IIS "G.VERONESE" - Documento di progettazione V D Liceo Scienze Applicate –
prof.ssa Roberta Predonzan
- prof.ssa Roberta Predonzan
INDICE
A. NORMATIVA DI RIFERIMENTO
A1. Il profilo culturale, educativo e professionale dei licei
A2. Indicazioni Nazionali e OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO
A3. CONCETTI E PROCESSI UNIFICANTI e nuclei fondanti
A4. Il progetto LS-OSA e i percorsi curriculari del V anno del Liceo Scientifico Opzione Scienze Applicate
B. PROGRAMMAZIONE DIDATTICA
B1 REQUISISTI DI ACCESSO E LIVELLI DI PARTENZA
B2 CONOSCENZE E CONTESTI declinati in unità di apprendimento
B3 METODOLOGIA E ATTIVITÀ INTEGRATIVE
B4 VERIFICA E VALUTAZIONE
B5 ATTIVITA’ DI RECUPERO
-1-
2016-17
A. NORMATIVA DI RIFERIMENTO
La progettazione disciplinare nel triennio dei nuovi licei rimanda ai documenti relativi al Regolamento del 15 marzo 2010 sulla revisione dell’assetto ordinamentale, organizzativo e didattico
dei Licei e all’allegato Profilo culturale, educativo e professionale dei Licei.
A1. Il profilo culturale, educativo e professionale dei licei
“I percorsi liceali forniscono allo studente gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realtà, affinché egli si ponga, con atteggiamento
razionale, creativo, progettuale e critico, di fronte alle situazioni, ai fenomeni e ai problemi, ed acquisisca conoscenze, abilità e competenze sia adeguate al proseguimento degli
studi di ordine superiore, all’inserimento nella vita sociale e nel mondo del lavoro, sia coerenti con le capacità e le scelte personali”. (art. 2 comma 2 del regolamento recante
“Revisione dell’assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei licei …”).
Per raggiungere questi risultati occorre il concorso e la piena valorizzazione di tutti gli aspetti del lavoro scolastico:
lo studio delle discipline in una prospettiva sistematica, storica e critica;
la pratica dei metodi di indagine propri dei diversi ambiti disciplinari;
l’esercizio di lettura, analisi, traduzione di testi letterari, filosofici, storici, scientifici, saggistici e di interpretazione di opere d’arte;
l’uso costante del laboratorio per l’insegnamento delle discipline scientifiche;
la pratica dell’argomentazione e del confronto;
la cura di una modalità espositiva scritta ed orale corretta, pertinente, efficace e personale;
l‘uso degli strumenti multimediali a supporto dello studio e della ricerca.
Risultati di apprendimento comuni a tutti i percorsi liceali: a conclusione dei percorsi di ogni liceo gli studenti dovranno:
5. Area scientifica,
tecnologica
matematica
e
Comprendere il linguaggio formale specifico della matematica, saper utilizzare le procedure tipiche del pensiero matematico, conoscere
i contenuti fondamentali delle teorie che sono alla base della descrizione matematica della realtà.
Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche e delle scienze naturali (chimica, biologia, scienze della terra, astronomia),
padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze applicate.
Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e telematici nelle attività di studio e di approfondimento; comprendere la
valenza metodologica dell’informatica nella formalizzazione e modellizzazione dei processi complessi e nell’individuazione di
procedimenti risolutivi.
Opzione Scienze applicate
“Nell’ambito della programmazione regionale dell’offerta formativa, può essere attivata l’opzione “scienze applicate” che fornisce allo studente competenze particolarmente
avanzate negli studi afferenti alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e all’informatica e alle loro
applicazioni” (art. 8 comma 2).
Risultati di apprendimento per il liceo delle scienze applicate: gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni operative di laboratorio;
elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica;
analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati nella ricerca scientifica;
individuare le caratteristiche e l’apporto dei vari linguaggi (storico-naturali, simbolici, matematici, logici, formali, artificiali);
comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e vita quotidiana;
2
saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all’analisi dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e individuare la funzione dell’informatica nello sviluppo
scientifico;
saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti.
A2. Indicazioni Nazionali e OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO
Il quadro orario delle Scienze Naturali nel liceo delle scienze applicate è il seguente:
Scienze naturali (Biologia – Chimica - Scienze della Terra)
1° biennio
1°
anno
99
(3 ore settimanali)
2°
anno
132
4 ore
2° biennio
3°
anno
165
5 ore
4°
anno
165
5 ore
5° anno
165
5 ore
Obiettivi Specifici di Apprendimento (indicazioni nazionali) - II biennio e quinto anno
Nel secondo biennio si ampliano, si consolidano e si pongono in relazione i contenuti disciplinari, introducendo in modo graduale ma sistematico i concetti, i modelli e il formalismo che sono
propri delle discipline oggetto di studio e che consentono una spiegazione più approfondita dei fenomeni.
SCIENZE DELLA TERRA
BIOLOGIA
Secondo biennio
Si pone l’accento soprattutto sulla complessità dei sistemi e dei fenomeni biologici, sulle relazioni che
* Minerali e rocce
si stabiliscono tra i componenti di tali sistemi e tra diversi sistemi e sulle basi molecolari dei fenomeni
* Vulcanismo, sismicità, orogenesi
stessi.
* La superficie del pianeta dal punto di vista geodinamico
* Molecole informazionali: Struttura e funzione del DNA, sintesi proteica, codice genetico,
Quinto anno
meccanismi di regolazione genica
* La tettonica delle placche come modello unificante
* Forma e funzione degli organismi, in particolare dell'uomo: anatomia e funzioni metaboliche
* Approfondimenti su temi degli anni precedenti
CHIMICA
CHIMICA-BIOLOGIA Quinto anno
Adeguato spazio si darà agli aspetti quantitativi e quindi ai calcoli relativi e alle Chimica
applicazioni.
Nel quinto anno si approfondisce lo studio della chimica organica, con particolare riferimento a
Secondo biennio
materiali di interesse tecnologico e applicativo (polimeri, compositi ecc.) e si affronta lo studio di
concetti basilari della scienza dei materiali e delle loro principali classi (metalli, ceramiche,
I composti inorganici e la loro nomenclatura
Dalla struttura atomica al legame chimico: relazione tra struttura e semiconduttori, biomateriali ecc.).
Biologia
proprietà della materia, Le proprietà periodiche
* Biochimica (molecole biologiche e processi biochimici
Stechiometria
* Biologia molecolare:Ingegneria genetica
(retrovirus, enzimi di restrizione, DNA
Cenni di chimica organica
ricombinante,
PCR)
e
biotecnologie
e
terapie
geniche
La termodinamica
* Bioetica
Equilibri chimici
* Campi emergenti della biologia: genomica, proteo mica ecc.
Reazioni redox e acido-base
Fondamenti di elettrochimica
3
A3. CONCETTI E PROCESSI UNIFICANTI e nuclei fondanti
Per le Scienze Naturali è previsto l’insegnamento di Biologia, Chimica e Scienze della Terra in ogni anno, dal primo al quinto.
<< … Queste diverse aree disciplinari sono caratterizzate da concetti e da metodi di indagine propri, ma si basano tutte sulla stessa strategia dell’indagine scientifica
che fa riferimento anche alla dimensione di «osservazione e sperimentazione >>
<< L’apprendimento disciplinare segue quindi una scansione ispirata a criteri di gradualità, di ricorsività, di connessione tra i vari temi e argomenti trattati, di sinergia tra le discipline che formano il
corso di scienze le quali, pur nel pieno rispetto della loro specificità, sono sviluppate in modo armonico e coordinato >>
Si tratta pertanto di un insegnamento disciplinare ma integrato di saperi e metodo/i che richiede:
•
attenzione particolare per il percorso e per il processo dell’indagine scientifica
•
nuove forme di comunicazione e di cooperazione fra le discipline e fra i docenti
Sul piano curricolare: l’insegnamento delle scienze integrate intende ricondurre il processo dell’apprendimento verso lo studio della complessità del mondo naturale,
ricomponendo e tematizzando i saperi che solo per facilità di studio, quando necessario, possono essere affrontati separatamente. Si utilizzano nuovi strumenti per la didattica come, concetti e
processi unificanti, organizzatori concettuali e cognitivi. (LG)
Indicazioni metodologiche riportate nelle LG:
Didattica laboratoriale come strumento di raccordo tra discipline tradizionali e nuove discipline (scienze integrate e scienze applicate) e come atteggiamento mentale idoneo ad
affrontare situazioni problematiche
Trasferimento di saperi e competenze in progetti didattici che consentano una trattazione organica, forte di legami tra concetti, modelli, procedure e teorie; facendo riferimento anche al
National Science Education Standard statunitense
Valutazione pertinente, anche attraverso forme interdisciplinari di “integrazione delle scienze” facenti riferimento a competenze di progetto o di stage
Concetti e processi unificanti del NSES forniscono connessioni (collanti culturali) tra le discipline scientifiche e si pongono come categorie che permettono una facile transizione attraverso
vari domini di conoscenza:
1. modelli,
2. cause ed effetto,
3. misura, proporzioni, e quantità,
4. sistemi e modelli di sistema,
5. energia e materia,
6. struttura e funzione,
7. stabilità e cambiamento.
All’interno dei concetti e dei processi unificanti si collocano i nuclei essenziali delle singole discipline coincidenti con gli OSA.
A4. Il progetto LS-OSA e i percorsi curriculari del V anno del Liceo Scientifico Opzione Scienze Applicate
Il MIUR ha messo in atto una serie di misure di accompagnamento per aiutare le scuole nella progettazione dei nuovi licei e soprattutto nella preparazione delle nuove prove per l'esame di
Stato. Tra queste misure trova vita il progetto LS-OSA cui partecipano il Ministero dell'Istruzione (Direzione Generale Ordinamenti), l'Università di Roma3 e l'Accademia delle Scienze di
Torino.
Dopo la riunione di restituzione dei risultati del Convegno di Torino del progetto LS-OSA tenutasi a Verona l’ 11 luglio 2014, sul sito del MIUR sono stati pubblicati i percorsi formativi del V
anno per Fisica e per Scienze, assieme a una relazione di accompagnamento del prof. Settimio Mobilio (Roma 3).
I percorsi costituiscono una prima riflessione su come l'opzione scienze applicate si sta sviluppando e affermando nelle scuole. Essi saranno sottoposti all’esame e a una valutazione da parte
di tutte le scuole LS-OSA per una loro condivisione a livello nazionale. É pertanto fondamentale che la nostra scuola, l'indirizzo Scienze Applicate, i consigli di classe e i singoli docenti
seguano i lavori nella piattaforma dedicata al progetto per affinare sempre meglio i piani di lavoro.
" I percorsi curriculari sono strutturati in moduli didattici ciascuno dei quali articolato in unità; per ciascun argomento sono stati individuati: • i prerequisiti, cioè conoscenze, abilità e competenze da
sviluppare negli anni precedenti che gli studenti dovranno aver acquisito all’inizio del V anno; • i contenuti irrinunciabili, le abilità e le competenze che gli studenti dovranno acquisire al termine del
4
V anno. Per Scienze i moduli sono tre e precisamente: “Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi”, composto dalle unità didattiche “La Chimica del
Carbonio”, “Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività”, “Principali gruppi funzionali e loro reattività”, “Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività”, “Metabolismo
energetico”; il modulo “Le applicazioni dei processi biologici”, composto dalla unità didattica “Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante”, e il modulo “Il Pianeta Terra come
sistema integrato”, composto dalle unità didattiche “Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera” e “I modelli della tettonica globale”. Il peso dei tre
moduli e del 45%, 27.5% e 27.5% rispettivamente.
I percorsi saranno ora sottoposti al vaglio di tutte le scuole LS-OSA, che sono invitate a valutarli con molta attenzione, sia negli aspetti di attuazione delle Indicazioni Nazionali sia negli aspetti
propositivi di modifica delle Indicazioni stesse. La loro condivisione a livello nazionale è estremamente importante per consolidare l’indirizzo Scienze Applicate e poterlo in futuro migliorare, anche
attraverso una rivisitazione delle Indicazioni Nazionali."
Per quanto riguarda le simulazioni di seconda prova d'esame, il Ministero produsse uno stock di prove che furono somministrate nelle scuole nell'anno scolastico 2014-15; lo scorso anno
non ci furono simulazioni a testimonianza della complessità relativa alla messa a punto di prove ancora non basate su un quadro di riferimento nazionale per la II prova di scienze. A luglio
2016 è stata pubblicata in piattaforma una versione del Quadro per una condivisione con la comunità dei docenti di Scienze.
L’iter prevede che il Ministero subito dopo l’estate nomini una Commissione di Esperti per la validazione del documento prima della sua pubblicazione ufficiale, come già avvenuto per il
Quadro di Fisica. La versione pubblicata presenta elementi di novità rispetto al syllabus del 2014 ed elementi di criticità che dovranno essere attentamente valutati per la messa a punto di
un curricolo in grado di garantire una preparazione sicura degli studenti al sostenimento della prova d'esame.
B PROGRAMMAZIONE DIDATTICA
B1 REQUISITI D’ACCESSO E LIVELLI DI PARTENZA
La classe è composta da 25 allievi, un alunno si è aggiunto quest'anno essendo ripetente dalla classe quinta dello scorso anno.
Il profilo generale della classe evidenzia alunni che posseggono capacità e abilità diversificate, così come eterogeneo è lo studio individuale e l'impegno nell'applicazione e sviluppo delle
consegne scolastiche. Generalmente buono è invece il grado di attenzione in classe, l'interesse e la partecipazione al dialogo educativo anche sempre accompagnati da una certa vivacità e
purtroppo anche da episodi di intolleranza nei rapporti interpersonali.
I livelli di partenza appaiono differenziati e vedono coesistere elementi buoni sotto il profilo della preparazione e alunni in difficoltà, a causa di un metodo di studio ancora non del tutto
efficace o ad apprendimenti a volte superficiali e/o a scarso impegno. Si segnala che alcuni alunni arrivano spesso in ritardo e hanno già accumulato un buon numero di assenze.
B2 CONOSCENZE E CONTESTI declinati in unità di apprendimento – quinto anno
Recupero argomenti del quarto anno:
Contenuti
Abilità
Cap. 11 Atckins
Le redox e l’elettrochimica
1.
Le reazioni redox e la loro
rappresentazione
Le celle galvaniche
Le celle elettrolitiche
14 ore
5
Riconoscere il significato e l’importanza delle reazioni ossido –
riduttive nel mondo biologico e abiologico
Riconoscere in una reazione di ossido – riduzione, l’agente che
si ossida e quello che si riduce
Scrivere le equazioni redox bilanciate sia in forma molecolare
sia in forma ionica
Comprendere l’importanza delle reazioni redox nella
produzione di energia elettrica
Comprendere che le reazioni redox spontanee possono
generare un flusso di elettroni
Avere consapevolezza della relazione fra energia libera e
potenziale standard di una pila
Indicatori
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Individua l’agente ossidante e riducente applicando le
regole per la determinazione del n.o.
Bilancia le reazioni redox col metodo della variazione
del n.o. e con il metodo ionico – elettronico
Spiega il funzionamento della pila Daniell
Descrive le caratteristiche generali di una cella
elettrochimica
Comprende il significato di una pila, individuando
quale elettrodo funge da anodo e quale da catodo
Calcola la forza elettromotrice di una pila in condizioni
standard e non standard
Enuncia l'equazione di Nernst, ne comprende il
significato e la sa applicare a calcoli
Laboratorio
Albero dei metalli
Titolazioni redox
aspetti termodinamici della
reazione ferro solido/soluzione
di solfato di rame,
Pila Daniell
elettrolisi in soluzione acquosa
del cloruro di sodio e dello
ioduro di potassio,
elettrolisi dell’acqua con il
voltametro di Hoffman
Esprimere la concentrazione delle soluzioni che partecipano a
reazioni redox in termini di molarità e/o normalità
Stabilire confronti fra le celle galvaniche e le celle elettrolitiche
8.
Comprende il significato della serie dei potenziali
standard di riduzione
9. Applica i potenziali standard di riduzione a calcoli
elettrochimici
10. Valuta in quale verso procede spontaneamente una
reazione redox
11. Comprende il significato di una cella elettrolitica, in
riferimento ad alcuni esempi concreti di elettrolisi·
12. Comprende il significato delle leggi di Faraday e le sa
applicare a calcoli quantitativi.
Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum, Ranaldi – Il carbonio, gli enzimi, il DNA - S - Zanichelli
A. Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologia. Biochimica e metabolismi (75 ore)
Competenze generali di programma:
Classificare
Effettuare connessioni logiche, riconoscere o stabilire relazioni
Formulare ipotesi, risolvere problemi e trarre conclusioni in base all’analisi dei dati
Applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale, anche per porsi in modo critico e consapevole di fronte ai temi di carattere scientifico e tecnologico della società attuale
CAPITOLO C1 – Chimica organica: una visione d’insieme
Abilità
Classifica in base alla formula gruppi atomici e
molecole
Collega la struttura dei prodotti al meccanismo
di reazione che li ha generati
Indicatori
1.
2.
3.
4.
Collega la reattività alle caratteristiche strutturali
5.
di un atomo, di un gruppo di atomi o di una
molecola
6.
7.
Ottobre
Riconosce molecole organiche e inorganiche
Riconosce dalla formula grezza generale i vari tipi di idrocarburi e
dalla formula di struttura i gruppi funzionali e la classe chimica di
appartenenza
Riconosce e converte formule di struttura di molecole organiche
Individua all’interno di una molecola organica eventuali atomi
elettrofili e/o nucleofili
Individua all’interno di una molecola organica eventuali atomi e
gruppi atomici elettron-attrattori ed elettron-donatori
Distingue i prodotti della rottura omolitica di un legame covalente
da quelli di una rottura eterolitica dello stesso legame
Confronta la forza, come elettrofilo o nucleofilo, di atomi diversi,
considerando la presenza di gruppi elettron-attrattori ed elettrondonatori
Contenuti
Definizione di molecola organica e breve storia della chimica organica
Caratteristiche del carbonio
Ibridazione orbitalica dell’atomo di carbonio e conseguenze (tipo di legami e
geometria molecolare)
Tipi di idrocarburi e loro formula grezza
Nome e formula dei gruppi funzionali e delle relative classi chimiche dei
composti organici
Caratteristiche delle formule di struttura (topologica, condensata, razionale
e di Lewis) delle molecole organiche
Meccanismo omolitico ed eterolitico di rottura del legame covalente
Caratteristiche, forza ed esempi di atomi elettrofili e nucleofili
Effetto induttivo
Caratteristiche ed esempi di atomi e gruppi atomici elettron-attrattori ed
elettron-donatori
CAPITOLO C2 – Chimica organica: gli idrocarburi
Classifica un idrocarburo
1.
Coglie la relazione tra la struttura degli
idrocarburi e la loro nomenclatura
2.
3.
4.
Formula ipotesi, risolve problemi e trae
conclusioni sulle proprietà fisiche e chimiche di
6
5.
Collega nome o formula di un idrocarburo alla classe di
appartenenza
Sa assegnare il nome a un idrocarburo, nota la formula
Sa scrivere la formula di un idrocarburo, noto il nome
Sa prevedere le proprietà fisiche di un idrocarburo, noto il nome o
la formula
Descrive e rappresenta le reazioni delle varie classi di idrocarburi
Classi di idrocarburi e composti eterociclici aromatici e relative
caratteristiche strutturali
Regole di nomenclatura IUPAC
Proprietà fisiche e comportamento acido-basico delle varie classi di
idrocarburi
Meccanismi di reazione: reazione radicalica degli alcani, addizione
elettrofila ad alcheni e alchini, sostituzione elettrofila aromatica, riduzione
un idrocarburo
6.
Formula ipotesi sul numero e sulla struttura dei
possibili isomeri di un idrocarburo
Ottobre
Sa prevedere i prodotti di una reazione analoga a quelle studiate e
ne scrive la formula
7. Sa prevedere la selettività della reazione di addizione elettrofila, in
presenza di reagenti asimmetrici
8. Sa prevedere possibile esistenza, numero e struttura degli isomeri
di catena di un idrocarburo
9. Sa prevedere possibile esistenza, numero e struttura degli isomeri
di posizione di alcheni e alchini e degli isomeri geometrici degli
alcheni
10. Ipotizza struttura e stabilità dei possibili conformeri di cicloalcani
monociclici con cicli tra 3 e 6 termini
di alcheni e alchini, ossidazione degli idrocarburi
Regola di Markovnikov
Reazioni di idratazione in alcheni e alchini
Tautomeria cheto-enolica
Introduzione all'isomeria di struttura e alla stereoisomeria
Isomeria di catena
Isomeria di posizione, geometrica, conformazionale
CAPITOLO C3 – Chimica organica: alogeno derivati, alcoli ed eteri
Abilità
Classifica un derivato alchilico alogenato od
ossigenato
Indicatori
1.
2.
Coglie la relazione tra la struttura di un derivato
alchilico alogenato od ossigenato e la sua
nomenclatura
3.
4.
Formula ipotesi, risolve problemi e trae
conclusioni sulle proprietà fisiche e chimiche di
un derivato alchilico alogenato od ossigenato
Formula ipotesi sul numero e sulla struttura dei
possibili isomeri di un derivato alchilico
alogenato od ossigenato
Novembre
5.
6.
7.
Collega nome o formula di un derivato alchilico alogenato od
ossigenato alla classe e sottoclasse di appartenenza
Sa assegnare il nome a un derivato alchilico alogenato od
ossigenato, nota la formula
Sa scrivere la formula di un derivato alchilico alogenato od
ossigenato, noto il nome
Sa prevedere le proprietà fisiche di un derivato alchilico alogenato
od ossigenato, noto il nome o la formula
Descrive e rappresenta le reazioni delle varie classi di idrocarburi
Sa prevedere i prodotti di una reazione analoga a quelle studiate e
ne scrive la formula
Sa prevedere possibile esistenza, numero e struttura degli isomeri
di catena e di posizione di un derivato alchilico alogenato od
ossigenato
Contenuti
Classi (alogenuri alchilici, alcoli, eteri) e sottoclassi (es. classe: alcoli;
sottoclassi: glicoli) dei derivati alchilici alogenati od ossigenati e relative
caratteristiche strutturali
Regole di nomenclatura IUPAC
Proprietà fisiche delle varie classi di derivati alchilici alogenati od ossigenati
Meccanismi di reazione: sostituzione nucleofila, eliminazione
Esempi di reazioni caratteristiche dei composti studiati
Catalizzatori necessari nelle reazioni studiate
Comportamento acido-basico degli alcoli
Isomeria di catena e di posizione
CAPITOLO C4 – Chimica organica: stereoisomeria ottica
Abilità
Classifica una molecola come simmetrica o
asimmetrica, chirale o achirale
Coglie la relazione tra la struttura degli
stereoisomeri e la loro nomenclatura
Indicatori
1.
2.
Formula ipotesi sulle proprietà degli
stereoisomeri in base alla loro struttura
3.
4.
5.
6.
7.
7
Individua la presenza o assenza di uno o più elementi di simmetria
in una molecola
Individua la presenza o assenza di chiralità di un atomo di carbonio
in base al numero e al tipo di sostituenti
Sa rappresentare una molecola con le proiezioni di Fischer
Sa assegnare ai sostituenti di un atomo di carbonio la priorità CIP
Sa assegnare il nome a uno stereoisomero, nota la formula,
secondo la convenzione relativa o assoluta
Comprende i fattori che influenzano la presenza o l’assenza di
attività ottica, il valore del potere rotatorio e del potere rotatorio
specifico
Sa prevedere la presenza o l’assenza di attività ottica in base alla
struttura del composto
Contenuti
Definizione di simmetria e chiralità
Elementi di simmetria
Condizioni di chiralità di un atomo di carbonio
Regole di costruzione delle proiezioni di Fischer
Criteri di priorità CIP
Convenzione di Fischer-Rosanoff
Convenzione R, S
Componenti, funzionamento e uso del polarimetro
Concetti di attività ottica, potere rotatorio, potere rotatorio specifico,
racemo, forma meso, enantiomeri e diasteroisomeri
8.
Novembre
Sa prevedere il valore del potere rotatorio specifico di un
enantiomero noto quello dell’altro
CAPITOLO C5 – Chimica organica: dalle aldeidi agli eterocicli
Abilità
Indicatori
Classifica i composti studiati
Coglie la relazione tra la struttura dei composti 2.
studiati e la loro nomenclatura
3.
Formula ipotesi, risolve problemi e trae
4.
conclusioni sulle proprietà fisiche e chimiche
dei composti studiati
5.
Formula ipotesi sul numero e sulla struttura dei
6.
possibili isomeri dei composti studiati
1.
7.
Dicembre
Collega nome o formula dei composti studiati alla classe e
sottoclasse di appartenenza
Sa assegnare il nome comune o IUPAC ai composti studiati, nota
la formula
Sa scrivere la formula di composti studiati, noto il nome comune o
IUPAC
Sa prevedere le proprietà fisiche dei composti studiati, noto il
nome o la formula
Descrive e rappresenta le reazioni delle varie classi di composti
studiati
Sa prevedere i prodotti di una reazione analoga a quelle studiate e
ne scrive la formula
Sa prevedere possibile esistenza, numero e struttura degli isomeri
di catena, di posizione e di gruppo funzionale dei composti studiati
Contenuti
Classi (composti carbonilici, acilici, amminici o eterociclici) e sottoclassi (es.
classe: composti carbolici; sottoclassi: aldeidi e chetoni) e relative
caratteristiche strutturali
Nomi comuni dei composti carbonilici e acilici
Regole di nomenclatura IUPAC
Proprietà fisiche dei composti carbonilici, acilici, amminici o eterociclici
Meccanismi di reazione: addizione nucleofila, sostituzione nucleofila acilica
Esempi di reazioni caratteristiche dei composti studiati (es. reazioni acidobase, reazioni di ossido-riduzione ecc.)
Catalizzatori necessari nelle reazioni studiate
Isomeria di catena, di posizione e di gruppo funzionale
CAPITOLO C6 – Chimica dei materiali
Abilità
Indicatori
Collega i materiali studiati alle classi e sottoclassi di appartenenza
Rappresenta una reazione di polimerizzazione, noti i reagenti
Collega l’uso di un particolare attivatore al suo ruolo e al
Coglie le relazioni tra processo produttivo,
meccanismo di poliaddizione seguito dalla reazione
struttura, proprietà dei materiali e loro utilizzo
4. Riconosce la stereochimica del polimero di addizione e la collega
alla presenza o assenza di catalizzatori specifici
Formula ipotesi, risolve problemi e trae
5. Collega un materiale o una classe di materiali alle sue proprietà e
conclusioni sul processo produttivo, sulla
queste ultime agli utilizzi
struttura, sulle proprietà dei materiali e sul loro
6. Sa prevedere la struttura dei prodotti di una reazione di
utilizzo
polimerizzazione in base ai reagenti o viceversa
7. Sa prevedere la stereochimica del polimero di addizione in base
Sa prevedere opportunità e potenziali rischi
alla presenza o assenza di catalizzatori stereoselettivi
dell’uso di determinati materiali
8. Collega le caratteristiche chimiche e fisiche dei polimeri sintetici al
loro impatto ambientale
9. Collega l’avanzamento tecnologico che le leghe metalliche hanno
consentito nella storia alle loro proprietà
10. Distingue le applicazioni tradizionali dei materiali da quelle
tecnologicamente più avanzate
Gennaio
11. Collega la struttura dei nanomateriali ai possibili rischi del
loro utilizzo per la salute umana
Classifica i materiali studiati
1.
2.
3.
CAPITOLO B1 – Biochimica: le biomolecole
8
Contenuti
Esempi di materiali, classi (materiali polimerici, metallici, strutturali, per le
nuove tecnologie, nanomateriali e biomateriali) e sottoclassi (es. classe:
leghe metalliche; sottoclassi: leghe ferrose, leghe non ferrose)
Meccanismi e intermedi di polimerizzazione: poliaddizione radicalica,
poliaddizione anionica, poliaddizione cationica, policondensazione
Ruolo degli attivatori delle reazioni di poliaddizione
Stereoisomeri dei polimeri di poliaddizione
Ruolo dei catalizzatori nella stereoselettività delle reazioni di poliaddizione
Composizione, struttura, proprietà e usi dei materiali studiati
Concetto di biodegradabilità e distinzione tra materiali biodegradabili e non
Vantaggi delle leghe metalliche rispetto ai metalli costituenti puri
Composizione e proprietà di vetro alla calce-soda e al borosilicato
Composizione e proprietà di ceramica, corindone ed aerogel
Concetti di conduttore, isolante, semiconduttore, superconduttore,
materiale luminescente, fluorescente, fosforescente, diamagnetico,
paramagnetico, ferromagnetico e composito
Natura e metodi di preparazione dei nanomateriali, esempi e applicazioni
Natura dei biomateriali, esempi e applicazioni
Abilità
Classifica i carboidrati
Classifica i lipidi
Indicatori
1.
2.
3.
Classifica amminoacidi e proteine
4.
Classifica nucleotidi e acidi nucleici
Coglie la relazione tra la struttura degli isomeri
delle biomolecole e la loro nomenclatura
5.
6.
Distingue gli stereoisomeri utilizzati dai sistemi
viventi
7.
8.
Collega la struttura delle biomolecole alla loro
reattività inter- o intra- molecolare
9.
Collega la struttura delle biomolecole alle
proprietà fisiche
Collega composizione e struttura delle
biomolecole alla loro funzione biologica
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
9
Distingue monosaccaridi e polisaccaridi
Distingue i monosaccaridi in base al gruppo funzionale e al
numero di atomi di carbonio
Distingue i disaccaridi in base ai monomeri costituenti e al loro
legame
Distingue i polisaccaridi in base al monomero costituente, al tipo
di legami tra i monomeri, alla struttura lineare o ramificata,
all’organismo produttore
Distingue i lipidi in base alla struttura
Distingue la classe di un amminoacido in base alla struttura della
catena laterale
Classifica le proteine in base alla composizione e alla struttura
Distingue i nucleotidi in base a zucchero, numero di gruppi fosfato
e basi azotate costituenti
Distingue gli acidi nucleici in base ai nucleotidi costituenti e alla
struttura
Data la proiezione di Fischer, riconosce gli isomeri D ed L di
monosaccaridi e amminoacidi
Data la proiezione di Haworth, distingue gli anomeri α e β dei
monosaccaridi in forma ciclica
Data la formula di struttura, riconosce α-amminoacidi,
β-amminoacidi ecc.
Riconosce gli stereoisomeri di monosaccaridi e amminoacidi
utilizzati e quelli non utilizzati dai sistemi viventi
Collega la presenza di un gruppo carbonilico e di più gruppi alcolici
nei monosaccaridi a struttura lineare a 5 o 6 atomi di carbonio alla
possibilità di ciclizzazione per formazione di un gruppo
emiacetalico o emichetalico per reazione intramolecolare
Collega la presenza di un gruppo emiacetalico o emichetalico di un
monosaccaride ciclico e di più gruppi OH di un altro alla possibilità
di reazione intermolecolare per formare oligosaccaridi o
polisaccaridi
Collega la presenza di insaturazioni nei grassi alla possibilità di
subire un’idrogenazione
Collega l’eventuale presenza di un gruppo estere nei lipidi alla
possibilità di subire la reazione di saponificazione
Collega l’eventuale presenza di gruppi idrofili nei lipidi alle
proprietà anfifiliche
Collega la presenza di almeno un gruppo carbossilico e di almeno
un gruppo amminico negli amminoacidi e nei loro polimeri
all’esistenza di un punto isoelettrico specifico per ognuno
Collega la presenza di gruppi carbossilici e amminici negli
amminoacidi alla possibilità che si formi il legame peptidico per
condensazione
Collega la struttura del legame peptidico alla possibilità che esso
Contenuti
Definizione, formula minima e classi dei carboidrati (monosaccaridi,
oligosaccaridi, polisaccaridi)
Struttura ed esempi di monosaccaridi aldosi e chetosi, triosi, tetrosi, pentosi
ed esosi
Struttura ed esempi di disaccaridi naturali
Struttura, funzioni e organismo produttore dei polimeri naturali del glucosio
Struttura, esempi e funzioni delle classi (saponificabili e insaponificabili) e
sottoclassi (trigliceridi, fosfolipidi ecc.) di lipidi
Struttura e classi (acidi, basici, idrofili neutri, idrofobi) di amminoacidi
Classificazione delle proteine in base alla composizione (semplici,
coniugate) e alla forma (fibrose, globulari)
Composizione e struttura di ribonucleosidi, ribonucleotidi,
deossiribonucleosidi, deossiribonucleotidi
Composizione e struttura secondaria di DNA ed RNA
Proiezioni di Fischer di monosaccaridi e amminoacidi e caratteristiche della
serie D ed L
Proiezioni di Haworth dei monosaccaridi e definizione di anomeri α e β
Struttura degli α-amminoacidi, β-amminoacidi ecc.
Stereospecificità del metabolismo degli esseri viventi: presenza dei soli
amminoacidi della serie L (eccetto nei batteri) e dei monosaccaridi della
serie D; specificità degli enzimi digestivi di organismi diversi di scindere i
diversi legami O-glicosidici
Reazione di ciclizzazione dei monosaccaridi: rappresentazione, condizioni
ed equilibrio
Reazione di polimerizzazione dei carboidrati: rappresentazione e tipi di
legami generati
Reazione di idrogenazione: rappresentazione; struttura e stato fisico dei
prodotti; uso industriale della reazione
Reazione di saponificazione: rappresentazione; struttura e proprietà dei
saponi
Concetto di sostanza anfifilica ed esempi di lipidi anfifilici
Concetto di punto isoelettrico e sua applicazione ad amminoacidi e loro
polimeri
Reazione di condensazione per la formazione del legame peptidico:
rappresentazione e caratteristiche del prodotto
Struttura secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine: definizioni e
legami stabilizzanti
Struttura dei nucleotidi e loro polimeri, carica netta e comportamento
acido-base
Reazione di condensazione per la formazione del legame fosfodiestere:
rappresentazione e caratteristiche del prodotto
Distinzione tra oli e grassi a livello di stato fisico (macroscopico) e struttura
chimica (microscopico)
Funzioni (energetica o strutturale) dei diversi tipi di carboidrati
Funzioni (energetica, strutturale, di regolazione/segnalazione, di cofattore,
22.
23.
24.
25.
26.
27.
Febbraio
28.
stabilizzi per formazione di legami idrogeno intramolecolari la
struttura secondaria delle proteine
Collega le caratteristiche chimiche delle catene laterali alla
possibilità che esse formino tra loro vari tipi di legami che
stabilizzano la struttura terziaria (se intramolecolari) e quaternaria
(se intermolecolari) delle proteine
Collega la presenza dei gruppi fosfato nei nucleotidi e nei loro
polimeri alle proprietà acide e alla carica elettrica netta della
molecola
Collega la presenza di gruppi fosfato all’estremità 5´ e dei gruppi
OH all’estremità 3´ dei nucleotidi alla possibilità che si formi il
legame fosfodiestere
Collega lo stato fisico liquido o solido, in condizioni ambiente, dei
trigliceridi alla presenza o assenza di doppi legami negli acidi
grassi
Collega composizione e struttura dei carboidrati alla loro funzione
biologica
Collega composizione e struttura dei lipidi alla loro funzione
biologica
Collega composizione e struttura delle proteine alla loro funzione
biologica
di tensioattivi) dei diversi tipi di lipidi
Funzioni (strutturale, catalitica, contrattile, di trasporto, di difesa, di riserva,
di regolazione/segnalazione) dei diversi tipi di proteine
CAPITOLO B2 – Biochimica: l’energia e gli enzimi
Abilità
Classifica le vie metaboliche
Classifica le reazioni in base agli aspetti
termodinamici
Classifica i catalizzatori
Classifica le molecole che regolano l’attività
enzimatica
Applica correttamente il principio
dell’accoppiamento energetico
Collega struttura e funzione degli enzimi
Indicatori
1.
Distingue le vie cataboliche dalle vie anaboliche confrontando la
complessità di reagenti e prodotti
2. Distingue reazioni esoergoniche e spontanee da reazioni
endoergoniche e non spontanee in base alla differenza di energia
libera tra prodotti e reagenti o al grafico dell’energia libera in
funzione della coordinata di reazione
3. Distingue i catalizzatori biologici da quelli non biologici in base alle
loro peculiarità
4. Distingue i catalizzatori biologici in base alla loro composizione
5. Distingue i regolatori in base al tipo di azione (positiva o negativa)
sull’attività enzimatica, alla forza e al sito di legame con l’enzima
6. Distingue cofattori inorganici e organici (coenzimi)
7. Collega l’idrolisi di ATP a processi endoergonici e la sintesi di ATP
a processi esoergonici
8. Mette in relazione gli effetti della catalisi con i modelli esplicativi
correnti
9. Collega la struttura (allosterica o meno) di un enzima alla relazione
tra la velocità di reazione e la concentrazione del substrato
10. Collega la composizione degli enzimi agli effetti dei fattori fisici e
chimici sull’attività enzimatica
Contenuti
10
Concetti di complessità delle molecole organiche, di anabolismo e di
catabolismo
Principi della termodinamica; concetti di entalpia, entropia ed energia
libera; definizioni di reazione esoergonica, endoergonica, spontanea e non
spontanea; l’esempio dell’ATP: composizione, struttura, funzione, aspetti
termodinamici della sintesi (endoergonica) e dell’idrolisi (esoergonica)
Caratteristiche dei catalizzatori biologici: specificità per una data reazione e
per un certo substrato o gruppo di substrati (anche stereospecificità);
possibilità di modifica dell’attività catalitica attraverso variazione delle
condizioni fisiche (temperatura, pH) e chimiche (inibitori, attivatori,
modifiche chimiche)
Caratteristiche di enzimi e ribozimi
Definizioni di attivatori e inibitori enzimatici, inibitori reversibili e non
reversibili, competitivi e non competitivi
Definizione ed esempi di cofattori inorganici e organici (coenzimi)
Concetto e funzione biologica dell’accoppiamento energetico
Concetto di intermedio dello stato di transizione, definizione di energia di
attivazione, modello di catalisi (abbassamento dell’energia di attivazione),
effetti cinetici della catalisi, meccanismi della catalisi enzimatica (modello
dell’adattamento indotto, tipi di interazioni tra enzima e substrati)
Forma del grafico di variazione della velocità di reazione in funzione della
concentrazione del substrato per gli enzimi allosterici (sigmoide) e non
Marzo
(iperbolica)
Effetti del pH, della temperatura, delle fosforilazioni reversibili e
dell’interazione con attivatori e inibitori enzimatici sulla forma e quindi sulla
funzione degli enzimi
CAPITOLO B 3 - Biovchimica: il metabolismo energetico
Abilità
Indicatori
Classifica le vie metaboliche studiate
1.
Classifica le reazioni come esoergoniche o
endoergoniche in base all’accoppiamento
energetico
2.
3.
Collega un processo metabolico alla sua
localizzazione
Collega le trasformazioni di materia alle
trasformazioni di energia
Formula ipotesi sul possibile destino di un
metabolita
4.
5.
6.
Classifica le reazioni del catabolismo del glucosio (fosforilazionedefosforilazione isomerizzazione, lisi, ossido-riduzione,
disidratazione)
Classifica le vie metaboliche studiate come cataboliche,
anaboliche o anfiboliche
Classifica come reazioni endoergoniche quelle accoppiate
all’idrolisi di nucleotidi trifosfato e/o all’ossidazione di NADH e
+
come esoergoniche quelle accoppiate alla riduzione di NAD e/o
alla sintesi di nucleotidi trifosfato
Collega le diverse fasi del catabolismo del glucosio alla loro
localizzazione cellulare
Collega le diverse fasi del catabolismo del glucosio al meccanismo
con cui viene immagazzinata l’energia chimica
Sa prevedere, in base alle condizioni, la/e via/e metabolica/che
prevalente/i di un determinato metabolita
Contenuti
Marzo
Descrizione delle reazioni (in sequenza) caratteristiche della glicolisi, della
fermentazione e del ciclo di Krebs
Reagenti, prodotti e tappe chiave di altre vie metaboliche importanti (via
del pentoso fosfato, gluconeogenesi, glicogenolisi, glicogenosintesi,
β-ossidazione degli acidi grassi, transaminazione e deaminazione ossidativa
degli amminoacidi)
Concetto di “attivazione” di un substrato: l’esempio della glicolisi (reazioni
di fase esoergonica ed endoergonica) e della glicogenosintesi (attivazione
del glucosio a spese di UTP)
Localizzazione cellulare delle diverse fasi del catabolismo del glucosio
(glicolisi, decarbossilazione ossidativa del piruvato, ciclo di Krebs,
fosforilazione ossidativa)
Caratteristiche dei trasportatori di elettroni: vitamine da cui derivano,
modifiche subite (forma ossidata e forma ridotta), fasi del metabolismo in
cui sono coinvolti, corrispondenza tra tipo di trasportatore di elettroni e
numero di molecole di ATP sintetizzate
Concetti di gradiente elettrico, gradiente chimico e gradiente elettrochimico; reazioni associate alla fosforilazione diretta dell’ADP o del GDP;
fosforilazione ossidativa: catena respiratoria e chemiosmosi; bilancio
energetico del catabolismo del glucosio e delle sue diverse fasi in condizioni
aerobiche e anaerobiche
Possibili destini del glucosio, degli amminoacidi, del piruvato, dell’acetilCoA
Condizioni che influenzano il prevalere di una via metabolica sull’altra:
aerobiosi/anaerobiosi; regolazione enzimatica da parte di ormoni
+
(insulina/glucagone) e metaboliti intermedi (ATP/ADP, NAD /NADH,
citrato); vie metaboliche specifiche di determinati organi (es. ciclo di Cori e
sintesi di colesterolo nel fegato; fermentazione lattica nei muscoli) od
organismi (es. animali ammoniotelici, uricotelici e ureotelici; fermentazione
lattica nei lattobacilli, alcolica nei lieviti)
CAPITOLO B4 – Biochimica: la fotosintesi, energia dalla luce
Abilità
Classifica le vie metaboliche studiate
Collega un processo metabolico alla sua
localizzazione nel tempo e nello spazio
Collega le trasformazioni di materia e le
trasformazioni di energia
11
Indicatori
1.
2.
3.
Classifica la fotosintesi come una via anabolica che determina
riduzione del carbonio
Classifica la fotosintesi in base alla molecola ossidata (donatrice di
elettroni)
Collega le diverse fasi della fotosintesi alla loro localizzazione nel
Contenuti
Reagenti e prodotti della fotosintesi: equazione complessiva
Caratteristiche della fotosintesi ossigenica e anossigenica
Localizzazione cellulare delle fasi della fotosintesi
Localizzazione nel tempo delle fasi della fotosintesi
Concetto di fotorespirazione; confronto tra la resa della fotosintesi e quella
Formula ipotesi sul possibile destino di un
metabolita
4.
5.
6.
Aprile
tempo e nello spazio
Confronta il meccanismo della fotosintesi nelle piante C4 e CAM
con quello presente nelle piante C3 e correla gli adattamenti
presenti in tali organismi con le condizioni ambientali
Collega le diverse fasi della fotosintesi alle trasformazioni di
energia e al meccanismo con cui essa viene immagazzinata
Sa prevedere, in base alle condizioni, la/e via/e metabolica/che
prevalente/i di un determinato metabolita
della fotorespirazione; fattori che influenzano la prevalenza della fotosintesi
o della fotorespirazione; funzione dell’enzima PEP carbossilasi nelle piante
C4 e CAM; meccanismi utilizzati dalle piante C4 e CAM per limitare la
fotorespirazione
Reazioni della fase luminosa: ossidazione della clorofilla per assorbimento di
fotoni, fotolisi dell’acqua, trasporto di elettroni, creazione del gradiente
elettrochimico transmembrana, sintesi di ATP attraverso la
+
fotofosforilazione, riduzione del NADP ; reazioni chiave del ciclo di Calvin:
tappa di fissazione del carbonio, tappa di riduzione del carbonio (e
+
ossidazione di NADPH + H ), tappe di fosforilazione a spese di ATP
Possibili destini della gliceraldeide 3-fosfato
B Le applicazioni dei processi biologici (30 ore)
CAPITOLO B5 – Biotecnologie: i geni e la loro regolazione
Abilità
Indicatori
Classifica l’RNA
1.
Classifica i geni
2.
3.
Classifica i regolatori trascrizionali
4.
Confronta i meccanismi di regolazione genica
negli eucarioti e nei procarioti
Collega ogni processo studiato all’effetto
determinato
5.
6.
7.
8.
Aprile
Classifica i diversi tipi di RNA in base alle diverse funzioni
fisiologiche svolte
Classifica i geni in base alle diverse condizioni di espressione
Classifica i regolatori trascrizionali in base alla composizione, alla
struttura e alla funzione
Elenca, descrive e confronta i diversi meccanismi per l’espressione
contemporanea dei geni nei procarioti e negli eucarioti
Elenca, descrive e confronta i diversi meccanismi di regolazione
genica nei procarioti e negli eucarioti
Collega il fenomeno dello splicing alternativo alla necessità di
aumentare la varietà dei prodotti genici senza aumentare la
complessità del genoma
Collega i fenomeni dell’acetilazione degli istoni, della
demetilazione di istoni e DNA, dell’azione degli attivatori
trascrizionali e dell’amplificazione genica alla necessità di
aumentare la quantità di trascritto prodotto
Collega i fenomeni della metilazione del DNA e degli istoni,
dell’azione degli inibitori trascrizionali, della degradazione
dell’mRNA o delle proteine alla necessità di ridurre la quantità di
prodotto genico
Contenuti
Classificazione degli RNA in codificanti (mRNA) e non codificanti; esempi di
RNA non codificanti e loro ruoli fisiologici
Definizioni ed esempi di geni costitutivi e di geni a espressione regolata
Definizione, struttura e funzioni dei regolatori in cis: promotori, operatori,
terminatori, CAAT box e GC box; enhancer
Definizione, funzioni ed esempi di regolatori in trans: attivatori
trascrizionali, repressori trascrizionali e fattori di specificità
Motivi strutturali di legame al DNA: elica-ripiegamento-elica; zinc finger;
omeodominio
Procarioti: RNA policistronico e organizzazione delle unità trascrizionali in
operoni; eucarioti: presenza nel promotore o in sua prossimità di sequenze
di regolazione che legano lo stesso fattore di trascrizione (es. SRE)
Regolazione della trascrizione nei procarioti: struttura dell’operone ed
esempi di sistema inducibile (operone lac) e di sistema reprimibile (operone
trp)
Regolazione pre-trascrizionale negli eucarioti: modifiche epigenetiche di
DNA e istoni; regolazione trascrizionale negli eucarioti: esempi di regolatori
della trascrizione in cis e in trans; regolazione post-trascrizionale negli
eucarioti: maturazione dell’mRNA, degradazione dell’mRNA da parte di
miRNA e siRNA, degradazione delle proteine per ubiquitinazione e
digestione da parte del proteasoma
Meccanismo dello splicing alternativo
CAPITOLO B6 – Biotecnologie: dai virus al DNA ricombinante
Abilità
Classifica i virus
Confronta i meccanismi di regolazione genica di
diversi tipi di virus
Confronta i meccanismi di trasferimento genico
12
Indicatori
1.
2.
Classifica i virus in base all’organismo ospite, alla composizione del
genoma e al ciclo riproduttivo
Elenca, descrive e confronta i diversi meccanismi di regolazione
genica nei virus
Contenuti
Caratteristiche strutturali e distinzione tra ciclo litico e lisogeno dei
batteriofagi
Distinzione tra virus animali a DNA e a RNA
Ciclo riproduttivo dei virus a RNA non retrovirali (es. virus dell’influenza
orizzontale
Collega le biotecnologie studiate al loro scopo
Ipotizza il risultato di un’analisi biotecnologica
3.
Elenca, descrive e confronta i meccanismi di trasferimento genico
orizzontale
Collega la tecnica dell’elettroforesi su gel alle sue possibili
applicazioni
Collega il ruolo biologico degli enzimi con i loro possibili utilizzi
biotecnologici
Collega tipi diversi di vettori ai loro possibili usi
Confronta le biotecnologie che consentono l’amplificazione del
DNA di interesse
Distingue tra biotecnologie di analisi del DNA e biotecnologie di
analisi dell’espressione genica
Considerando la descrizione del contesto e osservando la foto o il
disegno di un’analisi biotecnologica tra quelle studiate, sa
prevederne il risultato
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Maggio
umana) e dei retrovirus (es. HIV)
Cascata di eventi regolativi (fase precoce e fase tardiva) del ciclo litico dei
fagi
Fattori trascrizionali e condizioni ambientali che determinano la prevalenza
del ciclo litico o lisogeno dei fagi temperati
Fattori di trascrizione del virus HIV (Tat e Rev) e loro funzioni
La trasformazione; i plasmidi e la coniugazione; la trasduzione generalizzata
e specializzata; i trasposoni
Elettroforesi su gel di agarosio e poliacrilammide; applicazione della tecnica
alla separazione degli acidi nucleici e delle proteine (SDS-PAGE)
Funzione biologica e usi biotecnologici degli enzimi di restrizione, della
ligasi, della DNA polimerasi e della trascrittasi inversa
Vettori plasmidici, virali e retrovirali; vettori di clonaggio e vettori di
espressione
Il clonaggio e la PCR
Biotecnologie di analisi del DNA: Southern blotting, PCR, sequenziamento
(metodo Sanger e moderni sequenziatori), costruzione di librerie
genomiche e ibridazione dei cloni con sonde marcate
Biotecnologie di analisi dell’espressione genica: Northern blotting,
microarray, Western blotting, esempi di analisi proteomiche ad alta
risoluzione
Principio alla base della separazione degli acidi nucleici e delle proteine
durante la corsa elettroforetica
Principi alla base del blotting e delle tecniche di rivelazione (intercalanti
fluorescenti agli UV, ibridazione con sonde, marcatura radioattiva o
fluorescente, rivelazione immunologica)
CAPITOLO B7 – Biotecnologie: le applicazioni
Abilità
Classifica gli OGM
Classifica le cellule staminali
Distingue clonaggio e clonazione
Ipotizza la biotecnologia da applicare in
base al risultato che si intende ottenere
Analizza in modo critico potenzialità e
problemi delle biotecnologie studiate
Indicatori
1.
2.
3.
4.
5.
Classifica gli OGM in transgenici, knock-out ed “editati”
Classifica le cellule staminali sulla base delle potenzialità e
dell’origine
Sa citare analogie e differenze tra clonaggio e clonazione
Sa descrivere la tecnica da applicare per ottenere un
determinato prodotto
Sa citare, in merito alle biotecnologie studiate, esempi di
potenzialità e di problemi
Contenuti
Maggio
13
Definizioni di organismi transgenici, knock-out ed “editati”
Concetti di totipotenza, pluripotenza, multipotenza e unipotenza; origine
delle cellule staminali embrionali, somatiche e pluripotenti indotte
Definizioni di clonaggio e clonazione
Tecnica di produzione di piante transgeniche, utilizzando Agrobacterium
tumefaciens e il plasmide Ti ricombinante
Tecnica di produzione degli anticorpi monoclonali, utilizzando gli ibridomi
Tecnica di produzione delle cellule staminali indotte, utilizzando vettori di
espressione contenenti geni caratteristici delle cellule staminali embrionali
Tecnica di clonazione per trasferimento di nucleo da cellule somatiche
adulte a cellule uovo anucleate
Tecnica di produzione di chimere e, da esse, di animali transgenici
Tecnica di produzione di topi knock-out, attraverso ricombinazione
omologa tra la versione attiva endogena e una inattiva esogena del gene
d’interesse
Tecnica di editing del genoma, attraverso il sistema CRISP/Cas9
Esempi di casi reali a cui sono state applicate le biotecnologie
1. I modelli della tettonica globale
Unità 6 la deformazione delle rocce e l'attività
sismica
1 . Le deformazioni delle rocce
2. I terremoti e le onde sismiche
3. La misura e gli effetti dei terremoti
4. Il rischio sismico e la previsione dei terremoti
5. L'interno della Terra
6. Origine della Terra e del calore terrestre
14
agroalimentari (produzione di Golden Rice e piante Bt), per l’ambiente e
l’industria (biorisanamento dello sversamento di petrolio della Exxon
Valdez; produzione di biofiltri, biosensori, biopile, biocombustibili e
compost), biomediche e farmaceutiche (produzione di farmaci da organismi
transgenici; uso degli anticorpi monoclonali nella microscopia a
immunofluorescenza, nell’immunizzazione passiva, nell’immunoprofilassi
da MEFN e nell’immunoscintigrafia; terapia genica di ADA-SCID e LPLD;
uso di cellule staminali nella medicina rigenerativa; clonazione di specie
pregiate o a rischio di estinzione; produzione di knock-out quali modelli
animali di determinate patologie)
Esempi di possibili problemi delle biotecnologie studiate (possibili rischi per
la salute umana dell’uso di vettori virali e retrovirali, problemi etici della
produzione di OGM, della clonazione e dell’uso delle cellule staminali)
C . Il pianeta Terra come sistema integrato (50 h)
Processi e modelli delle Scienze della Terra - DeAgostini
Comprendere che le rocce sono soggette a forze e stress
Riconosce e stabilisce relazioni tra i concetti
deformativi che producono delle evidenze sulle strutture della *
roccia a scala diversa (mega, micro)
Effettua connessioni logiche
Analizzare le forze che provocano le deformazioni e i fattori che le *
controllano
*
Applicale conoscenze acquisite nella costruzione di modelli esplicativi
Descrivere i prodotti e le forme delle deformazioni
Interpretare i terremoti come effetti di un particolare tipo di
*
Comunica in forma orale e scritta utilizzando il linguaggio scientifico
deformazione
Descrivere i prodotti di deformazioni sismogenetiche
*
Riconosce e descrive strutture e fenomeni/formula ipotesi in base ai dati
Comprendere e descrivere il modello di genesi di un terremoto
forniti
Descrivere le diverse modalità attraverso le quali l'energia
accumulata durante la deformazioni si sprigiona e si propaga
Comprendere i criteri che permettono di misurare l'energia *
rilasciata da un terremoto e i suoi effetti
Confrontare le diverse scale di misura dei terremoti spiegandone
la logica sottesa e i criteri di comparabilità
Leggere una mappa di intensità sismica
Spiegare che cosa si intende per rischio sismico
Distinguere tra previsione deterministica e probabilistica di un
fenomeno sismico, valutandone criteri di applicabilità e
affidabilità
Distinguere tra previsione e protezione sismica
Descrivere la struttura a gusci della Terra
Interpretare il modello della propagazione delle onde sismiche e
spiegare la variazione di velocità
Comunicare le caratteristiche e la composizione della crosta
terrestre, del mantello e del nucleo
Formulare il principio dell'Isostasia
Spiegare i processi della subsidenza e della compensazione
isostatica
Trae informazioni dalla letteratura scientifica
Cap. 7 La tettonica delle placche: una teoria
unificante
1. La deriva dei continenti e la teoria della
tettonica delle placche
2. I margini divergenti
3. I margini convergenti
4. I margini trasformi e l'evoluzione della
litosfera
5. L'orogenesi e le regioni continentali stabili
6. I punti caldi, i pennacchi e le forze che
muovono le placche
7. L'evoluzione dei continenti e la formazione
dell'Italia
Unità 5: L'attività vulcanica
1. Le eruzioni vulcaniche
2. Tipi di eruzioni ed edifici vulcanici
3. L'attività vulcanica in Italia
Descrivere le fasi che hanno portato alla genesi del pianeta e alla
sua zonazione
Comprendere i meccanismi fisici che sono stati alla base
dell'origine del calore terrestre
Collegare il dinamismo terrestre al disequilibrio termodinamico
Descrivere i meccanismi a sostegno delle teorie interpretative.
Correlare le zone di alta sismicità e di vulcanismo ai margini delle
placche.
Distinguere i margini continentali passivi da quelli trasformi.
Distinguere la crosta continentale da quella oceanica.
Descrivere le principali strutture della crosta continentale, come
cratoni e tavolati, e il concetto di isostasia.
Descrivere le principali strutture della crosta oceanica: margini
continentali attivi e passivi, bacini oceanici profondi, dorsali
oceaniche, sedimenti dei fondi oceanici.
Enunciare la teoria dell'espansione dei fondi oceanici
Analizzare il fenomeno del magnetismo terrestre e delle
inversioni geomagnatiche
Descrivere le anomalie magnetiche e interpretare il modello delle
inversioni di polarità dei fondi oceanici
Descrivere il processo orogenetico legato alla subduzione di
litosfera oceanica o alla collisione tra placche continentali.
Spiegare l'origine dei punti caldi
Analizzare l'ipotesi dei superpennacchi e il loro modello
Interpretare il modello della convezione nel mantello e delle forze
che muovono le placche
Analizzare gli schemi dell'evoluzione dei continenti
Comprendere l'evoluzione della regione mediterranea dal
Triassico all'Oligocene e la formazione dell'Italia
Conoscere la composizione del magma e le sue caratteristiche
chimico - fisiche e classificarlo in base al contenuto in silice
Spiegare le cause della genesi primaria e secondaria del magma e
le cause della sua risalita
Classificare e confrontare i meccanismi delle eruzioni effusive ed
esplosive
Riconoscere e descrivere i prodotti dell'attività vulcanica
Riconoscere e descrivere i diversi stili ed apparati vulcanici
Conoscere l'attività vulcanica del territorio italiano nel contesto
tettonico globale
Comprendere le differenze nei meccanismi e nel tipo di magma e
di attività dei principali vulcani italiani correlandoli al relativo
rischio
*
E' in grado di scegliere e utilizzare modelli esistenti appropriati per
descrivere situazioni geologiche reali.
Organizzazione oraria dei moduli
Moduli
15
Totale ore
Scansione settimanale
A. Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi
B. Le applicazioni dei processi biologici
C . Il pianeta Terra come sistema integrato
75 ore
40 ore
50 ore
3 ore settimanali a quadrimestre
2 ore settimanali II quadrimestre
STRUMENTI DI LAVORO
Libri di testo:
Sadava et al, S Il carbonio, gli enzimi, il DNA _ chimica organica e dei materiali, biochimica e biotecnologie. Zanichelli, Bologna 2016
G. LONGHI Processi e modelli di Scienze della Terra Edizione BLU Volume unico + Libro digitale
B3 METODOLOGIA – ATTIVITÀ INTEGRATIVE
Nelle IN, le linee generali per la progettazione delle discipline scientifiche prevedono per il triennio (II biennio e quinto anno) un approccio maggiormente attento alle leggi, ai modelli, e
all’approfondimento dei contenuti disciplinari – anche in chiave orientativa – e all’acquisizione di strumenti culturali e metodologici necessari ad una comprensione approfondita della realtà.
Il richiamo è costantemente teso al dialogo tra le discipline dello stesso ambito disciplinare e tra i diversi ambiti.
E' previsto lo svolgimento di un progetto laboratoriale incluso nel Piano nazionale Lauree Scientifiche (PNLS - Chimica): attività laboratoriale a scuola e nei laboratori didattici del
dipartimento di Chimica sul tema "Estrazione del DNA e sua caratterizzazione". Periodo: febbraio 2017.
B4 VERIFICA E VALUTAZIONE
La valutazione periodica degli apprendimenti nelle classi degli istituti di istruzione secondaria di secondo grado è regolata da:
C.M. n. 94 del 18 ottobre 2011; C.M. n. 89 del 18 ottobre 2012; C.M. n. 52 del 7 ottobre 2013; Nota MIUR del 26 novembre 2014.
Dalla normativa risulta che:
1. le Scienze naturali nel liceo scientifico opzione scienze applicate sono materie soggette a valutazione orale e scritta;
2. la valutazione è espressione dell'autonomia professionale del docente che adotta modalità e forme di verifica ritenute funzionali all'accertamento dei risultati di apprendimento;
comunque concertate in sede di programmazione di indirizzo, di dipartimento, di classe e rispondenti ai criteri espressi nel piano dell'offerta formativa dell'istituto, documenti di
programmazione a cui si rimanda.
3. il voto unico, anche negli scrutini intermedi, si fonda su una pluralità di prove riconducibili a diverse tipologie, coerenti con le strategie metodologico - didattiche adottate;
4. le scienze naturali nel liceo opzione scienze applicate sono oggetto di verifica nella seconda prova scritta nazionale dell'esame di Stato conclusivo.
B5 ATTIVITA’ DI RECUPERO
Per quanto riguarda le attività di recupero formali queste saranno attuate secondo le disposizioni del Collegio docenti. Per ogni disciplina è prevista un’attività di recupero antimeridiana,
curricolare, all’interno del 20% del monte ore settimanale. Altre tipologie di sostegno – recupero prevedono il lavoro autonomo guidato.
Chioggia, ottobre 2016
La docente, Roberta Predonzan
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