Programma di SCIENZE NATURALI
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Liceo Scientifico Statale “Talete” Programma di SCIENZE NATURALI Anno scolastico 2015/2016 Classe: 3 sez. F (Liceo Scientifico tradizionale – Nuovo ordinamento) Libri di testo in adozione: Biologia - H. Curtis, N. Sue Barnes, A. Schnek, G. Flores “Invito alla biologia.blu - Cellula, evoluzione e biodiversità”, Ed. Zanichelli Chimica - G. Valitutti, M. Falasca, A. Tifi, A. Gentile “Chimica concetti e modelli.blu” volume unico, Ed. Zanichelli Docente: prof.ssa Alessandra TOMEI BIOLOGIA Modulo Modulo 1 Le basi chimiche dell'ereditarietà Contenuti - Modulo 2 Il codice genetico e la sintesi delle proteine - Modulo 3 La genetica di virus e batteri - La scoperta del DNA come molecola contenente le informazioni genetiche: l’esperimento di Hershey e Chase. I nucleotidi e la struttura a doppia elica del DNA. Il meccanismo di duplicazione del DNA e gli enzimi coinvolti: il filamento guida, il filamento in ritardo e i frammenti di Okazaki. La correzione degli errori nel corso della duplicazione del DNA: il proofreading e gli altri meccanismi di riparazione. La struttura dei cromosomi delle cellule procariote ed eucariote: cromatina, eterocromatina ed eucromatina. Le caratteristiche del DNA nel cromosoma eucariote: istoni e nucleosomi. La relazione tra geni e proteine e il "dogma centrale della biologia": l’esperimento di Beadle e Tatum. La struttura e il ruolo dell'RNA: la trascrizione del DNA. L'elaborazione dell'RNA messaggero nelle cellule eucariote: introni ed esoni e il processo di splicing. Il codice genetico e l’esperimento di Nirenberg e Matthaei. La traduzione dell'RNA messaggero: il ruolo dell’RNA transfert e quello dei ribosomi. Le mutazioni geniche: mutazioni spontanee e indotte. Le mutazioni puntiformi. Lo scambio di materiale genetico nei batteri o trasferimento genico orizzontale. Il materiale genetico extracromosomico dei batteri: i plasmidi. Il plasmide F e le cellule Hfr. La coniugazione, la trasformazione e la trasduzione generalizzata e specializzata. La struttura dei virus e il loro ciclo riproduttivo. La riproduzione dei batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno. I virus a RNA, in particolare i retrovirus a RNA (virus dell’HIV). Ore di lezione 8 6 6 Modulo 4 La genetica classica - - - Modulo 5 L’evoluzione secondo Darwin - Le leggi di Mendel: la legge della dominanza, la legge della segregazione e la legge dell'assortimento indipendente Le eccezioni alle leggi di Mendel: la comparsa delle mutazioni, la dominanza incompleta e la codominanza, gli alleli multipli, l'eredità poligenica, la pleiotropia. Gli studi di Morgan e la determinazione cromosomica del sesso: i caratteri legati al sesso come esempi di eccezioni alle leggi di Mendel. Le malattie genetiche legate ai cromosomi sessuali: daltonismo, emofilia, distrofia muscolare di Duchenne, favismo, sindrome dell’X fragile. Dal catastrofismo al gradualismo, dal creazionismo all’evoluzionismo. Le teorie evolutive prima di Darwin: Lamarck e l’ereditarietà dei caratteri acquisiti. La teoria evolutiva di Darwin ne “L’origine delle specie”: evoluzione per selezione naturale. Le prove a favore della teoria evolutiva. 6 3 CHIMICA Modulo Modulo 6 La classificazione della materia Modulo 7 Le reazioni chimiche e le leggi che le governano Modulo 8 La quantità chimica: la mole Modulo 9 Le particelle dell’atomo e le trasformazioni nucleari Contenuti - - Modulo 10 La struttura dell’atomo - - I diversi stati fisici della materia e i passaggi di stato. Le curve di riscaldamento e di raffreddamento delle sostanze pure. La composizione della materia: sostanze pure e miscugli. Le sostanze pure: gli elementi e i composti (molecolari e ionici). Simboli chimici e formule chimiche. I miscugli omogenei, i miscugli eterogenei e i colloidi. Le trasformazioni della materia: trasformazioni fisiche, chimiche e nucleari. Le reazioni chimiche e le leggi ponderali: la legge di Lavoisier, la legge di Proust e la legge di Dalton. La teoria atomica di Dalton e l’interpretazione a livello particellare delle leggi ponderali. Massa relativa e massa assoluta. La massa relativa degli atomi: l’unità di massa atomica. La massa molecolare e il relativo calcolo. Il concetto di mole e la massa molare. Il numero di Avogadro. L’applicazione del concetto di mole alle reazioni chimiche: cenni ai calcoli stechiometrici. La scoperta dell’esistenza delle particelle subatomiche: protoni, elettroni e neutroni e loro valori caratteristici di massa e carica elettrica. I modelli atomici di Thomson e Rutherford: l’esperimento di Rutherford. Le grandezze caratteristiche del nucleo atomico: il numero atomico e il numero di massa. Gli isotopi. I nuclei instabili e le trasformazioni del nucleo. I decadimenti radioattivi alfa, beta e gamma e le caratteristiche dei diversi tipi di radiazioni emesse. La legge del decadimento radioattivo e il tempo di dimezzamento. L’energia nucleare: fissione e fusione nucleare. La doppia natura della luce. Il modello atomico di Bohr: quantizzazione dell’energia e livelli energetici o orbite stazionarie. Le transizioni elettroniche e gli spettri a righe degli atomi. Il principio di indeterminazione di Heisenberg e la doppia natura dell’elettrone: l’ipotesi di De Broglie. L’equazione di Schrodinger e la funzione d'onda o funzione orbitale. La teoria atomica moderna: gli orbitali atomici ed i numeri quantici. Il principio di esclusione di Pauli. La configurazione elettronica degli atomi: il principio di Aufbau e la Ore di lezione 2 3 10 6 6 Modulo 11 Il sistema periodico - regola di Hund. Il sistema periodico di Mendeleev e la moderna tavola periodica degli elementi: periodi, gruppi, blocchi. La classificazione degli elementi in metalli, non metalli e semimetalli. La corrispondenza tra sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi. La notazione di Lewis. Le proprietà periodiche degli elementi: il raggio atomico, l’energia di ionizzazione, l’affinità elettronica, l’elettronegatività. Roma, 7 giugno 2016 GLI ALUNNI IL DOCENTE 2
