SCIENZE NATURALI - Cristina Friso
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PROGRAMMA DI SCIENZE 3 E S.A PROF. FRISO CRISTINA A.S. 2015 / 2016 UNITA' CONOSCENZE COMPETENZE MEDIAZIONE DIDATTICA E LABORATORIO La scoperta delle particelle subatomiche ▪Riconoscere che il modello atomico di Bohr ha come fondamento sperimentale l’analisi spettroscopica della radiazione emessa dagli atomi Laboratorio: CHIMICA Gli atomi: il mondo quantico I primi modelli atomici I tubi di Crookes I saggi alla fiamma La luce e gli spettri L'atomo di Bohr. ▪Essere consapevole dell’esistenza di livelli e sottolivelli energetici e della loro disposizione in ordine di energia crescente verso l’esterno Lo studio della tavola periodica La teoria quantistica L'orbitale e i numeri quantici ▪Utilizzare la simbologia specifica e le regole di riempimento degli orbitali per la scrittura delle configurazioni elettroniche di tutti gli atomi La tavola periodica La struttura degli atomi multielettronici Il carattere periodico delle proprietà atomiche ▪Comprendere che la legge della periodicità è strumento sia di classificazione sia di predizione di elementi ▪Spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche degli elementi nei gruppi e nei periodi ▪Interpretare il concetto di quantizzazione dell’energia e le transizioni elettroniche nell’atomo secondo il modello di Bohr ▪Utilizzare i numeri quantici per descrivere gli elettroni di un atomo ▪Attribuisce a ogni corretta terna di numeri quantici il corrispondente orbitale. ▪Scrivere la configurazione degli atomi polielettronici in base al principio di Aufbau, di Pauli e alla regola di Hund ▪Descrivere come sono ordinati gli elementi I legami chimici I legami ionici ▪Mettere in relazione la struttura elettronica, la posizione degli elementi e le loro proprietà periodiche ▪Distinguere e confrontare i diversi legami chimici (ionico, covalente, Laboratorio: I legami covalenti metallico) Studio del raggio ionico Le eccezioni alla regola dell'ottetto ▪Stabilire in base alla configurazione elettronica esterna il numero e il tipo di legami che un atomo può formare Esperienza legami covalenti e ionici Legami ionici e legami covalenti Forza e lunghezza dei legami covalenti Le formule di risonanza e l' ibridizzazione ▪Definire la natura di un legame sulla base della differenza di elettronegatività ▪Descrivere le proprietà osservabili dei materiali, sulla base della loro struttura microscopica ▪Prevedere, in base alla posizione nella tavola periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi. ▪Comprendere il concetto di risonanza ▪Riconosce il tipo di legame esistente tra gli atomi, data la formula di alcuni composti ▪Scrivere la struttura di Lewis di semplici specie chimiche che si formano per combinazione dei primi 20 elementi ▪Individuare le cariche parziali in un legame covalente polare ▪Formulare ipotesi, a partire dalle proprietà fisiche, sulla struttura microscopica di alcune semplici specie chimiche Formula e struttura delle molecole Il modello VSEPR La teoria del legame di valenza La teoria degli orbitali molecolari ▪Utilizzare la tavola periodica per prevedere la formazione di specie chimiche e la loro natura Scrivere le formule limite di una determinata struttura chimica Prevedere, in base alla teoria VSEPR, la geometria di semplici molecole ▪Spiegare la teoria del legame di valenza e l’ibridazione degli orbitali atomici ▪Comprendere i diagrammi di energia degli orbitali molecolari ▪Utilizzare le diverse teorie sui legami chimici per spiegare le proprietà e le strutture delle molecole ▪ Aver compreso l’evoluzione storica dei modelli riguardanti la formazione dei legami chimici ▪Individuare se una molecola è polare o apolare, dopo averne determinato la geometria in base al modello VSEPR Laboratorio: costruzione di modelli molecolari il legame chimico negli alogenuri d'argento ▪Spiegare la geometria assunta da una molecola nello spazio in base al numero di coppie solitarie e di legame dell’atomo centrale ▪Utilizzare il modello dell’ibridazione degli orbitali per prevedere la geometria di una molecola e viceversa ▪Utilizzare il diagramma dell’energia degli orbitali molecolari per spiegare le proprietà magnetiche dell’ossigeno ▪Individuare i casi limite in cui la teoria di Lewis non è in grado di spiegare dati sperimentali e propone adeguati correttivi ▪Attribuire il corretto significato alle diverse teorie di legame ▪Individuare punti di forza e punti di debolezza delle diverse teorie di legame Gli stati di aggregazione Le forze intermolecolari Le leggi dei gas Le strutture dei solidi ▪Stabilire la polarità di una molecola sulla base delle differenze di elettronegatività e della geometria ▪Correlare le proprietà fisiche dei solidi e dei gas alle interazioni interatomiche e intermolecolari ▪Comprendere l’importanza del legame a idrogeno in natura ▪Comprendere come la diversa natura delle forze interatomiche e intermolecolari determini stati di aggregazione diversi a parità di temperatura ▪Mettere in relazione le proprietà fisiche delle sostanze alle forze di legame ▪ Saper formulare le leggi dei gas Classificazione e nomenclatura dei composti Il primo livello di nomenclatura ▪Ricondurre a un modello il comportamento dello stato solido ▪Classificare le principali categorie di composti inorganici in binari/ternari, ionici/molecolari La nomenclatura nel tempo La nomenclatura per classi di composti ▪Raggruppare gli ossidi in base al loro comportamento chimico e distinguere gli ossidi acidi, gli ossidi basici e gli ossidi con proprietà anfotere ▪Raggruppare gli idruri in base al loro comportamento chimico e distinguere gli idruri ionici e molecolari ▪Applicare le regole della nomenclatura Laboratorio: preparazione di alcuni composti IUPAC e tradizionale per assegnare il nome a semplici composti e viceversa ▪Scrivere le formule di semplici composti ▪Scrivere la formula di sali ternari ▪Riconoscere la classe di appartenenza dati la formula o il nome di un composto ▪Assegnare il nome IUPAC e tradizionale ai principali composti inorganici ▪Utilizzare il numero di ossidazione degli elementi per determinare la formula di composti ▪Scrivere la formula di un composto ionico ternario utilizzando le tabelle degli ioni più comuni SCIENZE DELLA TERRA I minerali Che cosa sono i minerali Comprendere e comunicare il concetto di minerale Le formule dei minerali Le proprietà dei minerali La classificazione dei minerali riconoscimento dei minerali ▪Mettere in relazione le proprietà fisico – chimiche del minerale con la sua struttura cristallina ▪Interiorizzare i criteri che permettono la classificazione dei minerali ▪Riconoscere un minerale dal punto di vista chimico e descriverne la struttura cristallina ▪Distinguere tra minerali e non minerali, tra sostanze cristalline e amorfe ▪Saper risalire dalla struttura cristallina del minerale alla formula chimica ▪Classificare i silicati BIOLOGIA Da Mendel ai modelli di ereditarietà La prima e la seconda legge di Mendel Le conseguenze della seconda legge di Mendel La terza legge di Mendel Come interagiscono Laboratorio: ▪Comprendere l’originalità e il rigore scientifico del metodo adottato da Mendel e saper spiegare i punti fondamentali della sua teoria, evidenziando le relazioni tra dati sperimentali e interpretazione. gli alleli? Come interagiscono i geni? ▪Rappresentare con la simbologia corretta il genotipo distinguendolo dal fenotipo In che rapporto stanno geni e cromosomi ▪Spiegare la disgiunzione degli alleli di un gene considerando la meiosi Genetica classica Ereditarietà caratteri sessuali Geni associati Caratteri legati al sesso ▪Spiegare come si costruisce e interpreta il quadrato di Punnet ▪Comprendere l’utilità del test-cross, discutere limiti e utilità della legge dell’assortimento indipendente dei caratteri, considerando la meiosi ▪Spiegare come si costruisce e si utilizza un albero genealogico per studiare le malattie ereditarie. ▪Distinguere i diversi casi di eredità, utilizzare correttamente la terminologia e la simbologia specifiche per rappresentare le relazioni tra fenotipo e genotipo ▪Spiegare l’esempio dei gruppi sanguigni. ▪Comprendere, considerando gli studi di Morgan come si progettano esperimenti e si analizzano correttamente i dati sperimentali per risalire ai genotipi partendo dai fenotipi, mappare i cromosomi. ▪Spiegare come si riconoscono e come si ricombinano i geni associati; Il linguaggio della vita Come si dimostra che i geni sono fatti di DNA? Qual è la struttura del DNA? La duplicazione del DNA è semiconservativa ▪Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso nella specie umana, rappresentare correttamente il genotipo emizigote distinguendolo dall’eterozigote e dall’omozigote. ▪Comprendere le funzioni del materiale genetico nelle cellule e conoscere i metodi utilizzati per identificarne la natura. Laboratorio: estrazione DNA cellule vegetali Animazione: ▪Descrivere e spiegare il significato degli esperimenti che hanno portato alla scoperta delle funzioni del DNA nelle cellule. ▪Rappresentare correttamente la struttura della molecola del DNA, evidenziando la duplicazione DNA funzione dei diversi tipi di legami e le caratteristiche delle parti costanti e variabili della molecola. Il genoma in azione I geni guidano la costruzione delle proteine. In che modo l’informazione passa dal DNA alle proteine? La trascrizione: dal DNA all’RNA. La traduzione: dall’RNA alle proteine Che cosa sono le mutazioni? ▪Descrivere le fasi della duplicazione del DNA, indicando la funzione degli enzimi coinvolti e i meccanismi di correzione degli errori. ▪Comprendere l’importanza della duplicazione semiconservativa del DNA evidenziando la complessità del fenomeno e le relazioni con la vita cellulare. ▪Cogliere l’origine e lo sviluppo storico della genetica molecolare comprendendo come viene applicato il metodo scientifico in questa disciplina. ▪Spiegare gli esperimenti che hanno consentito di chiarire le relazioni tra geni e proteine. ▪Comprendere le relazioni tra DNA, RNA e polipeptidi nelle cellule e spiegare i complessi meccanismi che consentono di costruire proteine partendo dalle informazioni dei geni. ▪Spiegare il significato e l’importanza del dogma centrale, distinguendo il ruolo dei diversi tipi di RNA nelle fasi di trascrizione e traduzione. ▪Spiegare come vengono trascritte e tradotte le informazioni contenute in un gene, indicando le molecole coinvolte in ogni fase ed evidenziando l’importanza de codice genetico. ▪ Distinguere descrivere i diversi tipi di mutazioni puntiformi, cromosomiche, genomiche. La regolazione genica in virus e batteri La genetica dei virus. La ricombinazione genica nei procarioti. Plasmidi e trasposoni Operone: come regolano l'espressione genica i procarioti ▪ Descrivere le sindromi umane riconducibili a mutazioni cromosomiche ▪Comprendere i complessi meccanismi di interazione tra il genoma dei virus e le cellule ospiti, evidenziando l’importanza delle scoperte sul genoma virale per lo sviluppo della genetica e per lo studio di molte malattie umane. ▪Distinguere i virus dalle cellule, spiegare le differenze tra ciclo litico e ciclo lisogeno, distinguere i batteriofagi dai virus animali, descrivere i cicli riproduttivi dei virus a RNA indicando le differenze tra il virus dell’influenza e il virus HIV. ▪Descrivere e distinguere i tre Animazioni : Sintesi proteica meccanismi di ricombinazione genica dei procarioti. ▪Descrivere i diversi tipi plasmidi, spiegando il loro ruolo di vettori di informazione da una cellula all’altra, descrivere le caratteristiche dei trasposoni, paragonandoli ai plasmidi e ai virus. ▪Comprendere come i meccanismi di regolazione genica consentono di modulare l’azione dei geni, adattandola alle variazioni ambientali. ▪Spiegare che cos’è un operone, descrivendo le funzioni di promotore, operatore e gene regolatore; spiegare le differenze tra sistemi inducibili e reprimibili, utilizzando come esempi l’operone lac e l’operone trp. La regolazione genica negli eucarioti Caratteristiche del genoma eucariote La regolazione genica durante la trascrizione e traduzione ▪Spiegare l’importanza delle proteine regolatrici ▪Acquisire la consapevolezza della complessità e versatilità del genoma eucariotico. ▪Confrontare l’organizzazione del genoma eucariotico con quella del genoma procariotico, evidenziando le differenze. ▪Descrivere un tipico gene eucariotico distinguendo gli esoni dagli introni, illustrare il processo di maturazione dell’mRNA, identificare nella presenza delle famiglie geniche un’importante fonte di variabilità, definire gli pseudogeni. ▪Acquisire la consapevolezza che la regolazione genica negli eucarioti pluricellulari è indispensabile per la specializzazione cellulare delle cellule somatiche. L'evoluzione e i suoi meccanismi L'evoluzione dopo Darwin:la teoria sintetica La legge di HardyWeinberg e la stabilità genetica delle popolazioni I fattori che modificano la stabilità genetica La selezione naturale ▪Descrivere le complesse strategie messe in atto dalla cellula eucariotica per controllare l’espressione dei suoi geni evidenziando i diversi momenti in cui ciò accade. ▪Conoscere gli sviluppi storici della teoria evolutiva e comprendere come lo studio della genetica di popolazioni si integra con la teoria della selezione naturale. ▪Discutere criticamente le problematiche lasciate aperte dalla teoria di Darwin; spiegare che cos’è e come si studia la genetica delle popolazioni, utilizzando correttamente i concetti di pool genico ed equilibrio di Hardy-Weinberg. I fattori che influenzano la selezione naturale ▪Individuare i meccanismi responsabili dell’incremento o della conservazione della variabilità genetica all’interno di una popolazione. ▪Distinguere gli effetti delle mutazioni da quelli della riproduzione sessuata; spiegare come si realizza la deriva genetica, descrivere gli effetti di un accoppiamento non casuale. ▪Descrivere e discutere criticamente le relazioni tra adattamento e selezione naturale. ▪Spiegare l’adattamento come risultato della selezione naturale, illustrare i diversi effetti della selezione naturale. L'evoluzione della specie umana L'evoluzione dei Primati; verso gli ominidi ▪Analizzando i fattori che limitano o contrastano l’azione della selezione naturale per spiegare perché nel tempo non si elimina la variabilità dei viventi. ▪Individuare gli adattamenti che caratterizzano i primati, comparandoli con i caratteri della specie umana. Animazioni : L'origine dell'uomo La comparsa degli ominidi ▪Individuare le linee evolutive che hanno portato alla comparsa dei caratteri distintivi del genere Homo. ▪Descrivere le attività e i segni che accompagnano, nella storia evolutiva umana, la comparsa e lo sviluppo di pensiero concettuale e progettualità. ▪Descrivere le tendenze evolutive dei primati individuando gli adattamenti alla vita arboricola, evidenziando caratteri comuni e differenze tra la specie umana e gli altri ominoidei. ▪Utilizzare le indicazioni tratte dallo studio dei reperti fossili per ricostruire le tappe evolutive che hanno portato dai primi ominidi al genere homo e per discutere i possibili modelli di evoluzione dell’uomo moderno; descrivere per esempio gli uomini di Neanderthal ▪Mettere in relazione i manufatti di pietra e il raffinarsi degli utensili con il progredire della cultura; correlare lo sviluppo del linguaggio con il progresso tecnologico di Homo sapiens; individuare le espressioni del pensiero creativo umano; spiegare l’importanza dell’avvento dell’agricoltura. CHIOGGIA, 27 maggio 2016 Gli allievi ……………………......………….………………………………. Prof.ssa Friso Cristina
