LICEO SCIENTIFICO STATALE VITO VOLTERRA
PIANO DIDATTICo DI SCIENZE NATURALI
PRIMO BIENNIO indirizzo ORDINAMENTALE
CLASSE 2
CHIMICA E BIOLOGIA
ANNO SCOLASTICO 2013 – 2014
OBIETTIVI GENERALI
Lo studio delle Scienze Naturali contribuisce, insieme a quello di altre discipline, alla
formazione della personalità dell’allievo, e si propone di far acquisire allo studente le
conoscenze disciplinari e le metodologie tipiche delle scienze della Terra, della Chimica e
della Biologia, utilizzando le strategie dell’indagine scientifica basate, in particolare nel
primo biennio, su un approccio di tipo fenomenologico e osservativo-descrittivo
FINALITÀ DELLO STUDIO DELLE SCIENZE NATURALI
-
Sviluppo delle capacita’ di osservazione e di riflessione sui fenomeni naturali
Utilizzo di modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati
sperimentali
Riflessione critica sulla necessità dell’utilizzazione del metodo sperimentale per un
corretto approccio conoscitivo
Utilizzare le metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla
realtà
Comprendere come molti fenomeni naturali siano regolati da leggi fisiche ed
esprimibili in forma matematica
Sviluppo delle capacità di rielaborazione nell'analisi dei fenomeni naturali
Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle
conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono
Collocare le scoperte scientifiche nella loro dimensione storica
Analizzare le relazioni tra l’ambiente abiotico e le forme viventi per interpretare le
modificazioni ambientali di origine antropica e comprenderne le ricadute futuro
Acquisire la consapevolezza e la responsabilità di appartenere e partecipare ad un
sistema naturale complesso
Sviluppo delle capacità descrittiva ed espositiva e acquisizione del lessico scientifico
Comprensione del testo e sua utilizzazione come strumento conoscitivo
CHIMICA
OBIETTIVI SPECIFICI DELLO STUDIO DELLA CHIMICA
L’alunno deve essere in grado di:
- sviluppare le capacità di osservazione critica sulle trasformazioni dell’ambiente
1
-
comprendere la significatività del dato sperimentale per una sua utilizzazione
conoscere le principali caratteristiche fisico-chimiche della materia
conoscere i principali fenomeni chimico-fisici nel livello macroscopico e microscopico
ricondurre le trasformazioni fisiche e chimiche della materia alle interazioni tra le
particelle
conoscere gli elementi fondamentali della teoria atomica
scrivere semplici formule e reazioni chimiche
acquisire una conoscenza storicizzata per comprendere il processo logico di ricerca.
acquisire la consapevolezza dell’importanza dello studio della Chimica per
comprendere i molteplici aspetti dell’ambiente circostante
acquisire ed usare correttamente il linguaggio della chimica
riconoscere l’interazione tra le varie componenti e le influenze reciproche
riconoscere le correlazione causa-effetto
LIBRO di TESTO per CHIMICA
CRACOLICE-PETERS CHIMICA TUTTO SI TRASFORMA (primo biennio) - linx
Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo
STRUTTURA E TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA
UNITA’ 5 - FORMULE E MASSA MOLECOLARE
CONTENUTI
Formule e massa molecolare. Calcolo della massa molecolare. La mole. La massa
molare. La quantità degli elementi nei composti. Formule empiriche e formule molecolari
OBIETTIVI SPECIFICI
Interpretare le formule chimiche
Spiegare che cosa sono la massa molecolare e la massa formula e saperle
calcolare a partire dalla formula
Spiegare il concetto di mole e la sua utilità
Saper definire il numero di Avogadro
Spiegare che cosa è la massa molare
Effettuare calcoli per collegare massa, numero di moli e numero di particelle
Spiegare che cosa è la composizione percentuale di un composto
Conoscere la differenza tra formula empirica e formula molecolare
Ricavare la formula di un composto dai dati sperimentali
COMPETENZE
Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi
Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni
Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla
realtà
Comunicare utilizzando un linguaggio specifico
2
UNITA’ 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE
CONTENUTI
Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier) .
L’energia nelle trasformazioni chimiche. La legge di conservazione dell’energia. Un
legame tra massa ed energia . Comportamenti delle reazioni chimiche. Le equazioni
chimiche bilanciate – Bilanciamento delle equazioni chimiche. Reazioni di sintesi. Reazioni
di decomposizione. Reazioni di sostituzione semplice. Reazioni di doppia sostituzione
OBIETTIVI SPECIFICI
Individuare i reagenti ed i prodotti di un’equazione chimica
Spiegare il significato delle leggi di conservazione della massa e dell’energia
Illustrare le principali caratteristiche delle reazioni chimiche
Riconoscere le trasformazioni esotermiche ed endotermiche
Bilanciare una reazione chimica
Conoscere alcuni tipi di reazioni chimiche
Individuare il tipo di reazione noti i reagenti e scriverne l’equazione
COMPETENZE
Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi
Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni
Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla
realtà
Comunicare utilizzando un linguaggio specifico
Contenuti per i saperi minimi di chimica inorganica
UNITA’ 5 - LA MASSA DELLE MOLECOLE E LE MOLI
Gli atomi in una formula. La massa molecolare. La mole. La massa molare. Massa e
numero di moli
UNITA’ 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE
Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier). Le
equazioni chimiche bilanciate Reazioni di sintesi, di decomposizione, di semplice e doppia
sostituzione
BIOLOGIA
OBIETTIVI SPECIFICI DELLO STUDIO DELLA BIOLOGIA
L’alunno deve essere in grado di:
- comprendere come la vita sia regolata in tutte le sue forme da leggi naturali chimiche e
fisiche e conoscere i tipi di molecole comuni a tutti gli organismi viventi
- riconoscere che la complessità degli organismi viventi derivi dall’unione di semplici
molecole, combinazioni di pochi tipi di atomi
- descrivere la cellula come unità base per la costruzione del mondo vivente sia animale
che vegetale
3
-
riconoscere la diversità degli organismi viventi e la unitarietà di strutture e funzioni di
base alla luce della teoria dell’evoluzione
-
LIBRO di TESTO per BIOLOGIA
Sadava et al. - Biologia.blu Dalle cellule agli organismi Zanichelli
Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo
Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita
CONTENUTI
1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI
La biologia – La cellula – Il genoma – Il metabolismo e l’omeostasi – Cellule, tessuti, organi e
apparati – Popolazione, comunità ed ecosistema – La teoria dell’evoluzione – La varietà dei
viventi: archei e batteri; eucarioti (protisti, piante, funghi, animali)
2 IL METODO SCIENTIFICO DALL’OSSERVAZIONE ALLA TEORIA
Le caratteristiche che distinguono un’indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica
sperimentale – La teoria scientifica
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Definire le caratteristiche comuni a tutti gli esseri viventi
▪ Individuare nella cellula la struttura più semplice in grado di svolgere tutte le funzioni vitali
▪ Identificare nel DNA e nelle proteine le strutture molecolari che distinguono la materia vivente
▪ Elencare i livelli di organizzazione dei viventi partendo dalle strutture più piccole
▪ Distinguere la popolazione dalla comunità e dall’ecosistema
▪ Individuare nell’evoluzione per selezione naturale uno dei principi unificanti della biologia
▪ Spiegare come si procede in un’indagine scientifica distinguendo le osservazioni dalle ipotesi e
dalle teorie
COMPETENZE
▪ Comprendere il valore della biologia quale componente culturale per interpretare la realtà
▪ Comprendere il metodo utilizzato dagli scienziati per spiegare i fenomeni naturali e formulare
previsioni applicando le conoscenze acquisite
▪ Acquisire la consapevolezza che una teoria scientifica viene formulata dopo essere stata
sottoposta
a verifiche e può essere confutata
Capitolo 2
Le molecole della vita
CONTENUTI
1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La struttura della molecola d’acqua - Le proprietà dell’acqua: densità, coesione e adesione,
tensione superficiale – Il calore specifico - Le soluzioni acquose - La scala del pH
2 LE PROPRIETA’ DELLE BIOMOLECOLE
Monomeri e polimeri – Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Gli isomeri - Condensazione e
idrolisi dei polimeri
3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche dei carboidrati – I monosaccaridi - Il legame glicosidico - Polisaccaridi di riserva e di
struttura
4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Il legame peptidico - Le quattro strutture delle
proteine (primaria, secondaria, terziaria, quaternaria) – La specificità delle proteine Denaturazione delle proteine
4
5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi – Carotenoidi, steroidi, vitamine,
cere
6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Mettere in relazione la struttura molecolare dell’acqua con le sue proprietà
▪ Spiegare le proprietà delle sostanze acide e di quelle basiche
▪ Interpretare la scala del pH
▪ Descrivere le caratteristiche delle molecole organiche
▪ Identificare i gruppi funzionali
▪ Distinguere i monomeri dai polimeri
▪ Spiegare che cosa sono gli isomeri
▪ Descrivere la reazione di condensazione e quella di idrolisi
▪ Distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti
▪ Evidenziare le differenze tra glucosio e fruttosio
▪ Spiegare come si forma il legame glicosidico
▪ Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi
polisaccaridi
▪ Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi
▪ Descrivere la struttura degli amminoacidi
▪ Spiegare come si forma il legame peptidico
▪ Descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina
▪ Spiegare come le variazioni di temperatura e di pH possono far variare la forma e la funzione di una
proteina
▪ Descrivere la struttura e le funzioni dei trigliceridi, distinguendo fra trigliceridi saturi e insaturi
▪ Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con l’acqua
▪ Definire il ruolo svolto da steroidi, cere, carotenoidi e vitamine negli esseri viventi
▪ Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici
▪ Descrivere la struttura dei nucleotidi
▪ Distinguere le basi puriniche da quelle pirimidiniche
▪ Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA e il ruolo energetico svolto
dall’ATP
COMPETENZE
▪ Individuare nella molecola d’acqua le particolari caratteristiche che la rendono indispensabile alla
vita
▪ Essere in grado di individuare nei composti organici le molecole che costituiscono gli esseri
viventi
▪ Comprendere le funzioni che svolgono le biomolecole negli esseri viventi in relazione alla loro
struttura
Capitolo 3 Osserviamo la cellula
CONTENUTI
1 LA CELLULA È L’UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA
Le dimensioni delle cellule - Microscopio ottico e microscopio elettronico - Potere di risoluzione
2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI
QUELLE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche
5
3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche – La suddivisione in compartimenti e gli organuli
cellulari - La cellula animale e la cellula vegetale
4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L’INFORMAZIONE GENETICA
Il nucleo, il nucleolo e l’informazione genetica - I ribosomi e la sintesi delle proteine
5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L’apparato di
Golgi - I lisosomi - Perossisomi e vacuoli
6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L’ENERGIA
I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi
7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI
I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli - Le ciglia
e i flagelli: strutture per il movimento
8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L’ADESIONE TRA LE CELLULE
La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare - Le giunzioni occludenti - I desmosomi
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate
▪ Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle
▪ Distinguere il microscopio ottico da quello elettronico
▪ Descrivere la struttura delle cellule procariotiche
▪ Confrontare le dimensioni delle cellule procariotiche con quelle delle cellule eucariotiche
▪ Evidenziare alcune strutture (parete cellulare, capsula, pili e flagelli) tipiche delle cellule
procariotiche
▪ Descrivere la struttura generale delle cellule eucariotiche
▪ Elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni
▪ Distinguere la cellula animale da quella vegetale
▪ Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo e dei ribosomi
▪ Spiegare il ruolo dei ribosomi
▪ Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici, distinguendo tra ruvido e liscio
▪ Descrivere la struttura e la funzione dell’apparato di Golgi, dei lisosomi, dei perossisomi e dei
vacuoli
specificando le differenze tra cellula animale e vegetale
▪ Descrivere la struttura dei mitocondri mettendoli in relazione con la produzione dell’ATP
▪ Descrivere la struttura e la funzione dei cloroplasti nelle cellule vegetali
▪ Descrivere le strutture di microfilamenti, microtubuli e filamenti intermedi mettendole in relazione
con la
funzione del citoscheletro
▪ Evidenziare analogie e differenze tra ciglia e flagelli, mettendole i relazione con il movimento
cellulare
▪ Descrivere la struttura e la funzione della parete delle cellule vegetali
▪ Elencare i componenti della matrice cellulare e descriverne le funzioni
▪ Distinguere le giunzioni occludenti dai desmosomi
COMPETENZE
▪ Saper individuare la sostanziale unitarietà dei viventi riconoscendo nella cellula l’unità costitutiva
fondamentale di tutti gli organismi
▪ Comprendere che i meccanismi che governano le funzioni della cellula sono simili in tutti viventi
Capitolo 4
La cellula al lavoro
CONTENUTI
1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L’AMBIENTE
Diverse forme di energia - Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche – Metabolismo
cellulare: reazioni anaboliche e reazioni cataboliche
2 L’ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL’ENERGETICA BIOCHIMICA
6
Struttura e funzione dell’ATP – L’idrolisi dell’ATP – La fosforilazione
3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE
L’energia di attivazione - La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici - - I
fattori ambientali che influenzano gli enzimi
4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE
Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le
proteine di membrana; carboidrati sulla membrana – Uniformità e diversità delle membrane
biologiche
5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN
USCITA DALLA CELLULA
Diffusione semplice e facilitata - L’osmosi - Il trasporto attivo
6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA
CELLULA PER ENDOCITOSI ED ESOCITOSI
Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi
OBIETTIVI SPECIFICI
Distinguere l’energia potenziale dall’energia cinetica
Confrontare le caratteristiche di un sistema aperto e quelle di uno chiuso
Enunciare i diversi principi della temodinamica
Definire l’entalpia, l’energia libera e l’entropia
Distinguere una reazione esoergonica da una endoergonica
Mettere in relazione il metabolismo con l’anabolismo e il catabolismo
Spiegare il ruolo svolto dall’ATP nel metabolismo
Mettere in relazione l’acquisto o la perdita di un gruppo fosfato dell’ATP con il trasferimento di
energia
• Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche
• Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati
• Distinguere i coenzimi dai cofattori e dai gruppi prostetici
• Spiegare come e perché può essere alterata la funzionalità di un enzima
• Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la struttura chimica della membrana cellulare
• Spiegare il ruolo svolto dai fosfolipidi, dalle proteine e dai carboidrati di membrana
• Definire il fenomeno fisico della diffusione
• Descrivere la diffusione semplice e quella facilitata attraverso una membrana semipermeabile
• Mettere in relazione l’osmosi con la concentrazione dei soluti
• Specificare i tre tipi di trasporto attivo mettendoli a confronto
• Descrivere i tre tipi di endocitosi
• Spiegare come avviene l’esocitosi nelle cellule
•
•
•
•
•
•
•
•
COMPETENZE
▪ Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con
l’ambiente
▪ Comprendere che i viventi seguono le stesse leggi fisiche e chimiche che regolano il mondo
inanimato
▪ Essere consapevoli che la capacità di prelevare energia dall’ambiente e trasformarla secondo i
propri scopi
è una proprietà peculiare dei viventi
Capitolo 5
Il metabolismo energetico
CONTENUTI
Organismi eterotrofi ed autotrofi - Le vie metaboliche - Reazioni redox e trasporto di energia. Il
metabolismo del glucosio e la formazione di ATP. La formazione del glucosio attraverso la
fotosintesi
7
OBIETTIVI SPECIFICI
•
•
•
•
Elencare i principi comuni che seguono tutte le vie metaboliche
Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno
Distinguere il metabolismo aerobico da quello anaerobico
Associare il trasferimento di elettroni in una reazione di ossido-riduzione al trasferimento di
energia
• Spiegare che ruolo svolgono i trasportatori di elettroni nel metabolismo del glucosio
•
Scrivere la reazione generale della fotosintesi
COMPETENZE
• Saper identificare i processi attraverso cui le cellule trasformano l’energia contenuta nei nutrienti
in energia utilizzabile per compiere le proprie funzioni vitali
• Comprendere l’importanza degli organismi autotrofi che si trovano alla base della catena
alimentare perché in grado di costruire molecole organiche a partire da molecole inorganiche
Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli
organismi
CONTENUTI
1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI
La riproduzione sessuata e quella asessuata –Duplicazione del DNA - La scissione binaria nei
procarioti
2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE
Il ciclo cellulare comprende l’interfase e la fase mitotica - L’interfase è divisa in sottofasi Duplicazione e spiralizzazione del DNA - I cromatidi fratelli - • La preparazione del nucleo alla
mitosi - Strutture coinvolte nella mitosi - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase,
anafase, telofase - La citodieresi nelle cellule animali e vegetali - Mitosi e riproduzione asessuata
3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE
La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti;
cellule aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione
sessuata e variabilità genetica - Il cariotipo - Meiosi e variabilità genetica
OBIETTIVI SPECIFICI
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•
•
•
•
Distinguere la riproduzione sessuata da quella asessuata
Evidenziare l’importanza della divisione cellulare nella crescita degli organismi
Descrivere la scissione binaria dei procarioti
Elencare le fasi comprese nel ciclo cellulare distinguendo l’interfase dalla fase mitotica e dalla
citodieresi
Descrivere le sottofasi G1, S e G2
Distinguere cromatina e cromosomi
Spiegare perché ciascun cromosoma è formato da due cromatidi fratelli
Spiegare la struttura e la funzione del fuso mitotico e dei centrioli
Descrivere il processo mitotico distinguendo gli eventi salienti di ogni fase
Confrontare la citodieresi delle cellule animali e quella delle cellule vegetali
Mettere in relazione la mitosi con la riproduzione asessuata
Spiegare la prima divisione meiotica
Descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla variabilità genetica
Spiegare la seconda divisione meiotica
Spiegare in che modo si costruisce un cariotipo
Evidenziare il contributo della meiosi alla variabilità genetica delle specie
COMPETENZE
• Essere in grado individuare nei processi di riproduzione cellulare e di riproduzione degli
organismi la base per la continuità della vita nonché per la variabilità dei caratteri che consente
l’evoluzione degli organismi viventi.
8
Capitolo 8
La storia e l'evoluzione degli esseri viventi
CONTENUTI
1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA
Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck - Cuvier e il catastrofismo
2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL’EVOLUZIONISMO MODERNO
Il viaggio di Darwin - L’evoluzione: dall’antenato comune alla varietà dei viventi – Il meccanismo
dell’evoluzione: la selezione naturale – La teoria dell’evoluzione per selezione naturale – Le prove
dell’evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l’anatomia comparata
3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA?
I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti
- I primi organismi fotosintetici . La cellula eucariotica - La pluricellularità - Classificazione e
filogenesi Gli alberi filogenetici -
OBIETTIVI SPECIFICI
•
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•
•
•
•
•
Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l’evoluzionismo
Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck
Individuare gli aspetti più innovativi della teoria evolutiva di Lamarck
Descrivere la teoria del catastrofismo
Descrivere le osservazioni che colpirono Darwin durante il suo viaggio
Spiegare il legame tra variabilità all’interno di una specie e selezione artificiale
Illustrare la teoria di Darwin dell’evoluzione per selezione naturale
Descrivere le prove a favore dell’evoluzione fornite dalla paleontologia, dalla biogeografia e
dall’anatomia comparata
• Distinguere le strutture analoghe da quelle omologhe
• Spiegare l’importanza dei fossili e dello studio stratigrafico delle rocce per ricostruire la storia
•
•
•
•
•
della vita
Identificare nei microrganismi procariotici i primi esseri viventi comparsi sulla Terra
Spiegare come i primi organismi fotosintetici hanno modificato l’atmosfera terrestre
Definire la filogenesi mettendola in relazione con la classificazione
Spiegare cosa rappresentano le ramificazioni in un albero filogenetico
Spiegare in che modo i naturalisti ricostruiscono un albero filogenetico
COMPETENZE
• Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità
della teoria darwiniana
• Comprendere come diverse discipline quali la paleontologia, la genetica, la biochimica,
l’etologia, oltre all’analisi dei dati morfologici permettano ai naturalisti di stabilire i criteri più
adeguati per la classificazione degli organismi viventi
Contenuti per i saperi minimi di biologia
Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita
1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI
La cellula. Il metabolismo e l’omeostasi – Cellule, tessuti, organi e apparati . La teoria
dell’evoluzione – La varietà dei viventi: archei e batteri; eucarioti (protisti, piante, funghi, animali)
2 IL METODO SCIENTIFICO DALL’OSSERVAZIONE ALLA TEORIA
Le caratteristiche che distinguono un’indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica
sperimentale – La teoria scientifica
Capitolo 2
Le molecole della vita
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1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La struttura della molecola d’acqua - Le proprietà dell’acqua: densità, coesione e adesione,
tensione superficiale – Il calore specifico - La scala del pH
2 LE PROPRIETA’ DELLE BIOMOLECOLE
Monomeri e polimeri – Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Condensazione e idrolisi dei
polimeri
3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche dei carboidrati – I monosaccaridi - Polisaccaridi di riserva e di struttura
4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Le quattro strutture delle proteine (primaria,
secondaria, terziaria, quaternaria) – La specificità delle proteine
5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi
6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA
Capitolo 3 Osserviamo la cellula
1 LA CELLULA È L’UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA
Le dimensioni delle cellule
2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI QUELLE
EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche
3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche – La suddivisione in compartimenti e gli organuli
cellulari - La cellula animale e la cellula vegetale
4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L’INFORMAZIONE GENETICA
I ribosomi e la sintesi delle proteine
5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L’apparato di
Golgi - I lisosomi 6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L’ENERGIA
I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi
7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI
I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli
8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L’ADESIONE TRA LE CELLULE
La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare
Capitolo 4
La cellula al lavoro
1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L’AMBIENTE
Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche – Metabolismo cellulare: reazioni anaboliche e
reazioni cataboliche
2 L’ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL’ENERGETICA BIOCHIMICA
Struttura e funzione dell’ATP - La fosforilazione
3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE
La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici
4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE
Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le
proteine di membrana; carboidrati sulla membrana
5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN USCITA DALLA
CELLULA
Diffusione semplice e facilitata - L’osmosi - Il trasporto attivo
6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA CELLULA PER
ENDOCITOSI ED ESOCITOSI
Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi
Capitolo 5
Il metabolismo energetico
1 IL METABOLISMO ENERGETICO
Organismi eterotrofi ed autotrofi
2 IL METABOLISMO DEL GLUCOSIO SERVE PER PRODURRE ENERGIA SOTTO FORMA DI ATP
Le due fasi della glicolisi - La fermentazione lattica - La fermentazione alcolica – Le tappe del ciclo
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di Krebs – La fosforilazione ossidativa - La catena di trasporto degli elettroni - La chemiosmosi 3 LA RESPIRAZIONE CELLULARE E’ INTEGRATA CON IL METABOLISMO
La demolizione di molecole complesse
4 LA FOTOSINTESI: ENERGIA DAL SOLE
Le due fasi della fotosintesi - Le clorofille e i pigmenti fotosintetici - I fotosistemi - Il flusso di
elettroni dall’acqua al NADPH - La produzione di ATP per chemiosmosi - Il ciclo di Calvin
Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli organismi
1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI
La riproduzione sessuata e quella asessuata - La scissione binaria nei procarioti
2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE
Il ciclo cellulare comprende l’interfase e la fase mitotica - Duplicazione e spiralizzazione del DNA I cromatidi fratelli - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase - La
citodieresi nelle cellule animali e vegetali 3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE
La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti;
cellule aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione
sessuata e variabilità genetica
Capitolo 7
La storia e l'evoluzione degli esseri viventi
1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA
Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck
2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL’EVOLUZIONISMO MODERNO
Il meccanismo dell’evoluzione: la selezione naturale – La teoria dell’evoluzione per selezione
naturale – Le prove dell’evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l’anatomia comparata
3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA?
I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti
- I primi organismi fotosintetici . La cellula eucariotica - La pluricellularità –
SCANSIONE TEMPORALE DEI CONTENUTI
La ripartizione temporale, sia settimanale che annuale, è lasciata alla libera scelta
di ogni docente, in funzione della risposta della classe, dell’eventuale recupero di
argomenti fondamentali non trattati negli anni precedenti e della propedeuticità dei
contenuti; in generale i docenti concordano sulla opportunità di svolgere entrambi le
discipline sia nel trimestre che nel pentamestre.
METODO
Sarà privilegiata la lezione frontale con verifiche costanti sugli argomenti svolti per seguire
il processo di apprendimento della classe in relazione agli obiettivi prefissati e per
intervenire prontamente nei casi di ritardo.
La lezione verrà svolta secondo il modello della relazione argomentata, per indicare, nella
fase di approccio alla materia , un modello metodologico di studio. Utilizzata anche la
scoperta guidata par stimolare la partecipazione attiva e sviluppare il processo logico
dell’apprendimento, utilizzabile anche in campi diversi da quello dello studio attuale
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MEZZI E STRUMENTI UTILIZZATI
Il libro di testo è alla base del lavoro, in considerazione dell’importanza di promuovere e
potenziare la capacità di lettura autonoma di un argomento scientifico.
La strumentazione presente in laboratorio (audiovisivi, microscopi, plastici, materiale
chimico)sarà un utile supporto per avvicinare gli alunni al metodo sperimentale e sarà
utilizzata sia con lezioni dimostrative, sia, quando possibile, direttamente dagli alunni. In
particolare si cercherà di stimolare una manualità iniziale finalizzata all’uso corretto del
microscopio e alla preparazione di semplici preparati “a fresco”.
Gli audiovisivi saranno invece utilizzati solo nelle fasi riassuntive e conclusive delle diverse
unità didattiche, per non abituare gli alunni all’osservazione passiva dei fenomeni
VALUTAZIONE
CRITERI DI VALUTAZIONE GENERALE
La valutazione sarà formulata sulla base dei seguenti criteri di ordine generale:
- Conoscenze, competenze e abilità acquisite
- Metodo di studio utilizzato
- Progresso nello studio
- Impegno e partecipazione
Per tutti gli alunni verranno effettuate:
due verifiche nel trimestre e almeno due verifiche nel pentamestre
Le verifiche potranno essere sia orali che scritte (test che potranno contenere risposte
chiuse, completamenti, vero/falso, tabelle , ecc) su quesiti riguardanti il programma svolto
fino all'esecuzione del compito. Il punteggio complessivo sarà riportatao matematicamente
in decimi.
Nei test saranno applicate le seguenti griglie:
DESCRITTORI
Per l’individuazione del complemento corretto o risposta corretta in una
scelta multipla fra 4-5 alternative
Per l’ndividuazione di 2 completamenti corretti in una scelta multipla fra 5
alternative
Qualora sia indicata 1 sola risposta corretta o 1 corretta e una sbagliata
Per ogni corrispondenza o abbinamento esatti
Per ogni scelta corretta fra Vero o Falso
Per ogni scelta mancante
Per ogni scelta errata
Per ogni individuazione del termine o completamento esatto fra 2 proposti
Per ogni termine o completamento corretto inserito in un brano o tabella
Per l’individuazione di ogni risposta/complemento esatto di un gruppo
numeroso di opzioni, senza che ne venga nel testo indicato il numero
Per l’individuazione di ogni errore non segnalato in un breve brano e/o la
correzione dello stesso
Per la formulazione autonoma di un completamento /opzione possibile
PUNTI
2
NEI PROBLEMI A SOLUZIONE RAPIDA
Per la corretta e linearità della strategia risolutiva
PUNTI
1,5
3
1
1
1
0
-1
1
1
1
1-2
1-2
12
Per la completezza della soluzione
Per la correttezza nell’esecuzione dei calcoli
totale
In presenza di problemi più complessi ed articolati i suddetti punteggi
potranno essere aumentati a
NELLE BREVI RISPOSTE APERTE (3-6 RIGHE)
secondo l’ampiezza e complessità della domanda
Per la pertinenza della risposta
Per la correttezza e completezza delle conoscenze
Per la correttezza linguistica e uso della terminologia specifica
Totale
1
0,5
3
5
1
2-3
1
4-5
Dopo aver attribuito a ciascuna risposta corretta il relativo punteggio il totale dei punti sarà
riportato in decimi.
Per le interrogazioni orali ( interrogazione lunga o interventi brevi ) sarà applicata la
seguente griglia:
INDICATORI DI LIVELLO
Scarso
(<4)
Insufficiente (4)
Mediocre
(5)
Sufficiente
(6)
Discreto
(7)
Buono
(8)
Ottimo / Eccellente (9/10)
DESCRITTORI
Rifiuto della prova / non risponde alla richiesta / dichiara di non conoscere
l’argomento
Esprime pochi e stentati concetti in modo impacciato e/o mnemonico.
Nessuna capacità di applicazione
Esposizione incompleta , anche se corretta, dei principali concetti richiesti;
capacità di applicazione delle conoscenze agli esercizi più semplici; poca
autonomia nello studio
Conoscenza non approfondita degli argomenti basilari. Esposizione
corretta anche se non disinvolta e personalizzata; diligenza nello studio
Esposizione organica dei concetti e sufficiente autonomia nello studio:
capacità di esprimersi nel linguaggio specifico della disciplina.
Preparazione approfondita, accompagnata da un’esposizione precisa e
puntuale in termini lessicali e contenutistici; autonomia di giudizio e
rielaborazione dei contenuti proposti.
Esposizione originale e creativa dei concetti che mette in luce una solida
base culturale di derivazione anche extra-scolastica; capacità di esprimere
giudizi critici e personali
N.B. Quanto sopra specificato per METODO, MEZZI E STRUMENTI, VALUTAZIONE,
MODALITÀ DI VERIFICA è riferito sia all’insegnamento della Chimica sia a quello della
Biologia.
Ciampino, 30 ottobre 2013
I DOCENTI
Elisabetta Barranca
Stefano Di Bernardini
Claudio Mecchia
Maurizio Sabato
Rosa Teresa Bianchi
Laura Giorgi
Patrizia Moscatelli
Clara Solfizi
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