PROGRAMMA DI SCIENZE NATURALI CLASSE 5^A LS A.S. 2015/16 Prof. PAOLA PITTONI CHIMICA ORGANICA E DEI MATERIALI Libro di testo “PERCORSI DI CHIMICA ORGANICA” di De Maria, Zanichelli Capitolo 1 . La chimica del carbonio 1.1 Cos’è la chimica organica 1.2 Il legame covalente 1.3 Il carbonio e i suoi legami 1.4 I legami semplici carbonio-­‐carbonio 1.5 I legami covalenti polari 1.6 I legami covalenti multipli 1.7 La valenza 1.8 L’isomeria 1.9 Le formule di struttura semplificate 1.10 Gli orbitali e il legame chimico 1.11 Gli orbitali sp3 del cabonio 1.12 I legami del metano Capitolo 2. Alcani e ciclo alcani 2.1 Gli idrocarburi 2.2 La struttura degli alcani 2.3 La nomenclatura degli alcani 2.4 Le proprietà fisiche degli alcani 2.5 Le conformazioni degli alcani 2.6 La nomenclatura e la conformazione dei ciclolcani 2.7 L’isomeria cis-­‐trans nei cicloalcani 2.8 Le reazioni degli alcani Capitolo 3. Alcheni e alchini 3.1 Gli idrocarburi insaturi 3.2 La nomenclatura degli alcheni 3.3 La nomenclatura degli alchini 3.4 Le caratteristiche dei doppi legami 3.5 Il legame pi-­‐greco 3.6 L’isomeria cis-­‐trans negli alcheni 3.7 Le reazioni di addizione agli alcheni 3.8 L’addizione di alogeni 3.9 L’addizione di acqua (idratazione) 3.10 L’addizione di acidi 3.11 Il meccanismo di addizione elettrofila agli alcheni 3.12 L’addizione di idrogeno 3.17 La combustione degli alcheni 3.18 Gli alchini. Le caratteristiche dei tripli legami 3.19 Le reazioni di addizione agli alchini (solo pag 51) 3.20 L’acidità degli alchini Capitolo 4. I composti aromatici 4.1 Le caratteristiche del benzene 4.2 La nomenclatura dei composti aromatici 4.4 Il meccanismo della sostituzione elettrofila aromatica (fino a L’alogenazione esclusa) 4.6 L’effetto del sostituente nelle sostituzioni elettrofile aromatiche (solo Il sostituente influenza la reattività dell’anello) Capitolo 5. La stereoisomeria 5.1 Chiralità ed enantiomeria 5.2 Le regole di sequenza per specificare la configurazione 5.3 La luce polarizzata e l’attività ottica 5.4 Le proiezioni di Fischer 5.5 I composti con più di un centro stereogeno. I diastereomeri 5.6 Le forme meso Capitolo 6. Gli alogenuri alchilici 6.1 La sostituzione nucleofila 6.3 I meccanismi di sostituzione nucleofila 6.4 Le reazioni di eliminazione (solo pag. 93) Capitolo 7. Alcoli, fenoli e tioli 7.1 La nomenclatura degli alcoli e dei fenoli 7.2 Il legame idrogeno negli alcoli e nei fenoli 7.3 L’acidità degli alcoli e dei fenoli (solo pag. 100 e 101) 7.4 La basicità degli alcoli e dei fenoli 7.5 Le reazioni degli alcoli (La disidratazione solo pag. 103, Le reazioni con gli acidi alogenidrici solo pag. 104, L’ossidazione solo prima metà pag. 106) 7.6 Le reazioni dei fenoli (solo pag. 107) 7.7 I tioli Capitolo 9. Aldeidi e chetoni 9.1 La nomenclatura delle aldeidi e dei chetoni 9.2 I metodi di preparazione delle aldeidi e dei chetoni (solo Ossidazione degli alcoli e Idratazione degli alchini) 9.3 Le reazioni delle aldeidi e dei chetoni 9.4 L’addizione di nucleofili all’ossigeno (La formazione di idrati per addizione di acqua e La formazione di emiacetali e acetali per addizione di alcoli solo pag. 123 senza meccanismo) 9.7 La riduzione dei composti carbonilici (solo pag. 128) 9.8 L’ossidazione dei composti carbonilici 9.9 L’acidità degli idrogeni in alfa (solo pag 130 e prima metà 131) Capitolo 10. Gli acidi carbossilici e i loro derivati 10.1 La nomenclatura degli acidi carbossilici 10.2 Le proprietà fisiche e l’acidità degli acidi carbossilici 10.3 I metodi di preparazione degli acidi carbossilici (solo L’ossidazione degli alcol primari e delle aldeidi) 10.4 I derivati degli acidi carbossilici (fino a pag. 145) 10.5 Gli esteri 10.6 La preparazione degli esteri (senza meccanismo di reazione) 10.7 Le reazioni degli esteri (solo L’idrolisi alcalina – Saponificazione) Capitolo 11. Le ammine 11.1 La nomenclatura delle ammine 11.2 Proprietà fisiche e basicità delle ammine (solo pag. 158) Definizioni di: -­‐
Eteri ed epossidi -­‐
Ammidi -­‐
Composti eterociclici Approfondimento. La chimica dei materiali (su fonti raccolte dagli studenti) -­‐
Gomme e plastiche -­‐
Cementi -­‐
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Biomateriali Nanomateriali Vetri e ceramiche BIOCHIMICA E BIOTECNOLOGIE Libro di testo: “La chimica della vita” di Rippa-­‐Ricciotti, edito da Zanichelli Capitolo 1. Introduzione alla biochimica 1.1 La biochimica 1.2 La gerarchia dei livelli di organizzazione molecolare 1.3 Il progetto molecolare dei sistemi viventi 1.4 Biomolecole e trasferimento delle informazioni 1.5 Biomolecole e riconoscimento molecolare 1.6 Biomolecole e trasferimento di energia 1.7 Le biotecnologie 1.8 L'acqua Capitolo 2. Le proteine 2.1 Le proteine 2.2 Gli amminoacidi 2.3 Gli amminoacidi e la catena laterale 2.4 Il legame peptidico 2.5 La struttura primaria delle proteine 2.6 La struttura secondaria delle proteine 2.7 La struttura terziaria delle proteine 2.8 Le proteine fibrose 2.9 Le proteine globulari 2.10 Le proteine di membrana 2.11 La struttura quaternaria delle proteine 2.12 Le proteine coniugate 2.13 Classificazione delle proteine 2.14 La denaturazione delle proteine Capitolo 3. Gli enzimi. 3.1 I catalizzatori degli organismi 3.2 Gli enzimi: struttura e funzione 3.3 La catalisi enzimatica 3.4 La specificità degli enzimi 3.5 Enzimi ed energia di attivazione 3.6 Fattori che influenzano l’attività catalitica degli enzimi 3.7 L’enzima, il substrato e l’inibitore 3.8 Gli effettori e il sito attivo 3.9 Cofattori Capitolo 4. I carboidrati 4.1 I carboidrati e l’energia per i sistemi viventi 4.2 Classificazione dei monosaccaridi 4.3 Formule e rappresentazione dei monosaccaridi 4.4 Proprietà chimico-­‐fisiche e biologiche dei monosaccaridi 4.5 Struttura dei monosaccaridi 4.6 Le reazioni dei monosaccaridi 4.7 I disaccaridi 4.8 I polisaccaridi Capitolo 5. I lipidi 5.1 Funzioni biologiche dei lipidi 5.2 Gli acidi grassi 5.3 I trigliceridi 5.4 Le reazioni dei trigliceridi 5.5 Le cere 5.6 I glicerofosfolipidi e le membrane cellulari 5.7 La struttura delle membrane cellulari (cenni) 5.9 Le molecole isoprenoidi 5.10 Gli steroidi 5.11 Le lipoproteine (cenni) Approfondimento: -­‐ gli steroidi anabolizzanti Capitolo 6. Gli acidi nucleici 6.1 Caratteri genetici e geni 6.2 DNA e struttura dei nucleotidi 6.3 La struttura a doppia elica del DNA 6.4 I cromosomi 6.5 Gli acidi nucleici e il fluire dell’informazione genetica 6.6 Replicazione semiconservativa del DNA 6.7 Replicazione e riparazione del DNA 6.8 La struttura degli RNA 6.9 La trascrizione 6.10 Il codice genetico 6.12 I virus Capitolo 7. Il metabolismo 7.1 Il ciclo dell’ATP 7.2 La produzione di ATP 7.3 La catena respiratoria e la fosforilazione ossidativa 7.4 La digestione 7.5 Il catabolismo dei carboidrati (senza reazioni) 7.6 Il ciclo dell’acido citrico (senza reazioni) 7.7 Il catabolismo dei lipidi e degli acidi grassi 7.8 Il catabolismo dei composti azotati 7.9 L’anabolismo 7.10 Il controllo dei processi anabolici e catabolici Capitolo 8. Le biotecnologie 8.1 La biotecnologia oggi 8.2 Gli organismi della biotecnologia 8.3 Il DNA ricombinante 8.4 le librerie di DNA 8.5 Reazione a catena della polimerasi (PCR) 8.6 La terapia genica 8.8 Farmaci e biotecnologie 8.10 Il DNA: un’impronta genetica unica 8.11 Le biotecnologie e gli animali 8.12 Le biotecnologie e le piante (OGM) 8.13 Le biotecnologie per l’industria 8.14 Le biotecnologie per l’ambiente Approfondimenti: -­‐ partecipazione facoltativa al seminario “OGM tra scienza e pregiudizio” Prof. Morandini -­‐ partecipazione facoltativa al congresso UniStem Day Esperienze di laboratorio: -­‐ Saggio di Fehling -­‐ Saggio di Lugol -­‐ Saggio della catalasi e dell’amilasi salivare -­‐ Estrazione del DNA dalla frutta -­‐ Fermentazione alcolica -­‐ “Chi è il colpevole?” : DNA profiling ed elettroforesi su gel SCIENZE DELLA TERRA Libro di testo “SCIENZE DELLA TERRA A” di Pignocchino Feyles, SEI Capitolo 8. Dai fenomeni sismici al modello interno della Terra 8.1 Come si studia l’interno della Terra 8.2 Le superfici di discontinuità 8.3 Il modello della struttura interna 8.4 Calore interno e flusso geotermico 8.5 Il campo magnetico terrestre Capitolo 9. Tre modelli per spiegare la dinamica della litosfera 9.1 Le prime indagini: la scoperta dell’isostasia 9.2 La teoria della deriva dei continenti 9.3 La teoria dell’espansione dei fondali oceanici 9.4 La teoria della tettonica delle zolle 9.5 I margini divergenti 9.6 I margini convergenti 9.7 I margini conservativi 9.8 Il motore della tettonica delle zolle Capitolo 10. Le strutture della litosfera e l’orogenesi 10.1 Tettonica delle zolle e attività endogena 10.2 Le principali strutture della litosfera oceanica 10.3 Le principali strutture della litosfera continentale 10.4 Come si formano le montagne Capitolo 11. La storia geologica d’Italia 11.1 La storia geologica della Terra 11.2 Come si ricostruisce la storia della Terra 11.3 Perché è difficile studiare la storia geologica 11.4 Che cosa sappiamo delle epoche più antiche: il Paleozoico in Italia 11.5 L’Italia nel Mesozoico 11.6 L’Italia nel Cenozoico 11.7 Gli ultimi 10 milioni di anni Libro di testo “GEOGRAFIA GENERALE C” di Pignocchino Feyles-­‐Neviani, SEI Capitolo 24. L’atmosfera e le sue caratteristiche chimico-­‐fisiche 24.1 L’atmosfera 24.2 La struttura dell’atmosfera 24.3 Energia per l’atmosfera 24.4 La temperatura nella bassa troposfera 24.5 La pressione atmosferica 24.6 L’umidità dell’aria 24.7 Le nubi e le precipitazioni Capitolo 25. L’atmosfera e i suoi fenomeni 25.1 Il vento 25.2 I movimenti su grande scala: la circolazione dell’aria nella bassa troposfera 25.3 I movimenti su grande scala: la circolazione dell’aria nell’alta troposfera 25.4 I movimenti su media scala 25.5 I movimenti su piccola scala Capitolo 26. Il clima 26.1 Che cos’è il clima 26.2 Tipi di clima 26.3 I climi megatermici umidi 26.4 I climi aridi 26.5 I climi mesotermici 26.6 I climi microtermici 26.7 I climi nivali o polari Capitolo 27. L’atmosfera si modifica 27.1 L’atmosfera cambia: modifiche naturali e antropiche 27.2 L’inquinamento atmosferico 27.3 Inquinamento atmosferico e fattori meteorologici 27.4 Il “buco” nell’ozonosfera 27.5 Le piogge acide 27.6 Gli effetti dei gas serra sul clima Approfondimento: -­‐ Visione film “Una scomoda verità” di Al Gore Capitolo 28. Il modellamento della superficie terrestre 28.1 Le forze che modellano la superficie terrestre 28.2 I processi di degradazione fisica 28.3 I processi di alterazione chimica 28.4 Il suolo 28.5 La forza di gravità modifica i versanti: le frane Capitolo 29. L’azione geomorfologica delle acque continentali 29.1 Le acque di precipitazione 29.2 Il carsisimo 29.3 I corsi d’acqua 29.4 Il profilo di un corso d’acqua 29.5 La valle fluviale e la sua evoluzione 29.6 Dove il fiume finisce 29.7 Il modellamento prodotto dai ghiacciai 29.8 Il ghiacciaio trasporta e sedimenta 13 giugno 2016 Il docente Paola Pittoni
