Liceo Scientifico Statale “Antonio Labriola” PROGRAMMA DEGLI ARGOMENTI SVOLTI SCIENZE NATURALI Classe: 3° C – Liceo scientifico opzione Scienze applicate Anno scolastico: 2015 -2016 Docente: Cecilia Sequi CHIMICA La struttura dell’atomo La doppia natura della luce: radiazione e spettro elettromagnetico, spettri di emissione ed assorbimento, teoria dei quanti. Modello atomico di Bohr. Modello quanto-meccanico, principio di indeterminazione di Heisemberg. Numeri quantici, caratteristiche degli orbitali. Dalla configurazione elettronica alle proprietà periodiche La configurazione elettronica dello stato fondamentale: diagramma ad orbitali, regola di Hund, principio di esclusione di Pauli. L’organizzazione della tavola periodica e la configurazione elettronica degli elementi. Proprietà periodiche (raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività) , variazioni nel gruppo e nel periodo. Legami chimici Energia potenziale chimica. Trasferimenti energetici nella rottura e nella formazione di legami chimici. Il legame chimico. Legame ionico e caratteristiche dei composti ionici, energia reticolare. Simboli di Lewis ed elettroni di valenza. Legame covalente: legami singoli e multipli, puri e polari. Attività sperimentale: polarità delle molecole e legami chimici; percentuale di ionicità dei legami negli alogenuri di argento. Geometria molecolare Simbologia di Lewis per le molecole complesse. Risonanza. Legame covalente di coordinazione. Geometria molecolare: teoria VSEPR. Polarità delle molecole, momento dipolare, asimmetria molecolare. Attività laboratoriale: costruzione di molecole con diversa geometria con palloncini gonfiabili rappresentanti gli orbitali Teoria del legame di valenza Teoria del legame di valenza. Ibridazione e orbitali ibridi. Orbitali ibridi e legami multipli, legami sigma e pi greco. Ibridizzazione dell’atomo di carbonio. Classificazione nomenclatura dei composti inorganici Formule chimiche, numero di ossidazione. Reazioni di formazione e nomenclatura tradizionale e IUPAC di ossidi acidi e basici, perossidi, idruri, idrossidi, acidi binari e ternari, sali binari e ossigenati, sali acidi. Composti ionici e composti molecolari. Gli aeriformi Misura della pressione. Leggi dei gas. Temperatura assoluta. Gas perfetto. Equazione di stato dei gas. Volumi dei gas e numero di particelle, principio di Avogadro. Attività laboratoriale: problem solving sulle leggi dei gas e l’ equazione di stato dei gas perfetti. Gli stati condensati della materia Lo stato liquido: le forze intermolecolari e gli stati di aggregazione. Attrazioni intermolecolari: dipolo-dipolo, legame idrogeno, forze di London. Intensità delle forze di London e polarizzabilità, numero di atomi, forma delle molecole. Proprietà fisiche dei liquidi: comprimibilità, diffusione, tensione superficiale, bagnabilità, capillarità, viscosità, volatilità, pressione di vapore. Pressione di vapore ed interazioni intermolecolari, evaporazione ed ebollizione. Diagrammi di fase Lo stato solido: struttura cristallina, reticolo cristallino, cella elementare. Cristalli ionici, molecolari, covalenti metallici e loro proprietà fisiche. Solidi amorfi. Le soluzioni Solubilità dei liquidi, dei solidi, dei gas (legge di Henry). Soluzioni elettrolitiche. La concentrazione delle soluzioni: %p/p, %v/v, molarità, molalità, frazione molare. Proprietà colligative delle soluzioni: abbassamento della tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, pressione osmotica. Reazioni tra ioni in soluzione acquosa Reazioni di sintesi, di decomposizione, di scambio semplice, di doppio scambio. Equazione ionica e ionica netta. Reazioni di precipitazione. Reazioni di neutralizzazione. Reazioni in cui si formano gas. BIOLOGIA Geni e cromosomi Ampliamenti delle leggi di Mendel: poliallelia, dominanza incompleta, codominanza, pleiotropia, eredità poligenica. La localizzazione dei fattori Mendeliani. Esperimenti su Drosophila, geni associati, ricombinazione e frequenza di ricombinazione. Cromosomi sessuali e autosomi. Ereditarietà legata al sesso. Il linguaggio della vita La natura del DNA. Esperimenti di Griffith, Avery, Hershey e Chase sul ruolo del DNA. Struttura del DNA: modello di Watson e Crick. Duplicazione semiconservativa del DNA: filamento guida e filamento in ritardo, frammenti Okazaki, telomeri. Il genoma in azione Geni e proteine. Dogma centrale della biologia. Ruolo dell’RNA. Tipi di RNA. Codice genetico. Sintesi proteica, trascrizione e traduzione. Le mutazioni. Genetica di virus e batteri Definizione di un virus. Virus nudi e rivestiti. Fasi del ciclo di moltiplicazione virale. Virus a RNA + e RNA -. RpRd. Retrovirus. Tipi di infezione virale. Effetti dell’infezione sulla cellula ospite. Concetto di pressione selettiva. Barriera genetica di un farmaco (bassa e alta). Batteri: trasduzione, trasformazione, coniugazione. Plasmidi. Trasposoni. Regolazione dell’espressione genica Regolazione dell’espressione genica nei procarioti. L’ operone. Operone a sistema inducibile e reprimibile. Caratteristiche genoma eucariotico e procariotico. DNA del cromosoma eucariote: geni codificanti, geni interrotti ed introni, geni regolatori, DNA non codificante a copia unica, sequenze altamente ripetute ed elementi trasponibili. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti: condensazione del cromosoma, regolazione della trascrizione mediante i fattori di trascrizione proteine regolatrici ed attivatrici, elaborazione dell’mRNA negli eucarioti, splicing, splicing alternativo, meccanismi di regolazione traduzionali e post traduzionali. L’evoluzione e l’origine delle specie L’evoluzione dopo Darwin: teoria sintetica dell’evoluzione. Genetica di popolazioni. Legge di HardyWeinberg. Fattori che modificano la stabilità delle popolazioni: mutazioni, flusso genico, deriva genica (effetto collo di bottiglia ed effetto del fondatore), accoppiamento non casuale, selezione naturale (adattamento e fitness) selezione stabilizzante, direzionale, divergente, selezione sessuale. Speciazione: concetto di specie, speciazione allopatrica e simpatrica. Barriere pre e post zigotiche. Roma, 08/06/2016