LICEO STATALE “A. VOLTA” INDIRIZZO SCIENTIFICO E CLASSICO
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA PER COMPETENZE
Anno Scolastico 2015-2016
Docente: prof. Quacquaruccio Gianni
Disciplina: SCIENZE NATURALI (BIOLOGIA-CHIMICA)
Classi: 3A-3B-3C LICEO SCIENTIFICO
Ore settimanali d’insegnamento: 3
Obiettivi generali della disciplina
Alla fine dell’anno l’alunno dovrà essere in grado di:
sapere effettuare connessioni logiche, riconoscere o stabilire relazioni, classificare, formulare ipotesi in base ai dati forniti, trarre conclusioni
basate sui risultati ottenuti e sulle ipotesi verificate;
risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici;
applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale, anche per porsi in modo critico e consapevole di fronte ai temi di carattere
scientifico e tecnologico della società attuale;
utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali, con particolare attenzione all’uso delle unità di
misura e ai criteri per la raccolta e la registrazione dei dati;
riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono;
descrivere un fenomeno naturale in modo il più possibile chiaro e coerente;
usare un linguaggio scientifico appropriato;
saper osservare e interpretare gli elementi usati nel linguaggio grafico e iconografico delle scienze: grafici, carte geografiche e tematiche,
diagrammi cartesiani;
saper porre domande significative dall’osservazione e dallo studio dei fenomeni.
Contenuti disciplinari
BIOLOGIA
MODULO
Modulo 0
La riproduzione
cellulare
(ripetizione)
COMPETENZE
Acquisire
ed
interpretare
le
informazioni.
Saper riconoscere e
stabilire relazioni.
ABILITÀ
Riconoscere analogie e differenze tra i processi di
riproduzione asessuata e sessuata.
Descrivere gli eventi che si verificano nelle fasi G1,
S e G2 del ciclo cellulare.
Descrivere il processo mitotico distinguendo gli
eventi salienti di ogni fase.
Distinguere tra corredo cromosomico aploide e
diploide.
CONTENUTI/CONOSCENZE
PERIODO DI
SVOLGIMENTO
La divisione cellulare. La Trimestre
riproduzione asessuata. La
riproduzione
sessuata.
La
scissione binaria dei procarioti.
Il ciclo cellulare: fasi G1, S, G2,
mitosi e citodieresi. Cromatina e
cromosomi. Cellule diploidi e
cellule aploidi. Le fasi della
Acquisire
ed
Modulo 1
le
Mendel
e
i interpretare
informazioni.
principi
effettuare
dell'ereditarietà Saper
connessioni logiche.
Saper
risolvere
situazioni
problematiche
utilizzando linguaggi
specifici.
Saper applicare le
conoscenze acquisite
alla vita reale.
Saper
trarre
conclusioni basate sui
risultati ottenuti.
Individuare
collegamenti
e
relazioni.
Spiegare l’importanza del crossing-over e della
fecondazione per la variabilità genetica.
Analizzare le fasi della meiosi I e II.
Confrontare la meiosi con la mitosi evidenziando
analogie e differenze.
Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel.
Definire le generazioni P, F1 e F2.
Enunciare la prima legge di Mendel.
Distinguere un carattere dominante da uno
recessivo.
Spiegare il significato di dei termini omozigote ed
eterozigote.
Distinguere il genotipo dal fenotipo.
Enunciare la legge dell’assortimento indipendente.
Impostare quadrati di Punnett di incroci
di ibridi, per uno, due o più caratteri, per la
definizione delle proporzioni dei genotipi e fenotipi
della prole.
Ricavare, mediante un test cross, il genotipo ignoto
di un fenotipo che mostra il carattere dominante.
Definire i difetti genetici autosomici recessivi e
dominanti.
Costruire un albero genealogico di caratteri
genetici umani.
Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione
di alcune malattie ereditarie umane determinate da
un allele recessivo o dominante.
Descrivere l’eredità di un carattere determinato da
più forme alleliche utilizzando l’esempio dei gruppi
sanguigni.
Descrivere l’eredità di un carattere determinato da
più geni.
Illustrare l’influenza dell’ambiente su alcuni tratti
genetici.
mitosi. La sinapsi e il crossingover. La variabilità genetica. La
meiosi. Confronto tra meiosi e
mitosi.
Le idee sull’ereditarietà dei Trimestre
caratteri prima di Gregor
Mendel:
l’ipotesi
della
mescolanza dei caratteri.
Il lavoro sperimentale di
Mendel. Le linee pure. I singoli
caratteri si trasmettono in modo
indipendente Generazioni P, F1
e F2. La prima legge di Mendel.
Caratteri dominanti e recessivi.
Individui
omozigoti
ed
eterozigoti. Genotipo e fenotipo.
I diversi caratteri si assortiscono
nei
gameti
in
modo
indipendente.
La
legge
dell’assortimento indipendente.
Mendel e le leggi delle
probabilità. Il test cross. Le
leggi di Mendel e la genetica
umana. Difetti genetici recessivi
e
dominanti.
Gli
alberi
genealogici. Malattie provocate
da alleli recessivi: fibrosi
cistica, fenilchetonuria, anemia
falciforme. Malattie provocate
da alleli dominanti: corea di
Huntington, acondroplasia. La
dominanza incompleta. Gli
alleli
multipli:
i
gruppi
Spiegare il fenomeno della pleiotropia.
Spiegare come Morgan ha dimostrato che i geni
sono portati dai cromosomi.
Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri
legati ai cromosomi sessuali.
Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione
di alcune malattie genetiche umane legate al
cromosoma X.
Spiegare che cosa s’intende per geni associati.
Spiegare come si determina l’ordine dei loci genici.
Acquisire
Modulo 2
I
principi interpretare
informazioni.
dell’evoluzione
Individuare
collegamenti
relazioni.
ed Riassumere le osservazioni di Darwin sulla fauna,
le sui fossili e sulla geologia incontrati durante il suo
viaggio intorno al mondo.
Mettere in relazione i ritrovamento di reperti fossili
e con le concezioni evoluzioniste.
Riassumere la teoria di Cuvier e di Lamarck.
Spiegare come la selezione artificiale produca
razze e anche specie diverse.
Spiegare in che modo l’ambiente seleziona gli
individui più adatti all’interno di una popolazione.
Descrivere le prove a favore dell’evoluzione
fornite
dalla
paleontologia,
dall’anatomia
comparata e dalla biogeografia dallo studio
comparato delle biomolecole.
Saper
formulare Spiegare come Griffith è giunto a ipotizzare la
Modulo 3
La
genetica ipotesi in base ai dati presenza di un fattore trasformante nei batteri.
forniti.
Descrivere gli esperimenti di Hershey e Chase.
molecolare
sanguigni.
L’ereditarietà
poligenica.
L’influenza
dell’ambiente. La pleiotropia e
l’anemia falciforme. I geni sono
portati dai cromosomi. Gli studi
di Morgan.
Autosomi e
cromosomi sessuali. L’eredità
dei caratteri legati ai cromosomi
sessuali. I disordini genetici
umani legati al cromosoma X:
cecità ai colori, distrofia
muscolare, emofilia. I geni
associati. La mappatura dei
cromosomi.
Gli esseri viventi sono adattati Trimestre
al proprio ambiente. Il viaggio
di Charles Darwin. Le teorie
evolutive prima di Darwin:
Cuvier e il catastrofismo,
Lamarck e l’ereditarietà dei
caratteri acquisiti. La selezione
artificiale. Il principio della
selezione naturale. Le prove
dell’evoluzione
(la
paleontologia e lo studio dei
fossili;
le
somiglianze
anatomiche tra le specie:
omologie e analogie; le prove
embriologiche; la distribuzione
geografica delle specie; i
confronti molecolari).
Il
ruolo
del
DNA Trimestre/Pent
nell’ereditarietà. Il principio amestre
trasformante di Griffith. Gli
Saper
effettuare
connessioni logiche.
Acquisire
e
interpretare
le
informazioni.
Saper riconoscere e
stabilire relazioni.
Descrivere la struttura a doppia elica del DNA
evidenziando la disposizione antiparallela dei due
filamenti di nucleotidi.
Descrivere la duplicazione semiconservativa del
DNA.
Spiegare le funzioni dei principali enzimi coinvolti
nel processo di duplicazione.
Mettere in relazione l’invecchiamento delle cellule
con la perdita dei telomeri.
Illustrare i meccanismi che portano alla formazione
del filamento leader del filamento in ritardo.
Identificare il ruolo dei frammenti di Okazaki.
Descrivere l’azione dell’enzima ligasi.
Spiegare la relazione che c’è tra un gene e una
proteina.
Identificare nel codice genetico il mezzo per
tradurre il messaggio scritto nel DNA nella
sequenza di amminoacidi di una proteina.
Descrivere come il messaggio genetico del DNA
viene trasferito all’RNA.
Evidenziare l’importanza del processo di
maturazione dell’RNA messaggero negli eucarioti.
Illustrare il ruolo dell’RNA di trasporto e dei
ribosomi nella sintesi proteica.
Illustrare le tre fasi del processo di traduzione.
Distinguere le mutazioni germinali da quelle
somatiche.
Distinguere le mutazioni puntiformi da quelle per
sfasamento del codice di lettura.
Illustrare gli effetti delle mutazioni sulle proteine e
sulla funzionalità delle cellule e degli organismi.
Chiarire gli effetti del processo di trasposizione sul
genotipo e sul fenotipo.
Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo
esperimenti di Hershey e Chase.
La struttura dei nucleotidi che
formano il DNA e l’RNA.
L’organizzazione strutturale a
doppia elica del DNA. Il DNA è
una molecola adatta alla
duplicazione. I tre stadi della
duplicazione semiconservativa
del DNA: srotolamento e
apertura, appaiamento delle
basi, unione dei due filamenti.
L’azione degli enzimi primasi e
DNA polimerasi. Il ruolo dei
telomeri. La duplicazione del
filamento leader e del filamento
in ritardo. I frammenti di
Okazaki. L’azione dell’enzima
ligasi. I geni dirigono la sintesi
delle proteine. Il legame tra geni
e proteine: la sintesi proteica. Il
codice genetico. Il processo di
trascrizione: la formazione
dell’RNA
messaggero.
La
maturazione
dell’RNA
messaggero: introni ed esoni.
L’RNA di trasporto. Il ruolo dei
ribosomi. Il processo di
traduzione: inizio, allungamento
e terminazione. Le mutazioni
cambiano la sequenza delle basi
nel DNA. Mutazioni germinali e
somatiche.
Mutazioni
puntiformi e di sfasamento.
Effetto delle mutazioni sulle
lisogeno.
Illustrare le modalità di infezione cellulare adottata
da un retrovirus come l’HIV.
Descrivere come i batteri possono modificare il
proprio patrimonio genetico.
Modulo 4
Microevoluzione
e
macroevoluzione
Individuare
collegamenti
e
relazioni.
Saper
effettuare
connessioni logiche.
Saper
formulare
ipotesi in base ai dati
forniti.
Definire con precisione cosa s’intende per
popolazione e pool genico.
Spiegare il principio di Hardy-Weinberg in termini
di frequenza degli alleli nel pool genico.
Mettere in relazione le mutazioni e la
ricombinazione sessuale con l’incremento della
variabilità genetica.
Spiegare in che modo la variabilità genetica
all’interno di una popolazione, l’accoppiamento
non casuale e il flusso genico favoriscono la
microevoluzione.
Descrivere i diversi effetti della selezione naturale.
Illustrare, fornendo esempi, la deriva genetica e le
modalità attraverso cui si può realizzare.
Confrontare il concetto evolutivo di specie con la
definizione di specie biologica.
Illustrare i principali meccanismi di isolamento
prezigotico. Spiegare in che modo le barriere
riproduttive postzigotiche possono impedire lo
scambio di geni tra popolazioni diverse.
Spiegare in che modo due popolazioni separate
geograficamente possono diventare due specie
distinte.
Descrivere mediante esempi il fenomeno della
radiazione adattativa.
Correlare la speciazione simpatrica con il
proteine. I trasposoni. I virus e i
batteri sono utili negli studi e
nelle applicazioni genetiche.
Ciclo litico e ciclo lisogeno dei
batteriofagi. I retrovirus: l’HIV.
Il trasferimento di geni tra
batteri:
trasformazione,
coniugazione, trasduzione.
La genetica di popolazione Pentamestre
spiega la microevoluzione. Il
pool genico. Il principio di
Hardy-Weinberg. Le mutazioni
e la ricombinazione sessuale.
L’accoppiamento non casuale e
il flusso genico. I tre tipi di
selezione naturale: stabilizzante,
direzionale, divergente. La
deriva genetica: l’effetto collo
di bottiglia e l’effetto del
fondatore. L’origine di nuove
specie è alla base della
biodiversità.
Il
concetto
evolutivo di specie. La specie
biologica.
Le
barriere
riproduttive prezigotiche e
postzigotiche.
L’isolamento
geografico può favorire la
speciazione.
Le
barriere
geografiche. La speciazione
allopatica.
La
radiazione
adattativa.
La
speciazione
simpatrica.
Poliplodia,
autoploidia, alloploidia. La
speciazione può essere graduale
fenomeno della poliploidia nelle piante.
Distinguere l’autoploidia dall’alloploidia.
Esemplificare il modello della speciazione
graduale.
Delineare gli aspetti più significativi della teoria
degli equilibri intermittenti.
Correlare l’individuazione di uno stesso gene in
animali diversi con la presenza dello stesso tipo di
organi.
Spiegare la relazione fra espressione differenziale
dei geni e l’evoluzione.
CHIMICA
MODULO
COMPETENZE
Saper riconoscere e
Modulo 5
I
fondamenti stabilire relazioni
Saper
applicare
della chimica
conoscenze acquisite
alla vita reale
ABILITÀ
Distinguere tra sostanza pura e miscuglio e tra
miscuglio omogeneo ed eterogeneo.
Spiegare i passaggi di stato alla luce della teoria
cinetica.
Illustrare le differenze nelle curve di riscaldamento
di una sostanza pura e di un miscuglio.
Esporre le leggi ponderali.
Esprimere i concetti di elemento, composto e
molecola.
Conoscere la differenza tra atomo, molecola e ione.
Saper descrivere le leggi dei gas e la legge di
Dalton
oppure rapida. Il modello
graduale di speciazione. Il
modello
degli
equilibri
intermittenti. La speciazione
rapida si spiega anche con la
genetica dello sviluppo. Il
riconoscimento degli stessi geni
in
animali
diversi.
L’espressione differenziale dei
geni.
CONTENUTI/CONOSCENZE
PERIODO DI
SVOLGIMENTO
Sostanza
pura,
miscuglio Pentamestre
(omogeneo
e
eterogeneo).
Teoria cinetica e passaggi di
stato. Curva di riscaldamento di
una sostanza pura e di un
miscuglio. Tensione di vapore.
Elementi e composti. Le leggi
ponderali. Atomi, molecole e
ioni. I gas ideali e la teoria
cinetico molecolare, le leggi dei
gas (le leggi di Boyle, di
Charles e di Gay-Lussac). La
legge generale dei gas. Le
pressioni parziali e la legge di
Dalton.
Saper
effettuare Essere consapevole della differenza tra quantità di Il principio di Avogadro. La Pentamestre
Modulo 6
massa atomica e la massa
La
quantità connessioni logiche. materia e quantità di sostanza.
chimica: la mole Saper riconoscere e Riconoscere il comportamento degli aeriformi molecolare. La mole e la massa
stabilire relazioni
come strumento per la determinazione delle molare, il numero di Avogadro.
formule molecolari e delle masse atomiche.
Calcoli con le moli. La
Modulo 7
Le
particelle
dell’atomo e la
sua struttura
Saper riconoscere e
stabilire relazioni.
Saper
applicare
conoscenze acquisite
alla vita reale
Saper
trarre
conclusioni basate sui
risultati ottenuti
Saper
risolvere
situazioni
problematiche
utilizzando linguaggi
specifici
Comprendere la relazione tra composizione
percentuale in massa e composizione atomica di un
composto.
Determinare la massa molare di una sostanza nota
la formula.
Utilizzare il concetto di mole per convertire la
massa/il volume di una sostanza o il numero di
particelle elementari in moli e viceversa.
Determinare la formula empirica e molecolare di
un composto.
Comprendere come prove sperimentali abbiano
determinato il passaggio dal modello atomico di
Thomson a quello di Rutherford
Spiegare come la composizione del nucleo
determina l’identità chimica dell’atomo
Spiegare come il diverso numero di neutroni, per
un dato elemento, influenza la massa atomica
relativa
Descrivere le principali trasformazioni del nucleo
correlandole al diverso contenuto di nucleoni
Interpretare la legge del decadimento radioattivo
Descrivere le reazioni nucleari di maggiore
interesse per la produzione di energia
Distinguere tra comportamento ondulatorio e
corpuscolare della radiazione elettromagnetica.
Riconoscere che il modello atomico di Bohr ha
come
fondamento
sperimentale
l’analisi
spettroscopica della radiazione emessa dagli atomi.
Comprendere come la teoria di de Broglie e il
principio di indeterminazione siano alla base di una
concezione probabilistica della materia
Comprendere il significato di onda stazionaria e
l’importanza della funzione d’onda ψ
Essere consapevole dell’esistenza di livelli e
composizione percentuale, la
formula minima e quella
molecolare. Il volume molare,
l’equazione di stato dei gas
ideali, le pressioni parziali e la
legge di Dalton.
La natura elettrica della materia. Pentamestre
La scoperta delle proprietà
elettriche.
Le
particelle
fondamentali dell’atomo. La
scoperta
dell’elettrone.
L’esperimento di Rutherford. Il
numero atomico, il numero di
massa e gli isotopi. Il
decadimento radioattivo, i tipi
di decadimento e la legge del
decadimento. Energia nucleare.
Fissione e fusione nucleare. La
doppia natura della luce
(ondulatoria e corpuscolare), la
luce e gli spettri. L’atomo di
Bohr.
La doppia
natura
dell’elettrone. La meccanica
quantistica e il principio di
indeterminazione di Heisenberg.
L’equazione d’onda. Numeri
quantici e orbitali. L’atomo di
idrogeno secondo la meccanica
quantistica. La configurazione
degli atomi
sottolivelli energetici e della loro disposizione in
ordine di energia crescente verso l’esterno
Utilizzare la simbologia specifica e le regole di
riempimento degli orbitali per la scrittura delle
configurazioni elettroniche di tutti gli atomi
Saper classificare
Descrivere le principali proprietà di metalli,
Modulo 8
effettuare semimetalli e non metalli
Il
sistema Saper
connessioni logiche
Individuare la posizione delle varie famiglie di
periodico
elementi nella tavola periodica
Spiegare la relazione fra Z, struttura elettronica e
posizione degli elementi sulla tavola periodica
Comprendere che la legge della periodicità è stata
strumento sia di classificazione sia di predizione di
elementi
Discutere lo sviluppo storico del concetto di
periodicità.
Spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche
degli elementi nei gruppi e nei periodi
La
classificazione
degli Pentamestre
elementi e il sistema periodico
di Mendeleev. La moderna
tavola periodica e la sua
struttura. I simboli di Lewis. Le
proprietà
periodiche
degli
elementi
(raggio
atomico,
energia di ionizzazione, affinità
elettronica, elettronegatività).
Metalli,
non
metalli
e
semimetalli.
Metodi
- Lezioni frontali per trasmettere conoscenze e concetti e lezioni interattive per stimolare gli studenti a partecipare attivamente alle lezioni
sollecitando le loro domande e inducendoli a riflettere sulle possibili risposte;
- Lettura in classe del libro di testo, spiegazione e messa in evidenza dei concetti chiave. Eventuale schematizzazione della lezione con mappe
concettuali o schemi alla lavagna;
- Utilizzo di disegni, figure del libro e, in base al tempo e alla strumentazione disponibile, proiezione di animazioni e filmati per illustrare i
fenomeni non facilmente osservabili in modo diretto. A causa del tempo limitato per l’attività didattica si chiederà agli alunni di visualizzare a casa
le numerose risorse multimediali on-line messe a disposizione dal libro di testo;
- Eventuali semplici attività di laboratorio dimostrative in base alla disponibilità del materiale e al tempo.
Strumenti di lavoro
- Libro di testo;
- Supporti audiovisivi e risorse multimediali fornite dal libro.
- materiale e strumenti per eventuali attività di laboratorio dimostrative
Tipologie di verifica e valutazioni
Per seguire il processo di apprendimento saranno proposte diverse tipologie di verifica:
- Brevi interrogazioni in itinere con valore formativo;
- Verifica del grado di pertinenza degli interventi;
- Verifiche scritte strutturate e/o semistrutturate;
- Verifiche orali.
La valutazione terrà conto del livello di approfondimento delle conoscenze, della capacità di rielaborazione, dell’abilità raggiunta nell’esporre gli
argomenti con chiarezza e precisione. Il voto, attribuito in decimi, risulterà dalla combinazione dei diversi livelli di conoscenza e abilità verificati,
secondo i criteri stabiliti dal POF. Sono previste almeno due verifiche nel trimestre e almeno tre nel pentamestre. La valutazione intermedia e di fine
anno terrà conto dei risultati delle verifiche, dell’impegno e della partecipazione all’attività didattica, dello svolgimento puntuale dei compiti a casa,
della progressione dell’apprendimento e della disponibilità a collaborare.
Luogo e data:
Colle di Val D'Elsa, 31/10/2015
L'insegnante
prof. Quacquaruccio Gianni
