Anno scolastico 2009/10 Classi 5 A e B Quest’anno, all’interno della commissione di scienze, di cui fanno parte insegnanti sia di scuola primaria che di scuola secondaria, si è scelto un tema comune su cui lavorare. Si tratta dell’ALIMENTAZIONE. Ciascuna classe o gruppo di classi realizzerà un percorso, con momenti di laboratorio, su un tema inerente il cibo o l’acqua. Le classi quinte A e B hanno programmato un percorso per lo studio del corpo umano mettendo in evidenza l’importanza del nutrimento che, assieme all’ossigeno, fornisce l’energia per la vita. LINEE DI PROGRAMMAZIONE: MOTIVAZIONE : - confrontarsi con la complessità del funzionamento del corpo e immaginare la delicata raffinatezza degli intrecci dei processi vitali - intendere il corpo come sistema in equilibrio dinamico sempre in relazione con il proprio ambiente NODO CONCETTUALE : digestione, respirazione, circolazione APPRENDIMENTI ATTESI : - rappresentare il corpo umano o parti di esso attraverso modelli (disegnati o in 3 d) - saper osservare, riflettere, formulare ipotesi su: trasformazioni di sostanze e cambiamenti nelle loro proprietà; cambiamenti nel corpo - descrivere le varie fasi di un esperimento; relazionare sullo scopo e sulle conclusioni raggiunte - collegare in modo organico le informazioni, ma soprattutto le osservazioni, le esperienze, le sensazioni, le ipotesi per unificare il tutto in un modello complessivo della struttura e del funzionamento di un vivente ATTIVITA’ E SVILUPPO DIDATTICO : “Cosa entra e cosa esce dal corpo” discussione e confronto “Com’è fatto il corpo dentro” ipotesi,disegno e costruzione di modelli del corpo umano o di parti di esso “Il percorso del cibo” ipotesi, osservazioni, confronti Trasformazione di alimenti fuori dal corpo. Vari tipi di di trasformazioni, soluzioni, ammorbidimenti, effetti di acidi ed enzimi Esperienze di filtrazione Esperienza: “fare uno sforzo” osservare le sensazioni del corpo e misurare i cambiamenti di temperatura, battiti del cuore, respirazione “Il percorso dell’aria” i componenti dell’aria inspirata ed espirata esperienza: trattenere il respiro come avviene la respirazione e a cosa serve modellino dei polmoni necessità di una circolazione per il trasporto di ossigeno e nutrimento alle cellule Circolazione: dentro il sangue (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine) sangue arterioso e sangue venoso osservare un cuore il percorso del sangue Dentro la cellula la cellula si nutre (sintetizza le proteine) , respira (brucia gli zuccheri) e produce energia La pelle di cipolla Cellule diverse per apparati diversi (visori della scuola) ALLA RICERCA DELLE SOMIGLIANZE Si e partiti dando la consegna a ciacun bambino di portare tre immagini di animali molto diversi tra loro. Ognuno individualmente è stato quindi invitato ad individuare somiglianze tra gli animali delle proprie immagini. Durante la lettura collettiva sono state messe in evidenza le somiglianze che riguardavano tutti e tre gli animali. In una seconda fase i bambini dovevano lavorare in gruppi di tre, mettendo quindi assieme nove immagini. La consegna era di individuare caratteristiche comuni a tutti i nove animali. (nei gruppi che avevano il lombrico si è sentito molto brontolare...) Al termine ciascun gruppo ha incollato le proprie foto su un grande cartellone . A questo punto l’insegnante ha inserito le foto di una medusa, di un uomo e di un paramecio fornendo informazioni su quest’ultimo e sulle sue funzioni vitali. La classe riunita è andata quindi alla ricerca delle caratteristiche comuni a tutti. Ne sono risultate osservazioni che già parlano delle funzioni vitali e dei diversi apparati . CON GRANDE ENTUSIASMO DEI BAMBINI SI E’ INIZIATO QUINDI A PARLARE DEL CORPO UMANO, ARGOMENTO SUL QUALE HANNO MOLTE ASPETTATIVE. L’approccio che proponiamo parte come sempre da ciò che i bambini già conoscono per andare ad arricchire ed organizzare le informazioni possedute... COSA ENTRA E COSA ESCE DAL CORPO UMANO? Prima ci si è confrontati in piccolo gruppo, poi le idee di tutti sono state riportate su un cartellone... OSSERVANDO IL CARTELLONE NASCONO ALCUNE RIFLESSIONI: E: “Secondo me, guardando il cartellone, vedo che la maggior parte delle cose va soprattutto sul naso e sulla bocca, perchè si possono aprire e possono entrare più cose. Sono parti più aperte diciamo.” M: “Io ho notato che la pancia è la parte che non entra quasi niente e non esce quasi niente e poi ho visto che sul corpo umano entrano e escono tante cose...io credevo molto meno.” B: “Io mi volevo un attimo attaccare alla M. perchè lei ha detto che dalla pancia entrano poche cose. Sì, ne entrano poche però ne entrano e ne escono le cose più importanti e fondamentali. Per esempio se dalla pancia della madre non uscisse il bambino la vita si fermerebbe, non si potrebbe più ricreare.” D: “Sono d’accordo che il viso ha tante cose che entrano e tante cose che escono però ho visto che ci sono cose che entrano e escono spesso, tipo mi viene in mente l’immagine dagli occhi che sono sempre in funzione, poi l’acqua, i capelli, il caldo e il freddo ...e il sudore. Mentre ci sono altre parti tipo le unghie che sempre crescono ma non è che sono di continuo, non so se mi spiego. Anche la supposta, entra poche volte; il pus, il sangue, i microbi, quando ti tagli...” RIFLETTIAMO NEL PICCOLO GRUPPO: QUALI TRA LE COSE CHE ENTRANO NEL CORPO RITENETE “FONDAMENTALI”? DITE PERCHE’ ARIA: è importante perchè i polmoni che ci fanno vivere, ci fanno respirare ACQUA: è importante per idratarsi e stare in buona salute CIBO: è importante per rinforzare il corpo e per nutrirsi bene SPERMATOZOI: è importante per riprodursi (VANNO DENTRO LA FEMMINA) LUCE: per vedere intorno a se stesso CIBO perchè serve per nutrirsi ACQUA perchè serve a idratarti L’IMMAGINE DELL’OCCHIO perchè serve a vedere L’ACQUA TERMALE che serve a sboccare il muco RUMORI perchè servono per percepire i suoni MEDICINALI, servono per curarti ACQUA PER LE ORECCHIE che serve a lavare le orecchie SUPPOSTE per curarti OSSIGENO per respirare SPERMATOZOI per fecondare l’ovulo QUALI TRA LE COSE CHE ESCONO DAL CORPO RITENETE “FONDAMENTALI”? DITE PERCHE’ CACCA: è importante per non rimanere con molte cose nel corpo, ti devi “svuotare” dal cibo PIPI’: è importante per non rimanere con molte cose nel corpo, ti devi “svuotare” dal cibo BAMBINO: è importante per mandare avanti la razza umana LATTE: è importante per nutrire il bambino appena nato SPERMATOZOI: è importante per fare i figli (ESCONO DAL MASCHIO) MESTRUAZIONI: è importante per preparare una “culla” al bambino DENTI: per poter masticare il cibo FECI, per liberarti il corpo GAS PUZZOLENTI, per liberarti dall’aria avvelenata URINA, per liberarti dai liquidi in più LATTE, per nutrire il bebè SPERMATOZOI, per entrare nel corpo della donna BAMBINO, per continuare il ciclo di vita SUDORE, per rinfrescare il corpo ANIDRIDE CARBONICA, per eliminare lo scarto d’aria PASSIAMO ORA AD IMMAGINARE COME E’ FATTO IL CORPO DENTRO In una classe viene data ad ognuno la sagoma vuota di un corpo umano da riempire con ciò che si pensa vi sia contenuto Nell’altra classe si divide una grande sagoma in sette parti e , a gruppetti, la si riempie, poi si illustra ai compagni cosa si è disegnato e perchè. Si raccolgono anche le osservazioni e le critiche . Un esempio di descrizione: •Dentro il torace ci sono molti elementi tra cui un elemento fondamentale: IL CUORE. E’ molto e molto importante perchè permette di far circolare il sangue per tutto il corpo grazie alle vene e ai vasi sanguigni. Il cuore ha dei battiti costanti che pompano il sangue, se il cuore si blocca, l’essere vivente muore. Ha una forma arrotondata e attorno ad esso ci sono delle vene che lo circondano; il cuore è di colore rosso, come il sangue. E’ nella parte alta e sinistra del torace. Altri due elementi molto importanti sono i polmoni che servono a respirare, lì si può depositare il muco, ecco perchè quando abbiamo il catarro respiriamo male. Sono di colore roseo e si trovano nella parte alta del busto. I muscoli sono distribuiti in tutto il corpo per fare forza, la loro forma è irregolare e rigata, sono di colore rosso rosato perchè dentro circola il sangue e al suo interno c’è il tendine che serve a non tendere troppo il corpo. Nella crescita, grazie all’ingrandimento dei muscoli puoi sentire dei dolori intercostali. Le corde vocali servono ad emettere suoni e ache a collegare i polmoni alla bocca, per respirare. I globuli rossi servono a portare ossigeno al sangue. C’è anche un tubo che dalla bocca arriva al sedere e in mezzo si trova lo stomaco che serve a elaborare il cibo in feci e a mettere da parte sostanze fondamentali. Il tubo trasporta le feci, il tubo è a forma di cilindro, ecco perchè la cacca ha questa forma. La spina dorsale serve a tenere retta la schiena, se non ce l’avessimo avremmo la schiena come “Elastik girl”. Si trova in mezzo alla schiena, e si può toccare dall’esterno. E’ composta da cerchietti uniti tra loro. La gabbia toracica è una serie di ossa che formano la schiena e si attaccano alla colonna vertebrale. E i commenti dei compagni: •Quelle che formano la colonna vertebrale e che non sapete il nome, si chiamano vertebre. •I muscoli per me sono un po’ più lunghi, non rotondi. •Dove hanno lasciato bianco sembra che non ci sia niente. •Nella gabbia toracica non è che le ossa finiscono sui lati... potevate fare che le prime tre le facevate almeno andare davanti per far vedere com’è. •Non avevamo la possibilità sennò coprivamo delle parti importanti. •Ho imparato che dal cuore ci sono delle vene che fanno fluire il sangue e io questa cosa non la sapevo proprio! •Volevo sapere...dal cuore partono poche o tante vene? •Il tubo per fare la cacca non è fatto tanto bene, non si capisce molto. Nel corso delle diverse descrizioni si prende nota di tutte le parti del corpo che sono state nominate. La consegna successiva è la seguente: NELLA DESCRIZIONE DI COME E’ FATTO IL CORPO DENTRO SONO STATE NOMINATE TUTTE QUESTE PARTI DEL CORPO UMANO. MUSCOLI NERVI CAPILLARI GLOBULI ROSSI GLOBULI BIANCHI SANGUE OSSA ARTERIE VASI SANGUIGNI VENE PIASTRINE TENDINI ROTULA CARTILAGINE ARTICOLAZIONI CERVELLO CERVELLETTO OCCHI SETTO NASALE ORGANI UDITIVI LINGUA COLONNA VERTEBRALE CORDE VOCALI MANDIBOLA GHIANDOLE SALIVARI CUORE POLMONI STOMACO GABBIA TORACICA VESCICA INTESTINO COSTOLE ANCA (OSSO DEL BACINO) RENI DENTI FEMORI PAPILLE GUSTATIVE PANCREAS AIUTANDOTI CON IL TUO LIBRO DI TESTO RAGGRUPPA LE VARIE PARTI IN “APPARATI” O “SISTEMI” ALLA FINE OGNUNO CONTERA’ QUANTE VOCI È RIUCITO A INDOVINARE. Il lavoro appassiona i bambini, che si impegnano a leggere con attenzione e vanno alla ricerca delle informazioni necessarie a racchiudere in “scatole” diverse i vari organi nominati. Si accorgono così di quanti apparati costituiscono il nostro corpo e riflettono sul fatto che molti organi collaborano ad una stessa funzione pur con la propria specificità. Si prosegue quindi con un’intervista: PERCHE’ DOBBIAMO INTRODURRE CIBO NEL NOSTRO CORPO? B: serve introdurre cibo nel corpo perchè se tu non mangi per esempio un piatto di pasta a pranzo, dopo, se devi andare fuori in giardino non hai la forza per correre. In fin dei conti sono le cellule del tuo corpo che ti fanno correre veloce o piano e, se tu non mangi, corri molto più piano... D: da quel che so, so che mangiare serve per alimentare i muscoli. Se non mangiamo i muscoli si rammolliscono e dopo facciamo fatica anche a muoverci. Dopo serve anche per mandare meglio il sangue nel corpo e dopo, se noi mangiamo tipo ferro, calcio e vitamine, si rigenerano piastrine , globuli bianchi, globuli rossi e tutte le parti del nostro corpo che ci servono nella vita quotidiana. M: secondo me perchè quando mangi un piatto di pasta tu hai i carboidrati e tipo quando mangi la torta hai i grassi, sennò dopo gli organi si restringono e noi non abbiamo più la carne sulle ossa, ci restringiamo e diventiamo ossa. J: serve per vivere e poi è come dire “andare via senza benzina”, dopo un po’ la macchina non va più se non ha la benzina...così fa il cibo con noi, che si trasforma in energia, è tipo una benzina. COME FA IL CIBO A DARCI ENERGIA E A FARCI CRESCERE? B: secondo me quando tu metti in bocca un boccone di pasta questa pasta va giù per il collo e arriva fino alla pancia o all’intestino, non lo so bene. Io mi immagino che fa tutto un giro e poi questo cibo viene tutto un po’ come macinato e poi viene come un meccanismo...hai presente quelle pastiglie che ti danno forza? Ecco, ti danno forza per correre... D: per me il cibo so che passa attraverso un tubo e va nello stomaco. Lì viene un po’ spiccettato, diventa a pezzettini piccolini e dopo la parte buona si tiene e si espande un po’ nel corpo così... F: per me le vitamine e tutto il resto sono contenuti nel cibo, tipo una mela, nella sua polpa in piccolissima parte perchè le vitamine non si vedono, sono dentro la polpa. Quindi quando vengono ingerite, nell’apparato digerente c’è un sistema, non lo so questo, che forse raccoglie le vitamine e tutte le sostanze vitali e poi le distribuisce al corpo. ALLA FINE SI PUO’ RIASSUMERE IN UNA MAPPA QUANTO DETTO DAI BAMBINI Si prova anche a descivere o illustrare il viaggio di un boccone di cibo dentro il corpo... Si prendono in esame tutte le descrizioni mettendo in evidenza il fatto che in ciascuna vi sono delle affermazioni corrette. Vediamo di ciascuna QUALI sono le parti accettabili e decidiamo di organizzare ed approfondire le conoscenze sull’argomento partendo da CIO’ CHE SUCCEDE NELLA BOCCA In diversi esperienze che faremo utilizzeremo AMIDO che, sappiamo dallo scorso anno, è uno ZUCCHERO COMPLESSO perciò... SPERIMENTIAMO UN MODO PER RICONOSCERE GLI AMIDI NEGLI ALIMENTI CHE COSA SERVE : Un pezzo di patata Un pezzo di banana Un po’ di farina bianca Una zolletta di zucchero Marmellata chiara (di albicocche) Tintura di iodio Acqua distillata PROCEDURA: Abbiamo messo separatamente nei piattini la patata , la banana (triturata) , la farina , la zolletta di zucchero e la marmellata. Poi abbiamo versato alcune gocce di tintura di iodio sopra gli alimenti . Abbiamo notato che immediatamente la patata e la banana si sono colorate di blu scuro quasi nero. Anche la farina era colorata di blu ma aveva assorbito le gocce di tintura così abbiamo aggiunto un po’ di acqua distillata e il composto di acqua e farina è diventato blu scuro. Mentre la zolletta di zucchero ha preso la colorazione della tintura di iodio (marrone) e non ha cambiato colore neanche dopo aver aggiunto dell’acqua distillata. La marmellata all’inizio non ha cambiato colore, solo dopo diversi minuti abbiamo notato una leggera colorazione bluastra. CONCLUSIONI : Gli alimenti ricchi di amido( patata – banana – farina ) hanno assunto una colorazione bluastra perché la tintura di iodio ha reagito con la presenza di amido colorandosi , mentre lo zucchero ,che non contiene amido , non ha reagito in presenza della tintura di iodio. La marmellata invece potrebbe contenere un po’ di amido visto che dopo un po’ di tempo ha cambiato colorazione. Procediamo quindi con lo studio della BOCCA, osservando i denti e immaginandone la diversa funzione in base alla forma. LE AZIONI DEI DENTI: Triturano Tagliano Spezzettano Dividono Maciullano Intaccano Sminuzzano Macinano Schiacciano Scindono Rompono Staccano Ammorbidiscono Strappano Incidono Lacerano Poi c’è la lingua che impasta ma anche percepisce i sapori. Infine c’è la saliva... SPERIMENTIAMO LA PROPRIETA’ DELLA SALIVA DI TRASFORMARE GLI ZUCCHERI COMPLESSI IN ZUCCHERI SEMPLICI Prendiamo un bicchiere d’acqua e vi mescoliamo un cucchiaino di farina . Poi raccogliamo una buona dose di saliva ... Vasetto contenente saliva MAH... In una provetta versiamo acqua e farina, nell’altra aggiungiamo una stessa quantità di saliva. Mescoliamo bene. Poi immergiamo le provette in acqua alla temperatura di 37° e le lasciamo lì per 30 minuti. E’ importante che la temperatura rimanga tra i 37° e i 40°, come quella dell’interno della nostra bocca... Trascorsa mezz’ora possiamo prendere le due provette e versare in ciascuna una goccia di tintura di iodio. Ecco che la tintura colora l’amido di blu scuro mentre il contenuto della provetta con la saliva rimane chiaro, quasi trasparente. L’AMIDO SI E’ TRASFORMATO IN ZUCCHERO SEMPLICE Rappresentiamo la situazione con i bambini TANTI MASCHIETTI SI TENGONO PER MANO FORMANDO UNA CATENA. ECCO L’AMIDO, UNO ZUCCHERO COMPLESSO ARRIVANO LE BAMBINE “SALIVA”. OGNUNA DI LORO PRENDE UN COMPAGNO E LO STACCA DALLA CATENA TRASFORMANDOLO IN UNO ZUCCHERO SEMPLICE Così scrive una bambina...” Siccome l’amido è una particella molto grande, quando deve andare nelle cellule non ci passa, però quando la lingua impasta, la saliva è come se rompe l’amido in piccole particelle e diventa zucchero semplice non più composto, così quando si deve distribuire riesce a passare nelle vene” OGNI BAMBINO E’ INVITATO A FARE UNA RELAZIONE SULL’ESPERIMENTO FATTO DOVE RISULTINO CHIARAMENTE LA PROCEDURA ED I RISULTATI RAGGIUNTI “Materiale: Due provette, un pentolino, acqua, farina, saliva, tintura di iodio, termometro, fornello. Procedura: Mettere in tutte e due le provette acqua e farina nella stessa quantità e su una aggiungici la saliva. Mettile a scaldare dentro il pentolino sul fornello pieno di acqua finchè, dopo aver immerso la punta del termometro, raggiunge la temperatura tra i 37 e i 40 gradi (temperatura corporea). Raggiunta la temperatura toglilo(il pentolino)dal fornello e lascialo riposare per mezz’ora. Dopo di che estrai le provette dal pentolino e aggiungendoci delle gocce di tintura di iodio: vedrai che l’acqua dentro la provetta con solo acqua e farina diventerà viola scuro, mentre l’acqua dentro la provetta con acqua, farina e saliva,diventerà lilla chiaro(se la agiti e la farina depositata a fondo si mischia con l’acqua). Tutto ciò accade perché la saliva stacca gli zuccheri composti(amido) in zuccheri semplici. Perciò nella provetta con solo acqua e farina c’erano gli zuccheri composti, mentre in quella con acqua, farina e saliva no perché gli zuccheri composti si erano trasformati in zuccheri semplici.” La relazione serve a noi insegnanti per verificare quanto di tutto ciò che è stato fatto e detto è stato effettivamente compreso. Ci accorgiamo che molti bambini hanno chiara la procedura ma non lo scopo e quindi le conclusioni dell’esperimento. Non era facile riuscire ad immaginare le particelle che si dividono dopo aver visto in realtà solo un cambiamento di colore. Tuttavia qualcuno ci è riuscito... Rappresentiamo la situazione con il disegno Immaginiamo ora che il boccone masticato e parzialmente digerito scenda lungo il tubo (faringe prima, esofago poi) e arrivi allo STOMACO... Lo stomaco è come un sacco dove tante sostanze subiscono delle trasformazioni dovute alla presenza dei succhi gastrici. I succhi gastrici sono degli acidi e ci capita di farne l’esperienza quando vomitiamo e la gola ci brucia. •NELLO STOMACO ALCUNE SOSTANZE SI POSSONO SEPARARE, COME SUCCEDE AD ESEMPIO AL LATTE QUANDO VIENE A CONTATTO CON L’ACETO. Si separa la parte acquosa (siero) dalla parte proteica (caseina) cha si raggruma e forma una specie di ricotta (come quella che spesso i neonati rigurgitano) L’esperimento non riesce proprio bene e rimane ben poco dentro il colino al momento del filtraggio. Forse le dosi non erano quelle giuste o forse era meglio usare il limone (che abbiamo scoperto essere più acido dell’aceto durante un’ esperienza di rilevazione del Ph con la cartina al tornasole svolta con i compagni della scuola secondaria) Decidiamo così di provare a casa seguendo una vera ricetta: RICETTA PER FARE LA RICOTTA (questa ricetta è adatta per fare una ricotta abbastanza magra. Se non vi importa usate il latte intero.) INGREDIENTI: 1 lt. di latte parzialmente scremato 10 cucchiai di aceto di mele (o il succo filtrato di 2 limoni) PROCEDIMENTO: Portare ad ebollizione il latte e aggiungere l'aceto (o il succo di limone). Man mano che la ricotta sale in superficie si raccoglie con un mestolo forato e si mette a scolare in un colino fitto. Il risultato è di circa 180 gr. di ricotta A proprio piacimento si può aggiungere il sale prima che il latte cominci a bollire. • NELLO STOMACO ALTRE SOSTANZE SI SCIOLGONO, COME SUCCEDE AL SALE NELL’ACQUA OPPURE NON SI SCIOLGONO , COME SUCCEDE ALL’OLIO NELL’ACQUA... Prendiamo due bicchieri con dell’acqua. In uno mettiamo alcuni cristalli di sale grosso, nell’altro versiamo dell’olio. Poi mescoliamo e stiamo a vedere cosa succede... Proviamo a rappresentare le diverse situazioni con i bambini I bambini “crisallo di sale” si attaccano tra di loro formando un reticolo quadrato sodio cloruro sodio cloruro Tutti gli altri bambini fanno l’acqua che spezza i legami tra le particelle del sale. Ognuna di queste viene circondata da particelle d’acqua Per rappresentare ciò che si è visto nel bicchiere con acqua e olio i bambini creano prima uno strato di acqua... poi, per fare lo strato di olio che rimane in superficie , scelgono i compagni più leggeri Si prova a disegnare ciò che succede alle particelle... OLIO L’olio non si mischia con l’acqua e forma uno strato “separatore” in superficie L’olio se provi a staccarlo ce la fai ma subito dopo si ricompone SALE L’acqua divide i cristallini di sale e se li porta via L’acqua divide il sodio dal cloruro e li circonda (per non fargli riformare il cristallo) Le microparticelle sono state avvolte dalle particelle di acqua Le particelle di olio stanno sopra e galleggiano, le particelle di acqua stanno sotto. Ogni volta che una particella di olio si stacca, dopo si riattacca e l’olio ritorna a essere compatto Quindi le particelle di olio, e dei grassi in generale, nello stomaco non si dividono... L’80% dei grassi ingeriti passa per lo stomaco senza essere ridotto in parti più piccole. Arriva quindi “tutto unito” nel DUODENO (prima parte dell’INTESTINO TENUE) dove si mescola alla BILE, una sostanza che proviene dal FEGATO e... OSSERVIAMO UN FEGATO DI POLLO, IL SACCHETTINO CON LA BILE E L’EFFETTO DI QUESTA QUANDO VIENE MESCOLATA ALL’OLIO La bile suddivide i grassi in microgocce che poi possono essere aggredite dagli enzimi prodotti dal PANCREAS e dalle pareti dell’intestino stesso. Questi enzimi rompono i legami delle particelle grandi (POLIMERI) per farle diventare particelle singole ( MONOMERI). Finalmente le particelle sono così piccole che possono passare attraverso le pareti dell’intestino... SPERIMENTIAMO IL PASSAGGIO DI PARTICELLE ATTRAVERSO UNA PARETE APPARENTEMENTE INTERA Mescoliamo un cucchiaio di zucchero ed uno di amido di mais Aggiungiamo 250 ml d’acqua e mescoliamo ancora Versiamo metà dell’acqua in un imbuto all’iterno del quale è stata posizionata della carta da filtro Osserviamo che dall’imbuto, in cui è entrata acqua che sembrava latte, esce acqua limpida. Facciamo delle ipotesi su ciò che sta succedendo... Per me esce solo acqua Colore ambrato: l’amido è rimasto nell’imbuto Color viola scuro: qui c’è l’amido Per me invece nell’acqua c’è anche zucchero perchè lo zucchero semplice è fatto di particelle piccole che possono passare per i buchetti della carta E’ come il colino della ricotta, le particelle grosse non passano e quelle piccole sì Alla fine assaggiamo l’acqua limpida e sentiamo che è molto dolce. LO ZUCCHERO E’ PASSATO! Poi mettiamo una goccia di tintura di iodio in entrambi i vasetti... Si mette in scena l’accaduto I bambini “carta da fitro” Le particelle di amido, troppo grosse perchè “composte”, non riescono a passare Passano solo gli zuccheri semplici e le particelle d’acqua E poi si disegna e si scrive la relazione “...questo vuol dire che attraverso le pareti dell’intestino passano solo le sostanze più piccole mentre quelle composte non passano e vengono scartate, quelle che invece passano attraverso il sangue si spargono in tutto il corpo...” Passiamo a studiare la struttura e le funzioni delL’INTESTINO L'intestino è distinto in due parti principali, intestino tenue e intestino crasso lunghezza complessiva sui 9 m. Nella prima parte dell’intestino tenue (duodeno) succhi digestivi di varia natura provenienti dal pancreas e dal fegato (bile) continuano a digerire i cibi. Nella restante parte dell’intestino tenue si trovano numerose pieghe circolari che aumentano la superficie della mucosa, necessaria per l'assorbimento di sostanze nutritive. Queste sono a loro volta coperte da villi intestinali, della lunghezza di circa 1 mm, che servono anch'essi ad aumentare la superficie della mucosa. Sui villi sono presenti microvilli, che hanno la medesima funzione. In 1 cm quadrato 3000 villi In 1 cm quadrato 1.500.000.000 di microvilli !!! Se si va nno a spia nare le varie pieg he, i villi, i microvilli, la superfic ie della mucosa in testinale e quivale a circa 30 0 m2 !!! Nell’ intestino crasso, si ha un notevole assorbimento di acqua e sali. Qui vengono assorbite anche vitamine, non tanto quelle introdotte con gli alimenti (già assorbite a livello del tenue), ma soprattutto quelle prodotte dai miliardi di batteri che popolano il colon. Un argomento piuttosto interessante riguarda LE FECI UMANE LEGGIAMO, DISCUTIAMO E CERCHIAMO DI CAPIRE... Cosa sono le feci : Sostanza di rifiuto terminale delle nostra digestione, eliminata per via rettale. Normalmente sono costituite da : 75% da acqua , 25% da materiale solido che include batteri , fibre non digerite , grasso , materia inorganica (calcio e fosfati) , muco , cellule intestinali desquamate , alcune proteine . Caratteristiche delle feci : Colore marrone dovuto alla conversione chimica della bilirubina in urobilina e stercobilina da parte dei batteri intestinali e degli enzimi. Odore delle feci è il risultato della decomposizione batterica delle proteine nell’ intestino. Consistenza soffice a forma cilindrica che ha la dimensione del retto. Quantità : giornalmente vengono prodotti da 150 a 300 g di feci . Delle sostanze solide che compongono le feci ,una gran parte è costituita dai residui di cellulosa (fibre) non digeriti. La presenza di fibre vegetali nelle feci, pur non contribuendo molto al peso, è importante nella determinazione del volume totale e nella consistenza delle feci stesse, essendo le fibre molto igroscopiche (assorbono molta acqua). Una dieta povera di fibre determina la formazione di feci scarse come volume e di consistenza molto sostenuta, favorendo quindi la stitichezza. Il 30 % del peso secco delle feci è costituito da batteri, derivanti dalla ricchissima ed importantissima flora intestinale... Notizie sui BATTERI CHE ABITANO NEL NOSTRO INTESTINO Nell'intestino umano albergano circa 400 specie batteriche, localizzate principalmente nel colon e nel tenue. In condizioni di equilibrio queste non esercitano alcun effetto patogeno (nocivo) Durante la gravidanza l'intestino del feto è perfettamente sterile, ma subito dopo la nascita viene colonizzato da miliardi di batteri. Questi microrganismi si insediano a livello intestinale, entrando dall'esterno attraverso la bocca e l'ano. I primi mesi di vita sono molto importanti per costruire una popolazione batterica florida ed equilibrata. Il latte materno, infatti, favorisce la proliferazione dei bifidobatteri, un ceppo particolarmente benefico per la salute umana. In condizioni normali, la flora batterica è in perfetta simbiosi con l'organismo. Per simbiosi (dal greco: vita insieme) si intende un particolare rapporto di convivenza fra due organismi, da cui entrambi traggono un proprio beneficio. Nel rapporto simbiontico fra l'organismo umano e la flora intestinale, l'uomo (ospite) fornisce materiale indigerito per il sostentamento dei batteri. In compenso questi microrganismi (simbionti) svolgono varie funzioni utili all'uomo. FUNZIONE TROFICA (nutrimento): I batteri presenti nel nostro intestino fermentano il materiale indigerito, generalmente costituito da polisaccaridi di origine vegetale. In seguito a questa fermentazione, la flora batterica produce delle sostanze che rappresentano una fonte energetica per le cellule epiteliali dell'intestino. FUNZIONE PROTETTIVA CONTRO L'INVASIONE DI BATTERI PATOGENI: La popolazione batterica simbionte produce sostanze antimicrobiche, grazie alle quali impedisce l'adesione di patogeni all'epitelio intestinale INOLTRE... produce alcune vitamine, soprattutto la vitamina B12 e la vitamina K Escherichia coli . È una delle specie principali di batteri che vivono nella parte inferiore dell'intestino di animali a sangue caldo (uomo, e inclusi gli uccelli e i mammiferi). Sono necessari per la digestione corretta del cibo. Il numero di cellule di E. coli nelle feci che un umano espelle in un giorno va dai 100 miliardi (10^11) ai 10 trilioni (10^19). Quando diminuisce il numero di batteri vantaggiosi, l'equilibrio della microflora batterica si spezza e si parla di DISBIOSI. In simili condizioni si assiste ad una iperproliferazione di patogeni a livello intestinale. Tali microorganismi sono particolarmente pericolosi, in quanto capaci di colonizzare anche altre aree corporee provocando, per esempio,infezioni vaginali, respiratorie e persino dentali. Possono causare allergie e problemi digestivi. Con il passare del tempo possono comparire anche gravi patologie intestinali come tumori dell'apparato digerente. Quali possono essere le cause della disbiosi? Le cause della disbiosi sono davvero numerose: possono contribuire • diete poco varie, con poche fibre e molti cibi raffinati; • pasti troppo rapidi, scarsa masticazione. • ritmi di vita irregolari e frenetici, con alterazioni della frequenza e della consistenza dei pasti. • vita sedentaria e stress psicofisici. • abuso di farmaci (analgesici, sonniferi, antidepressivi, lassativi) • anche gli inquinanti contenuti nei cibi (coloranti, solventi, ormoni, pesticidi ecc.) influenzano negativamente la stabilità della microflora intestinale. COSA POSSIAMO FARE NOI? Per migliorare la vitalità della nostra flora batterica intestinale, è fondamentale evitare il più possibile ogni fonte di stress ed adottare un corretto stile di vita, supportato da un'alimentazione equilibrata. Passiamo a parlare di respirazione e circolazione con un’esperienza in palestra... Dopo una corsa veloce abbiamo osservato cosa è successo al corpo... “Il cuore batte molto veloce” “Ho il respiro affannato” “Non mi sento più le gambe e i piedi” “Mi faceva male la parte dal ginocchio in giù” “Facevo fatica a respirare; il respiro non andava sempre, andava a colpi” “E’ cambiato il battito cardiaco e la respirazione” “Da quanto batte forte il cuore ho fastidio alla gola. Sono sfinita!” “Prima respiravo col naso, poi dovevo respirare con la bocca” “Quando ho finito, ho sentito formicolio ai piedi” “Ho le gambe stanche” “Sono tanto sudato” “I muscoli prima erano duri, poi sono diventati fiapi” “Hai soprattutto caldo al viso” IN SINTESI • IL CUORE BATTE MOLTO VELOCE • IL RESPIRO E’ AFFANNOSO E NON REGOLARE • C’E’ BISOGNO DI RESPIRARE DI PIU’ • LE GAMBE SONO STANCHE E FANNO MALE • SI SENTE CALDO E SI SUDA Abbiamo raccolto dei dati: CONCLUSIONI: DOPO LA CORSA LE RESPIRAZIONI SONO DIVENTATE PIU’ DEL TRIPLO (da 20 a 76) E LE PULSAZIONI DEL CUORE SONO DIVENTATE QUASI IL DOPPIO (da 82 a 159) PERCHÈ SUCCEDE QUESTO? Ecco qualche ipotesi Perchè ci serve più aria Perchè consumiamo più energia Perchè ci serve più ossigeno Perchè i polmoni sentono il bisogno di pompare più velocemente Perchè, respirando velocemente, si alimenta il cuore che prende la forza per pompare il sangue e aiutare i muscoli a correre Perchè correndo consumiamo più ossigeno del normale Perchè i muscoli si allargano e il cuore deve pompare di più per far transitare il sangue Andiamo quindi ad analizzare la La lettura della tabella permette di capire alcune cose: • il 4% dell’ossigeno che inspiriamo ci resta dentro • nessuna particella di azoto ci resta entro • l’anidride carbonica che espiriamo (4%) si forma all’interno del nostro corpo • nessun gas in traccia resta dentro al nostro corpo TRATTENERE IL RESPIRO Quali sono le sensazioni che il corpo prova quando si sta in apnea? Sentivo che i polmoni si stringevano Sentivo gli occhi gonfi Sudavo un po’ Mi irrigidivo tutto quanto Sentivo l’addome duro e mi veniva spontaneo stare ferma La vista si appannava Sentivo le pulsazioni sul collo Sentivo la gabbia toracica bloccata come da una catena Ins: Avreste potuto restare all’infinito senza respirare? Mari: Quando dovevo buttare fuori l’aria mi sentivo come se la bocca fosse il water e...sai quando si intasa e tu devi toglierlo? E allora c’era questa ventosa che spingeva, spingeva forte e poi, a un certo punto, quando la bocca non resisteva più, ha dovuto spingere fuori tutta l’aria. Era tutto l’intasamento secondo me. Eli: Smettere di trattenere il respiro è diciamo “un istinto” che ce lo comanda il nostro cervello senza che noi possiamo pensarlo. E’ contro la nostra volontà questa cosa, quindi ci fa respirare. Fede Do: Quando prendi l’aria per trattenere il respiro, la prendi come fai normalmente, poi te la tieni. Dopo tu l’ossigeno lo lavori dentro il tuo corpo e lo trasformi in anidride carbonica. Di solito sei abituato a buttarlo ma là te la devi trattenere e quindi dopo un po’ ti viene da buttare via l’anidride carbonica. Dopo un po’ che trattieni devi buttarla f uori sennò vai a rischio davvero di morire . Prima o poi l’ossigeno finisce, non ne hai all’infinito e allora dopo ti vien da riprendere il respiro. Eli: Dobbiamo respirare perchè dentro di noi entra solamente l’ossigeno e di anidride carbonica non ne entra. L’ossigeno si trasforma in anidride carbonica e questa anidride carbonica non è un elemento bello per il nostro corpo, non è utile ed è anche un po’ tossico e allora noi lo dobbiamo eliminare e se rimane per troppo tempo dentro al nostro corpo non fa bene, allora dopo un certo tempo il nostro corpo deve far uscire l’aria. Meghi: E’ come se i nostri polmoni fossero un’aula e a un certo punto l’aria è come se diventa pesante e non la riesci più a tenere. Se in questa aula si è in tanti, ti viene da dire “Ah, cambiamo l’aria, apriamo le finestre!” E’ come se ,quando apri le finestre, apri i tuoi polmoni. Giu: Quando tratteniamo il respiro io mi sono immaginata come un traffico dentro il corpo, perchè questi abitanti dicono “Mamma mia, questa bocca non si apre! Cosa succede?” Dopo un po’ questi abitanti si stufano allora pian piano sforzano e aprono la bocca e i nostri polmoni si riallargano perchè devono respirare. Però se noi lo facciamo diverse volte, circa tre volte al giorno, cioè ci continuiamo ad allenare, il nostro corpo si abitua ed è come se gli abitanti dopo si abituano al traffico e rimangono sempre di più. Andiamo a vedere sul nostro libro di testo come funziona l’apparato respiratorio e proviamo a simularne il funzionamento usando una siringa e un modellino dei polmoni costruito con una mezza bottiglia e dei palloncini. Il palloncino in basso agisce proprio come fa il DIAFRAMMA. Inspirazione Espirazione Inspirazione Espirazione Immaginiamo che solo l’ossigeno possa passare attraverso le pareti degli alveoli polmonari perchè solo lui possiede una “chiave speciale”. Lo stesso accade all’anidride carbonica quando dal sangue passa nei polmoni per essere espulsa. Leggiamo che a trasportare l’ossigeno (dai polmoni alle cellule) e l’anidride carbonica (dalle cellule ai polmoni), sono i GLOBULI ROSSI e in particolare una sostanza in essi contenuta che si chiama EMOGLOBINA. A questa si attaccano le due sostanze ma ciascuna in un modo diverso... Ossigeno Anidride carbonica Elisa è l’emoglobina del globulo rosso Giunge quindi il momento di approfondire l’argomento della CIRCOLAZIONE DEL SANGUE In precedenza , durante una conversazione sulla necessità di nutrirsi, si era osservato che... Ins: Ma allora per passare al sangue il cibo deve trasformarsi in un liquido oppure può passare al sangue anche stando solido? Melanie : Non può essere solida perché mica nel sangue ci sta una cosa solida perché le vene sono piccole , fine perciò dovrebbe essere liquido. Giulia: Non tutte sono piccole perché ci sono due vene una rossa e una blu.: quella rossa è quando scende normale e poi quella blu ripassa e pulisce dove è passato il mangiare. Giacomo : Come ha detto Matilda: le vene sono blu perché ci sono soltanto i globuli rossi senza ossigeno solo con l’ anidride carbonica, mentre le altre sono rosse perché hanno anche l’ossigeno.. Gianluca: Le vene non sono tutte uguali ci sono anche i capillari. Devi trovare la vena giusta per fare la flebo. Sofia: Il sangue non ce l’abbiamo blu o rosso ce l’abbiamo solo rosso Angela : Quando stai male e sei all’ospedale ti mettono la flebo cos’è? Tipo da mangiare? E perché proprio nelle vene? Andrea: Dentro la flebo ci sono gli zuccheri , le vitamine, ferro che servono a guarire. Tutti : Sì, devono arrivare alle vene e quindi al sangue per arrivare a dare energia e a nutrire tutto il corpo. Ora ci si racconta tutto ciò che si conosce sul sangue e sull’apparato circolatorio, si cercano conferme e ulteriori notizie sul libro di testo, infine si mettono a fuoco le cose fondamentali da conoscere: IL SANGUE è composto per il 90 % di acqua E’ composto principalmente dal PLASMA che contiene • GLOBULI ROSSI (trasportano l’ossigeno e l’anidride carbonica) • GLOBULI BIANCHI ( difendono dai microbi) • PIASTRINE (tappano le ferite) Il sangue porta alle cellule • SOSTANZE NUTRITIVE (sciolte nel plasma) • OSSIGENO ( attaccato all’emoglobina dei globuli rossi) Il sangue porta via dalle cellule • SOSTANZE DI SCARTO-SCORIE (sciolte nel plasma, che finiscono nelle urine dopo che il sangue è passato attraverso i reni per ripulirsi) • ANIDRIDE CARBONICA ( sciolta nel plasma o attaccata all’emoglobina dei globuli rossi) SANGUE ARTERIOSO: trasporta ossigeno. Scorre nelle ARTERIE dal cuore alle cellule dove diventa... SANGUE VENOSO: trasporta anidride carbonica. Scorre nelle VENE dalle cellule al cuore. Va a scaricare l’anidride carbonica nei polmoni prima di tornare al cuore trasformato in... Raccogliamo informazioni relative al CUORE UMANO Il cuore è un muscolo cavo e molto potente (infatti non si ferma mai, ma continua instancabile il suo lavoro!) con una forma conica e con le pareti molto resistenti (chiamate miocardio). Questo indispensabile organo che pesa circa 250 gr, pompa il sangue e lo fa circolare in tutto il tuo corpo ed è ricoperto da una membrana (pericardio). Il cuore è un muscolo diverso da tutti gli altri perché batte per impulsi nervosi, non è necessario che l’ordine di pulsare parta dal cervello, come avviene per tutti gli altri muscoli. Il cuore è suddiviso in quattro cavità: due atrii nella parte superiore e due ventricoli (più ampi degli atrii) in quella inferiore. Il muscolo cardiaco è inoltre diviso da un setto che “scompone” il cuore in due parti: la destra e la sinistra. Queste due “sezioni” hanno delle differenziazioni ben precise: quella sinistra porta il sangue arterioso (ricco di ossigeno) dai polmoni al resto del corpo, quella destra riceve il sangue venoso (ricco di anidride carbonica) che sarà nuovamente inviato ai polmoni. Inoltre, l’atrio e il ventricolo comunicano con una sorta di porticina chiamata valvola : a sinistra c’è la valvola mitralica (o bicuspide), a destra c’è la valvola tricuspide. Grazie a queste due porte, il sangue circola nel cuore nella giusta direzione e passando sempre e solo dall’atrio al ventricolo. Quindi osserviamo com’è fatto un cuore fuori e dentro. Una mamma ci ha procurato il cuore di un manzo... La forma è come quella del nostro cuore ma le dimensioni sono MOLTO maggiori Si vedono benissimo i fori attraverso i quali passa il sangue , si vedono le arterie e le vene più grosse Lo apriamo per vedere com’è fatto dentro Una parte fibrosa probabilmente è la valvola che impedisce al sangue di tornare dal ventricolo nell’atrio Si vede la cavità interna anche se non si distingue bene la differenza tra l’atrio e il ventricolo Continuiamo lo studio occupandoci dei vasi sanguigni e cerchiamo di capire il percorso del sangue I vasi sanguigni che dal cuore si diramano verso le parti periferiche del corpo sono le arterie. Le arterie, che hanno un diametro massimo di 2530 millimetri, allontanandosi dal cuore si ramificano e diventano sempre più piccole, fino a diventare delle arteriole, il cui diametro medio è di 0,2 millimetri. Le arteriole si continuano in vasi più sottili detti capillari arteriosi, che hanno un diametro piccolissimo, 7-30 micron (1 micron corrisponde ad un millesimo di millimetro). I capillari arteriosi sboccano nei capillari venosi e quindi nelle vene. Le vene hanno un percorso opposto alle arterie, infatti vanno dai tessuti e dagli organi periferici fino al cuore. Le vene raccolgono il sangue dopo che ha ceduto l’ossigeno e le sostanze nutritive alle cellule e dopo che ha raccolto le sostanze ed i gas di rifiuto dai tessuti. Per comprendere meglio il percorso del sangue facciamo una “recita” Il sangue parte dal ventricolo sinistro e si avvia verso il resto del corpo. E’ SANGUE ARTERIOSO Arriva alle cellule dei piedi... “Sono venuto a portarvi sostanze nutritive e ossigeno” E le cellule rispondono “...grazie, e noi ti diamo scorie e anidride carbonica da portare via!” Ecco che diventa SANGUE VENOSO Passando per i reni... “Sono venuto a ripulirmi, ecco qui le scorie che mi hanno dato le cellule” I reni ripuliscono e fanno uscire le scorie con la pipì. Giunto all’intestino... “Sono venuto a prendere sostanze nutritive. Quelle che avevo le ho date alle cellule” Il sangue entra nell’atrio destro, passa nel ventricolo destro e si avvia ai polmoni Nei polmoni... “Sono venuto a scaricare l’anidride carbonica e a prendere ossigeno!” Ridiventato ARTERIOSO, ecco che il sangue è pronto per ricominciare il suo giro rientrando nell’atrio sinistro e quindi nel ventricolo sinistro dove il nostro percorso era iniziato . Abbiamo tanto parlato di CELLULE. Vediamo di saperne di più... La cellula è la più piccola parte di ogni organismo vivente, dotata delle proprietà degli esseri viventi; essa infatti respira, scambia materiali con l’esterno, reagisce agli stimoli e si riproduce Tutti i viventi sono costituiti da un numero più o meno grande di cellule. Un organismo può essere formato da una cellula sola ed è chiamato organismo unicellulare , oppure da più cellule ed è chiamato organismo pluricellulare come gli animali, le piante, noi stessi. La grandezza di un organismo non dipende dalla grandezza delle cellule ma dal loro numero . L'uomo è formato da circa 100 mila miliardi (1014) di cellule. La cellula è normalmente troppo piccola per essere vista. infatti il nostro occhio può a stento vedere oggetti con il diametro di 0,1 mm cioè 1/10 di mm. Una cellula, in media ha un diametro circa 10 volte più piccolo, cioè 0,01 mm (1/100 di mm ). Pur avendo funzioni e forme diverse le cellule possiedono tutte 4 parti fondamentali: Membrana plasmatica o membrana cellulare: riveste l'esterno della cellula e funziona come un filtro controllando tutto ciò che entra e che esce dalla cellula. Citoplasma: costituito da acqua, Sali, molecole organiche ed enzimi. Il citoplasma accoglie poi particolari componenti chiamati organuli all'interno dei quali si svolgono specializzate operazioni. Organuli: sono molto numerosi e rappresentano degli elementi molto importanti per il funzionamento della cellula. Tra gli organuli di nostro interesse troviamo: - Ribosomi: sono il luogo in cui avviene la sintesi delle proteine, questi organuli eseguono in prima persona le direttive contenute nel nucleo. - Mitocondri: sono le centrali energetiche della cellula, all'interno dei quali si svolgono i processi di respirazione: impiegando l'ossigeno degradano molecole organiche per trarne energia. Nucleo cellulare: al suo interno si trova il materiale genetico della cellula, DNA, RNA. Il materiale genetico contiene tutte le istruzioni necessarie per la sintesi delle proteine e di conseguenza il materiale genetico risulta essere la fonte di tutte le informazioni necessarie alla cellula per guidare le proprie attività vitali. Mettiamo in risalto il fatto che nelle cellule, attraverso la membrana cellulare, entra il cibo. E’ quel cibo che nell’apparato digerente è stato ridotto in particelle piccolissime... Unendo tra loro tanti mattoncini di LEGO costruiamo un modello di PROTEINA. Le proteine sono particelle molto grandi e dalla struttura molto complessa Nell’apparato digerente la proteina viene scomposta in parti più piccole Ciascuna di queste picole particelle ora è in grado di passare attraverso le pareti dei villi intestinali... Dentro la cellula... NEI RIBOSOMI Le piccole particelle, dopo aver attraversato la membrana cellulare, vengono “rimontate” per ricostruire nuove proteine NEI MITOCONDRI Gli zuccheri semplici che hanno raggiunto la cellula, vengono bruciati per fornire calore ed energia, ma per far questo c’è bisogno di ossigeno! Anche il fuoco della candela può bruciare solo se c’è ossigeno a disposizione! Concludiamo il nostro lavoro con un momento di verifica. Chiediamo ai bambini di scrivere ciò che hanno capito ed imparato su • digestione • respirazione • circolazione del sangue • la cellula Al termine del percorso possiamo dire che gli alunni si avviano a • saper ricavare informazioni da testi di vario tipo •saper osservare fenomeni formulando ipotesi •saper immaginare la materia come composta da particelle organizzate in strutture che possono subire dei cambiamenti • conoscere alcuni sistemi e apparati del corpo umano ed immaginare il loro funzionamento • saper relazionare su un esperimento evidenziandone le fasi di realizzazione ed i risultati ottenuti