Biologia: esercizi

La composizione chimica dei viventi

Bioelementi, proprietà dell'acqua e molecole biologiche: glucidi, lipidi, amminoacidi e proteine, nucleotidi e acidi nucleici. È la prima voce del sillabo di biologia del TOLC-PSI.

Ripasso in breve

La materia vivente è fatta in massima parte di quattro elementi, carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, a cui si aggiungono in quantità minori fosforo, zolfo, calcio, sodio, potassio e altri. L'acqua, che ne è il componente più abbondante, è una molecola polare: i legami a idrogeno fra le sue molecole spiegano la coesione, l'elevato calore specifico, l'elevato calore di evaporazione, la minore densità del ghiaccio e la capacità di sciogliere le sostanze polari.

Le molecole organiche si raggruppano in quattro classi. I glucidi comprendono zuccheri semplici come il glucosio e polisaccaridi di riserva (amido, glicogeno) o di sostegno (cellulosa). I lipidi sono insolubili in acqua: i trigliceridi immagazzinano energia, i fosfolipidi, con testa idrofila e code idrofobe, formano le membrane.

Le proteine sono catene di amminoacidi uniti da legami peptidici; la sequenza determina il ripiegamento e dal ripiegamento dipende la funzione, che si perde con la denaturazione. Gli enzimi sono proteine che accelerano le reazioni abbassando l'energia di attivazione, in modo specifico per il substrato.

Gli acidi nucleici, DNA e RNA, sono polimeri di nucleotidi, formati ciascuno da zucchero, fosfato e base azotata; nel DNA l'adenina si appaia con la timina e la guanina con la citosina.

1. 1. Da quali componenti è formato un nucleotide?

   1. AUn amminoacido, un gruppo fosfato e una base azotata
   2. BUna molecola di glicerolo, due acidi grassi e un gruppo fosfato
   3. CUno zucchero a cinque atomi di carbonio, un gruppo fosfato e una base azotata
   4. DUno zucchero a sei atomi di carbonio, un gruppo amminico e una base azotata
   5. EUna base azotata, un acido grasso e uno zucchero a cinque atomi di carbonio
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   Ogni nucleotide è formato da uno zucchero pentoso (ribosio nell'RNA, desossiribosio nel DNA), da un gruppo fosfato e da una base azotata. Gli amminoacidi sono invece i monomeri delle proteine, mentre glicerolo, acidi grassi e fosfato sono i componenti di un fosfolipide.

2. 2. In una giornata calda il sudore, evaporando, raffredda la pelle. Quale proprietà dell'acqua spiega questo effetto?

   1. AL'elevata tensione superficiale, che tiene unite le molecole in superficie
   2. BL'elevato calore di evaporazione, che sottrae energia termica al corpo
   3. CL'elevato calore specifico, che rallenta le variazioni di temperatura
   4. DIl potere solvente, che permette di sciogliere i sali contenuti nel sudore
   5. ELa minore densità del ghiaccio, che lo fa galleggiare sull'acqua liquida
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: B

   Per passare dallo stato liquido a quello di vapore l'acqua deve rompere i legami a idrogeno fra le sue molecole, e l'energia necessaria viene presa dalla pelle, che così si raffredda. Anche l'elevato calore specifico aiuta a stabilizzare la temperatura corporea, ma riguarda il calore che l'acqua assorbe scaldandosi, non il raffreddamento prodotto dall'evaporazione.

3. Anche nella simulazione 1

   3. Amido e cellulosa sono entrambi polimeri del glucosio, ma l'uomo riesce a digerire soltanto l'amido. Qual è la ragione?

   1. ANella cellulosa il glucosio è unito da un legame di altro tipo, che i nostri enzimi non scindono
   2. BLa cellulosa ha catene ramificate, mentre i nostri enzimi digestivi riconoscono solo quelle lineari
   3. CLa cellulosa viene alterata dall'acidità dello stomaco prima che gli enzimi possano agire
   4. DLe catene della cellulosa sono troppo corte per legarsi al sito attivo degli enzimi digestivi
   5. ENella cellulosa il glucosio è unito a proteine della parete vegetale, che lo rendono inattaccabile
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   Nell'amido le unità di glucosio sono unite da legami alfa-glicosidici, che le amilasi della saliva e del pancreas idrolizzano; nella cellulosa i legami sono di tipo beta e l'uomo non possiede un enzima capace di romperli, per cui la cellulosa attraversa l'intestino come fibra. Il distrattore sulle ramificazioni inverte i fatti: la cellulosa è lineare, mentre sono ramificati l'amilopectina dell'amido e il glicogeno.

4. Anche nella simulazione 1

   4. La lattasi scinde il lattosio ma lascia intatto il saccarosio, benché siano entrambi disaccaridi. Quale proprietà degli enzimi spiega questo fatto?

   1. ALa specificità: il sito attivo ha una forma adatta a un determinato substrato
   2. BLa saturazione: l'enzima lavora soltanto quando il substrato è molto concentrato
   3. CLa denaturazione: il saccarosio altera la struttura tridimensionale dell'enzima
   4. DL'esaurimento: l'enzima si consuma nella reazione e non è più disponibile
   5. EL'irreversibilità: l'enzima può catalizzare una reazione in un solo verso
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   Ogni enzima possiede un sito attivo la cui forma e le cui cariche si adattano soltanto a un substrato, o a pochi substrati molto simili: il saccarosio non vi si lega e quindi non viene trasformato. L'idea che l'enzima si consumi è un errore frequente: al termine della reazione l'enzima è inalterato e può agire su un'altra molecola di substrato.

La cellula eucariotica

L'organizzazione della cellula eucariotica e i suoi costituenti: membrane e trasporti, citoplasma, ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, lisosomi, mitocondri e nucleo.

Ripasso in breve

La cellula è l'unità di base dei viventi. Nei procarioti il DNA è libero nel citoplasma; nelle cellule eucariotiche è racchiuso nel nucleo, delimitato da un involucro a doppia membrana provvisto di pori, e il citoplasma è suddiviso in compartimenti. La membrana plasmatica è un doppio strato di fosfolipidi in cui sono immerse proteine: lascia passare per diffusione le molecole piccole e apolari, mentre ioni e molecole polari attraversano proteine di trasporto, secondo gradiente (diffusione facilitata) oppure contro gradiente e con consumo di ATP (trasporto attivo).

L'acqua si sposta per osmosi verso la soluzione più concentrata. I ribosomi costruiscono le proteine; quelli attaccati al reticolo endoplasmatico ruvido producono le proteine destinate alle membrane e alla secrezione, che passano poi all'apparato di Golgi, dove vengono modificate, smistate e spedite in vescicole.

Il reticolo liscio sintetizza lipidi e neutralizza sostanze tossiche. I lisosomi contengono enzimi che demoliscono molecole e organuli invecchiati. Nei mitocondri si completa la respirazione cellulare: l'energia chimica delle molecole organiche viene in parte trasferita all'ATP, in presenza di ossigeno.

Il citoplasma comprende inoltre il citosol e il citoscheletro, che dà forma alla cellula e ne guida i movimenti interni.

1. 5. Una cellula del pancreas produce un enzima digestivo destinato a essere secreto. Quale percorso segue la proteina, dalla sintesi all'uscita dalla cellula?

   1. AReticolo endoplasmatico ruvido, apparato di Golgi, vescicole, membrana plasmatica
   2. BApparato di Golgi, reticolo endoplasmatico ruvido, vescicole, membrana plasmatica
   3. CReticolo endoplasmatico ruvido, lisosomi, apparato di Golgi, membrana plasmatica
   4. DReticolo endoplasmatico liscio, mitocondri, vescicole, membrana plasmatica
   5. ENucleo, apparato di Golgi, reticolo endoplasmatico liscio, membrana plasmatica
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   Le proteine da secernere sono sintetizzate dai ribosomi del reticolo endoplasmatico ruvido, passano all'apparato di Golgi, dove vengono modificate e smistate, e raggiungono la membrana plasmatica dentro vescicole che si fondono con essa (esocitosi). Scambiare l'ordine fra Golgi e reticolo è l'errore più comune: il Golgi riceve le proteine dal reticolo, non il contrario.

2. 6. Un globulo rosso viene immerso in acqua distillata. Che cosa ci si aspetta di osservare?

   1. ASi raggrinzisce, perché l'acqua esce dalla cellula per osmosi
   2. BResta invariato, perché la membrana è impermeabile all'acqua
   3. CSi gonfia fino a rompersi, perché l'acqua entra per osmosi
   4. DSi gonfia, perché i sali entrano nella cellula per diffusione
   5. ESi raggrinzisce, perché i sali escono per trasporto attivo
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   L'acqua distillata è ipotonica rispetto al citoplasma: per osmosi l'acqua attraversa la membrana verso la soluzione più concentrata, cioè entra nella cellula, che si gonfia e, non avendo parete, finisce per scoppiare (emolisi). Il globulo si raggrinzirebbe nel caso opposto, cioè in una soluzione ipertonica, più concentrata del suo citoplasma.

3. Anche nella simulazione 1

   7. Qual è la funzione dei ribosomi?

   1. ADuplicare il DNA prima della divisione cellulare
   2. BDemolire le molecole e gli organuli non più utili
   3. CProdurre ATP a partire dall'ossidazione del glucosio
   4. DSintetizzare i lipidi destinati alle membrane
   5. EUnire gli amminoacidi per costruire le proteine
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: E

   I ribosomi leggono l'RNA messaggero e uniscono gli amminoacidi nell'ordine indicato, formando le catene polipeptidiche: sono la sede della sintesi proteica, liberi nel citoplasma o attaccati al reticolo endoplasmatico ruvido. La sintesi dei lipidi spetta al reticolo endoplasmatico liscio, la demolizione ai lisosomi, la produzione di ATP ai mitocondri.

4. Anche nella simulazione 1

   8. Nelle cellule del fegato di chi assume a lungo certi farmaci si sviluppa molto l'organulo che li rende meno tossici e più facili da eliminare. Di quale organulo si tratta?

   1. AIl reticolo endoplasmatico ruvido, ricco di ribosomi
   2. BIl reticolo endoplasmatico liscio, privo di ribosomi
   3. CL'apparato di Golgi, formato da cisterne appiattite
   4. DIl lisosoma, vescicola ricca di enzimi digestivi
   5. EIl mitocondrio, delimitato da una doppia membrana
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: B

   Il reticolo endoplasmatico liscio, privo di ribosomi, sintetizza i lipidi e, nelle cellule del fegato, contiene gli enzimi che trasformano farmaci e altre sostanze estranee in composti più solubili ed eliminabili; per questo aumenta quando l'esposizione è prolungata. Il reticolo ruvido è invece specializzato nella sintesi delle proteine destinate alle membrane o alla secrezione, e i lisosomi digeriscono macromolecole ma non neutralizzano i farmaci.

Ciclo cellulare, mitosi e meiosi

Cromosomi e corredo cromosomico, fasi del ciclo cellulare, mitosi e meiosi a confronto, riproduzione e origine della variabilità genetica.

Ripasso in breve

Nel nucleo il DNA è associato a proteine, gli istoni, e forma la cromatina, che al momento della divisione si condensa in cromosomi. Le cellule somatiche umane sono diploidi: possiedono 46 cromosomi, cioè 23 coppie di omologhi, uno di origine materna e uno paterna; i gameti sono aploidi e ne hanno 23.

Il ciclo cellulare alterna l'interfase, in cui la cellula cresce (G1), duplica il DNA (S) e si prepara a dividersi (G2), e la divisione. Dopo la fase S ogni cromosoma è formato da due cromatidi fratelli uniti al centromero. Nella mitosi (profase, metafase, anafase, telofase) i cromatidi si separano e nascono due cellule geneticamente identiche alla cellula madre: è il meccanismo della crescita, del ricambio dei tessuti e della riproduzione asessuata.

La meiosi comprende invece due divisioni dopo una sola duplicazione: nella prima si appaiano e si separano i cromosomi omologhi, con scambio di segmenti (crossing-over); nella seconda si separano i cromatidi. Ne risultano quattro cellule aploidi, diverse fra loro. Crossing-over, assortimento indipendente degli omologhi e fecondazione casuale spiegano la variabilità genetica prodotta dalla riproduzione sessuata; la fecondazione ripristina il corredo diploide nello zigote.

1. 9. Una cellula della pelle umana, con 46 cromosomi, si divide per mitosi. Quanti cromosomi possiede ciascuna delle due cellule figlie?

   1. A23
   2. B44
   3. C46
   4. D69
   5. E92
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   La mitosi distribuisce alle cellule figlie una copia identica del corredo: prima della divisione ogni cromosoma è stato duplicato e i due cromatidi fratelli si separano, per cui ogni cellula figlia riceve 46 cromosomi. Il numero si dimezza a 23 soltanto con la meiosi, che produce i gameti.

2. 10. Una cellula umana in metafase mitotica ha 46 cromosomi, ciascuno formato da due cromatidi fratelli. Quante molecole di DNA sono presenti nei suoi cromosomi in quel momento?

   1. A23
   2. B46
   3. C69
   4. D92
   5. E184
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: D

   Ogni cromatidio contiene una molecola di DNA a doppia elica: dopo la duplicazione avvenuta nella fase S, i 46 cromosomi sono formati ciascuno da due cromatidi, quindi le molecole di DNA sono 46 × 2 = 92. Il numero dei cromosomi resta 46 perché si contano i centromeri: chi risponde 46 confonde i cromosomi con le molecole di DNA.

3. Anche nella simulazione 1

   11. Nel nucleo delle cellule eucariotiche il DNA è avvolto attorno a proteine chiamate istoni. Come si chiama il complesso formato da DNA e proteine?

   1. ACromatina
   2. BCromatidio
   3. CCentromero
   4. DCentriolo
   5. ECariotipo
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   La cromatina è l'insieme del DNA e delle proteine, soprattutto istoni, attorno a cui il DNA si avvolge; quando la cellula si divide, la cromatina si condensa e i cromosomi diventano visibili. Il cromatidio è invece ciascuna delle due copie identiche di un cromosoma duplicato, unite fra loro a livello del centromero.

4. Anche nella simulazione 1

   12. Una cellula con corredo diploide 2n = 8 va incontro a meiosi. Che cosa si ottiene al termine delle due divisioni?

   1. ADue cellule con 8 cromosomi ciascuna
   2. BDue cellule con 4 cromosomi ciascuna
   3. CQuattro cellule con 8 cromosomi ciascuna
   4. DQuattro cellule con 2 cromosomi ciascuna
   5. EQuattro cellule con 4 cromosomi ciascuna
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: E

   La meiosi comprende due divisioni successive precedute da una sola duplicazione del DNA: da una cellula diploide si formano quattro cellule aploidi, ciascuna con metà dei cromosomi di partenza, cioè 4. Due cellule con 8 cromosomi sono il risultato della mitosi. Il numero non si dimezza due volte: nella seconda divisione si separano i cromatidi fratelli e i cromosomi per cellula restano 4.

Genetica ed ereditarietà

Leggi di Mendel, cromosomi sessuali e caratteri legati al sesso, DNA, codice genetico e sintesi delle proteine, genetica umana, malattie ereditarie e mutazioni.

Ripasso in breve

Mendel dimostrò che i caratteri ereditari dipendono da fattori, oggi chiamati geni, presenti in due copie (alleli) che si separano nella formazione dei gameti. Un allele dominante si manifesta anche in singola copia, uno recessivo soltanto negli omozigoti; la dominanza non ha nulla a che vedere con la frequenza dell'allele.

Dall'incrocio fra due eterozigoti, se la dominanza è completa, si attende un rapporto fenotipico di 3 a 1 (1 : 2 : 1 con dominanza incompleta o codominanza); geni posti su cromosomi diversi si assortiscono in modo indipendente. I geni si trovano sui cromosomi: quelli del cromosoma X danno un'ereditarietà legata al sesso, per cui caratteri recessivi come daltonismo ed emofilia compaiono soprattutto nei maschi, che hanno un solo X. Molte malattie ereditarie umane sono autosomiche recessive e nascono da genitori portatori sani; caratteri come la statura dipendono invece da molti geni e dall'ambiente.

Sul piano molecolare un gene è un tratto di DNA: la sua sequenza viene trascritta in RNA messaggero e tradotta dai ribosomi in una proteina, secondo un codice a triplette in cui ogni codone indica un amminoacido o un segnale di stop e più codoni possono indicare lo stesso amminoacido.

Le mutazioni sono cambiamenti della sequenza del DNA: possono essere silenti, modificare un amminoacido, interrompere la proteina o alterare l'intera lettura.

1. 13. Il daltonismo è un carattere recessivo legato al cromosoma X. Una donna portatrice sana e un uomo con visione normale aspettano un figlio maschio. Qual è la probabilità che sia daltonico?

   1. A0%
   2. B25%
   3. C50%
   4. D75%
   5. E100%
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   Il figlio maschio riceve il cromosoma Y dal padre e uno dei due cromosomi X della madre: con probabilità 1/2 quello con l'allele normale, con probabilità 1/2 quello con l'allele del daltonismo, che in lui si manifesta perché non c'è un secondo X a mascherarlo. La risposta 25% sarebbe giusta se non si conoscesse il sesso del nascituro: è la probabilità di avere un figlio maschio e daltonico.

2. 14. Due genitori sani hanno un primo figlio affetto da fibrosi cistica, malattia autosomica recessiva. Il secondo figlio è sano. Qual è la probabilità che sia portatore dell'allele della malattia?

   1. A1/4
   2. B1/3
   3. C1/2
   4. D2/3
   5. E3/4
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: D

   I genitori, sani ma con un figlio malato, sono entrambi eterozigoti: da Aa × Aa nascono in media 1/4 AA, 2/4 Aa e 1/4 aa. Sapendo che il secondo figlio è sano si esclude aa, e fra i tre casi rimasti due sono eterozigoti: la probabilità è 2/3. La risposta 1/2 non usa questa informazione, perché conta anche la possibilità, già esclusa, che il figlio sia malato.

3. Anche nella simulazione 1

   15. Nell'uomo l'allele che determina la polidattilia (dita in soprannumero) è dominante, eppure la condizione è rara. Come si concilia la rarità con la dominanza?

   1. AUn allele dominante diventa col tempo il più diffuso, quindi la rarità è solo temporanea
   2. BUn allele dominante si manifesta soltanto negli individui omozigoti, che sono pochi
   3. CUn allele dominante viene trasmesso ai figli più raramente di un allele recessivo
   4. DLa dominanza riguarda l'effetto sul fenotipo, non la frequenza dell'allele nella popolazione
   5. ELa dominanza vale soltanto nei maschi, mentre nelle femmine l'allele resta silente
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: D

   «Dominante» significa soltanto che l'allele si manifesta anche in singola copia, cioè negli eterozigoti; non dice nulla su quanto sia diffuso. La frequenza di un allele dipende dalla storia della popolazione e dalla selezione, non dalla dominanza, e un allele dominante non tende di per sé a diffondersi a scapito di quello recessivo.

4. Anche nella simulazione 1

   16. Un tratto del filamento stampo di un gene ha sequenza 3'-TAC GGA-5'. Quale sequenza ha il tratto di RNA messaggero trascritto da esso?

   1. A5'-AUG CCU-3'
   2. B5'-ATG CCT-3'
   3. C5'-UAC GGA-3'
   4. D5'-TAC GGA-3'
   5. E5'-AUC GGU-3'
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   L'RNA messaggero è complementare al filamento stampo e contiene uracile al posto della timina: di fronte a T si trova A, di fronte ad A si trova U, di fronte a C si trova G e viceversa, per cui TAC GGA dà AUG CCU. La sequenza ATG CCT rispetta la complementarità ma usa la timina: è quella dell'altro filamento di DNA, non di un RNA.

Anatomia e fisiologia umana

Le funzioni dell'organismo umano previste dal sillabo: sostegno e movimento, nutrizione, respirazione, circolazione, escrezione, difese immunitarie, ormoni, riproduzione e sistema nervoso centrale.

Ripasso in breve

L'organismo umano è organizzato in apparati che cooperano a mantenere stabile l'ambiente interno (omeostasi). Scheletro e muscoli assicurano sostegno e movimento: i tendini legano i muscoli alle ossa, i legamenti le ossa fra loro. L'apparato digerente scompone gli alimenti e assorbe i nutrienti soprattutto nell'intestino tenue.

Negli alveoli polmonari l'ossigeno passa nel sangue e l'anidride carbonica ne esce. Il cuore spinge il sangue in due circuiti: le arterie lo allontanano dal cuore, le vene ve lo riportano, e nel circuito polmonare sono le vene a trasportare sangue ossigenato. I reni filtrano il sangue nei nefroni, eliminano i rifiuti azotati e regolano acqua e sali.

Il sistema immunitario unisce difese innate, rapide e generiche, e difese acquisite, specifiche e dotate di memoria, su cui si basano i vaccini. Le ghiandole endocrine comunicano attraverso ormoni, spesso regolati a retroazione negativa: insulina e glucagone controllano la glicemia.

Gonadi e ormoni sessuali governano la produzione dei gameti e la riproduzione. Il sistema nervoso centrale comprende encefalo e midollo spinale: la corteccia cerebrale elabora sensazioni, movimento volontario e funzioni cognitive, il cervelletto coordina i movimenti, il tronco encefalico regola le funzioni vitali; i neuroni comunicano attraverso le sinapsi.

1. 17. In quale struttura dell'apparato respiratorio avviene lo scambio di ossigeno e anidride carbonica fra aria e sangue?

   1. ANella trachea
   2. BNei bronchi
   3. CNegli alveoli
   4. DNella laringe
   5. ENelle pleure
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   Gli alveoli sono piccole sacche dalla parete sottilissima, avvolte da capillari: qui l'ossigeno diffonde dall'aria al sangue e l'anidride carbonica dal sangue all'aria. Trachea e bronchi sono soltanto vie di conduzione, attraverso le cui pareti non avvengono scambi.

2. 18. In quale tratto del tubo digerente avviene la maggior parte dell'assorbimento dei nutrienti?

   1. ANella bocca
   2. BNell'esofago
   3. CNello stomaco
   4. DNell'intestino tenue
   5. ENell'intestino crasso
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: D

   La parete dell'intestino tenue è ripiegata in villi e microvilli, che offrono una superficie enorme attraverso cui i prodotti della digestione passano nel sangue e nella linfa. Nello stomaco prosegue la digestione, soprattutto delle proteine, ma l'assorbimento è minimo; nell'intestino crasso si recuperano soprattutto acqua e sali.

3. 19. Quali vasi riportano al cuore il sangue che si è ossigenato nei polmoni?

   1. ALe vene polmonari
   2. BLe arterie polmonari
   3. CLe vene cave
   4. DLe arterie coronarie
   5. ELe arterie carotidi
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: A

   Le vene polmonari portano il sangue ossigenato dai polmoni all'atrio sinistro del cuore. Un vaso è una vena se va verso il cuore e un'arteria se se ne allontana, qualunque sangue trasporti: le arterie polmonari, infatti, portano ai polmoni sangue povero di ossigeno, e traggono in inganno chi associa sempre le arterie al sangue ossigenato.

4. 20. Un bambino vaccinato contro il morbillo incontra il virus anni dopo e resta sano. Che cosa rende così rapida ed efficace la sua risposta?

   1. AGli anticorpi contenuti nel vaccino, rimasti in circolo per anni
   2. BI globuli rossi, che hanno imparato a riconoscere il virus
   3. CI fagociti dell'immunità innata, che ricordano gli antigeni incontrati
   4. DLe piastrine, che bloccano il virus nel punto d'ingresso
   5. EI linfociti della memoria, formati dopo il contatto con l'antigene
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: E

   Il vaccino contiene l'antigene (il virus attenuato o sue parti), non anticorpi: il sistema immunitario risponde producendo linfociti B e T, una parte dei quali resta come cellule della memoria. Al contatto successivo con il virus queste cellule si attivano in fretta e producono molti anticorpi prima che la malattia si sviluppi. L'immunità innata, a differenza di quella acquisita, non conserva memoria degli antigeni.

5. 21. Quale abbinamento fra una struttura dell'encefalo e la sua funzione principale è corretto?

   1. AIpotalamo: coordinazione dei movimenti e mantenimento dell'equilibrio
   2. BCervelletto: regolazione della fame, della sete e della temperatura corporea
   3. CTalamo: smistamento verso la corteccia di gran parte dei segnali sensoriali
   4. DMidollo allungato: formazione dei nuovi ricordi di fatti e di eventi
   5. EIppocampo: controllo automatico del respiro e del battito cardiaco
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: C

   Il talamo, nel diencefalo, riceve quasi tutte le informazioni sensoriali (fa eccezione l'olfatto) e le smista alle aree della corteccia che le elaborano. Negli altri abbinamenti le funzioni sono scambiate: la coordinazione dei movimenti e l'equilibrio dipendono dal cervelletto; fame, sete e temperatura sono regolate dall'ipotalamo, che controlla anche l'ipofisi; i centri del respiro e del battito cardiaco si trovano nel midollo allungato, la parte più bassa del tronco encefalico; la formazione dei nuovi ricordi richiede l'ippocampo.

6. Anche nella simulazione 1

   22. A riposo, l'interno della membrana di un neurone è negativo rispetto all'esterno (circa −70 millivolt). Che cosa provoca la rapida inversione di polarità con cui comincia il potenziale d'azione?

   1. AL'apertura dei canali del potassio, con uscita di ioni potassio dalla cellula
   2. BL'apertura dei canali del sodio, con ingresso di ioni sodio nella cellula
   3. CL'apertura dei canali del cloro, con ingresso di ioni cloruro nella cellula
   4. DL'attività della pompa sodio-potassio, che trasporta ioni sodio nella cellula
   5. EL'apertura dei canali del sodio, con uscita di ioni sodio dalla cellula
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: B

   Quando uno stimolo porta la membrana al valore di soglia, si aprono i canali del sodio regolati dal voltaggio: gli ioni sodio, molto più concentrati all'esterno, entrano e per un istante rendono positivo l'interno della cellula (depolarizzazione). Subito dopo questi canali si inattivano e si aprono quelli del potassio: l'uscita di ioni potassio riporta la membrana verso il valore di riposo (ripolarizzazione). Scambiare le due fasi, o il verso in cui si muove il sodio, è l'errore più comune. La pompa sodio-potassio non genera l'impulso e spinge il sodio fuori dalla cellula, non dentro: mantiene le differenze di concentrazione che rendono possibile il potenziale d'azione.

7. Anche nella simulazione 1

   23. In una sinapsi chimica, quando il potenziale d'azione raggiunge il terminale dell'assone viene liberato il neurotrasmettitore. Quale evento ne innesca direttamente la liberazione?

   1. AL'uscita di ioni calcio dal terminale, che fa fondere le vescicole con la membrana
   2. BIl legame del neurotrasmettitore con i recettori della membrana postsinaptica
   3. CIl passaggio diretto di ioni dal terminale al neurone successivo, attraverso canali comuni
   4. DIl riassorbimento del neurotrasmettitore da parte del terminale che lo ha liberato
   5. EL'ingresso di ioni calcio nel terminale, che fa fondere le vescicole con la membrana
   Risposta e spiegazione

   Risposta giusta: E

   L'arrivo del potenziale d'azione apre, nella membrana del terminale, canali del calcio regolati dal voltaggio: gli ioni calcio, più concentrati all'esterno, entrano e provocano la fusione delle vescicole sinaptiche con la membrana, per cui il neurotrasmettitore si riversa nella fessura sinaptica (esocitosi). Il legame con i recettori del neurone successivo e la rimozione del neurotrasmettitore, per riassorbimento o per demolizione enzimatica, avvengono dopo. Il passaggio diretto di ioni da una cellula all'altra è tipico delle sinapsi elettriche, non di quelle chimiche.