LICEO SCIENTIFICO G.B. BENEDETTI A. S. 2011

LICEO SCIENTIFICO G.B. BENEDETTI
CLASSE III A
A. S. 2011-12
PROGRAMMA DI SCIENZE
CAPITOLO 10: MEIOSI E RIPRODUZIONE SESSUATA (ripasso del programma di II)
Aploide e diploide
1.
2.
3.
4.
Fasi della meiosi
1. Principali eventi della prima
divisione meiotica
2. Processo di crossing over
3. Seconda divisione e la conclusione
del processo meiotico
Meiosi
e ciclo vitale
1. Importanza della mitosi e della
meiosi nei cicli vitali
La meiosi
nella specie
umana
1. Formazione dei gameti nell’uomo:
spermatociti primari e secondari,
spermatidi e spermatozoi
2. Formazione dei gameti nella donna:
spermatociti primari e secondari,
corpuscoli polari e ovuli
Errori
nel processo
meiotico
1. Autosomi e cromosomi sessuali
2. Differenze tra il cromosoma X e il
cromosoma Y
3. Particolarità delle trisomie
4. Non-disgiunzione e traslocazione
come causa di trisomie
5. Delezione e sue conseguenze
6. Duplicazione di segmenti di
cromosoma
Malattie
genetiche dovute
a errori durante
la meiosi
1. Caratteristiche dei portatori della
sindrome di Down
2. Trisomie negli autosomi: sindromi
di Patau ed Edwards
3. Trisomie nei cromosomi sessuali:
individui XXX, XYY; sindromi di
Klinefelter e Turner
Definizione di gamete e di zigote
Ciclo vitale (meiosi e fecondazione)
Cellule aploidi e diploidi
Cromosomi omologhi
 Spiegare la differenza tra cellule somatiche e gameti
 Comprendere la differenza tra aploide e diploide
 Spiegare perché non è possibile una fecondazione che non
sia preceduta da meiosi
 Descrivere le analogie tra cromosomi omologhi, spiegando
anche la loro diversa origine
 Analizzare le fasi della meiosi I individuando gli eventi
che portano alla formazione di due nuclei aploidi
 Comprendere che il meccanismo del crossing over e
l’assortimento indipendente degli omologhi hanno
notevole importanza nel determinare la variabilità
genetica
 Evidenziare le differenze tra le fasi della prima divisione
meiotica con quelle della mitosi
 Descrivere le fasi della meiosi II, sottolineando le analogie
con il processo mitotico e spiegare perché è
indispensabile una seconda divisione meiotica,
nonostante i nuclei siano aploidi già dopo la meiosi I
 Confrontare il contenuto genetico dei nuclei formatisi al
termine della prima divisione meiotica con quelli della
seconda divisione meiotica
 Descrivere il ciclo vitale di un animale
 Descrivere i processi di gametogenesi maschile e
femminile e motivare le cause della loro differente
durata
 Confrontare un oocita secondario con un corpuscolo
polare
 Sottolineare analogie e differenze nei due processi di
gametogenesi maschile e femminile
 Spiegare perché, in gran parte dei casi, nelle donne non
avviene la seconda divisione meiotica
 Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali
 Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei
gameti in seguito a errori del processo meiotico
 Determinare le fasi meiotiche in cui possono aver luogo i
fenomeni di non-disgiunzione e di traslocazione
 Specificare le anomalie che si possono osservare nei 4 gameti
prodotti in seguito a non-disgiunzione e traslocazione
 Descrivere le conseguenze dei processi di delezione e
duplicazione cromosomica
 Spiegare le cause genetiche della sindrome di Down e
descrivere gli aspetti dei portatori di tale sindrome
 Mettere in relazione la presenza di un cromosoma in più
con le caratteristiche morfologiche e genetiche delle
persone affette da sindrome di Down
 Spiegare le caratteristiche delle sindromi di Patau ed
Edwards
 Collegare il cariotipo delle principali anomalie numeriche
dei cromosomi sessuali con gli aspetti distintivi delle
relative sindromi e con la loro incidenza sulla
popolazione umana
 Spiegare perché possono sopravvivere individui con un
cromosoma in più, ma mai con un cromosoma in meno,
tranne nel caso della sindrome di Turner
CAPITOLO 11: MENDEL E LA GENETICA CLASSICA
Paragrafi
11.1
Nascita
della genetica
11.2
La legge
della segregazione
11.3
Legge
dell’assortimento
indipendente
11.4
Malattie
genetiche umane
11.5
La genetica
classica
Conoscenze
1. Importanza del lavoro di Mendel
2. Tappe del metodo sperimentale
3. Linee pure
1. Caratteri delle piante di pisello
scelti da Mendel
2. Concetto di generazione P, F1 e F2
3. Caratteri dominanti e recessivi
4. Enunciato della legge della
segregazione
5. Definizione di allele
6. Concetto di genotipo e di fenotipo
7. Genotipo omozigote ed eterozigote
8. Trasmissione dei caratteri umani
9. Costruzione del quadrato
di Punnett
10. Rapporti genotipici e fenotipici
11. Testcross
1. Trasmissione ereditaria di due
caratteri
2. Enunciato della legge
dell’assortimento indipendente
3. Legge dell’assortimento
indipendente espressa in termini di
geni
1. Malattie umane autosomiche
trasmesse con gli alleli recessivi:
la fenilchetonuria, il morbo
di Tay-Sachs, l’anemia falciforme
e quella mediterranea, la fibrosi
cistica, l’albinismo
2. Malattie umane autosomiche
causate da alleli dominanti:
la corea di Huntington e il nanismo
acondroplastico
1. Mutazioni e loro importanza
nel processo evolutivo
2. Interazioni alleliche, fenomeni
di dominanza incompleta e di
codominanza; gli alleli multipli
3. Interazioni tra più geni: epistasi,
variazione continua ed eredità
poligenica
4. Pleiotropia
5. Influenza dell’ambiente sui geni
Competenze
 Elencare i dati a disposizione di Mendel agli inizi dei suoi
lavori di ricerca
 Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha
portato alla formulazione della legge della segregazione
 Conoscere l’enunciato della legge della segregazione di
Mendel
 Mettere in relazione i dati espressi dalla legge della
segregazione con l’esistenza degli alleli
 Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo e
fenotipo, e tra omozigote ed eterozigote
 Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi
degli individui che si incrociano
 Elencare alcuni caratteri umani dominanti e recessivi
 Distinguere, nella F2 di un incrocio tra due eterozigoti, il
rapporto fenotipico da quello genotipico
 Utilizzare un testcross per determinare il genotipo relativo
a un fenotipo dominante
 Costruire il quadrato di Punnett per due caratteri scelti da
Mendel
 Ricavare dall’incrocio tra due eterozigoti per due caratteri
il rapporto fenotipico 9:3:3:1
 Leggere in termini fenotipici il rapporto 9:3:3:1
 Costruire un quadrato di Punnett per due caratteri diversi
da quelli scelti da Mendel
 Elencare alcune delle malattie genetiche umane recessive
portate dagli autosomi
 Descrivere, per ogni malattia umana recessiva studiata, i
sintomi e le modalità di trasmissione
 Spiegare come in un individuo possa manifestarsi una
malattia recessiva se genitori e nonni sono sani
 Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione di
alcune malattie genetiche umane dominanti
 Spiegare perché non può nascere un bambino affetto da
una malattia dominante da genitori sani
 Definire i genotipi e i fenotipi di individui portatori di





malattie umane trasmesse con gli alleli dominanti e
recessivi, conoscendo i genotipi dei loro genitori
Mettere in evidenza come le mutazioni abbiano
notevolmente ampliato la possibilità di rendere gli
organismi più adatti al loro ambiente
Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della prole, tra
dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli
Spiegare quali sono gli effetti dell’epistasi
Spiegare come mai alcuni caratteri appaiono in una
popolazione con una notevole gradazione di effetti
allelici differenti
Sapere cogliere le interazioni tra espressione genica e
ambiente
CAPITOLO 12: GENI E CROMOSOMI
Paragrafi
Conoscenze
12.1
1. Ipotesi di Sutton
2. Relazione tra il processo meiotico
e le leggi di Mendel
Una conferma
delle teorie
di Mendel
12.2
Esistenza
concreta del gene
1. Particolarità dei cromosomi sessuali
2. Determinazione del sesso negli
esseri umani e in altri animali
3. Esperimenti di Morgan sui
moscerini della frutta
Competenze
 Spiegare in che modo gli studi di citologia abbiano avuto
un ruolo importante nello studio della genetica
 Mettere in relazione la segregazione degli alleli con la
separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi I
 Distinguere tra il cromosoma X e il cromosoma Y
 Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il
sesso dei figli
 Spiegare che cosa si intende per carattere legato al sesso e
descrivere le modalità della sua trasmissione
12.3
Malattie
genetiche umane
legate al sesso
12.4
Studi sulla
localizzazione
dei geni
1. Particolarità della trasmissione dei
caratteri ereditari legati al sesso
2. Malattie umane dovute ad anomalie
presenti nei cromosomi sessuali:
daltonismo, emofilia, distrofia
muscolare di Duchenne, sindrome
dell’X fragile e favismo
1. Gruppi di associazione
e ricombinazione genica
2. Mappe cromosomiche
3. Studi sui cromosomi giganti
di Drosophila
 Fornire una spiegazione dei dati ottenuti da Morgan
 Costruire quadrati di Punnett che permettano di prevedere
i genotipi dei figli i cui genitori siano portatori di
caratteri legati al sesso
 Definire, per quanto riguarda i caratteri legati al sesso, il
genotipo dei genitori conoscendo il fenotipo dei figli
 Definire genotipo e fenotipo di una donna portatrice sana
di emofilia o di daltonismo.
 Spiegare che due geni possono segregare
indipendentemente solo se si trovano su cromosomi
diversi
 Descrivere l’importanza della definizione dei loci
ipotizzando un loro utilizzo nella manipolazione genica
 Spiegare quali effetti potrebbe generare il crossing over se
i geni non fossero posti sui cromosomi in modo ordinato
e lineare
 Ipotizzare i risultati di un incrocio in cui due caratteri
ereditari siano posti sullo stesso cromosoma
CAPITOLO 13: LE BASI CHIMICHE DELL’EREDITARIETÀ
Paragrafi
Conoscenze
13.1
1. Ipotesi di un materiale genetico
di natura proteica
2. Componenti dei nucleotidi
3. Esperimento di Hershey e Chase
4. Principali ipotesi sulla struttura e
sulle funzioni del DNA
Sulle tracce
del DNA
13.2
Il modello
di Watson e Crick
13.3
La duplicazione
del DNA
1. Differenze tra purine e pirimidine
2. Dati e osservazioni di partenza
utilizzati per la costruzione della
molecola di DNA
3. Modello di Watson e Crick
1. Processo di duplicazione del DNA
ed enzimi coinvolti
2. Meccanismi di autocorrezione della
lettura delle sequenze di DNA
3. Processo di reazione a catena della
polimerasi
Competenze
 Ripercorrere le tappe che hanno portato a individuare nel
DNA la sede dell’informazione ereditaria
 Descrivere l’esperimento di Hershey e Chase
 Interpretare i risultati delle ricerche condotte da Mirsky e
da Chargaff sul DNA







Elencare quali dati sulla struttura del DNA erano già noti
verso la metà del XX secolo
Spiegare in che modo i risultati delle ricerche innovative
sul DNA contribuirono alla scoperta della sua struttura
Descrivere in linea generale il modello di DNA proposto
da Watson e Crick
Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di
DNA può formare una copia complementare di se stesso
Evidenziare in che cosa la duplicazione del DNA di una
cellula eucariote differisce da quella di una cellula
procariote
Spiegare che cosa sono i frammenti di Okazaki
Descrivere l’azione degli enzimi coinvolti nel processo
di proofreading
Spiegare in che modo sia possibile in laboratorio
sintetizzare velocemente copie multiple di una catena
nucleotidica
CAPITOLO 14: CODICE GENETICO E SINTESI PROTEICA
Paragrafi
Conoscenze
14.1
1. Relazione tra geni e proteine
2. Conclusioni dell’esperimento
di Beadle e Tatum
3. Tecnica dell’elettroforesi
4. Esperimento di Pauling: relazione
tra emoglobine difettose e anemia
falciforme
Geni e proteine
14.2
Dal DNA
alla proteina:
ruolo dell’RNA
14.3
Il codice genetico
1. Confronto tra i nucleotidi di DNA
e di RNA
2. Ruolo dell’RNA nelle cellule
3. RNA messaggero
4. Processo di trascrizione del DNA
1. Concetto di codice genetico
2. Relazione tra codoni e amminoacidi,
Competenze



Mettere in relazione i risultati degli esperimenti di Beadle
e Tatum con l’assioma «un gene –un enzima»
Spiegare su quali principi si basa l’elettroforesi
Descrivere l’esperimento condotto da L. Pauling
sull’emoglobina delle persone affette da anemia
falciforme
 Evidenziare le differenze tra la struttura dell’RNA e quella
del DNA
 Spiegare quali osservazioni hanno portato a determinare la
funzione dell’RNA nelle cellule
 Spiegare in che cosa consiste il processo di trascrizione
mettendo in evidenza la funzione dell’RNA messaggero
 Spiegare che cosa si intende per codice genetico
 Spiegare perché un codone è formato da tre nucleotidi
e determinazione
del numero minimo di triplette
3. Precisione e universalità del codice
genetico
14.4
La sintesi
proteica
14.5
Mutazioni
puntiformi e loro
conseguenze
1. Struttura dei ribosomi
2. Funzione dell’RNA di trasporto
3. Localizzazione e ruolo degli
anticodoni
4. Traduzione: le tre fasi del
meccanismo di sintesi proteica
1. Cause genetiche dell’anemia
falciforme
2. Mutazioni puntiformi
3. Mutazioni spontanee o provocate da
agenti esterni
4. Cause e conseguenze di uno
spostamento del sistema di lettura
 Utilizzare la tabella del codice genetico per mettere in
correlazione i codoni dell’mRNA con i rispettivi
amminoacidi
 Spiegare in che cosa consiste ridondanza e universalità del
codice genetico
 Descrivere struttura la funzione dei ribosomi e dell’RNA
di trasporto
 Illustrare dettagliatamente le varie fasi del processo di
traduzione che avviene a livello dei ribosomi
 Spiegare perché uno scambio di basi azotate può essere
così importante da causare gravi malattie
 Definire il termine mutazione e spiegare che cosa si
intende per puntiforme
 Distinguere tra mutazione di senso, non senso e silente
 Illustrare le conseguenze della delezione o dell’aggiunta di
una base azotata in un gene
CAPITOLO 15: REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA
Paragrafi
Conoscenze
15.1
1. Geni strutturali e regolatori
del cromosoma procariote
Regolazione
genica
nei procarioti
15.2
Il DNA
del cromosoma
eucariote
15.3
Regolazione
genica
negli eucarioti
15.4
Elaborazione
dell’mRNA
nelle cellule
eucariote
1. Tipi di sequenze presenti nel DNA
eucariote
2. Importanza del DNA microsatellite
3. Sequenze ripetitive e DNA a copia
unica
4. Famiglie geniche
5. Introni ed esoni
1. Regolazione dell’espressione
dei geni eucarioti
2. Esperimento di J.B. Gurdon
3. Eucromatina ed eterocromatina
4. Corpi di Barr
5. Puff cromosomici
6. Controllo dell’espressione genica
mediante fattori di trascrizione
1. Elaborazione delle molecole
di mRNA durante la trascrizione
(splicing)
2. Meccanismo e conseguenze dello
splicing alternativo
3. Controllo dell’espressione genica
a livello di traduzione
Competenze
 Distinguere tra geni costitutivi, regolabili e regolatori
 Distinguere tra sequenze geniche e intergeniche
 Spiegare l’origine di una famiglia genica
 Evidenziare l’importanza vitale dell’attività di appena
l’1% del DNA totale della cellula
 Distinguere tra introni ed esoni
 Spiegare l’importanza dell’esperimento di J.B. Gurdon
 Mettere in relazione il grado di condensazione di un
cromosoma con la sua capacità di esprimersi
 Spiegare la comparsa dei puff cromosomici e la presenza
dei corpi di Barr nei nuclei delle cellule eucariote
 Descrivere la funzione dei fattori di trascrizione
mettendoli a confronto con gli induttori procarioti
 Sottolineare le differenze tra l’azione di enhancer e
silencer
 Spiegare i meccanismi con cui avviene la maturazione
dell’mRNA attraverso operazioni di taglio e ricucitura
degli esoni
 Descrivere uno spliceosoma e la sua funzione
 Spiegare in che cosa consiste lo splicing alternativo
 Descrivere i meccanismi di controllo di espressione genica
nel momento della traduzione
CAPITOLO 16: GENETICA DI VIRUS E BATTERI
Paragrafi
Conoscenze
Competenze
16.2
1.
2.
3.
4.
 Descrivere le peculiarità strutturali del plasmide F
 Spiegare i meccanismi che sono alla base della
coniugazione
 Evidenziare l’importanza del gruppo di geni che
conferiscono la resistenza ai farmaci
 Spiegare lo scopo dei processi di trasformazione e la
trasduzione nei batteri
La genetica
dei batteri
16.3
La genetica
dei virus
Tipi di plasmidi
Plasmidi F e coniugazione batterica
Plasmidi R e resistenza ai farmaci
Processo di trasformazione nei
batteri
1. Struttura e caratteristiche dei virus
2. Fagi temperati e ciclo lisogeno
3. Ciclo litico
 Descrivere la struttura generale dei virus mettendo in
evidenza la loro funzione di vettori nei batteri e nelle
cellule eucariote
4. Processo di trasduzione
generalizzata e specializzata
5. Struttura e meccanismo d’infezione
dei retrovirus
 Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno
 Distinguere tra trasduzione generalizzata e trasduzione
specializzata
Illustrare il meccanismo d’azione dei retrovirus a RNA
CAPITOLO 6 e 7: SCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE e GLICOLISI E RESPIRAZIONE
CELLULARE
Paragrafi
6.1
Energia
e organismi
viventi
6.2
Il metabolismo
cellulare
6.3
Le reazioni di
ossido-riduzione
6.4
Gli enzimi
Ripasso argomento
di II
Conoscenze
1. Energia nell’Universo
2. Sistemi aperti e chiusi
3. Flusso dell’energia nei viventi
1. Cellule chemiosintetiche
e fotosintetiche
2. Caratteristiche fisiche della luce
3. Importanza e peculiarità
dei pigmenti fotosintetici
1. Concetto di ossidazione
e di riduzione
2. Trasferimento di elettroni nei
processi di ossido-riduzione
3. Reazioni esoergoniche
ed endoergoniche
1. Concetto di energia di attivazione
2. Proprietà dei catalizzatori
3. Caratteristiche strutturali
degli enzimi
4. Ruolo dei cofattori
5. Vantaggi delle sequenze
biochimiche
Competenze
 Mettere a confronto le caratteristiche di un sistema aperto
con uno chiuso
 Evidenziare il ruolo degli organismi fotosintetici
all’interno di un sistema aperto quale il nostro pianeta
 Distinguere una cellula chemiosintetica da una
fotosintetica
 Analizzare lo spettro elettromagnetico delle radiazioni





 Illustrare le caratteristiche degli enzimi distinguendo tra i
termini enzima e catalizzatore
 Spiegare perché l’energia di attivazione si abbassa in
presenza di un enzima
 Illustrare con un disegno l’importanza della
complementarietà tra sito attivo e substrato
 Spiegare in che modo alcuni fattori ambientali, come il


6.5
La valuta
energetica
della cellula: l’ATP
Ripasso argomento
di II
1. Funzione dell’ATP nelle cellule
2. Le reazioni accoppiate
Conoscenze
7.1
1. Reagenti e prodotti della reazione di
respirazione cellulare
2. Guadagno energetico nelle reazioni
in presenza e in assenza di ossigeno
3. Trasportatori di energia NADH
e FADH2
7.2
1. Composti iniziale e finale del
processo di glicolisi
2. Tappe della glicolisi e ricavo
energetico finale
3. Fase endoergonica e fase
esoergonica
4. Equazione complessiva della
glicolisi
L’ossidazione
del glucosio:
un’introduzione
La glicolisi
7.3
La respirazione
cellulare



Paragrafi
1. Struttura dei mitocondri
2. Formazione dell’acetil-CoA
3. Composti iniziali e finali del ciclo di
solari mettendo in risalto le peculiarità delle radiazioni
luminose
Spiegare la funzione dei pigmenti e la relazione tra
pigmenti e lunghezza d’onda della luce solare
Distinguere tra anabolismo e catabolismo
Interpretare il trasferimento di elettroni in una reazione di
ossido-riduzione dal punto di vista energetico
Spiegare perché la riduzione dell’anidride carbonica
determini la formazione di una molecola ricca di energia
Spiegare perché la reazione generale della respirazione
aerobica è una reazione di ossido-riduzione
calore o il pH, possano influire sul corretto
funzionamento degli enzimi
Mettere in evidenza l’importanza dei vari cofattori
organici e inorganici
Descrivere il meccanismo con cui avviene una sequenza
biochimica sottolineando i vantaggi di questo processo
Descrivere in che modo la molecola di ATP può cedere
energia
Mettere in relazione la cessione di energia da parte
dell’ATP con la possibilità per la cellula di compiere
reazioni endoergoniche
Illustrare le tappe di una reazione di fosforilazione
Competenze
 Scrivere l’equazione generale della respirazione cellulare
 Descrivere in che modo si riducono il NAD+ e il FAD
 Evidenziare la centralità dei processi glicolitici nei
processi metabolici di tutti gli organismi viventi
 Riassumere il processo di glicolisi mettendo in rilievo le
reazioni e i composti più importanti
 Calcolare il guadagno energetico da parte della cellula
 Indicare quali delle nove tappe della glicolisi sono da
considerarsi endoergoniche e quali esoergoniche
 Spiegare quali caratteristiche strutturali dei mitocondri
sono alla base delle loro peculiarità funzionali
 Descrivere in che modo avviene la formazione dell’acetil-
Krebs
4. Le molecole coinvolte nel trasporto
finale di elettroni
5. Meccanismo della fosforilazione
ossidativa
6. Struttura e funzione dell’ATPsintetasi
7. Accoppiamento chemiosmotico
CoA
 Analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Krebs
evidenziando quelle esoergoniche
 Riassumere in che modo gli elettroni ad alta energia del


7.4
Bilancio
energetico
totale
6.2
Il metabolismo
cellulare
1. Bilancio energetico della
respirazione aerobica in termini
di ATP
2. Kilocalorie contenute in una mole di
glucosio e rendimento cellulare
1. Processi aerobici e anaerobici
2. Tipi di fermentazione
3. Metabolismo dei grassi e delle
proteine
4. Anabolismo e catabolismo


NADH scendono di livello energetico lungo la catena di
trasporto
Spiegare il ruolo fondamentale dell’ossigeno al termine
del trasporto finale di elettroni
Descrivere i meccanismi che regolano i processi
chemiosmotici
Riassumere i passaggi del processo di respirazione
cellulare in cui la cellula perde o ricava energia
Calcolare il guadagno energetico complessivo che si
ottiene al termine dalla demolizione completa di una
mole di glucosio
 Evidenziare le caratteristiche dei processi di
fermentazione citando alcuni prodotti finali
 Spiegare in che modo nei processi metabolici del glucosio
siano coinvolti anche i grassi e le proteine
 Distinguere tra anabolismo e catabolismo
CAPITOLO 8: LA FOTOSINTESI
Paragrafi
Conoscenze
8.1
1. Caratteristiche dei primi organismi
sulla Terra
2. Comparsa dei primi autotrofi
e conseguenze di questo evento
3. Reazione di fotosintesi
I primi organismi
fotosintetici
8.2
Primo stadio
della fotosintesi:
reazioni
luce-dipendenti
8.3
Secondo stadio
della fotosintesi:
reazioni
luce-indipendenti
1. Concetto di reazione lucedipendente
2. Caratteristiche e funzione dei
fotosistemi presenti nei cloroplasti
3. Ruolo del NADP+ al termine della
fase luce-dipendente
4. Clorofilla a e gli accettori primari
di elettroni
5. Differenze funzionali tra
i fotosistemi I e II
6. Processo di fotofosforilazione
1. Composti iniziali e finali del ciclo di
Calvin
2. Ruolo del ribulosio-difosfato
3. Concetto di fotorespirazione
4. Adattamenti ambientali delle piante
C4 e delle piante CAM
Competenze
 Spiegare la comparsa dell’ossigeno libero nell’atmosfera
terrestre e l’importanza di questo evento per gli
organismi viventi
 Scrivere l’equazione generale della fotosintesi
 Definire un fotosistema
 Spiegare la provenienza e il percorso che compiono gli
elettroni all’interno del fotosistema II
 Spiegare in che cosa differiscono le molecole reattive P 680
e P700
 Distinguere dal punto di vista energetico le molecole
NADP+ dalle molecole NADPH
 Riassumere le fasi dei processi luce-dipendenti
sottolineando l’importanza del ruolo dell’acqua e della
clorofilla a
 Individuare i prodotti delle reazioni luce-dipendenti e
spiegare l’importanza che assumono nelle reazioni luceindipendenti
 Spiegare la funzione degli stomi
 Definire che cosa si intende per reazioni luce-indipendenti
 Analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Calvin
evidenziando quelle endoergoniche
 Scrivere l’equazione complessiva del ciclo di Calvin
 Riassumere il processo della fotorespirazione
 Spiegare in che modo le piante che vivono in climi aridi
riescono a evitare la perdita eccessiva di acqua
8.4
I prodotti
della fotosintesi
1. Importanza della gliceraldeide
3-fosfato
2. Utilizzo della gliceraldeide
3-fosfato da parte delle cellule
animali e vegetali
 Spiegare perché la sintesi di molecole di gliceraldeide 3-
fosfato è un processo fondamentale per tutto il mondo
dei viventi
 Indicare quali composti organici le cellule possono
assemblare a partire dalla gliceraldeide 3-fosfato
 Individuare le analogie nei processi di respirazione e
fotosintesi
CAPITOLO 18: DARWIN E LA TEORIA EVOLUTIVA
Paragrafi
Conoscenze
Competenze
18.1
1. Concetto di creazionismo
2. Concezione creazionista di Carl von
Linné (Carlo Linneo)
 Distinguere tra fissismo e creazionismo
 Riassumere l’ipotesi creazionista di Linneo
1. James Hutton e l’attualismo
2. William Smith e lo studio della
stratigrafia delle rocce
3. Importanza dei «fossili guida»
4. Pensiero di J.-B. Lamarck
 Sottolineare gli aspetti evolutivi della teoria
Verso la teoria
evolutiva
18.2
L’evoluzione prima
di Darwin
18.3
Lo sviluppo
della teoria
darwiniana
1. Viaggio di Darwin e le sue
conseguenze sulla formulazione
della sua teoria
2. Importanza scientifica dei trattati di
Lyell e Malthus
3. Concetto di selezione naturale
4. Importanza del caso nell’evoluzione
dei viventi
5. Punti «chiave» della teoria evolutiva
dell’attualismo di Hutton
 Mettere in relazione il ritrovamento sempre più consistente
di reperti fossili con le nuove concezioni evoluzioniste
 Individuare nel pensiero di Lamarck sia le intuizioni
innovative sia i concetti ancora legati alle antiche teorie
 Individuare le basi scientifiche su cui Darwin costruì la
sua teoria
 Riassumere le osservazioni di Darwin riguardo la varietà





18.4
Prove a favore
del processo
evolutivo
1. Selezione artificiale
2. Mimetismo della farfalla Biston
betularia
3. Resistenza di alcuni insetti agli
insetticidi
4. Selezione di particolari ceppi
batterici resistenti ai farmaci
5. Studi di biogeografia
6. Importanza dei reperti fossili
7. Presenza di strutture omologhe
in organismi diversi







18.5
La teoria
sintetica
dell’evoluzione
Importanza della teoria darwiniana
Quesiti rimasti insoluti ai tempi
di Darwin
Teoria sintetica dell’evoluzione


di organismi incontrati durante il suo viaggio intorno al
mondo
Definire il concetto di selezione naturale
Sottolineare l’importanza della varietà di caratteri
all’interno di una popolazione
Evidenziare il ruolo dell’ambiente nel selezionare i
caratteri fenotipici vincenti
Evidenziare le differenze tra il pensiero di Darwin e quello
di Lamarck
Enunciare i concetti di base su cui Darwin e Wallace
hanno costruito la loro teoria
Elencare alcuni casi di selezione artificiale
Mettere in rapporto i colori di B. betularia con il variare
delle condizioni ambientali
Spiegare in che modo gli insetti possono diventare
resistenti agli insetticidi
Spiegare perché gli antibiotici possono perdere di efficacia
nella lotta contro le malattie batteriche
Spiegare perché la distribuzione di piante e animali sul
nostro pianeta è una prova dei processi evolutivi in atto
Sottolineare l’importanza degli studi geologici e del
ritrovamento di reperti fossili nello sviluppo del pensiero
evoluzionistico
Evidenziare l’importanza evolutiva dello studio delle
strutture omologhe e delle similitudini biochimiche tra
specie diverse
Evidenziare l’attualità del pensiero di Darwin per il
moderno mondo scientifico
Spiegare quali conoscenze di genetica sono state in grado
di chiarire alcuni aspetti della teoria darwiniana
CAPITOLO 19: LE BASI GENETICHE DELL’EVOLUZIONE
Paragrafi
Conoscenze
19.1
1. Definizione di popolazione
e di pool genico
2. Genetica di popolazioni e suoi
obiettivi
3. Fitness darwiniana
Il concetto
di pool genico
19.2
Ampiezza
della variabilità
genetica
19.3
Origine,
1. Importanza della variabilità genetica
all’interno di una popolazione
2. Esperimento di Hubby e Lewontin
Competenze
 Spiegare i termini «genetica di popolazione» e «pool
genico»
 Mettere in rapporto lo studio dei pool genici con i processi
evolutivi (microevoluzione)
 Spiegare dal punto di vista genetico l’importanza del
successo riproduttivo all’interno di una popolazione
 Spiegare perché la variabilità genetica in una popolazione
è alla base del suo sviluppo evolutivo
 Evidenziare l’importanza di quantificare la variabilità di
una popolazione
 Descrivere l’esperimento condotto da Hubby e Lewontin
1. Origine della variabilità genetica:
le mutazioni
mettendo in rilievo le conclusioni a cui giunsero i due
scienziati
 Citare alcuni dati relativi ai tassi di variabilità genetica
nella popolazione umana
 Sottolineare l’importanza delle mutazioni come base della
variabilità dei geni
mantenimento
e incremento
della variabilità
2. Fattori che conservano la variabilità:
diploidia e superiorità
dell’eterozigote
3. Concetto di eugenetica
4. Riproduzione sessuata e nuove
combinazioni genetiche
 Spiegare in che modo la diploidia garantisce la
conservazione degli alleli recessivi
 Spiegare in che cosa consiste la superiorità
dell’eterozigote
 Evidenziare l’importanza della riproduzione sessuata
nell’incrementare la variabilità genetica
 Illustrare i vantaggi dell’autosterilità nelle piante e negli
animali
19.4
L’equilibrio
di Hardy-Weinberg
1. Equazione di Hardy-Weinberg
e condizioni della sua applicazione
in una popolazione reale
2. Frequenze alleliche e frequenze
genotipiche
3. Significato dell’equazione
di Hardy-Weinberg
 Enunciare la legge di Hardy e Weinberg
 Mettere in relazione l’equazione di Hardy-Weinberg col
concetto di frequenza allelica
 Distinguere tra frequenza allelica e frequenza genotipica
 Sottolineare l’importanza dell’equazione di Hardy-
Weinberg per determinare i cambiamenti genici di una
popolazione e prevederne lo sviluppo evolutivo
CAPITOLO 20: LA SELEZIONE NATURALE
Paragrafi
Conoscenze
20.1
1. Importanza dei fattori che possono
modificare le frequenze alleliche
di una popolazione
2. Caratteristiche delle mutazioni
3. Conseguenze del flusso genico
4. Modelli di deriva genetica
5. Accoppiamenti non casuali nelle
specie polimorfe
Fattori
che modificano
le frequenze
alleliche
20.2
La selezione
naturale
20.3
Modelli differenti
di selezione
naturale
20.4
Il risultato
della selezione
naturale:
l’adattamento
1. Definizione di selezione naturale
2. Concetto di selezione naturale
e scelta delle caratteristiche migliori
3. Fenotipo come interazione tra
genotipo e ambiente
1. Principali modalità di selezione
degli individui all’interno di una
popolazione
2. Selezione stabilizzante, divergente
e direzionale
3. Selezioni bilanciate: superiorità
dell’eterozigote e selezione densitàdipendente
4. Selezione sessuale
5. Concetto di dimorfismo sessuale
1. Adattamento come risultato di un
percorso evolutivo
2. Clini ed ecotipi
3. Coevoluzione
4. Tipi di mimetismo
Competenze
 Elencare i fattori che possono modificare le frequenze
alleliche di una popolazione
 Calcolare l’influenza delle mutazioni sul pool genico di
una popolazione
 Spiegare perché il flusso genico può agire in contrasto con
la selezione naturale
 Specificare quali sono i principali tipi di deriva genetica
sottolineandone le differenze
 Spiegare perché un accoppiamento non casuale altera la
frequenza genotipica di un pool genico senza
modificarne la frequenza allelica
 Mettere in relazione l’influenza della selezione naturale
sul pool genico e il concetto di evoluzione
 Evidenziare che ogni fenotipo è frutto di complicate
interazioni tra geni diversi
 Elencare i principali tipi di selezione
 Descrivere gli effetti delle selezioni stabilizzante,
divergente e direzionale
 Chiarire le differenze tra i vari tipi di selezione mediante
alcuni esempi significativi
 Distinguere tra selezioni che sfavoriscono certi fenotipi e
selezioni bilanciate
 Spiegare in che modo agisce la selezione frequenza-
dipendente
 Mettere in relazione la selezione sessuale con la presenza
di dimorfismo tra maschi e femmine
 Elencare i diversi significati di «adattamento» in biologia
 Sottolineare l’importanza dell’adattamento nei processi
evolutivi
 Spiegare la differenza tra cline ed ecotipo
 Descrivere gli studi condotti sugli ecotipi della pianta P.
glandulosa e le conclusioni relative a essi
 Mettere in evidenza le cause e gli effetti del processo di
coevoluzione
 Distinguere tra mimetismo mülleriano e batesiano
CAPITOLO 21: ORIGINE DELLE SPECIE E MODELLI EVOLUTIVI
Paragrafi
Conoscenze
Competenze
21.1
1. Concetto di specie secondo Mayr
2. Processo di speciazione
3. Isolamento riproduttivo
 Definire i termini «specie» e «speciazione»
 Definire il concetto di isolamento riproduttivo
 Spiegare il rapporto tra speciazione e isolamento
Che cos’è
una specie
21.2
Modalità
1. Speciazione per divergenza
adattativa
riproduttivo
 Spiegare in che modo avviene una speciazione per
divergenza adattativa
di speciazione
21.3
Mantenimento
dell’isolamento
genetico
21.4
Modelli evolutivi
2.
3.
4.
5.
Modello allopatrico e simpatrico
Speciazione improvvisa
Definizione di ibrido
Fenomeno della poliploidia tra
organismi ibridi
1. Fattori che determinano un
isolamento riproduttivo
2. Principali cause di isolamento
prezigotico
3. Relazione tra l’isolamento
prezigotico e quello postzigotico
1.
2.
3.
4.
5.
Evoluzione convergente e divergente
Cambiamento filetico
Cladogenesi
Radiazione adattativa
Estinzioni di massa
 Mettere a confronto il concetto di speciazione allopatrica
con quello di deriva genetica
Fare alcuni esempi di barriera geografica
Spiegare in che modo una cellula può diventare poliploide
Definire le caratteristiche di un organismo ibrido
Evidenziare le differenze tra una speciazione per
divergenza adattativa e una improvvisa
 Distinguere tra isolamento prezigotico e postzigotico
 Fare alcuni esempi che illustrino i due diversi meccanismi
di isolamento genetico




 Spiegare le possibili origini di una evoluzione convergente
 Associare l’evoluzione divergente ai meccanismi di deriva
genetica
 Descrivere in che modo una linea evolutiva può
modificarsi lentamente per cambiamento filetico
 Spiegare in che cosa consiste il modello evolutivo
chiamato cladogenesi
 Mettere in relazione la cladogenesi col fenomeno della
radiazione adattativa
 Sottolineare l’importanza che hanno avuto le estinzioni di
massa nella storia degli organismi viventi sulla Terra
21.5
Equilibri
intermittenti
1. Modalità di evoluzione di una specie
2. Ipotesi gradualista
3. Teoria degli equilibri intermittenti
 Distinguere tra evoluzione per cambiamento filetico e per
cladogenesi
 Illustrare la teoria degli equilibri intermittenti
 Spiegare perché la teoria degli equilibri intermittenti ben si
adatta alla documentazione fossile finora in nostro
possesso
CAPITOLO 24
Paragrafi
Conoscenze
24.1
1. Principali cavità del corpo umano
e organi presenti al loro interno
2. Organismi ectotermi ed endotermi
3. Organizzazione strutturale degli
esseri viventi
L’organizzazione
corporea
dei mammiferi
Competenze
 Elencare le principali cavità del corpo umano specificando
gli organi in esse contenuti
 Spiegare come fanno gli organismi ectotermi ed endotermi
a procurarsi energia
 Motivare la maggiore efficienza del corpo degli endotermi
rispetto a quello degli ectotermi
 Descrivere l’organizzazione gerarchica della struttura
corporea degli animali
24.2
I tessuti
del corpo umano
1. Tessuto epiteliale: struttura e utilità
2. Tipi di tessuto epiteliale
3. Tessuto connettivo: sostanza
fondamentale e tipi di fibre
4. Tessuto muscolare: scheletrico,
cardiaco e liscio
5. Tessuto nervoso: composizione
6. Struttura di un neurone motorio
 Elencare le diverse tipologie di tessuto epiteliale
specificandone le rispettive funzioni
 Fare esempi di tessuto epiteliale, mono e pluristratificato, e
di tessuto squamoso, cubico e cilindrico
 Spiegare la funzione della matrice extracellulare del
tessuto connettivo
 Elencare i principali tipi di tessuto connettivo
descrivendone le funzioni
 Distinguere tra muscolo liscio, striato e cardiaco, mettendo
ogni tipo di muscolo in relazione alla sua efficienza e al
tipo di controllo
 Descrivere la struttura di un neurone
 Elencare le diverse tipologie di neuroni
24.3
Alcune importanti
funzioni
dell’organismo
1.
2.
3.
4.
Concetto di omeostasi
Metabolismo corporeo
Sistemi di integrazione e controllo
Meccanismo a feedback
Spiegare perché gli organismi di piccole dimensioni hanno
maggiori difficoltà nell’attuare l’omeostasi
Spiegare il significato di metabolismo
Descrivere le differenti azioni regolatrici del sistema nervoso
e di quello endocrino
Spiegare come funziona un meccanismo a feedback negativo
CAPITOLO 31: IL SISTEMA NERVOSO
Paragrafi
31.1
Struttura
del sistema
nervoso
31.2
L’impulso nervoso
31.3
La sinapsi
Conoscenze
1. Suddivisioni del sistema nervoso
2. Neuroni e loro struttura
3. Cellule di Schwann e mielina;
nodi di Ranvier
4. Gangli e nuclei, nervi e tratti
5. Evoluzione del sistema nervoso
negli invertebrati
1. Potenziale elettrico
2. Potenziale d’azione e potenziale
di riposo
3. Impulso nervoso e inversione di
polarità della membrana assonica
4. Basi ioniche del potenziale
d’azione
5. Ripolarizzazione della membrana
assonica
6. Propagazione dell’impulso
nervoso; il periodo refrattario
1. Sinapsi elettrica e propagazione
dell’impulso
2. Sinapsi chimica: spazio sinaptico
e neurotrasmettitori
3. Potenziale graduato
4. Sinapsi eccitatorie e inibitorie:
il fenomeno della sommazione
5. Quattro categorie di
neurotrasmettitori
6. Le endorfine
Competenze
 Distinguere tra sistema nervoso centrale e periferico, tra
somatico e autonomo, tra simpatico e parasimpatico
 Descrivere la funzione dei diversi tipi di neuroni
 Spiegare la funzione delle cellule gliali, dei gangli e dei
nuclei
 Spiegare che cosa si intende per processo di cefalizzazione
 Descrivere l’impulso nervoso come un potenziale elettrico,
spiegando le modalità delle sue misurazioni
 Descrivere come vengono mantenute le concentrazioni
ioniche caratteristiche dell’assone in stato di riposo
 Spiegare il significato di soglia e di periodo refrattario
 Spiegare le variazioni ioniche che inducono la
polarizzazione e la depolarizzazione della membrana
assonica
 Comprendere il ruolo dell’iperpolarizzazione
 Distinguere tra sinapsi elettriche e chimiche
 Distinguere tra sinapsi eccitatorie e inibitorie
 Spiegare le funzioni dei vari neurotrasmettitori e dei neuro
mediatori.
CAPITOLO 32: IL SISTEMA RIPRODUTTORE
Paragrafi
Conoscenze
Competenze
32.1
1. Organi che compongono il sistema
riproduttore maschile: testicoli,
ghiandole annesse e pene
2. Spermatogenesi e percorso
degli spermatozoi dai testicoli fino
all’esterno
3. Ormoni maschili
4. Ormoni che controllano la
produzione di testosterone
 Descrivere la struttura dei testicoli mettendola in relazione
Il sistema
riproduttore
maschile





32.2
Il sistema
riproduttore
femminile
1. Organi che compongono il sistema
riproduttore femminile: vulva,
vagina, utero e ovaie
2. Oogenesi e percorso degli oociti
dalle ovaie fino all’utero
3. Ciclo mestruale e ormoni femminili







con la spermatogenesi, a partire dallo spermatogonio
fino alla maturazione dello spermatozoo
Elencare le ghiandole annesse al sistema riproduttore
maschile descrivendone anche le relative funzioni
Seguire il processo di formazione dello sperma associando
ai vari tratti le modificazioni che esso subisce
Mettere in relazione la spermatogenesi con gli ormoni che
la regolano
Mettere in relazione la produzione degli ormoni testicolari
con la liberazione di ormoni ipofisari
Ipotizzare gli effetti che si potrebbero generare in caso di
un’anomala produzione di ormoni maschili
Elencare, descrivendole, la diverse parti del sistema
riproduttore femminile
Descrivere le fasi di maturazione dell’oocita a partire da
una cellula diploide
Seguire il percorso dell’oocita nel caso di una mancata
fecondazione
Mettere in relazione la struttura dell’utero con la sua
funzione
Mettere in relazione l’oogenesi con gli ormoni che la
regolano
Mettere in relazione la produzione degli ormoni ovarici con
la liberazione di ormoni ipofisari e con le modificazioni
che si verificano a livello follicolare e uterino
Ipotizzare gli effetti che si potrebbero generare in caso di
un’anomala produzione di ormoni femminili
32.4
La fecondazione
 Spiegare il significato genetico della fecondazione
 Descrivere le differenze tra fecondazione naturale e
1. Fasi della fecondazione umana
2. Principali eventi che seguono
la fecondazione
3. Tecniche di contraccezione
assistita
 Spiegare che cosa accade allo zigote dal momento della
fecondazione all’impianto
CAPITOLO 36: EVOLUZIONE DELLE PIANTE
Paragrafi
Conoscenze
Competenze
36.1
1. Caratteristiche delle alghe
unicellulari e pluricellulari, e loro
cicli vitali
2. Alghe verdi e passaggio alla
pluricellularità
3. Struttura e classificazione delle
alghe pluricellulari
4. Organizzazione coloniale
5. Concetto di alternanza di
generazioni
6. Differenze tra sporofito e gametofito
7. Oogamia, isogamia e anisogamia
a. Saper evidenziare le caratteristiche fisiologiche delle alghe
che consentono loro di vivere solo in ambienti acquatici
b. Descrivere la struttura delle alghe unicellulari e
pluricellulari, e il passaggio intermedio delle alghe
coloniali
c. Descrivere le tappe del ciclo della lattuga di mare
evidenziando quelle in cui avvengono le divisioni
mitotiche e meiotiche
d. Sottolineare le caratteristiche dell’alternanza di
generazioni che caratterizzano tutte le piante
e. Descrivere gli adattamenti che hanno permesso alle piante
di conquistare le terre emerse
f. Distinguere tra i diversi tipi di gameti presenti nelle alghe
1. Tendenze evolutive delle piante
e adattamenti alla vita sulle terre
emerse
2. Caratteristiche strutturali
e riproduttive delle briofite
3. Strutture in cui si sviluppano
i gameti: archegonio e anteridio
a. Spiegare le caratteristiche e l’importanza delle piante non
vascolari
b. Individuare nel ciclo vitale dei muschi le generazioni
gametofitica e sporofitica
c. Spiegare il motivo delle ridotte dimensioni dei muschi
d. Spiegare per quali aspetti le briofite sono ancora
dipendenti dall’ambiente acquatico
1. Piante vascolari meno evolute:
le felci
2. Ciclo vitale delle felci
3. Gimnosperme
4. Struttura e importanza del seme
5. Ciclo vitale delle gimnosperme
a. Saper individuare analogie e differenze tra gli adattamenti
alla vita terrestre presenti nei muschi e quelli delle piante
vascolari
b. Descrivere le tappe del ciclo delle felci mettendo in
evidenza le fasi in cui avvengono le divisioni mitotiche e
meiotiche
c. Spiegare per quali aspetti le felci sono ancora dipendenti
dall’ambiente acquatico
d. Descrivere le peculiarità delle gimnosperme
e. Inquadrare la comparsa e lo sviluppo delle gimnosperme
all’interno delle ere geologiche
f. Descrivere la struttura del seme sottolineando le tre
generazioni in esso contenute
g. Spiegare le differenze tra il ciclo vitale delle felci e quello
delle gimnosperme
1. Caratteristiche generali delle
angiosperme
2. Struttura del fiore
3. Frutto
4. Ciclo vitale delle angiosperme
a. Descrivere lo sviluppo evolutivo delle angiosperme
b. Elencare le parti di cui è composto un fiore
c. Spiegare il significato evolutivo del fiore nelle
angiosperme a impollinazione entomofila e anemofila
d. Spiegare come è fatto un frutto e la relazione che c’è tra
frutto e fiore
e. Trovare analogie e differenze tra il ciclo vitale delle
angiosperme e quello delle altre categorie di piante
studiate
Le alghe
36.2
Le piante
non vascolari
36.3
Le piante
vascolari
36.4
Le piante
vascolari con fiori
Venezia 09/06/2012
prof. Anna Lionello