Giochi delle Scienze Sperimentali 2016

Associazione Nazionale Insegnanti
di Scienze Naturali
Giochi delle Scienze Sperimentali 2016
A – PERMEABILITÀ DELLE MEMBRANE E OSMOSI
Ogni cellula è racchiusa da una membrana che regola il flusso di materiali tra il suo interno e l’ambiente in cui si
trova.
Il passaggio delle sostanze attraverso di essa può avvenire come:
 trasporto passivo, senza consumo di energia e secondo il gradiente di concentrazione, la sostanza cioè
diffonde dalla zona in cui è più concentrata verso quella in cui è meno concentrata;
 trasporto attivo, con consumo di energia e contro il gradiente di concentrazione.
Un tipo di trasporto passivo è l’osmosi, il processo di diffusione dell’acqua attraverso la membrana cellulare o
una qualsiasi membrana semipermeabile. Una membrana è semipermeabile quando i suoi pori sono troppo
piccoli per essere attraversati da alcune molecole di soluto, ma sufficientemente grandi da consentire il
passaggio delle molecole d’acqua.
Nel processo osmotico, la differenza di concentrazione dell’acqua libera (non legata alle molecole di soluto) ai
due lati di tali membrane, fa sì che essa diffonda attraverso la membrana dalla regione a minor concentrazione di
soluti (soluzione ipotonica) verso quella a maggior concentrazione (soluzione ipertonica), fino a quando le due
soluzioni divengono isotoniche, cioè con uguale concentrazioni di soluti.
Quando un cellula animale (priva di parete) viene immersa in un ambiente isotonico, l’acqua attraverserà la
membrana citoplasmatica con la stessa velocità in entrambe le direzioni e il volume della cellula rimarrà
costante.
1.
Se una cellula viene immersa in una soluzione ipertonica (iper significa “più”), quale di questi fenomeni non
si verificherà:
a.
b.
c.
d.
2.
la cellula andrà incontro a raggrinzimento
si avrà una perdita d’acqua verso l’ambiente
la cellula probabilmente morirà
la cellula si rigonfierà
Nel recipiente qui rappresentato, diviso da una membrana semipermeabile in due compartimenti di ugual
volume (A e B):
molecole di
glucosio
membrana
semipermeabile
a.
b.
c.
d.
l’acqua passerà dal comparto A al comparto B
le molecole di glucosio passeranno dal compartimento B al compartimento A
l’acqua passerà dal compartimento B al compartimento A
le molecole di glucosio passeranno dal compartimento A al compartimento B
Un recipiente è stato diviso da una membrana semipermeabile in due comparti, nei quali sono state introdotte
rispettivamente due soluzioni di zucchero a diversa concentrazione.
Dopo alcuni minuti, si presenta la seguente situazione:
A
B
3.
Quali di queste affermazioni sono vere.
a.
b.
c.
d.
4.
La soluzione di zucchero era più concentrata nel comparto B
La soluzione di zucchero era più concentrata nel comparto A
L’acqua libera era maggiore nel comparto A
L’acqua libera era maggiore nel comparto B
Se fosse aggiunto nel comparto A del recipiente un colorante arancio in grado di attraversare la membrana,
al termine del processo (due alternative esatte):
a.
b.
c.
d.
Il colorante risulta distribuito in modo omogeneo nelle due soluzioni
Il colorante è presente solo nel comparto A
Il dislivello tra i due comparti è cambiato
Non si è verificato alcun processo osmotico
L'osmosi costituisce un importante fattore di protezione degli alimenti contro le alterazioni microbiche. Infatti, in
un ambiente dove è bassa la quantità di acqua libera o biodisponibile, sono pochi i microorganismi in grado di
crescervi.
5.
Quali tra i seguenti sono metodi di conservazione dei cibi che sfruttano l'effetto osmotico:
a.
b.
c.
d.
e.
affumicamento
salatura
sott’olio
salamoia
fermentazione
B - ALLERGIE ALIMENTARI
In una minima percentuale di persone, alimenti specifici o loro componenti possono provocare reazioni avverse.
Tali reazioni sono generalmente classificate come allergie alimentari (reazioni che interessano il sistema
immunitario) o come intolleranze alimentari (reazioni che non interessano il sistema immunitario).
Le allergie alimentari si manifestano quando un allergene (una proteina dell’alimento che provoca l’effetto
negativo, che nella maggior parte delle persone non produce reazioni avverse) innesca una catena di reazioni
riproducibili che interessano il sistema immunitario.
I sintomi, da lievi a gravi, possono interessare vari organi, come l’epidermide (eruzioni cutanee/bolle, gonfiore
sottocutaneo, orticaria, prurito), il tratto gastrointestinale (coliche addominali, diarrea, nausea, vomito), il tratto
respiratorio (tosse, broncospasmo, attacco asmatico), gli occhi (bruciore) e il sistema nervoso centrale (vertigini,
capogiri, svenimento).
Una condizione grave e potenzialmente letale è lo shock anafilattico in cui la pressione sanguigna cala
rapidamente e il soggetto colpito può morire per arresto cardiaco.
Sono stati descritti come responsabili di allergie alimentari oltre 120 alimenti, ma solo un numero ristretto è
causa della maggior parte delle reazioni allergiche.
In base al Regolamento UE 1169/2011 nell’elenco degli ingredienti delle etichette alimentari è obbligatorio
segnalare la eventuale presenza dei seguenti 14 alimenti allergenici, evidenziandoli mediante caratteri
tipografici diversi (fra virgolette o in lettere maiuscole o in grassetto o in corsivo) :
 Cereali contenenti glutine e relativi prodotti
 Crostacei e relativi prodotti
 Uova e relativi prodotti
 Pesce e relativi prodotti
 Arachidi e relativi prodotti
 Semi di soia e relativi prodotti
 Latte e relativi prodotti (incluso il lattosio)
 Frutta a guscio (mandorle, nocciole, noci, anacardi, …)
 Sedano e relativi prodotti
 Senape e relativi prodotti
 Semi di sesamo e relativi prodotti
 Diossido di zolfo e solfiti a concentrazioni maggiori di 10 mg/kg o 10 mg/litro riportati come SO2
 Lupino e relativi prodotti
 Molluschi e relativi prodotti
6.
In una confezione di torta al cioccolato, quale potrebbe essere la terna degli alimenti allergenici
simultaneamente presenti?
a.
b.
c.
d.
7.
Quali delle seguenti affermazioni si riferiscono all’allergia alimentare?
a.
b.
c.
d.
8.
Latte, uova, lecitina di soia
Latte, miele, zucchero
Sale, uova, burro
Uova, zucchero, melassa
Il sistema immunitario non è coinvolto
Non colpisce i bambini
Può essere pericolosa per la vita
Una piccola quantità di allergene è sufficiente a scatenare una reazione rapida e violenta, dopo
l'avvenuta sensibilizzazione
In relazione alle allergie alimentari, i responsabili della ristorazione collettiva devono adottare specifici
comportamenti. Quali ritieni siano corretti?
a. Nella preparazione dei cibi porre attenzione agli ingredienti che potrebbero determinare gravi reazioni
allergiche.
b. Usare pochi condimenti di origine animale
c. Segnalare le preparazioni che contengono alimenti che possano causare allergie o intolleranze
alimentari.
d. Adottare tecniche di cottura veloce
Un’indagine condotta nel nostro paese (Steinke et al., 2006), ha evidenziato quali fossero gli alimenti che
venivano riferiti come più frequentemente responsabili dell’allergia alimentare.
30
25
%
20
15
10
5
0
frutta
9.
a.
b.
c.
d.
e.
frutta
secca
legumi
pesce vegetali grano frutti di latte
mare vaccino
In base a quanto desumibile dal grafico, indica quali delle seguenti affermazioni sono vere.
L’alimento più allergenico è la frutta secca
La percentuale di manifestazioni allergiche ai legumi è circa doppia di quella al pesce
La percentuale di manifestazioni allergiche ai frutti di mare è superiore al 10%
Non è possibile sapere se vi siano manifestazioni allergiche in seguito all’assunzione di carote
Le manifestazioni allergiche sono più frequenti nelle donne
C - VIAGGIO A LIONE
Matteo, che vive a Torino, martedì 5 aprile 2016, alle ore 13.00, deve essere alla stazione Part Dieu di Lione per
incontrare un collega. Ha deciso di partire lo stesso giorno dell’incontro.
In Internet ha trovato gli orari del TGV (Train à Grande Vitesse) che parte da Torino e ha verificato che dalla
stazione di St. Exupéry ogni 15 minuti parte il treno espresso Rhônexpress che in 29 minuti raggiunge la
stazione di Lyon Part-Dieu.
10. A che ora Matteo dovrà partire da Torino?
11. Ipotizzando che il TGV non abbia ritardi così da poter prendere il treno Rhônexpress immediatamente
disponibile, a che ora giungerà alla stazione Part Dieu?
12. Sapendo che la distanza tra le stazione St Exupéry e Part Dieu è 26,5 km, a che velocità media viaggia il
treno Rhônexpress? (arrotonda il valore ai centesimi)
13. Matteo ritornerà a Torino il giorno successivo in auto insieme al suo collega, partendo alle ore 8.30 dalla
stazione Part Dieu. Sapendo che la distanza tra la Stazione Part Dieu e quella di Porta Susa è di 300 km,
ipotizzando che l’auto viaggi a una velocità media di 90 km/h, senza effettuare alcuna sosta, a che ora
arriverà alla stazione di Porta Susa?