Programmazione di dipartimento di Scienze Naturali Classi V Liceo
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LICEO SCIENTIFICO STATALE “GALILEO GALILEI” Programmazione del Dipartimento Scienze Naturali: Classi 5 Liceo Scientifico Tradizionale A.S. 2016/2017 Testi adottati: Sadava, D. et al., Il carbonio, gli enzimi, il DNA: chimica organica, biochimica e biotecnologie, Zanichelli Crippa, M. e Fiorani, M., Sistema Terra Volume E/F, A. Mondadori Scuola OBIETTIVI Unita’ didattica UD Organica 1: la chimica del carbonio CONOSCENZE ABILITA’ Ibridazione sp3, sp2 e sp del carbonio Spiegare le differenze tra legami σ e π COMPETENZE Ricercare e ampliare autonomamanete le conoscenze OBIETTIVI MINIMI Riassumere la storia della teoria atomica Orbitali molecolari σ e π Isomeria: isomeri di posizione, conformazionali, geometrici e ottici Regole di priorità per i gruppi legati al doppio legame Proiezioni di Fischer Spiegare i diversi tipi di isomeria, facendo degli esempi per ciascuno di essi Effetto mesomerico Riconoscere le forme molecolari eclissate/sfalsate, a barca/sedia, cis/trans, E/Z, R/S Gruppi idrofili e idrofobici Enunciare le regole di priorità Intermedi di reazione: carbocationi, carbanioni e radicali Riconoscere un carbonio chirale Classificazioni delle reazioni organiche Riconoscere i gruppi con effetto induttivo e mesomerico Formule di struttura e nomenclatura degli idrocarburi alifatici, aliciclici e aromatici Riconoscere i reagenti nucleofili ed elettrofili Proprietà fisiche degli alcani Descrivere i carboanioni, i carbocationi e i radicali liberi Effetto induttivo UD Organica 2: gli idrocarburi Descrivere la teoria dell’ibridazione sp3, sp2 e sp degli orbitali del carbonio Reazioni degli alcani: Selezionare e analizzare le informazioni rilevanti da internet, e presentare le informazioni in modo appropriato, utilizzando anche PowerPoint, tabelle, grafici e diagrammi Discutere la natura delle teorie scientifiche Comunicare e presentare alcuni ‘key concepts’ in lingua inglese, utilizzando un lessico specifico Spiegare le proprieta’ fisiche dei composti organici sulla base delle interazioni intermolecolari Spiegare le proprietà chimiche e fisiche degli idrocarburi e dei loro derivati Collegare la configurazione con l’attività dei composti organici e biochimici Discutere il ruolo dei composti organici nella società moderna ed evidenziare le problematiche relative al loro impatto sull’ambiente Conoscere le differenze tra legami σeπ Descrivere la teoria dell’ibridazione sp3, sp2 e sp degli orbitali del carbonio Spiegare i diversi tipi di isomeria, facendo degli esempi per ciascuno di essi Scrivere le formule e attribuire i nomi dei principali idrocarburi alifatici e aromatici Riconoscere i principali gruppi funzionali Completare semplici reazioni organiche Scrivere la formula di semplici polimeri Riconoscere i principali materiali polimerici di uso quotidiano combustione e alogenazione Proprietà fisiche degli alcheni Reazioni di idrogenazione degli alcheni Reazioni di addizione elettrofila degli alcheni Regola di Markovnikov UD Organica 3: i derivati funzionali degli idrocarburici Polimerizzazione per addizione radicalica: polietilene a bassa e alta densità, polistirene e PVC La molecola del benzene come ibrido di risonanza Reazioni di sostituzione elettrofila del benzene Reattività del benzene monosostituito Gruppi funzionali, formule e nomenclatura dei principali alogenuri alchilici, alcoli, eteri, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, esteri, anidridi e ammine Proprietà fisiche e chimiche degli alcoli e acidi carbossilici Classificare le reazioni organiche in base al loro meccanismo di reazione Scrivere le formule e attribuire i nomi dei principali idrocarburi alifatici e aromatici Correlare l’uso di queste sostanze all’insorgenza del cancro e di altre patologie Progettare un esperimento Descrivere le principali reazioni di alcani, alcheni e areni Identificare i composti organici a partire dai gruppi funzionali Scrivere le formule e attribuire i nomi dei principali alcoli, fenoli, eteri, composti carbonilici, ammine, composti eterociclici e acidi carbossilici Descrivere le principali reazioni di alcoli, composti carbonilici, e acidi carbossilici Riconoscere i principali materiali polimerici di uso quotidiano Eseguire almeno 4 esperimenti (e.g. Saggio di Benedict, Saggio del biureto, Riconoscimento alcoli, Riconoscimento lipidi, Estrazione DNA) Sintesi degli alcoli Reazioni degli alcoli Reazioni di aldeidi e chetoni Sintesi degli acidi carbossilici Reazioni degli acidi carbossilici Sintesi delle ammidi UD Bio 1: Biochimica Le Biomolecole e il Spiegare la differenza tra catabolismo e anabolismo Comunicare e presentare alcuni ‘key concepts’ in lingua inglese, utilizzando un Spiegare la differenza tra catabolismo e metabolismo Gli elementi e le molecole della vita. Metabolismo, reazioni esoergoniche ed endoergoniche, reazioni accoppiate, anabolismo e catabolismo I glucidi e la loro classificazione generale Rappresentazioni dell'alfa e beta glucosio, galattosio, mannosio, fruttosio, ribosio e desossiribosio Legame glucosidico Formule di maltosio, saccarosio e lattosio Oligosaccaridi di membrana Polisaccaridi di riserva e di struttura: amido, glicogeno, cellulosa La posizione centrale nel glucosio nel metabolismo glucidico Riconoscere le formule dei principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi Descrivere la formazione e la rottura del legame glucosidico Descrivere la struttura e funzioni dei principali polisaccaridi Presentare le linee essenziali di glicogenolisi, gluconeogenesi, glicogenosintesi, glicolisi, ciclo di Krebs, fermentazione lattica e alcolica e ciclo dei pentoso-fosfati Elencare i lipidi semplici e quelli complessi Spiegare la funzione dei sali biliari e delle lipoproteine, descrivendo la differenza tra chilomicroni, LDL, VLDL e HDL Glicolisi Ciclo di Krebs Fosforilazione ossidativa e chemiosmosi Comparazione tra la resa della respirazione aerobia e di quella anaerobia Spiegare il diverso valore enrgetico di carboidrati e lipidi Descrivere la struttura primaria dei polipeptidi e delle proteine e la sua influenza sulla struttura secondaria terziaria Fermentazione alcolica e lattica Spiegare la struttura quaternaria delle proteine Cenni sugli altri destini del glucosio: glicogenogenesi, gluconeogenesi e la via del pentoso fosfato Evidenziare il ruolo delle proteine e degli enzimi negli organismi viventi Lipidi: gliceridi e fosfogliceridi, ceridi e steroidi Spiegare le vie metaboliche degli amminoacidi Spiegare l’importanza lessico specifico (linguistico) anabolismo Analizzare, sintetizzare, spiegare e comunicare il bisogno di energia per tutti gli organismi viventi Spiegare il ruolo dell’energia nei viventi Correlare comportamenti individuali all’insorgenza del cancro e di altre patologie Spiegare in cosa consiste una dieta bilanciata Spiegare l’importanza dei micronutrienti Riconoscere le formule dei principali carboidrati Discutere le conseguenze sulla salute umana dell’eccesso di grassi e zuccheri nelle diete della società occidentali Riconoscere la relazione tra la struttura delle biomolecole e le loro funzioni biologiche Acquisire le conoscenze necessaire per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie Porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico Discutere l’uso delle cellule staminali per riparare organi danneggiati Discutere il modo in cui vengono ottenuti gli organismi geneticamente modificati, per quali scopi sono utilizzati e quali rischi comportano Applicare in contesti reali le conoscenze e le abilita’ acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realta’ e alle questioni di bioetica Collegare le proprietà dei biomateriali al loro utilizzo Discutere l’impatto che le biotecnologie mediche hanno sulla salute umana Discutere le implicazioni etiche della clonazione e delle Presentare le linee essenziali di glicolisi, ciclo di Krebs, fermentazione lattica e alcolica Descrivere la struttura di base e le funzioni dei lipidi Conoscere le strutture delle proteine Evidenziare il ruolo delle proteine e degli enzimi negli organismi viventi Descrivere la struttura del DNA e dell’ RNA Presentare le linee essenziali de la duplicazione del DNA e della sintesi delle proteine Sintetizzare i piu’ importanti punti di controllo dell’espressione genica negli eucarioti Descrivere il ruolo degli enzimi di restrizione Spiegare cosa sono le cellule staminali Saper spiegare in cosa consistono le biotecnologie Funzioni lipidiche dei micronutrienti Formule e classificazione dei venti amminoacidi delle proteine Spiegare in cosa consiste una dieta bilanciata Legame peptidico UD Bio 2: Dal DNA alle proteine Struttura I, II, III e IV delle proteine Il ruolo degli enzimi Conoscere la struttura delle molecole del DNA e dell’RNA Cenni sulle altre funzioni proteiche: strutturale,di membrana, permeasi, recettori, antigeni, anticorpi, contrattili, di trasporto, tampone, energetica e ormonale Presentare le linee essenziali della duplicazione del DNA e della sintesi delle proteine Il catabolismo degli amminoacidi UD Bio 3: Biotecnologie e bioetica Saper riconoscere le vitamine e le loro funzioni Descrivere brevemente il metabolismo degli acidi nucleici La funzione coenzimatica delle vitamine Descrivere il ruolo degli enzimi di restrizione Le principali vitamine Spiegare in cosa consiste la PCR Dai Geni alle Biotecnologie Duplicazione del DNA Dal codice genetico alla trascrizione Splicing e splicing alternativo Illustrare i principali metodi di sequenziamento del DNA Riconoscre le caratteristiche degli OGM e il ruolo dell’ingegneria genetica Traduzione Virus e i batteri, cenni di morfologia. Spiegare cosa sono le cellule staminali e il loro utilizzo Genetica batterica il trasferimento orizzontale di geni: coniugazione, trasformazione, trasduzione. Dimostrare di conoscere l’impatto che le biotecnologie mediche hanno sulla salute umana Tecnologia del DNA ricombinante Saper spiegare in cosa consistono le principali biotecnologie Gli enzimi di restrizione Vettori ricombinanti La reazione a Catena della Polimerasi biotecnologie Discutere su come vengono ottenuti gli organismi geneticamente modificati, per quali scopi sono utilizzati e quali rischi comportano Sequenziamento genico col metodo Sanger Progetto genoma umano Librerie genomiche e collezioni di vettori plasmidici Piante transgeniche ad alto contenuto nutrizionale Piante Bt Biorisanamento, biosensori, biofiltri, compost, biocarburanti Farmaci prodotti con l'ingegneria genetica Anticorpi monoclonali e loro uso Terapia genica Cellule staminali Clonazione di mammiferi e animali transgenici Problemi di bioetica legati alle biotecnologie UD Terra 1: La dinamica della Litosfera La teoria di Wegener: prove e lacune. Descrivere il ciclo litogenetico L'isostasia Il contributo degli studi oceanografici fornito alle teorie mobiliste La morfologia dei fondali oceanici: fosse, dorsali, faglie trasformi, seamounts e guyots, piana abissale, zoccolo continentale Spiegare la differenza tra crosta continentale e crosta oceanica Descrivere il modello a strati concentrici e utilizzare la sismologia per giustificarlo Descrivere criticamente le teorie fissiste Paleomagnetismo, migrazione apparente dei poli magnetici, inversioni di polarità Illustrare le prove a favore e i problemi della teoria di Wegener La teoria dell'espansione dei fondali oceanici Descrivere la morfologia dei fondali oceanici e le caratteristiche dei Saper giungere ad una sintesi unificatrice che veda la Terra come sistema integrale in evoluzione Spiegare la differenza tra crosta continentale e crosta oceanica Applicare le conoscenze scientifiche a diverse situazioni concrete e utilizzarle per la soluzione di problemi, relativi al contesto fisico-chimico ambientale, che si riflettono sulla vita umana Descrivere il modello a strati concentrici Essere in grado di analizzare le interrelazioni tra i fenomeni che avvengono a livello delle diverse organizzazioni del pianeta (litosfera, atmosfera, idrosfera, biosfera) Riconoscere l’importanza di valutare i rischi (idrogeologico, inquinamento Illustrare le prove a favore e i problemi della teoria di Wegener Descrivere la morfologia dei fondali oceanici Descrivere la teoria dell’espansione dei fondali Descrivere le La teoria della tettonica a placche Genesi ed espansione oceanica Sistemi arco-fossa Hot spots UD Terra 2: Storia del Pianeta Ipotesi sul meccanismo che muove le placche Processi orogenetici Fossili, datazione assoluta e relativa UD Terra 3: L’atmosfera e le perturbazioni atmosferiche Principali eventi geologici e biologici del Precambriano e delle ere Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica Composizione di Omosfera ed Eterosfera La struttura a strati dell'atmosfera Ozonosfera e Ionosfera Inquinamento atmosferico Il Bilancio termico ed Effetto serra La pressione atmosferica, aree cicloniche e anticicloniche I venti: effetto Coriolis, Brezza di mare e di terra, monsoni, föhn, venti planetari L’umidità dell’aria, nebbia e nuvole Le perturbazioni atmosferiche: il fronte polare e l’evoluzione dei cicloni delle medie latitudini; cicloni tropicali e tornado; le carte sinottiche delle previsioni del tempo Tempo e Clima sedimenti oceanici Illustrare gli studi di paleomagnetismo Descrivere la teoria dell’espansione dei fondali oceanici Spiegare la differenza tra i diversi tipi di margine in relazione alle attivita’ sismiche e vulcaniche Descrivere le caratteristiche delle placche e i loro movimenti Descrivere come si origina un oceano e un sistema arco-fossa Descrivere i diversi meccanismi orogenetici Spiegare la teoria della tettonica a placche come modello dinamico globale acqua, aria e biologico) e di adottare il principio di precauzione per la salvaguardia della salute e dell’ambiente caratteristiche delle placche Descrivere come si origina un oceano Descrivere con esempi appropriati i diversi meccanismi orogenetici Spiegare la teoria della tettonica a placche intesa come modello dinamico globale Delineare i principi della cronologia relativa Spiegare le tecniche di datazione radiometrica Conoscere le caratteristiche chimiche e fisiche dell’atmosfera e la sua suddivisione Descrivere i principali processi di fossilizzazione Conoscere i modelli che spiegano l’origine dei venti e delle perturbazioni atmosferiche Delineare i principi della cronologia relativa e assoluta Illustrare gli effetti degli interventi umani sull’atmosfera Indicare le possibili cause dell’estinzione di massa cretacea Descrivere i principali eventi geologici, climatici e biologici delle varie ere Saper illustrare sinteticamente la composizione e la struttura dell’atmosfera, Esporre i modelli teorici che sono stati elaborati per spiegare l’origine delle perturbazioni Illustrare gli effetti degli interventi umani sull’atmosfera
