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