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Indice generale
Prefazione
V
Caratteristiche dell’esame di ammissione
IX
Logica
1
1
2
3
Logica verbale
Pensiero critico
Problem Solving
Matematica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Insiemi numerici – Operazioni e proprietà – Progressioni
Algebra classica
Equazioni e disequazioni
Radicali
Funzioni
Geometria analitica
Geometria euclidea
Goniometria
Probabilità, statistica e calcolo combinatorio
3
20
53
87
93
124
139
175
187
194
213
240
254
Fisica
275
1
2
3
4
5
6
7
8
9
281
293
306
317
331
347
355
367
403
Grandezze fisiche e vettori
Cinematica
Moto in due dimensioni
Principi della dinamica
Lavoro ed energia
Cenni di dinamica e statica del corpo rigido
Fluidi
Termologia. Calorimetria. Termodinamica
Ottica geometrica e onde meccaniche
iv
Indice generale
10
11
12
13
14
15
16
Elettrostatica
Campo elettrico
Energia e potenziale elettrostatico
Flusso elettrico. Legge di Gauss. Condensatori
Circuiti in corrente continua
Forze e campi magnetici e induzione elettromagnetica
Cenni di fisica nucleare e radioattività
Chimica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
La materia e la chimica
Il modello atomico a orbitali
Ordine tra gli elementi: la tavola periodica
I legami tra ioni e tra atomi
Legami tra molecole e proprietà delle sostanze
Le soluzioni
Le trasformazioni chimiche
La velocità delle reazioni e l’equilibrio
Le reazioni di ossido-riduzione
La nomenclatura dei composti inorganici
Acidità e basicità
La chimica organica
Sostanze organiche di interesse biologico
Biologia
1
2
3
4
5
6
La chimica dei viventi
La cellula come base della vita
Bioenergetica
Riproduzione ed ereditarietà
Eredità e ambiente
Anatomia e fisiologia degli animali e dell’uomo
7
Diversità tra i viventi – estensioni on-line
8
Interazione tra i viventi – estensioni on-line
Indice analitico
Glossario – estensioni on-line
424
434
441
448
462
471
488
497
501
513
524
539
557
569
584
598
611
622
634
651
683
703
709
719
777
801
861
872
1031
Prefazione
Rivolto a tutti i candidati agli esami di ammissione in Medicina e Chirurgia, Odontoiatria e
protesi dentaria, Veterinaria, questo volume costituisce un utile strumento di studio ed esercitazione.
Il testo contiene tutte le conoscenze teoriche necessarie per rispondere correttamente ai quesiti
ufficiali ed una serie di informazioni utili per chi si accinge ad affrontare una prova di ammissione.
La prima parte è infatti dedicata alla prova d’esame e contiene informazioni dettagliate sulle caratteristiche dell’esame, comprese struttura del test e modalità di svolgimento della prova nonché una
serie di consigli utili sulla gestione del tempo, le tecniche per eliminare i distrattori ed azzardare una
risposta anche in assenza di certezza. Sono inoltre riportate informazioni utili alla scelta della sede
presso cui effettuare la prova di ammissione:
– offerta formativa per sede
– rapporto tra candidati e posti disponibili
– punteggi medi di ammissione e punteggi minimi
– sedi più o meno competitive.
Il volume ha un’organizzazione disciplinare e contiene una sezione per ciascuna materia che
costituisce il programma d’esame ministeriale1:
– Ragionamento logico
– Matematica
– Fisica
– Chimica
– Biologia
Ciascuna materia viene trattata in modo approfondito sulla base dell’analisi delle prove ufficiali.
La trattazione disciplinare è suddivisa in capitoli ed al termine di ciascun capitolo, una serie di quiz a
risposta multipla svolti e commentati aiuta a verificare l’acquisizione dei concetti trattati2. Un dettagliato indice analitico e un ricco glossario favoriscono il reperimento delle informazioni, il riepilogo
e aiutano a fissare i concetti chiave.
1
Per la cultura generale, in ragione della vastità della materia, si rimanda a pubblicazioni specifiche: EdiTest – Teoria ed
Esercizi di Cultura Generale, EdiSES Napoli.
2
Per la sola logica, in ragione delle peculiarità della disciplina, gli esercizi svolti vengono riportati nell’ambito della trattazione anziché al termine dei capitoli per favorire la comprensione dei meccanismi risolutivi.
vi
Prefazione
Il codice personale, contenuto nella prima pagina del volume, consente di accedere ad una serie
di servizi riservati ai clienti tra cui:
– Versione elettronica multimediale del testo (e-book interattivo a colori scaricabile su tablet e pc)
– Software di simulazione (infinite esercitazioni per materia e sulle prove ufficiali degli anni passati, simulazioni d’esame gratuite)
– Materiali di approfondimento e contenuti extra, tra cui un Atlante di Anatomia virtuale, schede
su cultura generale e attualità politica e istituzionale
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Prefazione
vii
Per una preparazione completa ai test di accesso
Esercizi commentati
Medicina, Odontoiatria, Veterinaria
Libro misto scaricabile con software di simulazione on-line
Contiene una vasta raccolta di quiz ufficiali, utilizzati dal Ministero dal
1997 ad oggi, con soluzione e commento. I quesiti sono ripartiti per
materia ed argomento seguendo la stessa struttura del Manuale di Teoria
per consentire uno studio sistematico delle materie d’esame, che parte
dalle nozioni per poi verificarne l’acquisizione. La sezione finale contiene le prove ufficiali 2013/2014 risolte e commentate.
12000 Quiz
Medicina, Odontoiatria, Veterinaria
Libro misto scaricabile
con software di simulazione on-line
Il volume presenta una vastissima raccolta di quiz divisi per materia e
per argomento, 10 simulazioni di prove d’esame, un’ampia selezione di
prove ufficiali, un ricco glossario contenente la definizione di centinaia
di termini scientifici e medici.
La Guida ufficiale Cambridge
L’unico manuale di preparazione approvato
dal Cambridge Assessment
per l’ammissione alle facoltà Biomediche
Una guida indispensabile per la preparazione ai corsi
di laurea in Medicina, Odontoiatria e Veterinaria,
IMAT e BMAT
Strumento indispensabile per chi si accinge a sostenere la prova di ammissione ai corsi di area biomedica, è l’unica guida di preparazione
approvata dal Cambridge Assessment. Scritta da chi predispone ed esamina i test, fornisce informazioni utili per affrontare le prove d’esame in modo pratico e conciso ed è
finalizzata in modo particolare all’acquisizione di quelle abilità necessarie per risolvere quesiti basati
sul ragionamento critico e sul problem solving.
viii
Prefazione
Guida Cambridge
al Ragionamento logico
pensiero critico e problem solving
spiegati dai redattori dei test
Scritto da esaminatori esperti, il presente manuale è finalizzato all’acquisizione di una sicura capacità di ragionamento logico mediante l’assimilazione di abilità spendibili in diversi contesti. Il volume presenta
in modo chiaro e sintetico le principali tipologie di quiz di logica somministrate alle prove di ammissione del Cambridge (logica verbale,
comprensione di testi, logica numerica, logica astratta) e una vastissima raccolta di esempi svolti e di
quiz a risposta multipla con soluzione commentata.
L’elenco completo delle nostre pubblicazioni di interesse è disponibile sul sito www.edises.it
nell’area Ammissioni Universitarie
Logica
1
I test di logica verbale
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Relazioni logiche tra termini: le classificazioni concettuali
Proporzioni verbali o analogie concettuali
Le possibili forme grafiche di presentazione delle analogie verbali
Inserzione logica di termini in un contesto
Nozioni di semantica
2
Pensiero critico
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Il pensiero critico e i quiz di ragionamento logico
Conoscenze preliminari
2.2.1 I sillogismi
2.2.2 Come aiutarsi con i diagrammi insiemistici
2.2.3 Le negazioni
2.2.4 Condizioni necessarie e sufficienti nelle deduzioni logiche
La comprensione del testo
Come superare le difficoltà relative alla lettura di un brano
Il confine tra il comprendere e l’interpretare un testo
2.5.1 Incuria nel linguaggio
Come riconoscere premesse e conclusione
Tipologie di quesiti e metodi di risoluzione
2.7.1 Esprimere il messaggio principale
2.7.2 Trarre una conclusione
2.7.3 Riconoscere una supposizione implicita
2.7.4 Rafforzare o indebolire un’argomentazione
2.7.5 Identificare il passaggio logico errato
2.7.6 Identificare ragionamenti analoghi
2.7.7 Individuare e applicare un principio
Considerazioni finali
3
Problem Solving
3.1
3.2
I problemi logico-matematici
Conoscenze preliminari
3
3
6
9
10
13
20
20
21
22
26
32
33
34
34
35
36
37
39
39
41
43
45
46
48
50
52
53
53
54
2
3.3
Logica
3.2.1 Abilità di calcolo
3.2.2 Le medie
3.2.3 Frazioni e proporzioni
3.2.4 Calcolo mentale di una percentuale di un numero (10%, 1%, 25%)
3.2.5 Conversione tra frazioni – numeri percentuali e numeri decimali
3.2.6 Conversione tra unità di misura di tempo, distanza, area, volume, massa, velocità
3.2.7 Spazio e ragionamento spaziale
3.2.8 Probabilità e calcolo combinatorio
3.2.9 Rappresentazioni grafiche
Tipologie di quesiti
3.3.1 Selezione attinente
3.3.2 Ricerca delle procedure
3.3.3 Identificazione delle similitudini
54
63
65
66
67
69
74
75
79
80
80
82
84
2. Pensiero critico
39
2.7 Tipologie di quesiti e metodi di risoluzione
Partendo da quanto spiegato nei paragrafi precedenti, vediamo come procedere alla risoluzione delle
domande che rientrano nelle tipologie di quesiti di ragionamento logico che per comodità di esposizione vengono di seguito riepilogate:
1. Esprimere il messaggio principale
2. Trarre una conclusione
3. Riconoscere una supposizione implicita
4. Rafforzare o indebolire un’argomentazione
5. Identificare il passaggio logico errato
6. Individuare ragionamenti analoghi
7. Individuare e applicare un principio.
In sede d’esame, i quesiti appartenenti a una delle suddette tipologie di ragionamento logico
sono facilmente riconoscibili grazie al fatto che si utilizzano sempre domande in formato standard:
1. Quale delle seguenti affermazioni esprime il messaggio principale del brano precedente?
2. Quale delle seguenti affermazioni è sostenuta dal brano precedente?
3. Su quale supposizione implicita si basa il brano precedente?
4. a) Quale delle seguenti affermazioni, se considerata vera, indebolisce l’argomentazione precedente?
b) Quale delle seguenti affermazioni, se considerata vera, rafforza l’argomentazione precedente?
5. Quale delle seguenti risposte costituisce il passaggio logico errato nel brano precedente?
6. Quale delle seguenti affermazioni segue la stessa struttura logica di questo ragionamento?
7. Quale delle seguenti affermazioni mette in luce il principio che sta alla base del brano precedente?
2.7.1 Esprimere il messaggio principale (P1 + P2 3 C)
Brano 1
A volte, tra le motivazioni del rifiuto di un candidato a un lavoro, si sente parlare di qualifiche
troppo alte. Ma ottenere una qualifica significa raggiungere un certo standard, indipendentemente
da quanto questo standard sia stato superato. Se una persona che ha preso una laurea con lode in
un’università di prima classe viene rifiutata per un lavoro sulla base del fatto che l’eccellenza accademica è meno importante di, diciamo, un atteggiamento premuroso, in questo caso non si parla
di qualifiche troppo alte in un campo, ma di qualifiche troppo basse in un altro. Per questo motivo, i
candidati non dovrebbero essere rifiutati perché hanno qualifiche troppo alte; qualsiasi spiegazione
per un insuccesso dovrebbe essere espressa in termini di mancanze.
Quale delle seguenti affermazioni esprime al meglio il messaggio principale di questo ragionamento?
A. Non esistono circostanze in cui qualcuno può avere qualifiche troppo alte per un lavoro
B. Avere le qualifiche accademiche più alte non è sempre importante tanto quanto avere il giusto
atteggiamento
C. La definizione dell’espressione “ottenere una qualifica” non pone limiti superiori agli standard
che possono essere raggiunti
40
Logica
D. I datori di lavoro dovrebbero essere onesti con i candidati che sono stati scartati e spiegare loro i
motivi per cui non sono stati scelti
E. Qualifiche troppo alte non devono costituire una motivazione per non scegliere qualcuno per un
lavoro
La prima domanda da porsi è: “Che cos’è che questo ragionamento cerca di far accettare al lettore?”. Dunque bisogna, dopo aver letto attentamente il brano, individuare il messaggio principale, la
conclusione cui arriva il testo ricordando che essa deve essere supportata dal resto del brano stesso.
Leggendo sembra che il testo cerchi di far passare il messaggio che: “i candidati non dovrebbero
essere rifiutati perché hanno qualifiche troppo alte; qualsiasi spiegazione per un insuccesso dovrebbe essere espressa in termini di mancanze”. A questo punto si può sottolineare questa frase e poi
accertarsi che il testo fornisca le motivazioni per credere a questa affermazione.
Nel testo sono fornite le seguenti motivazioni:
P1
P2
tra le motivazioni del rifiuto di un candidato a un lavoro, si sente parlare di qualifiche troppo
alte. Ma ottenere una qualifica significa raggiungere un certo standard, indipendentemente da
quanto questo standard sia stato superato.
Se una persona che ha preso una laurea con lode in un’università di prima classe viene rifiutata per un lavoro sulla base del fatto che l’eccellenza accademica è meno importante di,
diciamo, un atteggiamento premuroso, in questo caso non si parla di qualifiche troppo alte in
un campo, ma di qualifiche troppo basse in un altro.
Chi legge non può sapere se tali motivazioni siano vere, ma se si accettassero come tali, significherebbe che, da un certo punto di vista, “qualifiche troppo alte non devono costituire una motivazione per non scegliere qualcuno per un lavoro”. Quindi è chiaro che la frase finale del brano
rappresenta il suo messaggio principale e che la risposta corretta al quesito è la E.
Analizziamo quindi risposta per risposta:
A. Non esistono circostanze in cui qualcuno può avere qualifiche troppo alte per un lavoro. Non è
la conclusione principale. La prima riga del testo dice, infatti, che a volte si sente parlare di
questo; dunque l’informazione riportata nell’alternativa A è in netta contraddizione con quanto
espresso nel brano.
B. Avere le qualifiche accademiche più alte non è sempre importante tanto quanto avere il giusto
atteggiamento. Questa affermazione non è neanche espressa nel brano. Si dà per scontato che
chi legge possa essere tratto in inganno da quello che ne pensa sull’argomento (rischio di proiezione! Bisogna sospendere il proprio giudizio personale!).
C. La definizione dell’espressione “ottenere una qualifica” non pone limiti superiori agli standard
che possono essere raggiunti. Anche in questo caso viene data un’informazione che non compare
nelle righe del testo; in esso, infatti, non si è nemmeno provato a definire dettagliatamente il
significato dell’espressione “ottenere una qualifica”, pertanto anche questa alternativa non può
essere presa in considerazione.
D. I datori di lavoro dovrebbero essere onesti con i candidati che sono stati scartati e spiegare loro
i motivi per cui non sono stati scelti. Nel brano non si parla di onestà o disonestà da parte dei
datori di lavoro. Si dà per scontato che un datore di lavoro non giustifichi le proprie scelte per
una questione di morale personale (anche in questo caso come per l’alternativa B vi è un rischio
elevato di proiezione personale da parte del lettore!).
2. Pensiero critico
41
E. Qualifiche troppo alte non devono costituire una motivazione per non scegliere qualcuno per un
lavoro. È dunque questa l’affermazione che esprime la conclusione principale che stiamo cercando.
Al termine dunque della nostra analisi, non solo in questo tipo di domanda ma anche nelle altre
6 tipologie, il brano su carta potrà essere così ELABORATO utilizzando il linguaggio simbolico
applicato in precedenza (il diverso tipo di sottolineatura indica il passaggio da P1 a P2 e poi alla C):
A volte, tra le motivazioni del rifiuto di un candidato a un lavoro, si sente parlare di qualifiP1
che troppo alte. Ma ottenere una qualifica significa raggiungere un certo standard, indipendentemente da quanto questo standard sia stato superato.
P2
Se una persona che ha preso una laurea con lode in un’università di prima classe viene rifiutata per un lavoro sulla base del fatto che l’eccellenza accademica è meno importante di,
diciamo, un atteggiamento premuroso, in questo caso non si parla di qualifiche troppo alte
in un campo, ma di qualifiche troppo basse in un altro. Per questo motivo, i candidati non
dovrebbero essere rifiutati perché
C
hanno qualifiche troppo alte; qualsiasi spiegazione per un insuccesso dovrebbe essere
espressa in termini di mancanze.
Riepilogo
1) In questa tipologia è sempre presente uno degli schemi analizzati
P1 + P2 3 C;
P1 – C – P2;
C – P1 – P2;
bisogna solo cercare la frase nel testo che riporta la conclusione e che può essere a inizio, a
metà oppure a fine testo.
2) Nel dubbio tra una premessa e una conclusione, si può applicare la regola dell’“implica
che” spiegata in precedenza.
2.7.2 Trarre una conclusione (P1 + P2 3 ?)
Prima di riportare un quesito che rientri in questa categoria, vale la pena soffermarsi su un concetto
riguardante la risoluzione dei sillogismi e di tutti quei ragionamenti che usano un metodo deduttivo.
Di seguito viene riportato a mo’ di esempio un semplice sillogismo:
Tutti i caffè sono scuri
(P1)
Le cose scure sono dolci
(P2)
La conclusione che si può trarre o che può essere dedotta dalle premesse è la seguente:
Tutti i caffè sono dolci
(C)
L’esempio riportato è utile per comprendere la peculiarità di questo genere di domande che richiede di dedurre una conclusione che non è espressa nel brano. Pertanto nello schema d’origine alla
C si deve sostituire un punto interrogativo:
P1 + P2 3 ?
70
Logica
Tempo
1 ora = 60 minuti (60 ¥ 60 secondi)
1 minuto = 60 secondi
1 ora = 3.600 secondi
1 settimana (7 giorni) = 168 ore
1 giorno = 24 ore (24 ¥ 60 minuti) =1440 minuti = 24 ¥ 60 ¥ 60 secondi =
86400 secondi
1 ora (60 minuti) = 3600 secondi
1 anno bisestile (ogni 4 anni) 366 giorni
Distanza
1 chilometro = 1.000 metri
1 metro = 100 centimetri
1 centimetro = 10 millimetri
Area
1 metro quadro = 100 centimetri quadri elevati al quadrato
1 chilometro quadro = 1.000 metri quadri elevati al quadrato
Volume
1 metro cubo = 100 centimetri cubi elevati al cubo= 1.000.000 cm
1 decimetro cubo = 10 centimetri cubi elevati al cubo = 1.000 cm3
1 decimetro cubo = 1 litro
Massa
1 chilogrammo = 1000 grammi
1 grammo = 0,001 chilogrammo
1 etto = 0,1 chilogrammi
1 chilogrammo = 10 etti
3
Multipli e sottomultipli
k = 103; h = 102; da = 101; unità = 1; d = 10–1; c = 10–2; m = 10–3
Regola generale:
1) Salendo nella scala di n posti si sposta la virgola verso sinistra di n posti
2) Scendendo nella scala di n posti si sposta la virgola verso destra di n posti
Esempio con la massa (kg):
12,3 kg 3 dg
12,3 kg = 123000,dg
4 posti
Esempio con la distanza (m):
225 dm 3 hm
225 dm = 0,225 hm
3 posti
Multipli e sottomultipli (con potenze)
k = 103; h = 102; da = 101; unità = 1; d = 10–1; c = 10–2; m = 10–3
Nel passare da mm a cm ci si sposta di una posizione verso l’alto, pertanto la virgola si sposta di una
unità verso sinistra.
1 mm = 0,1 cm
2
2
Se si parla di mm e cm , allora lo spostamento che normalmente avverrebbe con la virgola va moltiplicato per 2.
3. Problem Solving
71
0,0004 · m2 = 0,000400 · m2 = 400 · mm2
3 ¥ 2 = 6 posti
3
3
Se si parla di mm e cm , allora lo spostamento che normalmente avverrebbe con la virgola va moltiplicato per 3.
3
3
1 · mm3 = 0,001 · cm3
135,4 · cm = 0,0001354 · m
1 ¥ 3 = 3 posti
2 ¥ 3 = 6 posti
Alcuni tipi di conversione
h 3 h + min
15,6 h = 15 h + 0,6 h
15,6 h = 15 h + 0,6 h = 15 h + 36 min
Quanto valgono 0,6 h? 0,6 h = 0,6 · 60 min = 36 min
min 3 min + s
4,4 min = 4 min + 0,4 min
Quanto valgono 0,4 min? 0,4 min = 0,4 · 60 s = 24 s
4,4 min = 4 min + 0,4 min = 4 min + 24 s
min 3 h + min
322 min = ? h
322 min = 5 h + ? min
322 min = 5 h + 22 min
322 : 60 = 5,3666…
5 ¥ 60 = 300 min
322 min – 300 min = 22 min
s 3 min + s
545 s = ? min
545 s = 9 min + ? s
545 s = 9 min + 5 s
545 : 60 = 9,083333…
9 ¥ 60 = 540s
545 s – 540 s = 5 s
Esempi
1) I dipendenti di un’azienda hanno diritto ad un’ora e mezza di pausa a settimana. Essendo la
settimana composta da 5 gg lavorativi, di quanti minuti di pausa potranno godere i lavoratori ogni
giorno?
Soluzione: 1,5 h/5 = 0,3 h
0,3 h ¥ 60 min = 18 minuti al giorno.
Infatti 18 minuti per 5 giorni ¥ 5 = 90 minuti che corrispondono appunto ad un’ora e mezza (60 +
30 min)
2) Se un pasticciere impiega un’ora per guarnire 100 torte, quanti secondi impiega per decorarne
una sola?
Soluzione: 3600 secondi/100 torte = 36 secondi a torta
Il Litro
Il litro è un’unità di misura del volume (non appartenente al S.I.).
Il litro si rapporta ai m3 (metri cubi), ossia all’unità di misura del
volume nel S.I., mediante la relazione:
1 l = 1 dm3
Un esempio:
3
3
3
1 m = 1,000 m = 1000 dm = 1000 l
1 dm
1 dm
1 dm
72
Logica
Un metro cubo è parecchio, anche più di una vasca da bagno! Una vasca da bagno contiene: 0,65 m
3
¥ 0,80 m ¥ 1,70 m = 0,884 m .
Spazio, tempo e velocità
I quesiti sulle distanze mettono alla prova il senso pratico e l’acume logico del candidato e, in generale, non richiedono un grande bagaglio tecnico ma la semplice conoscenza delle quattro operazioni
fondamentali.
La relazione, che necessariamente occorre conoscere, lega la velocità con cui procede il soggetto
del quesito (indicata con V) al rapporto tra lo spazio percorso o distanza (indicato con S) e il tempo
impiegato a percorrere tale spazio (indicato con T).
V=
S
T
Da questa relazione si può ricavare quella inversa con cui si ottiene il tempo impiegato a percorrere
un determinato spazio:
S
T=
V
Tale relazione ci indica che il tempo di percorrenza T e la velocità V sono due grandezze inversamente proporzionali, per cui, fissata una certa distanza S, se raddoppia la velocità V con cui si procede,
il tempo T impiegato a percorrere tale velocità sarà pari alla metà.
L’ultima relazione importante lega lo spazio percorso al prodotto tra la velocità e il tempo:
S=V·T
In particolare, in quest’ultima relazione, si nota che la velocità V e lo spazio percorso S sono direttamente proporzionali. Quindi, fissato il tempo T, se raddoppia la velocità V con cui si procede allora
raddoppierà anche lo spazio S che si riesce a percorrere.
Unità di misura
della velocità
3
km
10 m
1000 m
1 m
=
=
=
h
60 × 60 s 3600 s 3,6 s
m
km
= 3,6
s
h
Per passare da km/h a m/s occorre
dividere per 3,6.
Per passare da m/s a km/h occorre
moltiplicare per 3,6
Esempi
1) 18 m/s = 18 ¥ 3,6 km/h = 64,8 km/h
2) 25 km/h = 25/3,6 m/s ª 6,94 m/s
3) Due automobili devono percorrere la stessa distanza pari a 100 km. La prima con una velocità
pari a 20 km/h, la seconda con una velocità pari a 50 km/h. Quanto tempo prima deve partire la prima
auto rispetto alla seconda perchè le due arrivino insieme alla fine del percorso?
A. 1 h
B. 2 h
C. 3 h
D. 4 h
E. 5 h
722
Biologia
Microcorpo
Complesso del poro nucleare
Mitocondrio
Involucro
nucleare
Cromatina
Perossisoma
Nucleolo
RE ruvido o rugoso
Centrioli
Ribosoma
Ribosoma
Lisosoma
RE liscio
Microtubuli
Microfilamenti
Vescicola
Complesso di Golgi
Membrana
plasmatica
Citosol
p Figura 2.4 Alcuni compartimenti di una cellula eucariotica: nucleo, reticolo
endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, lisosomi, perossisomi. Involucro nucleare,
reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, cloroplasti (nelle cellule vegetali),
lisosomi (ma non i perossisomi) costituiscono il sistema di endomembrane.
2.4.3 Differenze tra cellula procariotica ed eucariotica
Le principali differenze tra cellula procariotica ed eucariotica sono riassunte nella Tabella 2.1.
Tabella 2.1 Differenze tra cellula procariotica ed eucariotica
Caratteristica
Cellula procariotica
(eubatteri)
Cellula eucariotica
(protisti, funghi, piante, animali)
dimensione (diametro)
nucleo avvolto da involucro
nucleolo
cromosomi
0,3-2 µm
assente
assente
1, circolare
2-25 µm
presente
presente
molti, in genere lineari
organuli cellulari (mitocondri,
cloroplasti, ret. endoplasm.,
app. Golgi, lisosomi, ecc.)
assenti
presenti
ribosomi
citoscheletro
mesosomi
flagelli
parete cellulare
70 S
assente
presenti
composti da flagellina
presente (peptidoglicano)
divisione cellulare
metabolismo
scissione binaria
anaerobico o aerobico
80 S
presente
assenti
composti da microtubuli
assente (cellule animali); presente
(piante, cellulosa e funghi, chitina)
mitosi o meiosi
aerobico
2. La cellula come base della vita
723
2.4.4 Differenze tra cellula vegetale ed animale
Le cellule vegetali sono in grado di effettuare la fotosintesi grazie ai cloroplasti (Fig. 2.5). I cloroplasti sono organuli delimitati da due membrane, analogamente ai mitocondri, con i quali hanno altre caratteristiche in comune, tra cui la presenza di una molecola di DNA circolare. Nello stroma
(spazio pieno di liquido racchiuso dalla membrana interna) sono presenti gli enzimi per la fotosintesi. Nello stroma si trovano sacche di membrane appiattite e interconnesse, dette tilacoidi, che in alcuni punti si impilano, formando i grana (singolare, granum). Le membrane dei tilacoidi contengono il pigmento verde clorofilla, che capta l’energia luminosa.
Attenzione! Quando una molecola di clorofilla è colpita da energia luminosa, la luce verde
non è assorbita!
Membrana
esterna
Spazio intermembrana
Membrana
interna
Stroma
p Figura 2.5 Il
cloroplasto, sede
della fotosintesi.
Membrana Lume
Granum
tilacoidale tilacoidale (pila di tilacoidi)
Le cellule vegetali differiscono da quelle animali (Fig. 2.6):
Cloroplasto
Plasmodesmi
Parete cellulare
Vacuolo
p Figura 2.6 Cellule vegetali. A
differenza delle cellule animali, nelle
cellule vegetali sono presenti la
parete cellulare, i cloroplasti e un
grosso vacuolo centrale. I citoplasmi
di cellule adiacenti sono collegati dai
plasmodesmi, canali attraverso cui
passano acqua e piccole molecole.
1) per la presenza di: parete cellulare (una struttura rigida7 la quale protegge la cellula e ne mantiene la forma, costituita da fibre di cellulosa immerse in una matrice di altre molecole), plastidi (organuli racchiusi da membrana; comprendono cloroplasti, cromoplasti, amiloplasti ecc.) e
(7)
Le piante non hanno ossa! La funzione di sostegno è svolta dalla parete cellulare.
732
Biologia
2.6
Strutture cellulari e loro specifiche funzioni
Le cellule eucariotiche posseggono strutture cellulari interne, gli organuli cellulari, delimitate da
membrana e specializzate nello svolgere ciascuna una funzione vitale per la cellula e che sono qui di
seguito descritte.
2.6.1 Nucleo, citoplasma, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi,
mitocondri, lisosomi, altri organuli
Gli organuli delle cellule eucariotiche (animali e vegetali) comprendono (Fig. 2.4):
❚ il nucleo, centro di controllo della cellula, delimitato dall’involucro nucleare, costituito da due
membrane concentriche attraversate dai pori nucleari che mettono in comunicazione il nucleo
con il citoplasma (Fig. 2.18). Il nucleo contiene il DNA che associandosi a proteine basiche (dette istoni, Biologia, § 4.5.7) e a proteine acide forma la cromatina, la quale durante la divisione
cellulare si condensa, rendendo visibili i cromosomi. Nel nucleo si osserva il nucleolo, dove avviene la sintesi di RNA ribosomale e l’assemblaggio dei ribosomi;
Nucleo
Ribosomi sulla superficie
esterna dell’involucro
nucleare
Citoplasma
Poro
nucleare
Membrana nucleare
esterna (si affaccia
al citoplasma)
Spazio tra le
membrane nucleari
Involucro
nucleare
Involucro
nucleare
Membrana nucleare
interna (si affaccia
al nucleoplasma)
Poro nucleare
Nucleoplasma
Cromatina
Nucleolo
Regione ingrandita
che mostra il doppio
strato di fosfolipidi
200 nm
p Figura 2.18 Involucro nucleare. L’involucro nucleare è costituito da due membrane
concentriche attraversate da pori nucleari (complesse strutture formate da numerose
proteine diverse).
2. La cellula come base della vita
733
z
il reticolo endoplasmatico13 (RE), formato da membrane ripiegate, impilate e interconnesse tra
loro. Lo spazio interno delle membrane è detto lume. Si distingue il reticolo endoplasmatico liscio (REL) (privo di ribosomi), deputato alla sintesi dei lipidi, e il reticolo endoplasmatico rugoso o ruvido (RER) (con ribosomi sulla faccia esterna), dove avviene la sintesi delle proteine destinate alla secrezione (che comprendono le proteine destinate all’esterno della cellula, ai lisosomi e alla membrana plasmatica);
z
l’apparato di Golgi o complesso di Golgi14, costituito da una pila di sacche membranose appiattite, dette cisterne. Il lato di “partenza” del Golgi verso il RE è detto cis-Golgi, quello sul lato opposto è detto trans-Golgi. In questo organulo avvengono la modificazione chimica e lo smistamento delle proteine. Le proteine di secrezione, sintetizzate nel RER, sono trasportate tramite vescicole di trasporto nell’apparato di Golgi, dove, dopo aver subito modificazioni chimiche,
vengono veicolate, sempre tramite vescicole, fuori dalla cellula (secrezione) o verso altre destinazioni (ad es. lisosomi) (Fig. 2.19);
z
i lisosomi15, sacchetti circondati da una singola membrana, coinvolti nella digestione intracellulare di corpi estranei ingeriti tramite fagocitosi oppure di parti invecchiate della cellula o di macromolecole, mediante enzimi idrolitici (cioè digestivi) in essi contenuti (Fig. 2.20). Il pH dei lisosomi è acido (circa pH 5). Si distinguono i lisosomi primari (che si formano dall’apparato di
Golgi), che contengono i soli enzimi idrolitici, e i lisosomi secondari, che contengono il materiale da digerire. Se i lisosomi vengono danneggiati, gli enzimi fuoriescono e digeriscono la cellula, che quindi muore.
z
i mitocondri, sede della respirazione cellulare con produzione di energia (ATP) (Biologia,
§ 3.1), rivestiti da due membrane (membrana mitocondriale esterna ed interna) (Fig. 2.21). Lo
spazio tra la membrana esterna ed interna è detto spazio intermembrana. La membrana interna si
ripiega a formare le creste mitocondriali, che aumentano la superficie della membrana. La
membrana interna racchiude la matrice del mitocondrio, dove si trova anche il cromosoma mitocondriale (DNA a doppia elica con forma circolare) che codifica per alcuni tRNA, rRNA e alcune delle proteine necessarie al mitocondrio. Tenere presente che il DNA mitocondriale è trasmesso di generazione in generazione per via materna (eredità materna), poiché i mitocondri
dello zigote derivano quasi esclusivamente dalla cellula uovo. I mitocondri contengono anche
ribosomi ed effettuano la sintesi delle proteine codificate dal genoma mitocondriale16. Il ciclo di
Krebs e la catena di trasporto degli elettroni per la respirazione aerobica avvengono tramite enzimi situati nei vari comparti del mitocondrio. Alcune caratteristiche del mitocondrio (presenza
di DNA e di ribosomi 70S) hanno suggerito l’ipotesi della origine endosimbiontica dei mitocondri17 (Fig. 2.22);
z
altri organuli cellulari comprendono i perossisomi (Fig. 2.4). Questi sacchetti rivestiti da membrana contengono enzimi coinvolti nella detossificazione da molecole tossiche come l’acqua ossigenata (H2O2) o l’alcool (metanolo o etanolo). Un esempio di enzima perossisomiale è la catalasi che scinde l’acqua ossigenata in acqua e ossigeno.
(13)
Il termine significa “rete” (reticolo) all’interno del plasma (endoplasmatico).
Scoperto nel 1898 dal medico e microscopista Camillo Golgi.
Il nome deriva dal Greco lysis (dissoluzione) e soma (corpo).
(16)
Le altre proteine che servono al mitocondrio per svolgere le sue funzioni sono codificate dal genoma nucleare.
Esse vengono sintetizzate nel citosol e poi importate nel mitocondrio.
(17)
Dal Greco endo (dentro) e symbiosis (in associazione).
(14)
(15)
6. Anatomia e fisiologia degli animali e dell’uomo
Motoneuroni
superiori
nella corteccia
motoria primaria
Nuclei motori
viscerali
nell’ipotalamo
ENCEFALO
Nuclei motori
somatici del
tronco encefalico
963
ENCEFALO
Neurone
pregangliare
Effettori viscerali
Muscolo liscio
Muscolo
scheletrico Motoneuroni
inferiori
Ghiandole
MIDOLLO
SPINALE
Muscolo
cardiaco
Adipociti
Nuclei motori
somatici
del midollo spinale
Ganglio
autonomo
Neurone
gangliare
Neurone
pregangliare
Muscolo
scheletrico
(a) Sistema nervoso somatico
Nuclei autonomi
nel tronco
encefalico
MIDOLLO
SPINALE
Nuclei autonomi
nel midollo
spinale
(b) Sistema nervoso autonomo
p Figura 6.57 Confronto tra l’organizzazione delle vie efferenti del sistema nervoso
somatico e del sistema nervoso autonomo. Nel sistema nervoso somatico i neuroni
che innervano gli organi effettori sono situati entro il sistema nervoso centrale;
in quello autonomo i neuroni che innervano gli organi effettori sono situati nei gangli,
al di fuori del sistema nervoso centrale.
Tabella 6.10
Confronto tra il sistema simpatico e il sistema parasimpatico
Sistema simpatico
Sistema parasimpatico
Effetto generale
Prepara l’organismo ad affrontare
situazioni di stress
– Ripristina nell’organismo
le condizioni preesistenti allo stress
– Mantiene attivamente una situazione
di normalità nelle funzioni
dell’organismo
Parte del corpo interessata
Diffuso in tutto l’organismo
Localizzato
Neurotrasmettitore liberato
alla sinapsi con l’effettore
Di solito noradrenalina
Acetilcolina
Durata dell’effetto
Duraturo
Breve
Zona di uscita dal sistema
nervoso centrale
Zona toracica e lombare
del midollo spinale
Encefalo (alcuni nervi cranici)
e midollo spinale
964
Biologia
Tabella 6.11
Effetto del sistema simpatico e parasimpatico
su alcuni organi effettori
Organo effettore
Sistema simpatico
Sistema parasimpatico
Cuore
Aumenta la frequenza e la forza
di contrazione
Diminuisce la frequenza,
non agisce direttamente sulla forza
di contrazione
Bronchi
Dilata
Restringe
Iride
Dilata la pupilla
Restringe la pupilla
Organi sessuali maschili
– Causa vasocostrizione
– Causa l’eiaculazione
– Causa vasodilatazione
– Causa erezione
Vasi sanguigni
In genere causa vasocostrizione
Molti vasi sanguigni non sono
innervati dal sistema parasimpatico
Ghiandole sudoripare
Stimola
Non sono innervate dal sistema
parasimpatico
Intestino
Inibisce la motilità
Stimola motilità e secrezione
Fegato
Stimola la demolizione del glicogeno
con formazione di glucosio che viene
immesso nel sangue
Nessun effetto
Tessuto adiposo
Stimola la demolizione dei trigliceridi
immagazzinati nel tessuto
e l’immissione di acidi grassi
nel sangue
Nessun effetto
Midollare delle ghiandole
surrenali
Stimola la secrezione di adrenalina
e di noradrenalina
Nessun effetto
Ghiandole salivari
Riduce la secrezione salivare (densa
e viscosa)
Aumenta la secrezione salivare
(acquosa e abbondante)
Cute
Vasocostrizione, erezione dei peli
Nessun effetto
La porzione efferente del sistema neurovegetativo viene suddivisa in due sistemi: sistema simpatico e sistema parasimpatico, che, in generale, hanno effetti opposti (Tabelle 6.10 e 6.11); vari
organi sono innervati da entrambi i sistemi.
I neuroni pre-gangliari del sistema simpatico sono situati nei segmenti toracici e nei primi due o
tre segmenti lombari del midollo spinale. Le loro fibre pregangliari escono attraverso le radici anteriori dei corrispondenti nervi spinali e danno origine ai rami autonomi di tali nervi. Questi rami
sboccano in due strutture poste ai lati della colonna vertebrale, i cosiddetti tronchi simpatici o catene gangliari simpatiche, formate da gangli paravertebrali collegati da fibre nervose parallele alla colonna vertebrale (Fig. 6.58). I tronchi simpatici si estendono sia sopra che sotto la regione da
cui hanno origine le fibre pregangliari. Dai gangli paravertebrali partono le fibre postgangliari, che,