LICEO SCIENTIFICO BENEDETTO CROCE
PALERMO
PROGRAMMA DI CHIMICA E BIOLOGIA
Anno scolastico 2015/2016
Classe 2 B
CHIMICA
Le particelle dell’atomo
La natura elettrica della materia. La scoperta delle proprietà elettriche. Le particelle
fondamentali. La scoperta dell’elettrone. L’esperimento di Rutherford. Il numero
atomico identifica gli elementi. Il numero di massa e gli isotopi. Le trasformazioni del
nucleo. I tipi di decadimento radioattivo e la legge del decadimento. Decadimento alfa.
Decadimento beta. Decadimento beta e cattura elettronica. Emissione gamma. La legge del
decadimento radioattivo. Misura, effetti e applicazioni delle radiazioni. La datazione dei
reperti con il radiocarbonio. L’energia nucleare. Fissione e fusione nucleare.
La chimica dell'acqua
Come si formano i legami chimici. Gli elettroni di valenza. I legami covalenti e ionici.
La molecola dell'acqua è polare. Tra molecole d'acqua si forma il legame a idrogeno.
L'acqua e le proprietà fisiche. Il legame a idrogeno determina le caratteristiche dell'acqua
allo stato solido e liquido. L'acqua ha un elevato calore specifico. L'ebollizione interessa tutto
il liquido, l'evaporazione solo la superficie. Le magie dell'acqua: La tensione superficiale, la
capillarità. L'acqua e le proprietà chimiche. Come le sostanze si sciolgono in acqua. Le
soluzioni acquose possono essere neutre, acide o basiche. La ionizzazione dell’acqua. Acidi e
basi. Il pH.
Le molecole della vita
Il mondo del Carbonio. Scheletro carbonioso. Gruppi funzionali. Gli isomeri: stessa
formula bruta per molecole diverse. I polimeri si formano e si spezzano per condensazione
o idrolisi. I carboidrati sono un’importante fonte di energia per le cellule. I monosaccaridi
sono i monomeri di base degli zuccheri. Legame glucosidico. Disaccaridi e polisaccaridi sono
l’unione di due o più monosaccaridi. Le funzioni dei polisaccaridi nelle cellule. I lipidi sono
molecole biologiche insolubili in acqua. I grassi animali e gli oli vegetali sono formati dai
trigliceridi. Acidi grassi saturi ed insaturi. Fosfolipidi e glicolipidi. Le cere. Il colesterolo. Le
proteine svolgono ruopli essenziali in tutte le cellule. Gli amminoacidi. Il legame
peptidico. Le proteine possono avere quattro livelli di organizzazione. L’emoglobina: un
esempio di specificità. Gli acidi nucleici contengono le informazioni genetiche. I nucleotidi
si uniscono a formare DNA e RNA. La molecola di ATP corrisponde alla valuta energetica
della cellula. Il ciclo dell’ATP.
BIOLOGIA
Il campo d’azione della biologia. Il metodo scientifico. Esperienza di Marshall.
Origine ed evoluzione delle cellule
Nascita dell'Universo. Teorie sull'origine della vita. Ipotesi di Oparin. Esperimento di
Miller. Evoluzione prebiologica. Le prime cellule erano procariote. Procarioti ed eucariotiu.
teoria endosimbiontica. Microscopio. Microscopio ottico ed elettronico. Autotrofi ed
1
eterotrofi. Differenti tipi di cellule. Colonie e pluricellulari. Classificazione dei viventi. La
storia della vita e della Terra.
La cellula: struttura e funzioni
Gli organismi procarioti. Le cellule sono di piccole dimensioni. le cellule hanno
rivestimenti che li separano dall'ambiente esterno. La membrana cellulare è costituita da
fosfolipidi e proteine. Modello a mosaico fluido. Le cellule vegetali hanno una rigida parete
cellulare esterna alla membrana. Il nucleo dirige le funzioni cellulari. Il citoplasma
contiene gli organuli cellulari. Citosol. Citoscheletro. Vacuoli e vescicole hanno funzioni di
sostegno e trasporto. Sul reticolo endoplasmatico avviene la sintesi di proteine e lipidi.
L’apparato di Golgi elabora e smista le sostanze prodotte nella cellula. Lisosomi, proteasomi
e perossisomi demoliscono e riciclano sostanze. I cloroplasti sintetizzano glucosio mediante il
processo di fotosintesi. I mitocondri sono le fabbriche di energia delle cellule. Ciglia e flagelli
sono appendici cellulari. Le cellule comunicano tra loro e con l’ambiente esterno. La
membrana esterna consente alle cellule di conservare una propria composizione chimica.
Gravità, pressione e concentrazione creano differenze di potenziale idrico. Diffusione.
Osmosi. Trasporto attivo: la pompa sodio-potassio. Il trasporto può avvenire anche attraverso
speciali vescicole.
I processi energetici nelle cellule
La Terra è un sistema aperto. Gli enzimi sono catalizzatori biologici. Grazie agli enzimi le
reazioni cellulari avvengono più velocemente. Substrato e sito attivo. Cofattori. Sequenza di
reazioni. L'ATP è la valuta energetica della cellula. L' ATP stacca un gruppo fosfato. Le
reazioni cellulari avvengono grazie all'energia fornita dall'ATP. La vita sulla Terra dipende
dalla fotosintesi. Tutte le cellule consumano energia per svolgere le loro attività. Le cellule
autotrofe sono in grado di sintetizzare le proprie biomolecole. I cloroplasti, la clorofilla ed
altri pigmenti. Le due fasi successive della fotosintesi. Pigmenti diversi ed assorbimento
diverso delle onde elettromagnetiche. Il processo della respirazione fornisce menergia alle
cellule. La demolizione delle biomolecole può avvenire in presenza o in assenza di ossigeno.
La glicolisi: processo anaerobico. La respirazione cellulare: ciclo di Krebs e trasporto di
elettroni. Molecole cariche di energia e liberazione di diossido di carbonio. Produzione di
ATP. Resa energetica. La fermentazione avviene in assenza di ossigeno. Fermentazione
alcolica e fermentazione lattica
La divisione delle cellule: mitosi e meiosi
Procarioti ed eucarioti unicellulari si riproducono tramite divisione cellulare. Scissione
binaria. Il ciclo cellulare negli organismi eucarioti. I vari tipi di cellule si dividono con
frequenze differenti. Fattori che regolano la divisione cellulare. La mitosi e il cancro. Le
quattro fasi della mitosi. Prima della mitosi si duplica il patrimonio genetico. La mitosi si
suddivide in profase, metafase, anafase e telofase. Nel corso della citodieresi si divide il
citoplasma. La mitosi è un processo che si conclude con la citodieresi. Riproduzione
asessuata. Come si prepara un cariotipo. La formazione dei gameti è alla base della
riproduzione sessuata. La fecondazione è preceduta dalla meiosi. I gameti sono aploidi,
mentre lo zigote è diploide. Cromosomi sessuali umani. La meiosi prevede due cicli di
divisione successivi. Fasi della meiosi I e II. Differenze tra mitosi e meiosi. Nel ciclo vitale
umano mitosi e meiosi si alternano. I gameti si formano tramite due successive divisioni del
nucleo. La meiosi presenta interessanti specificità. Gametogenesi nell'uomo e nella donna:
spermatogenesi ed oogenesi. e variabilità nella specie. Alcune anomalie o patologie umane
sono provocate da errori nel processo meiotico. Anomalie a carico degli autosomi o dei
cromosomi sessuali. Un autosoma in più nel corredo cromosomico può comportare gravi
2
malattie. Alcune malattie sono dovute a un errore nel numero dei cromosomi sessuali. Gemelli
monozigoti e dizigoti.
La trasmissione dei caratteri ereditari
I primi studi di genetica risalgono a circa 150 anni fa. Gregor Mendel e il metodo
scientifico. Mendel condusse i suoi esperimenti utilizzando le piante di pisello. La prima
legge di Mendel viene detta legge della dominanza. Incrociando la generazione parentale
si ottiene la prima generazione filiale. La seconda legge di Mendel è detta legge della
segregazione. La legge della segregazione spiega perché un carattere può ricomparire tra i
discendenti. La terza legge di Mendel viene detta dell’assortimento indipendente. Incroci
fra piante che differiscono per due caratteri. Alcune malattie umane sono di origine
genetica. Le malattie genetiche possono essere causate da alleli recessivi posti sugli autosomi.
Alcune malattie autosomiche sono provocate da alleli dominanti.
I viventi e la biodiversità
La definizione di specie. La classificazione gerarchica degli organismi viventi.
Gli alunni
L’insegnante
3
