LICEO SCIENTIFICO PARITARIO “IMIBERG” DI BERGAMO ANNO SCOLASTICO 2011/2012 CLASSE: IV MATERIA: SCIENZE DOCENTE: ALESSANDRA SAN MARTINO PROGRAMMA EFFEETTIVAMENTE SVOLTO • CINETICA CHIMICA - La velocità delle reazioni chimiche, definizione e importanza per la vita -Studio sperimentale della velocità di reazione: dai dati sperimentali i fattori che influenzano la velocità -i catalizzatori -la teoria delle collisioni e del complesso attivato spiegano i fenomeni studiati e osservati -Approfondimento: GLI ENZIMI, catalizzatori biologici, cosa sono e come agiscono • _EQUILIBRIO CHIMICO -Dall’evidenza delle reazioni incomplete al concetto di equilibrio dinamico -la legge di azione di massa, la costante di equilibrio e la sua espressione - significato della costante di equilibrio -il principio di le Chatelier , teoria ed esercitazione pratica -prodotto di solubilità degli elettroliti -esercizi e problemi • GLI EQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA: ACIDI, BASI E SALI. - Il prodotto ionico dell’acqua -Come gli acidi e le basi perturbano l’equilibrio della reazione di auto ionizzazione dell’acqua. -Il ristabilirsi dell’equilibrio causa una variazione di concentrazione di H3O+ o di OH- Definizione di acidi e basi, esercizi e problemi -costante di dissociazione e forza degli acidi e delle basi, esercizi e problemi -la misura della forza di acidi e basi: il pH, esercizi e problemi -acidi e basi si scambiano protoni: la teoria di Bronsted-Lowry -il concetto di acido e base coniugata -le reazioni tra anioni di un acido e cationi di una base producono sali. -il pH delle soluzioni saline: idrolisi salina, quando e perché avviene, esercizi e problemi -i sistemi tampone, cosa sono e come funzionano, esercizi e problemi - Equazione di Henderson-Hasselbach, esercizi e problemi -Le reazioni della vita avvengono in un intervallo ristretto di pH: l’importanza dei sistemi tampone negli organismi viventi • CENNI DI CHIMICA ORGANICA -La chimica del carbonio -Le caratteristiche dell’atomo di carbonio e la sua posizione nella tavola periodica gli conferiscono proprietà uniche -Ibridazione e legami -famiglie di composti organici: nomi, formule e principali proprietà chimico-fisiche -Isomeria. -Approfondimento: le interazioni in biologia sono stereospecifiche: l’importanza degli isomeri geometrici e ottici. -Un esempio di attualità: l’idrogenazione industriale dei grassi polinsaturi, acidi grassi cis e trans negli alimenti. Possibili rischi per la salute. -i gruppi funzionali conferiscono proprietà particolari alle molecole -reattività dei principali gruppi funzionali • -DAI GRUPPI FUNZIONALI ALLA BIOCHIMICA: LE MOLECOLE DELLA VITA. -i lipidi. -Approfondimento: esteri e saponi. Strutture sopramolecolari: le micelle. Fosfolipidi e membrane cellulari. -Gli aminoacidi, classi di appartenenza e proprietà -Richiami sulla sintesi delle proteine (DNA, RNA, codice genetico, processo di biosintesi…) -Proteine. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria: le istruzioni per il ripiegamento sono contenute nella struttura primaria. -Proteine globulari e fibrose, generalità. -Estrazione e purificazione di una proteina -Approfondimento: l’alterazione della corretta sequenza aminoacidica è alla base di molte malattie. Due esempi: - il collagene, contenuto in glicina della struttura primaria e sua influenza sulla struttura quaternaria e sulla funzionalità. Alterazione della sequenza e osteogenesi imperfetta . - l’emoglobina, struttura e funzione. Sostituzione di un residuo di glutammato con uno di valina nella catena polipeptidica e anemia falciforme. -L’unitarietà biochimica dei viventi • L’ORIGINE DELLA VITA -Dall’esperimento di Miller agli studi più recenti: -Approfondimento. Video di presentazione di un recente studio: dal comportamento di frammenti dei DNA in soluzione acquosa e una nuova chiave di lettura per spiegare il formarsi della vita sulla terra. -Darwin e l’evoluzionismo, cenni. IL CORPO UMANO • -L’ORGANIZZAZIONE GERARCHICA DEL CORPO UMANO: tessuti e sistemi. • -L’OMEOSTASI -richiami su: proteine di membrana, meccanismi di trasporto, pompa sodio/potassio -Richiami su: respirazione cellulare e produzione di energia, struttura dell’ATP,, modalità di accumulo e rilascio di energia. • IL SISTEMA NERVOSO-CENNI - neurone, sinapsi, neurotrasmettitori -L’impulso nervoso e la sua trasmissione • LA CONTRAZIONE MUSCOLARE. Da evidenze di microscopia e biochimiche il modello per il meccanismo della contrazione: - particolarità della cellula muscolare, la membrana, il reticolo endoplasmatico, i sarcomeri. Strutture e funzioni. -proteine contrattili e proteine regolatrici - biochimica della contrazione • SISTEMA TEGUMENTARIO -strutture e funzioni • SISTEMA DIGERENTE - generalità e funzioni -“prima digestio fit in ore” i meccanismi digestivi nella fase pre-ingestione: azioni meccaniche e chimiche, il ruolo di lingua, denti e saliva. -La digestione gastrica e intestinale: -eventi meccanici e chimici - Ruolo delle ghiandole -Succo gastrico, intestinale e pancreatico -controllo nervoso e ormonale della secrezione; -componenti dei succhi digestivi e loro funzioni -Gli enzimi e la loro specificità. -La bile e la digestione dei grassi. -Assorbimento e distribuzione dei nutrienti; struttura anatomica e compiti del fegato. • -SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO - generalità e funzioni - concetto di circolazione doppia e chiusa -Vene, arterie e capillari. Struttura e funzioni -Il motore della circolazione. Il cuore. Anatomia. Dissezione di un cuore di maiale -Il battito e il ciclo cardiaco • SISTEMA RESPIRATORIO. -generalità e funzioni -Esercitazione pratica: - i volumi polmonari -Interdipendenza fra ritmo respiratorio e frequenza cardiaca: influenza dell’esercizio fisico.