Esame svizzero di maturit¨, OS Biologia – Chimica, giugno 2015      Gruppo / Candidato: …………………..……… Nome e Cognome: …………………..………

Consigli 1. Scriva tutte le risposte direttamente sui fogli. 2. Se ha bisogno di maggior spazio, usi la pagina bianca (retro della pagina precedente). 3. Non separi mai i fogli. 4. Sia sintetico e chiaro (espressione più comprensibile). 5. Scriva in modo leggibile (faciliterà la correzione). 6. Ogni domanda riporta il massimo dei punti che potrà ottenere

   

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  Prima  parte  con  domande  a  scelta  multipla.  Ad  ogni  domanda  sono  associate  quattro  affermazioni,  una  di  esse  però  è  falsa!  Lei  deve  identificare  l’affermazione  sbagliata  e  giustificare  in  modo  esaustivo  la  sua  scelta.  1)  Sono  tutti  esempi  di  materiali  idrofili:     a)  carta  assorbente  -­‐  b)  sale  da  cucina  -­‐  c)  cera  di  candele  -­‐  d)  zucchero  da  cucina    Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).          2)  Le  proteine  sono:     a)  macromolecole  -­‐  b)  costituite  da  monosaccaridi     c)  presenti  negli  organismi  viventi  -­‐  d)  costituenti  strutturali  dei  muscoli    Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti)            3)  Un  enzima  rompe  i  legami  glicosidici,  dunque  i  seguenti  composti  possono  essere  digeriti  da  un  organismo  umano  che  produce  questo  enzima:     a)  amido  -­‐  b)  glicogeno  -­‐  c)  amilopectina  -­‐  d)  cellulosa    Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).              4)  Queste  affermazioni  riguardano  la  respirazione  cellulare.  

a)  Durante  questo  processo  le  molecole  di  glucosio  vengono  demolite  a  CO2  e  acqua.  b)  In  carenza  di  ossigeno  viene  prodotta  una  ridotta  quantità  di  ATP.  c)  Tutti  i  processi  si  svolgono  all’interno  di  organelli  specializzati.  

  d)  Ogni  molecola  di  glucosio  ha  una  resa  di  circa  38  ATP.  Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).            5)  La  vita  sulla  Terra  dipende  quasi  interamente  dal  Sole:  infatti  quasi  tutti  gli  esseri  viventi,  in  ultima  analisi,  dipendono  dalla  fotosintesi.  

a)  I  processi  fotosintetici  avvengono  in  due  fasi:  una  si  svolge  di  giorno  e  la  seconda  di  notte.  b)  Lo  stroma  è  il  sito  in  cui  vengono  sintetizzati  gli  zuccheri  a  partire  dall’anidride  carbonica.  c)  L’equazione  della  fotosintesi  riassume  in  modo  semplice  diversi  passaggi  biochimici.  d)  Le  reazioni  luminose  della  fotosintesi  trasformano  l’energia  del  sole  in  energia  chimica  immagazzinata  in  ATP  e  NADPH.  

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).      

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  6)  La  riproduzione  è  alla  base  dei  processi  vitali  di  tutti  gli  organismi.     a)  La  divisione  cellulare  dei  procarioti  è  chiamata  scissione  binaria.  

b)  Proteine  innescano  e  coordinano  i  principali  eventi  del  ciclo  cellulare  di  una  cellula  umana.  c)  Lo  svolgimento  della  citodieresi  differisce  tra  cellule  animali  e  vegetali.  d)  La  meiosi  permette  agli  organismi  pluricellulari  di  raggiungere  le  dimensioni  adatte  alla  riproduzione.  

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).                7)  Il  sistema  digerente  umano  comprende  regioni  specializzate  per  la  demolizione  meccanica  e  fisica  del  cibo,  l’assorbimento  e  l’eliminazione  dei  residui  non  digeriti.     a)  La  peristalsi  permette  lo  spostamento  del  cibo  lungo  il  tubo  digerente.  

b)  Le  sostanze  utili  all’organismo  passano  nel  sangue,  mentre  quelle  inutili  o  addirittura  nocive  sono  espulse  con  le  feci.  c)  Il  pepsinogeno  è  un  enzima  inattivo  che  viene  trasformato  nella  sua  forma  attiva  dall'acido  cloridrico  presente  all'interno  dello  stomaco.  d)  Tutte  le  sostanze  assorbite  dall’intestino  passano  per  il  fegato  prima  di  essere  trasferite  alle  altre  cellule.  

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).                8)  Il  sistema  circolatorio  ha  tre  componenti  di  base:  un  fluido,  una  rete  di  canali  e  una  pompa  muscolare  che  spinge  il  fluido  nei  canali.  

a)  Il  sangue  è  un  tessuto  molto  importante  che  svolge  multeplici  funzioni.  b)  Gli  elementi  cellulari  del  sangue  si  originano  nel  midollo  osseo.  c)  Il  cuore  di  tutti  i  vertebrati  ha  quattro  cavità,  che  permettono  un  sistema  di  circolazione  doppio  e  completo.  d)  Le  piastrine,  insieme  al  fibrinogeno,  formano  i  coaguli  indispensabili  a  rimarginare  le  lacerazioni  dei  vasi  sanguigni.  Diversi  fattori  regolano  la  conversione  del  fibrinogeno  in  fibrina.  

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).      

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  9)  Ogni  organismo  umano  deve  difendersi  dagli  attacchi  esterni.  

a)  Gli  anticorpi  sono  molecole  estranee  che  innescano  una  risposta  immunitaria  mirata  che  il  corpo  acquisisce  nel  corso  della  sua  esistenza.  

  b)  La  pelle  gioca  un  ruolo  molto  importante  nelle  difese  innate  dell’organismo.  c)  Il  sistema  immunitario  è  formato  da  miliardi  di  cellule  sparse  nel  sangue  e  nel  sistema  linfatico.  d)  Contro  i  patogeni  che  penetrano  nelle  cellule  entra  in  azione  la  risposta  immunitaria  mediata  da  cellule  generate  dai  linfociti  T.  

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).                  10) Alla membrana del neurone si registra una variazione della conducibilità (veda figura).

a)  Nello  stato  di  riposo  non  c’è  un  flusso  netto  di  ioni  attraverso  la  membrana.  

  b)  Uno  stimolo  induce  l’apertura  dei  canali  del  sodio  e  gli  ioni  Na+  entrano  nel  neurone.  c)  Dopo  3  ms  la  membrana  torna  al  potenziale  di  riposo,  i  canali  degli  ioni  Na+  e  K+  sono  chiusi.  d)  Dopo  1ms  i  canali  del  Na  e  del  K  sono  aperti.  Gli  ioni  si  muovono  secondo  gradiente.    

Ritengo  che  l’affermazione  errata  sia  ……….  (1  pto);  segue  la  motivazione  (3  pti).    

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  Seconda  parte  con  domande  riguardanti  la  struttura  e  il  funzionamento  della  cellula.    11)  Completi  la  tabella,  inserendo  il  nome  delle  strutture  indicate  e  la  loro  funzione.   (9  pti)    nome   funzione   immagine  di  riferimento  1    

 

2    

3    

4    

5    

6    

7    

8    

9    

 12)  Indichi  3  strutture  assenti  nella  maggior  parte  delle  cellule  vegetali  (ma  presenti  nelle  cellule  animali)  e  3  assenti  nelle  cellule  animali  (ma  presenti  nelle  cellule  vegetali).       (6  pti)    NON  CI  SONO  NELLE  CELLULE  VEGETALI            NON  CI  SONO  NELLE  CELLULE  ANIMALI            13)  Più  di  50  anni  fa,  Christian  de  Duve  ha  introdotto  il  termine  "capsule  suicide"  per  descrivere  i  lisosomii.  Spieghi  perché  lo  scienziato  ha  scelto  questo  nome.         (3  pti)      

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  14)  Osservi  l’immagine  e  risponda  alle  successive  domande.  

   14a)  Con  quale  tipo  di  microscopio  è  stata  realizzata  la  fotografia?  Motivi  la  sua  scelta.   (2  pti)  

a) m.  ottico  –  b)  m.  elettronico  a  scansione  –  c)  m.  elettronico  a  trasmissione              14b)  L’immagineii  raffigura  un  particolare  delle  cellule  di  pancreas  umano.  Illustri  le  funzioni  endocrine  ed  esocrine  del  pancreas.                 (4  pti)                14c)  Ipotizzi  quali  sono  i  tre  organelli  cellulari  indicati  nella  figura.  (NB:  I  tre  organelli  sono  da  mettere  in  relazione  con  la  funzione  esocrina  del  pancreas).             (2  pti)      1)           2)           3)    ____________________________________        __________________________________        __________________________________    14d)  Spieghi  sinteticamente  i  processi  cellulari  in  cui  i  tre  organelli  sono  implicati.     (6  pti)      

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  Terza  parte:  domande  relative  ad  una  situazione  da  anlizzare.  

Gli  insetticidi,  realizzati  con  organofosfati  e  carbamati,  sono  usati  in  tutto  il  mondo  per  tenere  sotto  controllo  gli  insetti.  Queste  sostanze  bloccano  un  enzima  chiave  nel  sistema  nervoso  degli  insetti,  chiamato  acetilcolinesterasi,  li  paralizza,  uccidendoli  rapidamente.    Uno  studioiii  indica  che  una  mutazione  genetica  permette,  ad  alcune  popolazioni  di  zanzare  della  specie  Anopheles  gambiae,  di  resistere  a  questi  insetticidi.  Queste  zanzare  sviluppano  in  fretta  una  resistenza  a  queste  sostanze  chimiche,  specialmente  nelle  aree  urbane  dove  vengono  abbondantemente  usate.  

 15)  Osservi  l’immagine  e  risponda  alle  domande.  

 15a)                   (4  pti)    A   B   C   D  E   F   G        15b)  Inserisca una  breve  didascalia  nelle  caselle  n umerate  da  1  a  7  per  illustrare  ciò  che  sta  avvenendo  in  questa  sinapsi.                   (7  pti)      

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  15c) Qual è il ruolo dell’acetilcolinesterasi nella trasmissione dell’impulso nervoso? (5  pti) 15d) Gli insetticidi, realizzati con composti contenenti organofosfati e carbamati, sono usati in tutto il mondo per tenere sotto controllo le popolazioni di zanzare. Questi prodotti bloccano l’azione dell’acetilcolinesterasi. In che modo il blocco di questo enzima provoca la morte degli insetti? (5  pti) Un ricercatore sta studiando la genetica della zanzara Anopheles, e in particolare 2 suoi geni. Il primo possiede un allele che determina la resistenza agli insetticidi e il secondo determina una colorazione molto scura dell’esoscheletro. Per questa ragione realizza un incrocio tra un maschio resistente agli insetticidi e di colorazione chiara con una femmina resistente agli insetticidi e con esoscheletro scuro. NB: utilizzi N per indicare l’allele “esoscheletro scuro” e n “esoscheletro chiaro”

R per indicare l’allele “non resistente agli insetticidi” e r “resistente agli insetticidi” 15e) Indichi il genotipo del maschio. Dia una breve motivazione. (3  pti) 15f) Indichi i possibili genotipi della madre. Dia una breve motivazione. (4  pti) 15g) Dall’incrocio sono nate 80 zanzare. 38 sono risultate resistenti agli insetticidi e di colore chiaro (di queste 38, 20 erano maschi e 18 femmine). Sulla base di queste informazioni, qual è il genotipo della femmina? Dia una breve motivazione. (4  pti) 15h) Indichi, in percentuale, il genotipo e il fenotipo dei discendenti della coppia. Dia una breve motivazione. (4  pti)

Esame svizzero di maturità, OS Biologia – Chimica, giugno 2015  15i) Secondo Lei è importante, in questo caso, considerare il sesso dei figli per la trasmissione dei due caratteri indicati? Dia una breve motivazione. (2  pti) 15l) La mutazione genetica, citata nel testo iniziale, è determinata dalla sostituzione di un singolo nucleotide nel gene interessato. Spieghi com’è possibile che la singola sostituzione di un nucleotide possa portare al difettoso funzionamento di questo gene. (3  pti) 15m) La mutazione genetica, citata nel testo iniziale, determina una resistenza agli insetticidi da parte delle zanzare. Quali cambiamenti biochimici e fisiologici permettono alle zanzare di sopravvivere nonostante i trattamenti? (3  pti)  15n)   Perché  le  zanzare  sviluppano  più  rapidamente  una  resistenza  agli  insetticidi  nelle  aree  urbane?   (4  pti)                    *********************************************************************************************                                                                                                                  i  Boris  Turk  e  Vito  Turk,  “Lysosomes  as  “Suicide  Bags”  in  Cell  Death:  Myth  or  Reality?”;  J  Biol  Chem.  2009  Aug  14;  284(33):  21783–21787.  ii  The  Exocrine  Pancreas;  Pandol  SJ.  San  Rafael  (CA):  Morgan  &  Claypool  Life  Sciences;  2010.  Immagine  elaborata  per  fini  didattici.  iii  Djogbénou  et  al.;  Malaria  Journal  2010,  9:12;  Costs  of  insensitive  acetylcholinesterase  insecticide  resistance  for  the  malaria  vector  Anopheles  gambiae  homozygous  for  the  G119S  mutation.  iv  Sadava  et  al.,  Biologia,  Terza  edizione,  Editore  Zanichelli.