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Anche quando non siamo in movimento o addirittura quando dormiamo il nostro corpo consuma energia. Sono tante le attività da sostenere anche al riposo, basta pensare al nostro cuore che non si ferma mai. Come otteniamo l'energia necessaria? Attraverso la nutrizione, ovvero assumendo alimenti dall'esterno. Questi devono essere trasformati perché tutte le cellule dell'organismo possano assorbire e utilizzare i nutrienti, eliminando le sostanze di scarto. A occuparsi della trasformazione del cibo è l'apparato digerente.

1. Apri l'immagine in allegato per un ripasso sulle principali tappe di questo processo.

2. Divisi in gruppi, preparate una presentazione su uno dei quattro passaggi della trasformazione del cibo: con l'aiuto del libro di scienze e di una ricerca Internet, approfonditelo indicando quali organi sono coinvolti e che funzione svolgono.

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La trasformazione del cibo nell’apparato digerente

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Tutti gli esseri viventi sono accomunati da un'essenziale proprietà biologica: la capacità di riprodursi, ovvero di trasmettere i propri geni alla generazione successiva, generando un nuovo individuo. Negli esseri umani ciò avviene per via sessuata ed è carico dell'apparato riproduttore.

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In passato il cuore era considerato la sede dell'anima, delle emozioni e della consapevolezza. Nella visione scientifica moderna questo organo ha un ruolo diverso, comunque di importanza centrale all'interno dell'organismo. Il cuore, infatti, è il motore dell'apparato cardiocircolatorio: grazie alla sua costante attività, il sangue scorre all’interno di una rete di condotti, i vasi sanguigni, rifornendo le cellule del nostro corpo di ossigeno e nutrienti, e ritirando le sostanze di rifiuto.

Sfoglia la presentazione in allegato per un ripasso sulle funzioni e i componenti dell'apparato cardiocircolatorio.

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Per completare la panoramica sull’apparato cardiocircolatorio, osserva nel dettaglio come avviene la circolazione del sangue al suo interno. Con il supporto dell'immagine in allegato, prova a descrivere a voce i vari passaggi di un percorso completo del sangue a partire dal cuore (piccola e grande circolazione).

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Mettiti alla prova - L'apparato cardiocircolatorio

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Mettiti alla prova - L'apparato cardiocircolatorio

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Svolgi il test per consolidare le tue conoscenze sull'apparato cardiocircolatorio (test in Google Moduli).

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Dopo aver studiato i materiali sull'apparato cardiocircolatorio, completa le affermazioni.

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How many times does the heart beat in a day? How many times over a lifetime? Find the answer in this video.

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La riproduzione prevede tre fondamentali processi, che si verificano sia nella femmina sia nel maschio.

la gametogenesi, ovvero la produzione di particolari

cellule (gameti), all'interno di ghiandole specializzate (le gonadi); il processo avviene a partire da cellule indifferenziate, le cellule germinali;

la fecondazione, cioè l'unione di due gameti di sesso

diverso a formare lo zigote, da cui si sviluppa il nuovo individuo;

la produzione di ormoni sessuali, sostanze che controllano e regolano il funzionamento dell'apparato riproduttore.

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Sfoglia la presentazione in allegato per studiare e confrontare gli apparati riproduttori maschili e femminili.

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Check out this Presentation designed by Maria Luna Tescari.

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Mettiti alla prova - L'apparato riproduttore

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Mettiti alla prova - L'apparato riproduttore

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Verifica le tue conoscenze sull'apparato riproduttore svolgendo l'esercizio (test in Google Moduli).

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Dopo aver studiato i materiali sull'apparato riproduttore, svolgi l'attività.

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Sezione di un testicolo, dettaglio di un tubulo seminifero e schema della spermatogenesi.

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Sapevi che un maschio adulto produce ogni giorno alcune centinaia di spermatozoi? Questo processo, detto spermatogenesi, avviene nei testicoli, all'interno di particolari strutture, i tubuli seminiferi, con il sostegno delle cellule del Sertoli. La spermatogenesi inizia con la pubertà e continua per tutta la vita, fino a tarda vecchiaia. Osserva l'immagine in allegato: quanti spermatozoi si originano da uno spermatocita primario?

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Nella femmina la gametogenesi prende il nome di oogenesi, ed è molto diverso dalla spermatogenesi. Infatti, inizia già durante la vita fetale, ma si interrompe alla nascita per poi riprendere dalla pubertà fino alla menopausa. Raggiunta la pubertà, la maturazione dei gameti riprende. In particolare, si attiva il ciclo ovarico, un processo ciclico che durerà fino alla menopausa (il momento in cui termina il periodo fertile della vita della donna): in un ciclo, un singolo gamete prosegue la maturazione, che si completa solo se avviene la fecondazione. Osserva le immagini in allegato: a quale stadio dell'oogenesi avviene l'ovulazione?

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Le sostanze presenti nei cibi sono le stesse che costituiscono il nostro corpo, principalmente carboidrati, proteine, grassi e acqua. Perciò è fondamentale integrare nella propria dieta tutte queste sostanze nelle giuste quantità. Ma cosa significa il termine "dieta"? Cosa sono i nutrienti essenziali? Come si determina il valore energetico di un alimento? Per sapere di più sull'argomento, leggi le pagine in allegato; poi svolgi l'esercizio finale proposto.

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È ora di tirare le fila! Applica ciò che hai imparato durante le attività di questo percorso: svolgi il compito di realtà insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne.

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Dalla contrazione muscolare alla circolazione del sangue, alla trasformazione dei cibi, ma non solo: sono tantissime le attività che nel nostro organismo avvengono contemporaneamente. Chi si occupa di coordinare tutte questi processi e, inoltre, di regolarli in base alle condizioni interne ed esterne all'organismo? Il responsabile è sistema neurormonale, formato dall'insieme di sistema nervoso e sistema endocrino. Questi agiscono per vie e meccanismi diversi, ma cooperando strettamente. In questo percorso Padlet ci soffermeremo sul sistema nervoso.

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Abbiamo visto che il cuore è un muscolo involontario che lavora instancabilmente. Ma se non siamo noi a controllarlo, come si origina la sua contrazione? Nel miocardio si trovano particolari cellule, dette cellule pacemaker, capaci di generare autonomamente impulsi elettrici ritmici, i quali innescano la contrazione del cuore. Questo meccanismo prende il nome di sistema pacemaker. Osserva l'immagine in allegato per approfondirne il funzionamento.

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Nel corso del ciclo ovarico, l'endometrio (la parete dell'utero) si ispessisce di giorno in giorno, preparandosi ad accogliere la cellula uovo fecondata per dare inizio a una gravidanza. Anche questo processo ha un andamento ciclico e prende il nome di ciclo mestruale. Guarda il video per saperne di più.

# data[].attributes.body
Per registrare e visualizzare in forma grafica l'attività elettrica del cuore si ricorre a un esame medico detto elettrocardiogramma (o ECG). Qual è la procedura dell'esame? Quale proprietà del cuore sfrutta? Cosa rappresenta il referto di un ECG? A coppie, provate a spiegarlo con l'aiuto di una ricerca in Internet.

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La fecondazione dell’oocita secondario e il percorso della cellula uovo fecondata fino all’utero.

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Una volta volta fecondata, la cellula uovo diventa uno zigote, il quale inizia a dividersi (segmentazione) e origina l'embrione. Questo si impianta nella parete dell'utero, dove inizia il suo progressivo sviluppo in feto. La nascita avviene con il parto circa 9 mesi dopo la fecondazione. Segui il percorso del gamete femminile dall'ovario all'utero nell'immagine in allegato.

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Se un amico o un amica ci racconta qualcosa di divertente, reagiamo con una risata. Quando le cellule del nostro corpo hanno bisogno di energia, ci viene fame. Il sistema nervoso si occupa di regolare e mettere in atto tali azioni: queste sono risposte (la risata, la sensazione di fame) a determinati stimoli (la frase divertente, il bisogno di energia). Ma come è fatto e come funziona il sistema nervoso? Sfoglia la presentazione in allegato per una panoramica sull'argomento.

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Una radiografia al torace mostra un pacemaker impiantato nel corpo di un paziente.

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Alcune condizioni patologiche possono determinare alterazioni del ritmo cardiaco, ovvero della frequenza con cui il cuore batte in un certo intervallo di tempo. Ciò può impedire all'organo di pompare il sangue in modo efficace. Il pacemaker è un dispositivo medico inventato per curare questi disturbi. Impiantato per la prima volta negli anni Cinquanta del Novecento, era inizialmente visto con diffidenza dall'opinione pubblica. Tuttavia, col tempo è stato accolto positivamente: oggi è uno dei dispositivi medici più utilizzati ed efficaci al mondo.

Come funziona un pacemaker? Rispondi aiutandoti con una ricerca in Internet.

# data[].attributes.body
Già nelle prime settimane dello sviluppo embrionale ha inizio la differenziazione sessuale: questo processo, guidato da ormoni sessuali e fattori genetici, determina il sesso del nascituro o della nascitura. La scienza si interroga da tempo sulle differenze biologiche che distinguono i maschi dalle femmine. Perché è importante studiarle? Per esempio, ciò permette di sfatare false credenza, come quella secondo cui le femmine sono meno capaci nelle discipline scientifiche. Il tema, inoltre, è di grande rilevanza in ambito medico: per esempio, le differenze biologiche tra i due sessi possono influire sull'efficacia delle cure mediche.

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La postura eretta, uno dei tratti distintivi della specie umana, non sarebbe possibile senza l'apparato locomotore. Questo è il risultato della stretta collaborazione tra sistema scheletrico e sistema muscolare, e ha il compito di sostenere e proteggere il corpo e consentirne il movimento.

# data[].attributes.body
Verifica le tue conoscenze sul sistema nervoso svolgendo l'esercizio (test in Google Moduli).

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Dopo aver studiato la presentazione Il sistema nervoso, completa le affermazioni.

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Le principali ossa dello scheletro umano. Lo scheletro può essere diviso in: scheletro assiale (in blu) e scheletro appendicolare.

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Il sistema scheletrico è formato dalle ossa, organi tenuti insieme dai legamenti e connessi ai muscoli tramite le articolazioni. L'insieme delle ossa (nel totale 206) costituisce lo scheletro.

Il sistema scheletrico svolge diverse funzioni:

consente i movimenti;

protegge gli organi più delicati, come il cuore e i polmoni;

è una riserva di minerali (calcio, fosfato);

produce le cellule del sangue (nel midollo osseo, che si trova all'interno delle ossa).

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Le aree in cui è suddivisa la corteccia cerebrale. 

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Come abbiamo visto, il sistema nervoso periferico, con l'aiuto dei recettori sensoriali, intercetta e raccoglie gli stimoli provenienti da tutto il corpo. Questi viaggiano lungo i nervi a velocità anche superiori ai 100 metri al secondo per raggiungere il sistema nervoso centrale: è qui, infatti, che gli stimoli sono elaborati. Ma come avviene questo fondamentale passaggio? Molti degli stimoli che riceviamo sono complessi e richiedono un'elaborazione sofisticata. In questi casi entra in gioco il cervello, il principale organo del sistema nervoso. Questi è suddiviso in diverse aree, ciascuna specializzata nell'elaborazione di certe tipologie di stimoli. La parte più superficiale del cervello è la corteccia cerebrale, coinvolta nelle funzioni cognitive più complesse (quali il pensiero astratto, la consapevolezza o la memoria).

# data[].attributes.body
Il nostro corpo riceve quantità di stimoli più semplici, per cui è sufficiente una risposta istintiva. Questi, invece di essere inviati all'encefalo, sono gestiti a livello del midollo spinale, il cordone di tessuto nervoso che percorre gran parte della colonna vertebrale. Compito di questa struttura, oltre a condurre informazioni all'encefalo e viceversa, è generare rapide risposte motorie involontarie a determinati stimoli, dette riflessi. Un esempio tipico di questo meccanismo è l'arco riflesso, la reazione istintiva di ritrarre la mano che si verifica quando tocchiamo qualcosa di bollente. Osserva l'immagine interattiva in allegato per capire meglio come funziona.

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L'arco riflesso

2

4

5

3

1

terminazione nervosa

nucleo dell'interneurone

nucleodel neurone sensoriale

midollo spinale

terminazioni nervose in contatto conle fibre muscolari

nucleodel neurone sensoriale

Quando le dita toccano una superficie bollente, le terminazioni nervose di un neurone sensoriale (ovvero deputato alla ricezione degli stimoli) "traducono" lo stimolo doloroso in un impulso elettrico.

L'impulso elettrico è trasmesso lungo le terminazioni nervose fino al nucleo del neurone sensoriale.

Il neurone motorio (deputato a trasmettere la risposta) invia l'impulso fuori dal midollo spinale, verso il tessuto muscolare (tessuto bersaglio).

Nel midollo spinale, il segnale è trasmesso a un interneurone: questo elabora il segnale in risposta e la invia a un neurone motorio.

L'impulso elettrico raggiunge una fibra muscolare, che si contrae in modo da allontanare la mano dall'oggetto bollente.

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L'arco riflesso 2 4 5 3 1 terminazione nervosa nucleo dell'interneurone nucleodel neurone sensoriale midollo spinale terminazioni nervose in contatto conle fibre muscolari nucleodel neurone sensoriale Quando le dita toccano una superficie bollente, le terminazioni nervose di un neurone sensoriale (ovvero deputato alla ricezione degli stimoli) "traducono" lo stimolo doloroso in un impulso elettrico.

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L’espressione "rete neurale" nel linguaggio informatico indica modelli matematici, ispirati al funzionamento dei neuroni, che permettono a un computer di imparare a svolgere un compito in modo sempre più fine. Si parla, in questo caso, di reti neurali artificiali, divenute un utile strumento dell’Intelligenza Artificiale (IA). Tema di grande attualità, l’IA è una disciplina che sviluppa sistemi tecnologici che permettono di velocizzare e automatizzare alcune attività umane. Lungi dal produrre una coscienza autonoma in grado di controllare l’umanità, l’IA trova già un largo utilizzo. In ambito medico-biologico, per esempio, supporta la diagnosi medica o consente di simulare un apparato per studiarne il funzionamento.

Approfondisci un caso specifico di applicazione (in fase di studio o in uso) dell’IA in questo campo e prepara una breve presentazione orale (circa 3 minuti) per spiegarla ai tuoi compagni e alle tue compagne.

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La struttura di un femore, un osso "lungo".

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Sapevi che un gruppo di scienziati e scienziate ha sviluppato un acciaio da costruzione ispirandosi alle ossa umane? Infatti, questi organi hanno sorprendenti robustezza e resistenza, pur essendo relativemente leggeri. Il segreto è il tessuto connettivo osseo: la sua matrice contiene per circa il 70% sali minerali (soprattutto fosfato di calcio), che conferiscono rigidità e robustezza, e per il resto osseina, una proteina che assicura flessibilità.

# data[].attributes.body
Qual è la struttura delle ossa?

Ogni osso è rivestito da un tessuto connettivo denso, il periostio. Internamente ha una struttura a lamelle ed è distinto in:

tessuto compatto, duro e resistente, che forma le parti superficiali dell’osso;

tessuto spugnoso, più leggero perché poroso; è caratterizzato da strutture dette trabecole e costituisce l'interno dell'osso.

Nella parte centrale dell'osso si trova una cavità occupata da vasi sanguigni, grassi e tessuti, il midollo osseo.

Guarda il video per rafforzare i concetti e scoprire come realizzare un osso fai-da-te.

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Anatomia delle ossa - Un osso fatto in casa

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Mettiti alla prova - Il sistema scheletrico

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Mettiti alla prova - Il sistema scheletrico

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Prima di procedere, verifica le tue conoscenze sul sistema scheletrico (test in Google Moduli).

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Dopo aver studiato i materiali sul sistema scheletrico e le ossa, completa le affermazioni.

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Il sistema muscolare collabora con il sistema scheletrico per consentire i movimenti dell'organismo grazie a speciali organi, i muscoli. I muscoli non sono solo quelli che utilizziamo per sollevare un oggetto pesante o quando facciamo una corsa. Questi organi sorreggono il nostro scheletro, fanno sì che manteniamo una postura corretta e permettono a liquidi come il sangue di scorrere in tutto il corpo. A svolgere una tale varietà di funzioni non è una sola tipologia di muscoli: distinguiamo, infatti, tre tipi di tessuto muscolare. Studia l'immagine in allegato per saperne di più.

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È possibile sfruttare l'attività elettrica del cervello per connetterlo a un computer? Numerosi gruppi di ricerca stanno lavorando in questo senso, fondendo conoscenze derivanti da diverse discipline, dalle neuroscienze all'alta tecnologia. In ambito medico, questi progetti hanno l'obiettivo di migliorare la qualità di pazienti con disabilità neurologiche. Immagina una persona che, a causa di una condizione come la paralisi, non può muoversi per parlare: una macchina connessa al suo cervello, interpretando la sua attività elettrica, potrebbe aiutarla a esprimere i suoi pensieri e necessità sotto forma di testo o tramite la sintesi vocale.

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AlterEgo: Interfacing with devices through silent speech

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Ogni giorno, per compiere anche il più piccolo movimento, ci serviamo dei muscoli scheletrici. Questi sono formati da cellule allungate, le fibre muscolari, capaci di contrarsi (accorciarsi) in seguito a uno stimolo nervoso, per poi successivamente rilassarsi, tornando alla lunghezza originaria. Come funziona la contrazione? Sfoglia la presentazione interattiva in allegato per approfondire.

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La contrazionedei muscoli scheletrici

La struttura del muscolo scheletrico

I muscoli scheletrici, costituiti da tessuto muscolare striato, provvedono ai movimenti volontari del corpo.

stria Z

stria Z

miofilamenti

Scegli i pulsanti interattivi per approfondire i componenti del muscolo.

segmento di miofibrilla

sarcomero

nucleo della fibra muscolare

muscolo

fascio di fibre

guaina esternadi tessuto connettivo

fibra muscolare

Un muscolo scheletrico è costituito da più fasci di fibre, composti ciascuno da centinaia di cellule chiamate fibre muscolari.

Ogni fibra muscolare è costituita da sottili filamenti, detti miofibrille.

In ogni miofibrilla sono presenti migliaia di unità contrattili, i sarcomeri. Ciascun sarcomero è delimitato da due strie Z, sottili linee scure, ed è costituito da filamenti proteici detti miofilamenti.

La contrazione

1. Quando i filamenti di actina e di miosina si allontanano, "scorrendo" l'uno sull'altro, il sarcomero si allunga: si ha il rilassamento.

2. Invece, quando i filamenti di actina e miosina si avvicinano, compenetrandosi, il sarcomero si accorcia: si verifica la contrazione.

L'azione complessiva di tutti i sarcomeri produce quindi la contrazione e il rilassamento del muscolo.Dunque, i sarcomeri sono l'unità contrattile del muscolo.

Nel sarcomero:* i miofilamenti più spessi sono formati dalla proteina miosina, le cui molecole sono disposte parallelamente;* i miofilamenti sottili sono invece formati dalla proteina actina, che ha l'aspetto di due file di perle intrecciate.

I filamenti di miosina sono dotati di tante piccole sporgenze mobili, dette teste, attraverso le quali essi si agganciano ai filamenti adiacenti di actina.

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La contrazionedei muscoli scheletrici La struttura del muscolo scheletrico I muscoli scheletrici, costituiti da tessuto muscolare striato, provvedono ai movimenti volontari del corpo. stria Z stria Z miofilamenti Scegli i pulsanti interattivi per approfondire i componenti del muscolo.

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Mettiti alla prova - Il sistema muscolare

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Mettiti alla prova - Il sistema muscolare

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Ora che hai una visione d'insieme del sistema muscolare e della contrazione dei muscoli scheletrici, rispondi sinteticamente alle seguenti domande (max. 5 righe ciascuna).

1. Quali sono i tre tipi di tessuto muscolare?

2. Come si chiamano le cellule che costituiscono i muscoli?

3. Qual è l'unità contrattile del muscolo scheletrico? Come è strutturata?

4. Come avviene la contrazione muscolare?

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L’artista catalano Neil Harbisson, sin da quando era bambino, non percepisce i colori per via di una condizione patologica detta acromatopsia. Perciò ha progettato e impiantato nel suo corpo un terzo occhio, non biologico ma elettronico: si tratta di un dispositivo in grado di convertire i colori in suoni, che quindi consente all'artista di fare esperienza di sensazioni altrimenti inaccessibili. L'occhio elettronico ha reso Harbisson il primo essere umano legalmente riconosciuto come cyborg. Cosa si intende con questo termine?

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Le tecnologie digitali hanno radicalmente trasformato ogni ambito della nostra esistenza. Tra questi anche la medicina, dove i dispositivi elettronici assistono chi lavora nel settore, accompagnano i pazienti e le pazienti nel monitoraggio del proprio benessere e della propria salute, e sempre più si fanno strada nei loro corpi. Questi strumenti aprono nuovi interrogativi e scenari futuri. Che aspetto avranno gli ospedali? Come verranno somministrate le cure mediche?Le nuove tecnologie influiscono sul modo in cui percepiamo il nostro corpo?

Nell'affrontare lo studio di alcuni dei sistemi e apparati che costituiscono l'organismo, integriamo una riflessione sul tema.

Conosci degli esempi di dispositivi medici già in uso che sfruttano le tecnologie digitali?

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Sapevi che il corpo umano conta almeno diecimila miliardi di cellule? Il nostro organismo, però, non è semplicemente una somma di cellule. Affinché possiamo compiere azioni quali camminare, digerire e studiare, le cellule devono specializzarsi e comunicare tra loro per svolgere la propria funzione in modo coordinato. Il nostro corpo è un sistema organizzato secondo un ordine gerarchico, basato su tre livelli:

1. tessuti;

2. organi;

3. sistemi o apparati.

Apri l'infografica in allegato per approfondire.

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I livelli di organizzazione del corpo umano

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Sono quattro i fondamentali tipi di tessuto che, combinandosi tra loro, danno vita alla complessità del corpo umano. Sfoglia la presentazione per saperne di più.

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Mettiti alla prova - L'organizzazione del corpo umano e i tessuti

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Mettiti alla prova - L'organizzazione del corpo umano e i tessuti

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Verifica le tue conoscenze sull'organizzazione del corpo umano e i tessuti svolgendo l'esercizio (test in Google Moduli).

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L'organizzazione del corpo umano e i tessuti

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Dopo aver studiato i materiali sull'organizzazione del corpo umano e i tessuti, completa le affermazioni.

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LE MATERIE COINVOLTE:

• Biologia

• Lingua italiana

• Lingua Inglese

• Informatica

• Educazione civica

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Il percorso interdisciplinare è a cura di Atlas ed è abbinato al corso Focus vita per la Scuola Secondaria di Secondo Grado (Atlas, 2024)

Coordinamento: Silvia Gadda e Giulia Baccanelli

Redazione e contenuti: Maria Luna Tescari

Il Padlet e tutti i suoi contenuti sono sotto licenza CC BY-NC-SA (uso con obbligo di citazione, fini didattici non commerciali, condividi allo stesso modo).

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Scienze naturali e integrate

Fondamenti di Biologia

Antonella Sparvoli, Francesca Sparvoli, Laura Fabris, Aldo Zullini

senzaLIBRO

Sfoglia il libro, seleziona i QR code per vedere le risorse multimediali

Focus vita è il nuovo volume di Biologia di Atlas destinato prevalentemente agli Istituti che affrontano lo studio della disciplina nei primi due anni di corso (Tecnici e Professionali).
L'opera si contraddistingue per la chiarezza espositiva e il rigore nella trattazione degli argomenti scientifici. L'abbondante e costante presenza di supporti didattici, inoltre, favorisce lo studio, agevolando la comprensione anche degli argomenti più complessi. Numerosi sono i supporti visuali che accompagnano la spiegazione teorica, favorendo un approccio intuitivo alla comprensione del testo. La rubrica Professioni STEM presenta alcune professioni legate al mondo della scienza in ottica Orientamento, per favorire l'immedesimazione di ragazze e ragazzi e avvicinarli alle carriere legate a questa disciplina. Dai batteri "mangia-plastica" all'uso delle bivalvi per mitigare l'inquinamento delle acque: le schede Tecnologie per la vita presentano applicazioni della tecnologia in relazione agli argomenti di studio descritti nei capitoli. Apposite schede sono dedicate poi ai temi di Educazione civica, per fornire a ragazze e ragazzi indicazioni utili per la formazione di una coscienza civica, in relazione a tematiche connesse all'ambiente, alla sicurezza e alla salute.

L'opera riserva inoltre grande attenzione all' inclusione e allo sviluppo delle competenze civiche e disciplinari: mappe, sintesi e attivatori didattici (Vero o falso?) in caratteri ad alta leggibilità consentono un accesso facilitato al testo.

Per una didattica digitale integrata e un apprendimento attivo tutte le risorse sono liberamente accessibili dal libro da QR code.

Tra i numerosi contenuti dell'eBook precorsi interattivi interdisciplinari in formato Padlet, video sui fenomeni significativi, focus per approfondire in modo puntuale la trattazione dei contenuti in pagina, mappe modificabili per il ripasso, audiosintesi ed esercizi interattivi in lingua Inglese.

In più sul corso è attiva la .

Tra le risorse riservate all'Insegnante, per ogni capitolo: presentazioni multimediali modificabili; Google Moduli ; verifiche modificabili in .docx

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Focus vita, Fondamenti di Biologia. Antonella Sparvoli, Francesca Sparvoli, Laura Fabris, Aldo Zullini, ISBN 9788826824598. Materia: Scienze naturali e integrate

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Qualche spunto da cui trarre ispirazione

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Qualche spunto da cui trarre ispirazione

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• Due libri che affrontano i temi del rapporto tra tecnologia e corpo umano e dell'etica nel progresso scientifico:

il saggio Corpi estranei di Cinzia Pozzi;

il romanzo Non lasciarmi di Kazuo Ishiguro.

• Per farsi un'idea sulla direzione della ricerca e gli sviluppi futuri dell'ambito sanitario:

L'articolo Il futuro degli ospedali è sempre più tech;

I siti web di università e istituti di ricerca nell'ambito delle tecnologie biomediche. Ne sono esempi: all'estero, il Massachusetts Institute of Technology (MIT); in Italia, la Scuola Normale Superiore e il Politecnico di Milano.

• Le risorse relative alla metodologia del debate disponibili sulla piattaforma INDIRE.

• Due esempi di piattaforme per condividere documenti e altre risorse di gruppo: Google Drive e Microsoft OneDrive.

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Per usare i Moduli Google nelle proprie Google Classroom e, quindi, ricevere in modo automatico i risultati degli studenti, i moduli vanno copiati nel proprio spazio Google Drive e condivisi da lì mediante link. Il modulo nel vostro Drive sarà anche completamente modificabile. Per copiare i moduli vai ai seguenti link:

1. L'organizzazione del corpo umano e i tessuti

2. Il sistema scheletrico

3. L'apparato cardiocircolatorio

4. Il sistema nervoso

5. L'apparato riproduttore

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Le protesi permettono di restituire al corpo funzioni perdute.

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Il termine “cyborg” deriva dall’inglese cyb(ernetic) org(anism) (‘organismo cibernetico’), ed è stato coniato nell’ambito del genere fantascientifico per indicare entità al confine tra umano e artificiale. Ne sono un esempio i “replicanti” del romanzo Il cacciatore di androidi dello scrittore statunitense Philip K. Dick, dal quale è stato tratto nel 1982 il film Blade Runner. I replicanti sono robot intelligenti, dotati di parti organiche e fisicamente indistinguibili dagli esseri umani. Questi personaggi lasciano in chi legge un dilemma: sono davvero semplici e sterili macchine o sono capaci di provare emozioni umane?

Queste entità ibride, in cui parti organiche e inorganiche si fondono, sconfinano dall’immaginario fantascientifico nella vita di tutti i giorni. In ambito medico, per esempio, esistono da tempo dispositivi artificiali pensati per essere integrati nel corpo umano per supplire a mancanze e disfunzioni. È il caso delle protesi mediche, sempre più perfezionate per adattarsi all’organismo.

Quali sono le tecnologie più innovative in questo campo? Come funzionano? Approfondisci l’argomento con una ricerca in Internet.

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La mHealth permette alle persone di essere più attivamente partecipi nel monitoraggio della propria salute. Oggi sono molto popolari le applicazioni per la nutrizione: alcune danno consigli nella scelta dei cibi quando si fa la spesa, altre sono delle sorte di diari dove appuntare ciò che si mangia e il relativo apporto calorico. Se da un lato questi strumenti possono aiutare a raggiungere una maggiore consapevolezza della propria alimentazione e di come migliorarla, è importante non considerarli dei sostituiti del medico, che rimane la figura più affidabile per un consulto in materia. Inoltre, l'utilizzo di queste applicazioni può talvolta avere degli effetti negativi sulla salute psicofisica, per esempio causando ansia o stress connessi a un controllo eccessivo delle proprie abitudini alimentari. In gruppi, raccogliete informazioni sui vantaggi e i potenziali rischi legati all'utilizzo di queste applicazioni. Poi, organizzate il materiale raccolto in una breve presentazione multimediale da condividere in classe.

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Il battito cardiaco dice molto del nostro stato emotivo, ma anche della salute del cuore stesso e dell’intero organismo. Sono numerosi gli strumenti medici che, sfruttando l’attività elettrica di questo organo, ne monitorano il funzionamento: essi consentono di individuare anomalie nel battito, potenziali spie di patologie. Molti dispositivi, oltre che negli studi medici, oggi trovano spazio nelle nostre case o, addirittura, sono sempre con noi. Rientrano nel fenomeno della mHealth (dall’inglese mobile health, 'salute mobile'), ovvero l’utilizzo di tecnologie digitali (come smartphone, tablet, dispositivi indossabili e altre tecnologie wireless) che supportano l’erogazione di servizi sanitari e il monitoraggio della salute.

Fai uso di dispositivi o applicazioni di questo tipo per tenere sotto controllo l’attività cardiaca o, più in generale, la tua salute? Quali sono, secondo te, i vantaggi e gli svantaggi associati a questa pratica? Discutine insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne.

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La preparazione di nanomateriali (sostanze chimiche di dimensioni estremamente comprese tra 1 e 100 nm) in un laboratorio di ricerca.

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Studiando il corpo umano spesso entriamo nel dominio di tutto ciò che è invisibile al nostro occhio senza l'ausilio di un microscopio. Infatti, biomolecole, ioni e organuli cellulari hanno dimensioni che esprimiamo in termini di micrometri (µm) e nanometri (nm). Per un ripasso, 1 µm è pari a 10⁻⁶ m; invece, 1 nm equivale a 10⁻⁹ m (un miliardesimo di metro!). Ecco un esempio concreto: i microvilli, le microscopiche estroflessioni intestinali che assorbono i prodotti della digestione, sono lunghi 1-2 µm e spessi meno di 100 nm.

Sembra impossibile operare a questi ordini di grandezza. Eppure, esiste una disciplina scientifica che se ne occupa, la nanotecnologia: questo settore, in grande crescita, studia come manipolare atomi e molecole per sviluppare soluzioni tecnologiche nei campi più vari, dall'industria all'alimentazione, fino alla medicina.

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Nature video - March of the microscopic robots

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La nanomedicina è un campo della nanotecnologia che lavora per sviluppare microscopici dispositivi medici. Un esempio sono i nanorobot che, iniettati nel sangue, riconoscono e colpiscono le cellule tumorali; oppure, minuscole telecamere che, una volta ingerite, raggiungono il lume intestinale del/della paziente e inviano al medico foto della zona.

Consultando Internet, cercate alcuni esempi concreti di nanotecnologie mediche e, inoltre, informazioni sui principali disturbi della digestione (cause e sintomi). Poi, divisi in gruppi, progettate una nanotecnologia per monitorare o curare chi è affetto da uno specifico disturbo da voi selezionato (aspetto, materiali di cui è costituito, meccanismo d’azione).

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Queste tecnologie, ancora in fase di sviluppo, sono definite interfacce neurali o BIC (dall'inglese Brain-computer interface, 'interfaccia cervello-computer'). Nonostante i grandi vantaggi, le BIC non sono esenti da considerazioni critiche Un'occasione di riflessione è stata la notizia, nel febbraio del 2024, dell'impianto di un microchip del progetto Neuralink nel cervello di un paziente tetraplegico, allo scopo di inviare comandi a una macchina. La trasmissione radiofonica Radio 3 Scienza ha dedicato una puntata al tema. Ascoltala per saperne di più.

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Radio3 Scienza | S2024 | Va' pensiero | Rai Radio 3 | RaiPlay Sound

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Va' pensiero - Radio3 Scienza - "Il primo essere umano ha ricevuto un impianto Neuralink ieri e si sta riprendendo bene": recita così l'annuncio su Twitter/X di Elon Musk. Dopo un paio di mesi trascorsi alla ricerca di un volontario, il sogno di impiantare un microchip wireless nel cervello di un essere umano è diventato realtà.

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Una copertina della rivista scientifica "Chemistry World" dedicata al tema della medicina personalizzata, in inglese anche definita "tailor-made", ovvero 'fatta su misura'.

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Tuttavia, il sesso non è l'unico fattore da considerare: individuo è unico in quanto presenta caratteristiche proprie dai punti di vista della genetica, dell'ambiente e dello stile di vita. La medicina di precisione, è un approccio innovativo che tiene conto di queste caratteristiche e punta a sviluppare cure mediche fatte "su misura" del o della paziente.

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CLIL (English) • What is precision medicine?

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CLIL (English) • What is precision medicine?

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What are the aims of precision medicine? Watch the video to learn more about the topic with a concrete example. Then, answer the questions below.

1. Why is the medicine to cure asthma not equally effective for all the patients?

2. Precision medicine makes use of medical information. Where does it come from?

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Perché l'approccio della medicina personalizzata si affermi, occorre che il/la paziente metta a disposizione del sistema sanitario i propri dati medici, come gli esiti di visite e analisi, i quali confluiscono all'interno di un fascicolo sanitario elettronico. In questo modo è possibile ricostruire la sua storia medica, lo stato di salute corrente ed eventuali fattori che aumentano il rischio di contrarre una malattia. La raccolta e la conservazione di questi dati, tuttavia, pongono domande etiche e relative alla sicurezza e protezione dei dati personali.

In gruppi, provate a ragionare su quali potrebbero essere i rischi relativi alla gestione dei dati sanitari, anche con l'aiuto di una ricerca in Internet. Poi, discutetene con il resto della classe.