PROGRAMMA DI BIOLOGIA CLASSE III/B LICEO SCIENTIFICO AS 2010/2011 PROF.SSA FRANCESCA QUATRARO MANUALE: Campbell Reece Taylor Simon‐ Immagini della biologia‐ Zanichelli MODULO B L’EREDITARIETÀ E L’EVOLUZIONE CAPITOLO 8 LE BASI CELLULARI DELLA RIPRODUZIONE E DELL’EREDITARIETÀ: il simile genera (quasi) sempre il simile; una cellula nasce solo da un’altra cellula; i procariote si riproducono per scissione binaria; i cromosomi degli eucarioti sono grandi e complessi, e si duplicano prima di ogni divisione cellulare; il ciclo cellulare scandisce gli eventi metabolici e riproduttivi di ogni cellula; la divisione cellulare è una seria ininterrotta di eventi; la citodieresi avviene in maniera diversa nelle cellule animali e nelle cellule vegetali; l’ancoraggio a una superficie solida, la densità e i fattori di crescita influenzano la divisione cellulare; i fattori di crescita controllano il ciclo cellulare; una visione d’insieme: la mitosi serve per la crescita degli organismi, la sostituzione delle cellule e la riproduzione asessuata; i cromosomi formano coppie omologhe; i gameti possiedoo un assetto cromosomico singolo; la meiosi riduce il numero dei cromosomi da diploide ad aploide; mitosi e meiosi a confronto; la varietà della progenie dipende dalla disposizione dei cromosomi durante la meiosi e dalla casualità della fecondazione; i cromosomi omologhi possono portare versioni diverse dello stesso gene; il crossing‐over aumenta ulteriormente la variabilità genetica; il cariotipo è una ricostruzione fotografica dell’assetto cromosomico di un individuo; la sindrome di Down è dovuta alla presenza di un cromosoma 21 in più; il numero dei cromosomi può variare a causa di una non‐disgiunzione durante la meiosi; le alterazioni della struttura cromosomica possono provocare patologie congenite e tumori; un numero anomalo di cromosomi sessuali di solito non compromette la sopravvivenza CAPITOLO 9 MODELLI DI EREDITARIETÀ:la genetica è una scienza che ha radici antiche; i primi esperimenti di genetica ebbero luogo in una abbazia; la legge della segregazione descrive la trasmissione ereditaria di un solo carattere; i cromosomi omologhi portano i due alleli relativi a ciascun carattere; la legge dell’assortimento indipendente prende in considerazione due caratteri contemporaneamente; l’ereditarietà dei caratteri umani si può studiare costruendo gli alberi genealogici delle famiglie; molte malattie ereditarie umane sono controllate da un singolo gene; la dominanza incompleta produce fenotipi intermedi; molti geni possiedono più di due alleli; un singolo gene può avere effetto su più caratteri fenotipici; un singolo carattere può essere influenzato da molti geni; il comportamento dei cromosomi conferma le leggi di Mendel; i geni localizzati sullo stesso cromosoma tendono a essere ereditati insieme; il crossing‐over produce nuove combinazioni di alleli; in molte specie di organismi il sesso è determinato ai cromosomi; i geni legati al sesso vengono ereditati con modalità particolari. CAPITOLO 10 LA BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE: alcuni esperimenti hanno dimostrato che il materiale genetico è fatto da DNA; DNA e RNA sono polimeri di nucleotidi; la duplicazione del DNA dipende dall’accoppiamento di specifiche basi azotate; i particolari della duplicazione del DNA; il genotipo presente a livello del DNA si esprime nelle proteine, che determinano il fenotipo; l’informazione genetica viene scritta sotto forma di codoni e tradotta in sequenze di aminoacidi; il codice genetico è la “stele di rosetta” della vita; la trascrizione produce massaggi genetici sotto forma di RNA; l’RNA eucaristico viene modificato prima di lasciare il nucleo;le molecole di RNA di trasporto fungono da interpreti durante la traduzione; i ribosomi costruiscono i polipeptidi; un codone di inizio indica il punto di partenza del messaggio portato dall’mRNA;nella fase di allungamento si aggiungono aminoacidi alla catena polipeptidica fino a quando il codone di arresto termina la traduzione; il passaggio di informazioni genetiche nella cellula segue la direzione DNA→RNA→proteina; le mutazioni possono cambiare il significato dei geni; il DNA virale può diventare parte del cromosoma ospite; molti virus sono causa di malattie negli animali; il virus dell’AIDS assembla il DNA utilizzando l’RNA come stampo. CAPITOLO 11 IL CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA: le proteine che interagiscono con il DNA attivano e disattivano i geni dei procarioti in risposta ai cambiamenti ambientali; il processo di differenziamento; il modo in cui il DNA si ripiega all’interno dei cromosomi eucariotici contribuisce a regolare l’espressione genica; nelle femmine dei mammiferi uno dei due cromosomi X è disattivato in tutte le cellule; negli eucarioti la trascrizione è controllata da complessi aggregati di proteine; l’RNA eucariotico può essere modificato in vari modi; anche la traduzione e le ultime fasi dell’espressione genica sono soggette a regolazione; gli animali possono essere clonati tramite il trasferimento nucleare; il cancro si può scatenare a causa di mutazioni di mutazioni di geni che controllano la divisione cellulare; lo sviluppo del cancro ha origine da mutazioni genetiche multiple. CAPITOLO 12 LA TECNOLOGIA DEL DNA E LA GENOMICA: mediante l’introduzione di plasmidi si possono modificare i batteri e indurli a svolgere funzioni utili; per “tagliare e incollare” il DNA si utilizzano particolari enzimi; i geni dei plasmidi ricombinanti si possono clonare; per ottenere molte copie di una specifica sequenza di DNA si utilizza comunemente la tecnica detta PCR; i geni clonati possono essere conservati in librerie genomiche; si può produrre DNA da clonare anche mediante l’enzima trascrittasi inversa; cellule e organismi ricombinanti sono utilizzati per ottenere prodotti genici su larga scala; l’elettroforesi su gel separa i frammenti in base alle dimensioni; il polimorfismo della lunghezza dei frammenti di restrizione permette di individuare le differenze tra sequenze di DNA; la maggior parte del genoma umano non è costituito da geni; gli organismi geneticamente modificati stanno trasformando l’agricoltura. CAPITOLO 13 COME AGISCE L’EVOLUZIONE: le teorie evolutive prima di Darwin; nel suo viaggio intorno al mondo Darwin gettò le basi della sua teoria sull’evoluzione. MODULO C IL CORPO UMANO CAPITOLO 15 STRUTTURE E FUNZIONI DEGLI ANIMALI: gli animali sono dotati di un’organizzazione strutturale di tipo gerarchico; il tessuto epiteliale riveste internamente ed esternamente il corpo e i suoi organi; il tessuto connettivo tiene uniti gli altri tessuti e li sostiene; il tessuto muscolare permette il movimento; il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione; gli organi sono formati da tessuti. CAPITOLO 16 L’ALIMENTAZIONE E LA DIGESTIONE:la trasformazione del cibo avviene in quattro fasi; il sistema digerente umano è costituito da un canale alimentare e da organi a esso associati, la digestione ha inizio all’interno della cavità orale; sia il cibo che l’aria che espiriamo passano attraverso il faringe; l’esofago convoglia il bolo alimentare verso lo stomaco; lo stomaco immagazzina temporaneamente il cibo e lo demolisce per mezzo di acidi ed enzimi; nella prima parte dell’intestino si riversano ormoni ed enzimi prodotti dal pancreas e dal fegato; nel duodeno termina la digestione chimica degli alimenti; l’assorbimento delle sostanze nutritive avviene principalmente nella seconda parte dell’intestino tenue; la funzione principale dell’intestino crasso consiste nel terminare il riassorbimento dell’acqua e dei sali minerali; l’alimentazione energia per la crescita e per lo svolgimento di tutte le attività dell’organismo; la corretta alimentazione. CAPITOLO 17 LA RESPIRAZIONE E GLI SCAMBI GASSOSI: il sistema respiratorio umano è costituito dalle vie respiratorie e dai polmoni; come avviene la ventilazione polmonare; il controllo della respirazione è involontario; gli scambi gassosi tra sangue e tessuti seguono un gradiente di pressione; l’emoglobina contribuisce al trasporto di O2 e CO2 e a regolare il pH del sangue. CAPITOLO 18 IL SANGUE E LA CIRCOLAZIONE: il sistema circolatorio ha relazioni molto strette con i tessuti del corpo; il sistema cardiovascolare umano è costituito dal cuore e dai vasi sanguigni; la struttura dei vasi sanguigni; il cuore si distende e si contrae ritmicamente; il nodo seno atriale regola il ritmo del battito cardiaco; il sangue esercita una pressione sulle pareti dei vasi;il sangue è costituito dal plasma e da elementi cellulari in sospensione che si originano nel midollo osseo. CAPITOLO 21 IL SISTEMA ENDOCRINO: i messaggeri chimici coordinano le diverse funzioni dell’organismo; gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio mediante due principali meccanismi di trasmissione del segnale; l’ipotalamo è strettamente connesso all’ipofisi e collega tra loro i sistemi nervoso ed endocrino; la tiroide regola lo sviluppo e il metabolismo; il pancreas regola il livello di glucosio nel sangue; le gonadi secernono gli ormoni sessuali. CAPITOLO 22 LA RIPRODUZIONE E LO SVILUPPO EMBRIONALE: negli organismi la riproduzione può essere sessuata o asessuata; anatomia del sistema riproduttore femminile; anatomia del sistema riproduttore maschile; la formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo avviene tramite meiosi; gli ormoni regolano i cambiamenti ciclici che hanno luogo nelle ovaie e nell’utero; la fecondazione produce uno zigote e dà il via allo sviluppo embrionale. CAPITOLO 23 IL SISTEMA NERVOSO: il sistema nervoso riceve e interpreta gli impulsi sensoriali e trasmette quindi i comandi appropriati; i neuroni sono le unità funzionali del sistema nervoso; un neurone mantiene il potenziale di riposo attraverso la propria membrana, l’impulso nervoso è generato da una variazione del potenziale di membrana; il potenziale d’azione si rigenera propagandosi lungo il neurone; i neuroni comunicano attraverso sinapsi; le sinapsi chimiche rendono possibile l’elaborazione di informazioni complesse; il sistema nervoso dei vertebrati presenta un alto livello di centralizzazione e cefalizzazione; il sistema nervoso periferico ha una struttura gerarchica. Santeramo in Colle l’insegnante Gli alunni
