Scienze (Programmazione iniziale)
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LICEO SCIENTIFICO STATALE CON SEZIONE CLASSICA ANNESSA “Bonaventura Cavalieri” Via Madonna di Campagna 18 28922 Verbania Pallanza (VB)Tel.0323 558802 Fax 0323 556547 E-mail:[email protected] - sito www.liceocavalieri.gov.it. C.F. 84012210039 cod. Scuola VBPS02000P Piano di lavoro annuale del docente Anno scolastico 2016/17 ☐Liceo Classico ☐X Liceo Scientifico ☐Liceo delle Scienze Umane ☐Liceo Scientifico bilingue Classe III B Prof DANIELA BOGLIONI Disciplina SCIENZE numero ore settimanali 2 numero ore annuali 66 Breve presentazione della classe Il gruppo classe è attento al lavoro di classe e sempre disponibile e collaborativo. La quasi totalità degli studenti si impegna in modo serio e puntuale sia nel lavoro in classe sia in quello domestico, solo un piccolo gruppo si mostra ancora poco organizzato nel lavoro scolastico e non dotato di un adeguato metodo di studio.I risultati sono , fino ad ora, complessivamente adeguati. Rilevazione dei livelli di partenza: ☐xConoscenza pregressa ☐Test d’ingresso ☐Altro (specificare)....................................... Competenze chiave di cittadinanza ● ● ● ● ● ● ● ● Imparare ad imparare: organizzare il proprio apprendimento, individuando, scegliendo ed utilizzando varie fonti e varie modalità di informazione e di formazione (formale, non formale ed informale), anche in funzione dei tempi disponibili, delle proprie strategie e del proprio metodo di studio e di lavoro. Progettare: elaborare e realizzare progetti riguardanti lo sviluppo delle proprie attività di studio e di lavoro, utilizzando le conoscenze apprese per stabilire obiettivi significativi e realistici e le relative priorità, valutando i vincoli e le possibilità esistenti, definendo strategie di azione e verificando i risultati raggiunti. Comunicare o comprendere messaggi di genere diverso (quotidiano, letterario, tecnico, scientifico) e di complessità diversa, trasmessi utilizzando linguaggi diversi (verbale, matematico, scientifico, simbolico, ecc.) mediante diversi supporti (cartacei, informatici e multimediali) o rappresentare eventi, fenomeni, principi, concetti, norme, procedure, atteggiamenti, stati d’animo, emozioni, ecc. utilizzando linguaggi diversi (verbale, matematico, scientifico, simbolico, ecc.) e diverse conoscenze disciplinari, mediante diversi supporti (cartacei, informatici e multimediali). Collaborare e partecipare: interagire in gruppo, comprendendo i diversi punti di vista, valorizzando le proprie e le altrui capacità, gestendo la conflittualità, contribuendo all’apprendimento comune ed alla realizzazione delle attività collettive, nel riconoscimento dei diritti fondamentali degli altri. Agire in modo autonomo e responsabile: sapersi inserire in modo attivo e consapevole nella vita sociale e far valere al suo interno i propri diritti e bisogni riconoscendo al contempo quelli altrui, le opportunità comuni, i limiti, le regole, le responsabilità. Risolvere problemi: affrontare situazioni problematiche costruendo e verificando ipotesi, individuando le fonti e le risorse adeguate, raccogliendo e valutando i dati, proponendo soluzioni utilizzando, secondo il tipo di problema, contenuti e metodi delle diverse discipline. Individuare collegamenti e relazioni: individuare e rappresentare, elaborando argomentazioni coerenti, collegamenti e relazioni tra fenomeni, eventi e concetti diversi, anche appartenenti a diversi ambiti disciplinari, e lontani nello spazio e nel tempo, cogliendone la natura sistemica, individuando analogie e differenze, coerenze ed incoerenze, cause ed effetti e la loro natura probabilistica. Acquisire ed interpretare l’informazione: acquisire ed interpretare criticamente l'informazione ricevuta nei diversi ambiti ed attraverso diversi strumenti comunicativi, valutandone l’attendibilità e l’utilità, distinguendo fatti e opinioni. Risultati di apprendimento comuni a tutti i percorsi liceali Area metodologica ● Aver acquisito un metodo di studio autonomo e flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali e di continuare in modo efficace i successivi studi ● ● superiori, naturale prosecuzione dei percorsi liceali, e di potersi aggiornare lungo l’intero arco della propria vita. Essere consapevoli della diversità dei metodi utilizzati dai vari ambiti disciplinari ed essere in grado valutare i criteri di affidabilità dei risultati in essi raggiunti. Saper compiere le necessarie interconnessioni tra i metodi e i contenuti delle singole discipline Area logico argomentativa ● ● ● Saper sostenere una propria tesi e saper ascoltare e valutare criticamente le argomentazioni altrui. Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad identificare i problemi e ad individuare possibili soluzioni. Essere in grado di leggere e interpretare criticamente i contenuti delle diverse forme di comunicazione Area linguistica e comunicativa ● ● ● ● Padroneggiare pienamente la lingua italiana e in particolare: dominare la scrittura in tutti i suoi aspetti, da quelli elementari (ortografia e morfologia) a quelli più avanzati (sintassi complessa, precisione e ricchezza del lessico, anche letterario e specialistico), modulando tali competenze a seconda dei diversi contesti e scopi comunicativi: saper leggere e comprendere testi complessi di diversa natura, cogliendo le implicazioni e le sfumature di significato proprie di ciascuno di essi, in rapporto con la tipologia e il relativo contesto storico e culturale; curare l’esposizione orale e saperla adeguare ai diversi contesti. Aver acquisito, in una lingua straniera moderna, strutture, modalita’ e competenze comunicative corrispondenti almeno al livello B2 del Quadro Comune Europeo di Riferimento. Saper riconoscere i molteplici rapporti e stabilire raffronti tra la lingua italiana e altre lingue moderne e antiche Saper utilizzare le tecnologie dell’informazione e della comunicazione per studiare, fare ricerca comunicare. Area storico umanistica ● ● ● ● Conoscere i presupposti culturali e la natura delle istituzioni politiche, giuridiche, sociali ed economiche, con riferimento particolare all’Italia e all’Europa, e comprendere i diritti e i doveri che caratterizzano l’essere cittadini. Conoscere, con riferimento agli avvenimenti, ai contesti geografici e ai personaggi più importanti, la storia d’Italia inserita nel contesto europeo e internazionale, dall’antichità sino ai giorni nostri. Utilizzare metodi (prospettiva spaziale, relazioni uomo-ambiente, sintesi regionale), concetti (territorio, regione, localizzazione, scala, diffusione spaziale, mobilità, relazione, senso del luogo...) e strumenti (carte geografiche, sistemi informativi geografici, immagini, dati statistici, fonti soggettive) della geografia per la lettura dei processi storici e per l’analisi della società contemporanea. Conoscere gli aspetti fondamentali della cultura e della tradizione letteraria, artistica, filosofica, religiosa italiana ed europea attraverso lo studio delle opere, degli autori e delle correnti di pensiero più significativi e acquisire gli strumenti necessari per ● ● ● ● confrontarli con altre tradizioni e culture. Essere consapevoli del significato culturale del patrimonio archeologico, architettonico e artistico italiano, della sua importanza come fondamentale risorsa economica, della necessità di preservarlo attraverso gli strumenti della tutela e della conservazione. Collocare il pensiero scientifico, la storia delle sue scoperte e lo sviluppo delle invenzioni tecnologiche nell’ambito più vasto della storia delle idee. Saper fruire delle espressioni creative delle arti e dei mezzi espressivi, compresi lo spettacolo, la musica, le arti visive. Conoscere gli elementi essenziali e distintivi della cultura e della civiltà dei paesi di cui si studiano le lingue. Area scientifica, matematica e tecnologica ● ● 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. Obiettivi disciplinari (Obiettivi disciplinari volti al conseguimento delle competenze di cittadinanza e dei risultati di apprendimento liceali) CHIMICA Unità didattica 1 Competenze Traguardi formativi 1a. Essere consapevole della differenza tra quantità di materia e quantità di sostanza. Saper effettuare connessioni logiche. 1b. Riconoscere il comportamento degli aeriformi come strumento per la determinazione delle formule molecolari e delle masse atomiche. 1c. Comprendere la relazione tra composizione percentuale in massa e composizione atomica di un composto. 2a. Determinare la massa molare di una sostanza nota la formula. La quantità chimica: la mole 2b. Utilizzare il concetto di mole per convertire la massa/il volume di una sostanza o il numero di particelle elementari in moli e viceversa. Saper riconoscere e stabilire relazioni Unità didattica 2 2c. Determinare la formula empirica e molecolare di un composto. Indicatori - Utilizza correttamente le unità di misura. - Sa spiegare i rapporti di combinazione tra volumi di aeriformi. - Comprende che il simbolismo delle formule ha una corrispondenza con grandezze macroscopiche. - Utilizza la tabella delle masse atomiche per determinare le masse molecolare/peso formula e molare di una sostanza. - Applica le relazioni stechiometriche che permettono il passaggio dal mondo macroscopico al mondo microscopico. - Esegue calcoli con cui determinare la formula minima/molecolare o la composizione percentuale. Competenze Traguardi formativi 1a. Comprendere come prove sperimentali abbiano determinato il passaggio dal modello atomico di Thomson a quello di Rutherford Le particelle dell’atomo Saper riconoscere e stabilire relazioni 1b. Spiegare come la composizione del nucleo determina l’identità chimica dell’atomo 1c. Spiegare come il diverso numero di neutroni, per un dato elemento, influenza la massa atomica relativa Unità didattica 3 - Utilizza Z e A per stabilire quanti nucleoni ed elettroni siano presenti nell’atomo di una determinata specie atomica e viceversa - Determina la massa atomica come valore medio in funzione della composizione isotopica dell’elemento Competenze Traguardi formativi 1a. Distinguere tra comportamento ondulatorio e corpuscolare della radiazione elettromagnetica. Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti La struttura dell’atomo Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici Unità didattica 4 Indicatori - Individua i punti di forza e le criticità del modello di Rutherford 1b. Riconoscere che il modello atomico di Bohr ha come fondamento sperimentale l’analisi spettroscopica della radiazione emessa dagli atomi. 1c. Comprendere come la teoria di de Broglie e il principio di indeterminazione siano alla base di una concezione probabilistica della materia 2a. Comprendere il significato di onda stazionaria e l’importanza della funzione d’onda ψ 2b. Essere consapevole dell’esistenza di livelli e sottolivelli energetici e della loro disposizione in ordine di energia crescente verso l’esterno 2c. Utilizzare la simbologia specifica e le regole di riempimento degli orbitali per la scrittura delle configurazioni elettroniche di tutti gli atomi Competenze Indicatori - Utilizza λ e ν per determinare la posizione di una radiazione nello spettro e stabilisce la relazione tra E eν - Interpreta il concetto di quantizzazione dell’energia e le transizioni elettroniche nell’atomo secondo il modello di Bohr - Illustra la relazione di de Broglie e il principio di Heisenberg - Utilizza i numeri quantici per descrivere gli elettroni di un atomo - Attribuisce a ogni corretta terna di numeri quantici il corrispondente orbitale. - Scrive la configurazione degli atomi polielettronici in base al principio di Aufbau, di Pauli e alla regola di Hund Saper classificare Il sistema periodico Saper effettuare connessioni logiche Unità didattica 5 Traguardi formativi 1a. Descrivere le principali proprietà di metalli, semimetalli e non metalli Indicatori - Classifica un elemento sulla base delle sue principali proprietà 1b. Individuare la posizione delle varie famiglie di elementi nella tavola periodica - Classifica un elemento in base alla posizione che occupa nella tavola periodica 1c. Spiegare la relazione fra Z, struttura elettronica e posizione degli elementi sulla tavola periodica 2a. Comprendere che la legge della periodicità è stata strumento sia di classificazione sia di predizione di elementi 2b. Discutere lo sviluppo storico del concetto di periodicità. 2c. Spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche degli elementi nei gruppi e nei periodi - Classifica un elemento in base alla sua struttura elettronica - Mette a confronto i criteri di classificazione del 19° secolo con l’ordinamento in base a Z crescente - Mette in relazione la struttura elettronica, la posizione degli elementi e le loro proprietà periodiche Competenze Saper riconoscere e stabilire relazioni Traguardi formativi 1a. Distinguere e confrontare i diversi legami chimici (ionico, covalente, metallico) Indicatori - Riconosce il tipo di legame esistente tra gli atomi, data la formula di alcuni composti 1b. Stabilire in base alla configurazione elettronica esterna il numero e il tipo di legami che un atomo può formare - Scrive la struttura di Lewis di semplici specie chimiche che si formano per combinazione dei primi 20 elementi 1c. Definire la natura di un legame sulla base della differenza di elettronegatività I legami chimici 2a. Descrivere le proprietà osservabili dei materiali, sulla base della loro struttura microscopica Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti 2b. Prevedere, in base alla posizione nella tavola periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi. 2c. Prevedere, in base alla teoria VSEPR, la geometria di semplici molecole Unità didattica 6 - Descrive come Mendeleev arrivò a ordinare gli elementi Competenze - Individua le cariche parziali in un legame covalente polare - Formula ipotesi, a partire dalle proprietà fisiche, sulla struttura microscopica di alcune semplici specie chimiche - Utilizza la tavola periodica per prevedere la formazione di specie chimiche e la loro natura - Spiega la geometria assunta da una molecola nello spazio in base al numero di coppie solitarie e di legame dell’atomo centrale Traguardi formativi 1a. Comprendere il concetto di risonanza Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti Le nuove teorie del legame 1b. Spiegare la teoria del legame di valenza e l’ibridazione degli orbitali atomici 1c. Comprendere i diagrammi di energia degli orbitali molecolari Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici Unità didattica 7 2a. Utilizzare le diverse teorie sui legami chimici per spiegare le proprietà e le strutture delle molecole 2b. Aver compreso il concetto di modello in ambito scientifico 2c. Aver compreso l’evoluzione storica dei modelli riguardanti la formazione dei legami chimici - Utilizza il modello dell’ibridazione degli orbitali per prevedere la geometria di una molecola e viceversa - Utilizza il diagramma dell’energia degli orbitali molecolari per spiegare le proprietà magnetiche dell’ossigeno - Individua i casi limite in cui la teoria di Lewis non è in grado di spiegare dati sperimentali e propone adeguati correttivi - Attribuisce il corretto significato alle diverse teorie di legame - È in grado di individuare punti di forza e punti di debolezza delle diverse teorie di legame Competenze Saper riconoscere e stabilire relazioni Le forze intermolecola ri e gli stati condensati della materia Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale Traguardi formativi 1a. Individuare se una molecola è polare o apolare, dopo averne determinato la geometria in base al modello VSEPR Indicatori - Stabilisce la polarità di una molecola sulla base delle differenze di elettronegatività e della geometria 1b. Correlare le forze che si stabiliscono tra le molecole alla loro eventuale miscibilità - Spiega la miscibilità di due o più sostanze in base alla natura delle forze intermolecolari 1c. Correlare le proprietà fisiche dei solidi e dei liquidi alle interazioni interatomiche e intermolecolari 2a. Prevedere la miscibilità di due sostanze tra loro - Mette in relazione le proprietà fisiche delle sostanze alle forze di legame 2b. Comprendere l’importanza del legame a idrogeno in natura - Giustifica le proprietà fisiche dell’acqua, la struttura delle proteine e di altre molecole in base alla presenza del legame a idrogeno 2c. Comprendere come la diversa natura delle forze interatomiche e intermolecolari determini stati di aggregazione diversi a parità di temperatura Unità Indicatori - Scrive le formule limite di una determinata struttura chimica Competenze - Prende in esame le interazioni fra le molecole per stabilire se due sostanze sono miscibili -Riconduce a un modello il comportamento dello stato solido e dello stato liquido didattica 8 Traguardi formativi 1a. Classificare le principali categorie di composti inorganici in binari/ternari, ionici/molecolari Saper classificare 1b. Raggruppare gli ossidi in base al loro comportamento chimico 1c. Raggruppare gli idruri in base al loro comportamento chimico Classificazio ne e nomenclatur a dei composti Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici BIOLOGIA 2a. Applicare le regole della nomenclatura IUPAC e tradizionale per assegnare il nome a semplici composti e viceversa Indicatori - Riconosce la classe di appartenenza dati la formula o il nome di un composto - Distingue gli ossidi acidi, gli ossidi basici e gli ossidi con proprietà anfotere - Distingue gli idruri ionici e molecolari - Assegna il nome IUPAC e tradizionale ai principali composti inorganici 2b. Scrivere le formule di semplici composti - Utilizza il numero di ossidazione degli elementi per determinare la formula di composti 2c. Scrivere la formula di sali ternari - Scrive la formula di un composto ionico ternario utilizzando le tabelle degli ioni più comuni Le basi chimiche dell’ereditarietà COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Indicazione nazionale per le scienze Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Saper comprendere che il modello teorico di Watson e Crick è stato l’inevitabile punto d’arrivo di una lunga e meticolosa raccolta di dati di laboratorio. Saper individuare le differenze tra i vari tipi di nucleotidi. Il DNA contiene il codice della vita Basi azotate degli acidi nucleici; struttura dei nucleotidi. Esperimento di Hershey e Chase. Ripercorre le tappe che hanno portato a individuare nel DNA la sede. dell’informazione ereditaria: esperimento di Hershey e Chase. Interpretare i risultati delle ricerche condotte da Mirsky e da Chargaff sul DNA. Principali conclusioni sulla struttura e sulle funzioni del DNA. Indicazione nazionale per le scienze Saper effettuare connessioni logiche. Mettere in relazione la complessa struttura del DNA con la sua capacità di contenere informazioni genetiche. Descrivere la struttura del modello del DNA proposto da Watson e Crick. La struttura del DNA Il modello di Watson e Crick. Competenza di cittadinanza Acquisire e interpretare le informazioni. Spiegare perché è importante per le cellule che il DNA si duplichi in modo rapido e preciso. Spiegare le funzioni dei principali enzimi coinvolti nel processo di duplicazione. La duplicazione del DNA Gli enzimi DNA polimerasi, elicasi, topoisomerasi e ligasi. Saper spiegare perché nel corso del tempo si è evoluto nel DNA un preciso meccanismo di autocorrezione delle proprie sequenze nucleotidiche. Illustrare il meccanismo con cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di sé stesso. La duplicazione semiconservativa. Differenze nella duplicazione del filamento guida e del filamento in ritardo: frammenti di Okazaki. Duplicazione mediante la tecnica della PCR. Duplicazione nelle cellule procariote. Evidenziare le differenze di duplicazione del DNA tra le cellule eucariote e procariote. Mettere in relazione l’invecchiamento delle cellule con il ruolo dell’enzima telomerasi. Scheda: Addio alla vecchiaia con lo studio dei telomeri. Indicazione nazionale per le scienze Saper riconoscere e stabilire relazioni. Mettere in relazione la funzionalità del DNA con la sua disposizione spaziale all’interno del cromosoma. Competenza di cittadinanza Acquisire e interpretare le informazioni. Saper mettere in evidenza la diversa importanza funzionale che le numerosissime sequenze geniche hanno all’interno di un cromosoma eucariote. Descrivere l’azione degli enzimi coinvolti nel processo di proofreading. Metodi di riparazione del DNA. Mettere a confronto un cromosoma procariote con uno eucariote. I cromosomi delle cellule eucariote e procariote Caratteristiche del patrimonio genetico delle cellule procariote. Struttura di un nucleosoma. Tipi di istoni. Descrivere la struttura di un nucleosoma. Spiegare in che modo la molecola di DNA si ripiega nel formare un cromosoma. Elencare le percentuali con cui i vari tipi di DNA sono presenti nel cromosoma eucariote. Distinguere tra sequenza ripetitiva e non ripetitiva. Specificare le diversità funzionali tra i diversi tipi di sequenze ripetitive di DNA. Spiegare l’origine di una famiglia genica. Evidenziare l’importanza vitale dell’attività di appena il 2% del DNA totale della cellula. Le caratteristiche del DNA nel cromosoma eucariote Sequenze codificanti e sequenze intergeniche; sequenze ripetitive del DNA eucariote: DNA microsatellite. Scheda: Le famiglie geniche. Importanza del DNA a copia unica. Codice genetico e sintesi delle proteine COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Indicazione nazionale per le scienze Saper effettuare connessioni logiche. Capire il valore di un codice per poter riportare le informazioni del DNA nelle molecole proteiche. Comprendere la relazione tra geni e proteine. Descrivere l’esperimento di Beadle e Tatum sulla neurospora e quello di L. Pauling sull’emoglobina dei malati di anemia falciforme. I geni e le proteine Relazione geneproteine; esperimenti di Beadle e Tatum, e di Linus Pauling. Competenza di cittadinanza Acquisire ed interpretare le Comprendere necessità di molecola specializzata trasporto Descrivere le diverse fasi del processo di trascrizione mettendo in evidenza la funzione dell’RNA messaggero. Il ruolo dell’RNA Differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA. Processo di la una nel delle informazioni. Competenza di cittadinanza Individuare collegamenti e relazioni. informazioni dal nucleo al citoplasma. Analizzare come l’mRNA si modifica per trasmettere molteplici informazioni a partire da un unico gene. trascrizione del DNA: inizio, allungamento e terminazione. Distinguere tra introni ed esoni. Spiegare i meccanismi con cui avviene la maturazione dell’mRNA attraverso operazioni di taglio e splicing. Comprendere in che modo può avvenire uno splicing alternativo. Elaborazione dell’mRNA nelle cellule eucariote Introni ed esoni. Elaborazione delle molecole di mRNA durante la trascrizione (splicing). Diverse modalità di maturazione dell’RNA messaggero (splicing alternativo). Indicazione nazionale per le scienze Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti. Comprendere perché il codice genetico sia considerato una prova fondamentale dell’origine unica di tutti gli organismi viventi. Spiegare perché un codone è formato da tre nucleotidi. Descrivere le fasi e le conclusioni del lavoro sperimentale di Nirenberg e Matthaei. Utilizzare la tabella del codice genetico per mettere in correlazione i codoni dell’mRNA con i rispettivi amminoacidi. Il codice genetico Il codice a triplette di nucleotidi: esperimento di Nirenberg e Matthaei. Universalità del codice genetico. Indicazione nazionale per le scienze Saper effettuare connessioni logiche. Capire l’estrema precisione con cui avviene l’assemblaggio di ogni specifica proteina. Spiegare la funzione dei ribosomi e dell’RNA di trasporto. La sintesi proteica Struttura e funzione del tRNA e dell’rRNA; l’anticodone. Il processo di traduzione: inizio, allungamento e terminazione. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Saper comprendere che anche un minimo cambiamento nella sequenza nucleotidica del DNA può indurre la disattivazione di una proteina di importanza vitale per la cellula. Descrivere le possibili conseguenze di una sostituzione di nucleotidi nel DNA. Illustrare le varie fasi del processo di traduzione che avviene a livello dei ribosomi. Illustrare le conseguenze della delezione o dell’aggiunta di una base azotata in un gene. Elencare le cause spontanee o indotte di una mutazione. Le mutazioni geniche Mutazioni puntiformi: di senso, di non senso e silenti. Mutazioni geniche per delezione o inserimento. Le mutazioni e i relativi agenti mutageni. La regolazione dell’espressione genica COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Competenza di cittadinanza Acquisire ed interpretare le informazioni. Saper individuare nel meccanismo di attivazione e disattivazione dei geni la causa di una diversità delle funzioni cellulari in cellule eucariote appartenenti allo stesso individuo. Spiegare il significato del termine “espressione” genica. Descrivere i vantaggi dell’espressione genica. Mettere in relazione un genoma con i relativi proteomi. Spiegare l’importanza dell’esperimento di J.B. Gurdon in merito al contenuto di DNA delle cellule. L’importanza della regolazione genica. L’espressione genica. Indicazione nazionale per le scienze Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti. Comprendere il valore degli studi sull’operone nelle ricerche relative all’espressione genica. Descrivere le diverse funzioni relative ai differenti geni presenti nelle cellule batteriche. Il controllo genico nei procarioti I diversi tipi di geni nel DNA batterico: geni regolatori, strutturali e costitutivi. Componenti e regolazione dell’operone batterico. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Saper comprendere le complesse strategie messe in atto dalle cellule eucariote per controllare con precisione l’espressione dei suoi geni. Spiegare la struttura e il meccanismo di azione di un operone; distinguere tra la funzione di un induttore e di un corepressore. Mettere in relazione il grado di condensazione di un cromosoma con la sua capacità di esprimersi. Spiegare la presenza dei corpi di Barr nei nuclei delle cellule eucariote. Descrivere come agiscono in modo coordinato le varie componenti del promotore eucariote. Descrivere la funzione dei fattori di trascrizione mettendoli a confronto con gli induttori procarioti. Sottolineare le differenze tra l’azione di enhancer e silencer e il ruolo svolto dal mediatore. Genoma e proteoma. Esperimento di J.B. Gurdon: geni attivi e inattivi. Regolazione della trascrizione negli eucarioti Eucromatina ed eterocromatina. I corpi di Barr. Struttura e funzione del promotore genico delle cellule eucariote. Funzione degli elementi regolatori enhancer e silencer. Spiegare l’utilità in campo medico della tecnologia basata sui microarray. Scheda: Microarray di DNA. Descrivere le diverse modalità del controllo dell’espressione genica a livello di traduzione. Regolazione genica successiva alla trascrizione Repressori della traduzione: proteina FMRP, miRNA e siRNA. Competenza di cittadinanza Acquisire ed interpretare le informazioni. Evidenziare l’importanza controllo anche dei derivanti trascrizione. Competenza di cittadinanza Individuare collegamenti e relazioni. Comprendere come le fasi dello sviluppo embrionale siano regolate da fattori che accendono e spengono i geni. Spiegare il controllo genico nelle varie fasi dello sviluppo embrionale. La genetica dello sviluppo Il processo di regolazione genica differenziale: fasi di sviluppo di un moscerino. Geni omeotici, homeobox. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Comprendere come lo studio delle proteine possa permettere di rilevare eventuali anomalie presenti nel genoma. Mettere in evidenza le potenzialità a fini diagnostici dello studio dei proteomi. Descrivere il procedimento utilizzato per conoscere i tipi di proteine presenti in una cellula. La proteomica Finalità della proteomica. Analisi dei proteomi: elettroforesi bidimensionale su gel e spettrometria di massa. di un genico prodotti dalla Genetica di virus, batteri ed elementi trasponibili COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Competenza di cittadinanza Acquisire ed interpretare le informazioni. Capire l’importanza di vettori cellulari quali i plasmidi per la trasmissione di informazioni geniche a favore di una maggiore variabilità. Mettere a confronto le caratteristiche dei vari vettori cellulari. Indicare i vari tipi di plasmidi e descrivere le peculiarità strutturali del plasmide F. Lo scambio di materiale genetico nei batteri Materiale cromosomico ed extracromosomico nei batteri. Il plasmide F. Il processo di coniugazione. I plasmidi R. Spiegare i meccanismi alla base della coniugazione. Evidenziare l’importanza dei geni che conferiscono la resistenza ai farmaci. Distinguere tra I processi trasformazione e di di trasformazione trasduzione. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Competenza di cittadinanza Individuare collegamenti e relazioni. Comprendere l’importanza dell’esistenza dei virus non solo come agenti patogeni e pericolosi per l’uomo, ma anche come particelle utilizzabili in laboratorio. Capire che l’ingresso o lo scambio casuale nelle cellule di piccolissime sequenze di acido nucleico sono alla base non solo della variabilità genica, ma anche di patologie anche gravi. e trasduzione. Descrivere la struttura generale dei virus mettendo in evidenza la loro funzione di vettori nei batteri e nelle cellule eucariote. Caratteristiche e cicli riproduttivi dei virus Caratteristiche dei virus: dimensioni e struttura. Virus a DNA e a RNA. Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno. Distinguere tra trasduzione generale e trasduzione specializzata. Illustrare in che modo i retrovirus a RNA possono infettare una cellula. Mettere in relazione alcuni tipi di cancro con virus, oncogèni e geni oncosoppressori. Ciclo litico e ciclo lisogeno. I differenti processi di trasduzione. Descrivere le caratteristiche dei trasposoni evidenziando quali conseguenze può comportare la mobilità di questi elementi genetici. Osservare che diverse malattie possono essere provocate da agenti più piccoli dei virus. Gli elementi trasponibili I trasposoni semplici e complessi. Meccanismo d’infezione di retrovirus come l’HIV. Virus e Scheda: cancro. Scheda: prioni. Viroidi e DNA ricombinante e biotecnologie COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Competenza di cittadinanza Acquisire ed interpretare le informazioni Saper seguire le varie tappe del processo mediante cui gli scienziati riescono a individuare, sequenziare, isolare e copiare un gene di particolare interesse biologico Spiegare che cosa si intende per tecnologia del DNA ricombinante. Illustrare le proprietà degli enzimi di restrizione evidenziando l’importanza delle estremità coesive. Descrivere la modalità d’azione dei plasmidi e del batteriofago lambda per clonare sequenze di DNA. La tecnologia del DNA ricombinante Concetto di DNA ricombinante. Gli enzimi e i siti di restrizione. Processo di clonazione di frammenti di DNA Importanza dei vettori: plasmidi e batteriofagi. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Indicazione nazionale per le scienze Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. Saper comprendere l’enorme potenzialità delle attuali conoscenze di ingegneria genetica evidenziando quali nuove soluzioni la tecnica del DNA ricombinante ha individuato e quali nuove prospettive potrà fornire a problemi di carattere agro-alimentare e medico finora insoluti. Saper evidenziare l’importanza delle più recenti conquiste dell’uomo nel campo della medicina ottenute grazie alle attuali conoscenze di genetica molecolare e alle nuove tecniche di terapia genica. Spiegare che cos’è una libreria genomica. Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi evidenziando la scopo di tale processo. Spiegare in che modo è possibile determinare la sequenza nucleotidica di un gene. Illustrare la tecnica di ibridazione mediante sonda per localizzare uno specifico segmento di DNA. Librerie genomiche. Fornire una definizione di biotecnologia. Spiegare in che modo i batteri possono essere utilizzati per produrre proteine utili in campo medico e alimentare. Descrivere le modalità con cui si possono sintetizzare in laboratorio vaccini antivirali. Descrivere i primi esperimenti condotti per trasferire geni tra cellule eucariote di individui di specie diverse. Spiegare che cosa si intende per “transgenico” e OGM. Descrivere l’esperimento che ha portato alla nascita della pecora Dolly. La rivoluzione biotecnologica Tecniche di ingegneria genetica. Applicazioni del DNA ricombinante a livello agroalimentare, ambientale e sanitario. Ripercorrere brevemente le tappe del Progetto Genoma Umano mettendo in risalto obiettivi e difficoltà. Ingegneria genetica in campo medico Il “Progetto Genoma Umano”. Metodi per la diagnosi delle malattie genetiche. Marcatori genici. Polimorfismi della lunghezza dei frammenti di restrizione. Studi sull’anemia falciforme e sulla còrea Elencare i casi in cui è possibile effettuare una diagnosi prenatale di una malattia. Mettere in relazione l’individuazione di un gene malato con le RFLP. Spiegare come si è arrivati a poter diagnosticare la corea Reazione a catena della polimerasi (PCR). Metodi sequenziamento DNA. di del Tipi di sonde nucleotidiche. Metodo di ibridazione tramite sonda. Trasferimento di geni tra cellule eucariote: gli organismi transgenici. Caratteristiche e vantaggi degli OGM. Dolly e la clonazione di mammiferi. di Huntington. Elencare i casi in cui si è riusciti a individuare un determinato gene sottolineando l’importanza di questo evento. Spiegare in che cosa consiste una terapia genica e in quali casi può essere applicata. di Huntington. Terapie geniche: vivo e in vivo. ex La genetica classica COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI CONTENUTI Indicazione nazionale per le scienze Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti. Individuare le principali fasi del lavoro sperimentale di Mendel. Saper interpretare i risultati degli esperimenti di Mendel, applicando le sue tre leggi anche ad altri contesti. Elencare i dati a disposizione di Mendel agli inizi dei suoi lavori di ricerca. Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della dominanza e della segregazione. Distinguere dominante da recessivo, genotipo da fenotipo, omozigote da eterozigote. Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli individui incrociati. Illustrare le fasi sperimentali che hanno portato alla formulazione della legge dell’assortimento indipendente. Le leggi di Mendel e le loro eccezioni Il lavoro sperimentale di Mendel. Prima, seconda e terza legge di Mendel. Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della prole, tra dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli. Spiegare perché possano comparire fenotipi completamente diversi da quelli dei genitori. Spiegare come mai alcuni caratteri appaiono con gradualità di alleli differenti. Mutazioni. Interazioni alleliche, fenomeni di dominanza incompleta e di codominanza. Alleli multipli. Indicazione nazionale per le scienze Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici. Comprendere come in una popolazione possano comparire dei fenotipi diversi oppure intermedi rispetto a quelli portati dall’allele dominante e dall’allele recessivo. Caratteri dominanti e recessivi. Genotipo e fenotipo. Quadrato di Punnett. Legge dell’assortimento indipendente. Epistasi, poligenica pleiotropia. eredità e Cogliere le interazioni tra espressione genica e ambiente. Mettere in relazione la segregazione degli alleli con laseparazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi I. Influenze dell’ambiente sui geni. Indicazione nazionale per le scienze Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti. Comprendere il valore scientifico dei lavori sperimentali di Sutton e Morgan. Indicazione nazionale per le scienze Saper riconoscere e stabilire relazioni. Capire il motivo di una differente trasmissione di alcuni caratteri a seconda del sesso dei discendenti. Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il sesso dei figli. Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso. Spiegare le condizioni necessarie perché una donna sia malata di emofilia o di distrofia. Costruire quadrati di Punnett che permettano di prevedere i genotipi di figli i cui genitori siano diversamente portatori di caratteri legati al sesso. Malattie genetiche legate ai cromosomi sessuali Trasmissione dei geni presenti sui cromosomi sessuali. Daltonismo, emofilia, distrofia di Duchenne, favismo, sindrome dell’X fragile. Genotipo e fenotipo di una donna portatrice sana di emofilia o di daltonismo. Indicazione nazionale per le scienze Saper effettuare connessioni logiche. Comprendere l’importanza delle mappe cromosomiche sia a livello diagnostico sia per le applicazioni in campo genetico. Saper collegare le ricombinazioni geniche al crossing over che avviene nella meiosi I. Le mappe cromosomiche Il crossing over. Loci genici. Gruppi di associazione e ricombinazioni geniche. Le mappe cromosomiche: modalità della loro costruzione. Illustrare le fasi del lavoro di Morgan su Drosophila melanogaster e le sue conclusioni. Illustrare l’importanza del lavoro di Morgan. Mettere in relazione la presenza di loci sui cromosomi omologhi con la variabilità offerta dal crossing over. Gli studi di Morgan sui cromosomi sessuali Il lavoro di Sutton: i geni sono portati dai cromosomi. I cromosomi sessuali e gli autosomi. La determinazione del sesso. L’esperimento di Morgan sui caratteri portati dai cromosomi sessuali. Metodi ☐ Lezione frontale ☐X Lezione frontale dialogata ☐X Attivita’ di ricerca individuale ☐X Attivita’ di ricerca di gruppo ( tipo : field trip, web quest...) ☐Analisi e soluzione di problemi ☐Studi di caso ☐X Cooperative learning (tipo: ijgsaw…) ☐X EAS (Episodi di apprendimento situato) ☐Classe di Bayes ☐Roleplaying ☐XBrain storming ☐Circle time/ discussione guidata ☐Debriefing (Riflessione metacognitiva) ☐Altro ( specificare) ……………………… Spazi ☐X Aula classe ☐Aula Magna/LIM ☐Laboratorio linguistico ☐Laboratorio informatica ☐X Laboratorio scienze ☐Laboratorio fisica ☐Biblioteca ☐Aula sostegno ☐Palestra ☐Aula esterna Strumenti e materiali ☐X libro di testo ☐saggistica ☐letteratura ☐X LIM ☐personal computer ☐tablet ☐X lettore DVD/CD ☐dispense a cura dell’insegnante ☐dizionari ☐atlanti ☐X film/video ☐file audio ☐Altro ……………………………... ☐lavagna luminosa ☐Altro………………………………….. Libro di testo in adozione : CHIMICA 9788808204707 VALITUTTI GIUSEPPE / FALASCA MARCO / TIFI A. GENTILE A. CHIMICA. CONCETTI E MODELLI 2 (LDM) / CON CHEMISTRY IN ENGLISH 2 ZANICHELLI 2 BIOLOGIA E LABORATORIO 9788808189288 CURTIS HELENA / BARNES SUE N. / SCHNEK A. - FLORES G. INVITO ALLA BIOLOGIA.BLU (LDM) / CORPO UMANO U ZANICHELLI Prove di verifica ☐XInterrogazione ☐XInterrogazione semi-strutturata con obiettivi predefiniti ☐Tema ☐Articolo di giornale ☐Recensione ☐Riassunto ☐XRelazione ☐Analisi di testi ☐Saggio breve ☐XTrattazione sintetica di argomenti ☐XQuesiti a risposta singola ☐Traduzione da lingua straniera in italiano ☐Traduzione in lingua straniera ☐Dettato ☐XQuesiti vero/falso ☐XQuesiti a scelta multipla ☐X Integrazioni/completamenti ☐XCorrispondenze ☐XDefinizione termini ☐Data la definizione, individuare il termine ☐XRichiesta di formule ☐XProblema ☐XEsercizi ☐Analisi di casi ☐Progetto ☐Analisi/rielaborazione di un’opera d'arte con utilizzo di schemi ☐Analisi quali/quantitative controllate ☐Altro (specificare)...................................................................... Attivita’ interdisciplinari Discipline coinvolte Argomenti Attivita’ integrative proposte Attivita’ di recupero ☐XIn itinere ☐XAlla fine del primo quadrimestre Attivita’ di potenziamento ☐individuale ☐in gruppo Breve descrizione: esercizi differenziati Data 30 ottobre 2016 Firma Daniela Boglioni
