PROGRAMMA SVOLTO DISCIPLINA Scienze Naturali DOCENTE Michele Iannazzo CLASSE 4A A.S. 2015/2016 ____________________________________________________________________ Impegno didattico Ore settimanali: Ore didattiche previste: Ore didattiche effettivamente svolte: 2 66 46 Libro di testo Autore/i: H. Curtis, N. Sue Barnes, A. Schnek, G. Flores Titolo: Introduzione alla biologia. Azzurro – Dalla genetica al corpo umano Codice ISBN: 9788808436733 Casa Editrice: Zanichelli Luogo: Bologna Edizione 5a ____________________________________________________________________________ nerale propedeutica alla chimica organica Sistema periodico degli elementi. Conformazione elettronica degli elementi. Orbitali molecolari. Elettronegatività. Richiami di chimica generale -Elettronegatività. Affinità elettronica. Energia di ionizzazione. I legami chimici, il legame covalente. Geometria molecolare. Modello VSEPR. Teoria del legame di valenza. Gli orbitali e il legame chimico. Il legame sigma e la sovrapposizione frontale degli orbitali. Il legame pi-greco e la sovrapposizione laterale degli orbitali. Il berillio e l’ibridazione “sp”. Il boro e l’ibridazione “sp2”. Il carbonio e l’ibridazione “sp3”. Chimica organica Introduzione alla chimica organica: Il carbonio e le sue proprietà chimiche. Come si scrivono le formule di struttura. Formule di struttura semplificate. La carica formale. La risonanza. Ibridazione “sp3”. E struttura tetraedrica del metano e dell’etano. La struttura del metano. La struttura dell’etano. Ibridazione “sp2” e struttura planare etilene. La struttura dell’etilene. Ibridazione “sp” e la struttura lineare dell’etino o acetilene. Struttura dell’etino. Elettroni delocalizzati, risonanza e struttura del benzene. L’isomeria: isomeria di struttura. La stereoisomeria. Gli idrocarburi: La classificazione dei composti organici e degli idrocarburi. Generalità, gli idrocarburi alifatici. I composti aciclici. I composti carbociclici. I composti eterociclici. La classificazione dei composti organici in base ai gruppi funzionali. Gli alcani: La struttura degli alcani. Nomenclatura tradizionale e IUPAC dei composti organici. Regole IUPAC per la nomenclatura degli alcani. Alchili e alogeni come sostituenti. L’applicazione delle regole IUPAC. La nomenclatura e le conformazioni dei cicloalcani. Isomeria cis-trans nei cicloalcani. Gli alcheni: Struttura degli alcheni. Il modello orbitalico del doppio legame, il legame π. Nomenclatura degli alcheni. Gli alchini: Struttura degli alchini. Il modello orbitalico del triplo legame. Nomenclatura degli alchini. I composti aromatici: Il benzene. Alcune caratteristiche del benzene. La struttura di Kekulè del benzene. Da Mendel alla genetica moderna. Lo studio della genetica è iniziato con Mendel: La trasmissione delle caratteristiche ereditarie segue regole ben precise. Mendel fu il primo a utilizzare il metodo scientifico. La prima legge di Mendel viene detta legge della dominanza. La seconda legge di Mendel è detta legge della segregazione. Nel genotipo gli alleli per un carattere possono essere uguali o diversi. Con un semplice schema si possono determinare i genotipi dei discendenti. La terza legge di Mendel è detta legge dell’assorbimento indipendente. Diverse malattie umane hanno origine genetiche: Gran parte delle malattie autosomiche sono causate da un allele recessivo (fenilchetonuria, malattia di Tay-Sachs, anemia falciforme, anemia mediterranea, fibrosi cistica). Alcune malattie autosomiche sono provocate da un allele dominante (il nanismo acondroplastico, corea di Huntington). Il lavoro di Mendel ebbe importanti sviluppi: Esistono diverse eccezioni alle leggi di Mendel. Le mutazioni sono variazioni dell’assetto genetico. Dominanza incompleta e codominanza sono interazioni tra alleli dello stesso gene. Un gene può possedere più di due forme alleliche (alleli multipli). L’eredità poligenica è un’interazione tra alleli di geni diversi (eredità poligenica). I gruppi sanguigni umani sono il risultato di alleli multipli: Un singolo gene può avere effetti multipli. I caratteri genetici possono essere influenzati dall’ambiente. Conferme successive delle teorie mendeliane: Esiste una relazione tra le teorie di Mendel e il processo di meiosi. Il sesso di un individuo è determinato da una coppia di cromosomi. Morgan condusse i suoi studi sui geni portati dai cromosomi sessuali. Il cromosoma Y porta meno geni del cromosoma X. Esistono diverse malattie umane legate ai cromosomi sessuali (daltonismo, emofilia, distrofia muscolare di Duchenne, sindrome dell’x fragile, favismo, sindrome di klinefelter, sindrome di Turner. Il DNA e la sintesi proteica Il DNA è stato oggetto di un lungo studio: Molti scienziati pensavano che il materiale genetico fosse costituito da proteina. Gli elementi di base del DNA sono i nucleotidi. Diversi scienziati contribuirono a definire la composizione del DNA. Le informazioni genetiche sono contenute nel DNA. La struttura del DNA venne scoperta da Watson e Crick: Watson e Crick furono capaci di organizzare i dati che erano a loro disposizione. Il modello del DNA proposto ha la forma di una doppia elica. La complessità del DNA varia molto tra le diverse specie di organismi. La molecola di DNA forma copie identiche di sé stessa: Il DNA si duplica con precisione grazie alla complementarietà dei due filamenti. Processo della duplicazione del DNA. Il DNA determina la struttura delle proteine: Il passaggio di informazioni dal DNA alla proteina è detto traduzione. L’RNA messaggero è coinvolto nel processo di trascrizione. I codoni sono segmenti di mRNA contenuti tre nucleotidi. Il codice genetico ha una valenza universale. La sintesi delle proteine è sotto il controllo del DNA: Le sequenze di nucleotidi vengono tradotte in sequenze di amminoacidi. Alla sintesi delle proteine partecipano anche gli RNA ribosomale e di trasporto. Il processo di traduzione avviene in fasi successive. Selezione naturale e speciazioni Esistono diverse modelli di selezione naturale: Il successo riproduttivo all’interno di una popolazione dipende dalla selezione naturale. Un fenotipo è il risultato dall’espressione di geni differenti e dell’interazione con l’ambiente. La selezione stabilizzante porta all’eliminazione dei caratteri esterni. La selezione divergente favorisce la permanenza dei caratteri estremi. La selezione direzionale favorisce una sola caratteristica estrema. La selezione bilanciata favorisce la varietà di fenotipi diversi. La selezione sessuale prevede una competizione per potersi accoppiare. Le specie tendono ad adattarsi all’ambiente: L’adattamento è una diretta conseguenza della selezione naturale. L’evoluzione di una specie può essere influenzata da quella di una specie diversa. Il processo di speciazione avviene in diversi modi: Gruppi di organismi soggetti a variazioni genetiche possono dare origine a nuove specie. Specie simili possono formarsi per evoluzione convergente. Nell’evoluzione divergente le popolazioni di una specie vengono separate. Il cambiamento morfologico è graduale la comparsa di un nuovo habitat favorisce una rapida speciazione. La teoria degli equilibri intermittenti si contrappone al gradualismo filetico. Data di compilazione: Palermo lì _____________ Firma degli alunni _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ Firma del docente _________________________________