DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014
UNICATT
bioma
ECOSISTEMA
materia
energia
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UNICATT
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UNICATT
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UNICATT
Ecoetichette:
Luce
Rettile
Organico
Pesce
Acqua
Uccello
Pianta erbacea
Lombrico
Sali
Rocce
Albero
Calore
CO2
Insetto
Mammifero
carnivoro
Umidità
O2
Gasteropode
Mammifero
ruminante
Vento
Pioggia
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Il pianeta ACQUA
UNICATT
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UNICATT
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Dov’è l’acqua?
Tutta uguale? Campionare e misurare
UNICATT
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I passaggi di stato
sono continui e in equilibrio dinamico: stati coesistenti
Solido
Liquido
Vapore
La quantità di ENERGIA proveniente dal SOLE
Genera i passaggi di stato dell’acqua e le sue note manifestazioni naturali:
►provoca l’evaporazione (da liquido a vapore);
►induce la solidificazione con la formazione del ghiaccio e della neve;
►la fusione da solido a liquido o la sublimazione da solido a gassoso;
►determina il passaggio di condensazione da vapore a liquido (rugiada)
e quello da vapore a ghiaccio (brina)
Produce
nei
vegetali
il
fenomeno
dell’assorbimento radicale di acqua.
della
evapotraspirazione
e
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Il territorio
Scoprire il proprio… anche quando è lontano
UNICATT
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Il territorio
Scoprire il proprio… anche quando è lontano
UNICATT
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Acqua potabile
Usarla e conservarla
UNICATT
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UNICATT
Le proprietà cruciali dell’Acqua: proprietà fisiche aspetti termici
Anche il suo calore di evaporazione
Il calore specifico dell’acqua è alto:
“la pentola è
rovente, ma
l’acqua è
ancora
fredda…”
è alto:
L’evaporazione
di una piccola
quantità di
acqua asporta
una notevole
quantità di
energia
Effetto “Rinfrescante” dell’evaporazione
Effetto “Tampone termico”
Alcune precisazioni:
- Il calore (es. la sensazione di caldo) è un trasferimento di energia termica in atto.
- L’energia termica è l’energia cinetica media delle particelle (vibr. trasl. rotaz.)
- La temperatura è una grandezza scalare che esprime una differenza di energia termica
tra due corpi.
- Il calore specifico è la quantità di calore necessaria ad innalzare di 1°C la temperatura
di 1 g di acqua.
- Il calore di evaporazione è la quantità di calore necessaria per evaporare 1 g di acqua.
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L’acqua è presente in tutti i suoi stati fisici
Insieme all’acqua liquida, sul nostro pianeta possono convivere anche gli
altri stati fisici, quello solido e quello di vapore, grazie a proprietà
chimico-fisiche uniche e specifiche della molecola d’acqua.
H
H
O
Interazioni ponte-H
Ghiaccio
(stato solido)
Vapore acqueo
(stato gassoso)
Acqua liquida
bioma
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Una cellula EUCARIOTE
Una cellula
PROCARIOTE
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Un virus non
è una cellula
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VIRUS
ingrandito da 20 a 100 volte
rispettto al batterio a fianco
BATTERIO
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UNICATT
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Membrana: il mosaico fluido
UNICATT
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UNICATT
Due aminoacidi (in natura sono 20)
FENILALANINA
ISOLEUCINA
Porzione conservata
H2N – CH – COOH
│
Porzione variabile
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UNICATT
Una PROTEINA
La PIRUVATO DEIDROGENASI
Realizza una reazione di
trasformazione dell’Acido piruvico
Dimensioni della
FENILALANINA e della
ISOLEUCINA rispetto
alla proteina
Centinaia o
migliaia di A.A.
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Il DNA
Fabbricato in classe
UNICATT
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Un cromosoma è un
filamento a doppia
elica di DNA
superavvolto.
Un cromosoma a
forma di X è una
coppia di filamenti di
DNA uguali
(replicati): i
cromatidi fratelli.
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1
UNICATT
2
1
1
2
1
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UNICATT
Replicazione: la cellula sa clonare il suo DNA
1
1
2
TFA – DIDATTICA
DIDATTICA
DELLEDELLE
SCIENZE
SCIENZE
MMFFNN – PAS 2014
UNICATT
UNICATT
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DNA o cromosomi?
UNICATT
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La mitosi
UNICATT
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La diploidia
(2n)
UNICATT
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La meiosi
UNICATT
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Il rimescolamento dei
geni
UNICATT
I cromosomi omologhi si
appaiano e scambiano fra loro
brevi tratti di cromosoma
(sequenze di geni)
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Il rimescolamento dei
geni
Cromosomi omologhi
sequenza genica
Cromosomi omologhi
coppie alleliche
UNICATT
Immaginiamo che il dorso
azzurro della carta
corrisponda a un allele
“dominante” e il dorso
grigio all’allele “recessivo”
dello stesso gene.
Cromosomi omologhi nella fase S
replicazione
Appaiamento dei cromosomi omologhi replicati
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Il rimescolamento dei
geni
Cromosomi omologhi
sequenza genica
Cromosomi omologhi
coppie alleliche
UNICATT
I geni si sono riassortiti a
caso: la loro sequenza è
cambiata in termini di
dominanza e recessività.
Cromosomi omologhi replicati appaiati
Geni riassortiti
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La meiosi
UNICATT
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L’impresa di G. Mendel
Dominanza, segregazione, riassortimento
UNICATT
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UNICATT
Ecosistema - BIOMA:
DOMINI
Albero filogenetico della vita
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BIOMA:
Procarioti
ARCHEA
EUBACTERIA
UNICATT
BIOMA:
Eucarioti PROTISTI
ALGHE unicellul.
PROTOZOI
Cellula animale: ETEROTROFA
Cellula vegetale: AUTOTROFA
Parete cellulare
di cellulosa
(polimero del
glucosio)
Plasmodesma
Vacuolo
vegetale
Cloroplasto
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UNICATT
Mitocondrio
Sede della respirazione:
C6H12O6 + 6O2  6H2O + 6CO2
che si svolge a cavallo della
membrana interna (creste)
OH
|
C=O
|
C=O
|
CH3 Acido piruvico
Nel citoplasma della cellula: Glucosio  2 Ac. piruvico
Nel mitocondrio:
Ac. piruvico + O2 + ADP + Pi  H2O + CO2 + ATP
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UNICATT
Cloroplasto
Sede della fotosintesi:
6H2O + 6CO2  C6H12O6 + 6O2
che si svolge a cavallo delle
membrane tilacoidi
Stroma
(spazio che accoglie
i tilicaoidi)
Tilacoidi e
spazio
tilacoide
Clorofilla + lux + H2O  O2 + ee- + CO2  C6H12O6
Grani
(pile di tilacoidi)
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UNICATT
Tessuto vegetale
Cellula vegetale di colonia di Spyrogira
(alga protista)
L’abbiamo vista in laboratorio.
NON E’ UN PROTOZOO
ameba
paramecio
daphnia
vorticella
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BIOMA:
Eucarioti FUNGHI e
MUFFE
UNICATT
n
2n
2n
n
n
2n
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UNICATT
BIOMA: Eucarioti
PIANTE
http://madscientist.altervista.org/microcosmo/microrganismi/microrganismi.htm
Eucarioti
PIANTE
Briofite
Pteridofi
te
Eucarioti
PIANTE
Gimnosperme
Eucarioti
PIANTE
Angiosperme
Dicotiledoni
Eucarioti
PIANTE
Angiosperme
Monocotiledoni
Foglia
(sezione)
Eucarioti
PIANTE
Angiosperme
Dicotiledoni
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BIOMA: Eucarioti
ANIMALI
UNICATT
PORIFERI
CNIDARI
Polipi
Meduse
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UNICATT
NEMERTINI
PLATELMINTI
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ROTIFERI
• Dimensioni 300-900 m
• Ruota di ciglia che serve per convogliare il cibo verso
l’apparato masticatore (mastax)
UNICATT
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TARDIGRADI
• Organismi trasparenti
• Dimensioni 0.5-1 mm
• 4 paia di zampe con unghie terminali
• Imparentati con gli artropodi
UNICATT
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UNICATT
NEMATODI:
• Sono i più abbondanti rappresentanti della fauna idrobionte
• Vermi filamentosi (nema = filo)
• Trasparenti
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Larva trocofora
ANELLIDI
Oligocheti - Policheti - Irudinei
UNICATT
MOLLUSCHI
Cefalopodi
Gasteropodi
Bivalvi
ARTROPODI
insetti
ARTROPODI
aracnidi
astice
aragosta
gambero
ARTROPODI
crostacei
scampo
daphnia
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UNICATT
ECHINODERMI
Stella marina
Riccio di mare
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UNICATT
Anfiosso
CORDATI
Cefalocordati
Tunicati
Vertebrati
Ascidia
Lampreda (Vertebrati agnati)
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UNICATT
CORDATI
Tunicati
Ascidia
CORDATI Vertebrati: PESCI
Agnati (Lampreda)
Condroitti
Osteitti
CORDATI Vertebrati: ANFIBI
Anuri
Urodeli
(Apodi)
Arcosauri (loricati)
CORDATI Vertebrati: RETTILI
Cheloni
Arcosauri
Squamati
(Rincocefali estinti)
Cheloni
squamati
FAMIGLIE
morbide
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UNICATT
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UNICATT
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UNICATT
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UNICATT
Dominio:Eukaryota
Regno:Animalia
Ordine:Primates
Sottordine:Haplorrhini
Sottoregno:Eumetazoa
Ramo:Bilateria
Superphylum:Deuterostomia
Infraordine:Simiiformes
Phylum:Chordata
Subphylum:Vertebrata
Infraphylum:Gnathostomata
Superclasse:Tetrapoda
Classe:Mammalia
Sottoclasse:TheriaInfra
classe:Eutheria
Superordine:Euarchontoglires
(clade):Euarchonta
Parvordine:Catarrhini
Superfamiglia:Hominoidea
Famiglia:Hominidae
Sottofamiglia:Homininae
Tribù:Hominini
Sottotribù:Hominina
Genere:Homo
Specie:H. sapiens
Ecosistema BIOMA:
Livelli trofici
Gli esseri viventi
appartenenti alla
comunità dello stesso
ecosistema si
collocano ad un certo
livello della SCALA o
PIRAMIDE
TROFICA presso il
quale possono
acquisire energia
(es. per predazione) e
possono cederla
(es. venendo predati
da qualcuno)
PIRAMIDE TROFICA
America centrale
PIRAMIDE TROFICA
Europa centrale
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Qui da noi…
Le alghe assorbono dall'acqua i sali minerali.
I crostacei mangiano le alghe.
La carpa mangia i crostacei.
Il luccio mangia la carpa.
I batteri trasformatori trasformano in sali
minerali i resti del luccio, degli altri animali e
delle alghe morte.
I sali minerali servono alle alghe per preparare
nuovo cibo.
Cosi la catena non si spezza mai.
UNICATT
I fiori assorbono dal terreno i sali minerali.
La farfalla succhia il polline dei fiori.
Le rane mangiano le farfalle.
Le bisce d' acqua mangiano le rane
Il falco di palude mangia le bisce d' acqua.
I batteri trasformatori trasformano in sali minerali i
resti del falco, degli altri animali e vegetali.
I sali minerali servono ai vegetali per preparare
nuovo cibo.
COSI' LA CATENA NON SI SPEZZA MAI.
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H.B.D. Kettlewell
UNICATT
Ecosistema
BIOMA
Livelli delle strutture
EVOLUZIONE:
Le strutture si evolvono in equilibrio
con i mutamenti ambientali e con
quelli strutturali di tutti gli altri esseri
viventi appartenenti allo stesso
ecosistema
Evoluzione:
STRUTTURE
OMOLOGHE
La stessa struttura
può trasformarsi in
modi differenti per
svolgere funzioni
diverse
Evoluzione:
STRUTTURE
ANALOGHE
C’è una curiosa
analogia di
trasformazioni
evolutive in
ecosistemi differenti
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UNICATT
Struthiomimus altus,
un ornitomimosauro del tardo Cretaceo
Struthio camelus
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Bioma: EVOLUZIONE
Tempo e
trasformazione
UNICATT
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Classe
Sottoclasse
Infraclasse
Superordine
Ordine
Sottordine
Infraordine
Parvordine
Superfamiglia
Famiglia
Sottofamiglia
Tribù
Sottotribù
Genere
Specie
UOMO
SCIMPANZE’
ORANGO
Mammalia
Theria
Eutheria
E. Euarchonta
Primates
Haplorrhini
Simiiformes
Catarrhini
Hominoidea
Hominidae
Homininae
Hominini
Hominina
Homo
H. sapiens
Mammalia
Theria
Eutheria
E. Euarchonta
Primates
Haplorrhini
Simiiformes
Catarrhini
Hominoidea
Hominidae
Homininae
Hominini
(Hominina) Panina
(Homo) Pan
P. troglodytes
Mammalia
Theria
Eutheria
E. Euarchonta
Primates
Haplorrhini
Simiiformes
Catarrhini
Hominoidea
Hominidae
Ponginae
Pongo
P. pygmaeus
UNICATT
CERCOPITECO
VERDE
Mammalia
Theria
Eutheria
E. Euarchonta
Primates
Haplorrhini
Simiiformes
Catarrhini
Cercopithecoidea
Cercopithecidae
Cercopithecinae
Cercopithecini
Chlorocebus
C. pygerithrus
BIOMA Evoluzione:
IL TEMPO
TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE
UNICATT
DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014
UNICATT
Evoluzione – Tempo:
LA CLADISTICA
DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014
UNICATT
Evoluzione – Tempo:
EVO-DEVO
TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE
UNICATT
La bella Lucy…
L’Australopitecus
afarensis
TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE
UNICATT