CLASSE 5^C
ANNO SCOLASTICO 2015/2016
PROGRAMMA DI SCIENZE
Le teorie evolutive: passaggio da fissismo e catastrofismo a evoluzionismo di Lamarck e
Darwin.
Teorie fissiste e mobiliste in geologia: la transizione culturale.
La teoria della deriva dei continenti di Wegener: contesto storico-scientifico. Le cause del
movimento dei continenti. Le prove: geografiche, paleontologiche, paleoclimatiche e
litologiche. Le critiche al modello di Wegener.
La teoria delle celle convettive di Holmes. I suoi riflessi sulle teorie tettoniche.
La teoria dell’espansione dei fondali di Hess. Il ruolo dei fondali oceanici nella tettonica
moderna.
Faglie trasformi e trascorrenti. Il ruolo delle dorsali nella tettonica. Margini di placca:
costruttivi, distruttivi, conservativi.
La teoria della tettonica delle placche è una teoria unificante. Caratteri generali della
tettonica delle placche e confronto con la deriva dei continenti.
Gli scontri fra placche: oceanica-continentale; continentale-continentale; oceanica-oceanica.
La teoria del solidus e il piano di subduzione. Caratteristiche del piano di Benioff.
Gli hot spots confermano la teoria della tettonica delle placche.
Rocce e tettonica: caratteristiche delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche e i loro
legami con la tettonica.
La datazione nella geologia storica: l’età della Terra, aspetti storico-culturali.
Fossili, fossili guida, fossili di facies, fossili molecolari ed evoluzione.
Principi della datazione relativa: di sovrapposizione, di orizzontalità, paleontologico e di
correlazione.
Metodi della datazione assoluta: isotopi e tempo di dimezzamento.
Eoni ed ere geologiche: esame cronologico generale.
Le ipotesi sull’origine della vita: le atmosfere primordiale, riducente e ossidante. La
panspermia. L’esperienza di Miller e le critiche al metodo.
Faune fossili del precambriano (proterozoico).
Paleozoico, avvenimenti geologici e biologici. La chiusura della Pangea. L’estinzione
permiana.
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Mesozoico, avvenimenti geologici e biologici. Il gigantismo dei gruppi sistematici: ipotesi a
confronto. La filogenesi dei macrogruppi sistematici. L’estinzione cretacica.
Cenozoico: avvenimenti biologici e geologici. Inizio dell’ominazione.
Neozoico e comparsa del genere Homo. Le teorie sulla filogenesi umana.
La chimica organica propedeutica alla biochimica: idrocarburi, alcoli, eteri, gruppo
carbonilico (aldeidi, chetoni e acidi carbossilici), esteri, ammidi e ammine. Caratteri generali
e nomenclatura.
Introduzione alle molecole della biochimica: glicidi, lipidi, protidi e acidi nucleici.
Glicidi: caratteri generali, nomenclatura tradizionale e IUPAC.
Monosaccaridi. Classificazione: aldosi e chetosi. Formule di Fisher e Haworth. Il processo
di ciclizzazione piranosica e furanosica. Mutarotazione e forme D e L. Configurazione a
sedia e a barca.
Oligosaccaridi. I disaccaridi A=B e A≠B: caratteristiche di composizione. Maltosio e
cellobiosio, legami glucosidici e significato biochimico.
Polisaccaridi. Omopolimeri e caratteristiche generali di amido (amilosio-amilopectina),
glicogeno e cellulosa. La chitina (N-acetilglucosammina).
Lipidi: caratteri generali e classificazione (gliceridi, ceridi e steridi). Lipidi saponificabili e
insaponificabili. Proprietà fisico- chimiche. Acidi grassi saturi e insaturi.
Gliceridi: caratteri generali. Trigliceridi: semplici e misti; oli e grassi. Fosfogliceridi:
fosfatidilcolina, formazione e significato biologico. Le molecole isoprenoidi: i terpeni e i
derivati vitaminici; gli steroidi: nucleo steroideo del ciclopentanperidrofenantrene. Gli
ormoni steroidei. Il colesterolo. Zoosteroli, micosteroli e fitosteroli.
I protidi: caratteri generali e funzioni. Caratteristiche e origine evolutiva degli amminoacidi.
Struttura degli amminoacidi e anfoterismo.
Il legame peptidico e gli estremi amminico e carbossilico delle proteine (eteropolimeri). Le
proteine e l’attività in un sistema elettroforetico.
Struttura delle proteine: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria e loro significato
biologico. Funzioni delle proteine.
La denaturazione delle proteine. Fattori determinanti: variazione del pH, cambiamento del
solvente, aumento di temperatura (coagulazione), agitazione meccanica, aggiunta di
sostanze ioniche e di metalli pesanti. La rinaturazione proteica.
Gli enzimi: caratteri generali, apoenzima, substrato, coenzima e cofattore.
Catalisi enzimatica: riduzione dell’energia di attivazione. Modelli di catalisi: chiaveserratura e ad adattamento indotto. Numero di turnover o di attività catalitica (Kcat).
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Fattori che influenzano l’attività enzimatica: concentrazione del substrato, concentrazione
dell’enzima, pH, temperatura.
Gli acidi nucleici: la scoperta nel XIX secolo e il riconoscimento strutturale di Watson e
Crick.
Struttura dei nucleosidi e dei nucleotidi degli acidi nucleici.
La struttura del DNA: la doppia elica e l’antiparallelismo. Gli RNA: caratteri generali,
struttura e funzioni.
Duplicazione semiconservativa del DNA. Gli enzimi riparatori e le mutazioni.
Geni e proteine: storia di un dogma controverso.
I processi metabolici unibiotici: sintesi proteica e respirazione.
La sintesi proteica: significato biologico ed evolutivo.
La fase di trascrizione: esoni e introni (ipotesi di significato biologico ed evolutivo). RNA
trascritto primario, splicing genico, RNA trascritto secondario e splicing alternativo.
Genoma e proteoma a confronto. La teoria dell’epigenoma.
La fase di traduzione: ruolo di RNAm, RNAt e RNAr. I polisomi. Il codice genetico e la
degenerazione del codice dell’RNAm.
Metabolismo cellulare: caratteri generali del catabolismo e dell’anabolismo.
Il metabolismo energetico: origine evolutiva della respirazione aerobica. La teoria
dell’endosimbiosi spiega la presenza di mitocondri nella cellula aerobia.
Il metabolismo energetico nella cellula procariota.
Il metabolismo energetico ossidativo nella cellula eucariota: la comparsa della
compartimentazione.
Esame delle fasi del metabolismo energetico ossidativo: glicolisi, formazione
dell’AcetilCoA, ciclo di Krebs, catena chemiosmotica.
Natura e caratteristiche metaboliche dei derivati nucleotidici: NAD, FAD, ATP.
Bilancio energetico del metabolismo energetico anaerobico e aerobico.
Filogenesi dei vegetali e introduzione alla fotosintesi. I processi autotrofici: origine e
caratteristiche.
I pigmenti della fotosintesi e i fotosistemi. La struttura dei cloroplasti.
La fase fotodipendente della fotosintesi (non ciclica e ciclica) e la reazione di Hill.
La fase fotoindipendente della fotosintesi: il ciclo di Calvin.
Le biotecnologie tradizionali e le biotecnologie del DNA ricombinante.
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Le tecnologie del DNA ricombinante: le nucleasi di restrizione, il sequenziamento e
l’ibridazione, il clonaggio del DNA.
Il DNA batterico e i plasmidi. Trasduzione, trasformazione e coniugazione batterica. I
batteriofagi: infezione e lisi batterica. La curva di crescita batterica.
Le librerie di DNA: librerie genomiche e librerie di espressione. Il cDNA e la trascrittasi
inversa. La clonazione col metodo PCR.
Le terapie geniche ex vivo e in vivo.
OGM e organismi transgenici.
Gli OGM: caratteri generali e impieghi in medicina e in agricoltura.
La biogeografia: caratteri generali. Il reticolato geografico: paralleli e meridiani. Latitudine
e longitudine. Significato bioclimatico della latitudine. Correlazione latitudine-altitudine.
Il clima e il tempo meteorologico: fattori ed elementi climatici.
I biomi: forestali, delle erbe e arbusti, biomi estremi. Concetto di biodiversità.
Studio dell'ecologia generale: concetto di ecosistema. Storia dell'ecologia.
Caratteristiche della componente abiotica. Specie steno ed euri. Energia e materia negli
ecosistemi.
Il concetto di fattore limitante. La componente biotica: popolazione e comunità. Catene e
reti trofiche.
Habitat e nicchia ecologica; concetto di equivalente ecologico.
Piramidi ecologiche: dei numeri, delle biomasse, dell’energia.
Rapporti intra e interspecifici: competizione e simbiosi (mutualismo, commensalismo e
parassitismo).
Torino, …………………….
Roberto Torchio
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