Programmazione annuale Docente: Marcon Cristina
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Programmazione annuale a.s. 2012/2013 Marcon Cristina Materia: Scienze Classe: 3 BSA Docente: 1. Nel singolo consiglio di classe sono stati definiti i seguenti obiettivi educativo-cognitivi generali: v. verbale consiglio di classe 2. In relazione alla programmazione curricolare, si prevede il conseguimento dei seguenti obiettivi disciplinari in termini di: cognitivi CONOSCENZE Le leggi dei gas La mole La struttura dell'atomo Il sistema periodico degli elementi I legami chimici Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia La fotosintesi e la respirazione cellulare La fermentazione DNA e RNA Sintesi delle proteine Regolazione genetica Microevoluzione e macroevoluzione. COMPETENZE Uso dei termini specifici della biologia e della chimica descrivere i fenomeni chimici e biologici in modo dettagliato descrivere i fenomeni biologici utilizzando anche conoscenze di fisica e di chimica uso vocabolario tecnico-scientifico internazionale in preparazione del CLIL in inglese obbligatorio al quinto anno Cominciare a usare le fonti originali (sempre in inglese per le nuove scoperte scientifiche) Cogliere il nesso che lega cultura scientifica e tradizione umanistica e in generale le intersezioni fra i saperi Cogliere, anche in dimensione storica, la logica di sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica Contestualizzare risultati e metodi dello sviluppo scientifico e tecnologico ABILITÀ riconosce i collegamenti e le interazioni fra i fenomeni studiati individua le implicazioni sociali del progresso tecnologico della scienza riorganizza in sintesi le conoscenze acquisite ristrutturandole secondo percorsi alternativi Potenziare la consapevolezza che gran parte dei fenomeni consiste in trasformazioni chimiche Saper progettare semplici esperimenti Acquisire elasticità mentale passando da linguaggio specifico in lingua madre a quello in inglese Applicare le conoscenze acquisite alla vita reale Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti Saper riconoscere e stabilire relazioni La classe svolgerà due moduli in lingua inglese con metodologia CLIL : uno il primo quadrimestre sulla tavola periodica e uno il secondo quadrimestre sul DNA. Userò una metodologia abbastanza tradizionale inizialmente basata su presentazione multimediale. Verrà dato agli studenti un foglio per appunti agevolati in lingua inglese Verrà attuata massima l’interazione, code switching, flag and boss, feedback, documenti originali anche multimediali per aumentare l’autorevolezza e l’attualità dei temi Verranno eseguiti esercizi su terminologia (crossword in pairs, vuoto di informazione, creazione di definizioni e risoluzione di definizioni e risoluzioni di definizioni, grande interattività orale degli studenti,…) Molto importanti saranno le discussioni e i lavori di gruppo sui temi trattati ( L’attività di dibattito promuove il pensiero astratto e quello analitico, stimola la creazione di punti di vista personali, sviluppa tecniche di persuasione e di valutazione critica, rinforza la capacità di parlare in pubblico…) Anche la ricerca in internet sarà attuata perchè sviluppa la capacità di valutazione critica, di analisi e di sintesi delle informazioni 4. CONTENUTI DISCIPLINARI E TEMPI DI REALIZZAZIONE ESPOSTI PER:Moduli organizzati in unità didattiche Monte ore previsto: ore 165 TITOLO DEI MODULI 1. ripasso 2. Leggi dei gas 3. La mole 4. Le particelle dell’atomo 5. La struttura dell’atomo 6. The periodic table 7. I legami chimici 8. Le nuove teorie di legame 9. Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia 10. La fotosintesi e la respirazione cellulare 11. la genetica molecolare 12. la regolazione genica 13. microevoluzione e macroevoluzione Unità didattica Capitolo 0 Le proprietà dello stato gassoso ore 5 4 6 7 8 10 8 3 7 PERIODI settembre settembre ottobre ottobre ottobre novembre novembre novembre dicembre 14 Dicembre- gennaio 20 12 15 Febbraio- marzo marzo Aprile-maggio Competenze Traguardi formativi Indicatori 1a. Spiegare il comportamento macroscopico dei gas sulla base della loro natura particellare - Descrive il modello particellare di un gas e lo sa mettere in relazione il concetto di pressione Saper riconoscere e stabilire relazioni 1c. Indicare come la teoria cineticomolecolare spiega le leggi dei gas - Mette in relazione l’energia cinetica media della particelle di un gas con la sua temperatura Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti 2a. Descrivere le osservazioni sperimentali che hanno condotto alla formulazione delle leggi dei gas 2c. Giustificare sperimentalmente il principio di Avogadro - Spiega il comportamento dei gas ideali in funzione delle variazione di pressione, volume e temperatura -conosce e risolve semplici problemi sulle leggi dei gas Unità didattica Competenze Traguardi formativi 1a. Essere consapevole della differenza tra quantità di materia e quantità di sostanza Capitolo 1 La quantità chimica: la mole Saper effettuare connessioni logiche 1c. Comprendere la relazione tra composizione percentuale in massa e composizione atomica di un composto Indicatori - Utilizza correttamente le unità di misura - Sa spiegare i rapporti di combinazione tra volumi di aeriformi - Comprende che il simbolismo delle formule ha una corrispondenza con grandezze macroscopiche Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori 2a. Determinare la massa molare di - Utilizza la tabella delle masse una sostanza nota la formula atomiche per determinare le masse molecolare/peso formula e molare di una sostanza Capitolo 1 La quantità chimica: Saper riconoscere e la mole stabilire relazioni Unità didattica Capitolo 2 2b. Utilizzare il concetto di mole per convertire la massa/il volume di una sostanza o il numero di particelle elementari in moli e viceversa - Applica le relazioni stechiometriche che permettono il passaggio dal mondo macroscopico al mondo microscopico 2c. Determinare la formula empirica e molecolare di un composto - Esegue calcoli con cui determinare la formula minima/molecolare o la composizione percentuale Competenze Traguardi formativi Indicatori Le particelle dell’atomo Saper riconoscere e stabilire relazioni 1a. Comprendere come prove - Individua i punti di forza e le sperimentali abbiano determinato il criticità del modello di Rutherford passaggio dal modello atomico di Thomson a quello di Rutherford 1b. Spiegare come la composizione del nucleo determina l’identità - Utilizza Z e A per stabilire quanti Cogliere, anche chimica dell’atomo nucleoni ed elettroni siano presenti in dimensione nell’atomo di una determinata storica, la logica specie atomica e viceversa di sviluppo della 1c. Spiegare come il diverso ricerca scientifica numero di neutroni, per un dato - Determina la massa atomica come e tecnologica elemento, influenza la massa valore medio in funzione della atomica relativa composizione isotopica dell’elemento Unità didattica Competenze Traguardi formativi Capitolo 2 Le particelle dell’atomo 2a. Descrivere le principali trasformazioni del nucleo correlandole al diverso contenuto di nucleoni Saper applicare 2b. Interpretare la legge del conoscenze decadimento radioattivo acquisite alla vita reale 2c. Descrivere le reazioni nucleari di maggiore interesse per la produzione di energia Unità didattica 1a. Distinguere tra comportamento ondulatorio e corpuscolare della radiazione elettromagnetica La struttura dell’atomo - Valuta in maniera corretta la misura, gli effetti e le applicazioni delle radiazioni - Correla il tempo di dimezzamento di un isotopo al suo utilizzo e a eventuali problemi di smaltimento - Spiega il meccanismo di reazione a catena adoperando il concetto di massa critica Competenze Traguardi formativi Capitolo 3 Indicatori Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti 1b. Riconoscere che il modello atomico di Bohr ha come Cogliere, anche in fondamento sperimentale l’analisi dimensione storica, spettroscopica della radiazione emessa dagli atomi la logica di sviluppo della ricerca scientifica e 1c. Comprendere come la teoria di de Broglie e il principio di tecnologica indeterminazione siano alla base di una concezione probabilistica della materia Indicatori - Interpreta il concetto di quantizzazione dell’energia e le transizioni elettroniche nell’atomo secondo il modello di Bohr - Illustra la relazione di de Broglie e il principio di Heisenberg Unità didattica Competenze Traguardi formativi Capitolo 3 La struttura dell’atomo Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici Unità didattica Indicatori 2a. Comprendere il significato di onda stazionaria e l’importanza della funzione d’onda ψ - Utilizza i numeri quantici per descrivere gli elettroni di un atomo 2b. Essere consapevole dell’esistenza di livelli e sottolivelli energetici e della loro disposizione in ordine di energia crescente verso l’esterno - Attribuisce a ogni corretta terna di numeri quantici il corrispondente orbitale 2c. Utilizzare la simbologia specifica e le regole di riempimento degli orbitali per la scrittura delle configurazioni elettroniche di tutti gli atomi - Scrive la configurazione degli atomi polielettronici in base al principio di Aufbau, di Pauli e alla regola di Hund Competenze Traguardi formativi 1a. Descrivere le principali proprietà di metalli, semimetalli e non metalli 1b. Individuare la posizione delle varie famiglie di elementi nella Saper classificare tavola periodica Capitolo 4 Indicatori - Classifica un elemento sulla base delle sue principali proprietà - Classifica un elemento in base alla posizione che occupa nella tavola periodica 1c. Spiegare la relazione fra Z, struttura elettronica e posizione degli elementi sulla tavola periodica - Classifica un elemento in base alla sua struttura elettronica 2a. Comprendere che la legge della periodicità è stata strumento sia di classificazione sia di predizione di elementi - Descrive come Mendeleev arrivò a ordinare gli elementi Il sistema periodico Saper effettuare connessioni logiche Cogliere, anche 2b. Discutere lo sviluppo storico in dimensione del concetto di periodicità storica, la logica di sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica 2c. Spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche degli elementi nei gruppi e nei periodi Unità didattica Competenze - Mette a confronto i criteri di classificazione del XIX secolo con l’ordinamento in base a Z crescente - Mette in relazione la struttura elettronica, la posizione degli elementi e le loro proprietà periodiche Traguardi formativi Capitolo 5 I legami chimici Saper riconoscere e stabilire relazioni Unità didattica 1a. Distinguere e confrontare i diversi legami chimici (ionico, covalente, metallico) - Riconosce il tipo di legame esistente tra gli atomi, data la formula di alcuni composti 1b. Stabilire in base alla configurazione elettronica esterna il numero e il tipo di legami che un atomo può formare - Scrive la struttura di Lewis di semplici specie chimiche che si formano per combinazione dei primi 20 elementi 1c. Definire la natura di un legame sulla base della differenza di elettronegatività - Individua le cariche parziali in un legame covalente polare Competenze Traguardi formativi 2a. Descrivere le proprietà osservabili dei materiali, sulla base della loro struttura microscopica Capitolo 5 I legami chimici Indicatori Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti Unità didattica 2b. Prevedere, in base alla posizione nella tavola periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi. 2c. Prevedere, in base alla teoria VSEPR, la geometria di semplici molecole Indicatori - Formula ipotesi, a partire dalle proprietà fisiche, sulla struttura microscopica di alcune semplici specie chimiche - Utilizza la tavola periodica per prevedere la formazione di specie chimiche e la loro natura - Spiega la geometria assunta da una molecola nello spazio in base al numero di coppie solitarie e di legame dell’atomo centrale Competenze Capitolo 6 Traguardi formativi Le nuove teorie del legame 1a. Comprendere il concetto di risonanza Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti Indicatori - Scrive le formule limite di una determinata struttura chimica 1b. Spiegare la teoria del legame di - Utilizza il modello dell’ibridazione degli orbitali per valenza e l’ibridazione degli orbitali atomici prevedere la geometria di una molecola e viceversa 1c. Comprendere i diagrammi di energia degli orbitali molecolari Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici 2a. Utilizzare le diverse teorie sui legami chimici per spiegare le proprietà e le strutture delle molecole 2b. Aver compreso il concetto di modello in ambito scientifico 2c. Aver compreso l’evoluzione storica dei modelli riguardanti la formazione dei legami chimici Unità didattica - Attribuisce il corretto significato alle diverse teorie di legame - È in grado di individuare punti di forza e punti di debolezza delle diverse teorie di legame Competenze Capitolo 7 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia - Individua i casi limite in cui la teoria di Lewis non è in grado di spiegare dati sperimentali e propone adeguati correttivi Saper riconoscere e stabilire relazioni Traguardi formativi Indicatori 1a. Individuare se una molecola è polare o apolare, dopo averne determinato la geometria in base al modello VSEPR - Stabilisce la polarità di una molecola sulla base delle differenze di elettronegatività e della geometria 1b. Correlare le forze che si stabiliscono tra le molecole alla loro eventuale miscibilità - Spiega la miscibilità di due o più sostanze in base alla natura delle forze intermolecolari 1c. Correlare le proprietà fisiche dei solidi e dei liquidi alle interazioni interatomiche e intermolecolari - Mette in relazione le proprietà fisiche delle sostanze alle forze di legame [ Unità didattica Competenze Traguardi formativi 2a. Prevedere la miscibilità di due sostanze tra loro Capitolo 7 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia Saper applicare 2b. Comprendere l’importanza del le conoscenze legame a idrogeno in natura acquisite alla vita reale 2c. Comprendere come la diversa natura delle forze interatomiche e Indicatori - Prende in esame le interazioni fra le molecole per stabilire se due sostanze sono miscibili - Giustifica le proprietà fisiche dell’acqua, la struttura delle proteine e di altre molecole in base alla presenza del legame a idrogeno -Riconduce a un modello il comportamento dello stato solido e dello stato liquido intermolecolari determini stati di aggregazione diversi a parità di temperatura Capitolo B1 COMPETENZE Individuare collegamenti relazioni. e Acquisire ed interpretare le informazioni. La fotosintesi e la respirazione cellulare TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI ◗ Comprendere che la fotosintesi è il processo che alimenta la biosfera di energia disponibile per i viventi perché è in grado di costruire molecole organiche a partire da molecole inorganiche. ◗ Collegare la fotosintesi alla produzione di materia organica. La fotosintesi immagazzina energia e rilascia ossigeno La fotosintesi. Gli organismi autotrofi. ◗ Comprendere come l’energia contenuta le molecole di ATP e NADPH prodotte durante la fase luminosa sono utilizzate nel ciclo di Calvin per sintetizzare materia organica. ◗ Definire gli organismi autotrofi distinguendoli dagli eterotrofi. ◗ Descrivere i principali pigmenti foto sintetizzanti. ◗ Descrivere la struttura di una foglia e del cloroplasto. ◗ Mettere in relazione gli elettroni emessi dalla clorofilla eccitata dalla luce con la produzione di ATP. ◗ Evidenziare che l’ossigeno liberato dalla fotosintesi proviene dalla molecola di acqua. ◗ Suddividere la fotosintesi in fase luminosa e ciclo di Calvin. ◗ Mettere in relazione il percorso non ciclico degli elettroni durante le reazioni luminose con la produzione di ATP e di NADPH. ◗ Spiegare in che modo la membrana del tilacoide partecipa alla produzione di ATP e NADPH. ◗ Descrivere il ciclo di Calvin mettendo in relazione i prodotti della fase luminosa con la riduzione del CO2. ◗ Evidenziare il ruolo dell’enzima rubisco e del ribulosio bifosfato. ◗ Identificare nel glucosio e nella gliceraldeide tre fosfato (G3P) le molecole chiave del metabolismo degli organismi autotrofi. ◗ Spiegare in che modo l’attività fotosintetica contrasta l’effetto serra. I pigmenti fotosintetici. La struttura della foglia, il cloroplasto. Il ruolo della luce nella fotosintesi. La sintesi dell’ATP. L’ossigeno fotosintesi. liberato dalla Le due fasi della fotosintesi. Il percorso degli elettroni durante la fase luminosa. Il ruolo svolto dalla membrana del tilacoide: la catena di trasporto degli elettroni e la chemiosmosi. Il ciclo di Calvin produce carboidrati La fissazione del CO2. L’enzima rubisco. La riduzione del CO2. La rigenerazione del ribulosio bifosfato. La sintesi delle altre molecole organiche a partire dal glucosio. Le foreste tropicali e l’effetto serra. Saper effettuare connessioni logiche. Saper riconoscere stabilire relazioni. e Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. ◗ Comprendere che attraverso la respirazione cellulare la cellula trasferisce l’energia dalle biomolecole, in particolare dagli zuccheri, all’ATP. ◗ Comprendere in che modo e in che misura le diverse tappe della demolizione del glucosio contribuiscono a rifornire la cellula di energia utilizzabile per svolgere le proprie funzioni. ◗ Comprendere che le nostre cellule quando si trovano in difficoltà perché carenti di ossigeno mettono in atto una strategia alternativa d’emergenza per continuare a ricavare energia dagli zuccheri. ◗ Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno. ◗ Spiegare il ruolo dei coenzimi NAD+ e il FAD. ◗ Identificare nella glicolisi la prima fase della demolizione del glucosio. ◗ Illustrare le due vie che può prendere il piruvato in presenza e in assenza di ossigeno. ◗ Elencare le tre fasi in cui può essere suddivisa la respirazione cellulare. ◗ Riassumere le reazioni glicolisi collocandole citoplasma della cellula. della nel ◗ Distinguere la fase preparatoria da quella di recupero energetico. ◗ Spiegare il processo di fosforilazione a livello di substrato che porta alla formazione di ATP durante la glicolisi. ◗ Spiegare come si forma l’acetilCoA. ◗ Individuare nei mitocondri la sede del ciclo di Krebs. ◗ Analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Krebs evidenziando quelle esoergoniche. ◗ Mettere in evidenza che al termine del ciclo di Krebs l’ossidazione del glucosio è completa. ◗ Mettere in relazione la discesa degli elettroni lungo la catena di trasporto e il processo chemiosmotico. ◗ Seguire il calcolo del guadagno energetico complessivo che si ottiene al termine dalla demolizione completa di una molecola di glucosio. ◗ Spiegare i fermentazione ossigeno. vantaggi della in carenza di ◗ Identificare nella rigenerazione del NAD+ lo scopo della fermentazione. ◗ Distinguere la fermentazione alcolica da quella lattica. ◗ Elencare alcuni prodotti alimentari ottenuti con il processo fermentativo controllato. La demolizione del glucosio libera energia L’ossidazione del glucosio. Il NAD+ e il FAD. La glicolisi. Il destino aerobico e quello anaerobico del piruvato. Le tre fasi della respirazione cellulare: la reazione preparatoria, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni. La respirazione cellulare produce diossido di carbonio e acqua Le fasi della glicolisi. La reazione preparatoria. Il ciclo di Krebs. La formazione dell’acetilCoA. Le tappe del ciclo di Krebs. La produzione di CO2. La catena di trasporto degli elettroni. Il ruolo svolto dalle membrane mitocondriali nella produzione di ATP tramite chemiosmosi. Il bilancio energetico dell’ossidazione del glucosio. La fermentazione è una via metabolica alternativa I pro e i contro della fermentazione. La rigenerazione del NAD+. La fermentazione alcolica e la fermentazione lattica. Le applicazioni pratiche della fermentazione. Individuare collegamenti relazioni. B2 e ◗ Comprendere la complessità del metabolismo cellulare e l’importanza dei punti chiave in cui degradazione e sintesi di biomolecole si incontrano. ◗ Distinguere il metabolismo cellulare in catabolismo e anabolismo. ◗ Individuare i diversi tipi di biomolecole degradate dalla cellula per ottenere energia. ◗ Identificare nell’acetil-CoA il prodotto intermedio attraverso cui tutte le vie cataboliche confluiscono nel ciclo di Krebs. ◗ Spiegare cosa s’intende per anabolismo e quali molecole sono utilizzate come materia prima per la sintesi di altre biomolecole. Le diverse vie metaboliche hanno punti chiave comuni. Il metabolismo cellulare. Le reazioni cataboliche. Il ruolo dell’acetil CoA. Le reazioni anaboliche. La genetica molecolare COMPETENZE Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI ◗ Comprendere come gli scienziati sono arrivati a identificare nel DNA il materiale genetico degli organismi viventi. ◗ Spiegare come Griffith è giunto a ipotizzare la presenza di un fattore trasformante nei batteri. Il ruolo del DNA nell’ereditarietà Il principio trasformante di Griffith. Gli esperimenti di Hershey e Chase. La struttura dei nucleotidi che formano il DNA e l’RNA. L’organizzazione strutturale a doppia elica del DNA. ◗ Ripercorrere le tappe e cogliere l’importanza delle intuizioni che hanno contribuito a mettere a punto il modello del DNA proposto da Watson e Crick. Saper effettuare connessioni logiche. ◗ Comprendere il meccanismo di duplicazione del DNA spiegando l’azione degli specifici enzimi e il ruolo svolto dai telomeri. ◗ Saper mettere in relazione la complessa struttura del DNA con la sua capacità di formare una copia identica di sé stesso. Acquisire interpretare e le ◗ Comprendere genotipo di che il ciascun ◗ Descrivere gli esperimenti di Hershey e Chase. ◗ Individuare le differenze tra i vari tipi di nucleotidi. ◗ Descrivere la struttura a doppia elica del DNA evidenziando la disposizione antiparallela dei due filamenti di nucleotidi. ◗ Descrivere la duplicazione semiconservativa del DNA. ◗ Spiegare le funzioni dei principali enzimi coinvolti nel processo di duplicazione. ◗ Mettere in relazione l’invecchiamento delle cellule con la perdita dei telomeri. ◗ Illustrare i meccanismi che portano alla formazione del filamento leader del filamento in ritardo. ◗ Identificare il ruolo dei frammenti di Okazaki. ◗ Descrivere l’azione dell’enzima ligasi. ◗ Spiegare la relazione che c’è tra un gene e una proteina. Il DNA è una molecola adatta alla duplicazione I tre stadi della duplicazione semiconservativa del DNA: srotolamento e apertura, appaiamento delle basi, unione dei due filamenti. L’azione degli enzimi primasi e DNA polimerasi. Il ruolo dei telomeri. La duplicazione filamento leader e filamento in ritardo. del del I frammenti di Okazaki. L’azione dell’enzima ligasi. I geni dirigono la sintesi delle proteine informazioni. organismo è legato al fenotipo tramite un codice che mette in relazione la struttura del DNA con quella delle proteine. ◗ Comprendere come, modificando l’RNA messaggero, è possibile ottenere proteine diverse a partire da un unico gene. ◗ Identificare nel codice genetico il mezzo per tradurre il messaggio scritto nel DNA nella sequenza di amminoacidi di una proteina. ◗ Descrivere come il messaggio genetico del DNA viene trasferito all’RNA. ◗ Evidenziare l’importanza del processo di maturazione dell’RNA messaggero negli eucarioti. ◗ Illustrare il ruolo dell’RNA di trasporto e dei ribosomi nella sintesi proteica. ◗ Illustrare le tre fasi del processo di traduzione. Il legame tra geni e proteine: la sintesi proteica. Il codice genetico. Il processo di trascrizione: la formazione dell’RNA messaggero. La maturazione dell’RNA messaggero: introni ed esoni. L’RNA di trasporto. Il ruolo dei ribosomi. Il processo di traduzione: inizio, allungamento e terminazione. Saper riconoscere stabilire relazioni. e ◗ Mettere in relazione le mutazioni del DNA con la funzionalità delle proteine e il conseguente effetto sul fenotipo. ◗ Distinguere le mutazioni germinali da quelle somatiche. ◗ Distinguere le mutazioni puntiformi da quelle per sfasamento del codice di lettura. ◗ Illustrare gli effetti delle mutazioni sulle proteine e sulla funzionalità delle cellule e degli organismi. ◗ Chiarire gli effetti del processo di trasposizione sul genotipo e sul fenotipo. Acquisire e interpretare le informazioni. Capitolo B3 COMPETENZE Individuare collegamenti relazioni. e ◗ Comprendere come lo studio di virus e batteri e dei rispettivi cicli riproduttivi abbia contribuito a chiarire i meccanismi genetici. ◗ Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno. ◗ Illustrare le modalità di infezione cellulare adottata da un retrovirus come l’HIV. ◗ Descrivere come i batteri possono modificare il proprio patrimonio genetico. Le mutazioni cambiano la sequenza delle basi nel DNA Mutazioni germinali e somatiche. Mutazioni puntiformi e di sfasamento. Effetto delle mutazioni sulle proteine. I trasposoni. I virus e i batteri sono utili negli studi e nelle applicazioni genetiche Ciclo litico e ciclo lisogeno dei batteriofagi. I retrovirus: l’HIV. Il trasferimento di geni tra batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione. La regolazione genica TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI ◗ Saper collegare il meccanismo di attivazione e disattivazione dei geni strutturali dei procarioti con la capacità di questi ◗ Spiegare perché si è arrivati a ipotizzare che i procarioti accendano e spengano geni. I procarioti controllano l’espressione genica La regolazione genica nei procarioti. Il modello dell’operone. ◗ Illustrare la struttura dell’operone. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Acquisire ed interpretare le informazioni. organismi di regolare il proprio metabolismo. ◗ Distinguere l’operone inducibile da quello reprimibile. ◗ Comprendere che le cellule degli organismi eucarioti pluricellulari hanno tutte lo stesso patrimonio genetico, ma lo esprimono in modo diverso. ◗ Mettere in relazione la specializzazione delle cellule eucariotiche con la regolazione genica. Correlare la totipotenza delle cellule con la possibilità di produrre un intero organismo. ◗ Distinguere la clonazione riproduttiva da quella terapeutica. Negli eucarioti l’espressione genica specializza le cellule La specializzazione cellule. ◗ Descrivere l’organizzazione del materiale genetico all’interno del nucleo della cellula. Negli eucarioti l’espressione genica è controllata a vari livelli I nucleosomi. Eterocromatina ed eucromatina. La regolazione della trascrizione: fattori e attivatori di trascrizione. L’elaborazione dell’mRNA: lo splicing e lo splicing differenziato. Il controllo di traduzione. Il controllo post-traduzione. ◗ Comprendere che le complesse strategie messe in atto dagli eucarioti durante la produzione delle proteine sono alla base dei diversi compiti svolti da cellule diverse. ◗ Comprendere come le fasi dello sviluppo embrionale siano regolate da fattori che accendono e spengono i geni. ◗ Comprendere come lo studio di particolari sequenze geniche sia importante anche per gli scienziati che si occupano di evoluzione. Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. ◗ Comprendere che stili di vita poco sani, mutazioni geniche acquisite nel corso della vita favorite da agenti cancerogeni, uniti ad una predisposizione genetica, contribuiscono allo sviluppo del cancro. ◗ Distinguere l’eterocromatina dall’eucromatina. ◗ Spiegare come i fattori e gli attivatori di trascrizione regolano la prima fase della sintesi proteica. ◗ Spiegare il processo di splicing distinguendo gli introni dagli esoni. ◗ Descrivere in che modo può essere controllato il processo di traduzione. ◗ Illustrare alcune delle modalità che possono rendere funzionale una proteina. ◗ Descrivere gli eventi che determinano la morfogenesi in un organismo modello come Drosophila melanogaster. ◗ Definire i geni omeotici. ◗ Spiegare l’importanza evolutiva della sequenza omeobox. ◗ Evidenziare la presenza dello stesso omeodominio in organismi anche distanti dal punto di vista evolutivo. ◗ Descrivere il fenomeno dell’apoptosi. ◗ Mettere in relazione il ciclo cellulare con lo sviluppo del cancro. Descrivere l’azione dei geni che controllano il ciclo cellulare. ◗ Mettere in relazione le mutazioni a carico di protoncogeni e geni soppressori dei tumori con l’alterazione del ciclo cellulare. ◗ Descrivere la segnale. ◗ Spiegare il cancerogenesi. trasduzione del processo di Le proteine regolatrici. delle La clonazione riproduttiva, e la clonazione terapeutica. Nello sviluppo è importante il controllo dell’espressione genica Le tappe fondamentali dello sviluppo. I geni omeotici. L’omeobox. L’omeodominio. L’apoptosi. Le mutazioni genetiche possono provocare il cancro Il controllo del ciclo cellulare. I protoncogeni e i geni soppressori dei tumori. Le mutazioni nei protoncogeni e nei geni soppressori dei tumori. La trasduzione del segnale. L’alterazione del ciclo cellulare. Le fasi di sviluppo di un tumore maligno. ◗ Descrivere le terapie per curare il cancro. Capitolo B4 COMPETENZE Individuare collegamenti relazioni. e Microevoluzione e macroevoluzione TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI ◗ Comprendere i meccanismi responsabili dell’incremento e della conservazione della variabilità genetica all’interno di una popolazione. ◗ Definire con precisione cosa s’intende per popolazione e pool genico. La genetica di popolazione spiega la microevoluzione Il pool genico. Il principio di HardyWeinberg. ◗ Spiegare il principio di HardyWeinberg in termini di frequenza degli alleli nel pool genico. ◗ Mettere in relazione le mutazioni e la ricombinazione sessuale con l’incremento della variabilità genetica. ◗ Spiegare in che modo la variabilità genetica all’interno di una popolazione, l’accoppiamento non casuale e il flusso genico favoriscono la microevoluzione. ◗ Descrivere i diversi effetti della selezione naturale. ◗ Illustrare, fornendo esempi, la deriva genetica e le modalità attraverso cui si può realizzare. Saper effettuare connessioni logiche. La diagnosi e la terapia del cancro. ◗ Acquisire il concetto di specie e i diversi modi di definirlo e comprendere i fattori che mantengono separate le specie. ◗ Confrontare il concetto evolutivo di specie con la definizione di specie biologica. Le mutazioni e la ricombinazione sessuale. L’accoppiamento non casuale e il flusso genico. I tre tipi di selezione naturale: stabilizzante, direzionale, divergente. La deriva genetica: l’effetto collo di bottiglia e l’effetto del fondatore. L’origine di nuove specie è alla base della biodiversità Il concetto evolutivo di specie. La specie biologica. Le barriere riproduttive prezigotiche e postzigotiche. ◗ Illustrare i principali meccanismi di isolamento prezigotico. Spiegare in che modo le barriere riproduttive postzigotiche possono impedire lo scambio di geni tra popolazioni diverse. Individuare collegamenti relazioni. e ◗ Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa di nuove specie comprendendo come il successo evolutivo di una specie sia in relazione con il suo grado di adattamento all’ambiente e con la sua capacità di modificarsi insieme a esso. ◗ Spiegare in che modo due popolazioni separate geograficamente possono diventare due specie distinte. ◗ Descrivere mediante esempi il fenomeno della radiazione adattativa. ◗ Correlare la speciazione simpatrica con il fenomeno della poliploidia nelle piante. ◗ Distinguere l’autoploidia L’isolamento geografico può favorire la speciazione Le barriere geografiche. La speciazione allopatica La radiazione adattativa. La speciazione simpatrica. Poliplodia, alloploidia. autoploidia, dall’alloploidia. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. ◗ Comprendere come le sempre più ampie conoscenze della regolazione dello sviluppo embrionale e in campo genetico contribuiscano a scoprire i meccanismi che determinano l’evoluzione delle specie. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. ◗ Esemplificare il modello speciazione graduale. della ◗ Delineare gli aspetti significativi della teoria equilibri intermittenti. più degli ◗ Correlare l’individuazione di uno stesso gene in animali diversi con la presenza dello stesso tipo di organi. ◗ Spiegare la relazione fra espressione differenziale dei geni e l’evoluzione. La speciazione può essere graduale oppure rapida Il modello graduale di speciazione. Il modello degli equilibri intermittenti. La speciazione rapida si spiega anche con la genetica dello sviluppo Il riconoscimento degli stessi geni in animali diversi. L’espressione differenziale dei geni. 4. METODI Problematizzazione dell’argomento, lezione frontale e circolare, discussione, schemi riassuntivi, lavoro di gruppo, recupero curricolare e lavoro domestico, Clill. 5. MEZZI Testo in adozione: g.Valitutti M. Falasca A.Tifi A.Gentile CHIMICA CONCETTI E MODELLI Zanichelli editore; Sylvia S. Mader IMMAGINI E CONCETTI DELLA BIOLOGIA Zanichelli editore ,eventuali integrazioni ricavate da riviste e da testi specializzati, uso computer e videoproiettore e LIM Prodotti multimediali Appunti di lezione 6. SPAZI Il laboratorio, eventuali visite di istruzione, la biblioteca, l’aula audiovisiv 7. CRITERI E STRUMENTI DI VALUTAZIONE Oltre alle verifiche sommative di fine modulo sono state previste anche verifiche orali individuali e circolari perché ritenute insostituibili per capire se lo studente è in grado di gestire dal punto di vista emotivo un colloquio utilizzando un linguaggio adeguato. Le verifiche scritte saranno costituite da quesiti tipologicamente diversi (a risposta multipla, a completamento, esercizi vero/falso, accoppiamenti di termini e definizioni, risposte brevi argomentate, risoluzioni di esercizi e problemi). Le relazioni di laboratorio saranno parte integrante della valutazione finale. Le valutazioni quadrimestrali saranno per il primo quadrimestre minimo due per lo scritto e due per l’orale per studente. Per le griglie di valutazione si rimanda al POF dipartimento di Scienze Cittadella, 30/10/2012 firma del docente Cristina Marcon
