PROGRAMMA SVOLTO DI SCIENZE NATURALI
Prof. I.Bettarini - a.s. 2014/2015 CLASSE III AS
CHIMICA
I PRIMI MODELLI ATOMICI
I fenomeni elettrici: attrazione e repulsione
Le scariche nei gas: la scoperta dei raggi catodici
Il modello atomico di Thomson e gli elettroni
Rutherford: la scoperta del nucleo atomico
Protoni, elettroni, neutroni: le proprietà che ne derivano
La stabilità dei nuclei: gli isotopi e i decadimenti radioattivi
LUCE ED ELETTRONI
La duplice natura della luce
Lo spettro elettromagnetico
Il modello atomico di Bohr-Sommerfeld
LA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA
La doppia natura dell’elettrone
Heisenberg e il principio di indeterminazione
Il nuovo modello atomico: meccanica ondulatoria e probabilità
I numeri quantici nel modello ondulatorio: n, l, m, s
Livelli, sottolivelli energetici e orientazione degli orbitali
Come sono disposti gli elettroni negli atomi
LA TAVOLA PERIODICA
Da Mendeleev alla tavola periodica attuale
le configurazioni elettroniche esterne
Il ripetersi periodico delle configurazioni elettroniche
L’andamento delle proprietà periodiche: raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica ed
elettronegatività
La classificazione degli elementi: metalli, non-metalli e semimetalli
I LEGAMI CHIMICI
I legami chimici: stabilità energetica
Come avvengono i legami: Lewis e Pauling
Legami primari e secondari: attrazioni tra atomi o tra molecole
Legami con elettroni condivisi: il legame covalente
Legame ionico: alta differenza di elettronegatività
Legame metallico: elettroni liberi
Legami chimici secondari: attrazioni tra molecole
STRUTTURA DELLE MOLECOLE
VSEPR: repulsione tra coppie elettroniche
Come procedere per trovare la struttura di una molecola
Risonanza: spostamento di elettroni
Ibridizzazione: mescolamento degli orbitali
Polarità delle molecole: l’importanza della struttura
Effetti della polarità: le proprietà delle molecole
GLI STATI DELLA MATERIA E I LEGAMI CHIMICI
I deboli legami intermolecolari dello stato gassoso: la teoria cinetica, la diffusione e la pressione parziale
La forza dei legami intermolecolari nello stato liquido: tensione superficiale, tensione di vapore, soluzioni
e concentrazioni
Le caratteristiche dei solidi dipendono dai legami che li tengono uniti: solidi metallici, ionici, covalenti e
molecolari
COMPOSTI E REAZIONI
Introduzione alle formule dei composti, nomenclatura tradizionale e IUPAC
LA CHIMICA DEL CARBONIO
I composti organici: un’immensa varietà
Il carbonio: un atomo dalle molteplici ibridizzazioni
I legami carbonio-carbonio: singolo, doppio e triplo
Isomeria: stessa combinazione, diversa struttura
Le reazioni organiche: i fattori che le guidano e la loro classificazione
IDROCARBURI
Idrocarburi: i composti organici più semplici
Alcani: idrocarburi saturi
Cicloalcani: catene chiuse ad anello
Alcheni: il doppio legame
Dieni: due doppi legami
Alchini: triplo legame
Idrocarburi aromatici: la delocalizzazione elettronica
BIOLOGIA
DA MENDEL AI MODELLI DI EREDITARIETÀ
Gli esperimenti e il metodo di Mendel; la legge della dominanza, la legge della segregazione dei caratteri.
Il quadrato di Punnett, le basi molecolari del-l’ereditarietà, il test-cross.
La legge dell’assortimento indipendente dei caratteri, gli alberi genealogici, le malattie genetiche.
Mutazioni e nuovi alleli, poliallelia, dominanza incompleta, codominanza.
Autosomi e cromosomi sessuali, la determinazione del sesso, l’eredità dei caratteri legati al sesso.
IL LINGUAGGIO DELLA VITA
Le basi molecolari dell’ereditarietà, il «fattore di trasformazione» di Griffith, l’esperimento di Avery, gli
esperimenti di Hershey e Chase.
La composizione chimica del DNA, il modello a doppia elica di Watson e Crick, la struttura del DNA.
Le fasi della duplicazione del DNA, il complesso di duplicazione e le DNA polimerasi, i telomeri, i
meccanismi di riparazione del DNA.
Gli esperimenti di Bea-dle e Tatum a relazione tra geni e polipeptidi.
Il «dogma centrale della biologia», la struttura e le funzioni dell’RNA messaggero, ribosomiale, transfer.
La trascrizione del DNA, il codice genetico.
Il ruolo del tRNA e quello dei ribosomi; le tappe della traduzione: inizio, allungamento e terminazione; la
formazione di una proteina funzionante.
Mutazioni somatiche ed ereditarie; i diversi tipi di mutazioni puntiformi, cromosomiche e genomiche;
malattie genetiche umane causate da mutazioni cromosomiche; mutazioni spontanee e indotte; mutazioni ed
evoluzione.
LA REGOLAZIONE GENICA
La struttura dei virus, i cicli riproduttivi dei batteriofagi e dei virus animali, i virus a RNA. La
trasformazione; trasduzione generalizzata e specializzata, la coniugazione
I geni che si spostano: plasmidi e trasposoni
L’operone: come i procarioti regolano l’espressione genica (cenni).
Le caratteristiche del genoma eucariotico. L’organizzazione dei geni eucarioti interrotti e il processo di
splicing.
La regolazione prima della trascrizione: il processo di trascrizione negli eucarioti, la struttura della
cromatina.
La regolazione durante la trascrizione: i fattori di trascrizione, e sequenze di regolazione, l’amplificazione
genica, lo splicing alternativo (cenni)
La regolazione dopo la trascrizione: i controlli traduzionali e i controlli post-traduzionali.
L’EVOLUZIONE E L’ORIGINE DELLE SPECIE
La vita di Darwin; il viaggio del Beagle e la teoria dell’evoluzione per selezione naturale; le prove
dell’evoluzione e le 5 sottoteorie.
L’evoluzione dopo Darwin: la teoria sintetica; il pool genico e la genetica di popolazioni; la legge di
Hardy-Weinberg.
Le mutazioni, il flusso genico, la deriva genetica, l’accoppiamento non casuale.
L’adattamento, il successo riproduttivo, la selezione stabilizzante, la selezione direzionale, la selezione
divergente, la selezione sessuale.
Il concetto di specie; specie morfologica e specie biologica; il processo di speciazione e l’isolamento
riproduttivo.
ATTIVITA' LABORATORIALI
- come si scrive una relazione di laboratorio.
- video lab: la lattina che implode.
- video lab: i palloncini che si gonfiano
- osservazione al microscopio ottico degli stomi in cyclamen, pelargonium
- reazione di Cu e Fe con HNO3 e H2SO4
- esperienza: versare l'invisibile
- reazioni dei metalli e metalli alcalino-terrosi
- reazioni tra sol acquose di vari sali e ac.solforico, acido cloridrico e idrossido di sodio.
- osservazione dell'azione di catalasi enzimatica (perossidasi) su cellule animali e vegetali
- saggi alla fiamma
- esame della fotosintesi su dischetti fogliari a diverse intensità luminose
- osservazioni al microscopio meristemi apicali della cipolla
- esercitazione pratica sul riconoscimento di alcuni alberi (latifoglie e conifere) con l'utilizzo di chiavi
dicotomiche
Firenze, 05.06.2015
Prof.ssa Isabella Bettarini
Alunni
