Chimica - IIS "Primo Levi"

Programma svolto
SCIENZE NATURALI
CLASSE 3 LS
ANNO SCOLASTICO : 2015-2016
DOCENTE : Fabrizio Mazza
CHIMICA
TEORIA
• Massa molare e mole
• Le particelle subatomiche: elettrone, protone
e neutrone.
• Numero atomico e numero di massa. Gli
isotopi.
• Modello atomico di Dalton.
• Modelli atomici di Thomson e Rutherford,
cenni.
• Il modello atomico di Bohr: definizione di
momento angolare. Introduzione al concetto
di numero quantico: numero quantico
principale (n) e quantizzazione dell’energia
degli elettroni (E = -K/n2)
• Le orbite elettroniche stazionarie
• Disposizione a guscio degli elettroni:
interpretazione mediante l’andamento
dell’energia di ionizzazione dei primi 20
elementi.
• Limiti del modello di Bohr.
• Cenni sulle onde: caratteristiche (ampiezza,
frequenza, periodo e energia); fasi tra onde
• Equivalenza onda, energia e massa (Plank
Einstein e De Broglie).
• Il fotone: E= h ν
• Onda stazionaria e quantizzazione (le
armoniche). Cenni sull’interferenza tra onde e
concetto di funzione d’onda.
• La particella in una scatola: interpretazione
quantomeccanica semiqualitativa
• Il principio di indeterminazione di Heisenberg
(Δx ⋅ Δp ≥ h/4π)
• Modello quantomeccanico di Schroedinger:
Concetto di funzione d’onda
• Relazione tra funzione d’onda e orbitale
atomico
• I numeri quantici (principale, secondario e
magnetico). Rappresentazione delle funzioni
d’onda di tipo s e di tipo p. La forma degli
orbitali atomici.
• Lo spin dell’elettrone
• La configurazione elettronica: Regola
dell’Aufbau (principio di minima energia,
massima molteplicità di Hund e di esclusione
di Pauli).
• Le famiglie chimiche
• Gli elettroni di valenza e la regola dell’ottetto.
• Relazione tra caratteristiche degli elementi e
configurazione elettronica; tra configurazione
elettronica e rappresentazione della moderna
tavola periodica.
• Notazione di Lewis
• Elettroni di valenza e tavola periodica.
• Energia di ionizzazione, affinità elettronica e
dimensioni atomiche, caratteristiche
metalliche
• Il legame chimico: legame ionico, legame
covalente polare e apolare, legame dativo.
• Rappresentazione del legame nel modello di
Lewis
• Carica formale e ordine di legame nel
modello di Lewis
• La risonanza
• Il VSEPR e la geometria molecolare (numero
sterico e geometrie di riferimento)
• Elettronegatività
• Polarità del legame
• Definizione di dipolo permanente
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• Polarità della molecola
• Forze intermolecolari (legami idrogeno, forze
di London e forze di Van der Waals)
• Relazione qualitativa tra le caratteristiche
macroscopiche delle sostanze e caratteristiche
molecolari
• Il caso particolare dell’atomo di carbonio:
promozione ed ibridazione
• Rappresentazione del legame chimico come
sovrapposizione dei legami atomici (V.B.).
• Orbitali σ e orbitali π
• Modello di legame come orbitale molecolare:
orbitali di legame, di antilegame, di non
legame e ordine di legame.
• Confronto tra i vari modelli di legame
chimico
• Composti binari: ossidi, anidridi; idruri,
idracidi; Sali. Nomenclatura tradizionale e
IUPAC.
• Composti ternari: idrossidi, ossiacidi; Sali.
Nomenclatura tradizionale e IUPAC
• Reazioni di formazione
• Reazioni di preparazione dei sali
BIOLOGIA
TEORIA
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Il Carattere ed il tratto
Leggi di Mendel: prima, seconda e terza.
Caratteri dominanti e recessivi
Malattie genetiche
Il quadrato di Punnett
Il test cross
Relazione tra le leggi di Mendel e cromosomi
Cellule aploidi e cellule diploidi
La meiosi ed il crossing-over
Alleli ed interazione tra alleli: mutazioni,
poliallelia, dominanza incompleta, pleiotropia
(l’esempio dei gruppi sanguigni)
Geni ed interazione tra geni: epistasi,
soppressione, gli ibridi, caratteri poligenici
Relazione tra geni e cromosomi
Determinazione cromosomica del sesso: il
cromosoma X ed il cromosoma Y (nei
mammiferi e negli uccelli)
Determinazione primaria e secondaria del
sesso
Determinazione ambientale del sesso
Espressioni fenotipiche legate ai cromosomi
X e Y: il caso del gatto tricolore
Malattie legate al cromosoma Y: il caso
dell’emofilia
• Basi molecolari ed ereditarietà
• Composizione chimica del DNA
• Modello del DNA di Watson e Crick
• Natura dei legami della molecola di DNA
• Duplicazione semiconservativa del DNA: il
complesso di duplicazione
• La DNA-polimerasi
• I frammenti di Okazaki
• Telomeri: funzione e ruolo nella duplicazione
• Sistemi di riparazione del DNA
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Ruolo e funzione dei geni
Il dogma centrale della biologia molecolare
Caratteristiche degli RNA
La trascrizione: promotore, sequenza di
riconoscimento, fattori di trascrizione
Errori di trascrizione
Codice genetico e codoni
La traduzione: ruolo e caratteristiche
strutturali e funzionali del tRNA. Gli
anticodoni
Tappe della traduzione
I Ribosomi: caratteristiche e funzionalità
• Regolazione genica nei procarioti
• L’operone: il gene regolatore, il promotore,
l’operatore e gene strutturale.
• Geni strutturali e geni costitutivi
• Regolazione genica negli eucarioti
• Caratteristiche del genoma eucariotico e
confronto con quello procariotico
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• Sequenze ripetitive: altamente ripetitive,
moderatamente ripetitive e trasposoni.
Caratteristiche e ruolo
• Sequenze non codificanti: introni ed esoni;
pre-mRNA e mRNA maturo
• Il processo di splicing
• Famiglie geniche
• Confronto dei meccanismi di trascrizione tra
procarioti ed eucarioti
• Regolazione pre-trascrizione: ruolo delle
cromatine e dei nucleosomi. Il corpo di Barr
• Regolazione durante la trascrizione:
amplificazione genica; sequenze regolatrici,
sequenze amplificatrici, sequenze
silenziatrici; coordinamento dell’espressione
• Regolazione post-trascrizione: splicing
alternativo; Controlli tradizionali (repressione
della traduzione chimica e fisica); ruolo delle
ubiquitine e dei proteasomi.
• Ruolo degli RNA non codificanti: rRNA;
tRNA, snRNA e miRNA
• La produzione di anticorpi
• Legge di Hardy-Weinberg e stabilità delle
popolazioni
• Quadrato di Punnett applicato alle
popolazioni
• Modello evoluzionistico di Lamarck (cenni)
• Modello evoluzionistico di Darwin (cenni)
• Fattori che modificano la stabilità delle
popolazioni: accoppiamento non casuale;
flusso genico, mutazioni, deriva genetica
(collo di bottiglia e effetto del fondatore),
selezione
• Il fitness assoluto: significato e
formalizzazione
• L’adattamento e il ruolo della selezione
• Principali processi microevolutivi: mutazione,
deriva, flusso genico e selezione naturale e
sessuale.
• Selezione stabilizzante; selezione direzionale
e selezione divergente
• Definizione di specie morfologica e biologica
• La speciazione allopatrica e simpatrica
• Barriere riproduttive prezigotiche: fisiche,
meccaniche e comportamentali
• Barrire riproduttive post zigotiche: vitalità e
sterilità degli ibridi
• La macroevoluzione: concetto di
cambiamento filetico. La cladogenesi e la
radiazione additiva
Laboratorio
• Norme di comportamento per la sicurezza in
laboratorio
• Classificazione dei simboli di pericolo che
compaiono sulle etichette dei prodotti
• Segnaletica di sicurezza
1) Il microscopio ottico
2) Osservazione al microscopio di cellule
vegetali
3) Preparazione di una soluzione a titolo noto
partendo da un solido
4) Preparazione di una soluzione a titolo noto
per diluizione
5) Effetto di soluzioni saline a diversa
concentrazione su cellule vegetali
6) Saggi alla perla
7) Estrazione e osservazione al microscopio
di DNA da vegetali
8) Rendimento di una reazione chimica
9) Osservazione dei fermenti lattici di uno
yogurt
10) Misura del volume molare di un gas
11) Osservazione della popolazione microbica
del latte
12) Test di riconoscimento dei cationi
metallici per via umida
13) Prova incognita di riconoscimento dei
cationi per via umida
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