Liceo Scientifico Statale "G.B. Morgagni" PROGRAMMA DI SCIENZE anno scolastico 2014-2015 classe 5°C CHIMICA ORGANICA, BIOCHIMICA E BIOTECNOLOGIE DAL CARBONIO AGLI IDROCARBURI (CAP. 1) I composti organici - idrocarburi saturi: alcani e cicloalcani - isomeria: di struttura, di posizione, di gruppo funzionale, la stereoisomeria ottica e geometrica - nomenclatura degli idrocarburi saturi - proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi saturi - idrocarburi insaturi, alcheni e alchini: la nomenclatura e le reazioni di addizione elettrofila - la stereoisomeria geometrica degli alcheni - gli idrocarburi aromatici - sostituzione elettrofila aromatica. DAI GRUPPI FUNZIONALI AI POLIMERI (CAP. 2) I gruppi funzionali - gli alogenoderivati, alcoli e fenoli, eteri, aldeidi e chetoni, esteri e saponi, ammine, ammidi: nomenclatura, proprietà fisiche e reazioni - polimeri di addizione e di condensazione. LE BASI DELLA BIOCHIMICA (CAP. 3) Le biomolecole - i carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi - i lipidi: saponificabili e insaponificabili - gli amminoacidi, le proteine - la struttura delle proteine e la loro attività biologica: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria - struttura proteica e attività biologica - gli enzimi - come agisce un enzima - nucleotidi e acidi nucleici - i vari tipi di RNA la duplicazione del DNA - il codice genetico e la sintesi proteica. IL METABOLISMO (CAP. 4) Le trasformazioni chimiche all’interno di una cellula - anabolismo e catabolismo - le vie metaboliche - le vie metaboliche sono convergenti, divergenti e cicliche - l’ATP è la principale fonte di energia per le reazioni metaboliche - i coenzimi NAD e FAD trasportano elettroni nel metabolismo del glucosio - la regolazione dei processi metabolici: controllo dell’attività enzimatica, controllo della concentrazione enzimatica e compartimentazione di enzimi e substrati - metabolismo dei carboidrati: glicolisi, fermentazione, via dei pentoso fosfati - il controllo della glicolisi - la gluconeogenesi è la biosintesi del glucosio da piruvato, lattato e amminoacidi - glicogenosintesi e glicogenolisi - metabolismo dei lipidi - la degradazione degli acidi grassi: la β-ossidazione - i corpi chetonici sono fonte alternativa di energia - il fegato produce riserve lipidiche e colesterolo - il metabolismo degli amminoacidi - il catabolismo degli amminoacidi: transaminazione e deaminazione - il metabolismo terminale: ossidazione dell’acido piruvico, ciclo di Krebs - la produzione di energia cellulare: le creste mitocondriali e la fosforilazione ossidativa - la fotosintesi: fase luce dipendente e ciclo di Calvin - la glicemia il controllo della glicemia: insulina e glucagone LE BIOTECNOLOGIE (CAP. 5) biotecnologie classiche e nuove - la tecnologie delle colture cellulari: vegetali, animali e di cellule staminali embrionali - le cellule staminali - la tecnologia del DNA ricombinante: tagliare il DNA, separare i frammenti di DNA, incollare il DNA, individuare sequenze specifiche - la tecnica del Blotting - copiare il DNA dal DNA e dall’RNA - amplificare il DNA - sequenziare il DNA - clonaggio del DNA - le biblioteche di DNA e cDNA - la clonazione di organismi complessi - analisi del DNA, dell’RNA e delle proteine: la tecnologia del microarray - ingegneria genetica e OGM - ingegneria genetica applicata agli animali: microiniezione di uova fecondate, sostituzione di geni nelle cellule ES, topi knokout (chimere) - Il ruolo dell’RNA: tecnologia antisenso, RNAi, miRNA, ribozimi e riboswitch - il mondo a RNA. LE APPLICAZIONI DELLE BIOTECNOLOGIE (CAP. 6) Le biotecnologie mediche - diagnostica - trattamenti terapeutici come prodotti: prodotti farmaceutici naturali, farmaci da piante e animali transgenici, agenti terapeutici endogeni trattamenti terapeutici: terapie sostitutiva, t. genica sostitutiva, t. cellulare, t. immunosoppressiva (mAb), t. anticancro, medicina rigenerativa, ingegneria dei tessuti, produzione di vaccini - gli anticorpi monoclonali - oncogèni e oncosoppressori. SCIENZE DELLA TERRA L’INTERNO DELLA TERRA Le informazioni dirette - le prove indirette: onde sismiche, la densità della terra, le meteoriti ferrose, temperatura e profondità, il campo magnetico - la struttura del mantello - il diverso spessore della crosta - l’isostasia - la geoterma - il flusso termico: origine e distribuzione. LA DINAMICA DELLA LITOSFERA. Teoria di Wegener: la deriva dei continenti - prove della deriva dei continenti - differenze tra crosta continentale e oceanica: spessori, quote medie, natura e giacitura delle rocce, età delle rocce, aree cratoniche, fasce orogenetiche - dorsali, fosse oceaniche e faglie trasformi esplorazione dei fondali oceanici - l’espansione dei fondali oceanici - la magnetizzazione termorimanente e detriticorimanente - le anomalie magnetiche e la prova indipendente - la teoria della tettonica delle placche - margini costruttivi, distruttivi e conservativi - l’orogenesi - il motore della tettonica delle placche: le celle convettive. I VULCANI Origine dei magmi: decompressione adiabatica, idratazione del mantello e movimenti della litosfera - risalita dei magmi: cristallizzazione frazionata, mescolamento e assimilazione meccanismo eruttivo - materiali eruttati: aeriformi, lave e piroclastiti - edifici e attività vulcanica - eruzioni di tipo hawaiiano e punti caldi - eruzioni di tipo islandese, stromboliano, pliniano e peleano - eruzioni idromagmatiche - caldere vulcaniche, Nek, spine e domi lavici, diatremi - manifestazioni postvulcaniche - distribuzione geografica dei vulcani - il rischio vulcanico. I TERREMOTI Zone sismiche e asismiche - teoria del rimbalzo elastico - il ciclo sismico - onde di volume: onde di compressione e di taglio; onde superficiali: onde R e L - sismografi e sismogrammi come si valuta un terremoto: magnitudo Richter e intensità Mercalli - le isosisme - magnitudo e intensità a confronto - determinazione dell’epicentro di un sisma - distribuzione geografica dei terremoti - la difesa dai terremoti: previsione deterministica e statistica - rischio sismico. Testi in adozione: - Fantini, Monesi, Piazzini: “Elementi di scienze della Terra”, Zanichelli. - Valitutti, Taddei et al.. “Dal carbonio agli OGM”, Zanichelli - PowerPoint fornito dal docente Alunni …………………….. …………………….. Prof.ssa Carla Vilardo