Scuola secondaria di 1°grado

Presidio “MICHELANGELO” - Bari
UN LUOGO PER VIVERE
Formazione attiva
A.S. 2008/2009
L’UOMO: SISTEMA VIVENTE
Classe 3^ G
A.S. 2009/2010
Docente A.M.D’Orazio
PRESIDIO “MICHELANGELO”
BARI
Formazione attiva:
”UN LUOGO PER VIVERE”
Materia Energia
Scambi
Nutrizione
Respirazione
Escrezione
Movimento
Tra organismo ed
ambiente
Produzione di
rifiuti
Trasformazione
AMBIENTE ESTERNO
Idrosfera
Atmosfera
Litosfera
Relazione
ORGANISMO
Organizzazione
Uomo
Equilibrio
Fattori abiotici:
luce, acqua,
aria,
temperatura.
Sistemi di
controllo
Omeostasi
AMBIENTE INTERNO
Apparati
Organi
Tessuti
Cellule
L’uomo è … un sistema
• L’uomo, come tutti gli
esseri viventi, è
composto da cellule,
che, differenti per
forma e funzione,
formano tessuti.
• I tessuti si
organizzano per
formare strutture più
complesse, gli organi,
che formano sistemi
ed apparati.
… un sistema complesso
L'organismo umano è
un sistema
complesso nel quale
tutti i processi sono in
relazione tra loro.
Si autoregola, poiché
tende a ristabilire
sempre il proprio
equilibrio normale
(stato di salute).
… un sistema autopoietico
• L’organismo umano e' un
sistema in continuo
rinnovamento: in esso vi è un
flusso interminabile di cellule che
muoiono e di altre che si
generano per sostituire quelle
malandate.
• Le uniche cellule che nascono e
muoiono insieme all'uomo sono
quelle cerebrali: fanno eccezione
solo quelle del bulbo olfattivo
(che regola il nostro odorato) e
dell'ippocampo.
• E’ un sistema complesso
autopoietico perché si
autoproduce continuamente.
Vita media delle cellule
Stomaco: 5 anni
Ossa:
10 anni
Sangue: 120 giorni
Epidermide: 15 giorni
… un sistema aperto
L’uomo per vivere ha
bisogno di:
• Cibo, che introduce con
l’apparato digerente
• Ossigeno, che introduce
con l’apparato
respiratorio
L’uomo e l’ambiente esterno
L'uomo, come tutti
gli organismi
viventi, è in
costante rapporto
con l‘ambiente in
cui vive, dal quale
ricava materia ed
energia e nel quale
elimina sostanze di
rifiuto.
L’uomo e l’ambiente interno
L’ambiente interno è costituito da soluzioni che si
trovano tra le cellule, i liquidi interstiziali, ed è
indipendente da quello esterno.
Grazie ad esso le cellule si scambiano reciprocamente
sostanze, assumono sostanze nutritive ed in esso
rilasciano i rifiuti del loro metabolismo .
Questi processi di scambio portano a modifiche nella
composizione dei liquidi interstiziali che sono controllate
dall’attività di diversi organi la cui funzione è quella di
mantenerne costante la composizione.
Cosa introduciamo con il cibo?
Con il cibo
introduciamo i principi
nutritivi di origine:
• organica (carboidrati,
grassi, vitamine,
proteine)
• inorganica (acqua e
sali minerali)
Cosa ricaviamo dal cibo?
Alla fine del processo
digestivo otteniamo:
glucosio,
amminoacidi, acidi
grassi e glicerina,
vitamine, sali minerali
ed acqua.
Tutto ciò che non
viene digerito viene
eliminato con le feci.
Qual è il destino delle sostanze
digerite?
I prodotti della digestione, assorbiti attraverso le
pareti dei villi intestinali e dei capillari sanguigni
in essi presenti, entrano nel circolo sanguigno e
sono distribuiti alle cellule.
Costruiamo un modello della parete
del digiuno
Utilizziamo cartone
ondulato di diverse
dimensioni. Il cartone con
ondulazioni più piccole lo
tagliamo a striscioline
sottili ( microvilli) che
attacchiamo su un cartone
con ondulazioni più
grosse (parete intestinale
con villi).
La presenza di villi e microvilli aumenta la superficie di contatto
con il chilo e quindi l’assorbimento!
Simuliamo l’assorbimento
intestinale…
Utilizziamo beker, imbuti in cui sono stati
messi 4 strati di carta da filtro, acqua,
sale, zucchero ed amido di mais.
Prepariamo tre miscele con stessa
quantità di acqua e stessa quantità di
ciascuna sostanza. Filtriamo una parte di
ciascuna miscela e confrontiamo,
assaggiando e aggiungendo gocce di
tintura di iodio, il filtrato con la miscela di
partenza.
Lo zucchero e il sale hanno
attraversato la carta da filtro, l’amido
no perché la sua molecola è molto
complessa!
Dove va il sangue?
• Il sangue circolante,
spinto dal cuore, ad ogni
giro viene distribuito ai
vari organi .
• Ai polmoni arriva il 100%
del sangue della piccola
circolazione.
• Il sangue della grande
circolazione si
distribuisce tra le cellule
dei vari organi (cervello,
cuore, intestino, reni…)
Costruiamo modelli della
circolazione con …
Bicchieri di plastica, vasetti
di yogurt e tubicini delle
flebo.
Costruiamo modelli della
circolazione con …
Scatole di
cartone, tubi
di gomma, un
motorino,
acqua
colorata.
Ascoltiamo il nostro cuore …
…con uno stetoscopio casalingo, il
cilindro di cartone della carta igienica!
…con un fonendoscopio costruito con
un imbuto e un tubo di gomma.
Nelle cellule i prodotti della
digestione come vengono utilizzati?
A livello cellulare zuccheri, grassi e
amminoacidi sono utilizzati per
produrre l’energia necessaria per i
processi vitali.
Gli zuccheri hanno solo funzione
energetica mentre i grassi e gli
amminoacidi hanno anche un ruolo
importante nella costruzione e
riparazione di cellule e tessuti
(funzione plastica).
Le vitamine e i sali minerali
svolgono un’azione regolatrice sul
funzionamento dell’organismo.
Dai principi nutritivi l’energia
Le cellule hanno bisogno di
energia e la ricavano dai
principi nutritivi, soprattutto
dal glucosio.
Il glucosio viene trasformato
nei mitocondri, in presenza
di ossigeno, in sostanze più
semplici, anidride carbonica
ed acqua, con produzione
di energia (respirazione
cellulare).
Come entra l’ossigeno nel nostro
corpo?
A livello degli alveoli polmonari
avviene lo scambio dei gas respiratori
(respirazione esterna).
L’ossigeno passa per diffusione
attraverso le pareti degli alveoli e dei
capillari, entra nel circolo sanguigno e
viene trasportato dal sangue a tutte
le cellule.
L’anidride carbonica, prodotta nel
processo di ossidazione, viene
raccolta dai capillari sanguigni e
passa per diffusione dai capillari negli
alveoli e, attraverso l’espirazione,
viene espulsa all’esterno.
Perché il glucosio deve essere
ossidato?
La molecola di glucosio nella
cellula è come un assegno di
1000 euro per una persona che
voglia far benzina: sia la cellula
che il distributore richiedono
tagli più piccoli.
Le cellule devono perciò
trasferire l’energia in molecole
che possono essere subito
utilizzate, molecole di ATP, che
rappresentano denaro contante.
Esse escono dai mitocondri e
percorrono la cellula liberando
energia quando serve e dove
serve.
Quali sostanze di rifiuto?
Le sostanze di rifiuto prodotte, dannose per l’organismo, vengono
eliminate grazie ad apparati diversi:
• le feci, contenenti sali minerali in eccesso e sostanze organiche non
digeribili (cellulosa), dall’intestino;
• Il glucosio in eccesso e gli amminoacidi dal fegato,
• l’anidride carbonica e il vapore acqueo dai polmoni;
• il sudore, contenente sali minerali, dalla pelle;
• l’urina, contenente sostanze azotate (urea ed acido urico) prodotte
nella demolizione delle proteine, dai reni.
Regolazione della composizione
dei liquidi interni
Affinchè le cellule dei
vari organi possano
svolgere tutti i loro
compiti, la composizione
dei liquidi interni deve
essere mantenuta
costante.
Il complesso di funzioni
che permettono di
mantenere costante la
composizione
dell’ambiente interno si
chiama omeostasi.
Cosa mantenere costante?
Affinchè le cellule possano
compiere le loro attività
vitali più o meno sempre
allo stesso ritmo senza
risentire dei cambiamenti
dell’ambiente esterno,
l’organismo deve
mantenere stabili tre
caratteristiche:
• La temperatura
• La concentrazione delle
sostanze nei liquidi presenti
• L’assenza di sostanze di
rifiuto.
Qual è la centrale di controllo?
Il funzionamento degli
organi e le relazioni con
l’ambiente esterno sono
regolate dal sistema
nervoso. Ma il
funzionamento
complessivo del nostro
organismo dipende
dall’equilibrio e dalla
coordinazione di tutti gli
organi che sono
assicurati dal sistema
endocrino.
Chi coordina l’attività di tutti gli
apparati?
L’ equilibrio interno è controllato
dal sistema endocrino,
costituito da ghiandole
endocrine sparse in tutto il corpo
che hanno il compito di produrre
gli ormoni, sostanze che
funzionano come messaggeri
chimici. Attraverso il sangue,
essi raggiungono organi
specifici, detti organi bersaglio,
la cui attività può essere
stimolata o inibita.
Chi regola la produzione
degli ormoni?
La produzione degli ormoni
è regolata dall’ ipotalamo,
centro molto importante
situato nella parte inferiore
del cervello. Esso è
collegato con una
ghiandola, l’ipofisi,che
unisce il cervello e il sistema
endocrino.
L’ipotalamo invia all’ipofisi
l’ordine di produrre
particolari ormoni che
stimolano una specifica
ghiandola che riversa il suo
ormone nel sangue.
Come agiscono gli ormoni?
Se nel sangue la quantità di un
ormone cambia, l’ipotalamo lo
comunica all’ipofisi,che ordina
alla ghiandola interessata di
aumentare o diminuire la
produzione dell’ormone stesso.
Esistono ormoni antagonisti: se
nel sangue c’è troppo glucosio il
pancreas produce l’insulina che
indica al fegato di trasformarlo
in glicogeno (zucchero di
riserva). Se il glucosio
scarseggia, il pancreas produce
il glucagone che induce il fegato
ad attingere alla riserva di
glicogeno.
Come si mantiene costante la
temperatura del corpo?
I termorecettori segnalano
la variazione di temperatura
all’ipotalamo che invia degli
stimoli ai capillari periferici,
alle ghiandole sudoripare e
ai muscoli.
Questi reagiscono in
maniera diversa: i capillari
si allargano e si restringono,
i muscoli rabbrividiscono e
le ghiandole sudoripare si
attivano.
Come si mantiene l’equilibrio
idrico?
Se si verifica un aumento della
concentrazione di soluti nel sangue , tale
cambiamento viene rilevato dall’ipotalamo,
in cui si trova il centro della sete, che fa
nascere lo stimolo della sete . Si produce
l’ormone antidiuretico che stimola i tubuli
renali a riassorbire una maggiore quantità
di acqua e ad eliminare un’urina più
concentrata.
In laboratorio ricerchiamo
negli alimenti i principi nutritivi
… il glucosio
… le proteine
… i grassi
… la vitamina C
…i lipidi saturi
…e quelli insaturi
Presentiamo i nostri lavori nella
manifestazione finale…
“ Il Presidio:
diffusione, osmosi, sistema”
30 maggio 2009