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Strutture e funzioni degli animali Unità 8. Obiettivi  Riconoscere la correlazione tra strutture e funzioni ai diversi livelli di organizzazione gerarchica.

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Presentazione sul tema: "Strutture e funzioni degli animali Unità 8. Obiettivi  Riconoscere la correlazione tra strutture e funzioni ai diversi livelli di organizzazione gerarchica."— Transcript della presentazione:

1 Strutture e funzioni degli animali Unità 8

2 Obiettivi  Riconoscere la correlazione tra strutture e funzioni ai diversi livelli di organizzazione gerarchica del corpo di un animale  Conoscere la struttura e le funzioni dei tessuti epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso  Comprendere come i diversi sistemi di organi lavorino insieme per garantire la funzionalità dell’organismo  Apprendere quali sono i principali meccanismi con cui gli animali regolano il proprio ambiente interno Unità 8 Strutture e funzioni degli animali

3 3 Prova di competenza - Una passeggiata a testa in giù Qual è il segreto dei gechi, quei piccoli animali, simili a lucertole, che riescono a camminare su muri e soffitti senza mai cadere?

4 Lezione 1 L’ORGANIZZAZIONE GERARCHICA NEGLI ORGANISMI ANIMALI 4

5 8.1Il corpo degli animali è organizzato in livelli gerarchici 5  L’anatomia descrive le strutture di un organismo  La fisiologia spiega le funzioni di quelle strutture  Nel mondo vivente, le strutture sono organizzate in una gerarchia di livelli inclusi l’uno nell’altro  A ogni livello, la combinazione dell’organizzazione strutturale e funzionale delle varie parti dà origine a specifiche proprietà emergenti

6 Livello di cellula Cellula muscolare A 6

7 Livello di cellula Cellula muscolare Livello di tessuto Tessuto muscolare A B 7

8 Livello di cellula Cellula muscolare Livello di tessuto Tessuto muscolare Livello di organo Cuore A B C 8

9 Livello di cellula Cellula muscolare Livello di tessuto Tessuto muscolare Livello di organo Cuore A B C D Livello di sistema di organi Sistema circolatorio 9

10 Livello di cellula Cellula muscolare Livello di tessuto Tessuto muscolare Livello di organo Cuore Livello di sistema di organi Sistema circolatorio Livello di organismo Molti sistemi di organi che interagiscono tra loro A B C D E 10

11 8.1Il corpo degli animali è organizzato in livelli gerarchici 11 STEP BY STEP Descrivi i livelli di organizzazione che si possono osservare nel corpo di un organismo animale, a partire da quello delle singole cellule

12 8.2La forma di un animale è il risultato di un processo di selezione naturale  Spesso, quando organismi diversi si trovano ad affrontare le stesse sfide ambientali la selezione naturale trova soluzioni analoghe, plasmando adattamenti simili  Si verificano così fenomeni di evoluzione convergente 12

13 13 Tonno Pinguino Foca

14 14 Tonno

15 15 Pinguino

16 16 Foca

17 8.2La forma di un animale è il risultato di un processo di selezione naturale STEP BY STEP Perché un tonno, un pinguino e una foca rappresentano un esempio di evoluzione convergente? 17

18 8.3I tessuti sono costituiti da cellule con struttura e funzioni comuni 18  Le cellule di un tessuto sono uguali tra loro e hanno forma e strutture adatte per svolgere funzioni specifiche  Negli animali sono presenti quattro tipi principali di tessuto –Tessuto epiteliale –Tessuto connettivo –Tessuto muscolare –Tessuto nervoso

19 8.3I tessuti sono gruppi di cellule con struttura e funzioni comuni 19 STEP BY STEP Che cosa distingue un tessuto da una cellula e da un organo?

20 8.4Il tessuto epiteliale riveste la superficie esterna del corpo, le cavità interne e gli organi  I diversi tipi di tessuto epiteliale prendono il nome in base a  Numero di strati cellulari di cui sono costituiti −Semplice: unico strato −Stratificato: più strati −Pseudostratificato: come il semplice, ma sembra stratificato  Forma delle cellule presenti sulla superficie libera −Squamoso: cellule piatte −Cubico −Cilindrico 20

21 Superficie libera dell’epitelio Nuclei delle cellule Tessuto sottostante Membrana basale (matrice extracellulare) Epitelio squamoso semplice (rivestimento interno degli alveoli polmonari) Epitelio cubico semplice (struttura di un tubulo renale) Epitelio cilindrico semplice (rivestimento interno dell’intestino) Epitelio squamoso stratificato (rivestimento interno dell’esofago) Epitelio cilindrico pseudostratificato ciliato (rivestimento interno delle vie respiratorie) A B C D E 21

22 8.4Il tessuto epiteliale riveste la superficie esterna del corpo, le sue cavità interne e gli organi STEP BY STEP Secondo quale criterio vengono classificati i diversi tessuti di tipo epiteliale? 22

23 8.5Il tessuto connettivo collega tra loro tutti gli altri tessuti e li sostiene  I tessuti connettivi vengono distinti in sei tipi principali −Tessuto connettivo lasso: la sua matrice è costituita da una trama larga di fibre −Tessuto connettivo fibroso: possiede una matrice costituita da fasci paralleli di fibre di collagene addossati l’uno all’altro −Tessuto adiposo: accumula il grasso in grandi cellule sferiche disposte molto vicine le une alle altre 23

24 8.5Il tessuto connettivo collega tra loro tutti gli altri tessuti e li sostiene −Tessuto cartilagineo: forma una sorta di materiale scheletrico, molto resistente ma flessibile −Tessuto osseo: possiede una matrice di fibre di collagene immerse in una sostanza minerale dura composta da sali di calcio, magnesio e fosforo −Sangue: la sua matrice extracellulare, il plasma, è liquida, si tratta di una soluzione acquosa in cui sono disciolti sali e proteine 24

25 Gocciole di grasso Tessuto adiposo Globuli bianchi Globulo rosso Sangue Plasma Tessuto connettivo Lasso (strato sottocutaneo) Fibre elastiche Fibra di collagene Cellula Tessuto connettivo fibroso (tendini e legamenti) Fibre di collagene Nucleo cellulare Cartilagine (parte terminale di un osso) Matrice Cellule di cartilagine Canale centrale Matrice Cellule che formano l’osso Osso B A F E D C 25

26 8.5Il tessuto connettivo collega tra loro tutti gli altri tessuti e li sostiene STEP BY STEP Perché il sangue è considerato un tessuto connettivo? 26

27 8.6Il tessuto muscolare permette il movimento  Il tessuto muscolare è costituito da fasci di cellule allungate chiamate fibre muscolari −Tessuto muscolare scheletrico: si ancora alle ossa per mezzo dei tendini ed è responsabile dei movimenti volontari del corpo −Tessuto muscolare cardiaco: forma il tessuto contrattile del cuore −Tessuto muscolare liscio: è privo di striature ed è responsabile dei movimenti involontari del corpo 27

28 Unità muscolare contrattile Fibra muscolare Nucleo Fibra muscolare Giunzione tra due cellule Nucleo Fibra muscolare Muscolo cardiaco Muscolo liscio Muscolo scheletrico C B A 28

29 8.6Il tessuto muscolare permette il movimento STEP BY STEP Che cosa caratterizza il tessuto muscolare liscio rispetto a quello scheletrico e cardiaco? 29

30 8.7Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione  L’unità strutturale e funzionale del tessuto nervoso è la cellula nervosa o neurone, specializzata nella conduzione di impulsi elettrici  Le cellule di sostegno della glia circondano e isolano gli assoni, e nutrono i neuroni 30

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32 8.7Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione STEP BY STEP Quali tipi di cellule compongono il tessuto nervoso? 32

33 8.8Gli organi sono formati dall’insieme di più tessuti  Un organo è un insieme di due o più tessuti che collaborano per svolgere un compito preciso  Il cuore, per esempio, è costituito da tessuto muscolare, tessuto epiteliale, connettivo e nervoso –Il tessuto epiteliale riveste le camere cardiache –Il tessuto connettivo conferisce elasticità al cuore e rafforza le sue pareti –I neuroni regolano il ritmo di contrazione della muscolatura cardiaca 33

34 Intestino tenue Lume Tessuto epiteliale Tessuto connettivo Tessuto muscolare liscio (2 strati) Tessuto connettivo Tessuto epiteliale (epitelio cilindrico) Lume 34

35 8.8Gli organi sono formati dall’insieme di più tessuti STEP BY STEP Perché la capacità di pompare sangue costituisce una proprietà emergente del cuore? 35

36 Tessuti e organi artificiali una terapia d’avanguardia  Tessuto epiteliale cresciuto in laboratorio −Vittime di gravi ustioni −Diabetici affetti da ulcere della pelle  Nel 2006 è stato effettuato il primo trapianto di organi creati in laboratorio −Vesciche, cresciute a partire da cellule prelevate direttamente dai pazienti, in modo da ridurre il rischio di rigetto 36 COLLEGAMENTO salute

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38 8.9I sistemi di organi cooperano per sostenere le funzioni vitali  Sistema respiratorio: è deputato allo scambio di gas con l’ambiente  Sistema muscolare: compie i movimenti, mantiene la postura e produce calore  Sistema tegumentario: protegge da traumi, infezioni, caldo o freddo eccessivi, disidratazione 38

39 Sistema circolatorio Cuore Vasi sanguigni Sistema respiratorio Cavità nasale Laringe Trachea Bronco Polmone Sistema muscolare Sistema tegumentario Capelli Unghie Pelle Muscoli scheletrici Cartilagine Ossa Sistema scheletrico Ghiandola surrenale Pancreas Testicolo (maschio) Ovaia (femmina) Ipotalamo Ipofisi Tiroide Paratiroide Sistema endocrino C D F E B A 39

40 Cartilagine Ossa Sistema scheletrico Ghiandola surrenale Pancreas Testicolo (maschio) Ovaia (femmina) Ipotalamo Ipofisi Tiroide Paratiroide Sistema endocrino B A 40

41 Sistema circolatorio Cuore Vasi sanguigni Sistema respiratorio Cavità nasale Laringe Trachea Bronco Polmone C D 41

42 Sistema muscolare Sistema tegumentario Capelli Unghie Pelle Muscoli scheletrici F E 42

43 8.9I sistemi di organi cooperano per sostenere le funzioni vitali  Sistema linfatico: restituisce al sistema circolatorio l’eccesso di fluidi presente nell’organismo e funziona come una parte del sistema immunitario  Sistema immunitario: difende l’organismo dalle infezioni e dal cancro  Sistema escretore: rimuove dal sangue le sostanze di scarto 43

44 8.9I sistemi di organi cooperano per sostenere le funzioni vitali  Sistema digerente: scompone il cibo in sostanze chimiche adatte a fornire energia alle cellule  Sistema riproduttore: produce gameti e ormoni sessuali  Sistema nervoso: coordina le attività del corpo rilevando gli stimoli, elaborando le informazioni e modulando le risposte dell’organismo 44

45 Sistema linfatico e sistema immunitario G, H Timo Midollo osseo Milza Ovidotto Ovaia Femmina Linfonodi Vasi linfatici Utero Vagina Sistema escretore Maschio Encefalo Vescicole seminali Prostata Dotto deferente Pene Uretra Testicolo Organo di senso Midollo spinale Sistema nervoso Nervi Esofago Fegato Stomaco Intestino tenue Sistema digerente Intestino crasso Ano Bocca Rene Uretere Vescica Uretra K J I L Sistema riproduttore 45

46 Sistema linfatico e sistema immunitario G, H Timo Midollo osseo Milza Linfonodi Vasi linfatici 46

47 Sistema escretore Esofago Fegato Stomaco Intestino tenue Sistema digerente Intestino crasso Ano Bocca Rene Uretere Vescica Uretra J I 47

48 Ovidotto Ovaia Femmina Utero Vagina Maschio Vescicole seminali Prostata Dotto deferente Pene Uretra Testicolo Sistema riproduttore K 48

49 Encefalo Organo di senso Midollo spinale Sistema nervoso Nervi L 49

50 8.9I sistemi di organi cooperano per sostenere le funzioni vitali STEP BY STEP Quali sono i sistemi di organi maggiormente coinvolti nella regolazione e nel controllo dell’attività degli altri sistemi? 50

51 Lezione 2 GLI SCAMBI CON L’AMBIENTE ESTERNO 51

52 8.10Gli adattamenti strutturali favoriscono gli scambi tra gli animali e il loro ambiente  Per sopravvivere, gli animali devono scambiare sostanze con il proprio ambiente  L’adattamento evolutivo che garantisce scambi adeguati con l’ambiente è rappresentato dalla presenza di ripiegamenti delle superfici, generalmente interne 52

53 8.10Gli adattamenti strutturali favoriscono gli scambi tra gli animali e il loro ambiente  I sistema respiratorio permette lo scambio di gas  Il sistema digerente permette di acquisire sostanze nutritive ed eliminare le sostanze non assorbite  Il sistema escretore permette di eliminare i prodotti di scarto del metabolismo 53

54 54 Ambiente esterno Bocca Cibo Animale CO 2 O2O2 Sistema respiratorio d Bl oo Sistema digerente Cuore Sostanze nutritive Sistema circolatorio Intestino Sistema escretore Cellule del corpo Liquido interstiziale Ano Sostanze non assorbite (feci) Prodotti di rifiuto metabolico (urina)

55 8.10Gli adattamenti strutturali favoriscono gli scambi tra gli animali e il loro ambiente STEP BY STEP In che modo la struttura di polmoni e intestino assolve alla funzione di scambio con l’ambiente? 55

56  Omeostasi: le condizioni dell’ambiente esterno possono subire variazioni anche di rilievo, ma i meccanismi omeostatici regolano l’ambiente interno in modo da contrastare e rendere minimi i cambiamenti interni Gli animali regolano finemente l’ambiente interno

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58 8.11Gli animali regolano finemente l’ambiente interno  La maggior parte dei sistemi di controllo omeostatici è regolata da meccanismi a feedback negativo –Il cambiamento di una certa variabile stimola il sistema nel suo complesso a riportarla nella condizione di partenza 58

59 8.11Gli animali regolano finemente l’ambiente interno  I meccanismi di controllo prevedono la presenza di −Recettore: sensore per la variabile da controllare −Stimolo: cambiamento dalla variabile che induce una risposta da parte del sistema −Effettore: l’apparato in grado di influenzare la variabile da controllare −Centro di controllo: apparato che elabora le informazioni raccolte dal sensore e induce le risposte adeguate 59

60 Le ghiandole sudoripare secernono sudore che, evaporando, raffredda il corpo I vasi sanguigni della pelle si dilatano e il calore viene disperso La temperatura diminuisce Il termostato spegne i meccanismi di raffreddamento La temperatura sale sopra i livelli normali La temperatura scende sotto i livelli normali Il termostato spegne i meccanismi di riscaldamento Omeostasi: la temperatura interna del corpo è di circa °C La temperatura aumenta I vasi sanguigni della pelle si restringono, riducendo la perdita di calore I muscoli scheletrici si contraggono rapidamente provocando i brividi, che generano calore Il termostato nel cervello attiva i meccanismi di riscaldamento Il termostato nel cervello attiva i meccanismi di raffreddamento 60

61 8.11Gli animali regolano finemente l’ambiente interno STEP BY STEP Spiega in che modo è regolata la temperatura corporea negli esseri umani 61


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