L UNIVERSO DELLE SCIENZE

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1 BIG BANG_C_081-5_volumi 20/01/11 10:20 Pagina 1 9 mm Il corso Il Libro digitale Un manuale a misura di studente, in coerenza verticale con i contenuti acquisiti nella scuola primaria, in cui schemi e immagini costituiscono parte integrante dell apprendimento Un percorso orizzontale interdisciplinare di Educazione Ambientale, Educazione alla salute, Scienze applicate Laboratori semplici, facili da realizzare, dove si impara come fare guardando i video del Libro digitale Consente di utilizzare sullo schermo del computer e sulla LIM ogni pagina del volume Correda gli argomenti con video di approfondimento, filmati delle esperienze di laboratorio, gallerie di immagini, mappe ed esercizi interattivi Online su Animazioni e aggiornamenti L UNIVERSO DELLE SCIENZE L uomo Volume A Volume B Volume C Volume D La vita + Libro digitale A La materia e l energia + Libro digitale B L uomo + Libro digitale C Lo spazio e il tempo + Libro digitale D ISBN Guida per l insegnante ISBN Percorso semplificato di scienze ISBN Il Percorso semplificato è scaricabile gratuitamente dal sito Big Bang Vol. A + Libro digitale A + Vol. B + Libro digitale B + Vol. C + Libro digitale C + Vol. D + Libro digitale D (8 elementi indivisibili) ISBN C L uomo COMPOSIZIONE DEL CORSO L UNIVERSO DELLE SCIENZE Ezia Nicoletti - Paola Peretti - Gabriella Somaschi L uomo Ezia Nicoletti - Paola Peretti Gabriella Somaschi

2 Ezia Nicoletti - Paola Peretti Gabriella Somaschi L UNIVERSO DELLE SCIENZE L uomo

3 internet: Redattore responsabile: Tecnico responsabile: Progetto grafico: Copertina: Redazione: Impaginazione: Disegni: Francesca Rizzo Gianluigi Ronchetti Tiziana Pesce, Marco Ponsero (Capoverso srl, Torino) Tiziana Pesce Paolo Bianco, Valentina Caccavale (Capoverso srl, Torino) Filippo Cabiddu, Marco Ponsero, Andrea Coniglio, Maria Rita Cilia (Capoverso srl, Torino) Sonia Giubertoni, Giovanni Bertazzoli, Stefano Mazzola, Daniele Gianni Paolo Cassinis (Capoverso srl, Torino) Art Director: Nadia Maestri Proprietà letteraria riservata 2011 De Agostini Scuola SpA Novara 1ª edizione: febbraio 2011 Printed in Italy Le fotografie di questo volume sono state fornite da: Foto De Agostini Editore Picture Library; istockphoto; Corbis; Getty Images Foto e video dei laboratori: Gianni Oliva CEDAM Scuola è un marchio registrato e concesso in licenza da Wolters Kluwer Italia s.r.l. a De Agostini Scuola SpA. Illustrazioni di copertina: istockphoto cromosomi Sandra Baker/Getty Images, cellule, istockphoto Schede di Scienze applicate: Silvia Bencivelli L Editore dichiara la propria disponibilità a regolarizzare eventuali omissioni o errori di attribuzione. Nel rispetto del DL 74/92 sulla trasparenza nella pubblicità, le immagini escludono ogni e qualsiasi possibile intenzione o effetto promozionale verso i lettori. Tutti i diritti riservati. Nessuna parte del materiale protetto da questo copyright potrà essere riprodotta in alcuna forma senza l autorizzazione scritta dell Editore. 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, comma 4, della legge 22 aprile 1941 n.633. Le riproduzioni ad uso differente da quello personale potranno avvenire, per un numero di pagine non superiore al 15% del presente volume, solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO Corso di Porta Romana, Milano [email protected]; Eventuali segnalazioni di errori, refusi, richieste di chiarimento/funzionamento dei supporti multimediali o spiegazioni sulle scelte operate dagli autori e dalla Casa Editrice possono essere inviate all indirizzo di posta elettronica [email protected]. Stampa: Deaprinting (Novara) Ristampa Anno

4 Big Bang IL TUO VIAGGIO NELL UNIVERSO DELLE SCIENZE I quattro grandi temi delle scienze I volumi del tuo corso descrivono nel titolo i quattro grandi temi delle scienze: La vita (le caratteristiche degli esseri viventi e l ambiente in cui vivono) La materia e l energia (la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia e le leggi che regolano i fenomeni naturali) L uomo (le funzioni dell uomo e gli apparati che le svolgono) Lo spazio e il tempo (l universo, la Terra e la storia evolutiva) Ogni volume è articolato in itinerari; ciascuno di essi sviluppa un argomento in una o più unità. III

5 Leggere, osservare, imparare Ogni unità del tuo libro tratta un argomento specifico. Per ogni argomento ci sono: parole per descriverlo con un linguaggio scientifico; immagini, video e animazioni per vederlo ; esperimenti per verificare quello che viene affermato. Gli argomenti sono esposti in maniera semplice e schematica; gli esempi tratti dalla realtà quotidiana ti aiutano a comprendere anche i concetti più astratti. Le parole chiave sono evidenziate in neretto, le definizioni e i concetti principali in rosso. Zoom delle immagini trapezio deltoide bicipite gran pettorale obliquo esterno retto dell addome tricipite sartorio quadricipite adduttore lungo gastrocnemio L osservazione di fatti e fenomeni, anche attraverso la lettura delle immagini (che nel Libro digitale puoi ingrandire), consente di fissare i concetti scientifici. IV

6 Video Molte sono le cose da leggere e da imparare e ancor più sono le cose da scoprire e fare tue osservando. Nel Libro digitale i video e le animazioni ti aiutano a comprendere meglio gli argomenti trattati. Animazioni V

7 I LABORATORI La verifica sperimentale di quanto hai studiato è fondamentale per imparare a ragionare come uno scienziato. Attraverso l analisi di differenti situazioni problematiche, proposte sia con sequenze fotografiche sul libro cartaceo sia in formato video sul Libro digitale, potrai acquisire quella capacità di formulare ipotesi e proporre strategie risolutive che sta alla base del metodo scientifico. Video dei laboratori Verificare, rielaborare, applicare I sono momenti di sosta lungo il percorso che ti aiutano a memorizzare gli argomenti e a fissare i collegamenti logici attraverso il completamento di una mappa concettuale (che puoi fare anche sul Libro digitale). Per verificare la padronanza dei contenuti, la conoscenza dei linguaggi specifici, la capacità di osservare, rielaborare e applicare i concetti come fanno i veri scienziati, puoi esercitarti attraverso le numerose e diversificate attività. Le tue competenze Avrai notato che negli studi dentistici è affisso un cartello che avvisa le donne in gravidanza di segnalare al medico il loro stato prima di effettuare una radiografia. Sai dire perché? Le tue competenze Nel corso della trattazione, ti vengono suggerite riflessioni relative a situazioni e fenomeni della vita reale che ti invitano a formulare ipotesi e trovare risposte utilizzando le conoscenze e le abilità acquisite. Audiosintesi Esercizi in più Le audiosintesi delle unità e gli esercizi in più che trovi sul Libro digitale ti aiutano a ripassare e a prepararti alla verifica. VI

8 Diventare responsabili, progettare Le schede di Scienze applicate propongono l analisi di applicazioni delle conoscenze scientifiche in ambito tecnologico. Costituiscono un occasione per uscire dall astrazione del sapere scientifico e cogliere il collegamento tra le leggi del mondo della natura e il modo di pensare e progettare proprio del mondo tecnologico. Nella rubrica Ora tocca a te trovi proposte operative. Che cosa fai se 1 2 Che cosa mangi se hai fame nel pomeriggio? Che merenda consumi? Confronta la tua dieta con i consigli che hai letto. Quali comportamenti adotti, tra quelli elencati? ORA TOCCA A TE Leggi l etichetta della tua merendina: sono indicati additivi? Confrontali con gli additivi usati per fare una crostata in casa e rifletti sulle differenze. Le rubriche PER APPROFONDIRE sviluppano alcuni aspetti più complessi degli argomenti trattati. La scheda Tu e la salute ti propone spunti di riflessione e approfondimento per aiutarti ad acquisire comportamenti responsabili nei confronti dell ambiente e della salute. Ciascuna scheda si chiude con una rubrica, intitolata Che cosa fai se oppure Rifletti, che ti invita a esprimere le tue considerazioni in relazione a situazioni che ti si possono presentare nella vita di tutti i giorni. VII

9 VolC_Indice_BZ1_I-XIV :53 Pagina VIII Indice Il simbolo indica i materiali attivabili dalle pagine del Libro digitale. L uomo e il movimento 1 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1. Com è organizzato il corpo umano? 2 2. Il sostegno e il movimento 4 3. Il sistema scheletrico Quali funzioni svolge? Quali tessuti lo formano? Le ossa 7 5. Lo scheletro dell uomo Lo scheletro del capo Lo scheletro del tronco Lo scheletro degli arti superiori Lo scheletro degli arti inferiori 6. Le articolazioni VIDEO: Lo scheletro 11 Tu e la salute Proteggi il tuo scheletro 7. Il sistema muscolare Quali funzioni svolge? Quali tessuti lo formano? 8. I muscoli VIDEO: Le fibre muscolari VIDEO: I muscoli Muscoli volontari e muscoli involontari Tipi di muscolo Alcuni muscoli lavorano in coppia Il carburante dei muscoli Il rivestimento Quali funzioni svolge l apparato tegumentario? La pelle Gli annessi cutanei Le ghiandole cutanee I peli Le unghie 24 Tu e la salute Il sole è tuo amico 25 Scienze applicate Gli arti bionici 27 Scienze applicate Pezzi di ricambio 28 Scienze applicate I muscoli artificiali 29 Scienze applicate Vedere le ossa: la radiografia 30 Scienze applicate Manteniamo la temperatura 31 Scienze applicate Un altra pelle: trapianti e pelli artificiali 32 LABORATORIO 1 Scopri la composizione delle ossa 33 LABORATORIO 2 Costruisci un modello per ogni tipo di articolazione 34 LABORATORIO 3 Costruisci un modello dei muscoli antagonisti 35 LABORATORIO 4 Evapora e raffredda 35 LABORATORIO 5 Osserva le impronte digitali 36 VIDEO: La pelle VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI VIII

10 VolC_Indice_BZ1_I-XIV :53 Pagina IX Indice L uomo e l energia 2 La nutrizione 1. Principi nutritivi e alimenti VIDEO: Principi nutritivi e alimenti Un alimentazione corretta Gli alimenti e l energia L apparato digerente Quali funzioni svolge? 3. La digestione Prima tappa: la bocca Seconda tappa: dalla faringe all esofago VIDEO: I denti L igiene e la cura dei denti Terza tappa: lo stomaco Ultima tappa: l intestino 52 Tu e la salute 4. L assorbimento Il fegato e il pancreas Fegato Pancreas Hai bisogno di energia! Mangia in modo sano Tu e la salute Hai letto l etichetta? Tu e la salute Come conservi i cibi? Scienze applicate Gli additivi alimentari Scienze applicate La tecnologia in cucina Scienze applicate Latte a prova di bacillo Scienze applicate Guardare dentro l apparato digerente LABORATORIO 1 Ricerca i principi nutritivi negli alimenti LABORATORIO 2 Che cosa succede nello stomaco? LABORATORIO 3 Emulsiona i grassi con la bile LABORATORIO 4 Solo alcune sostanze vengono assorbite Tu e la salute Tu e la salute VIDEO: Lo stomaco VIDEO: L intestino VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI 3 La respirazione 1. Perché respiriamo? L apparato respiratorio VIDEO: La respirazione Quali funzioni svolge? Com è formato? La respirazione I volumi respiratori 4. Gli scambi dei gas respiratori IX

11 VolC_Indice_BZD_I-XIV :01 Pagina X Indice Il fumo uccide: difenditi Respiro in bomboletta LABORATORIO 1 Costruisci un modello dei polmoni LABORATORIO 2 Quante volte respiri? LABORATORIO 3 Misura la tua capacità respiratoria LABORATORIO 4 Confronta l aria inspirata e quella espirata Tu e la salute Scienze applicate VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI 4 Il trasporto e la difesa 1. Il trasporto L apparato circolatorio Quali funzioni svolge? 3. Il sangue VIDEO: Il sangue I gruppi sanguigni Il fattore Rh I vasi sanguigni Il cuore Il ciclo cardiaco PER APPROFONDIRE Il funzionamento del cuore 6. La circolazione 7. Il sistema linfatico VIDEO: La circolazione Quali funzioni svolge? 8. La difesa Come si difende l organismo? 9. Il sistema immunitario La fagocitosi La produzione di anticorpi La memoria immunologica Il contagio. Come avviene? Come evitarlo? Tu e la salute Le vaccinazioni e la sieroprofilassi Tu e la salute Le allergie Scienze applicate Un cuore nuovo Scienze applicate L elettricità nel cuore Scienze applicate Le banche del cordone ombelicale LABORATORIO 1 Misura il tuo battito cardiaco LABORATORIO 2 Costruisci un modello del cuore e della circolazione Tu e la salute VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI 5 L escrezione X VIDEO: Il cuore 1. L escrezione L apparato escretore 106

12 VolC_Indice_BZ1_I-XIV :54 Pagina XI Indice Quali funzioni svolge? I reni La struttura del nefrone 4. La depurazione del sangue PER APPROFONDIRE Quando i reni non funzionano bene AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI Le funzioni di controllo e i cinque sensi 6 Il controllo e la percezione 1. Il sistema nervoso Quale tessuto lo forma? Come vengono trasmesse le informazioni? VIDEO: I neuroni VIDEO: Il sistema nervoso centrale e periferico 2. Il sistema nervoso centrale L encefalo Il midollo spinale Il sistema nervoso periferico Il sistema nervoso autonomo Il sistema endocrino 120 Che cosa sai sulle droghe? Tu e la salute Alcol? No grazie! Tu e la salute Il doping Tu e la salute La percezione dell ambiente esterno La vista VIDEO: La vista VIDEO: L udito L occhio Come funziona la vista? 8. L udito L orecchio Come funziona l udito? Il controllo dell equilibrio 9. Il tatto La pelle 10. L olfatto La mucosa olfattiva 11. Il gusto La lingua Due lenti sul naso Scienze applicate Sensi artificiali Scienze applicate VIDEO: L olfatto VIDEO: Il gusto XI

13 VolC_Indice_BZ1_I-XIV :54 Pagina XII Indice Il cervello che lavora Il cervello che dorme Leggi e ricorda Metti alla prova i tuoi riflessi Che cos è il punto cieco? Come si forma l immagine tridimensionale? Senti il rumore della sveglia? Fai la mappa della tua sensibilità Che cos è l assuefazione agli odori? Come riconosci gusti diversi? Il sapore è diverso? Scienze applicate Scienze applicate LABORATORIO 1 LABORATORIO 2 LABORATORIO 3 LABORATORIO 4 LABORATORIO 5 LABORATORIO 6 LABORATORIO 7 LABORATORIO 8 LABORATORIO VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI La riproduzione e l ereditarietà 7 La riproduzione 1. La riproduzione L apparato riproduttore maschile I gameti maschili: gli spermatozoi 3. L apparato riproduttore femminile I gameti femminili: gli ovuli Il ciclo ovarico e il ciclo mestruale Il ciclo ovarico Il ciclo mestruale Come avviene la fecondazione? La gravidanza e il parto La gravidanza Il parto 7. Perché nascono i gemelli? La pubertà Tu e la salute I metodi contraccettivi Tu e la salute Le malattie trasmesse per via sessuale Scienze applicate Tecniche di fecondazione LABORATORIO 1 Ragazzi e ragazze Tu e la salute VIDEO: La fecondazione AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI XII

14 VolC_Indice_BZ1_I-XIV :54 Pagina XIII Indice 8 La genetica 1. La nascita della genetica Che cosa studia la genetica? Gli esperimenti di Mendel Le leggi di Mendel La dominanza incompleta PER APPROFONDIRE Quali sono i caratteri dominanti nell uomo? La genetica moderna I cromosomi I geni 3. Come si riproducono le cellule? La mitosi La meiosi 4. Come si determina il sesso? Il DNA La struttura del DNA La duplicazione del DNA PER APPROFONDIRE Il test del DNA 6. Le mutazioni PER APPROFONDIRE PER APPROFONDIRE Che cos è la sindrome di Down? Le malattie ereditarie La diagnosi delle malattie genetiche Scienze applicate La copia di me Scienze applicate Le cellule staminali LABORATORIO 1 L uso delle tabelle in genetica LABORATORIO 2 Costruisci un modellino del DNA LABORATORIO 3 Come si può estrarre il DNA? Glossario 184 Indice analitico 187 Scienze applicate VIDEO: Laboratorio VIDEO: Laboratorio AUDIOSINTESI DELL U NITÀ I N PIÙ: ESERCIZI INTERATTIVI XIII

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16 ITINERARIO L uomo e il movimento 1 Il sostegno, il movimento e il rivestimento METE DA RAGGIUNGERE CONOSCERE Le funzioni e la struttura dell apparato locomotore e dell apparato tegumentario SAPERE Classificare le ossa in base alla loro forma Distinguere i vari tipi di articolazione Spiegare il funzionamento di un muscolo Riconoscere i muscoli volontari e involontari Classificare le ghiandole cutanee

17 1 ist2_ Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1. Com è organizzato il corpo umano? L uomo, come tutti gli esseri viventi, presenta una struttura che ha come unità fondamentale la cellula. Nel corpo umano esistono vari tipi di cellule, che si differenziano a seconda della funzione che svolgono e che si organizzano in tessuti. Due o più tessuti possono formare una struttura, detta organo, che svolge una specifica funzione. Più organi costituiscono un apparato; se gli organi sono costituiti da tessuti molto simili, il loro insieme viene detto sistema. Il complesso degli apparati e dei sistemi costituisce il corpo umano. Cellula. La cellula è l unità fondamentale degli esseri viventi. Nel corpo dell uomo ci sono molti tipi di cellule, che svolgono funzioni diverse. Tessuto. Un tessuto è l insieme di più cellule simili tra loro e specializzate a compiere una determinata funzione. Tessuto epiteliale Funzione di protezione Tessuto connettivo Funzione di riempimento e sostegno Tessuto nervoso Funzione di conduzione di stimoli Tessuto muscolare Funzione di movimento Ogni tipo di tessuto ha un compito ben definito: protezione, sostegno, movimento, conduzione degli stimoli. 2 cuore Organo. Un organo è una struttura formata da due o più tessuti che, nel loro insieme, svolgono una determinata funzione. Per esempio, il cuore è l organo che fa circolare il sangue in tutto il corpo.

18 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 mano TESTA o CAPO cranio faccia avambraccio braccio ARTO SUPERIORE torace addome TRONCO coscia Corpo umano. Nel nostro corpo sono riconoscibili tre parti: la testa (o capo), il tronco e gli arti (due superiori e due inferiori). gamba piede ARTO INFERIORE Apparato o sistema. Apparati e sistemi sono formati da più organi che, nel loro insieme, concorrono allo svolgimento di una funzione complessa. Negli apparati gli organi sono costituiti da tessuti diversi, mentre nei sistemi da tessuti molto simili. L apparato circolatorio, per esempio, è formato dal cuore, dai vasi sanguigni e dal sangue, che insieme svolgono il compito di trasportare sostanze a tutte le cellule del corpo. Apparato circolatorio 3

19 L uomo e il movimento 2. Il sostegno e il movimento Il tuo corpo può mantenersi in posizione eretta, camminare, correre e saltare grazie all intervento di due sistemi di organi che svolgono le loro funzioni in collaborazione: il sistema scheletrico e il sistema muscolare. Il sistema scheletrico e il sistema muscolare vengono riuniti in un unico apparato: l apparato locomotore. APPARATO LOCOMOTORE Sistema scheletrico È formato dalle ossa, collegate tra loro da giunture dette articolazioni. Sistema muscolare È costituito da muscoli che, inseriti sulle ossa, ne permettono i movimenti. 3. Il sistema scheletrico Quali funzioni svolge? Il sistema scheletrico: sostiene il corpo; protegge organi interni come il cervello, il cuore, i polmoni; rappresenta una riserva di sali minerali (soprattutto di calcio), che vengono prelevati dall organismo quando ne ha necessità; produce cellule del sangue: il midollo osseo rosso contenuto all interno delle ossa svolge questa funzione. 4

20 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 Quali tessuti lo formano? Il sistema scheletrico è formato da due tipi di tessuto: il tessuto osseo e il tessuto cartilagineo. Tessuto osseo. Le ossa sono organi vivi, formati da un tipo di tessuto connettivo, il tessuto osseo. Le cellule di tale tessuto, dette osteociti, sono contenute in piccole cavità della sostanza intercellulare, che è costituita da osseina e sali minerali. L osseina è una sostanza organica che dona elasticità al tessuto, mentre i sali minerali (soprattutto fosfato e carbonato di calcio) contribuiscono a rendere le ossa resistenti e solide. Il tessuto osseo è di due tipi: tessuto osseo compatto e tessuto osseo spugnoso. L osso è rigido o elastico? LABORATORIO 1 Tessuto osseo compatto È costituito da lamelle di sostanza intercellulare che formano anelli concentrici intorno ai canali di Havers, cunicoli nei quali sono contenuti le terminazioni nervose e i vasi sanguigni, necessari per il rifornimento di sostanze nutritive e per l eliminazione di sostanze di rifiuto. osteociti Tessuto osseo spugnoso È caratterizzato da un aspetto poroso. Le lamelle si intersecano formando un reticolo nel quale è contenuto il midollo osseo rosso, che ha la funzione di produrre le cellule del sangue. Questa struttura spugnosa, nella quale si alternano molti spazi vuoti, è il giusto equilibrio tra solidità e leggerezza. Se le ossa fossero piene, lo scheletro peserebbe quattro volte di più, rendendo difficile il movimento. lamelle canale di Havers tessuto osseo compatto tessuto osseo spugnoso Tessuto cartilagineo. Il tessuto cartilagineo è un tessuto connettivo le cui cellule, dette condrociti, sono immerse nella sostanza intercellulare, costituita per la maggior parte da collagene. La consistenza di tale tessuto, resistente ma flessibile, lo rende adatto alle parti dello scheletro che devono essere elastiche, come la parte anteriore della gabbia toracica, che deve adattarsi agli atti respiratori (nell inspirazione si dilata e nell espirazione si restringe). Nell embrione le ossa sono formate da tessuto cartilagineo, che viene progressivamente sostituito da tessuto osseo. collagene condrociti tessuto cartilagineo 5

21 L uomo e il movimento Ripasso attivo Leggi e completa inserendo i termini dati. condrociti sostegno del corpo spugnoso osseina cartilagineo osteociti... svolge le funzioni di protezione degli organi interni riserva di sali minerali Il SISTEMA SCHELETRICO produzione di cellule del sangue TESSUTO OSSEO che può essere formato da cellule dette... e sostanza intercellulare costituita da... e sali minerali è costituito da tessuto connettivo di due tipi TESSUTO OSSEO COMPATTO TESSUTO... TESSUTO OSSEO... formato da cellule dette... e sostanza intercellulare costituita da collagene Fai il punto su conoscenze e abilità 1 Completa la sequenza, che rappresenta l organizzazione del corpo umano. CELLULA... ORGANO... o... CORPO UMANO 2 3 Qual è la differenza tra apparato e sistema? Completa lo schema con i termini opportuni. TESTA CORPO UMANO TRONCO ARTI ARTO SUPERIORE ARTO INFERIORE Scegli la risposta corretta. A. I canali di Havers sono strutture presenti nel tessuto osseo a. compatto. b. spugnoso. B. All interno dei canali di Havers sono presenti a. terminazioni nervose e vasi sanguigni. b. midollo rosso. 5 6 Quale funzione svolge il midollo rosso e dove si trova?

22 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 4. Le ossa Le ossa che formano lo scheletro sono circa 200 e hanno forma e dimensioni diverse a seconda delle funzioni che devono svolgere. Nello scheletro si distinguono tre tipi di ossa: ossa lunghe, ossa corte e ossa piatte. OSSA LUNGHE periostio: membrana che riveste l osso In queste ossa la dimensione della lunghezza prevale su larghezza e spessore. Presentano una parte centrale cilindrica, detta diafisi, e due estremità rotondeggianti, definite epifisi. Sono ossa lunghe le ossa degli arti superiori e inferiori. tessuto osseo compatto epifisi diafisi epifisi vaso sanguigno tessuto osseo spugnoso tessuto osseo spugnoso con midollo osseo rosso OSSA CORTE cavità ossea che contiene il midollo giallo, ricco di grassi OSSA PIATTE Hanno le tre dimensioni molto simili. Sono formate da due strati di tessuto osseo compatto che racchiudono uno strato di tessuto osseo spugnoso. Sono ossa corte le vertebre, il calcagno, le ossa della mano e del piede. calcagno Hanno lunghezza e larghezza quasi equivalenti e uno spessore ridotto. Sono costituite da due lamine di tessuto osseo compatto al cui interno si trova tessuto osseo spugnoso. Sono ossa piatte le ossa del cranio, le scapole e lo sterno. osso parietale vertebra scapola osso compatto osso spugnoso osso compatto osso spugnoso 7

23 L uomo e il movimento 5. Lo scheletro dell uomo Nello scheletro dell uomo si riconoscono tre parti fondamentali: il capo, il tronco, gli arti. Scheletro del capo È formato da: scatola cranica; ossa della faccia. CAPO scatola cranica ossa della faccia Scheletro del tronco È formato da: colonna vertebrale; gabbia toracica. TRONCO gabbia toracica colonna vertebrale ARTO SUPERIORE Scheletro degli arti Si divide in: scheletro degli arti superiori; scheletro degli arti inferiori. ARTO INFERIORE 8

24 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 Lo scheletro del capo La scatola cranica è formata da ossa piatte perfettamente saldate tra loro che proteggono il cervello. osso frontale osso parietale Le ossa della faccia costituiscono la parte anteriore del capo. Sono anch esse saldate tra loro, a eccezione della mandibola, che è l unico osso mobile del capo. osso temporale osso occipitale vertebra atlante cavità orbitale ossa nasali cavità nasali mascella Le tue competenze Perché i motociclisti hanno l obbligo di indossare il casco? mandibola Lo scheletro del tronco La colonna vertebrale è formata da trentatré ossa corte, le vertebre, sovrapposte le une alle altre. La sovrapposizione dei fori presenti nelle vertebre forma il canale vertebrale, che contiene il midollo spinale. regione cervicale con 7 vertebre che formano il collo La gabbia toracica protegge il cuore e i polmoni ed è formata da dodici paia di costole (o coste), che si articolano nella parte posteriore con le vertebre e nella parte anteriore (solo le prime dieci) con lo sterno. Le ultime due paia di costole non si collegano allo sterno e sono dette libere. cervicali (7) dorsali (12) regione dorsale con 12 vertebre che si articolano alle costole cartilagine sterno costola lombari (5) regione lombare con 5 vertebre sacrali (5) coccige (4-5) regione sacrale con 5 vertebre fuse a formare l osso sacro regione coccigea con 4 o 5 vertebre prive di foro vertebrale vertebre dorsali costole libere La colonna vertebrale, osservata di lato, ha una forma simile a una doppia S. 9

25 L uomo e il movimento Lo scheletro degli arti superiori Lo scheletro degli arti superiori si articola a quello del tronco con due paia di ossa, scapole e clavicole, che formano il cinto scapolare. L osso del braccio è un osso lungo, detto omero. Lo scheletro dell avambraccio è costituito da due ossa: il radio e l ulna. Una caratteristica importante della mano è il pollice completamente opponibile: la capacità del pollice di muoversi lateralmente permette di afferrare gli oggetti con precisione. È proprio questa caratteristica che differenzia la mano dell uomo da quella di altri primati (per esempio il gorilla): lo sviluppo della funzionalità della mano è stato uno dei fattori determinanti nell evoluzione della nostra specie. braccio avambraccio mano clavicola scapola omero radio ulna cinto scapolare Il radio e l ulna si uniscono all omero nell articolazione del gomito. carpo metacarpo falangi Lo scheletro degli arti inferiori Lo scheletro degli arti inferiori si articola allo scheletro del tronco per mezzo del cinto pelvico, che è formato da tre ossa saldate insieme: ileo, ischio e pube. L insieme del cinto pelvico, dell osso sacro e del coccige costituisce il bacino. Le ossa del bacino presentano diversità nei due sessi: nel maschio sono più strette, mentre nella femmina sono più sviluppate in larghezza. La struttura del piede è diversa da quella della mano: nel corso dell evoluzione, con la conquista della stazione eretta, le dita si sono accorciate e il pollice ha perso la capacità di opporsi alle altre dita, mentre la pianta si è allungata e la curvatura dell arco plantare si è accentuata per sostenere il peso del corpo. cinto pelvico Le ossa del bacino vertebra ileo osso sacro pube ischio coscia gamba piede testa del femore femore Il perone e la tibia si uniscono al femore nell articolazione del ginocchio. perone tibia tarso metatarso coccige femore falangi 10

26 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 6. Le articolazioni Le ossa sono unite per mezzo di giunture dette articolazioni. In base al movimento che permettono, si possono classificare in articolazioni mobili, semimobili e fisse. Come funzionano le articolazioni? LABORATORIO 2 Articolazioni mobili. Consentono alle ossa di effettuare ampi movimenti. Sono di questo tipo le articolazioni del ginocchio e del gomito. L articolazione del ginocchio è mobile. La zona di contatto fra le ossa è rivestita da cartilagine ed è avvolta da un involucro: la capsula articolare. Al suo interno il liquido sinoviale nutre la cartilagine e svolge azione lubrificante. Le ossa vengono tenute unite dai legamenti, strisce di tessuto connettivo resistente ed elastico. femore cartilagine rotula legamenti: tengono unite le ossa perone tibia Articolazioni semimobili. Consentono movimenti limitati per la presenza di legamenti e di capsule articolari che congiungono le ossa. Le vertebre hanno questo tipo di articolazione: in particolare, esse sono separate da un disco di cartilagine, detto disco intervertebrale, che funge da ammortizzatore. Articolazioni fisse o suture. Le ossa sono perfettamente incastrate tra loro e non consentono pertanto alcun movimento. È il caso delle ossa del cranio che, saldate insieme, formano la scatola cranica. vertebra disco intervertebrale 11

27 L uomo e il movimento Ripasso attivo Leggi e completa inserendo i termini dati. articolazioni arti scatola cranica fisse corte diafisi piatte gabbia toracica epifisi è costituito da OSSA che si collegano per mezzo di che possono essere... OSSA LUNGHE OSSA... OSSA... formate da che che una parte centrale detta... e due estremità tondeggianti dette... hanno le tre dimensioni simili hanno lunghezza e larghezza simili e spessore ridotto Lo SCHELETRO dell uomo che possono essere si divide in MOBILI SEMIMOBILI... scheletro del capo formato da... ossa della faccia scheletro del tronco formato da colonna vertebrale scheletro degli Fai il punto su conoscenze e abilità 1 Abbina i testi alle figure, scrivendo la lettera opportuna nel quadratino. a. Osso lungo b. Osso corto c. Osso piatto Completa nel modo opportuno. 3 Collega nel modo opportuno le parti degli a. Le ossa che formano lo scheletro del capo arti alle ossa che le costituiscono. sono unite tra loro da articolazioni... dette..., a. Braccio 1. Carpo, metacarpo e falangi a eccezione della... b. Avambraccio 2. Perone e tibia b. La colonna vertebrale è formata da trentatré c. Mano 3. Omero ossa..., dette..., d. Coscia 4. Radio e ulna sovrapposte le une alle altre. e. Gamba 5. Tarso, metatarso c. La gabbia toracica è formata da dodici paia e falangi di... e protegge al suo interno il... e i polmoni. f. Piede 6. Femore 12

28 Tu e la salute PROTEGGI IL TUO SCHELETRO Il sistema scheletrico può essere soggetto a rotture e malattie che possono compromettere anche in modo grave la sua funzionalità. La frattura L osso ha una struttura solida ed elastica, ma, sollecitato da colpi violenti, può incrinarsi o rompersi. Se dopo una caduta o un urto violento senti un forte dolore e in breve tempo la parte si gonfia, probabilmente hai subito una frattura, cioè la rottura di un osso. Che cosa devi fare? Devi mantenere immobile la parte e farti accompagnare al Pronto Soccorso, dove il medico farà una radiografia per diagnosticare con esattezza il tuo problema. La guarigione dell osso è un processo naturale e spontaneo, che avviene tramite la formazione di un callo osseo che salda le due estremità. Questo ha luogo quando le due estremità fratturate vengono mantenute vicine mediante un ingessatura esterna che le immobilizza e le protegge. frattura composta frattura scomposta Si forma un callo fibroso che avvolge le estremità fratturate. Il callo si ossifica impregnandosi di sali minerali. 13

29 Tu e la salute Le deformazioni della colonna vertebrale Studi seduto in modo scomposto con il peso del corpo appoggiato a un gomito?... Porti i pesi sempre con lo stesso braccio?... Cammini con la schiena curva?... Il tuo scheletro può subire deformazioni rispetto al suo assetto normale, se assumi frequentemente posizioni scorrette. Questo pericolo è più frequente durante l infanzia e l adolescenza, perché le ossa sono in crescita e hanno ancora una componente cartilaginea, più elastica e facilmente deformabile. Se trascorri molte ore seduto in modo scorretto al banco di scuola e conduci una vita sedentaria praticando poco sport, la tua colonna vertebrale può riportare danni come l ipercifosi dorsale (un eccessiva curvatura dorsale) o l iperlordosi lombare (un eccessiva curvatura a livello lombare) o la scoliosi (cioè la deviazione verso destra o verso sinistra della colonna vertebrale). a b ipercifosi iperlordosi scoliosi La colonna vertebrale vista di profilo presenta in condizioni normali quattro curve: due curvature convesse, dette cifosi, a livello della regione dorsale e sacrale, e due curvature opposte, dette lordosi, a livello cervicale e lombare (a). Vista di fronte, invece, la colonna è diritta (b). 4 I più comuni danni alla colonna vertebrale. L attività fisica e l alimentazione L attività fisica è utile per garantire la crescita armonica del tuo corpo, specialmente se impegna in modo simmetrico il sistema scheletrico e muscolare, come accade nel nuoto. Il pesce è un alimento che contiene calcio, fosforo e vitamina D. 14 Un adeguata alimentazione è importante per un corretto sviluppo e per il rafforzamento delle ossa. Nella dieta non devono mancare alimenti ricchi di calcio (latte e derivati, uova, pesce) e fosforo (pesce, legumi) e anche alcune sostanze, come la vitamina D (olio di fegato di merluzzo, salmone, latte), che favoriscono l assorbimento del calcio. La vitamina D viene prodotta anche dalla pelle quando è esposta ai raggi solari, per questo è salutare il gioco all aria aperta e l esposizione al sole in maniera corretta. Le uova sono ricche di calcio, come anche il latte, che contiene inoltre vitamina D.

30 CHE COSA PUOI FARE PER PREVENIRE PROBLEMI AL SISTEMA SCHELETRICO? 1 Sii prudente nel gioco e nello sport e cerca di evitare cadute o incidenti. 4 Impara ad assumere posizioni corrette. Stai seduto con la schiena diritta e i piedi appoggiati al suolo. Tu e la salute Svolgi con costanza un attività sportiva e scegli, non appena possibile, di 2 giocare all aperto. Non portare pesi disposti in modo asimmetrico e utilizza per i libri zaini con bretelle e non cartelle da reggere con una sola mano. 3 Segui una dieta ricca di calcio e fosforo. Piegati sulle gambe quando devi sollevare un peso. Rifletti 1 Come fai per sollevare un pacco molto pesante? 2 Utilizzi uno zaino per portare i libri a scuola? È molto pesante? Ti sembra adatto a prevenire deformazioni della colonna? 3 Ti è mai capitato di riportare una frattura? Da che cosa è stata causata? 15

31 L uomo e il movimento 7. Il sistema muscolare Il sistema muscolare è costituito dall insieme dei muscoli. trapezio deltoide bicipite gran pettorale obliquo esterno tricipite retto dell addome sartorio quadricipite adduttore lungo gastrocnemio Quali funzioni svolge? Il sistema muscolare: sostiene lo scheletro; permette al corpo di muoversi e di mantenere la posizione eretta; protegge gli organi interni dove non esiste una struttura ossea; partecipa al funzionamento di alcuni organi interni (per esempio, il cibo avanza nel tubo digerente grazie alla contrazione di alcuni muscoli); contribuisce a mantenere costante la temperatura del corpo (i brividi sono contrazioni muscolari con le quali viene fornita energia al corpo per riscaldarlo). 16

32 Il sostegno, il movimento e il rivestimento 1 Quali tessuti lo formano? I muscoli sono costituiti dal tessuto muscolare, che si differenzia dagli altri tessuti per due caratteristiche: eccitabilità, la proprietà delle cellule muscolari di rispondere a stimoli di varia natura (elettrici, chimici, termici, fisici); contrattilità, la capacità delle cellule muscolari di accorciarsi per poi riacquistare la forma iniziale quando cessa lo stimolo. Le cellule del tessuto muscolare, dette fibre muscolari, sono in grado di contrarsi grazie all azione di due proteine, l actina e la miosina. È possibile distinguere tre diversi tipi di tessuto muscolare: il tessuto muscolare striato, il tessuto muscolare liscio, il tessuto muscolare cardiaco. Tessuto muscolare striato. Le fibre muscolari derivano dalla fusione di più cellule e quindi presentano più nuclei posti in posizione periferica. nucleo fibre muscolari miofibrilla filamento di actina filamento di miosina filamento di actina tendine fascio di fibre muscolari ogni fibra muscolare è formata da numerosi filamenti detti miofibrille, costituiti da actina e miosina Nel muscolo rilassato i filamenti di actina e miosina sono disposti parallelamente tra loro e in modo alternato. muscolo striato Quando il muscolo si contrae, i filamenti di actina e miosina scorrono gli uni sugli altri, facendo in modo che tutta la miofibrilla si accorci. Tessuto muscolare liscio. Presenta fibre muscolari affusolate, ma di dimensioni ridotte, con un solo nucleo disposto al centro della cellula. I filamenti di actina e miosina sono disposti in modo irregolare. Tessuto muscolare cardiaco. È formato da fibre striate piccole e sottili con una particolare struttura a Y. 17