioni nervose.

3. L’epidermide è lo strato intermedio della pelle.

4. L’ipoderma contiene tessuto elastico.

5. L’escrezione è una delle funzioni della pelle.

6. Il follicolo del pelo si trova nel derma.

7. Lamina, lunula e radice sono le parti dell’unghia.

8. Il sudore è una sostanza grassa.

9. La cheratina si trova solo nei peli.

L’apparato tegumentario

LEZIONE 2

FOCUS

le mAlAttie dellA pelle La pelle è una specie di “foglio” sul quale l’organismo traccia dei segni per avvertirci del sopraggiungere di malattie. Infatti, è direttamente esposta all’ambiente e quindi agli attacchi di numerosi fattori esterni, che possono essere irritanti, infettivi o cancerogeni.

bbronzarsi A può essere pericoloso La pelle contiene una particolare sostanza, la melanina, che le dà un colore più o meno scuro: poca melanina determina una pelle chiara, molta melanina dà una pelle scura. La produzione di melanina si accresce quando ci esponiamo al sole, come meccanismo di difesa nel confronti dei raggi solari, soprattutto i raggi ultravioletti. Come conseguenza, la pelle si abbronza, prende cioè un caratteristico colore più scuro. Tuttavia, se l’esposizione al sole è prolungata, la melanina non è sufficiente per proteggere la pelle. In questi ultimi anni si è notato un preoccupante aumento dei numeri di tumori alla pelle provocati proprio da lievi ma ripetute ustioni prodotte dai raggi solari 1 .

1 È importante esporsi al sole con precauzione, indossare un cappello a larghe falde a protezione degli occhi e della pelle del viso, e applicare una crema solare con indice di protezione adatto al proprio tipo di pelle.

PERCORSO 1 UNITÀ 1

L e ferite, porte aperte alle infezioni Una caduta, il contatto con un oggetto tagliente o duro possono lacerare la pelle e provocare una ferita, dalla quale entrano sporcizia e microrganismi che possono causare infezioni. Per questo motivo è bene pulire al più presto la ferita, lavarla e disinfettarla con un antisettico, che rallenta o impedisce lo sviluppo dei microrganismi 2 . Se la ferita è profonda è necessario applicare dei punti di sutura che favoriscono la cicatrizzazione.

L ’acne, un disturbo giovanile L’acne è un disturbo che colpisce ragazze e ragazzi tra i 13 e i 18 anni e che si presenta con brufoli sul viso, sul

2 Sulla ferita ben disinfettata si applica un cerotto. Esistono anche cerotti a farfalla, che tengono ben ravvicinati i lembi di pelle.

Il sistema corpo umano

torace e sulla schiena. È causata da un’eccessiva produzione di sebo, che si accumula nel derma e ostruisce lo sbocco delle ghiandole sebacee 3 . Il sebo forma dei rigonfiamenti di colore nero chiamati comedoni, i cosiddetti punti neri. I batteri sulla superficie della pelle possono infettare i condotti sebacei ostruiti dal sebo e provocare l’infiammazione dei comedoni, dando origine a una piccola vescicola piena di pus, il brufolo. L’acne può essere controllata con un’accurata igiene quotidiana e con l’uso di appositi prodotti che regolano la produzione di sebo. Bisogna invece resistere alla tentazione di schiacciare i punti neri o i brufoli perché si rischia di diffondere l’infezione. brufolo

poro della ghiandola sebacea ostruito eccesso di sebo

3 Schema della pelle con un brufolo.

CORPO UMANO

ttenzione, A troppo caldo!

Le dermatiti

Le ustioni sono provocate dal contatto con oggetti molto caldi, ma anche dall’eccessiva esposizione al sole. Le ustioni di 1° grado sono lievi e interessano solo l’epidermide 4 . Quelle di 2° e 3° grado interessano anche il derma e l’ipoderma. Sono molto pericolose anche le ustioni lievi che interessano però una vasta area corporea. In genere sulla parte scottata si formano delle bolle piene di liquido, che non vanno mai bucate perché si potrebbero introdurre microrganismi.

4 Un’esposizione eccessiva al sole può causare una lieve ustione con arrossamento della pelle e a volte vescicole, febbre e brividi.

VERSO LE COMPETENZE

I nei

Con il termine dermatite si indicano diverse malattie della pelle provocate da agenti di vario tipo. Ad esempio la cosiddetta febbre che colpisce le labbra è causata dall’ Herpes simplex , un virus simile a quello della varicella 5 . In ambienti umidi come le piscine possono proliferare funghi microscopici, che provocano infezioni dette micosi. Anche il semplice contatto con sostanze particolari, come detersivi e metalli, può provocare arrossamenti, prurito e piccole vesciche.

La pelle può presentare delle imperfezioni, che appaiono come punti più o meno grandi di colore bruno (i nei) o rosso (gli angiomi cutanei). Sono presenti sulla pelle fin dalla nascita, ma aumentano con l’esposizione al sole. Generalmente non sono pericolosi ma lo diventano quando si trasformano in melanomi, che sono tumori maligni della pelle. Per questo è molto importante tenere sotto controllo i nei e ricorrere immediatamente al medico quando cambiano la loro fisionomia o sviluppano un alone rosso intorno al loro margine 6 .

6 Per prevenire l’insorgenza del melanoma è fondamentale una visita periodica dal dermatologo.

5 La “febbre” delle labbra.

➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

Esporsi al sole è indispensabile per la nostra salute: favorisce la sintesi della vitamina D, essenziale per l’assorbimento del calcio da parte delle ossa, e produce benefici effetti sul nostro umore. Quello che conta sono i tempi di esposizione: in dosi eccessive, infatti, le radiazioni solari producono danni a breve o a lungo termine. Ricerca in rete informazioni sui raggi UV, le radiazioni responsabili dei danni alla pelle, e rispondi alle domande. � � � �

Che cosa sono i raggi UVB? E i raggi UVA? Quali effetti producono sulla pelle? In che modo agiscono nella formazione dei melanomi? Quali sono i danni a lungo termine provocati da un’eccessiva esposizione ai raggi solari?

LE MALATTIE DELLA PELLE

FOCUS

LEZIONE

IL SISTEMA SCHELETRICO

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Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. Come si chiamano le ossa che compongono il cinto scapolare? 2. Qual è la funzione della gabbia toracica? 3. Dove si trova l’osso più lungo del corpo? 4. Quante sono le ossa della mano?

Le principali ossa dello scheletro

KEY WORDS scheletro skeleton osso bone tessuto osseo compatto compact bone tessuto osseo spugnoso spongy bone midollo rosso red marrow

1. LO SCHELETRO E LE SUE FUNZIONI Ogni giorno facciamo centinaia di movimenti diversi grazie all’interazione tra due sistemi: il sistema scheletrico o scheletro 1 , formato principalmente dalle ossa, e il sistema muscolare, costituito dai muscoli che sono collegati alle ossa. Camminare, afferrare gli oggetti, accavallare le gambe, sbattere le palpebre, muovere le labbra: tutti i movimenti del corpo sono resi possibili dalla collaborazione tra i due sistemi. Lo scheletro ci permette di stare in piedi e di muoverci ma la sua funzione non si esaurisce qui. Il sistema scheletrico svolge importanti funzioni 2 . l sistema scheletrico è I formato dalle ossa dello scheletro e dalle articolazioni.

1 Lo scheletro umano

Nel capo si distinguono il cranio e la faccia; nel tronco si trovano la colonna vertebrale, la cassa toracica, il cinto scapolare, che sostiene le ossa degli arti superiori, e il cinto pelvico, che sostiene le ossa degli arti inferiori.

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano © Casa Editrice G. Principato SpA

CORPO UMANO

Sostegno: lo scheletro fornisce al corpo una struttura che gli dà sostegno ma al tempo stesso è mobile.

2 Le funzioni dello scheletro

Protezione: le ossa proteggono alcuni organi interni importanti e delicati, come il cuore, i polmoni e il cervello. Movimento: le ossa forniscono ai muscoli i punti su cui inserirsi per far muovere il corpo.

Riserva di sali minerali: le ossa immagazzinano sali minerali, in particolare calcio, fosforo, potassio e sodio. In caso di necessità, i minerali possono essere prelevati dallo scheletro e distribuiti nel circolo sanguigno.

2. IL TESSUTO OSSEO E IL TESSUTO CARTILAGINEO

canale di Havers

Lo scheletro umano comprende 206 ossa formate da due tipi di tessuto: il tessuto osseo e il tessuto cartilagineo. Il tessuto osseo è formato da cellule vive, gli osteocìti, immerse in una sostanza prodotta dagli osteociti stessi. Questa sostanza è organizzata in lamelle ed è composta da una parte organica, l’osseina, e da sali minerali, soprattutto fosfato di calcio e carbonato di calcio: l’osseina conferisce elasticità al tessuto osseo, mentre i sali minerali lo rendono duro e resistente. A seconda di come sono posizionate le tessuto osseo lamelle, si distinguono due tipi di tesspugnoso suto osseo: il tessuto osseo compatto e il tessuto osseo spugnoso 3 . Nel tessuto osseo compatto le lamelle sono addossate le une alle altre e sono disposte in modo concentrico attorno a piccoli canali, detti canali di Havers. All’interno dei canali passano i nervi e i vasi sanguigni che riforniscono gli osteociti di sostanze organiche, ossigeno e sali minerali. Nel tessuto osseo spugnoso le lamelle s’intersecano tra di loro, delimitando piccole cavità piene di midollo rosso, il tessuto che produce le cellule del sangue. Il tessuto cartilagineo (o cartilagine) è formato da cellule vive tondeggianti, i condrocìti, immerse in una sostanza ricca di fibre di collagene e fibre elastiche 4 . È composto per circa il 60% di acqua ed è privo di vasi sanguigni e di nervi. Il tessuto cartilagineo è resistente e flessibile; nell’individuo adulto si trova soprattutto tra un osso e l’altro per attutire i colpi e ridurre lo sfregamento. © Casa Editrice G. Principato SpA

Il sistema scheletrico

Produzione delle cellule del sangue: il midollo osseo rosso contenuto nelle cavità di alcune ossa produce le cellule del sangue: globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.

lamelle ossee

vaso sanguigno periostio

tessuto osseo compatto

3 La sezione di un osso

Il periostio è la membrana che riveste l’osso.

4 I condrociti visti al microscopio.

LEZIONE 3

LEZIONE

3 Alla nascita, lo scheletro del neonato è formato in buona parte da cartilagine ma, ancora prima della nascita, ha inizio il processo di ossificazione, cioè la trasformazione del tessuto cartilagineo in tessuto osseo 5 . Le cellule prelevano dal sangue le sostanze minerali (soprattutto sali di calcio) e le depositano nella cartilagine che progressivamente si disgrega, intrappolando le cellule nello stesso materiale che hanno depositato. L’ossificazione è particolarmente intensa fino ai 2 anni di vita e nel periodo della pubertà, dai 12 ai 15 anni per le femmine e dai 13 ai 16 anni per i maschi; si conclude solo a crescita finita, intorno ai 25 anni. Alcune parti dello scheletro rimangono tuttavia sempre cartilaginee, come i padiglioni delle orecchie, la punta del naso e le estremità delle costole.

SKILL BOOK

LAB STEM DI CHE COSA SONO FATTE LE OSSA?

processo di ossificazione

5 L’ossificazione e la crescita di un osso

midollo osseo

struttura cartilaginea

cartilagine in corso di calcificazione

vasi sanguigni

embrione di 2-3 mesi

nascita

infanzia

osso maturo

3. LE OSSA

A seconda della loro forma, le ossa sono distinte in tre tipi: ossa lunghe, ossa piatte e ossa corte 6 . Le ossa lunghe presentano una parte centrale allungata, detta diàfisi, e due estremità arrotondate, le epìfisi. La diafisi è fatta di tessuto osseo compatto che delimita una cavità; dentro questa cavità si trova il midollo osseo giallo, una sostanza ricca di grassi che costituisce una riserva di energia per l’organismo. Le epifisi invece sono formate da tessuto osseo spugnoso e contengono il midollo osseo rosso. Sono ricoperte di cartilagine che favorisce il movimento dell’oscartilagine so nell’articolazione. Le ossa lunghe si trovano principalmente negli arti. osso Le ossa piatte hanno uno spessore molto ridotto; sono formate da due spugnoso strati superficiali di tessuto osseo compatto, contenenti nel mezzo uno straosso to di tessuto spugnoso con il midollo rosso. Sono ossa piatte la scapola, le compatto ossa del bacino e quelle del cranio. cavità centrale della diafisi Nelle ossa corte le tre dimensioni sono all’incirca uguali; sono costituite midollo principalmente da tessuto osseo spugnoso, con relativo midollo rosso, riveosseo giallo stito da uno strato di tessuto osseo compatto. Sono ossa corte le vertebre e alcune ossa del piede e della mano.

6 La struttura delle ossa

a. Un osso lungo. b. Un osso piatto. c. Un osso corto. a epifisi

diafisi

vasi sanguigni

osso compatto osso spugnoso

epifisi

cartilagine

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

osso compatto

osso spugnoso c

CORPO UMANO

4. LE ARTICOLAZIONI

KEY WORDS

Le ossa sono rigide, non possono curvarsi o piegarsi: per consentire al corpo di svolgere le normali attività è necessario che esse siano collegate tra loro. Le articolazioni sono le strutture che collegano due o più ossa.

Le articolazioni sono formate da cartilagini e legamenti: le cartilagini hanno la funzione di ridurre l’attrito tra le ossa che sono in contatto e rendere i movimenti più scorrevoli; i legamenti mantengono le ossa nella corretta posizione. Rispetto all’ampiezza del movimento che esse consentono, le articolazioni possono essere fisse, semimobili o mobili 7 . • Le articolazioni fisse non permettono alcun movimento tra le ossa, perciò lo strato di cartilagine è molto sottile e i legamenti sono assenti. Queste articolazioni creano strutture rigide e resistenti. Si trovano ad esempio tra le ossa del cranio, dove sono dette suture, e formano la scatola cranica che protegge il cervello. • Le articolazioni semimobili permettono movimenti limitati; si trovano ad esempio tra due vertebre successive. • Le articolazioni mobili, come quelle tra le ossa degli arti, consentono ampi movimenti. Le ossa sono tenute nella loro c posizione grazie a una struttura a manicotto che le avvolge, la capsula articolare. Per ridurre ulteriormente l’attrito, in quelegamento sto tipo di articolazione è presente un liquido viscoso, la sinodel femore via, che serve da lubrificante. a

sutura

osso lungo long bone osso piatto flat bone osso corto short bone articolazione joint

7 I tre tipi di articolazioni

a. Articolazioni fisse nel cranio. b. Articolazioni semimobili nella colonna vertebrale. c. Articolazione mobile nel ginocchio.

femore in sezione

rotula vertebra menischi legamento della rotula

tibia in sezione

dischi di cartilagine

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Quali parti dello scheletro si trovano nel tronco? 2. Qual è la differenza tra tessuto osseo spugnoso e tessuto osseo compatto?

3. Qual è la struttura del tessuto cartilagineo? 4. Come è fatto un osso lungo? 5. Quali movimenti permette un’articolazione fissa? © Casa Editrice G. Principato SpA

Il sistema scheletrico

LEZIONE 3

LEZIONE

IL SISTEMA MUSCOLARE

HTML

Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. Dove si trovano i muscoli mimici? 2. Come si chiama il muscolo della spalla? 3. Che cosa muovono i muscoli dell’avambraccio? 4. Quale muscolo flette l’avambraccio?

1. I MUSCOLI I muscoli del corpo umano

muscoli assiali

Ossa e articolazioni costituiscono un sistema mobile, ma i movimenti del corpo e degli organi interni che svolgono funzioni vitali indispensabili sono possibili solo grazie al sistema muscolare. Esso è costituito da circa 500 muscoli, che corrispondono alla metà della massa corporea. Si distinguono in due gruppi: i muscoli volontari (che rispondono alla nostra volontà) e i muscoli involontari (che lavorano indipendentemente dalla nostra volontà). Quando cammini, sorridi, sollevi un peso o calci il pallone utilizzi i muscoli volontari. Non potrai mai controllare il battito del tuo cuore o il passaggio del cibo nel tubo digerente, perché i muscoli coinvolti in queste attività sono involontari. I muscoli volontari non sono tutti uguali: alcuni si collegano alle ossa per mezzo di robuste fibre, i tendini, e per questo si muscoli chiamano muscoli scheletrici. Si suddividono in assiali e apappendicolari pendicolari a seconda dei distretti del corpo in cui agiscono. I muscoli assiali sono quelli della testa, del collo e del tronco; sostengono e muovono la testa, e mantengono la postura eretta. I muscoli appendicolari comprendono i muscoli degli arti e quelli dei cinti scapolare e pelvico; presiedono ai movimenti degli arti 1 . Altri invece sono collegati alla pelle e sono detti muscoli cutanei. I muscoli cutanei che si trovano nel capo ci permettono di abbassare le palpebre, sorridere, dare al viso numerose espressioni: per questa ragione sono chiamati muscoli mimici 2 . 2 I muscoli mimici

1 I muscoli assiali e appendicolari

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

I muscoli mimici permettono di esprimere con il viso le emozioni che proviamo.

CORPO UMANO

2. COME SONO FATTI I MUSCOLI Il tessuto che forma i muscoli è costituito da centinaia di cellule allungate, le fibre muscolari, che sono disposte parallelamente le une alle altre e sono riunite in fasci muscolari 3 . Le fibre muscolari hanno due importanti caratteristiche, dovute guaina di rivestimento alla loro particolare struttura: la contrattilità, cioè la possibilità fascio muscolare di accorciarsi, e l’elasticità, la capacità di distendersi e riprendere la lunghezza originaria. Osservata al microscopio, ogni fibra muscolare risulta formata da nufibre muscolari merose fibre sottili, le miofibrille. Ogni miofibrilla è composta a sua volta da due tipi di filamenti: quelli più sottili sono formati da actina, quelli più grossi da miosina. Actina e miosina sono due proteine che determinano la contrattilità dei muscoli. I filamenti di actina e miosina sono disposti in modo regolare in unità chiamate sarcomeri. fibra muscolare Quando i filamenti di actina e quelli di miosina sono disposti parallelamenreticolo te, si formano delle bande chiare e delle bande scure: le bande chiare derisarcoplasmatico vano dalla sovrapposizione di filamenti di actina, quelle scure dalla sovrapposizione di filamenti di miosina. I muscoli con questa struttura sono detti muscoli striati 4 . Essi hanno una spiccata elasticità, ma non possono lavorare per lungo tempo. I muscoli scheletrici e tutti i muscoli volontari sono striati. Quando le miofibrille sono più corte, sarcomero le due proteine non hanno una struttura regolare; osservate al microscopio, le miofibrille mostrano una struttura quasi uniforme e si miofibrille parla di muscoli lisci 5 . I muscoli lisci sono meno scattanti di quelli striati, ma possono lavorare per lungo tempo. Tutti i muscoli involontari sono lisci. Il cuore, il più importante muscolo involontario del nostro corpo, è formato da un tessuto particolare, il miocardio: le sue miofibrille hanno un aspetto striato ma le contra3 La struttura di un muscolo scheletrico zioni sono involontarie 6 .

KEY WORDS muscolo muscle muscolo volontario voluntary muscle muscolo involontario involuntary muscle tendine tendon muscolo scheletrico skeletal muscle muscolo striato striated muscle muscolo liscio smooth muscle miocardio myocardium

sarcomero

4 Muscoli striati

5 Muscoli lisci

6 Miocardio

Il sistema muscolare

LEZIONE 4

LEZIONE

4 3. COME LAVORANO I MUSCOLI La particolare disposizione di actina e miosina consente il lavoro muscolare: i filamenti di actina scivolano tra quelli di miosina e provocano l’accorciamento della miofibrilla. Come conseguenza, il muscolo si contrae. Quando il muscolofilamenti si distende, filamenti di miosina di actinai filamenti di actina e di miosina tornano alla posizione di partenza 7 . filamenti di miosina

7 Muscolo a riposo (a) e durante

filamenti di actina

la contrazione (b). VIDEO

Actina e miosina in azione

movimento dell’actina

4. LE AZIONI SVOLTE DAI MUSCOLI SCHELETRICI

8 I movimenti dei muscoli

I muscoli scheletrici, responsabili dei movimenti delle ossa, possono essere classificati in base all’azione che svolgono 8 : • i flessori avvicinano un osso a un altro osso con cui è articolato; • gli estensori allontanano un osso da un altro osso con cui è articolato; • i rotatori determinano la rotazione di un osso sul proprio asse; • gli abduttori allontanano un osso dalla linea mediana del corpo; • gli adduttori avvicinano l’osso alla linea mediana del corpo.

estensione flessione FLESSIONE

flessione estensione rotazione ESTENSIONE

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

adduzione estensione rotazione ROTAZIONE

adduzione abduzione rotazione ABDUZIONE

adduzione abduzione ADDUZIONE

CORPO UMANO

I muscoli scheletrici spesso devono lavorare in coppia. Infatti, quando un muscolo si contrae, provoca il movimento di un osso in un senso, ma la successiva distensione spesso non è sufficiente a riportare l’osso nella corretta posizione: deve quindi intervenire un altro muscolo per mettere l’osso al suo posto. Ad esempio, i responsabili della flessione e dell’estensione dell’avambraccio sono il bicipite e il tricipite 9 . Il bicipite è fissato per un’estremità alla scapola e per l’altra al radio; il tricipite è fissato per un’estremità all’omero e alla scapola e per l’altra all’ulna. Quando il bicipite si contrae, accorciandosi, l’avambraccio si flette, avvicinandosi al braccio. La posizione di estensione dell’avambraccio viene ripristinata con la contrazione del tricipite. Muscoli come il bicipite e il tricipite sono chiamati muscoli antagonisti, in quanto svolgono azioni contrarie l’una all’altra.

Come si muove il nostro corpo

scapola omero

il bicipite si contrae

il bicipite si rilassa

il tricipite si rilassa

flessione

il tricipite si contrae

radio

9 Bicipite e tricipite, una coppia di muscoli antagonisti

estensione ulna

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Qual è il compito del sistema muscolare? 2. Qual è la differenza tra muscoli volontari e muscoli involontari?

3. Come si chiamano i muscoli che danno espressione al viso? 4. Come sono disposte le miofibrille nei muscoli striati? 5. I muscoli lisci sono volontari?

VERSO LE COMPETENZE

➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

Conoscerai certamente queste immagini. Ricerca informazioni in rete e rispondi alle domande. � Sai perché si chiamano emoticon? � Qual è il significato di questa parola? � Perché si utilizza il viso? � Il viso mostra le emozioni grazie ai muscoli mimici e siamo soliti usare degli aggettivi per descriverle. Quali useresti per descrivere le emozioni rappresentate nelle immagini?

Il sistema muscolare

LEZIONE 4

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

Mappa 1

LEZIONI in MP3

L’ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO

Le parti del corpo umano

CORPO UMANO in quali parti si può suddividere?

capo

tronco

arti

comprende

distinti in

cranio

faccia

torace

addome

superiori

inferiori

racchiude il cervello

è sede degli organi di senso

contiene i polmoni e il cuore

contiene gli apparati digerente, escretore e riproduttore

con braccio, avambraccio e mano

con coscia, gamba e piede

L’unità fondamentale del corpo umano è la cellula. Le cellule del nostro corpo hanno forme e funzioni diverse: cellule uguali che svolgono la medesima funzione formano un tessuto. Tessuti di diverso tipo che collaborano insieme per svolgere una o più funzioni formano un organo. A loro volta gli organi fanno parte di complessi più grandi, gli apparati e i sistemi, che permettono lo svolgimento di tutte le funzioni vitali dell’organismo.

LEZIONE

L’APPARATO TEGUMENTARIO

L’apparato tegumentario è composto dalla pelle, o cute, e dagli annessi cutanei, come peli, unghie, capelli e alcune ghiandole. La pelle è l’organo più esteso del corpo e lo avvolge senza interruzione. Quando riveste le cavità interne prende il nome di mucosa. Mappa 2

Gli strati della pelle

PELLE da quali strati è costituita?

epidermide, è lo strato più superficiale

derma, è lo strato intermedio

ipoderma, è lo strato più profondo

come è fatta?

come è fatto?

è formata da cellule morte (strato corneo) e cellule vive (strato germinativo); contiene i melanociti

contiene terminazioni nervose, recettori, vasi sanguigni, i follicoli dei peli, le ghiandole sudoripare e le ghiandole sebacee

contiene cellule adipose con la funzione di isolare termicamente i tessuti sottostanti

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

CORPO UMANO

LEZIONE

IL SISTEMA SCHELETRICO

Il sistema scheletrico è costituito dalle ossa dello scheletro e dalle articolazioni. Le ossa

OSSA

Mappa 3

da quali tessuti sono formate?

tessuto osseo

tessuto cartilagineo

come si chiamano le sue cellule?

osteociti

condrociti

come sono disposti?

come sono disposti? in modo sparso

in lamelle concentriche addossate le une alle altre

in modo irregolare

tessuto osseo compatto

tessuto osseo spugnoso

A seconda della loro forma, le ossa sono distinte in tre tipi: ossa lunghe, che formano gli arti, ossa corte, come le vertebre e le ossa del polso, ossa piatte, come le ossa del bacino. Le articolazioni collegano due o più ossa. Sono fisse se non permettono movimenti, come quelle del cranio; semimobili se permettono movimenti limitati, come quelle delle vertebre; mobili se permettono ampi movimenti, come quelle degli arti.

LEZIONE

IL SISTEMA MUSCOLARE

Il sistema muscolare permette il movimento del corpo e degli organi interni. I muscoli sono formati dalle fibre muscolari, costituite da miofibrille che contengono due proteine: l’actina e la miosina. Sono elastici e hanno la capacità di contrarsi. I muscoli MUSCOLI

volontari

perché si chiamano così?

dipendono dalla nostra volontà

come sono le fibre muscolari?

come vengono suddivisi?

striate

quali muscoli comprendono?

muscoli scheletrici involontari

perché si chiamano così?

non dipendono dalla nostra nostra volontà

come sono le fibre muscolari?

lisce

Mappa 4

muscoli mimici

dove si trovano?

nelle pareti degli organi interni

Il cuore è un muscolo involontario ma è formato da un particolare tessuto striato: il miocardio. © Casa Editrice G. Principato SpA

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ 1

UNITÀ

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

alla prova

Test interattivi

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. apparato

●

cellule

●

cuore

●

organo

●

sistema

●

tessuto

I livelli di organizzazione del corpo umano sono

la cellula

l’

un insieme di specializzate

Mappa interattiva

l’

formato da tessuti diversi che collaborano insieme per svolgere una o più funzioni

un insieme di organi costituiti da tessuti diversi, che collaborano per svolgere una funzione comune

un insieme di organi costituiti da tessuti dello stesso tipo

come il

b. Le articolazioni che permettono movimenti limitati sono:

2. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F). a. Il tronco è diviso in torace e addome. b. I tessuti sono i componenti fondamentali del corpo.

c. L’apparato digerente demolisce gli alimenti.

d. Il sistema immunitario permette lo scambio dei gas respiratori.

e. La pelle è costituita da due strati sovrapposti.

f. Le unghie sono parti dell’apparato tegumentario.

g. Il cuore è un muscolo involontario.

h. Le ossa del cranio non hanno articolazioni.

i. I muscoli sono tutti volontari.

l. Le estremità delle ossa lunghe sono dette epifisi.

3. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. Lo strato più profondo della pelle è:

1 fisse.

3 semimobili.

2 mobili.

4 suture.

c. I muscoli che permettono il movimento del braccio sono i muscoli: 1 scheletrici.

3 mimici.

2 cutanei.

4 involontari.

d. Le ossa si distinguono in: 1 corte, medie, lunghe. 2 corte, lunghe, piatte. 3 fisse, mobili, semimobili. 4 lisce e striate. e. I muscoli che avvicinano due ossa articolate tra loro sono: 1 rotatori.

3 estensori.

2 flessori.

4 adduttori.

f. La pelle che riveste le cavità interne del corpo si chiama: 1 epidermide.

1 l’epidermide.

3 il derma.

2 m ucosa. 3 derma.

2 la mucosa.

4 l’ipoderma.

4 strato germinativo.

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

CORPO UMANO 4. Collega i termini con la definizione corretta. 1 Muscolo volontario

a Articolazione delle ossa del cranio.

2 Midollo rosso

b Comprende torace e addome.

3 Sutura

c Si contrae secondo la nostra volontà.

4 Ghiandola sebacea

d Produce il sebo.

5 Tronco

e Sostanza contenuta nel tessuto osseo spugnoso.

6 Melanina

f Pigmento di colore bruno.

5. Osserva le immagini e scrivi a che cosa si riferiscono. muscolo involontario

●

muscolo volontario

●

pelo

1: 2: 3: 4: 5: 6:

7. Completa le frasi con i termini corretti. cheratina ● epifisi ● ghiandole sebacee ● involontari ● osseina ● osteociti ● pelle ● pelvico ● radice ● sinovia ● sistema immunitario a. Nei peli si distinguono il fusto e la b. L’

conferisce elasticità alle ossa.

c. Il tessuto muscolare liscio forma i muscoli . d. Nelle articolazioni mobili il liquido che serve da lubrificante è la . e. Il cinto arti inferiori. f. Gli

sostiene le ossa degli sono le cellule ossee.

g. Le ossa lunghe sono formate dalla diafisi e dalle . h. La nelle unghie.

è una proteina che si trova

i. Le l. La umano.

sono annessi cutanei. è l’organo più esteso del corpo

m. Il difende da agenti estranei e da malattie. 6. Scrivi a quale tipologia appartengono le ossa rappresentate nelle seguenti immagini.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

8. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F).

10. S ottolinea il termine corretto tra i due proposti.

a. I peli e le unghie sono formati solo da cellule morte.

b. Le fibre muscolari sono contrattili ed elastiche.

c. Le ossa che formano la colonna vertebrale sono lunghe.

c. Nel tessuto osseo spugnoso le lamelle sono vicine /lontane tra loro.

d. I muscoli antagonisti lavorano in coppia.

d. Le articolazioni fisse /mobili permettono ampi movimenti degli arti.

e. Le cellule del tessuto cartilagineo sono chiamate condrociti.

e. I muscoli che dipendono dalla nostra volontà sono detti volontari /involontari.

f. La cute è formata da tre strati sovrapposti.

f. Le ghiandole sebacee producono il sebo /sudore.

g. Il derma è privo di vasi sanguigni e terminazioni nervose.

g. Il midollo giallo /rosso è una riserva di energia per la cellula.

h. I melanociti producono il collagene.

h. I muscoli mimici sono costituiti da tessuto muscolare liscio /striato.

i. Lo strato germinativo della pelle è costituito da cellule vive.

a. Lo strato più esterno della pelle è l’epidermide/ipoderma. b. Le unghie sono fatte di cheratina /miosina.

l. Il processo di ossificazione avviene per tutto il corso della vita della persona.

m. L’addome contiene i polmoni e il cuore.

9. Completa il disegno. derma ● epidermide ● follicolo pilifero ● ipoderma ● ghiandola sebacea ● ghiandola sudoripara ● pelo ● strato corneo ● vasi sanguigni

11. Sottolinea i termini che non si riferiscono all’apparato tegumentario. ghiandola sebacea ● peli ● actina ● melanociti ● strato corneo ● midollo giallo ● miofibrilla 12. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. La colonna vertebrale è flessibile perché: 1 i muscoli possono contrarsi. 2 è attraversata dal canale intervertebrale. 3 l e vertebre sono separate da dischi elastici di cartilagine. 4 le ossa sono corte. b. Il muscolo del cuore: 1 s i contrae sotto il controllo della nostra volontà. 2 si contrae in modo involontario. 3 è un muscolo liscio. 4 è un muscolo scheletrico. c. I canali di Havers: 1 r iforniscono gli osteociti di ossigeno, sostanze organiche e sali minerali. 2 s i trovano solo nel tessuto osseo compatto. 3 contengono i vasi sanguigni. 4 tutte le risposte sono corrette.

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

CORPO UMANO 13. Osserva l’immagine e rispondi alle domande. a

15. Costruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD

a. Che cosa mostra la figura?

b. Quali azioni mostra? c. Quale muscolo si contrae nella figura a? d. Quale muscolo si contrae nella figura b? 14. Completa le frasi con i termini corretti. a. L’apparato tegumentario è formato dalla , che riveste tutto il corpo, e dagli : peli, unghie, capelli. La pelle è formata da tre strati sovrapposti: l’ , formata quasi per intero da cellule morte, il , che contiene vasi sanguigni, recettori, ghiandole, e l’

b. Il sistema scheletrico è formato dalle ossa dello scheletro e dalle . Le ossa sono di tre tipi: lunghe, e piatte. Sono costituite da tessuto osseo e spugnoso. Nel sistema scheletrico è presente anche il tessuto cartilagineo, soprattutto in corrispondenza delle , che sono i punti di collegamento tra due ossa. c. I muscoli sono formati da contrattili ed elastiche che contengono due proteine: l’actina e la . Se esse sono disposte in modo regolare il tessuto è ; questa struttura caratterizza i muscoli . © Casa Editrice G. Principato SpA

FOCUS

test

16. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F). a. La melanina è la sostanza che dà colore alla pelle.

b. Gli antisettici favoriscono la crescita dei microrganismi.

c. L’acne è un disturbo giovanile che provoca brufoli sul viso.

d. Le ustioni di 2° grado sono lievi.

e. I melanomi sono i tumori maligni della pelle.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

UNITÀ

COMPETENZE

AGENDA 2030

alla prova

COMPETENZA 5 ➜ COMPETENZA PERSONALE, SOCIALE E CAPACITÀ DI IMPARARE A IMPARARE Capacità di favorire il proprio benessere fisico ed emotivo, di mantenere la salute fisica e mentale e di condurre una vita attenta alla salute e orientata al futuro.

PARLIAMO DELLA NOSTRA SALUTE Che cos’è la salute? Definire questo stato del nostro organismo non è così semplice come può sembrare a una prima e superficiale riflessione, perché la salute non è semplicemente l’assenza di malattia, ma la percezione che ciascuno di noi ha del proprio stato di benessere psicofisico. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS, o World Health Organization, WHO in inglese) è l’Agenzia delle Nazioni Unite specializzata per le questioni sanitarie. Dal momento della sua fondazione a oggi, l’OMS ha formulato diverse definizioni di salute che sono state condivise in tutto il mondo da tutti i Paesi aderenti.

Secondo una recente indagine dell’Istituto Superiore di Sanità (ottobre 2019) gli adolescenti italiani hanno un’alta percezione della loro qualità di vita, anche se le loro abitudini non sono poi così corrette. Dal 20 al 30% degli studenti tra 11 e 15 anni, infatti, non fa la prima colazione nei giorni di scuola, solo un terzo dei ragazzi consuma frutta e verdura almeno una volta al giorno e meno del 10% svolge almeno un’ora quotidiana di attività motoria, come raccomandato dall’Oms, mentre un quarto di loro supera le due ore al giorno (il massimo raccomandato) davanti a uno schermo. L’indagine mostra anche che gli studenti, per di più, si sentono supportati da amici e compagni di classe e hanno un buon rapporto con gli insegnanti.

2011

1986

1948

� La salute è uno stato di completo benessere fisico, mentale e sociale e non semplicemente l’assenza di malattia e di infermità. � La salute è uno dei diritti fondamentali di ogni essere umano, qualunque ne siano la razza, la religione, le opinioni politiche e le condizioni economico-sociali. � La promozione della salute è il processo che consente alle persone di acquisire un maggior controllo della propria salute e di migliorarla. La salute è una risorsa (che permette alle persone di condurre una vita produttiva sotto il profilo personale, sociale ed economico), non l’obiettivo del vivere. � La salute è la capacità di adattamento e di autogestirsi di fronte alle sfide sociali, fisiche ed emotive.

PERCORSO 1 UNITÀ 1

Il sistema corpo umano

2. 3. 4. 5.

rova a rispondere! P Trovi delle differenze tra le tre definizioni di salute pubblicate dall’OMS? Perché la salute viene compresa tra i diritti fondamentali di tutti gli esseri umani? Perché, secondo te, lo stato di salute è legato anche al rapporto con gli altri? Ti riconosci nella fotografia dell’Istituto Superiore di Sanità dei ragazzi della tua età? Quali comportamenti potresti mettere in atto per migliorare il tuo stato di benessere? Ricerca informazioni in rete.

Il brano che abbiamo proposto è tratto dalle pagine del sito www.meteoweb.eu/2019/10/giovanisalute-buone-relazioni-sociali-adolescentiitaliani-difettano-comportamenti-salutari. 1. A ccedi al sito e completa la lettura del brano per ricavare altre informazioni. 2. R icerca in rete quali sono i traguardi relativi all’Obiettivo 3 dell’Agenda 2030 e discutine con i compagni. © Casa Editrice G. Principato SpA

CLIL

CORPO UMANO

YOUR SKIN

Listening

The skin is made up of three layers, each with its own important parts. The layer on the outside is called the epidermis. The epidermis is the part of your skin you can see. Look down at your hands for a minute. Even though you can’t see anything happening, your epidermis is hard at work. Most of the cells in your epidermis (95%) work to make new skin cells. And what about the other 5%? They make a substance called melanin. Melanin gives skin its colour. When you go out into the sun, these cells make extra melanin to protect you from getting burned by the sun’s ultraviolet rays. Ultraviolet rays are responsible not only for tanning, but also for erythema, skin aging, and tumours. A day on the beach is enough to accumulate thousands of DNA lesions from each cell. Fortunately, nature has thought of everything, endowing each cell with specialized proteins that continuously repair the damaged chromosomes.

KEY WORDS ultraviolet rays raggi ultravioletti tanning abbronzatura to endow dotare

Healthy HABITS

Even though melanin is mighty, it can’t shield you all by itself. You’ll want to wear sunscreen and protective clothing, such as a hat, to prevent painful sunburns. Protecting your skin now also can help prevent skin cancer when you get older.

COMPREHENSION EXERCISES color ● epidermis ● tanning

●

proteins

●

CLIL

1. Complete the following sentences. skin

b. Melanin is the substance that gives skin its . c. Ultraviolet rays are responsible for , erythema, skin aging, and tumours. d. Melanin is made up by

cells.

e. Specialized repair chromosomes damaged by ultraviolet rays.

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 1

COMPETENZE ALLA PROVA

a. The layer of your skin you can see is the .

Coordinamento editoriale: Marco Mauri Progettazione editoriale e revisione scientifica: Marinella Torri Redazione: Marina Mansi, Edistudio Progetto grafico: Edistudio Impaginazione: Edistudio, Chiara Giuliani Copertina: Edistudio Ricerca iconografica: Martina Mirabella, Marina Mansi Disegni: Daniele Gianni Immagini di copertina: Shutterstock La rubrica Lezioni in anteprima e la stesura degli storyboard di alcuni video sono a cura della professoressa Chiara Amati. Si ringrazia la professoressa Janet Harmer per la revisione linguistica dei materiali in lingua inglese. La rubrica CLIL Project è a cura di Christina Cattaneo e Maria Vezzoli. La gamification Mission 2030 è realizzata da Eicon, Torino. Referenze iconografiche: ICP, Shutterstock, Wikipedia, news.un.org, Jeff Elstone, www.topsoilwestsussex.co.ok, Goody Clairenstein, Chmee2, ESA/Hubble & NASA, apod.nasa.gov, NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute, ESA/NASA, svs.gsfc.nasa.gov, NASA/JPL-Caltech, Rob Gutro, Senior Airman Joshua Strang, ESA, Osama Shukir Muhammed Amin FRCP(Glasg) Tutte le altre immagini provengono dall’Archivio Principato. Per le riproduzioni di testi e immagini appartenenti a terzi, inserite in quest’opera, l’editore è a disposizione degli aventi diritto non potuti reperire, nonché per eventuali non volute omissioni e/o errori di attribuzione nei riferimenti.

2023 IV

2022 III

2021 II

2020 I

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Collegamento web È il gioco online per scoprire i 17 obiettivi e i traguardi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile.

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INDICE

Contenuti digitali

PERCORSO di APPRENDIMENTO 1 UNITÀ TERRA

L’IDROSFERA

lezione 1 Un pianeta da conservare: l’Agenda 2030 ......................................................... 1. Verso uno sviluppo sostenibile ........................................................................................... 2. 2015: nasce l’Agenda 2030 ..................................................................................................... 3. Le sfide dell’Agenda 2030 .......................................................................................................

12 12 13 14

lezione 2 L’acqua e le sue proprietà ....................................................................................................... 1. Gli elementi del sistema Terra ............................................................................................ 2. Un pianeta ricoperto d’acqua ............................................................................................. 3. Le proprietà dell’acqua ...............................................................................................................

16 16 17 17

lezione 3 Il mare e le acque continentali ........................................................................................ 1. Quanti tipi di acque esistono? ........................................................................................... 2. Le acque dei mari .............................................................................................................................. 3. Le acque continentali: dal torrente al fiume ...................................................... 4. I laghi ............................................................................................................................................................... 5. Le acque sotterranee ..................................................................................................................... FOCUS I movimenti del mare .................................................................................................................... ECO visual Un oceano di plastica .....................................................................................................................

20 20 21 22 23 23 24 26

Come fanno i gerridi a muoversi sull’acqua?

lezione 4 I ghiacciai ........................................................................................................................................................ 1. L’importanza dei ghiacciai nel sistema Terra ..................................................... 2. Come si forma un ghiacciaio ............................................................................................... 3. I ghiacciai alpini .................................................................................................................................. 4. Le calotte glaciali ...............................................................................................................................

28 28 29 29 30

Il futuro dei ghiacciai

lezione 5 La risorsa acqua .................................................................................................................................... 1. Quanta acqua consumiamo? .............................................................................................. 2. In marcia per l’acqua ..................................................................................................................... 3. Acqua in pericolo ...............................................................................................................................

32 32 33 34

L’acqua invisibile

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

alla prova ......................................................................................................

alla prova NESSUNO SIA LASCIATO INDIETRO .....................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

Glaciers

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

L’ATMOSFERA

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

Un involucro gassoso: l’atmosfera .............................................................................. 1. L’atmosfera è costituita dall’aria ....................................................................................... 2. La composizione dell’atmosfera ...................................................................................... 3. Gli strati che formano l’atmosfera .................................................................................

46 46 47 48

lezione 2 La pressione atmosferica ......................................................................................................... 1. Anche l’aria pesa ................................................................................................................................ 2. La misura della pressione atmosferica ..................................................................... 3. Le variazioni della pressione atmosferica ............................................................. 4. I venti ...............................................................................................................................................................

50 50 51 52 52

lezione 3 L’umidità atmosferica ................................................................................................................... 1. Il vapore acqueo presente nell’aria ............................................................................... 2. La condensazione del vapore acqueo ....................................................................... 3. Le precipitazioni atmosferiche ..........................................................................................

54 54 55 56

lezione 1

La temperatura dell’aria e il clima .............................................................................. 58 1. Come si riscalda la Terra ............................................................................................................ 58 lezione 4

LEZIONI in ANTEPRIMA

ECO

TERRA

L’inquinamento delle acque

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

ECO

UNITÀ

Lo sfruttamento delle risorse idriche

INDICE

Il sistema Terra

VIDEO

La vita di un fiume

Esploriamo il ghiacciaio

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA L’origine dell’atmosfera Una struttura a strati

I tipi di venti

La rosa dei venti

Venti straordinari

Fulmini e temporali L’effetto serra

2. Le previsioni del tempo ............................................................................................................. 3. Il bilancio termico terrestre .................................................................................................... 4. L’effetto serra .......................................................................................................................................... 5. I climi della Terra ................................................................................................................................

59 59 60 60

lezione 5 La risorsa aria ........................................................................................................................................... 1. Che cos’è l’inquinamento atmosferico .................................................................... 2. Gli effetti dell’inquinamento atmosferico ............................................................ 3. Ozono “buono” e ozono “cattivo” .............................................................................. 4. La situazione europea e nel mondo ............................................................................ FOCUS CODING Calcola la tua impronta di carbonio ............................................................... ECO visual L’impronta ecologica ......................................................................................................................

62 63 64 64 64 66 68

ECO

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

alla prova ......................................................................................................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

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

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

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

lezione 1 Il suolo e le sue caratteristiche ........................................................................................ 1. Il suolo è indispensabile per la vita degli organismi ................................ 2. Di che cosa è fatto il suolo? ................................................................................................... 3. Come si forma il suolo ................................................................................................................ 4. Il profilo del suolo .............................................................................................................................

80 81 81 82 83

lezione 2 I tipi di suolo ............................................................................................................................................... 1. Tessitura, permeabilità e porosità del suolo ........................................................ 2. I principali tipi di suolo ............................................................................................................... 3. Il suolo agrario ......................................................................................................................................

84 85 86 86

CLIL

UNITÀ TERRA

OME LEGGERE UNA CARTA alla prova C METEOROLOGICA

Wind

IL SUOLO

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

alla prova ......................................................................................................

alla prova TECNICHE COLTURALI A CONFRONTO ...............................

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

The hidden life of soils

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

I climi della Terra

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA

LEZIONI in MP3 Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Una mostra per l’acqua ................................................................. 94

PERCORSO di APPRENDIMENTO 2 UNITÀ TERRA

LA DINAMICA DELLA TERRA

96 LEZIONI in ANTEPRIMA

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

lezione 1 I vulcani ............................................................................................................................................................. 1. Che cos’è un vulcano .................................................................................................................... 2. I prodotti del vulcano ................................................................................................................... 3. I tipi di eruzione e le forme dei vulcani ................................................................... 4. Il vulcanismo secondario .......................................................................................................... FOCUS Italia, Paese di vulcani ..................................................................................................................

100 100 100 102 103 104

Dentro il vulcano

I terremoti ..................................................................................................................................................... 1. Le faglie ........................................................................................................................................................ 2. Che cos’è un terremoto .............................................................................................................. 3. Le onde sismiche ............................................................................................................................... 4. La misura dei terremoti ..............................................................................................................

106 106 107 108 108

Come si origina un terremoto?

lezione 2

I geyser Vulcani nel mondo

INDICE

L’interno della Terra ........................................................................................................................ 1. Come conosciamo l’interno della Terra? ................................................................ 2. Un modello a gusci per l’interno della Terra ..................................................... lezione 4 La deriva dei continenti e la tettonica a placche ................................... 1. I continenti si spostano .............................................................................................................. 2. L ’espansione dei fondali oceanici ................................................................................... 3. Le placche litosferiche ................................................................................................................. 4. Il “motore” delle placche ........................................................................................................ visual Dove si muove la litosfera .......................................................................................................

110 110 112 114 114 115 116 117 118

La formazione della Terra

I fossili ................................................................................................................................................................. 1. Organismi di oggi e organismi del passato ........................................................ 2. La fossilizzazione .............................................................................................................................. 3. I metodi per datare le rocce ................................................................................................... 4. La scala dei tempi geologici ..................................................................................................

Come si formano i fossili

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

120 120 121 122 123 124

alla prova ......................................................................................................

126

Test interattivi

lezione 3

lezione 5

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

CLIL

UNITÀ TERRA

alla prova I L PARADOSSO DEL NUCLEO DELLA TERRA: ..................................................................................

130

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

131

PERCHÉ È SOLIDO?

What is plate tectonics?

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

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

I minerali ......................................................................................................................................................... 1. Una crosta di pochi elementi .............................................................................................. 2. La classificazione dei minerali ........................................................................................... 3. Le proprietà fisiche dei minerali ...................................................................................... lezione 2 Le rocce .............................................................................................................................................................. 1. Che cosa sono le rocce ................................................................................................................ 2. Le rocce magmatiche .................................................................................................................... 3. Le rocce sedimentarie .................................................................................................................. 4. Le rocce metamorfiche ............................................................................................................... lezione 3 Le trasformazioni delle rocce ............................................................................................. 1. L’erosione .................................................................................................................................................... 2. L’azione della gravità ..................................................................................................................... 3. L’azione dell’acqua .......................................................................................................................... 4. L’azione del vento ............................................................................................................................. 5. La sedimentazione .......................................................................................................................... 6. Il ciclo delle rocce .............................................................................................................................. ...........................................................................................................................

134 134 136 136 138 138 138 139 140 142 142 142 143 143 144 144 146

alla prova ......................................................................................................

148

alla prova I L DISSESTO IDROGEOLOGICO IN ITALIA .....................

152

lezione 1

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

132

The Giant’s Causeway

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

153

CLIL PROJECT Earthquakes ........................................................................................................................... 154

PERCORSO di APPRENDIMENTO 3 UNITÀ TERRA

DALL’UNIVERSO AL SISTEMA SOLARE

156

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

158

L’Universo intorno a noi ............................................................................................................ 1. Gli strumenti degli astronomi ............................................................................................ 2. La nostra posizione nell’Universo ................................................................................. 3. L’origine dell’Universo ................................................................................................................ 4. Come si misurano le distanze in astronomia ...................................................

160 160 161 162 163

lezione 1

INDICE

Viaggio al centro della Terra Oceani in espansione I camini idrotermali I margini delle placche

LEZIONI in MP3 Mappa interattiva

Listening

LEZIONI in ANTEPRIMA La classificazione dei minerali

La scala di Mohs Riconosciamo le rocce Le rocce ignee Le rocce sedimentarie Le rocce metamorfiche Il paesaggio carsico VIDEO

Le Dolomiti L’erosione delle acque selvagge Il ciclo delle rocce LEZIONI in MP3

Test interattivi

Mappa interattiva

Listening

Il Sistema solare

LEZIONI in ANTEPRIMA Da Stonehenge al telescopio spaziale

Le stelle ............................................................................................................................................................. 1. Le galassie .................................................................................................................................................. 2. La nostra galassia .............................................................................................................................. 3. Come si classificano le stelle ................................................................................................ 4. Vita delle stelle ...................................................................................................................................... lezione 3 Il Sistema solare .................................................................................................................................... 1. L’origine del Sistema solare ................................................................................................... 2. Il Sole è la stella del Sistema solare ............................................................................. 3. I pianeti ......................................................................................................................................................... 4. Le comete e le meteore .............................................................................................................. visual I pianeti del Sistema solare ...................................................................................................

164 164 165 166 167 168 168 169 170 171 172

I movimenti dei corpi celesti ............................................................................................... 1. Due modelli per l’Universo ................................................................................................... 2. L e leggi che regolano i movimenti dei corpi celesti ................................. 3. Perché i pianeti ruotano attorno al Sole? .............................................................. lezione 5 La Luna ............................................................................................................................................................... 1. Il satellite naturale della Terra ............................................................................................. 2. La superficie lunare ........................................................................................................................ 3. L’origine della Luna ........................................................................................................................ 4. I moti della Luna ................................................................................................................................ 5. Le fasi lunari ............................................................................................................................................ 6. Le eclissi .......................................................................................................................................................

174 174 175 176 178 178 179 179 180 180 181

lezione 2

lezione 4

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

182

alla prova ......................................................................................................

184

RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE CLIL

UNITÀ TERRA

’ORIGINE DELLA LUNA: ECCO PERCHÉ alla prova L ..........................................................

188

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

189

È COSÌ SIMILE ALLA TERRA

News from Mars

IL NOSTRO PIANETA, LA TERRA

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

190

La forma della Terra ........................................................................................................................ 1. Il geoide, la vera forma della Terra ................................................................................. 2. Il reticolato geografico ................................................................................................................. 3. Le coordinate geografiche ...................................................................................................... 4. I punti cardinali ....................................................................................................................................

192 192 193 194 194

lezione 1

FOCUS

Missione su Marte

VIDEO

La cometa Hale-Bopp Le leggi di Keplero Dal modello geocentrico al modello eliocentrico

La formazione delle maree

Le fasi lunari

LEZIONI in MP3 Test interattivi

La rotazione terrestre ................................................................................................................... 1. Tutti i movimenti della Terra .................................................................................................. 2. Il movimento di rotazione ...................................................................................................... 3. P erché il giorno solare e il giorno sidereo non hanno la stessa durata? ................................................................................................. lezione 3 La rivoluzione terrestre .............................................................................................................. 1. La Terra ruota attorno al Sole .............................................................................................. 2. Le conseguenze del movimento di rivoluzione ............................................ 3. L’alternarsi delle stagioni ..........................................................................................................

LEZIONI in ANTEPRIMA Eratostene e la forma della Terra

Come funziona il GPS

201 202 202 203 204 206

alla prova ......................................................................................................

208

NA RETE DI SATELLITI PER ORIENTARCI .................... alla prova U

212

CONOSCENZE e ABILITÀ COMPETENZE

198 198 199

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

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

Earth is not round

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

Mappa interattiva

Listening

Un magnete al centro della Terra ................................................................................ 196

lezione 2

CLIL

Nascita, vita e morte delle stelle

LEZIONI in MP3 Test interattivi

213

Mappa interattiva

Listening

COMPITO DI REALTÀ Il laboratorio delle stelle ............................................................... 214 Dieci piccole regole per salvare la Terra! ................................................................................................... 216

INDICE

di APPRENDIMENTO

PERCORSO

PARTENZA!

CONOSCERE IL TERRITORIO DOVE VIVIAMO

Costruiamo un semplice modello che permetta di simulare in laboratorio l’azione di erosione e trasporto dei frammenti rocciosi operata dalle acque correnti. MATERIALI

• 2 vaschette di plastica grandi • 1 metro di lamiera • un cuneo di legno • qualche metro di tubo di plastica • ghiaia • sabbia • un orologio ESECUZIONE

1. Ripieghiamo a U la lamiera e appoggiamola in una delle vaschette di plastica. 2. Collochiamo la vaschetta sopra il cuneo in modo da darle una certa inclinazione. 3. Mescoliamo sabbia e ghiaia nelle proporzioni che vogliamo e costruiamo uno sbarramento sulla lamiera. 4. Attacchiamo il tubo di plastica al rubinetto e facciamo scendere l’acqua a monte dello sbarramento, usando l’altra vaschetta per raccogliere l’acqua. 5. Con l’orologio misuriamo il tempo che il flusso d’acqua impiega per demolire completamente lo sbarramento di sabbia e ghiaia. 6. Ripetiamo l’operazione cambiando la composizione della miscela di sabbia e ghiaia, l’inclinazione della vaschetta e la portata del flusso d’acqua.

Attività capovolta 1. I n che modo cambia la velocità dell’acqua quando cambia l’inclinazione della vaschetta? 2. Che cosa osservi quando la miscela contiene più ghiaia o più sabbia? 3. Come pensi che cambi il comportamento del tuo “fiume” se si pongono degli ostacoli, ad esempio delle piante, sul suo percorso?

TERRA LE NOSTRE TAPPE

UNITÀ

LA DINAMICA DELLA TERRA Perché la Terra è un pianeta dinamico e in continua trasformazione? Per comprenderlo descriveremo i vulcani e scopriremo che non sono tutti uguali, perché dipendono direttamente dalla composizione della loro lava. Descriveremo i fenomeni sismici e conosceremo i diversi tipi di onde sismiche e le scale che misurano l’intensità e l’energia dei terremoti. Esamineremo modelli e teorie elaborate dai geologi per spiegare la struttura dell’interno della Terra e la formazione di oceani, continenti e catene montuose.

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA Descriveremo e classificheremo i minerali e le rocce che compongono la litosfera e ci occuperemo dei processi che portano alla loro formazione. Comprenderemo che le rocce non sono immutabili e sempre uguali, ma si trasformano le une nelle altre all’interno di un ciclo continuo che si compie in milioni di anni. Sapremo descrivere le forme del paesaggio come il risultato dei processi di erosione e sedimentazione operati dall’acqua e dagli agenti atmosferici.

ARRIVO!

CLIL PROJECT Earthquakes

Metteremo alla prova la nostra conoscenza della lingua inglese descrivendo come avviene un terremoto e come funziona un sismografo, lo strumento che registra le scosse sismiche (pag. 154). CLIL PROJECT

UNITÀ

EARTHQUAKES

Moving plates which slide along g earthquakes. The Earth’s crust is divided into p movement pushes and compresse these large rock masses build up a than “breaking load”, the rocks s in the form of seismic waves. Earthquakes happen frequently in crust. Volcanic eruptions can also

Listening

COMPETENZA 2 ➜ COMPETENZA MULTILINGUISTICA Capacità di comprendere, esprimere e interpretare concetti, pensieri, sentimenti, fatti e opinioni in forma sia orale sia scritta.

An earthquake is a vibration on the Earth’s surface. An earthquake can be very strong and cause a lot of damage and destruction. The hypocentre is where vibrations, called seismic waves, begin, deep down inside the Earth. In the hypocentre, there is a sharp movement of a rocky mass along a fracture called a fault. The rocks push against each other along this fracture. The energy that this movement releases goes to the Earth’s surface. The point at which it reaches the surface is called the epicentre and shock waves spread out from there. If an earthquake is very light, people do not feel it. Only instruments, called seismographs, can pick it up.

EPICENTRE

HYPOCENTRE

COMPREHENSION EXERCISES support does not move

1. Connect the words. support moves

rotating paper drum pen

stand

horizontal ground movement

HORIZONTAL SEISMOGRAPH

mass does not move

rock

wire

Hypocentre

2 Epicentre

hinge suspended mass

vertical ground movement rock VERTICAL SEISMOGRAPH

4 Seismic waves

5 Seismograph

rotating paper drum

concrete stand

3 Fault

2. Complete each gap w summary.

The Earth’s crust is made of continually move very push against each other, When the force reaches the a sudden, deep movement an

UNITÀ

LA DINAMICA DELLA TERRA lezione 1 FOCUS

CONOSCENZE E ABILITÀ Sapere che cos’è un vulcano e descrivere la sua struttura. Spiegare la relazione tra composizione delle lave, attività effusiva e forma degli edifici vulcanici. Sapere che cos’è un terremoto. Descrivere come avviene un terremoto. Elencare e descrivere le onde sismiche. Spiegare le differenze tra la scala Richter e la scala Mercalli usate per misurare i terremoti. Sapere che la Terra ha una struttura interna a strati: crosta, mantello e nucleo. Descrivere le caratteristiche di litosfera e astenosfera. Illustrare la teoria della deriva dei continenti e le prove che la sostengono. Illustrare la teoria della tettonica a placche e le prove che la sostengono. Descrivere i diversi tipi di margini delle placche e i fenomeni che vi avvengono.

I VULCANI ITALIA, PAESE DI VULCANI

lezione 2

I TERREMOTI

lezione 3

L’INTERNO DELLA TERRA

lezione 4 LA DERIVA DEI CONTINENTI E LA TETTONICA A PLACCHE VISUAL

lezione 5

DOVE SI MUOVE LA LITOSFERA I FOSSILI

LEZIONI in ANTEPRIMA

COMPETENZE Comprendere che la Terra è un pianeta dinamico che si trasforma continuamente. Mettere in atto comportamenti responsabili nel caso si viva in un territorio vulcanico o sismico. Essere consapevoli che la tettonica a placche è una teoria scientifica fondamentale perché permette di spiegare gran parte dei fenomeni geologici. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova Il paradosso del nucleo della Terra: perché è solido?

CLIL What is plate tectonics?

TERRA

Ci interess

Di solito pensiamo alla Terra come a qualcosa di solido, stabile e che non cambia mai; parliamo di “terraferma” e diciamo di sentirci ? é al sicuro “con i piedi per terra”. Invece il nostro pianeta è uno dei più Perch trasformisti e inquieti del Sistema solare. Nel corso della sua storia, cominciata circa 4,5 miliardi di anni fa, i movimenti delle placche hanno aperto oceani e spostato continenti; li hanno spezzati in nuovi blocchi continentali e hanno provocato il sollevamento delle catene montuose. Tutte queste trasformazioni sono state accompagnate da eruzioni vulcaniche e terremoti, a conferma del fatto che all’interno della Terra c’è un nucleo caldissimo che libera verso la superficie un’enorme quantità di energia. La Terra è un pianeta che si sta ancora evolvendo e modificando, ed è bene che ce ne ricordiamo sempre, specialmente quando decidiamo di costruire case ai piedi di vulcani attivi o nei territori dove la storia è stata sempre segnata da terremoti. Allo stesso modo, non dobbiamo dimenticare che, senza l’enorme energia che fa muovere le placche ed eruttare i vulcani, il nostro pianeta non avrebbe potuto avere le caratteristiche chimiche e fisiche che hanno reso possibile la comparsa della vita.

lava

terremoto

faglia magnitudo

eruzione

epicentro

dorsali oceaniche

vulcano

astenosfera

onde sismiche placche

TAG CLOUD

ipocentro

litosfera magma

LEZIONE

I VULCANI Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

Dentro il vulcano

SKILL BOOK

CLIL VOLCANOES

In che modo il magma raccolto dentro il focolaio magmatico viene spinto in superficie? Quali trasformazioni subisce il magma mentre risale nel camino vulcanico? Quali materiali fuoriescono da un cratere? Quali effetti produce la risalita del magma? Qual è la composizione chimica dei gas vulcanici?

1. CHE COS’È UN VULCANO Uno dei fenomeni più spettacolari che interessano la litosfera, ma anche le altre componenti della Terra, sono i vulcani: in località diverse del Pianeta, da spaccature della crosta terrestre fuoriescono grandi quantità di materiali fusi e incandescenti, spesso accompagnati da gas e vapori. Passando nell’atmosfera, questi materiali aeriformi modificano il clima, la composizione delle precipitazioni e le condizioni ambientali che permettono la sopravvivenza degli organismi. I materiali fusi e incandescenti si originano a varie profondità della crosta terrestre attraverso la fusione delle rocce: si possono accumulare all’interno della Terra e allora prendono il nome di magmi; oppure possono percorrere le fratture della crosta e risalire fino a raggiungere la superficie del Pianeta. Quando il magma fuoriesce avviene l’eruzione: il magma perde calore e libera i gas e il vapore acqueo che contiene. Il magma prende allora il nome di lava: è nato un vulcano. Un vulcano è una spaccatura della crosta terrestre dalla quale fuoriescono lava, gas, vapore acqueo e materiali solidi.

KEY WORDS vulcano volcano magma magma lava lava focolaio magmatico magma chamber cratere crater

100

PERCORSO 2 UNITÀ 1

L’accumulo e la solidificazione dei materiali eruttati determinano la formazione dell’edificio vulcanico, un rilievo che spesso assume la caratteristica forma a cono e che comunemente chiamiamo vulcano. I vulcani presenti sulla Terra possono assumere forme diverse, ma tutti presentano una struttura comune. Se immaginiamo di sezionare un vulcano, possiamo vedere le principali parti che lo costituiscono: il focolaio magmatico, il camino vulcanico e il cratere 1 .

2. I PRODOTTI DEL VULCANO Durante un’eruzione, un vulcano emette materiali liquidi, solidi e gassosi ad alta temperatura. I materiali liquidi sono costituiti dalle lave. Le lave non sono tutte uguali, ma si differenziano per temperatura e composizione chimica. La caratteristica più importante di una lava è la percentuale di silicati, cioè di composti del silicio, che contiene. La dinamica della Terra

TERRA

• Le lave che contengono ridotte quantità di silicati sono chiamate lave basiche: raggiungono temperature superiori a 1000 °C, sono molto fluide e perciò scorrono con facilità sui pendii dell’edificio vulcanico. • Le lave che contengono grandi quantità di silicati sono chiamate lave acide: scorrono con difficoltà perché sono molto viscose e spesso si raffreddano prima di uscire dal cratere del vulcano; le loro temperature non superano gli 800 °C. I materiali solidi sono chiamati genericamente materiali piroclastici. Sono costituiti da frammenti di roccia scagliati in aria durante l’eruzione: possono essere brandelli di lava raffreddata oppure frammenti di roccia staccatisi dalle pareti del camino vulcanico. In base alle loro dimensioni, i materiali piroclastici si classificano in bombe, lapilli e ceneri 2 . I materiali gassosi più comuni e abbondanti che si liberano durante un’eruzione sono il vapore acqueo e l’anidride carbonica, ma a essi si accompagnano anche altri gas, alcuni dei quali molto pericolosi per gli organismi perché tossici.

Cratere È la parte superiore del camino vulcanico, dalla quale fuoriesce la lava. Generalmente ha la forma di una conca circolare. Sulle pendici dell’edificio vulcanico si possono aprire dei crateri secondari.

Camino vulcanico Il magma risale verso la superficie sfruttando le fratture presenti nella crosta terrestre. Durante la risalita il magma fonde le rocce con cui viene a contatto, provocando un allargamento delle fessure: si forma così il camino vulcanico, che può diramarsi in altri condotti vulcanici secondari.

Edificio vulcanico È la parte superficiale del vulcano che viene costruita, eruzione dopo eruzione, dalla lava che risale lungo il camino e i condotti vulcanici. Le forme degli edifici vulcanici dipendono dalla composizione chimica della lava.

Focolaio magmatico È la cavità nella quale si raccoglie il magma. Da qui il magma risale verso la superficie alimentando il vulcano.

2 I materiali piroclastici a. Le bombe sono grossi brandelli di lava che solidificano durante il volo; possono avere dimensioni da qualche centimetro a qualche metro. b. I lapilli sono frammenti delle dimensioni di sassolini (da 3 cm a 4 mm di diametro). c. Le ceneri sono frammenti di dimensioni minori di 4 mm.

a b

1 La struttura di un vulcano

I vulcani

LEZIONE 1

101

LEZIONE

1 3. I TIPI DI ERUZIONE E LE FORME DEI VULCANI

KEY WORDS eruzione effusiva effusive eruption vulcano a scudo shield volcano eruzione esplosiva explosive eruption strato-vulcano stratovolcano vulcano lineare volcanic vent

La composizione della lava determina il tipo di eruzione del vulcano (tranquilla oppure esplosiva) e la forma che assume l’edificio vulcanico. Le lave basiche, molto calde e fluide, fuoriescono dal cratere senza difficoltà e in modo abbastanza tranquillo, producendo eruzioni effusive. Eruzioni di questo tipo sono, ad esempio, quelle dei vulcani delle isole Hawaii, dalla caratteristica forma larga e appiattita, con pendii poco scoscesi: i vulcani con questa struttura sono detti vulcani a scudo 3 . Le lave acide, dense e viscose, alimentano eruzioni esplosive, spesso accompagnate dall’emissione di enormi nubi di ceneri finissime e gas molto caldi, che possono raggiungere anche i 1000 °C. Questi materiali bollenti costituiscono le cosiddette nubi ardenti: scendendo a gran velocità lungo le pendici del vulcano, si espandono su una vasta area e hanno un fortissimo potere distruttivo. Le eruzioni esplosive danno origine a strato-vulcani, edifici vulcanici a forma di cono formati da colate di lava raffreddate alternate a strati di materiali piroclastici consolidati. Sono vulcani di questo tipo il monte Fuji, in Giappone, il Vesuvio e lo Stromboli, in Italia 4 . Esistono anche vulcani in cui la lava non fuoriesce da un unico cratere, ma da una fessura allungata che si apre nella crosta terrestre: in questi casi si parla di vulcani lineari. La lava che fuoriesce è molto fluida e si espande lateralmente creando piatti tavolati. Vulcani di questo tipo si trovano in Islanda, ma le maggiori eruzioni lineari avvengono sul fondo degli oceani, lungo le catene di vulcani che formano le dorsali oceaniche 5 .

3 I vulcani a scudo

Le isole dell’arcipelago delle Hawaii sono costituite da vulcani attivi che emergono dall’oceano, eppure sono densamente abitate. Le eruzioni effusive, infatti, non rappresentano un grave rischio per gli abitanti, perché risulta relativamente facile stabilire quale sarà il percorso delle colate di lava.

102

PERCORSO 2 UNITÀ 1

4 Gli strato-vulcani

Il monte Fuji è uno strato-vulcano dalla forma di cono quasi perfetto. Secondo i geologi sarebbe formato da oltre 150 strati di lava solidificata.

La dinamica della Terra

5 I vulcani lineari

I vulcani lineari, come il vulcano Laki, in Islanda, non hanno un vero edificio vulcanico. © Casa Editrice G. Principato SpA

TERRA

4. IL VULCANISMO SECONDARIO I vulcani hanno generalmente una vita piuttosto lunga, durante la quale si alternano periodi di attività intensa a periodi in cui sembrano “addormentati”. Quando i vulcani sono attivi, dai loro crateri fuoriescono lava, materiali rocciosi e gas. A questi periodi eruttivi possono succedere periodi di inattività, durante i quali i vulcani diventano quiescenti. Alla fine, però, dopo centinaia di migliaia di anni, l’attività eruttiva cessa definitivamente: tuttavia, sia nel periodo di quiescenza sia nelle ultime fasi di vita, si possono verificare fenomeni vulcanici di modesta entità, chiamati fenomeni vulcanici secondari. La più tipica manifestazione di vulcanismo secondario è quella delle fumarole. Si tratta di emissioni di vapore acqueo, spesso mescolato con anidride carbonica e composti dello zolfo allo stato gassoso 6 . A seconda della temperatura, le fumarole possono essere caldissime, quando raggiungono i 900 °C, calde, tra i 300 e i 90 °C, e fredde, quando raggiungono appena i 100 °C ed emettono solo anidride carbonica. Quando la fumarola riduce la sua attività, i vapori si raffreddano e danno origine alle mofete, emissioni di vapore ricche di anidride carbonica e gas che contengono zolfo, dal tipico odore di uova marce. Quando i vapori delle fumarole contengono zolfo in grandi quantità, questo può depositarsi intorno alla bocca della fumarola, formando delle incrostazioni cristalline di colore giallo acceso: queste manifestazioni vulcaniche sono le solfatare 7 . I geyser sono getti di acqua bollente e vapore surriscaldato che vengono emessi a intermittenza, ma con grande regolarità, dalle profondità della crosta terrestre 8 . I soffioni sono emissioni violente e continue di va8 I più famosi geyser si trovano pore acqueo ad alta pressione. Le centrali geoter- negli Stati Uniti, nel Parco Nazionale di miche sfruttano il vapor d’acqua surriscaldato per Yellowstone, ma anche in Nuova Zelanda produrre energia. e in Islanda.

6 Una fumarola in Islanda.

7 Solfatare famose si trovano in Campania, nel complesso vulcanico dei Campi Flegrei.

I geyser

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Segna con una crocetta la soluzione corretta. 1. Il magma:

3. L’edificio vulcanico:

a ha la stessa composizione della lava.

a non è visibile in superficie.

b p ossiede una componente gassosa e di vapore acqueo.

b è la costruzione esterna e superficiale del vulcano.

c è formato da sola roccia fusa.

c è il camino vulcanico.

d è formato da roccia solida.

d è il cratere.

2. Gli strato-vulcani:

4. Le nubi ardenti:

a sono formati da lave acide.

a sono costituite da lave basiche.

b possono avere eruzioni esplosive.

b possono accompagnare le eruzioni esplosive.

c possono avere eruzioni lineari.

c fuoriescono dai vulcani a scudo.

d sia a sia b.

I vulcani

LEZIONE 1

103

Vulcani nel mondo

FOCUS

ItAliA, pAese di vulcAni L’Italia si trova in un territorio di recente formazione: la penisola italiana, così come la vediamo oggi, esiste solo da poco più di due milioni di anni, ma le diverse zone (isole, pianure e montagne) si sono formate in periodi molto diversi l’uno dall’altro. Questo puzzle di formazioni rocciose è ancora in assestamento e rappresenta la ragione per cui i terremoti sono così frequenti e sul territorio sono presenti vulcani in fasi diverse della loro vita.

Vulcani spenti Fin da epoche geologiche molto antiche, in Italia si sono verificate imponenti eruzioni vulcaniche, di cui rimangono come testimonianze solamente le colate laviche (ad esempio in Sardegna, nelle Alpi piemontesi e nella zona delle Dolomiti) e non l’edificio vulcanico, ormai livellato dall’erosione. Alcuni antichi edifici vulcanici, tuttavia, sono ancora riconoscibili: ad esempio in Veneto, i Monti Lessini, i Colli Euganei e i Colli Berici sono ciò che rimane del vulcanesimo di circa 60 milioni di anni fa. Sul versante tirrenico dell’Appennino sono presenti grandi edifici vulcanici ormai spenti, come il Monte Amiata in Toscana, i Monti Vulsini, Cimini, Sabatini, i Monti della Tolfa, Roccamonfina, l’isola di Ponza, l’isola di Ventotene e il Monte Vulture. Gran parte degli apparati vulcanici spenti ospitano nei loro crateri numerosi laghi, come quello di Nemi, Bolsena, Vico, Bracciano e Albano 1 .

I l vulcano attivo più alto d’Europa Con i suoi 3350 m, l’Etna è il vulcano attivo più alto d’Europa. Le sue eruzioni sono iniziate 500 000 mila anni fa nelle acque profonde di un vasto golfo,

104

PERCORSO 2 UNITÀ 1

1 Una veduta del lago di Nemi.

che è stato progressivamente colmato dalle colate di lava che hanno dato origine a un vulcano a scudo. Con il tempo la composizione della lava è cambiata e l’edificio vulcanico, emerso dalle acque, ha assunto la configurazione di un vulcano dalle pendici ripide 2 . La storia delle eruzioni dell’Etna è nota da oltre duemila anni poiché, malgrado la pericolosità, le sue pendici sono sempre state popolate. Le eruzioni più catastrofiche si sono verificate nel XVI e nel XVII secolo: nel 1669, una spaventosa eruzione ha distrutto buona parte della città di Catania.

I l vulcano addormentato Il Vesuvio, il vulcano italiano più celebre al mondo, ha una storia lunga

La dinamica della Terra

2 L’edificio vulcanico attuale dell’Etna, chiamato Mongibello, ha un’attività effusiva sia dal cratere centrale sia dalle numerose bocche laterali, che spesso sono alimentate da lave di composizione diversa.

300 000 anni, durante i quali è passato da eruzioni di lieve entità a fasi esplosive 3 . La più celebre delle sue eruzioni è quella avvenuta nel 79 d.C., che ha distrutto le città di Ercolano, Stabia e Pompei e ha causato la morte di duemila persone. L’ultima eruzione del Ve-

TERRA

suvio risale al 1944: è stata modesta e ha causato pochi danni. In seguito, il condotto vulcanico si è ostruito e ora il Vesuvio si trova in uno stadio di quiescenza; i vulcanologi prevedono che il suo risveglio sarà tanto più violento quanto più si farà attendere. La continua emissione di vapore acqueo e gas di varia composizione, che si manifesta anche nel vicino sistema vulcanico dei Campi Flegrei, è la prova che il Vesuvio non ha ancora cessato la sua attività. Sono vulcani quiescenti anche Lipari (nell’arcipelago delle isole Eolie), Pantelleria, il Monte Epomeo (nell’isola d’Ischia) e i Colli Albani. Anche se non è possibile prevedere il momento della ripresa della loro attività eruttiva, questi vulcani sono tenuti costantemente sotto controllo.

I sole vulcaniche e vulcani sottomarini L’arcipelago delle Eolie, a nord-est delle coste della Sicilia, è formato da un gruppo di isole che ospitano ben due vulcani: Stromboli, che presenta un’attività eruttiva continua, e Vulcano, che invece alterna periodi di attività a lunghi periodi di quiescenza 4 .

VERSO LE COMPETENZE

A nord dell’arcipelago delle Eolie e non lontano dalle coste della Calabria, sotto le acque del mar Tirreno, si elevano tre imponenti vulcani: il Magnaghi, il Vavilov e il Marsili, il più grande dei tre. Mentre il Magnaghi è un vulcano spento da milioni di anni, il Vavilov e il Marsili sono tuttora attivi e pronti a scatenarsi con nuove fasi eruttive. Il Marsili, in particolare, è un vero gigante: il complesso vulcanico, che misura 70 km di lunghezza e 30 km di larghezza, si eleva per circa 3000 m dal fondo marino fino a 450 m al di sotto del mar Tirreno. Il vulcano viene costantemente tenuto sotto controllo dalle strumentazioni dei ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) per rilevare anche i minimi segni di attività. In caso di una forte eruzione sottomarina, infatti, si potrebbe formare un’onda di maremoto che si abbatterebbe in breve tempo sulle isole Eolie e sui litorali della Calabria, della Sicilia settentrionale e della Campania, causando devastazioni e ingenti danni.

3 Uno scorcio del cratere del Vesuvio.

4 Le isole Vulcano (a) e Stromboli (b),

su cui sorgono i vulcani che danno loro il nome.

➜ APPLICARE LE CONOSCENZE ➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

Il compito dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia è tenere costantemente sotto controllo l’attività vulcanica e sismica della penisola italiana, attraverso reti di strumentazione tecnologicamente avanzate, distribuite sul territorio nazionale o concentrate intorno ai vulcani attivi. Visita il sito dell’INGV (www.ingv.it), entra nella sezione “Vulcani” e sulla mappa clicca su Stromboli. Raccogli le informazioni relative al vulcano e rispondi alle domande. 1. Lo Stromboli è un vulcano a scudo o uno strato-vulcano? 2. Da che tipo di eruzioni è caratterizzato? Esplosive o effusive? 3. Quanto possono durare? 4. Quali sono i segnali premonitori che precedono le eruzioni? Torna alla mappa e ricerca informazioni sulle caratteristiche del Vesuvio. Quali sono le principali differenze tra i due vulcani?

ITALIA, PAESE DI VULCANI

FOCUS

105

LEZIONE

I TERREMOTI Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

Come si origina un terremoto?

SKILL BOOK

COMPITO DI REALTÀ UN CORSO DI EDUCAZIONE SISMICA

Che cos’è un terremoto? Che cosa sostiene la teoria del rimbalzo elastico? In che modo l’energia elastica si accumula nei blocchi rocciosi? Che cosa accade quando l’energia elastica accumulata supera la resistenza delle rocce? Come si propaga l’energia sismica?

1. LE FAGLIE La litosfera, lo strato solido e roccioso più esterno della Terra, non è un involucro continuo, ma è fratturato in grandi blocchi, proprio come la crosta del pane non è uniforme ma suddivisa in porzioni di diverse dimensioni. I blocchi rocciosi che formano la litosfera, a differenza delle porzioni della crosta del pane, non stanno fermi ma si spostano gli uni rispetto agli altri, trascinati dal movimento dei materiali più fluidi che si trovano sotto di essi. Questi movimenti sono dell’ordine di pochi millimetri all’anno, eppure, con il passare del tempo, sottopongono le rocce a continue tensioni. Di conseguenza esse si deformano e accumulano energia al loro interno. Quando però le sollecitazioni superano un certo livello, i blocchi rocciosi non riescono più a deformarsi, si rompono lungo un piano e scivolano l’uno sull’altro: è così che si forma una faglia. na faglia è una grande frattura della crosta terrestre lungo la U quale due blocchi rocciosi si spostano reciprocamente.

Il piano lungo il quale i blocchi rocciosi si spostano è detto piano di faglia 1 . Nella maggior parte dei casi il piano di faglia è inclinato e lo spostamento avviene in senso verticale. Il blocco roccioso posto sopra il piano di faglia è detto tetto, il blocco posto sotto è detto letto. L’entità dello spostamento lungo il piano di faglia è il rigetto. 1 Faglie dirette

e faglie inverse

a. Faglia diretta Agiscono sforzi distensivi. Il tetto scorre verso il basso. b. Faglia inversa Agiscono sforzi compressivi. Il tetto è spinto verso l’alto.

106

PERCORSO 2 UNITÀ 1

piano di faglia

rigetto

letto

piano di faglia

tetto

letto

tetto

faglia diretta

faglia inversa

La dinamica della Terra

TERRA

2. CHE COS’È UN TERREMOTO Quando tutta l’energia accumulata nei blocchi rocciosi si libera improvvisamente si origina un terremoto. n terremoto, o sisma, è una rapida vibrazione del terreno prodotta U da una brusca liberazione di energia da parte delle rocce.

KEY WORDS faglia fault terremoto earthquake ipocentro hypocentre epicentro epicentre

Una situazione simile si ha quando pieghiamo un bastoncino alle due estremità: fino a un certo punto il bastoncino si flette, ma quando la tensione alla quale lo sottoponiamo supera un certo limite, si spezza. Il punto all’interno della litosfera in cui si libera l’energia si chiama ipocentro. Quando l’ipocentro si trova a meno di 60 km di profondità dalla superficie terrestre, si genera un sisma superficiale e molto pericoloso, perché le onde compiono un breve percorso e 2 Gli elementi conservano gran parte della loro energia. Quando l’ipocentro si trova tra 60 e 300 km di di un terremoto profondità, il sisma è intermedio; se si trova a più di 300 km il sisma è profondo. Il punto sulla superficie terrestre posto esattamente sulla verticale dell’ipocentro è chiamato epicentro 2 . L’epicentro è anche il punto raggiunto per primo dall’energia che si libera dall’ipocentro e quello in cui il sisma si manifesta con la massima intensità. Quando l’epicentro si epicentro trova sul fondale marino si origina un maremoto, un’onda anomala di eccezionali dimensioni, chiamata tsunami in lingua giapponese. Le onde di maremoto si propagano a grande velocità (oltre i 700 km/h) e, quanipocentro do raggiungono la costa, rallentano e formano dei veri e propri muri d’acqua, alti fino a 30 m, che si abbattono con energia devastante sulla terraferma 3 . onde sismiche

livello del mare

835 km/h

faglia

onda anomala velocità 50 km/h 340 km/h 20 m 900 m profondità

5500 m

3 L’onda di maremoto

Un maremoto si propaga nella massa d’acqua sovrastante l’epicentro sottomarino, sollevando onde sempre più alte.

spaccatura della crosta terrestre

I terremoti

LEZIONE 2

107

LEZIONE

onde P longitudinali onde P longitudinali a onde P longitudinali

3. LE ONDE SISMICHE L’energia liberata dal terremoto si propaga nelle rocce sotto forma di vibrazioni, le onde sismiche, che partono dall’ipocentro e si muovono in tutte le direzioni all’interno della Terra e sulla sua superficie. Le onde sismiche si classificano in onde di volume e onde superficiali. Le onde di volume sono di due tipi: • le onde P, o onde primarie, provocano un movimento alterno di compressione ed espansione delle particelle dei materiali che attraversano, nella direzione di propagazione; possono attraversare materiali solidi (come le rocce), liquidi (come magma e acqua) e gas; sono chiamate anche onde longitudinali 4 a ; le • onde S, o onde secondarie, provocano oscillazioni delle particelle perpendicolarmente rispetto alla direzione di propagazione dell’onda; possono attraversare solamente materiali solidi; sono chiamate anche onde trasversali 4 b . Le onde superficiali si generano a partire dall’epicentro e si propagano concentricamente sulla superficie terrestre; si possono paragonare alle onde che si formano sulla superficie dell’acqua quando vi si fa cadere un sasso 4 c . Le onde superficiali sono quelle che provocano i danni maggiori, perché danno origine ai movimenti che fanno ondeggiare gli edifici; le onde P ed S, invece, sono responsabili dei movimenti sussultori. Le onde sismiche non si propagano con la medesima velocità: le onde P sono più veloci delle onde S e queste sono più veloci delle onde superficiali.

direzione di propagazione direzione di propagazione direzione di propagazione onde S trasversali b onde S trasversali onde S trasversali

direzione di propagazione direzione di propagazione direzione di propagazione

c onde superficiali onde superficiali onde superficiali

direzione di propagazione direzione di propagazione direzione di propagazione 4 Spostamento delle particelle

al passaggio delle onde sismiche

il sostegno si muove

cilindro rotante

massa sospesa pennino scrivente sismogramma base

il terreno si muove

5 Come funziona un sismografo

Il sismografo è ancorato saldamente al terreno. Al passaggio di un’onda sismica oscilla e registra il terremoto grazie a un pennino che oscilla con lui. Il pennino lascia una traccia (sismogramma) su una striscia di carta che scorre sotto al sismografo. Il sismogramma presenta oscillazioni tanto più ampie quanto più intense sono state le vibrazioni del terreno.

108

PERCORSO 2 UNITÀ 1

4. LA MISURA DEI TERREMOTI L’Italia è un Paese a elevata sismicità: ogni giorno si registrano in media una decina di terremoti! Fortunatamente la stragrande maggioranza di essi non provoca danni e non viene neppure avvertita dalle persone, ma solo da sensibili strumenti chiamati sismografi 5 . Il modo più diretto per valutare l’entità di un terremoto è constatare i danni provocati dalle scosse. Alla fine dell’Ottocento, lo studioso Giuseppe Mercalli (1850-1914) ideò una scala in grado di misurare l’intensità dei terremoti, cioè gli effetti prodotti sulle persone, sulle costruzioni e sul territorio. La scala Mercalli attualmente in uso è suddivisa in 12 livelli di intensità crescente, indicati con i numeri romani da I a XII. La scala Mercalli, pur essendo di lettura immediata, non è utile per fare delle comparazioni tra diversi terremoti, perché molti fattori possono condizionare l’entità dei danni: ad esempio la distanza dall’epicentro, il tipo di rocce che formano il sottosuolo, i metodi e i materiali usati per costruire gli edifici. Per questo motivo sono state ideate scale più precise, che misurano l’energia dei terremoti. La più usata è la scala Richter, ideata dallo scienziato americano Charles Richter (1900-1985). La scala Richter determina la magnitudo di un terremoto, cioè la quantità di energia liberata nell’epicentro. La divisione in gradi della scala Richter non è fissa, ma è determinata dalla massima magnitudo raggiunta da un sisma: attualmente il valore massimo di magnitudo è 9,5 e corrisponde all’energia liberata dal terremoto avvenuto a Valdivia, in Cile, nel 1960 Tab. 1 .

La dinamica della Terra

TERRA

SCALA MERCALLI (GRADI)

TIPO DI SCOSSA

strumentale

Il terremoto è registrato soltanto dagli strumenti e passa inosservato alle persone.

< 2,5

debole

Il terremoto viene avvertito solo da poche persone che si trovano ferme o ai piani più alti delle case. Lampadari e altri oggetti sospesi al soffitto potrebbero dondolare.

2,5

III

leggera

Il terremoto viene avvertito dalla maggior parte delle persone che si trovano in casa. Le automobili ferme potrebbero spostarsi.

moderata

È avvertito dalla maggior parte delle persone che si trovano in casa. Tremano infissi e cristalli e si hanno leggere oscillazioni di oggetti appesi. Le finestre sbattono.

3,5

piuttosto forte

Il terremoto è avvertito da tutti, sia in casa sia all’aperto, anche da persone addormentate. Si ha la caduta di oggetti.

forte

VII

molto forte

Si hanno danni agli edifici.

VIII

distruttiva

Si ha la rovina parziale di qualche edificio, con qualche vittima isolata.

rovinosa

Si ha la rovina totale di alcuni edifici e gravi lesioni in molti altri. Ci sono alcune vittime umane sparse, ma non numerose.

disastrosa

La maggior parte degli edifici crolla, le rotaie delle ferrovie si piegano e si hanno numerose fratture nel suolo.

7,5

molto disastrosa

Soltanto pochi edifici rimangono in piedi. Lungo le fessure si registrano notevoli “scorrimenti” del suolo. Le rotaie vengono divelte.

8-8,5

XII

catastrofica

Distruzione di tutti gli edifici. Le onde sismiche divengono visibili. Gli oggetti vengono proiettati in aria.

> 8,6

SCALA RICHTER (MAGNITUDO)

Tab. 1

SKILL BOOK

LAB TINKERING UN SISMOGRAFO FATTO IN CASA

Si iniziano ad avere leggere lesioni agli edifici.

4,5 5 6,5

KEY WORDS onda sismica seismic wave sismografo seismometer scala Mercalli Mercalli intensity scale scala Richter Richter magnitude scale magnitudo magnitude

➜ RICAVARE INFORMAZIONI DALLA LETTURA DI UN GRAFICO

Osserva il diagramma e rispondi alle domande. 1. Quale delle due onde sismiche è più lenta? 2. Qual è la differenza di tempo in minuti tra l’arrivo delle due onde sismiche? 3. Quanto dista l’epicentro dalla stazione sismica?

16 15 14 13 12

arrivo della prima onda S

on de

de l le

10 9 8

cu rv a

Quando avviene un terremoto, ogni stazione sismica registra un sismogramma nel quale è evidente l’intervallo di tempo che separa l’arrivo delle onde P da quello delle onde S: quanto più piccolo è questo tempo, tanto più la stazione sismica si trova vicina all’epicentro. Per trasformare questi intervalli di tempo in distanze si usa un diagramma spazio/tempo e si ricavano le dromocrone, cioè le curve dei tempi di percorrenza delle onde sismiche.

tempo di propagazione (min)

VERSO LE COMPETENZE

EFFETTI

7 6 5

a rv cu

4 3

eP nd o lle de

arrivo della prima onda P

2 1 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

distanza dall’epicentro (km)

I terremoti

LEZIONE 2

109

LEZIONE

L’INTERNO DELLA TERRA Attività capovolta

Fase 1

Fase 3

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande.

mantello

1. 2. 3. 4. 5.

Che cosa accadde circa 5 miliardi di anni fa all’interno della nebulosa planetaria? Quali furono le conseguenze del bombardamento di meteoriti che subì la Terra? Come si formarono gli strati che costituiscono la Terra? Di quali materiali è formato il nucleo? Quando si pensa che si siano originati i primi nuclei continentali e gli oceani?

nucleo

mantello

nucleo

Fase 2

La formazione della Terra

1. COME CONOSCIAMO L’INTERNO DELLA TERRA? Noi umani siamo riusciti a raggiungere la superficie della Luna, lontana dalla Terra più di 300 000 km, e con le sonde spaziali stiamo esplorando zone lontanissime dello spazio, eppure conosciamo pochissimo dell’interno del nostro pianeta. Anche i nostri antenati si chiedevano come fosse l’interno del pianeta sul quale vivevano e immaginavano che potesse ospitare straordinari mondi sotterranei oppure che contenesse un nucleo di fuoco che alimentava direttamente i vulcani 1 . Oggi, nonostante le tecnologie avanzate a nostra disposizione, è impossibile eseguire perforazioni nelle profondità della Terra, dove la pressione e le temperature sono elevatissime. Conosciamo direttamente la composizione delle rocce solo dei primi 10 km di profondità, grazie all’analisi dei campioni estratti durante le perforazioni petrolifere e gli scavi minerari. Le rocce formate per raffreddamento delle lave possono però fornire importanti informazioni agli scienziati che si occupano di geochimica, la scienza che studia la composizione dei materiali che formano la Terra.

1 Antico modello interno della Terra

110

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

TERRA

I geochimici analizzano anche i frammenti rocciosi provenienti da altri corpi celesti, le meteoriti. Le meteoriti possono avere diversa composizione: le sideriti sono leghe di ferro e nichel, le sideroliti e le aeroliti 2 sono ricche di ferro e magnesio. Le sideriti, in particolare, potrebbero avere la stessa composizione della parte più interna della Terra, dove si genera il campo magnetico terrestre. I focolai magmatici da dove risalgono le lave si trovano a profondità diverse. Le rocce derivate dal raffreddamento di lave profonde della crosta sono scure, pesanti e ricche di elementi come ferro, calcio e magnesio. Al contrario, le rocce che si formano da lave più superficiali sono chiare e più leggere; inoltre sono ricche di silicio, alluminio, sodio e potassio. Queste informazioni confermano che la crosta della Terra è formata da due strati di rocce a composizione diversa: uno profondo più denso e pesante, l’altro superficiale e più leggero. Anche la sismologia, la scienza che studia le caratteristiche delle onde sismiche e il modo in cui queste si propagano nei materiali, ha fornito importanti informazioni sulla composizione interna della Terra, confermando l’esistenza di una struttura a strati concentrici 3 .

2 I tre tipi di meteoriti: a. Siderite b. Siderolite c. Aerolite

]LSVJP[n RT Z

VUKL :

WYVMVUKP[n RT

a VUKL 7

a. La velocità di propagazione delle onde sismiche cambia a seconda della composizione e della densità delle rocce che attraversano: quanto più aumentano la densità e la rigidità dei materiali, tanto più aumenta la velocità delle onde sismiche.

b. A circa 3000 km di profondità la velocità delle onde S si riduce a 0: significa che è presente del materiale fluido.

KEY WORDS

geochimica geochemistry sismologia seismology

3 La propagazione delle onde sismiche all’interno della Terra

L’interno della Terra

LEZIONE 3

111

LEZIONE

Viaggio al centro della Terra

4 Il modello dell’interno della Terra

2. UN MODELLO A GUSCI PER L’INTERNO DELLA TERRA Grazie alle informazioni fornite dalla geochimica e dalla sismologia, gli scienziati hanno potuto costruire un “modello” a involucri concentrici dell’interno della Terra 4 . I gusci che formano il Pianeta (crosta, mantello e nucleo) hanno spessori differenti e sono costituiti da materiali diversi, con densità crescente man mano che si procede verso l’interno.

Crosta È l’involucro più esterno, costituito in gran parte da rocce “leggere” ricche di minerali contenenti silicio e alluminio. La crosta può essere di due tipi: crosta continentale, che forma la massa dei continenti e ha uno spessore medio di 30-40 km (ma arriva fino a 70 km sotto le grandi catene montuose), e crosta oceanica, che costituisce il pavimento degli oceani e ha uno spessore da 5 a 8 km.

PDQWHOOR LQIHULRUH

QXFOHR HVWHUQR

QXFOHR LQWHUQR

Nucleo Inizia a 2900 km di profondità e ha un raggio di quasi 3500 km. È formato da materiali ad altissima temperatura e molto densi, soprattutto leghe metalliche ricche di nichel, ferro e cobalto. Anche il nucleo è formato da due gusci concentrici: il nucleo esterno è allo stato fluido, il nucleo interno è solido. È nel nucleo che ha origine il campo magnetico della Terra.

PERCORSO 2 UNITÀ 1

Mantello È l’involucro intermedio che si estende sotto la crosta, fino a una profondità di 2900 km.

112

Discontinuità di Gutenberg Separa il mantello dal nucleo esterno. La superficie si trova a circa 2900 km di profondità, dove le onde P subiscono una drastica riduzione della velocità, mentre le onde S non possono più propagarsi nei materiali sottostanti.

La dinamica della Terra

Discontinuità di Lehmann Separa il nucleo esterno dal nucleo interno. Si trova a 5155 km di profondità.

TERRA

Le superfici di separazione tra un involucro e l’altro sono chiamate discontinuità: • la discontinuità di Mohorovičić (o Moho) divide la crosta dal mantello; • la discontinuità di Gutenberg divide il mantello dal nucleo esterno; • la discontinuità di Lehmann separa il nucleo esterno dal nucleo interno. Oltre alla distinzione tra crosta, mantello e nucleo, basata sulla composizione chimica dei materiali, i geologi hanno individuato altri due strati che si differenziano per il diverso stato fisico dei materiali. Questi strati sono la litosfera, costituita dai materiali solidi che formano la crosta e la parte superiore del mantello, e l’astenosfera, che si estende sotto la litosfera ed è costituita dai materiali fluidi del mantello. JYVZ[H JVU[PULU[HSL

KEY WORDS crosta crust mantello mantle nucleo core crosta continentale continental crust crosta oceanica oceanic crust discontinuità discontinuity litosfera lithosphere astenosfera asthenosphere

Discontinuità di Mohorovičić (Moho) Separa la crosta dal mantello. Si trova a circa 50 km di profondità, dove le onde sismiche subiscono una brusca accelerazione a causa del cambiamento della composizione delle rocce passando dalla crosta al mantello.

JYVZ[H VJLHUPJH

THU[LSSV Z\WLYPVYL

Litosfera Comprende la crosta e la parte superiore del mantello: ha uno spessore di circa 70 km sotto i fondali oceanici, mentre supera i 100 km in corrispondenza delle aree continentali.

THU[LSSV PUMLYPVYL

Astenosfera È la parte sottostante del mantello, formata da materiali allo stato fluido composti da silicio, ferro e magnesio, che possono muoversi e deformarsi. Raggiunge uno spessore di 200-250 km.

SKILL BOOK

SCIENZE & MAT LA CURVA IPSOGRAFICA

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. Le rocce estratte dalle gallerie minerarie e dai pozzi petroliferi provengono dagli strati più profondi della Terra.

2. La geochimica e la sismologia forniscono informazioni sulla struttura interna della Terra.

3. Quando passano da un materiale a un altro di densità diversa le onde sismiche cambiano velocità.

4. La crosta continentale ha uno spessore medio di 30-40 km.

5. La crosta oceanica si trova sotto i continenti.

6. La discontinuità che separa la crosta dal mantello si chiama Moho.

7. Il nucleo è formato principalmente da alluminio e silicio.

L’interno della Terra

LEZIONE 3

113

LEZIONE

LA DERIVA DEI CONTINENTI E LA TETTONICA A PLACCHE Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5.

Oceani in espansione

SKILL BOOK

PERCORSI PLURIDISCIPLINARI I FONDALI OCEANICI

1 Alfred Wegener (1880-1930)

114

PERCORSO 2 UNITÀ 1

Quale struttura presentano le dorsali oceaniche? Come si formano le rocce della crosta oceanica? In quali area della crosta oceanica si trovano le rocce più antiche? E quelle più recenti? Perché le rocce dei fondali sono magnetizzate? In che modo le rocce della crosta oceanica registrano e conservano le periodiche inversioni del campo magnetico?

1. I CONTINENTI SI SPOSTANO Per secoli gli esseri umani hanno pensato che non vi fosse niente di più immutabile delle forme della superficie terrestre: montagne, oceani, isole erano lì dove erano sempre stati dal momento della loro formazione. Quando però sono stati compiuti, nel corso del XVI secolo, i grandi viaggi di navigazione intorno al mondo e sono state disegnate le prime carte geografiche, ci si è accorti dell’incredibile corrispondenza che esiste, ad esempio, tra i margini dell’Africa e quelli dell’America meridionale. È stato allora che è nata l’ipotesi che i due continenti un tempo avessero fatto parte di un’unica massa continentale. Da queste osservazioni hanno preso forma le prime idee sui movimenti dei continenti. Il primo a formulare una vera e propria teoria scientifica che spiegasse i movimenti dei continenti fu il meteorologo tedesco Alfred Wegener 1 . Egli raccolse numerose prove a sostegno di questa ipotesi, che in seguito è diventata la teoria della deriva dei continenti. Secondo la teoria, i continenti non sono mai rimasti fermi, ma anzi si sono mossi, determinando con i loro spostamenti l’apertura di nuovi oceani e il sollevamento di catene montuose. Wegener sosteneva che, circa 250 milioni di anni fa, sarebbe esistito un unico “supercontinente”, la Pangea, circondato dall’oceano Panthalassa 2 . Successivamente, la Pangea si sarebbe fratturata in grandi blocchi continentali che, andando alla deriva come zattere sul mare, avrebbero raggiunto le posizioni dei continenti attuali. Wegener presentò molte prove a sostegno della sua teoria: • prove geologiche, riguardanti la composizione delle rocce che affiorano sulle coste dell’Africa e dell’America Meridionale; • prove paleontologiche, riguardanti i fossili contenuti nelle rocce dei due continenti; • prove paleoclimatiche, relative alle tracce lasciate da un’antichissima glaciazione avvenuta quando ancora i continenti erano uniti. Tuttavia, quando fu presentata, la teoria della deriva dei continenti non ottenne il favore del mondo scientifico. Molti scienziati si opposero duramente, sollevando numerose critiche riguardanti soprattutto le forze capaci di mettere in movimento le masse continentali. La teoria è stata dimenticata per molti decenni finché, agli inizi degli anni SesLa dinamica della Terra

TERRA

santa del secolo scorso, è stata ripresa in considerazione per l’elaborazione della moderna teoria della tettonica a placche.

KEY WORDS teoria della deriva dei continenti continental drift theory dorsale oceanica mid-ocean ridge espansione dei fondali oceanici seafloor spreading

Panthalassa

an ge a 2 La Pangea

Ricostruzione delle masse continentali che, secondo Wegener, formavano la Pangea circa 250 milioni di anni fa.

2. L’ESPANSIONE DEI FONDALI OCEANICI Grazie alle informazioni raccolte dai sommergibili di profondità, dagli ecoscandagli e dai sonar, oggi possediamo dettagliate mappe dei fondali oceanici che rivelano la presenza di lunghe catene sottomarine di vulcani: sono le dorsali oceaniche. I vulcani delle dorsali hanno un aspetto particolare: sono attraversati longitudinalmente da una lunga frattura (rift valley) dalla quale escono enormi quantità di magma proveniente dal mantello sottostante; raffreddandosi, il magma forma nuovo fondo oceanico, da una parte e dall’altra della dorsale. Queste nuove porzioni di fondo oceanico spingono lateralmente le rocce solidificate in precedenza, provocando l’allargamento del fondo degli oceani. Sulla base di questo processo, lo scienziato americano Harry Hess (1906-1969) ha elaborato una teoria nota come espansione dei fondali oceanici 3 . n corrispondenza delle dorsali oceaniche vi è una continua risalita I di magma dal mantello, che genera nuova crosta oceanica sui due lati della dorsale. b

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I camini idrotermali

3 Come si espandono i fondali oceanici

a. Il magma proveniente dal mantello fuoriesce da spaccature della crosta oceanica. b. Giunto in superficie, il magma si raffredda, spinge lateralmente il materiale già presente e allarga il fondale oceanico. YPM[ ]HSSL`

THNTH PU YPZHSP[H © Casa Editrice G. Principato SpA

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La deriva dei continenti e la tettonica a placche

LEZIONE 4

115

LEZIONE

4 Se la produzione di nuova crosta oceanica è continua, deve esistere un luogo dove la crosta viene consumata e “riassorbita”, dal momento che il volume della Terra non cambia nel tempo. Questo avviene in corrispondenza delle fosse oceaniche, profonde fenditure dei fondali dove la crosta oceanica affonda e ritorna nel mantello. La teoria dell’espansione dei fondali è stata ulteriormente confermata negli anni seguenti dagli studi sul magnetismo terrestre. In particolare, i dati sul magnetismo fossile delle rocce affioranti ai due lati della dorsale medio-atlantica hanno consentito di stabilire l’età della crosta oceanica dell’Oceano Atlantico: le rocce che formano il fondale hanno un’età compresa tra i 150 e i 200 milioni di anni; l’età aumenta progressivamente procedendo dalle dorsali alle coste dei continenti.

3. LE PLACCHE LITOSFERICHE La scoperta dell’espansione dei fondali oceanici, insieme a molte delle idee di Wegener, sono state riprese dalla moderna teoria della tettonica a placche. Formulata alla fine degli anni Sessanta del secolo scorso, questa teoria spiega gli spostamenti dei continenti e le deformazioni della crosta terrestre attribuendoli ai movimenti delle placche (o zolle).

KEY WORDS fossa oceanica oceanic trench teoria della tettonica a placche plate tectonics theory placca plate

e placche sono porzioni di litosfera che si muovono sullo strato di L rocce fluide dell’astenosfera.

A differenza di quanto ipotizzato da Wegener, secondo la teoria della tettonica a placche a muoversi non sono i continenti, bensì le placche. La litosfera è suddivisa in circa 20 placche, grandi e piccole, ciascuna delle quali si muove rispetto a quelle vicine 4 . Due placche a contatto tra loro possono allontanarsi, scontrarsi o scorrere l’una accanto all’altra. GRUVDOH GL 5H\NMDYķN SODFFD HXUDVLDWLFD

SODFFD HXUDVLDWLFD

SODFFD GHOOH )LOLSSLQH

SODFFD GL -XDQ GH )XFD

4 Le placche litosferiche

b. Margini convergenti

GRUVDOH b. Margini DUDER LQGLDQD convergenti SODFFD LQGRDXVWUDOLDQD

c. Margini trascorrenti

GRUVDOH LQGR DQWDUWLFD

Margini ascorrenti

116

SODFFD DGULDWLFD

SODFFD FDUDLELFD

1 La dinamica della Terra PERCORSO 2 UNITÀ H 4HYNPUP KP]LYNLU[P

c. Margini trascorrenti

SODFFD GL 1D]FD

SODFFD DQWDUWLFD

I 4HYNPUP JVU]LYNLU[P

SODFFD WXUFD

SODFFD DIULFDQD

SODFFD GHO 3DFLILFR

GRUVDOH SDFLILFD RULHQWDOH

SODFFD HJHD

SODFFD DUDELFD

SODFFD GL &RFRV

a. Margini divergenti

. Margini ivergenti

GRUVDOH PHGLR DWODQWLFD

SODFFD QRUGDPHULFDQD

SODFFD VXGDPHULFDQD

GRUVDOH LQGLDQD RFFLGHQWDOH SODFFD GHOOD 1XRYD 6FR]LD

TERRA

In base ai movimenti reciproci delle placche i loro margini, cioè i bordi che le delimitano, possono essere: • divergenti, quando le placche si allontanano, come accade lungo le dorsali oceaniche; • convergenti, quando le placche si scontrano, come avviene lungo le fosse oceaniche o in corrispondenza delle catene montuose; • trascorrenti, quando le placche scivolano l’una rispetto all’altra lungo una faglia. La teoria della tettonica a placche costituisce una grande rivoluzione in geologia: oggi si ritiene che i movimenti reciproci delle placche litosferiche siano la causa principale dei fenomeni vulcanici e sismici, della formazione delle catene montuose e delle isole vulcaniche. Anche la particolare disposizione dei vulcani e degli ipocentri dei terremoti nonché l’andamento delle catene montuose corrispondono ai margini delle placche litosferiche: è proprio qui, infatti, che si concentrano i movimenti delle placche (si allontanano, si scontrano oppure scorrono l’una accanto all’altra).

I margini delle placche

SKILL BOOK

CLIL A VOLCANIC ISLAND

4. IL “MOTORE” DELLE PLACCHE Che cosa fa muovere le placche? La Terra possiede un’energia termica interna che si manifesta in tanti modi diversi: eruzioni vulcaniche, sorgenti di acqua calda, temperature elevate nei pozzi e nelle miniere. Anche le gigantesche forze che mettono in movimento le placche litosferiche sono manifestazioni di questa energia. Scendendo nelle profondità della crosta terrestre, infatti, si registra un progressivo aumento della temperatura, mediamente di 3 °C ogni 100 m. I geologi, tuttavia, ritengono che all’interno della Terra la temperatura non superi i 5400 °C. Il calore proveniente dall’interno della Terra si propaga nelle rocce per conduzione e convezione: il passaggio del calore per conduzione è molto lento perché le rocce non sono buone conduttrici; la convezione, che coinvolge i materiali fluidi, è invece un processo di trasporto di calore più rapido e imponente. I geologi pensano che nell’astenosfera esistano numerose celle convettive, enormi masse di magma incandescente che risalgono in corrispondenza delle dorsali oceaniche e si spostano verso le fosse oceaniche, trascinando nel loro movimento le placche litosferiche 5 .

crosta oceanica

dorsale

crosta continentale mantello superiore

zona di subduzione

mantello inferiore

nucleo esterno fluido nucleo interno solido

5 Modello delle celle convettive

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. Secondo la teoria della deriva dei continenti la crosta terrestre è suddivisa in placche in movimento fra loro.

2. Le dorsali oceaniche sono lunghe catene sottomarine di vulcani che attraversano tutti gli oceani.

3. In corrispondenza delle catene montuose il margine tra due placche è di tipo convergente.

4. Le celle convettive situate nell’astenosfera trascinano i continenti.

La deriva dei continenti e la tettonica a placche

LEZIONE 4

117

VISUAL

Dove si muove lA litosferA Le placche sono in continuo movimento, ma le principali interazioni tra di esse avvengono lungo i loro margini. È proprio qui che si formano nuove catene montuose, si aprono gli oceani e si concentrano gran parte dei vulcani attivi e dei fenomeni sismici.

fossa oceanica

arco vulcanico insulare

crosta continentale

Lungo due margini convergenti, la litosfera viene trascinata in profondità da una placca che si flette sotto un’altra (subduzione). Quando lo scontro avviene tra due placche oceaniche, una delle due affonda sotto l’altra, determinando la formazione di una fossa molto profonda. A circa 700 km di profondità, le rocce fondono e risalgono in superficie formando dei vulcani sottomarini che, emergendo, danno origine a un arco vulcanico insulare.

crosta oceanica litosfera

litosfera oceanica in subduzione

fusione parziale

100 km astenosfera

La cordigliera delle Ande è un arco vulcanico continentale.

Il Giappone è un arco vulcanico insulare.

MARGINI CONVERGENTI TRA UNA PLACCA OCEANICA E UNA PLACCA CONTINENTALE Quando una placca oceanica si scontra con una placca continentale, la prima, formata da rocce più pesanti, si immerge sotto la seconda. Si origina una fossa a ridosso del continente; la placca che si immerge fonde e il magma che risale forma un arco vulcanico continentale, cioè un allineamento di vulcani sul margine esterno del continente.

MARGINI CONVERGENTI TRA DUE PLACCHE OCEANICHE

fossa oceanica

arco vulcanico continentale

crosta oceanica litosfera litosfera oceanica in subduzione fusione parziale

100 km astenosfera

118

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

TERRA catena montuosa

MARGINI CONVERGENTI TRA DUE PLACCHE CONTINENTALI

litosfera continentale litosfera continentale 100 km

MARGINI DIVERGENTI

Lungo i margini divergenti avviene l’allontanamento tra due placche e si forma nuova crosta oceanica. Lungo le dorsali oceaniche, dove il fondo oceanico è in espansione, si localizzano numerosi terremoti. L’Islanda si trova in corrispondenza del margine divergente della dorsale medio-atlantica.

astenosfera

Quando la collisione si verifica tra due placche continentali, nessuna delle due può immergersi completamente sotto l’altra. I margini delle placche si scontrano e vengono sollevati, determinando la formazione di una catena montuosa. Questo processo, che si è ripetuto molte volte sulla superficie della Terra, è chiamato orogenesi. La catena dell’Himalaya è il risultato della collisione tra due placche continentali.

crosta continentale

crosta oceanica

dorsale oceanica

fossa oceanica

magma in risalita astenosfera

MARGINI TRASCORRENTI Le placche possono anche muoversi scivolando le une accanto alle altre lungo margini trascorrenti, senza formazione o riassorbimento di crosta. La faglia di San Andreas, in California, è il margine trascorrente tra la placca nordamericana e quella del Pacifico.

DOVE SI MUOVE LA LITOSFERA

VISUAL

119

LEZIONE

I FOSSILI Attività capovolta

VIDEO

Guarda il video e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4.

In quali ambienti è favorita la formazione dei fossili? Che cosa può accadere a un organismo dopo la sua morte? Quali sono le fasi del processo di fossilizzazione? Quali informazioni può fornire un fossile che riproduce il modello interno di un organismo? E il modello esterno? 5. In che modo i fossili vengono portati in superficie?

Come si formano i fossili

1 Di solito si conservano le parti più dure e resistenti degli organismi, come conchiglie (a), ossa e rivestimenti esterni (b). Molto più rare sono le impronte lasciate dall’organismo (c).

1. ORGANISMI DI OGGI E ORGANISMI DEL PASSATO Gli organismi esistono sulla Terra in un numero straordinario di specie. Quelle classificate fino a oggi sono circa due milioni, ma i biologi ritengono che siano solo una piccola parte di tutte le specie esistenti. Gli organismi che vediamo intorno a noi sono sempre stati gli stessi anche milioni di anni fa? Una risposta a questa domanda ci viene fornita dai fossili. fossili sono resti, impronte o tracce di organismi vissuti nel I passato, conservati all’interno delle rocce 1 .

a paleontologia è la scienza che studia i fossili e, per mezzo di L essi, ricostruisce la storia della vita sulla Terra.

120

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

TERRA

I fossili possono essere considerati delle vere e proprie “fotografie” delle forme di vita che popolavano la Terra milioni di anni fa. I fossili contenuti nelle rocce più recenti hanno maggiori somiglianze con gli organismi attuali, mentre quelli conservati nelle rocce più antiche ci mostrano organismi spesso molto diversi da quelli che conosciamo e che oggi non esistono più. Questo fatto è una delle prove più convincenti che gli organismi non sono sempre stati gli stessi, ma si sono trasformati nel tempo attraverso modificazioni successive.

KEY WORDS fossile fossil paleontologia paleontology fossilizzazione fossilization

2. LA FOSSILIZZAZIONE Se vogliamo avere qualche possibilità di ritrovare dei fossili, dobbiamo cercarli all’interno delle rocce sedimentarie, particolari tipi di rocce che si formano per accumulo e successiva compattazione di frammenti di rocce preesistenti. Perché si possano formare i fossili, infatti, è necessario che i resti degli organismi, subito dopo la morte, vengano sepolti e inglobati da sedimenti come sabbia e argilla, che sono abbastanza fini da non danneggiarli. Le parti molli degli organismi vengono attaccate da altri esseri viventi (in particolare batteri), che decompongono i loro tessuti. Le parti dure del corpo, come i gusci, le ossa e i denti resistono più a lungo, ma alla fine anch’esse vengono disciolte dalle sostanze chimiche presenti nell’acqua oppure frantumate. Per tutte queste ragioni si capisce che la formazione di un fossile è un fenomeno raro, che si verifica solo in situazioni particolari. Il processo di fossilizzazione consiste nella sostituzione della materia organica che forma i tessuti con i sali minerali disciolti nelle acque 2 . 1. Morte dell’organismo Le spoglie degli animali morti cadono sul terreno o sul fondo del mare, di un lago, di uno stagno.

3. Fossilizzazione Nel corso del tempo i sedimenti si trasformano in rocce sedimentarie compatte. I resti degli organismi subiscono profonde trasformazioni e le parti più dure e resistenti diventano fossili.

2 Dalla morte dell’ organismo all’ affioramento del fossile

2. Deposizione Se la deposizione di sedimenti (ad esempio sabbia e argilla) è abbondante, le spoglie vengono rapidamente sepolte e preservate dalla distruzione.

4. Affioramento Successivi eventi geologici, ad esempio il sollevamento della crosta terrestre o un’intensa erosione, possono fare affiorare i fossili.

I fossili

LEZIONE 5

121

LEZIONE

5 I diversi tipi di sali minerali che prendono il posto della sostanza organica formano un fossile mineralizzato che riproduce la struttura dell’organismo 3 a . La sostanza organica può essere distrutta, mentre le parti dure e resistenti lasciano un calco, un’impronta esterna nei sedimenti che le avvolgono 3 b . Quando i sedimenti si accumulano all’interno della cavità che si crea dopo la decomposizione delle parti molli, si forma un modello interno dell’organismo che ne riproduce la struttura interna 3 c .

3 Ammonite mineralizzata (a),

impronta esterna di una conchiglia (b) e modello interno di una conchiglia (c).

3. I METODI PER DATARE LE ROCCE La geologia storica si occupa di ricostruire le tappe della storia della Terra utilizzando i “materiali” di cui è fatto il Pianeta, cioè le rocce e i fossili che contengono. Questa disciplina utilizza due metodi diversi: la datazione relativa e la datazione assoluta. I fossili rappresentano un valido strumento per attribuire un’età alle rocce nelle quali sono contenuti. Come anticipato, essi si formano in prevalenza nelle rocce sedimentarie che hanno una caratteristica: essere organizzate in strati. In una successione verticale di strati di rocce sedimentarie, gli strati alla base si sono formati prima di quelli che stanno sopra. In base allo stesso principio, anche i fossili contenuti negli strati inferiori della roccia sono più antichi di quelli presenti negli strati superiori 4 . strati più recenti

E D 4 Una successione verticale di strati di rocce sedimentarie

Ogni strato è più antico di quello soprastante e più recente di quello sottostante. Di conseguenza, i fossili ad esempio dello strato C sono più antichi di quelli dello strato D ma più recenti di quelli dello strato B.

122

PERCORSO 2 UNITÀ 1

C B

strati più antichi

La dinamica della Terra

TERRA

Questo metodo di datazione, che utilizza la sequenza delle rocce sedimentarie e il loro contenuto in fossili, è chiamato datazione relativa. Il metodo permette di stabilire l’età relativa di rocce e fossili, cioè quali sono i più antichi e quali i più recenti, ma non di determinare l’età precisa della loro formazione. I metodi radiometrici di datazione assoluta permettono di stabilire con una certa precisione l’età di formazione di rocce e fossili in base alla quantità di isotopi radioattivi residui che contengono. Alcuni elementi, infatti, per raggiungere una maggiore stabilità chimica, emettono particolari tipi di radiazioni, trasformandosi in altri elementi più stabili attraverso un processo chiamato decadimento radioattivo. Misurando il rapporto tra la quantità di isotopo originaria e la quantità dell’elemento stabile non più radioattivo è possibile calcolare il tempo che intercorre dal momento della formazione della roccia a oggi.

EONI

PERIODI

ETÀ (milioni di anni fa)

0,01 0,8 1,5 2

Terziario

65 ERA MESOZOICA

FANEROZOICO

ERA CENOZOICA

Quaternario

4. LA SCALA DEI TEMPI GEOLOGICI

Cretaceo

130 Giurassico

204 Triassico

252

ERA PALEOZOICA

Permiano

300

Carbonifero

360

Devoniano

415

Siluriano

440

Ordoviciano

490

Cambriano

PRECAMBRIANO

La grande varietà di informazioni sui fossili raccolte dai paleontologi ha permesso di stabilire che l’età della Terra è di circa 4,6 miliardi di anni e che le prime forme di vita comparvero circa 3,5 miliardi di anni fa 5 . La storia della Terra, dalla sua formazione fino ai giorni nostri, è stata divisa in spazi temporali di diversa durata: gli eoni, più lunghi, divisi a loro volta in ere, ciascuna delle quali è suddivisa in periodi. Il Precambriano ha inizio circa 4,6 miliardi di anni fa, con la formazione della prima crosta terrestre, e si conclude 542 milioni di anni fa quando i mari si popolano di organismi con guscio rigido che diventeranno i primi veri fossili. Il Precambriano è suddiviso nei tre eoni: Adeano, Archeano e Proterozoico. I nomi delle ere sono: • era paleozoica (da 542 milioni a 252 milioni di anni fa); • era mesozoica (da 252 a 65 milioni di anni fa); • era cenozoica (da 65 milioni di anni fa a oggi).

ERE

542

Proterozoico

2500 Archeano

4000 Adeano

4600

5 La scala dei tempi geologici

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Rispondi alle domande. 1. Quali informazioni forniscono i fossili? 2. In quali tipi di rocce si possono trovare i fossili? 3. Quali sono i principali tipi di fossili? © Casa Editrice G. Principato SpA

I fossili

LEZIONE 5

123

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

LEZIONI in MP3

I VULCANI

Un vulcano è una spaccatura della crosta terrestre da cui escono lava, gas, vapore acqueo e materiali solidi. Mappa 1

I vulcani

VULCANI

edificio vulcanico

da quali parti sono costituiti?

camino focolaio magmatico uno o più crateri

LEZIONE

la parte esterna e superficiale attraverso cui risale il magma in cui si raccoglie il magma da cui fuoriesce la lava

che composizione può avere la lava?

basica, a basso contenuto di silicati

acida, ad alto contenuto di silicati

che tipo di eruzione produce?

effusiva

esplosiva

che tipo di edificio vulcanico si forma?

vulcano a scudo

strato-vulcano

I TERREMOTI

La litosfera, lo strato più esterno della Terra, è suddivisa in grandi blocchi in movimento. Le rocce, sottoposte a questi movimenti, accumulano energia e possono fratturarsi. La fratture lungo le quali i blocchi rocciosi scivolano l’uno sull’altro si chiamano faglie. Mappa 2

Il terremoto

TERREMOTO

che cos’è?

una rapida vibrazione del terreno

dove ha origine?

onde P si propagano all’interno della Terra, nei materiali solidi, nei liquidi e nei gas

nell’ipocentro

come si propaga?

sotto forma di onde sismiche

che tipi di onde sismiche esistono?

onde S

onde superficiali

si propagano all’interno della Terra, solamente nei solidi

si propagano sulla superficie terrestre, a partire dall’epicentro

La scala più usata per la misura dei terremoti è la scala Richter, che considera la magnitudo, cioè la quantità di energia che si libera nell’epicentro. La scala Mercalli, invece, misura gli effetti di un terremoto sugli edifici e sulle persone.

124

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

TERRA

LEZIONE

L’INTERNO DELLA TERRA

L’interno della Terra ha una struttura a involucri concentrici di diversa composizione chimica. Gli strati della Terra

STRATI DELLA TERRA

Mappa 3

crosta

mantello

nucleo

formata da rocce ricche di silicio e alluminio

formato da rocce ricche di ferro e magnesio

formato da materiali ad altissima temperatura e molto densi

Se si considera invece lo stato fisico dei materiali, l’interno della Terra viene diviso in litosfera, solida, e astenosfera, formata da materiali fluidi.

LEZIONE

LA DERIVA DEI CONTINENTI E LA TETTONICA A PLACCHE

Secondo la teoria della deriva dei continenti, circa 250 milioni di anni fa i continenti erano riuniti in un’unica massa, la Pangea, circondata da un unico oceano, la Panthalassa. In seguito la Pangea si sarebbe divisa in blocchi che si sarebbero allontanati gli uni dagli altri fino a formare gli attuali continenti. Secondo la teoria dell’espansione dei fondali oceanici, il magma che fuoriesce dalle dorsali si raffredda e forma nuova crosta oceanica; contemporaneamente, la vecchia crosta affonda nel mantello in corrispondenza delle fosse oceaniche, fonde e torna a essere magma. La teoria della tettonica a placche divergenti la litosfera è divisa in circa 20 placche in continuo movimento

LEZIONE

che cosa afferma?

TEORIA DELLA TETTONICA A PLACCHE

come possono essere i margini che delimitano due placche vicine?

Mappa 4

le placche si allontanano l’una dall’altra

convergenti

le placche si scontrano

trascorrenti

le placche scivolano l’una rispetto all’altra

I FOSSILI

I fossili sono i resti o le tracce di un organismo vissuto nel passato che si sono conservati all’interno delle rocce sedimentarie. Il processo di formazione di un fossile è detto fossilizzazione. Il metodo di datazione relativa stabilisce quali sono i fossili più antichi in una successione di strati di rocce; quello di datazione assoluta permette di stabilire l’età di formazione del fossile. La scala dei tempi geologici

SCALA DEI TEMPI GEOLOGICI

come si chiamano gli intervalli di tempo?

eoni

Paleozoico

ere

Mesozoico

periodi

Cenozoico

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ 1

Mappa 5

125

UNITÀ

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

●

placche

●

terremoti

●

Test interattivi

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. astenosfera

alla prova

3. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. Il focolaio magmatico:

vulcani

1 è il luogo da cui fuoriesce il magma. La litosfera

2 è una cavità in cui ribolle la lava.

Mappa interattiva

3 è la cavità di raccolta del magma. 4 è il camino percorso dal magma per uscire dal vulcano. b. Il punto sulla superficie terrestre da cui si propaga un terremoto si chiama:

è divisa in circa 20 che si muovono sull’

1 epicentro.

e lungo i loro margini

2 ipocentro. 3 faglia.

si concentra la maggior parte dei

4 onda sismica. c. La propagazione delle onde sismiche è studiata dalla:

e hanno origine i

1 paleontologia.

2. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F).

2 sismologia. 3 geochimica.

a. Le lave basiche contengono ridotte quantità di silicati.

b. I vulcani eruttano lava, materiali solidi e materiali gassosi.

4 vulcanologia. d. La composizione delle rocce sulle coste dell’Africa e dell’America Meridionale è una prova della teoria: 1 dell’espansione dei fondali oceanici.

c. Un terremoto consiste in una rapida vibrazione del terreno.

2 della deriva dei continenti.

d. Le onde sismiche S sono le più veloci.

3 della tettonica a placche.

e. La crosta continentale forma il pavimento degli oceani.

f. Il nucleo è la parte più interna della Terra.

g. La Pangea era un’unica massa continentale.

h. Lungo i margini divergenti le placche continentali si scontrano.

4. Sottolinea il termine corretto tra i due proposti.

a. Le eruzioni esplosive /effusive emettono lave acide.

b. L’interno della Terra è diviso in litosfera e astenosfera /mantello.

i. Le placche sono mosse dalle celle convettive. l. I fossili sono resti di organismi vissuti nel passato.

126

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

V V

4 sia 1 sia 3. e. I processi di fossilizzazione si verificano: 1 in pochi giorni. 2 dopo la morte dell’organismo. 3 solo sulle parti molli. 4 solo sulle conchiglie.

TERRA c. La scala Mercalli /Richter misura i danni provocati da un sisma a cose e persone.

8. Completa il disegno. astenosfera ● crosta continentale ● crosta oceanica ● discontinuità di Gutenberg ● discontinuità di Lehmann ● discontinuità di Mohorovičic’ ● litosfera ● mantello ● nucleo esterno ● nucleo interno

d. Wegener /Hess ha elaborato la teoria dell’espansione dei fondali oceanici. e. Le ere sono suddivise in periodi/eoni. 5. Sottolinea i termini che riguardano la dinamica terrestre. astenosfera ● idrosfera ● litosfera ● discontinuità ● biosfera ● onde sismiche ● margine di placca ● ecologia 6. Completa le frasi con i termini corretti. astenosfera ● dorsali oceaniche ● rift valley ● trascorrenti

●

paleoclimatica

a. L’ è formata da materiali allo stato fluido composti da silicio, ferro e magnesio. b. La prova della deriva dei continenti si basa sulle tracce di un’antica glaciazione. c. La nuova crosta oceanica si forma in corrispondenza delle

d. I vulcani delle dorsali sono attraversati longitudinalmente da una frattura detta . e. Lungo i margini scivolano l’una a fianco all’altra.

le placche

7. Collega i termini con la definizione corretta. 1

a Edificio vulcanico poco ripido.

Camino vulcanico

2 Vulcano a scudo

b Grafico che descrive le onde sismiche.

3 Sismogramma

c Fossile che riproduce la forma esterna di un organismo.

4 Gutenberg

d Porzioni di litosfera che si muovono sull’astenosfera.

5 Tsunami 6 Placche tettoniche 7

e Discontinuità tra mantello e nucleo.

Calco

f Zona di risalita del magma. g Onda anomala di eccezionali dimensioni.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

127

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

9. Osserva i disegni e rispondi alle domande.

a. Quale disegno rappresenta il profilo di un vulcano che emette lava molto fluida? figura 4.03 a+b

b. Quale disegno rappresenta il profilo di un vulcano che emette lava viscosa? c. Quale dei due vulcani avrà un’eruzione esplosiva? d. Come si chiamano le due tipologie di vulcani raffigurate? e. Sai fare alcuni esempi di questi tipi di vulcani?

10. Osserva il disegno e rispondi alle domande. a. Che cosa mostra l’immagine? b. Quale studioso ha ideato questa ricostruzione? c. Che cosa è successo, in seguito, alle masse continentali?

d. Perché questa spiegazione non è ritenuta valida? 11. L a carta mostra la distribuzione degli ipocentri dei terremoti. Osservala e rispondi alle domande. a. Che tipo di terremoti si localizza lungo le dorsali oceaniche?

b. Metti a confronto questa carta con quella che mostra le placche litosferiche: quali considerazioni puoi fare?

r s al

d ioa tlant ic a

c. Dove sono localizzati gli ipocentri profondi? profondi intermedi superficiali

128

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

TERRA 12. Costruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD

FOCUS

test

13. Osserva la mappa della distribuzione dei vulcani in Italia e rispondi alle domande.

vulcani attivi vulcani attivi in epoca storica

a. Quali sono i vulcani attivi in Italia? b. Che tipi di vulcani sono quelli di Ischia, dei Campi Flegrei e di alcune delle isole dell’arcipelago delle Eolie? c. Dove si concentra la maggior parte dei vulcani estinti? d. Dove si concentra la maggior parte dei vulcani sottomarini?

vulcani sottomarini complessi vulcanici attivi fino a meno di 1,8 milioni di anni fa, oggi estinti Monte Amiata Monte Vulsini Cimino Albani Vicano Ernici Sabatini Roccamorfina Flegrei Vulture Ischia Vesuvio Procida

e. Si può definire l’Italia un territorio vulcanico?

Stromboli Eolie Lipari

Vulcano Etna

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 1

129

UNITÀ

COMPETENZE

alla prova

COMPETENZA 3 ➜ COMPETENZA MATEMATICA E COMPETENZE IN SCIENZE, TECNOLOGIE E INGEGNERIA Capacità di spiegare il mondo che ci circonda usando l’insieme delle conoscenze e delle metodologie, comprese l’osservazione e la sperimentazione, per identificare le problematiche e trarre conclusioni.

IL PARADOSSO DEL NUCLEO DELLA TERRA: PERCHÉ È SOLIDO? Ridotto e adattato da www.focus.it

Con la tecnologia di cui disponiamo, la struttura interna del Pianeta è a tutti gli effetti qualcosa che sfugge alle nostre possibilità di esplorazione diretta. Le tecnologie di perforazione messe a punto in questi anni per raggiungere profondi giacimenti petroliferi ci permettono di arrivare a circa 10 km al di sotto della superficie terrestre, e il pozzo più profondo mai raggiunto ci ha portati a poco più di 12 km di profondità. Il quadro che abbiamo di ciò che sta sotto i nostri piedi è dunque stato dedotto indirettamente dallo studio delle onde sismiche dei grandi terremoti, che hanno percorso in lungo e in largo l’intero Pianeta e che sono state registrate da centinaia di precisi sismografi posti in tutto il mondo. Da tempo sappiamo che il nucleo della Terra è composto da due strati: uno esterno liquido e uno interno solido (sono sempre le onde sismiche a raccontarlo). Nello strato liquido, fatto principalmente da ferro e in percentuale molto minore da nichel, la temperatura raggiunge i 3000 °C. Più all’interno c’è il “nocciolo duro” del nucleo, solido, composto quasi esclusivamente da ferro: qui le temperature arrivano a 5400 °C. Si tratta di un quadro morfologico ampiamente condiviso: sono tante le informazioni che lo confermano. Tutto chiaro, allora? No. Prova a rispondere! 1. Quali metodi di indagine hanno permesso di conoscere l’interno della Terra? 2. Da quali elementi è formato il nucleo terrestre?

130

PERCORSO 2 UNITÀ 1

La dinamica della Terra

C’è in tutto questo un fattore relativamente poco approfondito, perché difficile da trattare, e riguarda il modo con il quale si è formato il nucleo solido. Il problema è stato riportato all’attenzione dei geofisici da Matthew Willard e altri ricercatori della Case Western Reserve University (Cleveland, USA). Ludovic Huguet, del gruppo di ricerca, spiega in questo modo la questione: alle pressioni e temperature che sussistono in prossimità del nucleo, «affinché il ferro del nucleo liquido possa essersi solidificato, sarebbe stato necessario che la temperatura scendesse di un migliaio di gradi, ma se ciò fosse avvenuto si sarebbe solidificato l’intero nucleo, non solo una parte, e questo non è accaduto». In laboratorio è già stata dimostrata la possibilità di generare un nucleo solido all’interno di un nucleo ferroso liquido (inserendovi frammenti solidi) senza dover abbassare in modo significativo la temperatura, ma... può succedere anche a livello planetario? Sembra improbabile che un grande blocco di mantello possa essere finito nel nucleo: al più, si potrebbe ipotizzare che molti pezzi di mantello siano precipitati verso il centro, ma dovrebbe essere avvenuto in tempi molto rapidi... Ma perché avrebbe dovuto accadere? È una domanda senza risposta, almeno per adesso.

3. In che cosa consiste il “paradosso del nucleo”? 4. Quali ipotesi sono state avanzate per spiegare lo stato fisico degli strati che formano il nucleo? © Casa Editrice G. Principato SpA

WHAT IS PLATE TECTONICS?

ALFRED WEGENER

KEY WORDS mountain-building formazione delle montagne

COMPREHENSION EXERCISES 1. Answer the following questions. a. Why is plate tectonics a unifying theory?

b. What is the driving force of plate tectonics? c. What is the difference between the lithosphere and the asthenosphere?

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 1

131

COMPETENZE ALLA PROVA

Plate tectonics is a unifying theory which explains several features and processes we find on Earth. It combines two previous theories, continental drift and seafloor spreading, in a unifying picture of the geologic evolution of our planet. In short, it states that the lithosphere, comprising the whole crust together with the uppermost part of the mantle, is divided into a number of plates. Each plate moves on the plastic asthenosphere, a partially molten and plastic layer in the upper mantle, more or less independently to collide with, slide under, or move past adjacent plates. Plate tectonics affects life on Earth and also human life in several ways. First of all, it generates earthquakes and volcanism, then it causes mountain-building and, last but not least, it induces recycling of elements between the geosphere and the biosphere. The problem of an engine able to move continents was brilliantly solved with the discovery of convective cells within the asthenosphere. While Wegener thought about continents drifting on the oceanic crust, the new discoveries showed that it was the rigid lithosphere that slid over the plastic asthenosphere.

Listening

CLIL

TERRA

UNITÀ

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

CONOSCENZE E ABILITÀ Sapere che cos’è un minerale. Descrivere le caratteristiche fisiche dei minerali. Spiegare con quali criteri sono classificati i minerali. Sapere che cos’è una roccia. Spiegare come si formano le rocce magmatiche e come si classificano. Illustrare i processi che portano alla formazione delle rocce sedimentarie. Descrivere i fenomeni di metamorfismo. Descrivere i principali tipi di rocce metamorfiche. Spiegare i processi di erosione e sedimentazione delle rocce.

lezione 1

I MINERALI

lezione 2

LE ROCCE

lezione 3

LE TRASFORMAZIONI DELLE ROCCE

LEZIONI in ANTEPRIMA

COMPETENZE Acquisire la consapevolezza che i processi che portano alla formazione delle risorse minerarie ed energetiche della crosta terrestre avvengono in milioni di anni. Sviluppare la capacità di osservare un campione di minerale o di roccia per individuare gli elementi utili alla sua classificazione. Essere consapevoli che le rocce della litosfera sono sottoposte a continue trasformazioni che avvengono in tempi molto lunghi. Saper individuare nelle forme del paesaggio il risultato dei processi di erosione e sedimentazione. RIPASSIAMO CON LE MAPPE CONOSCENZE e ABILITÀ alla prova COMPETENZE alla prova Il dissesto idrogeologico in Italia

CLIL The Giant’s Causeway

132

TERRA

Ci interess

Lo sfruttamento delle risorse della crosta terrestre ha segnato la storia dell’umanità, tanto che alcune epoche portano il loro nome: ? é l’età della pietra, l’età del rame, l’età del ferro. La storia più recente è Perch stata segnata dall’uso delle risorse energetiche: l’era del carbone, iniziata circa nel 1600, è durata più di due secoli, seguita poi dall’era del petrolio, nella quale stiamo ancora vivendo. Vi sono, però, due problemi legati alle risorse della crosta: i loro giacimenti non sono distribuiti in maniera uniforme ma si concentrano in alcune aree; sono esauribili in quanto, una volta sfruttati, hanno bisogno di milioni di anni per potersi ricostituire. Questo fatto è particolarmente grave per i minerali rari, che sono indispensabili per la produzione di computer, cellulari e tablet: lo sfruttamento dei loro giacimenti è la causa di guerre sanguinose, specialmente in Africa. Ecco perché oggi è importante la raccolta e il riciclo anche dei rifiuti elettronici: prima di gettare un vecchio cellulare o il computer ormai superato pensa ai minerali rari che si potrebbero recuperare con un corretto riciclaggio!

rocce metamorfiche

silicati

sedimentazione

ciclo

rocce sedimentarie

reticolo cristallino

non silicati

TAG CLOUD

erosione

rocce magmatiche

delle rocce

minerali

133

LEZIONE

I MINERALI

HTML

Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

La classificazione dei minerali

1 Gli elementi chimici più abbondanti nella crosta terrestre

Con quale criterio sono classificati i minerali? Come viene classificato il minerale salgemma, meglio conosciuto come “sale da cucina”? Qual è la caratteristica principale degli elementi nativi? In quale gruppo si trova un minerale molto comune, il quarzo? In quale gruppo di minerali è contenuto il carbonio? Che cosa hanno in comune i minerali che appartengono ai gruppi dei solfuri e dei solfati?

1. UNA CROSTA DI POCHI ELEMENTI La crosta terrestre, che forma la parte superiore della litosfera, è di vitale importanza per le attività umane, perché fornisce una grande quantità di risorse: dai minerali utili, alle rocce da costruzione, alle risorse energetiche come petrolio e carbone. Più del 90% della crosta è costituito fondamentalmente da otto tipi di atomi soltanto, cioè da una parte molto piccola dei 92 elementi presenti in natura. L’ossigeno costituisce quasi la metà del peso della crosta terrestre; il resto è costituito quasi completamente da silicio, alluminio, ferro, calcio, sodio, potassio e magnesio 1 . Gli elementi chimici che formano la crosta terrestre si trovano raramente da soli, cioè allo stato puro. Quasi sempre sono combinati tra loro a costituire dei composti inorganici: i minerali. altri 2,1%

magnesio (Mg) 2,1% potassio (K) 2,5%

ossigeno (O) 46,5%

sodio (Na) 2,8%

minerali sono sostanze allo I stato solido caratterizzate da una composizione chimica ben determinata che si può esprimere con una formula chimica.

calcio (Ca) 3,5% ferro (Fe) 5,0%

alluminio (Al) 8,0%

silicio (Si) 27,5%

134

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

Un composto allo stato solido è un minerale se: • è inorganico, cioè non è direttamente prodotto dall’attività degli organismi; • possiede particolari proprietà fisiche; • gli atomi o gli ioni che lo compongono si collocano secondo una precisa disposizione spaziale. La maggior parte dei minerali si presenta allo stato solido cristallino. Questo significa che gli atomi o gli ioni che li formano si dispongono © Casa Editrice G. Principato SpA

TERRA

secondo una particolare struttura geometrica tridimensionale, chiamata reticolo cristallino. Ciascun tipo di minerale ha un proprio reticolo cristallino, che ne determina la forma e le proprietà fisiche 2 . È il reticolo cristallino che fa in modo che ogni cristallo abbia un aspetto tipico, regolare e geometrico, con un numero fisso di facce che si intersecano formando sempre gli stessi angoli. 2 Due reticoli cristallini

a. Il reticolo cristallino del salgemma è di forma cubica ed è formato da ioni positivi di sodio, Na+, e ioni negativi di cloro, Cl-. b. Il reticolo cristallino della grafite è di forma esagonale ed è formato da strati sovrapposti costituiti da atomi di carbonio, C.

Cl – Na + a reticolo cristallino del salgemma C

b reticolo cristallino della grafite

Nella crosta si trovano anche minerali amorfi che, al contrario dei minerali cristallini, U11 F011 presentano una disposizione disordinata dei loro costituenti. Tutti i minerali, prima di diventare solidi, sono dei fluidi più o meno caldi: la diversa disposizione delle molecole nei minerali cristallini e in quelli amorfi dipende dalla velocità con cui essi si sono solidificati. Infatti, se il raffreddamento del fluido originario è lento e avviene in milioni di anni, le molecole si dispongono in una struttura cristallina. Al contrario, se il raffreddamento del fluido è rapido, le molecole non hanno il tempo di organizzarsi e rimangono con una disposizione disordinata 3 .

KEY WORDS minerale mineral reticolo cristallino crystal structure

3 Uguali per composizione, diversi per struttura

La silice (SiO2) è un composto molto comune che esiste sia sotto forma di quarzo (a), un minerale cristallino, sia sotto forma di opale (b), un minerale amorfo. © Casa Editrice G. Principato SpA

I minerali

LEZIONE 1

135

LEZIONE

1 2. LA CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI I minerali sono classificati in base alla loro composizione chimica. Questo criterio permette di suddividerli in due grandi gruppi: i silicati e i non silicati. I silicati sono composti principalmente da ossigeno e silicio; sono i minerali più diffusi e da soli costituiscono la maggior parte della crosta terrestre. Sono silicati il quarzo, la mica, l’ortoclasio e l’olivina. I non silicati, che non contengono atomi di silicio, comprendono a loro volta altri gruppi: carbonati, solfati, solfuri, alogenuri, elementi nativi e ossidi.

4 Cristalli di quarzo ametista

3. LE PROPRIETÀ FISICHE DEI MINERALI Ogni minerale possiede specifiche proprietà fisiche, che sono determinate dalla composizione chimica e dalla struttura cristallina. La proprietà fisica più evidente di un minerale è il colore. È una caratteristica che può permettere di riconoscere un minerale a prima vista, ma qualche volta può trarre in inganno: basta, infatti, la presenza di piccole quantità di un atomo diverso nel reticolo cristallino per dare al minerale varie colorazioni. Il quarzo, ad esempio, è incolore se puro, cioè formato solo da ossido di silicio (SiO2), ma diventa di colore viola se contiene delle piccole percentuali di ferro; in questo caso prende il nome di quarzo ametista 4 . Un’altra proprietà fisica caratteristica di un minerale è la sfaldatura.

5 Cristalli di mica

Si riconoscono la struttura a strati e la perfetta sfaldatura.

a sfaldatura è la tendenza di un minerale a rompersi secondo L piani prestabiliti, paralleli alle facce esterne.

In questo modo, un cristallo può rompersi in altri cristalli più piccoli che però conservano la stessa forma. La sfaldatura dipende dal reticolo cristallino e dai legami tra gli atomi. Alcuni minerali si sfaldano con difficoltà; la mica, invece, si suddivide facilmente in lamelle argentee 5 . La lucentezza è il modo in cui un minerale riflette la luce. KEY WORDS silicati silicates sfaldatura cleavage lucentezza luster durezza hardness

Alcuni minerali hanno lucentezza metallica, ad esempio l’oro e la pirite, altri vitrea, come il quarzo e il salgemma, altri ancora grassa, come lo zolfo, oppure madreperlacea, come la calcite e la dolomite 6 . I minerali possiedono anche proprietà magnetiche e proprietà elettriche. Ad esempio, i minerali che contengono ferro, cromo e manganese si comportano come calamite 7 . Alcuni minerali conducono l’elettricità, altri invece sono degli isolanti.

6 Cristalli di zolfo (a) dalla lucentezza grassa e di dolomite (b)

dalla lucentezza madreperlacea.

136

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

7 La magnetite è il minerale con la più alta concentrazione di ferro (oltre il 70%) e le più intense proprietà magnetiche.

TERRA

La scala di Mohs

La durezza è la capacità di un minerale di resistere alla scalfittura.

La durezza è una caratteristica molto utile per riconoscere un minerale. Nel 1812 il mineralogista austriaco Friedrich Mohs (1773-1839) ideò una “scala delle durezze” dei minerali ancora oggi in uso. La scala di Mohs è formata da dieci minerali disposti per durezza crescente, detti minerali indici Tab. 1 . Il primo è il minerale più tenero, il talco, al quale viene attribuita durezza 1; il secondo, il gesso, ha durezza 2 e così via fino al diamante, che è il minerale più duro con durezza 10. Ciascuno è in grado di scalfire quello che lo precede ed è scalfito da quello che lo segue. Per stabilire la durezza di un minerale sconosciuto, bisogna provare a scalfirlo con i minerali indici della scala di Mohs. Ad esempio, se un certo minerale riesce a scalfire un altro minerale di durezza 3 e si lascia scalfire da un minerale di durezza 4, significa che ha una durezza intermedia tra i due.

minerale

durezza

talco

gesso

calcite

fluorite

apatite

ortoclasio

quarzo

topazio

corindone

diamante

Tab. 1 I dieci minerali della scala di Mohs

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Segna con una crocetta la soluzione corretta. 1. L’elemento più abbondante della crosta terrestre è:

1 il carbonio.

2 l’oro.

3 l’ossigeno.

4 il silicio.

2. Quale delle seguenti non è una caratteristica di un minerale cristallino?

1 C omposizione chimica definita.

2 Lucentezza.

3 Forma casuale.

4 Sfaldabilità.

3. Come si chiama il minerale indice che ha durezza 5 secondo la scala di Mohs?

1 Quarzo.

2 Ortoclasio.

3 Apatite.

4 Calcite.

4. Il reticolo cristallino di un minerale è:

1 una struttura geometrica tridimensionale.

3 una struttura geometrica mista.

2 una struttura geometrica bidimensionale.

4 nessuna delle precedenti.

5. I due principali gruppi in cui si suddividono i minerali sono:

1 carbonati e solfati.

3 solfuri e alogenuri.

2 silicati e non silicati.

4 elementi nativi e ossidi.

VERSO LE COMPETENZE

➜ LAVORARE IN GRUPPO ➜ RICERCARE INFORMAZIONI IN RETE

I cristalli sono generalmente piccoli o piccolissimi, di pochi millimetri, o anche meno. Alcuni però possono avere dimensioni di svariati centimetri o perfino decimetri: si tratta di cristalli da collezione, con un valore economico importante e ricercati dai collezionisti. In natura sono stati scoperti cristalli di dimensioni davvero straordinarie, e in alcuni musei del mondo sono esposti cristalli lunghi oltre un metro e larghi altrettanto. Ma qual è il cristallo più grosso al mondo? Dove si trova? Dividete la classe in gruppi e ricercate in rete informazioni su Naica, la grotta dei cristalli giganti e sui cristalli da record. Preparate una presentazione nel formato prescelto e presentatela alla classe. © Casa Editrice G. Principato SpA

I minerali

LEZIONE 1

137

LEZIONE

LE ROCCE

HTML

Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. G uarda con attenzione le fotografie di due campioni di granito: come puoi descrivere il colore complessivo di ciascun campione? 2. Sei in grado di riconoscere i minerali che li formano? 3. Quale dei minerali componenti entrambi i campioni presenta una caratteristica diversa nei due tipi di granito? 4. Dopo aver fatto una ricerca, sai attribuire il nome corretto a ciascun campione?

Riconosciamo le rocce

1. CHE COSA SONO LE ROCCE Le rocce sono corpi solidi formati da aggregati di minerali.

Possono essere eterogenee, cioè costituite da varie specie di minerali, oppure omogenee, formate cioè da un solo tipo di minerale 1 . Le rocce sono classificate in base alla loro origine in tre gruppi: rocce magmatiche, rocce sedimentarie e rocce metamorfiche.

2. LE ROCCE MAGMATICHE e rocce magmatiche o ignee si formano dal raffreddamento e dalla L solidificazione del magma proveniente dall’interno della Terra.

1 Una roccia omogenea

Il famoso marmo bianco di Carrara è formato da un solo tipo di minerale, la calcite.

KEY WORDS roccia rock roccia magmatica igneous rock roccia intrusiva intrusive rock roccia effusiva extrusive rock

138

PERCORSO 2 UNITÀ 2

Il magma può raffreddarsi e solidificare nelle profondità della crosta oppure in superficie. Quando il processo di solidificazione del magma avviene in profondità, si svolge lentamente e richiede milioni di anni; si compie in modo graduale e permette la formazione di cristalli di grandi dimensioni. Le rocce magmatiche che si formano in questo modo si chiamano rocce intrusive. Esse possono essere chiare o scure, secondo i minerali che le compongono, quasi sempre distinguibili gli uni dagli altri perché formati da cristalli ben visibili e di colore diverso 2 . Se, invece, il magma raggiunge la superficie terrestre sotto forma di lava, come succede durante un’eruzione vulcanica, il raffreddamento e la solidificazione sono molto veloci a causa della grande differenza di temperatura e di pressione tra l’interno della Terra e l’esterno. In questo caso i cristalli non hanno tempo di crescere e rimangono quasi sempre di piccolissime dimensioni, tanto da essere spesso invisibili a occhio nudo. Le rocce magmatiche che si formano in questo modo sono chiamate rocce effusive 3 . La composizione della litosfera

TERRA

Le rocce ignee

2 Tre esempi di rocce intrusive

a. Il granito, che forma il Monte Bianco e altre grandi montagne delle Alpi occidentali, è una roccia magmatica intrusiva costituita da minerali ricchi di silicio, che conferiscono alla roccia un colore grigio chiaro. b. La diorite è una roccia magmatica intrusiva dal colore leggermente più scuro del granito. c. Il gabbro, che forma molti rilievi degli Appennini settentrionali, è una roccia magmatica intrusiva costituita da minerali ricchi di ferro e magnesio, che le conferiscono un colore da verde scuro a nero. 3 Due esempi di rocce effusive

a. Il porfido è una roccia effusiva caratterizzata dalla presenza di fenocristalli, cioè cristalli visibili a occhio nudo, immersi in una pasta scura formata da invisibili microcristalli. b. Il basalto è una roccia effusiva di colore scuro che non presenta cristalli visibili a occhio nudo.

3. LE ROCCE SEDIMENTARIE Qualsiasi roccia che si trova sulla superficie terrestre subisce l’attacco degli agenti atmosferici, della forza di gravità e persino degli organismi. Il risultato è che le rocce, anche le più dure, vengono progressivamente erose, cioè ridotte in frammenti più piccoli, e spesso anche modificate nella loro composizione chimica. I frammenti rocciosi, chiamati clasti, sono trasportati lontano dal luogo d’origine per opera delle acque superficiali, del vento, del ghiaccio e della forza di gravità e successivamente deposti nei laghi e nei mari sotto forma di accumuli di sedimenti.

Le rocce sedimentarie

e rocce sedimentarie si formano attraverso il deposito e L la successiva compattazione dei sedimenti derivati da rocce preesistenti.

Le rocce sedimentarie si distinguono in base al processo che ha prodotto i clasti. Le rocce sedimentarie clastiche derivano dalla sedimentazione di frammenti prodotti dalla disgregazione di rocce preesistenti. I sedimenti si accumulano a strati e si compattano: con il passare del tempo l’acqua che circola tra un frammento e l’altro deposita un “cemento”, formato dai sali minerali che porta in soluzione, dando origine a una nuova roccia dura e compatta. © Casa Editrice G. Principato SpA

Le rocce

KEY WORDS sedimenti sediments roccia sedimentaria sedimentary rock roccia sedimentaria clastica clastic sedimentary rock

LEZIONE 2

139

LEZIONE

2 Le rocce clastiche sono a loro volta suddivise in base alle dimensioni dei frammenti che le formano: i più piccoli sono quelli che compongono l’argilla, che hanno dimensioni di qualche frazione di millimetro; seguono i frammenti che formano la sabbia, grandi qualche millimetro, la ghiaia e i ciottoli, con dimensioni di qualche centimetro 4 .

4 Le rocce sedimentarie clastiche

a. Le argilliti sono formate da microscopici sedimenti di argilla. b. Le arenarie sono originate dalla compattazione della sabbia. c. I conglomerati derivano dalla cementazione di ghiaia e ciottoli.

5 Campione di tufo.

Le rocce piroclastiche, come ad esempio il tufo, si formano in seguito all’accumulo e alla successiva cementazione di frammenti di lava e ceneri eruttati dai vulcani 5 . Le rocce sedimentarie chimiche si formano in seguito all’evaporazione dell’acqua, che provoca la precipitazione dei sali in essa disciolti. Appartengono a questo gruppo le rocce carbonatiche, come i calcari, e le rocce evaporitiche, ad esempio il salgemma. Le rocce sedimentarie organogene sono formate dall’accumulo di gusci e di scheletri di piccoli animali marini 6 . Anche il carbone e gli idrocarburi, derivati dalla decomposizione rispettivamente di resti vegetali e animali, sono collocati in questa categoria. Le rocce sedimentarie organogene possono essere anche il risultato dell’attività di organismi acquatici: è il caso della dolomia e di alcuni tipi di calcare, che si sono formati grazie ai coralli vissuti nei mari di milioni di anni fa.

4. LE ROCCE METAMORFICHE 6 Il calcare a lumachelle è formato da frammenti di conchiglie di differenti molluschi.

140

PERCORSO 2 UNITÀ 2

e rocce metamorfiche si formano attraverso profonde L trasformazioni di rocce già esistenti, provocate da forti aumenti di temperatura e pressione.

La composizione della litosfera

TERRA

Le cause del metamorfismo possono essere diverse. Ad esempio, l’enorme calore di una massa di magma incandescente che risale verso la superficie può provocare la fusione delle rocce con le quali viene a contatto, con la scomparsa di alcuni minerali e la formazione di altri. Altre volte è l’aumento della pressione a innescare il processo: il peso degli strati di sedimenti e i movimenti delle placche possono agire sulle rocce, modificare la loro composizione e cambiare la forma stessa dei minerali, che da granuli vengono ridotti a lamine. La roccia assume così una struttura a piani paralleli e più o meno sottili, una caratteristica tipica delle rocce metamorfiche chiamata scistosità. Tra le rocce metamorfiche ricordiamo il marmo, derivato dal forte riscaldamento di una roccia calcarea, gli gneiss, derivati dai graniti, le filladi, i micascisti e gli argilloscisti, derivati da rocce sedimentarie argillose 7 .

KEY WORDS roccia sedimentaria chimica chemical sedimentary rock roccia sedimentaria organogena biochemical sedimentary rock roccia metamorfica metamorphic rock

Le rocce metamorfiche

7 Tre esempi di rocce metamorfiche

Lo gneiss (a) deriva dal metamorfismo di una roccia magmatica intrusiva. La fillade (b) e il micascisto (c) derivano da rocce sedimentarie argillose.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Collega i termini con la definizione corretta.

Rocce intrusive

Rocce magmatiche che si sono raffreddate velocemente sulla superficie terrestre.

Rocce effusive

Roccia intrusiva di colore molto scuro.

Gabbro

Rocce magmatiche che si sono raffreddate lentamente in profondità.

Clasti

Roccia organogena.

Dolomia

Rocce formatesi in seguito alla precipitazione di sali.

Rocce evaporitiche

Frammento di roccia.

VERSO LE COMPETENZE

➜ APPLICARE LE CONOSCENZE APPRESE

Classifica le rocce mostrate nelle fotografie, attribuendo a ciascuna il nome corretto e il tipo di roccia a cui appartiene.

a. b. c. d. e. f.

marmo basalto conglomerato roccia sedimentaria clastica roccia magmatica effusiva roccia metamorfica

Le rocce

LEZIONE 2

141

LEZIONE

LE TRASFORMAZIONI DELLE ROCCE

HTML

Attività capovolta Esplora l’oggetto interattivo e rispondi alle domande. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Il paesaggio carsico

KEY WORDS erosione erosion frana landslide

1 Falde di detrito ai piedi

delle Cime di Lavaredo.

Quali tipi di rocce sono facilmente attaccabili dalle acque piovane? Come sono chiamate le incisioni scavate dalle piogge sui terreni calcarei? Che cosa sono le doline? In che modo si formano le stalattiti e le stalagmiti nelle grotte carsiche? In quali regioni italiane è particolarmente visibile il paesaggio carsico? Quale ruolo svolgono le piante nei confronti dell’erosione e del ruscellamento?

1. L’EROSIONE Tutti i tipi di rocce che formano la superficie terrestre subiscono continuamente attacchi di tipo fisico e di tipo chimico da parte di numerosi “agenti demolitori”. La pioggia che scorre sulle rocce, le acque dei torrenti e dei fiumi, i ghiacciai, le onde del mare, il vento e la forza di gravità sono responsabili della disgregazione fisica delle rocce, che vengono progressivamente ridotte in pezzi di diverse dimensioni. I gas contenuti nell’atmosfera, in particolare l’ossigeno e l’anidride carbonica, l’acqua, ma anche gli organismi animali e vegetali, sono responsabili dell’alterazione chimica, poiché modificano la composizione dei minerali che formano le rocce. Gli stessi agenti che riducono le rocce in frammenti e ne modificano la composizione sono responsabili del loro trasporto: i clasti vengono spostati anche molto lontano dal luogo di formazione per azione dell’acqua corrente, dei ghiacciai, del vento e della forza di gravità. ’erosione comprende il processo di riduzione delle rocce in L frammenti e la loro rimozione dal luogo di origine.

2. L’AZIONE DELLA GRAVITÀ La forza di gravità agisce sui frammenti che si staccano dalle pareti rocciose, facendoli cadere verso il basso per effetto del loro peso. È questa l’origine delle falde di detrito, accumuli di frammenti rocciosi a forma di ventaglio, che si formano ai piedi delle pareti rocciose 1 . La forza di gravità è responsabile del fenomeno delle frane, improvvisi distacchi di grandi volumi di materiali rocciosi, che vengono messi in movimento anche dall’azione delle acque piovane.

VIDEO

Le Dolomiti

142

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

TERRA

3. L’AZIONE DELL’ACQUA

2 Calanchi nella Valle della Morte (Stati Uniti)

L’acqua piovana, che cade sulla superficie terrestre, scorre sul terreno e sulle rocce formando sottilissimi rivoli e rigagnoli, che via via si riuniscono in ruscelli e torrenti; questi poi confluiscono in corsi d’acqua più grandi. In questo percorso l’acqua erode le rocce, formando a volte delle profonde incisioni chiamate calanchi, e si carica di frammenti rocciosi che si riversano nei fiumi 2 . L’azione erosiva dell’acqua piovana è chiamata dilavamento. Il trasporto dei materiali nei corsi d’acqua avviene in tanti modi diversi, secondo le dimensioni e il peso dei frammenti: • i sali si sciolgono nell’acqua; • i frammenti più piccoli, come argilla e sabbia, sono trasportati in sospensione; • i materiali più pesanti, come i ciottoli, rotolano, procedono a salti o scivolano sul fondo.

Le popolazioni locali li chiamano badlands, cioè terre cattive, perché in questi terreni non può crescere neanche un filo d’erba.

La presenza dei materiali rocciosi aumenta l’azione erosiva esercitata dalle acque di fiumi e torrenti sulle rocce. I corsi d’acqua incidono e approfondiscono il fondo delle valli, dando loro un caratteristico profilo a V. Le lingue glaciali invece allargano il fondovalle, che assume un profilo a U 3 . Lungo le coste è il mare a erodere le rocce: i frangenti scagliano contro la riva tonnellate di acqua e di frammenti rocciosi, che aprono ben presto fratture e crepe nelle rocce delle coste. L’azione erosiva delle onde prende il nome di abrasione. L’abrasione esercitata sulle coste alte dà origine a ripide pareti rocciose chiamate falesie 4 .

4. L’AZIONE DEL VENTO

L’erosione eolica, cioè operata dal vento, fa sentire i suoi effetti soprattutto nelle zone desertiche, dove gli spazi aperti e i forti sbalzi di temperatura facilitano la disgregazione e il modellamento delle rocce. Il vento agisce anche sulle coste marine: le coste rocciose vengono modellate dal vento, che spesso realizza vere e proprie sculture naturali dalle forme più strane 5 . Sulle spiagge invece prevale l’azione di trasporto e di deposizione dei granelli di sabbia. 3 Valli a V e valli ad U

a. Valle di origine fluviale. b. Valle di origine glaciale.

L’erosione delle acque selvagge

4 Le falesie

La falesia di Étretat, in Francia, si erge a picco sul Canale della Manica. © Casa Editrice G. Principato SpA

5 La Roccia dell’Orso, in Sardegna, è una spettacolare scultura naturale in granito, prodotta dal vento.

Le trasformazioni delle rocce

LEZIONE 3

143

LEZIONE

3 5. LA SEDIMENTAZIONE

6 Le dune, tipiche dei deserti e dei litorali, sono continuamente modellate e spostate dalla forza del vento. 7 Il conoide di deiezione è un tipo di deposito alluvionale. È formato nella parte più alta da frammenti di grandi dimensioni, mentre nella parte in basso dai frammenti più sottili.

I “mezzi di trasporto” naturali – ghiaccio, vento e corsi d’acqua – sono in grado di trasportare i frammenti prodotti dall’erosione. Tuttavia, man mano che diminuisce l’intensità della loro forza, questi materiali vengono depositati, a partire dai più pesanti. Questo processo è chiamato sedimentazione. Ciascuno dei mezzi che trasportano detriti lascia un tipo di deposito caratteristico e riconoscibile. Le morene sono tipici depositi glaciali formati da accumuli di frammenti di dimensioni molto diverse, dalle argille finissime, ai ciottoli, ai blocchi giganteschi. Si formano quando il ghiaccio che costituisce le lingue glaciali fonde e deposita i materiali strappati alle pareti o caduti sulla sua superficie fino al fondo della valle. Le dune sono il risultato della sedimentazione eolica, cioè prodotta dal vento. Il vento porta in sospensione solo frammenti molto piccoli, come sabbia e argilla: quando la sua energia si riduce o quando i frammenti trasportati incontrano un ostacolo, si forma un deposito eolico 6 . I depositi alluvionali sono prodotti dalle acque dei fiumi. I frammenti che li formano presentano due aspetti caratteristici: sono piuttosto lisci e di forma arrotondata, perché vengono levigati mentre rotolano sul fondo del fiume, e si accumulano in depositi ben selezionati per dimensioni. Lungo il corso del fiume, infatti, procedendo dalla sorgente alla foce, la velocità dell’acqua diminuisce gradualmente e, di conseguenza, si depositano prima i massi più pesanti, poi quelli di peso medio, e infine i ciottoli e le sabbie. Rimangono in sospensione solo i frammenti più fini, come le particelle di argilla, che si depositano quando il fiume sfocia in un lago o nel mare e la velocità dell’acqua si riduce ulteriormente 7 .

Il ciclo delle rocce

KEY WORDS morena moraine duna dune ciclo delle rocce rock cycle

144

PERCORSO 2 UNITÀ 2

6. IL CICLO DELLE ROCCE Tutte le rocce che formano la crosta terrestre non sono immutabili nel tempo, ma possono trasformarsi le une nelle altre. L’insieme di queste trasformazioni si chiama ciclo delle rocce 8 . I processi che portano alla formazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche sono passaggi di un grande ciclo che avviene all’interno e sulla superficie della litosfera in milioni di anni. Le “strade” che le rocce possono percorrere sono numerose: ad esempio, una roccia magmatica può trasformarsi in roccia metamorfica senza passare attraverso la fase di roccia sedimentaria, oppure una roccia sedimentaria può subire nuovamente l’erosione e diventare una roccia sedimentaria di tipo diverso. Qualsiasi siano le vie all’interno del ciclo, le rocce si trasformano continuamente le une nelle altre. La composizione della litosfera

TERRA 8 Il ciclo delle rocce

La formazione delle rocce magmatiche Il magma fuoriesce in superficie attraverso i vulcani e le fratture della crosta, dando origine alle rocce magmatiche effusive; oppure si raffredda all’interno della crosta formando rocce magmatiche intrusive.

La formazione delle rocce sedimentarie Nel corso dei processi di formazione delle montagne, gli ammassi di rocce intrusive possono essere sospinti in superficie, dove vengono poi disgregati e ridotti in frammenti per azione degli agenti atmosferici. I frammenti sono trasportati e depositati in accumuli, che progressivamente si trasformano in rocce sedimentarie chimiche e clastiche.

La formazione delle rocce metamorfiche I continui movimenti delle placche che formano la litosfera possono trascinare le rocce in profondità. Qui l’aumento della pressione e della temperatura provoca i fenomeni di metamorfismo, che trasformano profondamente qualsiasi tipo di roccia preesistente. Le rocce possono fondere completamente a causa delle elevate temperature e ritrasformarsi in magma, dando origine a un nuovo ciclo di formazione delle rocce.

RISPONDO, RISOLVO, APPLICO Vero o falso? 1. L’ossigeno e i gas dell’atmosfera sono responsabili della disgregazione meccanica delle rocce.

2. Le falde di detrito sono un esempio di erosione prodotta dal vento.

3. Dilavamento è il termine per indicare l’azione erosiva dell’acqua.

4. Le valli a V sono state incise dai ghiacciai.

5. Una lingua glaciale tende a spianare e ad appiattire i fondovalle.

6. I frammenti rocciosi trasportati dai fiumi sono spigolosi.

7. Le dune sono un deposito prodotto dal vento.

Le trasformazioni delle rocce

LEZIONE 3

145

UNITÀ

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

LEZIONE

LEZIONI in MP3

I MINERALI

Gli elementi chimici che formano la crosta terrestre quasi sempre sono combinati tra loro a formare i minerali. I minerali sono sostanze solide, inorganiche e con una composizione chimica ben definita. La maggior parte dei minerali si presenta con una struttura geometrica tridimensionale ordinata chiamata reticolo cristallino. Il reticolo cristallino è determinato dalla disposizione degli atomi che compongono il minerale. Se la disposizione degli atomi è disordinata si formano i minerali amorfi. I minerali sono suddivisi in due grandi gruppi in base alla loro composizione chimica. I silicati contengono soprattutto silicio e ossigeno e comprendono la maggior parte dei minerali della crosta terrestre; i non silicati sono minerali che non contengono silicio. Mappa 1

Le proprietà dei minerali MINERALI quali proprietà hanno?

colore

sfaldatura

lucentezza

durezza

la tendenza a rompersi secondo piani paralleli alle facce esterne

la capacità di riflettere la luce

la capacità di resistere alla scalfittura

come può essere?

che cosa si usa per misurarla?

metallica, vitrea, grassa, madreperlacea

146

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

proprietà magnetiche

proprietà elettriche

la scala di Mohs

TERRA

LEZIONE

LE ROCCE

Le rocce sono aggregati di minerali. Le rocce omogenee sono formate da un solo tipo di minerali; le rocce eterogenee sono formate da vari tipi di minerali. Le rocce sono classificate in tre gruppi sulla base della loro origine. La classificazione delle rocce

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE

Mappa 2

rocce magmatiche

rocce sedimentarie

rocce metamorfiche

come si formano?

in seguito al raffreddamento e alla solidificazione del magma

attraverso il deposito e la compattazione dei sedimenti

in seguito a profonde trasformazioni di rocce già esistenti

in quali gruppi si suddividono?

magmatiche intrusive

magmatiche effusive

se il raffreddamento se il raffreddamento è lento e nella profondità è rapido della crosta terrestre e in superficie

LEZIONE

in quali gruppi si suddividono?

clastiche

chimiche

organogene

compattazione dai frammenti rocciosi prodotti dall’erosione di rocce preesistenti

precipitazione dei sali disciolti nelle acque

accumulo di materiali prodotti da esseri viventi

LE TRASFORMAZIONI DELLE ROCCE

Tutte le rocce della crosta terrestre, nel tempo, vengono alterate, disgregate e ridotte in frammenti. In un secondo tempo i frammenti sono trasportati dal loro luogo di formazione e depositati durante il processo di sedimentazione. L’erosione

EROSIONE

Mappa 3

come può avvenire?

disgregazione fisica

alterazione chimica

come agisce?

riduce le rocce in detriti di varie dimensioni

modifica la composizione chimica dei minerali che formano le rocce

quali agenti sono responsabili?

forza di gravità, acqua, ghiacciai, vento

gas dell’atmosfera, acqua, organismi

RIPASSIAMO CON LE MAPPE

UNITÀ 2

147

UNITÀ

CONOSCENZE e ABILITÀ

LIVELLO 1

LIVELLO 2

LIVELLO 3

alla prova

Test interattivi

LIVELLO 4

1. Completa la mappa con i termini mancanti. magmatiche

●

minerali

●

rocce

●

silicati

●

vento La crosta terrestre

che si dividono in

Mappa interattiva

è formata da

non silicati che si aggregano per formare le

che nel tempo subiscono processi di erosione per azione di

che si classificano in

sedimentarie

metamorfiche

2. Segna con una crocetta se vero (V) o falso (F). V

b. La scala di Mohs misura la durezza dei minerali.

c. La sfaldatura di un minerale dipende dal reticolo cristallino.

d. Le rocce magmatiche sono tutte omogenee.

e. Le rocce sedimentarie si formano in seguito alla compattazione dei sedimenti.

f. Il salgemma è una roccia metamorfica.

g. Gli gneiss sono rocce metamorfiche.

h. Le morene sono depositi prodotti dal vento.

i. I depositi alluvionali sono prodotti da un fiume.

l. L’ossigeno altera chimicamente le rocce.

m. Un minerale che presenta una disposizione disordinata dei suoi costituenti è detto amorfo.

PERCORSO 2 UNITÀ 2

gravità

3. Segna con una crocetta la soluzione corretta.

a. I minerali si classificano in base alla loro composizione chimica.

148

acqua

La composizione della litosfera

a. Quali rocce si formano quando la lava solidifica sulla superficie terrestre? 1 Rocce sedimentarie. 2 Rocce magmatiche effusive. 3 Rocce metamorfiche. 4 Rocce magmatiche intrusive. b. Sono depositi glaciali: 1 le dune. 2 i detriti di falda. 3 le morene. 4 le falesie. c. Le 1 2 3 4

rocce magmatiche possono essere: chimiche o organogene. clastiche o effusive. clastiche o intrusive. intrusive o effusive.

d. Quale 1 Il 2 Il 3 Il 4 Il

fra questi minerali è il più duro? diamante. quarzo. talco. gesso. © Casa Editrice G. Principato SpA

TERRA 4. Sottolinea il termine corretto tra i due proposti.

7. Completa le frasi con i termini corretti. colore

a. Le arenarie sono rocce magmatiche/ sedimentarie.

●

effusive

●

evaporitiche

●

opale

●

placche

a. L’ ha la stessa composizione del quarzo ma è un minerale amorfo.

b. Se il magma solidifica all’interno della crosta terrestre si formano rocce intrusive/effusive.

b. Il minerali.

c. L’oro ha lucentezza metallica/vitrea. d. I solidi amorfi hanno/non hanno il reticolo cristallino. e. Il minerale più duro è il gesso/diamante. f. La lucentezza/sfaldatura è la capacità di un minerale di riflettere la luce. g. I minerali che contengono ossigeno e silicio sono chiamati silicati/non silicati.

è una proprietà fisica dei

c. Le rocce si formano in seguito alla precipitazione dei sali disciolti in acqua. d. La fuoriuscita del magma in superficie e il suo rapido raffreddamento dà origine alle rocce magmatiche . e. I continui movimenti delle che formano la litosfera possono trascinare le rocce in profondità. 8. Descrivi le caratteristiche dei minerali.

5. Segna con una crocetta la soluzione corretta. a. L’alterazione chimica è: 1 i l cambiamento della composizione chimica della roccia. 2 l’erosione della roccia.

3 l a rimozione di frammenti dal luogo di origine. 4 la rottura dell’abito cristallino. b. Il ciclo delle rocce descrive: 1 la composizione mineralogica delle rocce.

a. pirite

2 le trasformazioni che subiscono le rocce.

lucentezza:

3 i l processo di formazione delle rocce magmatiche.

scalfisce l’ortoclasio ed è scalfita dal quarzo; la sua durezza secondo la scala di Mohs è

4 i processi che avvengono nella crosta terrestre.

mostra sfaldatura?

6. Collega i termini con la definizione corretta. 1

a Roccia sedimentaria piroclastica.

Ossido

2 Sfaldatura

b Accumulo di frammenti causato dalla gravità.

3 Tufo

c Minerale non silicatico.

4 Marmo

d Proprietà dei minerali.

5 Falde di detrito

e Roccia metamorfica.

6 Abrasione

f Azione erosiva delle onde.

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

149

CONOSCENZE e ABILITÀ

alla prova

9. Osserva le immagini e scrivi se si tratta di una roccia sedimentaria, metamorfica, magmatica intrusiva o magmatica effusiva. b

b. quarzo lucentezza: durezza: mostra sfaldatura? c

c. oro lucentezza: scalfisce il gesso ed è scalfito dalla calcite; la sua durezza è mostra sfaldatura? d

d. salgemma lucentezza: nella scala di Mohs ha lo stesso valore del gesso; la sua durezza è mostra sfaldatura?

150

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

TERRA 10. C ompleta la tabella inserendo una crocetta in corrispondenza dei fattori che agiscono nel processo di formazione di ciascun tipo di roccia.

ROCCIA

rapidità di raffreddamento del magma

pressione

accumulo di ghiaia e ciottoli

profondità a cui si solidifica il magma

temperatura

accumulo di gusci o conchiglie

magmatica intrusiva magmatica effusiva sedimentaria organogena sedimentaria clastica metamorfica

11. Costruisci una mappa con le parole della TAG CLOUD di inizio unità.

TAG CLOUD

CONOSCENZE E ABILITÀ ALLA PROVA

UNITÀ 2

151

UNITÀ

COMPETENZE

AGENDA 2030

alla prova

COMPETENZA 3 ➜ COMPETENZA IN MATERIA DI CITTADINANZA Capacità di agire da cittadini responsabili e partecipare pienamente alla vita civica e sociale. Si fonda sulla conoscenza dei concetti e dei fenomeni di base riguardanti gli individui, i gruppi, le organizzazioni lavorative, la società, l’economia e la cultura.

IL DISSESTO IDROGEOLOGICO IN ITALIA Il rischio idrogeologico, cioè l’insieme dei rischi ambientali legati alle condizioni geologiche e morfologiche e agli eventi meteorologici e climatici che si manifestano in un’area, è un problema che interessa gran parte del territorio italiano. La nostra penisola, costituita per oltre i tre quarti da zone collinari e montuose, presenta una grande varietà di condizioni climatiche e di forme del paesaggio. Inoltre i rilievi, costituiti in prevalenza da rocce sedimentarie, sono facilmente preda dell’erosione delle acque superficiali e dei ghiacciai. Il rischio idrogeologico non dipende solo da fattori naturali ma anche umani, prodotti da interventi indiscriminati sul territorio. Generalmente, le attività umane hanno l’effetto di accelerare i processi di erosione naturale e di favorire i fenomeni di dissesto idrogeologico. L’agricoltura intensiva usa tecniche molto aggressive nei confronti dell’ambiente: le arature profonde e l’eliminazione delle piante ad alto fusto per facilitare il lavoro delle macchine agricole espongono i suoli a un’intensa erosione. Ogni anno in Italia le tecniche usate nell’agricoltura intensiva causano la perdita di 0,30 mm di suolo, una perdita molto grave se pensiamo che occorrono centinaia di anni perché si formino pochi centimetri di suolo coltivabile. Il diboscamento operato per far spazio a campi, strade e nuove costruzioni è responsabile anche dell’aumento del “rischio di frane”. Il pericolo di frane interessa circa il 60% del territorio italiano. I rilievi appenninici e le aree collinari, formati in prevalenza da arenarie, argilliti e calcari, sono i territori più esposti, specialmente

152

PERCORSO 2 UNITÀ 2

La composizione della litosfera

durante la stagione primaverile e quella autunnale, quando le precipitazioni sono più abbondanti. Sui rilievi alpini, alle frane si aggiungono le valanghe, improvvisi distacchi di masse di neve dai pendii. Si tratta di fenomeni naturali provocati da particolari condizioni meteorologiche, dalla ripidità dei versanti e dalla loro esposizione ai raggi solari. Tuttavia, negli ultimi decenni le valanghe sono diventate più frequenti a causa delle alterazioni ambientali prodotte dalle attività umane e dai cambiamenti climatici. Le catastrofi naturali sono in parte inevitabili, ma è certamente possibile limitarne i danni mettendo in atto interventi di recupero e conservazione del territorio, come il rimboschimento, la sistemazione dei corsi d’acqua e la prevenzione degli incendi. Prova a rispondere! 1. Come si può definire il rischio idrogeologico? 2. Quali sono i fattori che lo determinano? 3. Da quali tipi di rocce è formata la maggior parte dei rilievi italiani? 4. Perché il territorio italiano è particolarmente esposto a questo tipo di rischi? 5. Esiste la possibilità di prevenirli? icerca informazioni in rete. R Naviga nel sito dell’ISPRA, l’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, inserisci le parole chiave del testo e scopri le misure di prevenzione del dissesto idrogeologico che sono state progettate. © Casa Editrice G. Principato SpA

THE GIANT’S CAUSEWAY

Listening

COMPETENZE ALLA PROVA

UNITÀ 2

CLIL

KEY WORDS The Giant’s Causeway is an area of 40,000 basalt columns sticking out of the sea along the coast in Antrim County in Northern Ireland. sticking out che emerge Columns of layered basalt are the result of a volcanic eruption more than layered basalt basalto stratificato 60 million years ago. Columns are different in size: the largest columns are as high welling up through as 12 metres while others disappear under the sea. che colava attraverso What caused the Giant’s Causeway? though anche se The Causeway was formed in the early Tertiary Period (some 62/65 million years ago) during three long periods of volcanic activity, the Lower, Middle and Upper Basalts. In the Middle COMPREHENSION EXERCISES Basalts lava welling up through fissures in the 1. True or false? chalk bed formed a “lava plateau“ which gave rise a. The Giant’s Causeway is formed to the columnar structure we see today. T F by columns of layered basalt. But is that really what happened? Irish folklore has a different tale to tell. It is said that the b. The columns resulted from a volcanic T F Causeway was built by a gentle giant, Finn eruption about 6 million years ago. McCool. Finn was in love with a lady giant who c. There were three periods of volcanic lived on the Scottish island of Staffa, and he built activity: the Lower, Middle and the Causeway in order to safely bring his lover T F Upper Basalts. home to Ireland. In fact, there are similar though d. A legend says that a giant built smaller basalt columns on Staffa’s coastline, and the causeway to bring his lover T F geographically, Ireland and Scotland were once to Scotland. much closer than they are today.

153

COMPETENZE ALLA PROVA

CLIL

TERRA

CLIL PROJECT

EARTHQUAKES COMPETENZA 2

Listening

➜ COMPETENZA MULTILINGUISTICA

Capacità di comprendere, esprimere e interpretare concetti, pensieri, sentimenti, fatti e opinioni in forma sia orale sia scritta.

support moves

rotating paper drum pen

stand

horizontal ground movement

mass does not move

rock

HORIZONTAL SEISMOGRAPH

154

EPICENTRE

HYPOCENTRE

support does not move

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 2

wire hinge suspended mass rotating paper drum

concrete stand

vertical ground movement rock VERTICAL SEISMOGRAPH

TERRA

Moving plates which slide along great faults in the Earth’s crust cause the strongest earthquakes. The Earth’s crust is divided into plates which are always moving very slowly. This movement pushes and compresses rocks. The force deforms the rocks and so, in time, these large rock masses build up a lot of energy. When the compression force is more than “breaking load”, the rocks suddenly break and all the energy inside is released in the form of seismic waves. Earthquakes happen frequently in areas where there are large faults along the Earth’s crust. Volcanic eruptions can also cause earthquakes.

KEY WORDS breaking load carico di rottura

COMPREHENSION EXERCISES

Hypocentre

a Surface

2 Epicentre

b Fracture

3 Fault

c Energy

4 Seismic waves

d Instrument

5 Seismograph

e Deep

1: 2: 3: 4: 5:

2. C omplete each gap with one word to finish the summary. The Earth’s crust is made of large . These . Where continually move very push against each other, is accumulated. , there is When the force reaches the a sudden, deep movement and it causes an earthquake.

3. C hoose one of these characteristics and write a short paragraph about it.

HYPOCENTRE MOVING PLATES EPICENTRE

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 2

SEISMIC WAVES

155

CLIL PROJECT

1. Connect the words.

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Fabio CALVINO Rita POLETTI Martina MIRABELLA

scienze GREEN per l’

a i f a d c u t i le S

Schede per ripassare i contenuti essenziali (didattica breve) e per capire Un mondo che cambia (pandemie, sostenibilità, nuova cittadinanza) Il piacere di apprendere

032_039_diritto.indd 32

00_HOME ROMANE.indd 1

PLUS

Gruppo Editoriale ELi 04/02/20 16:50

07/01/22 08:51

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Prima edizione: gennaio 2022 Printed in Italy © 2022 - Proprietà letteraria riservata. È vietata la riproduzione, anche parziale, con qualsiasi mezzo effettuata, compresa la fotocopia, anche ad uso interno o didattico, non autorizzata. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Le riproduzioni 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 (Centro licenze e autorizzazioni per le riproduzioni editoriali), corso di Porta Romana 108, 20122 Milano, e-mail autorizzazioni@clearedi. org e sito web www.clearedi.org. L’editore fornisce – per il tramite dei testi scolastici da esso pubblicati e attraverso i relativi supporti o nei siti www. principato.it e www.gruppoeli.it – materiali e link a siti di terze parti esclusivamente per fini didattici o perché indicati e consigliati da altri siti istituzionali. Pertanto l’editore non è responsabile, neppure indirettamente, del contenuto e delle immagini riprodotte su tali siti in data successiva a quella della pubblicazione, dopo aver controllato la correttezza degli indirizzi web ai quali si rimanda.

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Coordinamento redazionale: Marco Mauri Progettazione editoriale e revisione scientifica: Marinella Torri, Chiara Villa Redazione: Marina Mansi, Edistudio, Martina Mirabella, Marinella Torri, Matteo Gorla Progetto grafico: Edistudio, Enrica Bologni Impaginazione: Edistudio, Enrica Bologni, Controlx Copertina: Enrica Bologni Ricerca iconografica: Martina Mirabella, Marina Mansi, Marinella Torri Cartografia: LS International Disegni: Daniele Gianni Immagini di copertina: Shutterstock

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VOLUME 1

VOLUME 2

UNITÀ 1

MATERIA 1 2 3 4

MATERIA

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 1

LA SCIENZA E IL SUO METODO Il metodo sperimentale Misurare le grandezze: lunghezza, superficie e volume Misurare le grandezze: massa, peso e tempo La rappresentazione grafica dei dati

1 2 3 4

5 6 7 9

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

LA STRUTTURA DELLA MATERIA 1 La materia e le sue caratteristiche 2 La composizione della materia 3 Gli stati fisici della materia

I COMPOSTI CHIMICI 1 Ossidi, basi, acidi e sali 2 Soluzioni acide, basiche e neutre 3 I composti organici e le biomolecole ECO4 ECO 4 La chimica quotidiana ATTIVITÀ

11 12 13

UNITÀ 3

LA TEMPERATURA E IL CALORE 1 La temperatura 2 Il calore 3 La propagazione del calore 4 I cambiamenti di stato della materia ATTIVITÀ

15 17 18 19 21

MATERIA UNITÀ 1

UNITÀ 1 L’IDROSFERA ECO1 Un pianeta da conservare: l’Agenda 2030 ECO1 2 L’acqua e le sue proprietà 3 Il mare e le acque continentali 4 I ghiacciai ECO5 ECO 5 La risorsa acqua

UNITÀ 2

23 25 26 27 28

L’ATMOSFERA 1 Un involucro gassoso: l’atmosfera 2 La pressione atmosferica 3 L’umidità atmosferica 4 La temperatura dell’aria e il clima ECO5 ECO 5 La risorsa aria

29 31 32 33 35 36 37

ATTIVITÀ

1 2 3 4

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 3

UNITÀ 1

L’ECOLOGIA

41 42 43 45

CORPO UMANO UNITÀ 1

UNITÀ 2

46 47

ATTIVITÀ

51 52 53

1 La nutrizione 2 I nutrienti energetici 3 I nutrienti plastici 4 I nutrienti bioregolatori ECO5 ECO 5 Alimentazione sostenibile

UNITÀ 1

IL MONDO DEI MICRORGANISMI

1 I virus 2 I domini dei batteri 3 Il regno dei protisti

UNITÀ 2 1 2 3 4 5

I REGNI DEI FUNGHI E DELLE PIANTE Il regno dei funghi Il regno delle piante La radice e il fusto La foglia Fiori, frutti e semi

ATTIVITÀ

UNITÀ 3

54 55 56 57 58 59

UNITÀ 1

1 2 3 324

IL REGNO DEGLI ANIMALI: I VERTEBRATI I pesci Gli anfibi e i rettili Gli uccelli I mammiferi

ATTIVITÀ

125 126 127 128 129

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 5

L’APPARATO RESPIRATORIO

1 La respirazione e l’apparato respiratorio 2 Il percorso dell’aria 3 La respirazione

UNITÀ 4

119 121 122 123 124

L’APPARATO DIGERENTE

CORPO UMANO

IL REGNO DEGLI ANIMALI: GLI INVERTEBRATI Le caratteristiche generali degli animali 61 Poriferi e celenterati 62 Vermi e molluschi 63 Artropodi ed echinodermi 64

111 113 115 117

L’ALIMENTAZIONE

1 Le funzioni e la struttura dell’apparato digerente 2 I processi meccanici della digestione 3 I processi chimici della digestione 4 L’assorbimento dei nutrienti ATTIVITÀ

UNITÀ 3 1 2 3 4

L’organizzazione del corpo umano L’apparato tegumentario Il sistema scheletrico Il sistema muscolare

UNITÀ 2

107 108 109

IL SISTEMA CORPO UMANO

1 2 3 4

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 4

97 99 101 103 105 106

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 4

LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI 1 Come si classificano i viventi 2 Dare un nome agli organismi

VIVENTI

88 89 90 91 93 95

L’ETOLOGIA

1 Il comportamento degli animali 2 Le società animali ATTIVITÀ

UNITÀ 1

LA CELLULA Le caratteristiche dei viventi I viventi sono costituiti da cellule La struttura della cellula La riproduzione della cellula

VIVENTI

UNITÀ 2

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 3

85 86 87

LE FORZE

1 L’ambiente 2 L’ecosistema 3 Come funziona un ecosistema 4 Le relazioni tra gli organismi 5 I biomi ECO6 ECO 6 I cambiamenti climatici

UNITÀ 3

IL SUOLO 1 Il suolo e le sue caratteristiche 2 I tipi di suolo

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 2

1 Che cos’è una forza? 2 I principi della dinamica 3 L’equilibrio dei corpi 4 Macchine e leve 5 La pressione e le forze nei fluidi ATTIVITÀ

UNITÀ 2

77 79 80 81 83

IL MOTO DEI CORPI

1 Gli elementi che descrivono il moto 2 La velocità e il moto rettilineo 3 L’accelerazione e il moto accelerato

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 2

VIVENTI

71 73 75 76

UNITÀ 2

TERRA

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 1

LA CHIMICA DELLA MATERIA L’atomo e la sua struttura Il Sistema Periodico degli elementi I legami chimici Le reazioni chimiche

131 132 133

UNITÀ 2

L’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO E L’APPARATO ESCRETORE

65 66 67 68

1 2 3 4

L’apparato cardiocircolatorio I vasi sanguigni La circolazione del sangue L’apparato escretore

135 137 139 141

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UNITÀ 3 IL SISTEMA LINFATICO E IL SISTEMA IMMUNITARIO 142 143 145 147

VOLUME 3 MATERIA

L’ELETTRICITÀ E IL MAGNETISMO 1 I fenomeni elettrici 2 La corrente elettrica ECO3 ECO 3 Una casa ecosostenibile 4 I fenomeni magnetici 5 L’elettromagnetismo

UNITÀ 2 1 2 3 4 5

IL SUONO E LA LUCE Che cos’è il suono Le caratteristiche dei suoni Che cos’è la luce Riflessione, diffusione e rifrazione della luce I colori

UNITÀ 3

UNITÀ 2

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

1 I minerali 2 Le rocce 3 Le trasformazioni delle rocce ATTIVITÀ

1 2 3 4 5

173 175 176 177 179 181 183 185 187

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 3

UNITÀ 1

DALL’UNIVERSO AL SISTEMA SOLARE L’Universo intorno a noi Le stelle Il Sistema solare I movimenti dei corpi celesti La Luna

UNITÀ 2

IL NOSTRO PIANETA, LA TERRA 1 La forma della Terra 2 La rotazione terrestre 3 La rivoluzione terrestre ATTIVITÀ

CORPO UMANO

189 191 193 195 197 199 201 202 203

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 4

UNITÀ 1 1 2 3 4

IL SISTEMA NERVOSO E IL SISTEMA ENDOCRINO La cellula nervosa 205 Il sistema nervoso centrale 207 Il sistema nervoso periferico 209 Il sistema endocrino 210

UNITÀ 2

I SENSI 1 Tatto, gusto e olfatto 2 La vista 3 L’udito e l’equilibrio

211 213 215

UNITÀ 3

L’ORGANISMO SI RIPRODUCE 1 La riproduzione umana 2 L’apparato riproduttore maschile 3 L’apparato riproduttore femminile 4 Dalla fecondazione alla nascita ATTIVITÀ

VIVENTI UNITÀ 1 1 2 3 4

217 218 219 220 221

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 5

L’EVOLUZIONE DELLA VITA La teoria dell’evoluzione L’origine delle specie La storia della vita Origine ed evoluzione della specie umana

229 231 233 235 237 239

SEZIONE 1 NEL MONDO DEI MICRORGANISMI

241

LEZIONE 1 Lo zoo dei microbi

243 244

LEZIONE 2 Batteri, virus & Co

245 245

CURIOSIAMO: CURIOSIAMO:

Osserviamo gli atomi Batteri tuttofare

LEZIONE 3 Tutti insieme appassionatamente: la virosfera 247 CURIOSIAMO: I mezzi di trasporto dei virus 248

SEZIONE 2 IN GUERRA CONTRO NEMICI INVISIBILI

251

LEZIONE 4 Tra epidemie e pandemie

253 256

LEZIONE 5 Da dove viene SARS-CoV-2

257

LEZIONE 6 Curare e prevenire le malattie infettive

259 259

Quando John Snow si mise a contare

CURIOSIAMO:

Test sierologici e tamponi

LEZIONE 7 I nostri comportamenti, uno scudo contro le infezioni 261

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 2

LA DINAMICA DELLA TERRA I vulcani I terremoti L’interno della Terra La deriva dei continenti e la tettonica a placche I fossili

TERRA

157 159 161 163 165 166 167 169 171

UNITÀ 1 1 2 3 4 5

149 151 153 155 156

LE STORIE:

L’ENERGIA 1 Il lavoro e l’energia 2 Le trasformazioni dell’energia ECO3 ECO 3 Le fonti di energia ATTIVITÀ

TERRA

IL LINGUAGGIO DELLA VITA Gli acidi nucleici: il DNA La sintesi delle proteine Le leggi di Mendel Geni e cromosomi La genetica umana Le biotecnologie

UN MONDO CHE CAMBIA

PERCORSO DI APPRENDIMENTO 1

UNITÀ 1

1 2 3 4 5 6

223 224 225 227

Il medico che insegnò a lavarsi le mani: Ignac Semmelweis

262

LEZIONE 8 I virus non volano

263

SEZIONE 3 MALATTIE CHE CAMBIANO IL MONDO

267

LEZIONE 9 Covid-19 e gli Obiettivi per uno sviluppo sostenibile

269

LE STORIE:

LEZIONE 10 Malattie in viaggio

271 272 273

Rotte della pandemia ieri e oggi

274

LE STORIE: Milano, la peste e il Lazzaretto CURIOSIAMO: Il caso Italia CARTE A CONFRONTO: La via della seta

LEZIONE 11 Una minaccia per bambini e ragazzi: il morbillo LE STORIE:

Un vaccino col nome di un ragazzo

275 276

LEZIONE 12 Quale scuola durante e dopo la pandemia? 277 CURIOSIAMO: Chi usa la mascherina a scuola? 277 LE STORIE: La didattica a distanza vista da una prof 278 LEZIONE 13 Città che cambiano LE STORIE: Una lettera da Wuhan CARTE A CONFRONTO: Le megalopoli

cinesi

Le aree urbane più popolate del mondo

LEZIONE 14 Il Pianeta si ribella? Verso lo sviluppo sostenibile LE STORIE: Crisi momentanee e crisi che durano LEGGERE LA CARTA: Zanzare e altri “veicoli” pericolosi CURIOSIAMO: La malaria nel 2020 secondo i dati dell’OMS

279 280 282 283 284 286 286

LEZIONE 15 Uniamo le forze o non andrà tutto bene 287 LE STORIE: Il coraggio di immaginare un mondo differente 288 PAROLE IN PRIMO PIANO

CONTAGIOSITÀ EPIDEMIA IMMUNITÀ DI GREGGE INCLUSIVO LETALITÀ LOCKDOWN PANDEMIA PARASSITA

p. 267 p. 251 p. 267 p. 267 p. 267 p. 251 p. 251 p. 241

PATOGENO PRESIDI MEDICOCHIRURGICI QUARANTENA RESILIENZA SOSTENIBILITÀ VETTORE ZOONOSI

p. 241 p. 251 p. 251 p. 267 p. 267 p. 241 p. 251

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

1 Il sistema linfatico 2 Il sistema immunitario: le difese aspecifiche 3 Il sistema immunitario: le difese specifiche ATTIVITÀ

UNITÀ 2

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

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VOLUME

PERCORSO

UNITÀ

VOLUME

UNITÀ 1 LA SCIENZA E IL SUO METODO

PERCORSO

UNITÀ

MATERIA

225 200 175

Che cos’è un istogramma?

150

L’istogramma è formato da colonne tutte vicine, con altezze diverse.

125 100 75 50 25 0

temperatura (°C )

gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic

38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10

temperature massime

Che cos’è un grafico cartesiano?

I grafici cartesiani sono utilizzati quando si vogliono rappresentare due grandezze in relazione tra loro.

temperature minime

lun

mar

mer

gio

ven

sab

dom

Che cos’è un areogramma?

montagna

L’areogramma è usato per rappresentare i dati in percentuale.

collina

34%

51%

pianura

OBIETTIVO COMPETENZE

15%

1. In quale dei tuoi libri di testo trovi dei diagrammi? Che cosa rappresentano? 2. Hai visto altri tipi di rappresentazioni grafiche?

PERCORSI FACILITATI

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

millimetri caduti

Materia

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Materia

UNITÀ 2 LA STRUTTURA DELLA MATERIA

LA STRUTTURA DELLA MATERIA

MATERIA

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

La materia e le sue caratteristiche

Glossario internazionale

Che cos’è la materia?

Tutto ciò che ci circonda è fatto di materia. La materia è tutto ciò che occupa uno spazio e ha una massa. Una parte limitata di materia è un corpo. Un corpo è omogeneo se è formato da un solo tipo di sostanza; è eterogeneo se è formato da più sostanze diverse.

Quali sono le proprietà della materia? La materia ha proprietà fisiche:  colore  durezza  densità  facilità a scorrere  conducibilità elettrica  conducibilità termica

La materia ha proprietà chimiche:

 reattività  infiammabilità  acidità e basicità

Come si presenta la materia?

Ogni tipo di materia si chiama sostanza e ha delle proprietà specifiche. Le sostanze naturali si trovano in natura, le sostanze sintetiche sono create dagli uomini. L’acqua è una sostanza naturale, la plastica è una sostanza sintetica.

OBIETTIVO COMPETENZE Per ognuna delle proprietà della materia che abbiamo considerato, indica una sostanza che la possiede e una che non la possiede. Ad esempio DENSITÀ: la crema di cioccolato spalmabile è densa, il tè non è denso.

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Materia

UNITÀ 2 LA STRUTTURA DELLA MATERIA

Lezione

PERCORSO

UNITÀ

VOLUME

PERCORSO

UNITÀ

MATERIA

La composizione della materia

Glossario internazionale

Da che cosa è composta la materia?

La materia è formata da particelle piccolissime: gli atomi. In natura esistono 90 tipi di atomi, ciascuno con caratteristiche ben definite. Ogni atomo è identificato da un nome e da un simbolo.

Qual è la parte più piccola di una sostanza?

Quando due o più atomi si uniscono, si formano le molecole. Le molecole sono la parte più piccola di una sostanza e ne conservano le proprietà. Una sostanza semplice, o elemento,, è formata da molecole che contengono atomi tutti uguali. L’ossigeno è una sostanza semplice.

molecola biatomica ossigeno O2

O H

U05 F002

Che cosa succede quando si mescolano le sostanze?

Quando le sostanze si mescolano tra loro si ottengono i miscugli. I miscugli possono essere:  omogenei se non si distinguono i componenti a occhio nudo;  eterogenei se si distinguono i componenti a occhio nudo;  soluzioni se una sostanza si scioglie in un’altra sostanza.

acqua H2O

U05 F004

OBIETTIVO COMPETENZE Sotto a ogni immagine scrivi se è un miscuglio omogeneo o eterogeneo.

PERCORSI FACILITATI

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UNITÀ

Una sostanza composta, o composto, è formata da molecole che contengono atomi diversi. L’acqua è una sostanza composta.

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

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UNITÀ 2 LA STRUTTURA DELLA MATERIA

LA STRUTTURA DELLA MATERIA

MATERIA

Lezione

Glossario internazionale Gli stati di aggregazione dell’acqua

Come si presenta la materia?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

Gli stati fisici della materia

Ai nostri occhi la materia si presenta in tre stati fisici: solido, liquido e aeriforme. Lo stato fisico della materia dipende dalle forze che tengono unite le molecole e dal loro movimento.

Come sono i solidi?

I solidi hanno forma ben definita, occupano uno spazio preciso e non sono comprimibili, cioè non possono ridurre il loro volume. Le molecole che formano i solidi sono sottoposte a intense forze di coesione, che le tengono quasi ferme nelle posizioni che occupano.

Le molecole che formano la tavoletta di cioccolato sono tutte vicine e formano una struttura rigida.

Come sono i liquidi?

I liquidi hanno volume proprio, ma assumono la forma del recipiente che li contiene. Non sono comprimibili, ma hanno la capacità di scorrere. Le molecole che li formano, possono scivolare le une sulle altre perché le forze di coesione sono meno intense rispetto a quelle dei solidi.

Le molecole dell’olio possono muoversi e scivolare nel cucchiaio.

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Viventi

UNITÀ 1 L’ECOLOGIA VOLUME

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

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UNITÀ

VOLUME

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UNITÀ

VIVENTI

L’ambiente

Glossario internazionale

Che cos’è l’ambiente di un organismo?

Quali sono i fattori abiotici di tipo chimico?

È il luogo dove vive e l’insieme di tutti i fattori che influenzano la sua vita.

Sono quelli che riguardano la composizione chimica dell’aria, dell’acqua e del suolo.

Quale scienza si occupa dello studio dell’ambiente?

Che cosa sono i fattori limitanti?

I fattori limitanti sono fattori ambientali che rallentano o impediscono la sopravvivenza degli organismi viventi.

La scienza che studia le relazioni tra gli organismi e l’ambiente nel quale vivono è l’ecologia.

Quali sono le caratteristiche di un ambiente?

Le caratteristiche di un ambiente sono divise in:  fattori abiotici, che comprendono tutte le caratteristiche non viventi dell’ambiente;  fattori biotici, che comprendono tutti gli organismi che vivono nell’ambiente e le relazioni che li legano.

Quali sono i fattori limitanti negli ambienti acquatici?

Negli ambienti acquatici i fattori limitanti sono la luce, la concentrazione di ossigeno, la salinità e la quantità di sostanze nutritive disciolte.

Quali tipi di relazioni legano tra loro gli organismi?

Gli organismi hanno bisogno gli uni degli altri: di solito gli organismi della stessa specie vivono in gruppo mentre gli organismi di specie diverse sono legati tra loro dalla catena alimentare.

Quali sono i fattori abiotici di tipo fisico? I fattori abiotici di tipo fisico sono:  acqua  luce  temperatura  umidità dell’aria  pressione.

La trota non può vivere in acque povere di ossigeno.

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UNITÀ

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Viventi

UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

VIVENTI

Quali sono i fattori limitanti negli ambienti terrestri?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Negli ambienti terrestri i fattori limitanti sono la temperatura, la quantità di acqua e la composizione chimica del suolo.

Le piante dei climi caldo umidi hanno foglie larghe e sottili per aumentare l’evaporazione dell’acqua.

I dromedari si adattano ai fattori limitanti del deserto che sono le temperature elevate e la scarsità di acqua.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Che tipo di fattore ambientale è l’acqua? 2. Quali fattori abiotici sono indispensabili per tutti i vegetali? 3. A quali fattori limitanti deve adattarsi una pianta come il cactus che vive nel deserto?

Le piante dei climi aridi hanno foglie trasformate in spine per ridurre l’evaporazione dell’acqua.

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UNITÀ

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Viventi

UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

L’ECOLOGIA

VIVENTI

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

L’ecosistema

Glossario internazionale La nicchia del lombrico

Che cos’è un ecosistema?

Un ecosistema è l’insieme formato da tutti gli organismi viventi e dall’ambiente in cui vivono e con il quale stabiliscono relazioni. L’insieme di tutti gli ecosistemi della Terra è la biosfera.

Che cosa sono gli habitat?

Gli habitat sono spazi dell’ecosistema dove ci sono le condizioni ambientali adatte alla sopravvivenza di una particolare specie.

La barriera corallina è un ecosistema ricchissimo di specie diverse.

Un luogo ombreggiato nel sottobosco è l’habitat dei funghi.

Che cosa fa una specie all’interno del proprio habitat?

Nel proprio habitat ciascuna specie utilizza le risorse per vivere, riprodursi e stabilire relazioni con gli altri organismi.

Che cosa si indica con il temine nicchia ecologica?

Con il termine nicchia ecologica si indica il ruolo che una specie assume nel proprio habitat e il modo in cui sfrutta le risorse dell’ambiente.

Quante possono essere le nicchie ecologiche in un habitat?

In uno stesso habitat possono esserci nicchie ecologiche diverse e ogni specie ne occupa una.

Organismi di due specie diverse possono occupare la stessa nicchia ecologica?

No, perché nascerebbe una competizione che porterebbe una delle due specie a scomparire, migrare o adattarsi a una nicchia ecologica leggermente diversa. 120 VOLUME

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UNITÀ

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UNITÀ

UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

VIVENTI

Com’è organizzata la biosfera?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Gli organismi di una stessa specie che vivono nello stesso luogo formano una popolazione; popolazioni di specie diverse che vivono nello stesso luogo sono una comunità; tutte le comunità e l’ambiente in cui vivono formano un ecosistema; tutti gli ecosistemi della Terra formano la biosfera.

organismo

popolazione

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Leggi i termini che abbiamo usato per descrivere l’organizzazione della biosfera: quali di essi senti usare più spesso alla televisione o leggi navigando in rete?

comunità

2. Perché si parla spesso di ecosistemi? 3. Nicchia ecologica e habitat non sono la stessa cosa: sai spiegare perché?

ecosistema

4. Le piante di trifoglio che crescono in un prato costituiscono una popolazione o una comunità?

biosfera

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

L’ECOLOGIA

VIVENTI

Lezione

Glossario internazionale La catena alimentare marina

Che tipo di relazioni esistono tra gli organismi che vivono in un ecosistema?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

Come funziona un ecosistema

In un ecosistema gli organismi stabiliscono tra loro relazioni di tipo alimentare. Gli animali mangiano i vegetali oppure altri animali che, a loro volta, si cibano di vegetali.

Come si procurano il nutrimento i vegetali?

I vegetali sono autotrofi perché sono capaci di prodursi da soli le sostanze nutritive. Grazie all’energia del Sole, trasformano le sostanze inorganiche (acqua, sali minerali e anidride carbonica) in zuccheri e altre sostanze organiche.

Come si procurano il nutrimento gli animali?

Gli animali sono eterotrofi perché si cibano di sostanze organiche già fabbricate. Gli erbivori si cibano dei vegetali, i carnivori mangiano altri animali.

Quale ruolo hanno nell’ecosistema gli autotrofi e gli eterotrofi?

In un ecosistema gli autotrofi costituiscono gli organismi produttori mentre gli eterotrofi costituiscono gli organismi consumatori.

Quali organismi si cibano dei resti di altri organismi?

I saprofagi sono animali che si cibano dei resti degli organismi morti. Gli avvoltoi e i lombrichi sono saprofagi. I decompositori sono organismi che si cibano dei residui di sostanze organiche e le trasformano in sostanze inorganiche. I funghi e i batteri sono organismi decompositori.

Come si rappresentano le relazioni alimentari tra gli organismi?

Un modo semplice per rappresentare le relazioni alimentari è la catena alimentare, che mostra gli organismi che si nutrono gli uni degli altri. La rete alimentare mostra catene alimentari diverse che si intrecciano tra loro.

Che cosa è indispensabile a un ecosistema per poter continuare a produrre sostanza organica?

Un ecosistema ha sempre bisogno dell’energia del Sole. I produttori sono i primi a usare l’energia del Sole per costruire sostanza organica.

Che cos’è la piramide dell’energia?

Quando l’energia passa dai produttori ai livelli di consumatori (erbivori e carnivori), diminuisce progressivamente. Per rappresentare il passaggio di energia da un livello all’altro si usa un grafico chiamato piramide dell’energia. 122 VOLUME

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA VIVENTI

Come fluisce la materia in un ecosistema?

La materia circola continuamente senza disperdersi.

Quali sono i principali cicli della materia?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

I principali cicli della materia sono quelli dell’acqua, del carbonio, dell’azoto e del fosforo.

CONSUMATORI QUATERNARI I consumatori di secondo, terzo e quarto livello sono carnivori

CONSUMATORI TERZIARI

CONSUMATORI SECONDARI

I consumatori di primo livello sono erbivori

CONSUMATORI PRIMARI

PRODUTTORI PRIMARI

I produttori comprendono solo i vegetali I decompositori comprendono i funghi e i batteri DECOMPOSITORI

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Che cosa potrebbe succedere in un ecosistema se sparissero tutti i produttori? 2. Che cosa potrebbe succedere in un ecosistema se sparissero tutti i decompositori? 3. Osserva il disegno della catena alimentare: a quale livello appartiene la rana? 4. Quali organismi della piramide dell’energia hanno a disposizione più energia?

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

L’ECOLOGIA

VIVENTI

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

Le relazioni tra gli organismi

Le relazioni tra gli organismi sono solo di tipo alimentare?

No, gli organismi possono creare relazioni tra di loro anche per ottenere dei vantaggi. La simbiosi è una relazione stretta e permanente tra specie diverse. Il parassitismo è una simbiosi tra due specie diverse, nella quale una ricava un vantaggio e l’altra è danneggiata.

Glossario internazionale

Quali sono i vantaggi del commensalismo e del mutualismo?

Nel commensalismo specie diverse usano le stesse risorse alimentari ma solo una delle due specie trae vantaggio, senza danneggiare l’altra. Nel mutualismo le due specie ricavano beneficio dalla relazione.

La tenia è un parassita che vive all’interno dell’intestino dei mammiferi.

La remora è un pesce che stabilisce una relazione di commensalismo con gli squali.

Che cos’è la predazione?

È il rapporto alimentare tra il predatore, l’animale che si ciba di un altro, e la preda, l’animale che viene mangiato.

Sulla superficie della conchiglia del paguro si fissa un’attinia. Attinia e paguro sono legati da un rapporto mutualistico.

I predatori sono di solito più grandi delle prede, come nel caso di un gatto e un topo.

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA VIVENTI

Che cos’è il mimetismo?

Il mimetismo è la capacità di un organismo di confondersi con un elemento dell’ambiente o con un altro organismo per sfuggire ai predatori o per catturare le prede. Nel mimetismo criptico un organismo assume una colorazione che lo confonde con l’ambiente. Nel mimetismo mülleriano organismi velenosi o pericolosi hanno una colorazione molto evidente. Nel mimetismo batesiano organismi innocui assumono la colorazione o l’aspetto di organismi pericolosi.

Il serpente del latte imita la colorazione del velenoso serpente corallo per difendersi.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Scrivi il titolo opportuno sotto a ogni fotografia. UN ESEMPIO DI PARASSITISMO UN ESEMPIO DI MUTUALISMO

Il pesce pagliaccio è protetto dai tentacoli velenosi dell’attinia e questa si ciba dei resti delle prede del pesce.

Le pulci succhiano il sangue degli animali ospiti.

Titolo: 2. Le api e le vespe hanno il corpo a strisce gialle e nere che le rendono molto visibili: di quale mimetismo si tratta?

Titolo:

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Quanti tipi di mimetismo esistono?

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA VOLUME

Lezione

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VIVENTI

I biomi

Glossario internazionale

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Che cos’è un bioma?

Un bioma è un’area geografica caratterizzata da una particolare comunità di piante e animali e con determinate condizioni ambientali. I biomi sono distinti in due grandi gruppi: biomi terrestri e biomi acquatici.

Quali sono i biomi forestali?  La foresta tropicale, che ha abbondanti precipitazioni tutto l’anno; la vegetazione è lussureggiante.

 La foresta temperata, che è formata da latifoglie, alberi che perdono le foglie in autunno e le riformano in primavera.

 La taiga, che è una foresta di conifere.

Quali sono i biomi delle praterie?  La savana, che è un’ampia prateria erbosa; le precipitazioni sono concentrate

in due periodi dell’anno.  La prateria, che ha la vegetazione costituita da erbe, cespugli e arbusti; le precipitazioni sono scarse e i periodi di siccità frequenti.

Quali sono i biomi di ambiente arido?  La macchia mediterranea, che è caratteristica delle regioni che si affacciano sul Mar Mediterraneo; la vegetazione è formata da arbusti sempreverdi.  Il deserto, che è caratterizzato da precipitazioni scarse tutto l’anno e da elevate escursioni termiche durante la giornata.

Quali sono i biomi di ambiente freddo?  La tundra, che è caratterizzata da clima molto freddo e secco; non ci sono

alberi ma muschi, licheni, erbe e piccoli arbusti.  Il bioma polare, che è dominato dai ghiacci; a causa della temperatura molto bassa la vegetazione è quasi assente.

Come si suddividono i biomi acquatici?

I biomi acquatici sono suddivisi in bioma marino e bioma d’acqua dolce. Gli organismi dei biomi acquatici sono suddivisi in tre gruppi:  plancton, se si lasciano trasportare dalle correnti marine;  bentos, se vivono fissati al fondale marino;  necton, se sono capaci di nuotare.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Qual è il bioma più esteso della Terra?

cerca su

2. Uno squalo appartiene al plancton, al bentos o al necton?

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UNITÀ 1 L’ECOLOGIA

L’ECOLOGIA

ECO

Lezione

Che cosa vuol dire biodiversità?

Biodiversità è una parola che indica la varietà di organismi che vivono sulla Terra, le loro relazioni e gli habitat che occupano.

Perché la biodiversità di un ecosistema è molto importante? È importante perché un ecosistema con tante specie diverse è più stabile di fronte ai cambiamenti ambientali. La biodiversità è anche fonte di beni e risorse per le comunità animali e vegetali e per la specie umana.

Quali sono i fattori che mettono a rischio la biodiversità?

I fattori che mettono a rischio la biodiversità sono deforestazione e frammentazione degli habitat naturali, inquinamento, cambiamento climatico e commercio illegale di animali.

Quali sono le conseguenze della perdita di biodiversità?

Come reagiscono gli ecosistemi all’aumento dell’anidride carbonica?

Gli ecosistemi marini e terrestri sono chiamati pozzi di assorbimento perché hanno la capacità di assorbire l’anidride carbonica dell’atmosfera. Quando la concentrazione di anidride carbonica cresce, aumenta il loro potere di assorbimento; superata una certa concentrazione, però, gli ecosistemi non ne assorbono più e diventano emettitori di anidride carbonica.

Che cos’è la migrazione dei biomi?

È lo spostamento dei biomi da zone più calde a zone più fresche. Questo fenomeno è causato dall’alterazione del ciclo del carbonio e dal riscaldamento globale provocato dall’aumento dell’effetto serra.

Quali obiettivi dell’Agenda 2030 si occupano della protezione del clima e della biodiversità? L’obiettivo 13, che riguarda la lotta al cambiamento climatico. L’obiettivo 14, che riguarda la protezione degli organismi acquatici. L’obiettivo 15, relativo alla protezione degli organismi terrestri.

La perdita di biodiversità può causare un aumento dei disastri naturali e ridurre la disponibilità di risorse alimentari, idriche ed energetiche.

Che cos’è un hotspot?

Un hotspot o punto caldo della biodiversità è una regione della Terra particolamente ricca di biodiversità ma anche molto minacciata dai cambiamenti climatici e dalla distruzione degli habitat.

Da che cosa è alterato il ciclo del carbonio?

È alterato dall’aumento di anidride carbonica in atmosfera provocato dalle attività umane, come la deforestazione e l’uso eccessivo dei combustibili fossili (petrolio e carbone). 126 VOLUME

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OBIETTIVO COMPETENZE 1. Spiega con le tue parole perché è importante difendere e conservare la biodiversità degli ecosistemi. 2. Quali sono i pericoli più gravi per gli ecosistemi? 3. Perché la temperatura della Terra sta aumentando? 4. Che cosa causa lo spostamento dei biomi dalle zone più calde a quelle più fresche?

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ATT

I cambiamenti climatici

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

NIMALI

Viventi

UNITÀ 2 L’ETOLOGIA

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VIVENTI

Il comportamento degli animali

Glossario internazionale

Che cos’è il comportamento animale?

Il comportamento è l’insieme delle azioni con cui un animale risponde agli stimoli che riceve dall’ambiente e dal suo organismo. La scienza che studia il comportamento animale è l’etologia.

Di che tipo sono i comportamenti animali?

Il comportamento innato è quello che un animale possiede dalla nascita e che viene trasmesso di generazione in generazione. Il comportamento appreso è un comportamento imparato in seguito alle esperienze fatte dall’animale.

Il cane produce molta saliva quando gli viene dato il cibo nella ciotola.

In quali modi un animale può apprendere?

L’apprendimento di un animale può avvenire per assuefazione, quando si abitua a non reagire più a uno stimolo che si ripete, per imitazione, quando impara a comportarsi come i suoi simili, per prove ed errori, quando l’animale ripete i comportamenti che gli hanno fatto guadagnare una ricompensa e non quelli che lo hanno danneggiato.

Quale apprendimento è stato studiato dal biologo Pavlov?

Pavlov ha studiato il comportamento per condizionamento che avviene quando un animale risponde con lo stesso comportamento a uno stimolo neutro e a uno stimolo significativo. Ogni volta che gli viene dato il cibo suona il campanello.

Che cos’è l’imprinting?

È il comportamento che gli animali di alcune specie imparano al momento della nascita e che ricordano per tutta la vita. È stato studiato dall’etologo Konrad Lorenz.

OBIETTIVO COMPETENZE Scrivi accanto a ogni frase il tipo di comportamento e di apprendimento che descrive.  La rondine porta gli insetti ai piccoli nel nido.

Comportamento  I pulcini imparano a distinguere le macchie sul terreno e beccano solo quelle che sono del cibo.

Ripetendo l’esperimento, il cane produce saliva tutte le volte che suona il campanello, anche se non gli viene dato il cibo.

Apprendimento  Dopo un po’ di tempo i corvi non temono più lo spaventapasseri in mezzo al campo coltivato. Apprendimento

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UNITÀ 2 L’ETOLOGIA

L’ETOLOGIA

Lezione

Le società animali

Con quali segnali comunicano gli animali?

Quali sono i segnali chimici?

Gli animali comunicano e si scambiano informazioni attraverso segnali visivi, acustici, tattili e chimici.

Soprattutto i feromoni, sotanze chimiche rilasciate per l’accoppiamento, e altri odori rilasciati per riconoscersi e per delimitare il territorio.

Quali sono i segnali visivi?

Come si organizzano gli animali?

Quali sono i segnali acustici?

Quali sono le differenze tra società chiuse e aperte?

Quali sono i segnali tattili?

Quali strategie riproduttive mettono in atto gli animali?

Sono segnali visivi la luce emessa dal corpo, i colori assunti durante la stagione degli amori o per la difesa, movimenti e atteggiamenti, come mostrare i denti, gonfiare il corpo e rizzare peli o penne.

ATT

Glossario internazionale

I gruppi più semplici privi di una organizzazione sono le schiere, come i banchi di pesci e gli stormi di uccelli, mentre le società sono più complesse e organizzate.

Sono segnali acustici versi, canti, fischi, grida, con i quali gli animali segnalano a grande distanza la propria presenza, delimitano il territorio, attirano il partner, mettono in fuga il nemico o lanciano l’allarme.

Nelle società chiuse ogni animale è specializzato a svolgere solo una funzione e nessun individuo estraneo è ammesso; nelle società aperte i ruoli dei componenti non sono rigidi e immutabili.

Il contatto diretto con le zampe o il becco, il leccamento del pelo praticato dalle madri dei mammiferi per riconoscere i piccoli. Sono tipici degli animali che vivono in gruppo, perché rafforzano i rapporti sociali.

Gli animali possono essere monogami quando si accoppiano con un solo partner o poligami quando i partner sono numerosi. Possono attuare due strategie riproduttive: la selezione di tipo R punta alla nascita di molti figli, la selezione di tipo K punta alla nascita di pochi figli che vengono allevati e fatti crescere grazie alle cure parentali.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Perché gli animali hanno bisogno di comunicare tra loro? 2. Quali sono le differenze tra un banco di sardine e le api di un alveare? 3. Quale tipo di strategia riproduttiva permette ai genitori di avere più cura dei piccoli?

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ATTIVITÀ VOLUME

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ATTIVITÀ

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Test interattivi

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ambiente biosfera consumatori

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VIVENTI

1. Completa la mappa con i termini corretti. è l’insieme di tutti gli organismi che vivono in un e delle loro relazioni produttori

ecologia

che cos’è?

qual è la scienza che lo studia?

da quali organismi è formato?

ECOSISTEMA di che cosa fa parte?

decompositori

l’ della

2. Vero o falso? a. L’acqua è un fattore biotico dell’ambiente. b. Gli animali sono autotrofi. c. La luce è un fattore limitante negli ambienti acquatici. d. La nicchia ecologica è l’ambiente dove vive un organismo. e. Una popolazione è formata da animali di specie diverse. f. La rete alimentare rappresenta le relazioni tra gli organismi che riguardano il modo di nutrirsi.

3. Collega il termine con la definizione corretta. a. Piramide dell’energia

1. Relazione tra due organismi in cui uno è danneggiato.

b. Biodiversità

2. Spostamento dei biomi verso zone con temperature più basse.

c. Migrazione dei biomi d. Parassitismo

3. Grafico che mostra il passaggio di energia tra gli organismi. 4. Varietà degli organismi che vivono sulla Terra.

4. Scegli la soluzione corretta. A. Che cos’è un punto caldo della biodiversità? a. Un luogo della Terra ricco di specie ma molto minacciato. b. Un luogo della Terra con temperature molto alte. B. Che cos’è una catena alimentare? a. Una sequenza di organismi che si nutrono l’uno dell’altro. b. La quantità di cibo che consuma un organismo. PERCORSI FACILITATI

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Corpo umano

UNITÀ 1 IL SISTEMA CORPO UMANO VOLUME

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

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CORPO UMANO

L’organizzazione del corpo umano

Come è suddiviso il corpo umano?

Glossario internazionale Apparati e sistemi del corpo umano

tra di loro e sono parte di complessi più grandi, chiamati apparati o sistemi.

Il corpo umano è suddiviso in:  capo, che comprende il cranio e la faccia;  tronco, che comprende il torace e l’addome;  arti, che si distinguono in superiori e inferiori.

Qual è la differenza tra apparato e sistema?

Qual è l’unità fondamentale del corpo umano? L’unità fondamentale del corpo umano è la cellula. Nel nostro corpo ne esistono circa 200 tipi differenti che svolgono funzioni diverse.

L’apparato è formato da organi costituiti da tessuti diversi, il sistema è formato da organi costituiti dallo stesso tipo di tessuto.

A che cosa servono gli apparati e i sistemi?

Collaborano strettamente tra loro e permettono lo svolgimento di tutte le funzioni vitali, vegetative e di relazione.

Quali sono gli apparati e i sistemi del corpo umano?

Come si organizzano le cellule?

Cellule simili che svolgono la medesima funzione, formano un tessuto. L’istologia è la scienza che studia la struttura microscopica dei tessuti.

Sono l’apparato digerente, l’apparato escretore, l’apparato respiratorio, l’apparato circolatorio, l’apparato riproduttore, l’apparato tegumentario, il sistema scheletrico, il sistema muscolare, il sistema nervoso, il sistema immunitario e il sistema endocrino.

Che cosa formano i diversi tessuti?

Tessuti di diverso tipo che collaborano per svolgere una o più funzioni formano gli organi. A loro volta gli organi collaborano

CELLULA

APPARATO

TESSUTO

ORGANO

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Corpo umano

Il capo comprende il cranio e la faccia.

Il tronco è congiunto al capo mediante il collo. È diviso in due parti da un muscolo, il diaframma: la parte superiore è chiamata torace, la parte inferiore addome.

Gli arti superiori sono collegati al tronco mediante il cinto scapolare (le spalle). Ciascuno di essi comprende braccio, avambraccio e mano. Gli arti inferiori sono collegati al tronco mediante il cinto pelvico. Ciascuno di essi comprende coscia, gamba e piede.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Che cosa studia l’istologia? cerca su

2. Il cuore è un tessuto, un organo o un apparato? 3. Scrivi brevemente le funzioni degli apparati e dei sistemi del corpo umano.

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UNITÀ 1 IL SISTEMA CORPO UMANO

CORPO UMANO

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Corpo umano

UNITÀ 1 IL SISTEMA CORPO UMANO CORPO UMANO

IL SISTEMA CORPO UMANO

Lezione

Glossario internazionale

Da che cosa è formato l’apparato tegumentario?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

L’apparato tegumentario

L’apparato tegumentario è formato dalla pelle che ricopre esternamente tutto il corpo e le cavità interne. Oltre alla pelle ci sono gli annessi cutanei come i peli, i capelli, le unghie e diversi tipi di ghiandole. I peli, i capelli e le unghie sono formati quasi interamente da cellule morte, ricche di cheratina.

Pelo visto al microscopio elettronico.

Quali sono le funzioni della pelle?

La pelle protegge il nostro corpo dalle sostanze chimiche, dai raggi ultravioletti del Sole e dai microrganismi; elimina le sostanze di rifiuto, mantiene costante la temperatura corporea; è sensibile agli stimoli e sintetizza la vitamina D.

Come è fatta la pelle?

La pelle è costituita da tre strati sovrapposti: l’epidermide, il derma e l’ipoderma.

Qual è la struttura dell’epidermide?

L’epidermide è lo strato più superficiale della pelle. È formata dallo strato corneo, che rende la pelle impermeabile, e dallo strato germinativo, in cui si formano nuove cellule. Nella parte più profonda si trovano le cellule che contengono la melanina, la sostanza che rende la pelle più chiara o più scura.

Come è fatto il derma?

Il derma è lo strato intermedio e contiene i recettori, cioè le cellule specializzate per percepire gli stimoli, i vasi sanguigni, le ghiandole sudoripare e le ghiandole sebacee.

Come è fatto l’ipoderma?

L’ipoderma è costituito da tessuto connettivo ricco di grasso. La sua funzione è quella di proteggere i tessuti sottostanti dal freddo. 134 VOLUME

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Quali sono le ghiandole dell’apparato tegumentario?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Le ghiandole della pelle producono diversi tipi di sostanze. Le ghiandole sebacee producono il sebo, che è una sostanza grassa che dà morbidezza e lucentezza alla pelle. Le ghiandole sudoripare aiutano a regolare la temperatura corporea ed eliminano il sudore. Le ghiandole mammarie producono il latte per la nutrizione dei cuccioli. pelo

epidermide

derma

ghiandola sebacea

ipoderma

ghiandola sudoripara

vasi sanguigni

OBIETTIVO COMPETENZE Prova a spiegare in che cosa consistono queste difese della pelle: 1. protezione 2. termoregolazione 3. difesa dai microrganismi 4. sensibilità 5. escrezione

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IL SISTEMA CORPO UMANO

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

Il sistema scheletrico

Glossario internazionale Le articolazioni mobili

Da che cosa è formato il sistema scheletrico?

Il sistema scheletrico è costituito dalle ossa e dalle articolazioni. Lo scheletro umano è formato da 206 ossa.

Qual è la sua funzione?  È un sostegno per il nostro corpo.  Protegge gli organi interni.  Permette il movimento del corpo.  Produce le cellule del sangue.  È una riserva di sali minerali. Da quali tessuti sono formate le ossa?

Le ossa sono formate da tessuto osseo e da tessuto cartilagineo.

Quali sono le caratteristiche del tessuto osseo?

Il tessuto osseo è formato da cellule chiamate osteociti, che si trovano immerse in una sostanza disposta in lamelle. Quando le lamelle sono addossate le une alle altre si forma il tessuto osseo compatto, quando le lamelle sono lontane tra loro si forma il tessuto osseo spugnoso. Nel tessuto osseo spugnoso si trova il midollo rosso che produce le cellule del sangue.

Tessuto osseo compatto.

Tessuto osseo spugnoso. 136 VOLUME

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Quali sono le caratteristiche del tessuto cartilagineo?

Il tessuto cartilagineo è formato da cellule specializzate, i condrociti, che sono immersi in una sostanza ricca di fibre elastiche. Il tessuto cartilagineo è resistente e flessibile; si trova tra un osso e l’altro per ridurre lo sfregamento.

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Come si classificano le ossa?

Le ossa si classificano in base alla loro forma.  Le ossa lunghe formano gli arti e hanno una parte allungata, la diafisi, e due estremità arrotondate, le epifisi.  Le ossa piatte hanno uno spessore ridotto e sono le ossa che formano il cranio.  Le ossa corte hanno forma simile a un cubo, come quelle che formano la colonna vertebrale.

Che cosa sono le articolazioni?

Le articolazioni sono strutture che collegano tra loro due o più ossa. Possono essere:  fisse quando non permettono nessun movimento;  semimobili se consentono movimenti limitati come i piccoli movimenti tra le vertebre;  mobili se permettono movimenti ampi come quelli che facciamo quando camminiamo.

OBIETTIVO COMPETENZE Scrivi, per ogni immagine, il tipo di osso. A

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UNITÀ 1 IL SISTEMA CORPO UMANO CORPO UMANO

IL SISTEMA CORPO UMANO

Lezione

Glossario internazionale Come si muove il nostro corpo

Da che cosa è costituito il sistema muscolare?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

Il sistema muscolare

Il sistema muscolare è costituito dai muscoli volontari e dai muscoli involontari.

Quando un muscolo è volontario?

Un muscolo è volontario quando si muove sotto il controllo della nostra volontà. I muscoli scheletrici che consentono il movimento del corpo sono muscoli volontari.

Quando un muscolo è involontario?

Un muscolo è involontario quando non è controllato dalla nostra volontà. I muscoli degli organi interni sono involontari, infatti non puoi controllare il battito del tuo cuore o le contrazioni dello stomaco.

Come sono fatti i muscoli?

Il tessuto che forma i muscoli è costituito da centinaia di cellule di forma allungata, tutte parallele tra loro. Queste cellule prendono il nome di fibre muscolari. Ogni fibra muscolare è formata dalle miofibrille che contengono due proteine, l’actina e la miosina, che permettono ai muscoli di contrarsi.

Che cos’è il tessuto muscolare striato?

Il tessuto muscolare è striato quando i filamenti di actina e di miosina si alternano in modo ordinato e, al microscopio, si riconoscono delle bande chiare e delle bande scure. Il tessuto muscolare striato forma i muscoli volontari.

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UNITÀ 1 IL SISTEMA CORPO UMANO

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Che cos’è il tessuto muscolare liscio?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Il tessuto muscolare è liscio quando i filamenti di actina e di miosina non hanno una struttura a bande ordinate. Questo tessuto forma i muscoli involontari.

Che cos’ha di particolare il cuore?

È un muscolo involontario formato da tessuto muscolare con fibre striate, il miocardio.

OBIETTIVO COMPETENZE

Che cosa sono i muscoli antagonisti?

Sono muscoli che lavorano in coppia e permettono movimenti opposti. Quando uno si contrae, l’altro si rilassa.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Perché i muscoli antagonisti si chiamano così?

cerca su

2. Sai fare qualche esempio di muscoli antagonisti?

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Corpo umano

UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE CORPO UMANO

L’ALIMENTAZIONE

Lezione

Glossario internazionale La piramide dell’attività fisica

Perché dobbiamo nutrirci?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

La nutrizione

Attraverso l’alimentazione forniamo al nostro organismo tutte le sostanze di cui ha bisogno.

Che cos’è la dieta?

La dieta è un apporto equilibrato di tutte le sostanze di cui è fatto l’organismo e di tutta l’energia necessaria per mantenerci in vita. Ogni persona ha la sua dieta corretta, che dipende dall’età, dal sesso e dalle attività che svolge.

Che cos’è la piramide alimentare?

La piramide alimentare è un grafico che mostra quali e quanti cibi mangiare durante una settimana: alla base della piramide ci sono gli alimenti da consumare in maggiore quantità; man mano che si sale ci sono gli alimenti da mangiare solo occasionalmente. carne, pesce, uova, legumi e salumi 1-2 porzioni al giorno latte, yogurt e formaggi 2-3 porzioni al giorno condimenti, olio e grassi 2-3 porzioni al giorno pane, pasta, riso, biscotti e patate 4-5 porzioni al giorno frutta e ortaggi 5-6 porzioni al giorno 6-10 bicchieri d’acqua attività fisica regolare

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UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE

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CORPO UMANO

Di che cosa abbiamo bisogno ogni giorno?

Ogni giorno abbiamo bisogno di una certa quantità di energia che si chiama fabbisogno energetico giornaliero. La quantità di energia che ci occorre viene misurata in kilocalorie (kcal). Spesso sulle etichette degli alimenti il valore energetico è indicato in kilojoule (kJ).

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Il fabbisogno energetico giornaliero è lo stesso per tutte le persone?

No, perché dipende da diversi fattori: il peso, la statura, l’età, il sesso, le condizioni di salute e il tipo di attività svolta.

Che cos’è il metabolismo basale?

Il metabolismo basale rappresenta il minimo di energia indispensabile all’organismo per svolgere le funzioni vitali. Infatti, anche quando dormiamo, le nostre cellule continuano a bruciare energia per svolgere le funzioni vitali che ci tengono in vita.

OBIETTIVO COMPETENZE L’indice globale della fame misura la malnutrizione nel mondo.

estremamente allarmante allarmante grave moderato basso dati non disponibili Paesi industrializzati

1. In quale continente si trovano i paesi con il livello di malnutrizione più allarmante? 2. In quale parte del mondo non ci sono problemi di alimentazione?

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UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE CORPO UMANO

L’ALIMENTAZIONE

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

I nutrienti energetici

Glossario internazionale Conservare gli alimenti

Che cosa sono i nutrienti?

Tutto ciò che mangiamo è un alimento. Le sostanze che compongono gli alimenti sono i nutrienti o principi nutritivi.

Quali sono i principi nutritivi fondamentali?  Le proteine, che svolgono molte funzioni e controllano tutte le reazioni chimiche che ci mantengono in vita  I carboidrati e i lipidi, che sono il carburante delle cellule.  Le vitamine e i sali minerali, che sono presenti in piccole quantità ma hanno una funzione regolatrice di tutti i processi dell’organismo.  L’acqua, che compone il 65% del nostro corpo.

 disaccaridi se sono

formati dall’unione di due monosaccaridi; Il lattosio contenuto nel latte è formato dall’unione di due monosaccaridi.

 polisaccaridi se sono

formati da molte molecole di monosaccaridi unite insieme. L’amido contenuto nella pasta è un polisaccaride.

Che cosa sono i lipidi?

I lipidi o grassi sono formati da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. I grassi liberano più energia dei carboidrati e sono accumulati come riserva di energia sotto forma di trigliceridi nelle cellule del tessuto adiposo. Il burro, la panna, le carni grasse contengono grassi saturi e sono di origine animale; l’olio di oliva o di semi sono grassi insaturi e sono di origine vegetale.

Quali sono i principi nutritivi energetici?

I principi nutritivi energetici sono i carboidrati e i lipidi. Sono chiamati così perché dalla loro “combustione” le cellule ottengono l’energia necessaria ai processi vitali.

OBIETTIVO COMPETENZE

Come sono fatti i carboidrati?

I carboidrati, o zuccheri, sono formati da tre tipi di atomi: carbonio, idrogeno e ossigeno. Si dividono in:  monosaccaridi se sono formati da una sola molecola;

Prova a elencare alimenti che consumi normalmente che contengono: 1. monosaccaridi come il glucosio. 2. disaccaridi come il lattosio. 3. polisaccaridi come l’amido.

Il fruttosio contenuto nell’uva è un monosaccaride. 144 VOLUME

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4. lipidi.

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UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE

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Lezione

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CORPO UMANO

I nutrienti plastici

Glossario internazionale

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Che cosa sono le proteine?

Le proteine sono i componenti essenziali di tutte le cellule e sono le sostanze organiche più abbondanti nell’organismo. Le proteine sono lunghe catene di amminoacidi.

Che cosa sono gli amminoacidi?

Gli amminoacidi sono formati da quattro elementi chimici: il carbonio, l’idrogeno, l’ossigeno e l’azoto. In natura esistono 20 tipi di amminoacidi che formano migliaia di proteine diverse. Gli amminoacidi si uniscono in catene che si ripiegano su se stesse e assumono forme diverse. La forma che assumono determina la funzione della proteina.

Che cosa sono gli amminoacidi essenziali?

Dei 20 amminoacidi che esistono in natura, il nostro organismo è in grado di produrne solo 12. Gli altri 8 sono chiamati amminoacidi essenziali e devono entrare nel nostro organismo attraverso il cibo.

Quali alimenti contengono proteine?

Le proteine sono contenute nella carne, nel pesce, nelle uova ma anche nei legumi e nei cereali.

Quali funzioni svolgono le proteine? Le funzioni delle proteine sono:

 funzione plastica o strutturale, perché si trovano nei

tessuti connettivi che sorreggono il corpo, come quelli delle ossa e dei muscoli;

 funzione enzimatica, perché intervengono sulla velocità delle reazioni chimiche;

 funzione immunitaria, sotto forma di anticorpi che proteggono l’organismo dagli agenti patogeni;

 funzione di trasporto, perché si legano a sostanze

specifiche e le trasportano all’interno dell’organismo. Ad esempio, l’emoglobina è una proteina del sangue, che lega le molecole di ossigeno e le trasporta verso tutte le cellule dell’organismo.

OBIETTIVO COMPETENZE Molti pensano che mangiare la carne sia l’unico modo per fornire proteine all’organismo: ma è proprio vero? 1. Quali alimenti hanno un alto contenuto di proteine? 2. Sono tutti di origine animale? 3. Perché è importante mangiare ogni giorno cibi che contengono proteine? 4. Quali funzioni svolgono le proteine nell’organismo?

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UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE CORPO UMANO

L’ALIMENTAZIONE

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

I nutrienti bioregolatori

Glossario internazionale I sali minerali

Quale funzione svolge l’acqua nel nostro organismo?

L’acqua è il principale componente delle cellule del nostro corpo e di tutti i nostri liquidi. L’acqua ha tante funzioni:  assicura l’equilibrio termico;  mantiene costante la composizione dei fluidi del corpo;  consente l’assorbimento e il trasporto dei nutrienti;  favorisce l’eliminazione dei prodotti di rifiuto.

Che cosa sono le vitamine?

L’organismo umano può produrre le vitamine che gli servono?

Le vitamine sono sostanze organiche complesse, indispensabili per l’organismo. Sono presenti in piccolissime quantità ma sono molto importanti per la corretta funzione dell’organismo.

Il nostro organismo produce solo le vitamine D e K. Tutte le altre vitamine devono essere ricavate dagli alimenti.

Che cosa sono i sali minerali?

A che cosa servono?

I sali minerali sono sostanze inorganiche. I sali minerali devono essere assunti tutti i giorni, in piccole quantità.

Le vitamine facilitano l’assorbimento delle sostanze nutritive, contribuiscono al buon funzionamento degli organi e favoriscono i processi di crescita.

Quali funzioni svolgono?

Il calcio e il fosforo hanno una funzione plastica perché sono i componenti delle ossa e dei denti. Il sodio e il potassio regolano lo scambio di liquidi nell’organismo. Il magnesio interviene nella contrazione dei muscoli.

Le vitamine sono tutte uguali?

Le vitamine si dividono in vitamine idrosolubili e liposolubili. Le vitamine idrosolubili si sciolgono nell’acqua; le vitamine liposolubili si sciolgono nei grassi. Le vitamine B, H e C sono idrosolubili e si trovano soprattutto nella frutta e nella verdura.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Quali cibi devi consumare per ricaricarti di vitamine idrosolubili? 2. Di quali vitamine sono ricchi cibi come il burro e l’olio d’oliva?

Gli agrumi sono ricchi di vitamina C.

3. Di quali sali sono fatti ossa e denti?

Le vitamine A, D, E e K sono liposolubili e si trovano soprattutto nei grassi animali. 146 VOLUME

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4. Perché, secondo te, bisogna salare i cibi?

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UNITÀ 2 L’ALIMENTAZIONE

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CORPO UMANO

Alimentazione sostenibile

L’Agenda 2030 si occupa dell’alimentazione e della produzione del cibo? Sì: l’obiettivo 2 ha lo scopo di porre fine alla fame nel mondo, l’obiettivo 12 prevede il raggiungimento di nuovi modelli di produzione e consumo del cibo.

Come è distribuito il cibo nel mondo?

Esistono forti squilibri perché ci sono regioni del mondo dove la popolazione consuma più cibo di quanto ne abbia bisogno, e regioni in cui la popolazione soffre di malnutrizione.

Che cos’è l’alimentazione sostenibile?

Perché la dieta mediterranea è a rischio estinzione?

La dieta mediterranea secondo gli studiosi è una dieta sana, variegata e sostenibile per l’ambiente ma oggi sempre meno giovani la seguono perché tendono a preferire un’alimentazione fast food, ricca di zuccheri e grassi animali.

Quali sono le regole da seguire per un’alimentazione sostenibile?  Mangiare più frutta e verdura e meno carne  Preferire cibi a kilometro zero e di stagione  Comprare solo quello che pensiamo di consumare  Scegliere pesce pescato in maniera sostenibile  Bere acqua del rubinetto  Evitare imballaggi inutili

È un tipo di alimentazione a basso impatto ambientale che garantisce cibo sano per le generazioni attuali e future.

Quali sono le tre regole dell’alimentazione sostenibile?  Consumare meno cibo ed evitare il

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Quali sono gli obiettivi dell’Agenda 2030 relativi al consumo di cibo?

sovraconsumo.

 Ridurre lo spreco alimentare sia lungo la

2. A quale delle tre regole dell’alimentazione sostenibile si riferisce questa vignetta?

catena produttiva sia a livello domestico acquistando solo quello che riusciamo a mangiare.

 Preferire cibo di origine vegetale rispetto a quello animale perché ha un’impronta ecologica minore.

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

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Corpo umano

UNITÀ 3 L’APPARATO DIGERENTE CORPO UMANO

L’APPARATO DIGERENTE

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

Le funzioni e la struttura dell’apparato digerente

Glossario internazionale La digestione

A che cosa servono i cibi?

A fornire sostanze che sono utilizzate dalle cellule.

Quali trasformazioni subiscono?

Il cibo, quando è ingerito, è troppo complesso. Nell’apparato digerente il cibo subisce dei processi di trasformazione che lo riducono in molecole più semplici e più piccole. I processi digestivi sono di tipo:  meccanico: il cibo viene triturato e rimescolato;  chimico: le grosse molecole come i carboidrati, le proteine e i grassi vengono trasformate in molecole semplici attraverso l’azione degli enzimi.

ghiandole salivari bocca

faringe

esofago

Che cos’è la digestione?

La digestione è l’insieme dei processi meccanici e chimici che riducono gli alimenti in sostanze più piccole che possono essere assorbite dalle cellule. stomaco

fegato

Dove vanno i principi nutritivi?

I principi nutritivi passano nelle cellule della parete intestinale e poi sono assorbiti dal sangue.

Che cosa succede alle sostanze non digerite?

pancreas intestino

Le parti degli alimenti che l’organismo non è in grado di digerire sono eliminate come rifiuti, sotto forma di feci.

Come è fatto l’apparato digerente?

L’apparato digerente è formato dal tubo digerente, suddiviso in tratti con funzioni diverse. Inizia con la bocca, prosegue con la faringe e l’esofago. Si dilata a formare lo stomaco e continua con l’intestino.

Quali sono le ghiandole dell’apparato digerente? Il tubo digerente è affiancato dalle ghiandole salivari, dal fegato e dal pancreas che producono gli enzimi necessari per la trasformazione del cibo.

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Organismi autotrofi ed eterotrofi si differenziano proprio per l’alimentazione. Ricordi quali sono le loro caratteristiche?

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UNITÀ 3 L’APPARATO DIGERENTE

Lezione

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CORPO UMANO

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I processi meccanici della digestione

Glossario internazionale Le fasi della deglutizione

Quali sono le azioni meccaniche che avvengono nella bocca?

Nella bocca, il cibo viene triturato dai denti e impastato dalla saliva.

La dentatura dei bambini è formata da 20 denti che vegono sostituiti, durante la crescita, dalla dentatura definitiva, che è formata da 32 denti.

Che cos’è la bocca?

Come prosegue il cammino del cibo?

La bocca è l’apertura da cui inizia il tubo digerente. La bocca è delimitata dalle labbra e contiene la lingua e i denti. Nella bocca agisce l’enzima ptialina che è contenuto nella saliva. La ptialina ha la funzione di demolire l’amido, il principale carboidrato presente nella pasta, nel pane e nel riso.

Come è fatto un dente?

I denti si inseriscono attraverso le radici nella mascella e nella mandibola e formano la dentatura. I denti sono formati da un tessuto molto resistente, la dentina. Se apriamo la bocca, la parte dei denti che vediamo si chiama corona ed è rivestita dallo smalto, che è formato da fosfato di calcio. I denti hanno forme e funzioni diverse tra loro:  gli incisivi servono per tagliare;  i canini per strappare;  i molari e i premolari per triturare il cibo. smalto

Che cosa avviene nell’esofago?

L’esofago è un tubo muscolare che si collega con lo stomaco. I muscoli che lo rivestono si contraggono e spingono il bolo nello stomaco attraverso i movimenti peristaltici involontari.

OBIETTIVO COMPETENZE Le foto ritraggono un animale erbivoro, uno carnivoro e uno onnivoro. 1. La loro dentatura A è la stessa?

dentina

corona

Il cibo masticato è chiamato bolo alimentare. A questo punto la lingua lo spinge verso la faringe e il bolo alimentare è deglutito. La faringe è un tratto del tubo digerente in cui passano sia l’aria sia il cibo. Per evitare che il cibo prenda la strada dell’apparato respiratorio rischiando di soffocarci, una piccola cartilagine chiamata epiglottide, chiude il canale in comunicazione con le vie respiratorie e il cibo passa nell’esofago.

2. Secondo te, quali sono i denti più sviluppati per ogni animale?

gengiva

radice osso

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

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UNITÀ 3 L’APPARATO DIGERENTE CORPO UMANO

L’APPARATO DIGERENTE

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

I processi chimici della digestione

Come è fatto lo stomaco?

Lo stomaco è un organo a forma di sacco. Ha le pareti elastiche, capaci di contrarsi, ed è rivestito internamente dalla mucosa gastrica. Il cibo entra nello stomaco attraverso il cardias che si allarga per far entrare il bolo, e si richiude subito dopo.

Che cosa succede dentro lo stomaco?

Nello stomaco il bolo alimentare è aggredito dai succhi gastrici che contengono l’acido cloridrico e la pepsina. La pepsina è l’enzima che favorisce la rottura delle lunghe catene di amminoacidi delle proteine. Il bolo si trasforma in una poltiglia biancastra chiamata chimo, che passa nell’intestino tenue attraverso il piloro.

Come è fatto l’intestino?

L’intestino è il tratto più lungo del tubo digerente. È diviso in intestino tenue e intestino crasso. La prima parte dell’intestino tenue è il duodeno, e prosegue con il digiuno e l’ileo.

Il controllo della glicemia

Qual è la funzione del duodeno?

Nel duodeno si completa la digestione chimica degli alimenti grazie all’azione di tre succhi digestivi: il succo enterico è prodotto dalle ghiandole che si trovano nelle pareti dell’intestino tenue, il succo pancreatico è prodotto dal pancreas e la bile è prodotta dal fegato. Il succo enterico e il succo pancreatico agiscono sulla digestione dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine. La bile agisce solo sui lipidi. I tre succhi trasformano il chimo in una sostanza liquida chiamata chilo.

Che cosa sono il fegato e il pancreas?

Il fegato e il pancreas sono due ghiandole collegate all’apparato digerente. Oltre alla funzione digestiva, queste due ghiandole hanno anche il compito di controllare la glicemia, cioè la quantità di zuccheri nel sangue. bile

fegato

superficie interna dello stomaco

cardias

esofago

Glossario internazionale

rilascio dei succhi gastrici pancreas

duodeno fibre muscolari

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Perché è importante che la glicemia si mantenga entro limiti ben definiti?

stomaco intestino tenue

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2. Quale malattia insorge se nel sangue abbiamo troppo glucosio?ghiandole gastriche che 3. In quale organo inizia laproducono digestione delle proteine? enzimi

piloro

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cellule della mucosa che producono muco e acido cloridrico

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UNITÀ 3 L’APPARATO DIGERENTE

Lezione

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CORPO UMANO

L’assorbimento dei nutrienti

Qual è la funzione del digiuno e dell’ileo?

Glossario internazionale

Come vengono eliminati i rifiuti?

I resti degli alimenti non digeriti sono formati per la maggior parte da fibre vegetali. Sono eliminati sotto forma di feci ed espulsi attraverso l’ano.

Questi due tratti dell’intestino tenue sono rivestiti da una spessa mucosa che forma delle pieghe con numerose protuberanze: i villi intestinali.

Che cos’è il microbiota e qual è la sua funzione?

Il microbiota è un ecosistema di batteri innocui e molto utili che vive nell’intestino crasso. Le sue funzioni sono:  decomporre ulteriormente i residui alimentari;  aiutare il sistema immunitario nella difesa dell’organismo;  produrre la vitamina K e le vitamine del gruppo B.

villi intestinali

A che cosa servono i villi intestinali? La funzione dei villi intestinali è quella di assorbire le sostanze nutritive presenti nel chilo. Da qui, i prodotti della digestione passano nei vasi sanguigni.

Come è fatto l’intestino crasso?

L’intestino crasso ha il diametro maggiore dell’intestino tenue ed è formato da tre parti: cieco, colon e retto che termina con l’ano.

OBIETTIVO COMPETENZE Gli antibiotici sono farmaci che ci aiutano a curare malattie di una certa gravità che colpiscono il nostro organismo, ma uccidono anche i batteri del microbiota. Come possiamo fare per ripristinarlo o mantenerlo in salute?

Qual è la funzione dell’intestino crasso?

Nell’intestino crasso avviene il riassorbimento di sostanze utili come acqua, sali minerali e vitamine. Ogni giorno vengono riassorbiti 300 - 400 millilitri di acqua.

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

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ATTIVITÀ

CORPO UMANO

IL SISTEMA CORPO UMANO

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1. Completa la mappa con i termini corretti.

• • • •

Corpo umano

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cellula

Test interattivi

scheletro

sistema muscolare tronco

qual è l’unità fondamentale? come si muove?

IL CORPO UMANO

attraverso il

da che cosa è sostenuto?

come è suddiviso?

è suddiviso in capo,

dallo

collegato alle ossa

e arti

2. Vero o falso? a. Il corpo umano è formato da un’unica cellula. b. I tessuti sono diversi tra loro. c. Lo strato più esterno della pelle è il derma. d. I muscoli scheletrici sono volontari. e. Le ossa possono essere lunghe, corte o piatte. f. I muscoli involontari sono formati da tessuto muscolare liscio.

3. Collega il termine con la definizione corretta. a. Osteociti

1. Insieme di tessuti che collaborano per svolgere una funzione.

b. Ipoderma

2. Cellule del tessuto osseo.

c. Miofibrille

3. Strato inferiore della pelle.

d. Organo

4. Strutture che formano i muscoli.

4. Scegli la soluzione corretta. A. Da quale tipo di tessuto muscolare sono formati i muscoli volontari? a. Tessuto muscolare liscio. b. Tessuto muscolare striato. B. Quali articolazioni non permettono nessun movimento? a. Le articolazioni fisse. b. Le articolazioni mobili. 140

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Terra

UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA

LA DINAMICA DELLA TERRA

TERRA

Lezione

Glossario internazionale Dentro il vulcano

Che cos’è un vulcano?

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I vulcani

Un vulcano è una spaccatura della crosta terrestre dalla quale escono materiali fusi e incandescenti, insieme a gas e materiali solidi. Il materiale fuso è il magma che si origina e si accumula all’interno della Terra. Il processo con cui questi materiali escono dal vulcano è detto eruzione.

Come è fatto un vulcano?

Un vulcano è formato da una parte esterna chiamata edificio vulcanico,che spesso assume la forma di un cono. All’interno dell’edificio vulcanico ci sono:  il focolaio magmatico, dove si raccoglie il magma;  il camino vulcanico, che è il condotto lungo il quale il magma sale in superficie;  il cratere da cui fuoriesce il magma.

cratere edificio vulcanico

camino vulcanico

focolaio magmatico

Che cos’è la lava?

La lava è il magma che è uscito dal cratere liberando il gas e il vapore acqueo. Le lave basiche contengono ridotte quantità di silicati e sono molto fluide. Le lave acide contengono grandi quantità di silicati e scorrono con difficoltà. 206 VOLUME

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UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA VOLUME

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Quali sono gli altri prodotti del vulcano?

I materiali solidi sono chiamati materiali piroclastici e sono costituiti da frammenti di roccia di varie dimensioni. I materiali gassosi che si liberano durante un’eruzione sono soprattutto anidride carbonica e vapore acqueo ad alta temperatura.

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Quali fenomeni vulcanici sono prodotti dalle lave basiche? Le lave basiche provocano eruzioni effusive e danno origine a vulcani con pendii poco inclinati, i vulcani a scudo.

Quali fenomeni vulcanici sono prodotti dalle lave acide? Le lave acide danno origine a eruzioni esplosive accompagnate da grandi emissioni di gas. I materiali eruttati si accumulano uno sull’altro e formano vulcani con pendii molto inclinati chiamati strato-vulcani.

OBIETTIVO COMPETENZE Completa le frasi. 1. Il magma nel suo percorso verso la superficie passa dal focolaio magmatico al fino al cratere. 2. Durante questo percorso il magma si trasforma in 3. La lava esce dal 4. I vulcani a scudo eruttano lave

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UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA

LA DINAMICA DELLA TERRA

TERRA

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Lezione

I terremoti

Glossario internazionale Come si origina un terremoto

Che cos’è un terremoto?

Un terremoto è una rapida vibrazione del terreno prodotta dalla liberazione di energia accumulata nelle rocce.

Quali sono le cause dei terremoti?

La litosfera è divisa in grandi blocchi in movimento: le rocce accumulano energia e possono fratturarsi. Le faglie sono le fratture lungo le quali i blocchi rocciosi scivolano l’uno rispetto all’altro.

Come si registrano le onde sismiche?

Gli strumenti che registrano le onde sismiche sono i sismografi. La registrazione delle onde sismiche è un tracciato che si chiama sismogramma.

Come si misurano i terremoti?

Quali sono i punti che permettono di stabilire la posizione di un terremoto? Il punto nella crosta terrestre dove si libera l’energia è l’ipocentro; il punto sulla superficie terrestre, posto sulla verticale dell’ipocentro, è l’epicentro.

Si usano due scale sismiche. Quella più usata è la scala Richter che misura in magnitudo l’energia liberata dal terremoto. La scala Mercalli, invece, misura l’intensità di un terremoto, cioè gli effetti che provoca sugli edifici e sulle persone.

Come si propaga l’energia di un terremoto?

L’energia del terremoto si propaga in tutte le direzioni sotto forma di onde sismiche. Le onde P, o onde primarie, si propagano nei solidi, nei liquidi e nei gas. Le onde S, o onde secondarie, si propagano dopo le onde P e possono attraversare solo i solidi. Le onde superficiali si generano a partire dall’epicentro e provocano i maggiori danni agli edifici.

epicentro

ipocentro

faglia

onde sismiche

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Che cos’è un terremoto? 2. Come si formano le faglie? 3. Quale tipo di onde sismiche provocano i danni maggiori? 4. Gli abitanti di una zona colpita da un sisma riferiscono che il terremoto ha fatto cadere oggetti dagli scaffali: quale scala sismica può valutare questo effetto?

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Lezione

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TERRA

L’interno della Terra

Come è fatto l’interno della Terra?

Glossario internazionale Viaggio al centro della Terra

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

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crosta

L’interno della Terra è formato da involucri concentrici che contengono materiali di diversa composizione chimica. Partendo dalla superficie sono: crosta, mantello e nucleo.

mantello

Come è fatta la crosta?

di sc

nucleo esterno

nucleo interno

La crosta è l’involucro più esterno della Terra ed è costituito da rocce ricche di silicio e alluminio. La crosta continentale forma i continenti, mentre la crosta oceanica forma i fondali degli oceani.

di Gute uità nb er tin g on

discontinuità di Lehmann

astenosfera

Come è fatto il mantello?

Il mantello è composto da rocce ricche di ferro e magnesio in parte fuse.

discontinuità di Mohorovičic’

Come è fatto il nucleo?

Il nucleo è composto da materiali ad altissima temperatura e molto densi; il nucleo esterno è liquido, il nucleo interno è solido.

OBIETTIVO COMPETENZE Completa il disegno.

1 Che cosa separa gliFase involucri che formano la Terra?

La discontinuità di Mohorovičic’ divide la crosta dal mantello. La discontinuità di Gutenberg divide il mantello dal nucleo. La discontinuità di Lehmann divide il nucleo esterno da quello interno.

Che cosa sono la litosfera e l’astenosfera?

I geologi hanno individuato due strati che si distinguono per il diverso stato fisico dei materiali che li formano. La litosfera è formata da materiali solidi e comprende la crosta e la parte superiore del mantello. L’astenosfera è formata da materiali fluidi e comprende la parte inferiore del mantello.

mantello

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Terra

UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA

LA DINAMICA DELLA TERRA

TERRA

Lezione

Glossario internazionale I margini delle placche

Che cosa si nota osservando la forma delle coste dell’America del Sud e dell’Africa su un atlante geografico?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

La deriva dei continenti e la tettonica a placche

I bordi dei due continenti combaciano quasi perfettamente. Molti scienziati hanno iniziato a pensare che un tempo queste terre fossero unite in un unico blocco e che in seguito i continenti si siano separati e allontanati.

Quale scienziato ha proposto la prima teoria per spiegare i movimenti dei continenti?

È stato Alfred Wegener: ha formulato la teoria della deriva dei continenti.

Che cosa afferma questa teoria?

La teoria afferma che circa 250 milioni di anni fa i continenti erano uniti in una enorme massa continentale, la Pangea, che era circondata da un unico oceano, la Panthalassa. In seguito la Pangea si è divisa in blocchi che si sono allontanati gli uni dagli altri fino a formare gli attuali continenti.

Panthalassa

Pan

gea

Quali prove sono state fornite da Wegener per sostenere la sua teoria?

Wegener ha fornito:  prove paleontologiche: nelle rocce che formano le coste dell’America del Sud e dell’Africa si trovano gli stessi tipi di fossili;  prove geologiche: le rocce che affiorano sui bordi dei continenti hanno la stessa composizione;  prove paleoclimatiche: nei continenti si trovano le prove che un tempo l’America del Sud, l’Africa, l’India e l’Antartide e parte dell’Australia erano coperte da una calotta di ghiaccio.

Perché la teoria di Wegener non è stata accettata?

Wegener non ha saputo spiegare l’origine delle forze che fanno muovere i continenti e la sua teoria è stata dimenticata per molti anni.

Che cosa sono le dorsali oceaniche?

Le dorsali oceaniche sono lunghe catene di vulcani che attraversano i fondali di tutti gli oceani. I vulcani delle dorsali sono attraversati da lunghe fratture da cui escono grandi quantità di magma. 210 VOLUME

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UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA VOLUME

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TERRA

Che cosa sostiene la teoria dell’espansione dei fondali oceanici? La teoria dell’espansione dei fondali oceanici sostiene che il magma che fuoriesce dalle dorsali si raffredda e forma nuova crosta oceanica. Contemporaneamente, la vecchia crosta vicino ai bordi dei continenti affonda nel mantello in corrispondenza delle fosse oceaniche, dove fonde e si trasforma di nuovo in magma.

frattura

crosta oceanica

magma

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

dorsale oceanica

crosta continentale

Come è nata la teoria della tettonica a placche?

La teoria della tettonica a placche è nata dall’unione della teoria della deriva dei continenti con la teoria dell’espansione dei fondali oceanici. Questa teoria spiega i movimenti dei continenti attraverso i movimenti delle placche.

Che cosa afferma la teoria della tettonica a placche?

La teoria della tettonica a placche afferma che la litosfera è divisa in circa 20 placche vicine le une alle altre, che sono in continuo movimento sull’astenosfera.

Come possono essere i margini delle placche?

I margini che delimitano le placche possono essere:  divergenti quando due placche vicine si allontanano l’una dall’altra;  convergenti quando due placche vicine si scontrano;  trascorrenti quando due placche si muovono e scivolano l’una accanto all’altra.

Quale fenomeno muove la placche litosferiche?

Le placche sono messe in movimento da enormi masse di magma che risalgono in corrispondenza delle dorsali oceaniche all’interno delle celle convettive.

Quali sono le conseguenze dei movimenti delle placche?

I movimenti delle placche sono la causa delle eruzioni vulcaniche, dei fenomeni sismici e del sollevamento delle catene montuose.

OBIETTIVO COMPETENZE 1. Che cosa sosteneva la teoria della deriva dei continenti? 2. Qual era il punto debole di questa teoria? 3. Che cosa sono le dorsali oceaniche? 4. Che cosa succede in corrispondenza delle fosse oceaniche? 5. È più antica la crosta oceanica che si trova vicino alle dorsali o quella vicino alle coste dei continenti?

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UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA

LA DINAMICA DELLA TERRA

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Lezione

Glossario internazionale Come si formano i fossili

Che cosa sono i fossili?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

I fossili

I fossili sono i resti o le tracce di organismi vissuti nel passato che sono conservati nelle rocce sedimentarie.

Qual è la scienza che studia i fossili?

La paleontologia è la scienza che studia i fossili. Attraverso lo studio dei fossili è possibile ricostruire la storia della Terra, studiare gli ambienti di vita degli organismi vissuti nel passato e capire come si sono modificati nel tempo.

In che modo i resti degli organismi si trasformano in fossili?

I fossili si formano attraverso un insieme di processi che avvengono dopo la morte degli organismi, la fossilizzazione. Durante la fossilizzazione le parti molli di un organismo sono decomposte dai batteri mentre le parti dure, come denti, ossa e conchiglie, sono disciolte dalle sostanze chimiche presenti nelle acque.

morte organismo affioramento

fossilizzazione

Come possono essere i fossili?  I fossili mineralizzati si formano quando diversi tipi di sali prendono il posto della sostanza organica e riproducono la struttura dell’oganismo.  I calchi si formano quando rimane un’impronta delle parti dure dell’organismo nei sedimenti che li avvolgono.  I modelli interni si formano quando i sedimenti riproducono la forma delle parti molli dell’organismo. 212 VOLUME

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UNITÀ 1 LA DINAMICA DELLA TERRA

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Come è stata suddivisa la storia della Terra?

EONI

ERE

ETÀ

PERIODI

(milioni di anni fa)

0,01 0,8

PRECAMBRIANO

ERA MESOZOICA ERA PALEOZOICA

FANEROZOICO

ERA CENOZOICA

Quaternario

1,5 2

Quale metodo permette di stabilire l’età delle rocce?

Per datare le rocce si usa il metodo di datazione assoluta. Con il metodo di datazione relativa, invece, si può stabilire quali sono le rocce più antiche e quali quelle più recenti.

OBIETTIVO COMPETENZE 23

Terziario

Cretaceo

1. Qual è l’era geologica più antica?

2. Quando è iniziata l’era cenozoica?

130

4. Che cos’è il Giurassico?

3. In quale era stiamo vivendo? 5. Se un fossile risale a 400 milioni di anni fa, a quale era appartiene?

Giurassico

204 Triassico

252

Permiano

300

Carbonifero

360

Devoniano

415

Siluriano

440

Ordoviciano

490

Cambriano

542

Proterozoico

2500 Archeano

4000 Adeano

4600

PERCORSI FACILITATI

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Il tempo trascorso tra la formazione della Terra e i nostri giorni è stato diviso in Precambriano (da 4600 a 542 milioni di anni fa) e tre ere geologiche: era paleozoica (da 542 a 252 milioni di anni fa), era mesozoica (da 252 a 65 milioni di anni fa) ed era cenozoica (da 65 milioni di anni fa a oggi).

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UNITÀ 2 LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

TERRA

Lezione

Glossario internazionale La scala di Mohs

Da quali elementi è composta la crosta terrestre?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

I minerali

Gli elementi chimici che formano la crosta terrestre sono solo 8. I più abbondanti sono l’ossigeno e il silicio. Gli elementi chimici sono quasi sempre combinati tra loro a formare i minerali.

Che cosa sono i minerali?

I minerali sono sostanze solide, inorganiche e con una composizione chimica ben definita che si può esprimere con una formula.

Che aspetto hanno i minerali?

La maggior parte dei minerali sono solidi cristallini, cioè hanno una forma geometrica definita che dipende direttamente dalla struttura ordinata in cui sono disposti gli atomi che compongono il minerale, il reticolo cristallino. Se la disposizione degli atomi è disordinata si formano i minerali amorfi.

Cl – Na + Reticolo cristallino del salgemma. Salgemma.

Come si classificano i minerali?

I minerali sono suddivisi in due grandi gruppi in base alla loro composizione chimica. I minerali classificati nei silicati contengono soprattutto silicio e ossigeno e sono la maggior parte dei minerali della crosta terrestre. I minerali classificati come non silicati non contengono silicio. 216 VOLUME

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UNITÀ 2 LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

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TERRA

Quali sono le principali proprietà fisiche dei minerali?

La mica è un minerale che si sfalda facilmente.

I cristalli di quarzo ametista hanno colore viola di diversa tonalità.

 la lucentezza, cioè il modo in

cui un minerale riflette la luce; La pirite ha lucentezza metallica intensa.

 la durezza, che è la capacità

di un minerale di resistere alla scalfittura.

Come si misura la durezza?

Per stabilire la durezza di un minerale si usa la scala di Mohs. Il minerale più tenero è il talco che ha durezza 1, il minerale più duro è il diamante che ha durezza 10.

OBIETTIVO COMPETENZE Stabilisci quale proprietà viene utilizzata per descrivere i minerali. 1. Il quarzo può essere bianco, rosa o viola. Proprietà: 2. La pirite riflette la luce come un metallo. Proprietà: 3. La calcite scalfisce il gesso. Proprietà:

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DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Le proprietà fisiche specifiche di ogni minerale sono:  il colore che dipende dalla composizione chimica del minerale;  la sfaldatura,, che è la tendenza di un minerale a rompersi secondo piani paralleli alle facce esterne;

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UNITÀ 2 LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

TERRA

Lezione

Glossario internazionale I principali tipi di rocce

Che cosa sono le rocce?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

Le rocce

Le rocce sono aggregati di minerali. Le rocce omogenee sono formate da un solo tipo di minerale; le rocce eterogenee sono formate da vari tipi di minerali.

Come si classificano le rocce?

Le rocce sono classificate in tre gruppi in base al modo in cui si sono formate. Si dividono in rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche.

Come si formano le rocce magmatiche?

Le rocce magmatiche hanno origine dal raffreddamento e dalla solidificazione del magma proveniente dall’interno della Terra. Le rocce magmatiche possono essere intrusive o effusive.

Quali sono le caratteristiche delle rocce magmatiche intrusive?

Le rocce magmatiche intrusive si formano quando il raffreddamento del magma avviene molto lentamente e nelle profondità della crosta terrestre. In questo modo si formano cristalli di grandi dimensioni e visibili a occhio nudo. Un esempio di roccia magmatica intrusiva è il granito.

Quali sono le caratteristiche delle rocce magmatiche effusive?

Le rocce magmatiche effusive si formano quando il magma arriva sulla superficie e la lava solidifica velocemente. I cristalli non hanno il tempo di crescere e rimangono di piccole dimensioni; spesso formano cristalli amorfi. Un esempio di roccia magmatica effusiva è il basalto.

Come si formano le rocce sedimentarie?

Le rocce sedimentarie hanno questo nome perché sono fatte di sedimenti che si depositano e si compattano nel tempo. I sedimenti sono frammenti rocciosi di altre rocce che sono stati erosi, trasportati dall’acqua, dal vento, dalla forza di gravità e dal ghiaccio e infine deposti nei laghi e nei mari. 218 VOLUME

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Come si formano le rocce sedimentarie clastiche?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Le rocce sedimentarie clastiche si formano dall’accumulo di frammenti rocciosi chiamati clasti, che possono avere dimensioni molto piccole o molto grandi. Un esempio di roccia sedimentaria clastica è il conglomerato.

Come si formano le rocce sedimentarie chimiche?

Le rocce sedimentarie chimiche derivano dalla precipitazione dei sali disciolti nell’acqua. Un esempio di roccia sedimentaria chimica è il salgemma.

Come si formano le rocce sedimentarie organogene?

Le rocce sedimentarie organogene si formano dall’accumulo di gusci e di scheletri di piccoli animali marini. Un esempio di roccia sedimentaria organogena è il calcare.

Come si formano le rocce metamorfiche?

Le rocce metamorfiche sono il risultato della trasformazione di rocce esistenti. Queste trasformazioni sono provocate da forti aumenti di pressione e temperatura.

Qual è una caratteristica tipica delle rocce metamorfiche?

Una caratteristica tipica delle rocce metamorfiche è la scistosità, cioè le rocce presentano una struttura a piani paralleli. Alcune rocce metamorfiche di questo tipo sono gli gneiss e i micascisti.

OBIETTIVO COMPETENZE Classifica le rocce in base alle loro descrizioni. 1. Si vedono a occhio nudo cristalli bianchi, neri e incolori: roccia 2. Si riconoscono ciottoli cementati fra loro: roccia 3. Ha una struttura a piani paralleli ma si riconoscono cristalli di vario colore: roccia

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UNITÀ 2 LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

LA COMPOSIZIONE DELLA LITOSFERA

TERRA

Lezione

Glossario internazionale L’erosione delle acque selvagge

Che cosa accade alle rocce che si trovano sulla superficie terrestre?

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico 32

Le trasformazioni delle rocce

Tutte le rocce della crosta terrestre, nel tempo, vengono alterate, disgregate e ridotte in frammenti. I frammenti sono trasportati dall’acqua e dal vento, lontano dal luogo di origine. L’insieme di questi processi è chiamato erosione.

Che cos’è la disgregazione fisica?

La disgregazione fisica riduce le rocce in frammenti di varie dimensioni. La disgregazione fisica è provocata dall’azione dell’acqua dei fiumi e dei torrenti, dei ghiacciai, delle onde, del vento e della forza di gravità.

Come avviene l’erosione a opera dell’acqua?

L’acqua dei fiumi e dei torrenti erode il fondo delle valli in cui scorrono. La principale conseguenza di questa erosione è la forma a V tipica delle valli fluiviali. Quando le valli sono scavate dalle lingue glaciali, si formano le valli a forma di U.

Valle a V.

Come avviene l’erosione a opera del vento?

L’erosione del vento è chiamata erosione eolica. I suoi effetti sono molto evidenti nelle zone desertiche e lungo le coste marine.

Che cos’è l’alterazione chimica?

L’alterazione chimica modifica la composizione chimica dei minerali che formano le rocce. È il risultato dell’azione dei gas dell’atmosfera, dell’acqua e delle sostanze prodotte dagli organismi.

Che cosa succede ai frammenti di roccia?

I frammenti rocciosi sono trasportati e depositati durante un processo chiamato sedimentazione. 220 VOLUME

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Che tipo di sedimenti deposita il ghiacciaio?

I depositi di sedimenti che si formano per azione di un ghiacciaio sono le morene. Il ghiacciaio erode frammenti di roccia dalle pareti rocciose e trasporta questi materiali mentre scende a valle. Successivamente li deposita al fondo della valle quando il ghiaccio fonde.

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

Come si formano le dune?

Le dune sono il risultato della sedimentazione prodotta dal vento, che trasporta e deposita i granelli di sabbia e argilla.

Che cosa sono i depositi alluvionali?

I depositi alluvionali sono accumuli di frammenti rocciosi che si depositano gradualmente, in base alle loro dimensioni, lungo il percorso di un fiume.

Le rocce sono immutabili nel tempo?

No, le rocce possono trasformarsi le une nelle altre. Una roccia magmatica può trasformarsi in una roccia metamorfica, una roccia metamorfica può trasformarsi in una roccia sedimentaria e così via.

Come si chiama l’insieme delle trasformazioni delle rocce? Si chiama ciclo delle rocce.

OBIETTIVO COMPETENZE Riconosci il tipo di deposito in base alla descrizione. 1. Detriti lasciati dal passaggio di un ghiacciaio: 2. Colline di sabbia fine e argilla: 3. Accumuli di frammenti di varie dimensioni depositati dalle acque del fiume:

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ATTIVITÀ

LA DINAMICA DELLA TERRA

TERRA

DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

1. Completa la mappa con i termini corretti.

• • • • • •

Terra

cratere

ATTIVITÀ Test interattivi

sono spaccature della

crosta terrestre edificio gas magma

che cosa sono?

strato-vulcani come si chiamano quelli con i pendii molto ripidi?

I VULCANI

che cosa eruttano?

come sono fatti all’esterno?

, materiali solidi e

sono formati dall’ vulcanico e dal

2. Vero o falso? a. Il magma è composto da rocce fuse che si accumulano all’interno della crosta. b. Il cratere erutta la lava. c. La magnitudo è l’unità di misura nella scala Mercalli. d. La discontinuità di Gutenberg separa il mantello dal nucleo. e. Un fossile di 200 milioni di anni fa risale al Mesozoico. f. La Pangea era l’oceano che circondava il blocco dei continenti.

3. Collega il termine con la definizione corretta. a. Onde P

1. Resto o traccia di un organismo del passato.

b. Fossile

2. Onde sismiche che si propagano nei solidi e nei liquidi.

c. Vulcano a scudo

3. Vulcani presenti sul fondale marino.

d. Dorsale oceanica

4. Edificio vulcanico con pendii poco inclinati.

4. Scegli la soluzione corretta. A. Come si chiama la teoria proposta da Wegener? a. Teoria della deriva dei continenti. b. Teoria dell’espansione dei fondali oceanici. B. Quali sono le lave che formano gli strato-vulcani? a. Le lave basiche. b. Le lave acide. 214

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Un mondo che cambia

LEZIONE 1 LO ZOO DEI MICROBI

LEZIONE

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1 Lo zoo

dei

Lavati le mani!

Quante volte al giorno ci capita di parlare di microbi, batteri, germi e virus? In effetti sono parole che usiamo spesso (specialmente in questo periodo!) e che sentiamo ripetere nelle pubblicità, nelle trasmissioni televisive e in rete. “Lavati le mani: sono piene di microbi!”; “Usa il disinfettante che toglie germi e batteri.” e anche…. “Sei un microbo!”. Indichiamo con queste parole qualcosa di estremamente piccolo e non visibile a occhio nudo, ma sicuramente pericoloso per la nostra salute e capace di produrre vari tipi di malattie……insomma, parliamo di un vero e proprio zoo di organismi viventi invisibili, senza preoccuparci troppo del fatto che, proprio come in uno zoo vivono diversi tipi di animali diversi tra di loro, così nel mondo dell’estremamente piccolo ci sono organismi molto differenti per forme, dimensioni e modi di vivere, alcuni pericolosi, altri innocui, altri molto utili.

Mettiamo un po’ di ordine tra i microbi!

Se abbiamo eseguito il brainstorming proposto in apertura di sezione, possiamo chiedere aiuto al nostro insegnante per “mettere un po’ di ordine tra le idee”, magari facendo dei raggruppamenti di parole o una mappa… e alla fine che cosa scopriamo? Per esempio che le parole “microbi” e “germi”, hanno lo stesso significato e indicano, genericamente, tutti i microrganismi; mentre quando parliamo di virus e batteri, funghi e protozoi stiamo usando dei termini scientifici che indicano organismi che sono molto diversi tra loro ma con una caratteristica in comune: sono tutti piccolissimi.

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LEZIONE 1 LO ZOO DEI MICROBI

Si fa presto a dire piccoli…. ma piccoli quanto?

Ci si può spingere ancora oltre nel mondo dell’infinitamente piccolo: gli atomi, di cui sono formate le molecole. Per valutare le loro dimensioni si ricorre al picometro, pm, l'unità di misura che equivale a 10−12 m, cioè a un bilionesimo di metro! Naturalmente per osservare oggetti naturali così piccoli occorrono strumenti ottici molto avanzati, come i microscopi a forza atomica AFM (Atomic Force Microscope) utilizzati per osservare la struttura atomica dei materiali. a

Consideriamo le dimensioni dei microbi: quali sono i loro ordini di grandezza? Come li possiamo osservare? Ricordiamo che un occhio sano riesce a vedere oggetti delle dimensioni di circa 0,1 mm, cioè 100 micron: il micron, µm, equivale a 10−6 m, cioè a un milionesimo di metro! Per vedere oggetti più piccoli, dell’ordine di grandezza delle decine di µm, occorre usare strumenti di ingrandimento, come il microscopio ottico. Con questo microscopio riusciamo vedere agevolmente le cellule animali e vegetali e gli organuli che contengono, o anche i batteri, formati da cellule più semplici. Ma per virus e molecole organiche le dimensioni si riducono ancora e dobbiamo fare ricorso un’altra unità di misura, il nanometro, nm, che equivale a 10−9 m, cioè a un miliardesimo di metro. Per osservare i virus non ci basta più il microscopio ottico, dobbiamo usare il microscopio elettronico, uno strumento impiegato in tutti i laboratori di ricerca. 100 pm

1 nm

10 nm

1 μm

100 nm

10 μm

100 μm

1 mm

occhio umano microscopio ottico

microscopio elettronico

proteine

atomi

piccole molecole

lipidi virus

1. Sei in un laboratorio: scegli il microscopio più adatto per osservare le cellule di una foglia.

batteri

G1. Ottico

organuli cellulari

cellule animali e vegetali

G2. Atomico

G3. Elettronico

2. Osserveresti un virus con il microscopio ottico? 3. Un batterio può penetrare in un virus? Per rispondere osserva il disegno sopra. Lo zoo dei microbi

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Osservare gli atomi

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LEZIONE 2 BATTERI, VIRUS & CO

LEZIONE

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, &

a Acqu o t e solu

ribosomi

filamenti di DNA

Virus e batteri: buoni o cattivi?

Batteri, funghi, protozoi e virus sono tutti microrganismi. Di solito pensiamo che siano tutti patogeni, (dal greco pato- cioè “sofferenza” e -geno “generare”, e cioè che provocano delle malattie), ma in realtà ne esistono di “buoni” e di “cattivi”.

Dalla parte dei buoni

Esistono microrganismi utili e benefici, come ad esempio i batteri che convivono con l’organismo umano e formano la flora intestinale che ci mantiene in buona salute, e altri che utilizziamo in diverse preparazioni, dai lieviti per produrre il pane e la birra, alle muffe e altri ancora, sempre appartenenti al regno dei funghi, che servono da antibiotici. Persino i virus oggi possono essere d’aiuto, ad esempio nelle ricerche più avanzate dell’ingegneria genetica, perché funzionano da veri e propri “postini” che introducono materiale genetico nel DNA di altre cellule!

membrana (linea gialla) parete cellulare (linea viola)

Batteri tuttofare

Tra i batteri utili esistono anche batteri “insetticidi” che possono difenderci da pericolose malattie come il Bacillus thuringiensis israelensis che distrugge le larve di zanzare responsabili della trasmissione di malattie come la febbre gialla, la dengue o la zika. Vi sono anche batteri “mangiapetrolio” che possono risanare le acque inquinate da idrocarburi, e persino batteri utilizzati per la produzione della neve artificiale.

• BATTERI UTILI I batteri sono formati da un’unica cellula procariote, una cellula dalla struttura piuttosto semplice, dotata di una parete e di una membrana che avvolgono il citoplasma nel quale sono immersi i ribosomi, gli organuli che producono le proteine, e un filamento di DNA. Come abbiamo detto molti tipi di batteri sono usati da tempi antichissimi per la produzione di alimenti. Funghi per pane e vino I lieviti sono funghi formati da una cellula eucariote eterotrofa che trae energia dalla decomposizione delle sostanze organiche, soprattutto zuccheri, grazie al processo di fermentazione. Dove la quantità di ossigeno è ridotta, i lieviti trasformano lo zucchero in alcol e anidride carbonica: per questo i lieviti sono utilizzati nella produzione di bevande alcoliche (vino e birra), e nella panificazione, perché, fermentando, l’amido della farina di grano fa lievitare, cioè gonfiare, la pasta e la rende più soffice e digeribile.

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capside

• VIRUS VETTORI I virus sono i più piccoli tra i microrganismi, anzi non sono neanche veri e propri organismi, quanto piuttosto particelle formate da un involucro di proteine, il capside, che contiene un filamento di DNA o di RNA. Sono forme di vita non cellulare, veri e propri parassiti di batteri e cellule dell’organismo, di cui hanno bisogno per potersi riprodurre. In particolare i virus batteriofagi hanno una naturale tendenza a infettare i batteri, iniettandovi il loro filamento di acido nucleico, o genoma. Questo comportamento viene oggi sfruttato dai ricercatori che si occupano di biotecnologie che utilizzano i virus come vettori : grazie ad essi sequenze di geni appositamente selezionati sono inseriti all’interno del DNA delle cellule per ottenere un DNA artificiale capace di regolare la produzione di nuove proteine utili.

Dalla parte dei cattivi

I microrganismi patogeni sono quelli che, una volta entrati nell’organismo, iniziano a moltiplicarsi e a danneggiare le cellule sane, provocando malattie infettive più o meno gravi. • BATTERI CHE CI FANNO SOFFRIRE I batteri patogeni rappresentano solo una piccola percentuale di tutti i batteri, circa il 3%. Malattie come la polmonite, il colera e la tubercolosi, ma anche molte forme di dissenteria (diarrea) sono provocate da batteri. Le infezioni batteriche si curano somministrando gli antibiotici. Il vibrione del colera.

Il Tryponosoma è il protozoo che causa la malattia del sonno.

• FUNGHI CHE CRESCONO NEI TESSUTI Alcuni funghi microscopici sono in grado di superare le barriere di difesa dell’organismo e di attaccare in prevalenza la pelle, i capelli, le unghie, talvolta anche gli organi interni, come ad esempio i polmoni. Le malattie causate da funghi microscopici sono le micosi: sono malattie fastidiose che è possibile prevenire attraverso l’igiene, lavando bene gli indumenti ed evitando di rimanere a lungo in ambienti caldo umidi, come le docce e le piscine. Le micosi si curano applicando sulla parte infettata specifici prodotti antimicotici. • PROTOZOI PERICOLOSI I protozoi sono organismi unicellulari eucarioti. Alcuni di essi vivono come parassiti all’interno di altri animali, ma possono passare da un organismo all’altro trasmettendo gravi malattie, come la malaria e la malattia del sonno, ancora oggi diffuse in molti paesi africani. Anche per queste malattie, la cura migliore è la prevenzione: una zanzariera per proteggersi dagli insetti è il sistema migliore per salvare vite umane.

1. È più semplice la struttura di un batterio o quella di un virus? 2. Che cosa hanno in comune batteri e virus? 3. Perché la pasta lievitata è soffice e morbida? 4. In quali ambienti si corre il rischio di prendere una micosi? 5. È corretto prendere un antibiotico appena ti accorgi di avere il raffreddore? Lo zoo dei microbi

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acido nucleico

LEZIONE 2 BATTERI, VIRUS & CO

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LEZIONE 3 TUTTI INSIEME APPASSIONATAMENTE: LA VIROSFERA

Un mondo che cambia

LEZIONE

3 Tutti insieme DIRITTO – La fonte principale dell’ordinamento giuridico

appassionatamente: la

L’insieme dei virus esistenti sulla Terra

Con il termine virosfera gli scienziati indicano l’insieme di tutti i virus esistenti che, probabilmente, supera per numero qualsiasi altro gruppo di organismi viventi. Sono state classificate più di 5000 specie di virus diverse per forme, dimensioni, trasmissibilità e virulenza nei confronti degli organismi viventi, ma gli scienziati ritengono che in natura ne esistano più di un milione. Si possono classificare i virus in base al capside, che racchiude l’acido nucleico e che può essere di forme differenti: sferico, ovoidale, cilindrico, elicoidale, poliedrico. Hanno forma di icosaedro (un poliedro con 20 facce) il virus dell’Herpes genitale, della mononucleosi infettiva e della poliomielite. Hanno forma di cilindro elicoidale i virus della rabbia e del mosaico del tabacco.

Papillomavirus

Virus dell’herpes Coronavirus

Mastadenovirus

Virus della rabbia

Virus del vaiolo

Virus dell’ebola

Virus dell’epatite D

Hantavirus

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LEZIONE 3 TUTTI INSIEME APPASSIONATAMENTE: LA VIROSFERA

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Obiettivo unico di tutti i virus è quello di produrre più copie possibili di sé; per far questo devono iniettare all’interno delle cellule degli organismi, sia unicellulari sia pluricellulari, il filamento di acido nucleico, DNA o RNA, che contiene le loro informazioni genetiche. In poche parole, i virus sono veri e propri parassiti di tutti gli organismi viventi. Ogni virus usa una “chiave” per entrare nell’ospite e ha le sue preferenze in fatto di cellule. Le “chiavi” usate dai virus si trovano sulla superficie del loro capside sotto forma di filamenti proteici, che riconoscono e si legano alle proteine che si trovano sulla membrana delle cellule e che funzionano da “serrature”: le cellule vengono ingannate da queste “false chiavi” e aprono la porta ai virus. Una volta penetrati, i virus si liberano del capside e obbligano i ribosomi a produrre le proteine che servono loro per ricostruirsi: i virus si riassemblano e diventano così numerosi da rompere la cellula e infettarne altre nuove. Si calcola che nel giro di circa 10 ore una singola cellula possa liberare da 1000 a 10000 unità virali.

I mezzi di trasporto dei virus

I virus possono entrare nell’organismo attraverso aria, cibo, punture di insetto, morsi di un animale, contatto con il sangue, trasmissione sessuale, e si diffondono per cause diverse: per condizioni di eccessiva promiscuità tra animali e uomini (come accade negli allevamenti intensivi di polli e maiali o nei mercati con animali da allevamento e selvatici); per cattive condizioni igieniche (per esempio tramite acqua e cibo contaminato da feci); per contagio tramite il sangue (quando è infettato); attraverso punture di insetti diffusi in ambienti insalubri, come stagni e paludi.

La zanzara tigre è vettore di diverse malattie virali.

I coronavirus, una famiglia che sa adattarsi

Rappresentazione in grafica 3D del virus SARS-CoV-2.

Perché il plurale? Perché non esiste solo il coronavirus che in questi mesi sta cambiando le sorti del mondo intero, ma un’intera famiglia di coronavirus (CoV) con caratteristiche simili, responsabili di malattie respiratorie più o meno gravi, dal comune raffreddore, alla MERS (sindrome respiratoria mediorientale, Middle East Respiratory Syndrome), alla SARS (sindrome respiratoria acuta grave, Severe Acute Respiratory Syndrome). Il nome “coronavirus” deriva dalle punte che formano una specie di corona sulla superficie del capside. I coronavirus sono comuni in molte specie animali (come i cammelli e i pipistrelli) ma in alcuni casi possono modificarsi e infettare l’uomo per poi diffondersi nella popolazione umana. Tutti i coronavirus si riproducono grazie a un semplice filamento di RNA, il che permette loro di mutare più rapidamente e di adattarsi al loro ospite. Lo zoo dei microbi

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Obiettivo: replicarsi

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LEZIONE

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Un nuovo coronavirus

Si parla di un nuovo ceppo virale quando si tratta di un virus che non è mai stato prima identificato negli esseri umani. È proprio il caso del coronavirus all’origine della pandemia che ancora oggi sta interessando la popolazione umana. L’11 febbraio 2020, l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha chiamato Covid-19 la malattia causata dal coronavirus: nella sigla, co e v stanno per coronavirus, d sta per “malattia” (disease in inglese) e 19 indica l’anno di identificazione del virus, il 2019 appunto. Al nuovo virus l’OMS ha deciso di non attribuire alcun nome che faccia riferimento a luoghi geografici o animali, come è spesso accaduto: si chiama SARS-CoV-2, per distinguerlo dal SARS-CoV il virus che ha causato la SARS negli anni 2002-2003.

Proteina S Proteina E

Coronavirus

Proteina M

Proteina N

100-150 nm (600 volte più piccolo della sezione di un capello) È un virus rivestito perché possiede sia un pericapside esterno composto da fosfolipidi e proteine, sia un capside costituito da 4 proteine: S (Spike), E (Enveloppe), M (Membrana), N (Nucleocapsi) È tondeggiante, con una struttura a “corona” formata da filamenti di proteina Spike che usa per attaccarsi alle membrane delle cellule che infetta

RNA

pericapside (linea verde)

capside

Filamento di RNA

1. Spiega il significato dei nomi che l’OMS ha attribuito al nuovo coronavirus e alla malattia che provoca. 2. Come può essere classificato il SARS-CoV-2 in base alla forma del capside? 3. Da che cosa è formata la sua corona? 4. Perché non è corretto chiamarlo “virus cinese” o “Kung Flu”? 12

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LEZIONE 3 TUTTI INSIEME APPASSIONATAMENTE: LA VIROSFERA

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Obiettivo: e replicarsi Mutazioni varianti

Obiettivo unico di tuttilai virus è quelloil di produrre più copie di sé; per Da quando è iniziata pandemia, virus Sars-CoV-2 ha possibili subito moltissime far questo che, devono iniettare delle cellule organismi, siapiù unicellulari mutazioni a loro volta, all’interno hanno originato nuovedegli varianti del virus, o meno sia pluricellulari, il filamento di acido nucleico, DNA o RNA, che contiene loro infettive o pericolose. Come abbiamo visto, il virus ha come unico obiettivolequelinformazioni genetiche. lo di replicarsi e produrre sempre più copie di se stesso. Durante il processo di In poche parole, i virus sonounveri e propriall’interno parassiti di tutti gli organismi viventi. replicazione, può comparire “errore” del filamento di RNA: si dice Ogni virus usauna unamutazione, “chiave” percioè entrare e ha le sue preferenze in fatto che è avvenuta una nell’ospite base dell’acido nucleico è stata sostituitacellule. da un’altra e la sequenza risulta sulla modificata. di Le “chiavi” usate daidell’RNA virus si trovano superficie del loro capside sotto Sars-CoV-2 possiede unche patrimonio genetico formato da 30 000 ed è forma di filamenti proteici, riconoscono e si legano alle proteine chebasi, si trovano quindi facile comprendere come glifunzionano “errori”, che avvenire durante la resulla membrana delle cellule e che dapossono “serrature”: le cellule vengono plicazione,da siano davvero Gliescienziati ingannate queste “falsetanti! chiavi” aprono lahanno portacalcolato ai virus. la frequenza con cui si Una possono probabilità avvengai ribosomi un erroreanella voltaverificare penetrati,delle i virusmutazioni: si liberanoladel capside eche obbligano proreplicazione è di tre un milione, quindi ogni milione replicazioni tre saranno durre le proteine chesu servono loro per ricostruirsi: i virus di si riassemblano e diventadiverse da quella da di partenza. Non tuttee le mutazioni, tuttavia, significative: no così numerosi rompere la cellula infettarne altre nuove.sono Si calcola che nel alcune non 10 hanno alcuna conseguenza sul liberare virus, altre addirittura possono dangiro di circa ore una singola cellula possa da 1000 a 10000 unità virali. neggiarlo, altre ancora vanno perdute una volta che le persone contagiate guariscono. Solo in alcuni casi, alcune mutazioni o combinazioni di mutazioni possono fornire al virus dei vantaggi: ad esempio, una maggiore capacità di infettare le cellule. È in questi casi che si genera una variante, quando in un virus si accumuI mezzi di trasporto dei virus lano una o più mutazioni che lo rendono diverso dal virus originario. I virus possono entrare nell’organismo attraverso partiremorsi dal 2019, le varianti che hanno scatenato nuove ondate epidemiche aria, cibo, punture diAinsetto, di un animale, contatto con il sangue, sessuale, ealfa, identificata per la prima volta nel Regno Unito, la sono trasmissione state 4: la variante si diffondono per variante cause diverse: peridentificata condizioni di beta, in Sud Africa, la variante gamma, identificata in Braeccessiva promiscuità tra animali e uomini (come sile e la variante delta, identificata in India. L’ultima in ordine di tempo è la vaaccade negli allevamenti intensivi di polli e maiali o riante omicron che gli scienziati hanno rilevato in Sud Africa: la variante presenta nei mercati con animali da allevamento e selvatici); numerose mutazioni rispetto per cattive condizioni igieniche (per esempio trami-al virus originario e per questa ragione sono in atto numerosi studi per valutare il comportamento del virus e stabilire quali debbano te acqua e cibo contaminato da feci); per contagio tramite il sangue (quando è infettato); attraverso essere gli interventi pìù efficaci per proteggere la salute della popolazione. punture di insetti diffusi in ambienti insalubri, come stagni e paludi.

La zanzara tigre è vettore di diverse malattie virali.

I coronavirus, una famiglia che sa adattarsi

Rappresentazione in grafica 3D del virus SARS-CoV-2.

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Variants of Concern (WHO)

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