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CONTENUTI di SCIENZE
ANNO SCOLASTICO 2015 /16
CLASSE 4a E
Prof.ssa Rosa Alba Barracco
- Libro di testo: Sylvia S. Mader - “Immagini e concetti della biologia” - Volume unico - Casa editrice:
Zanichelli
- Libro di testo: G. Valitutti - M. Falasca – A. Tifi – A. Gentile – “Chimica concetti e modelli” - Volume
unico - Casa editrice: Zanichelli
Biologia
La respirazione cellulare. La respirazione cellulare è un processo redox che richiede ossigeno: La glicolisi, il ciclo di
Krebs, la catena di trasporto degli elettroni. Il rendimento complessivo della respirazione cellulare. La fermentazione
lattica e alcolica. Il metabolismo della cellula:catabolismo e anabolismo.
La fotosintesi. Gli organismi fotosintetici sono autotrofi. Lo spettro elettromagnetico e i pigmenti dei cloroplasti.
Struttura della foglia e dei cloroplasti. La fotosintesi è un processo redox che libera ossigeno gassoso. Le due fasi della
fotosintesi: la fase luminosa e il ciclo di Calvin.
La genetica molecolare. Gli esperimenti che hanno dimostrato come il DNA è il materiale genetico: gli esperimenti di
Griffith, di Hershey e Chase, di Chargaff, il contributo della cristallografia a raggi X. Il modello a doppia elica del
DNA di Watson e Crick.
La struttura del DNA è la chiave della sua duplicazione e della sintesi proteica. Il meccanismo di stampo nella
duplicazione; la duplicazione è semi-conservativa. Le fasi della replicazione. Il ruolo dei telomeri. I frammenti di
Okazaki.
Il dogma centrale della biologia molecolare. La sintesi proteica: la trascrizione e la traduzione. Le regole del codice
genetico. Le mutazioni geniche. I trasposomi sono elementi genetici mobili. Ciclo litico e ciclo lisogeno dei virus. Il
virus dell’AIDS.
La cromatina è fortemente condensata a formare i cromosomi, i nucleosomi. Eterocromatina ed eucromatina; il corpo di
Barr.
L’organizzazione gerarchica del corpo e l’omeostasi. I livelli di organizzazione nell’uomo. I quattro tipi
fondamentali di tessuti: il tessuto epiteliale, i tessuti connettivi, i tessuti muscolari, il tessuto nervoso. L’omeostasi. La
pelle, un involucro vivo: La struttura e le funzioni della pelle negli esseri viventi e gli annessi cutanei.
Cenni sul sistema nervoso. Sistema nervoso centrale e periferico(simpatico e parasimpatico). I neuroni, le unità
funzionali del sistema nervoso. L’impulso nervoso e la sinapsi.
Il sistema scheletrico e il sistema muscolare. Lo scheletro nei diversi gruppi animali: Esoscheletro ed endoscheletro.
Le diverse funzioni dello scheletro: di sostegno, di movimento, di protezione. Le ossa: osso compatto e spugnoso. Il
metabolismo dell’osso e gli ormoni. Gli ormoni prodotti dalla tiroide e dalle paratiroidi regolano l’omeostasi del calcio.
Scheletro assile e scheletro appendicolare: le ossa principali. Scheletro e muscoli interagiscono per produrre il
movimento. Ogni cellula muscolare ha il proprio apparato contrattile. Il sarcomero, l’unità fondamentale della
contrazione.
Il sangue e il sistema cardiocircolatorio. Evoluzione degli apparati circolatori: apparati circolatori aperti e chiusi;
circolazione semplice e circolazione doppia. L’apparato cardiocircolatorio umano: Il cuore, struttura e attività; il ruolo
delle valvole, il ciclo cardiaco, la gittata cardiaca, la pressione del sangue. Il nodo seno atriale regola il ritmo del battito
cardiaco. Struttura e funzione dei vasi sanguigni: arterie, vene e capillari. Il circuito polmonare e il circuito sistemico
Struttura e funzioni del sangue, un tessuto connettivale liquido con funzioni di trasporto. I componenti del sangue: il
plasma; gli elementi figurati: i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine. I gruppi sanguigni; il sistema Rh e
l’eritroblastosi fetale.
Il sistema linfatico e l’ immunità. Gli organi linfatici difendono l’organismo. Le difese innate contro le infezioni: le
barriere esterne ed interne. La risposta infiammatoria è una risposta localizzata a un’invasione di patogeni.
L’immunità acquisita, una difesa contro specifici invasori. Antigeni ed anticorpi. L’immunità specifica può essere attiva
e passiva. I linfociti sono i responsabili diretti delle difese specifiche. I linfociti B e la risposta immunitaria umorale. La
risposta primaria e secondaria. Vaccini e sieri. L’immunità cellula-mediata e i linfociti T citotossici. Le allergie.
Attività di Laboratorio: Osservazioni al M. O. di cellule procariote ed eucariote di vegetali, di amiloplasti, di stomi.
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Chimica
Cap 2: Le particelle dell’atomo
La natura elettrica della materia. La scoperta delle proprietà elettriche. Le particelle fondamentali dell’atomo. Il tubo di
Crooks e la scoperta dell’elettrone. Il modello atomico di Thomson. L’esperimento di Rutherford e il modello atomico
“planetario”. Il numero atomico e numero di massa. La scoperta della radioattività. Il nucleo dell’atomo e il difetto di
massa. Le radiazioni α, β e γ emesse dai radioisotopi. Il decadimento radioattivo e il tempo di dimezzamento. L’energia
nucleare. La fissione e la fusione nucleare. Confronto tra reazioni chimiche e reazioni nucleari.
Cap 3: La struttura dell’atomo
La doppia natura della luce. La “luce” degli atomi. L’atomo di Bohr. La doppia natura dell’elettrone. L’elettrone e la
meccanica quantistica. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. L’equazione d’onda.
Numeri quantici e orbitali. La configurazione degli atomi polielettronici, il principio di esclusione di Pauli, il principio
Aufbau e la regola di Hund.
Cap 5 - I legami chimici
Origine e natura del legame chimico. La configurazione stabile dei gas nobili e la regola dell’ottetto. Elettroni esterni e
legami chimici. L’energia di legame e lunghezza di legame. Il legame covalente omopolare e polare. Il legame
covalente dativo. Il legame ionico. Il legame metallico. La tavola periodica e i legami tra gli elementi. Elettronegatività
e i legami chimici. La teoriaVSEPR.
Cap 7 – Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia
Interazioni tra molecole: i legami secondari o interazioni deboli. Molecole polari e apolari. Le forze dipolo-dipolo e le
forze di London. Il legame ad idrogeno. Legame ione-dipolo. Legami a confronto. La struttura e classificazione dei
solidi: cristalli ionici, covalenti, molecolari, metallici. Le proprietà intensive dello stato liquido.
Cap 9: Le proprietà delle soluzioni
Perché le sostanze si sciolgono? Soluzioni acquose ed elettroliti. La composizione quantitativa delle soluzioni:
percentuale in massa, in volume, in massa/volume; molarità, molalità, frazione molare.
Le proprietà colligative delle soluzioni: abbassamento della tensione di vapore e la legge di Raoult, innalzamento
ebullioscopico; abbassamento crioscopico; la pressione osmotica. La solubilità e soluzioni sature. Le soluzioni sature,
insature e soprasature. La solubilità. Effetto della temperatura e della pressione sulla solubilità. Le dispersioni colloidali.
Confronto tra soluzioni, sospensioni e colloidi.
Cap 10: Le reazioni chimiche
Stechiometria delle reazioni chimiche. Reagente limitante e reagente in eccesso. La resa di reazione. Le reazioni di
sintesi e di decomposizione. Le reazioni di sostituzione semplice e di doppio scambio. Reazioni di neutralizzazione.
Reazioni di dissociazione ionica.
Cap 14: Caratteristiche generali degli acidi e delle basi. Gli acidi e le basi secondo le teorie di Arrhenius, di BronstedLowry e di Lewis. Acidi e basi forti, acidi e basi deboli. Acidi poliprotici e basi polibasiche.
Attivita’ di laboratorio: Il tubo catodico di Crooks. Il saggio alla fiamma. Reazioni di sintesi, di decomposizione, di
scambio semplice. Uso degli indicatori per la determinazione del pH delle soluzioni. La diversa conducibilità di un non
elettrolita, di un elettrolita debole e di uno forte. Preparazione di soluzioni a concentrazioni percentuali. Preparazione di
soluzioni a molarità prefissata e per diluizione dalla prima.
Mazara del Vallo, 30/05/2016
GLI ALUNNI
IL DOCENTE
f.to Rosa Alba Barracco
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