1 PROGRAMMA DI SCIENZE ANNO 2015/2016, CLASSE 3 D

PROGRAMMA DI SCIENZE ANNO 2015/2016, CLASSE 3 D LICEO SCIENTIFICO CASTELNUOVO DOCENTE: CRISTINA SACCHI Modello di Watson e CricK per la struttura del DNA. Correlazione tra struttura e funzioni del DNA e dell’RNA e dell’ATP. Esperimenti di Hershey e Chase, di Griffith e di Avery. Differenze nell’assetto genico tra le cellule procariote e le cellule eucariote, concetto di complementarietà e di antiparallelismo, Sintesi del DNA nel contesto del ciclo cellulare. Meccanismi di Duplicazione e di trascrizione del Dna con particolare riferimento agli enzimi che prendono parte ai relativi processi: caratteristiche e funzione dell’enzima DNA polimerasi, sintesi del filamento veloce e del filamento lento: i frammenti di OKAZAKI. Mutazioni puntiformi, cromosomiche e genomiche. Dogma centrale della biologia molecolare. Splicing. Confronto tra i due processi di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti. Struttura quaternaria dell’enzima RNA polimerasi e relativa funzione. Sintesi proteica: fasi di inizio, allungamento e termine della Traduzione. Concetto di Codice Genetico e relative caratteristiche: cosa si intende per codice universale, non ambiguo e degenerato. Differenziamento genetico. Struttura dei cromosomi, istoni e nucleosomi. Meccanismi di scambio del patrimonio genetico nei procarioti: coniugazione, trasduzione, trasformazione. Plasmidi, modalità di trasmissione della resistenza agli antibiotici. Virus: struttura e strategia di attacco dei batteriofagi e dei virus che infettano le cellule eucariote: ciclo litico e ciclo lisogeno; modalità di infezione di un virus che infetta le cellule animali; virus a DNA e retrovirus; virus dell’HIV: meccanismo d’azione del virus nella cellula ospite; funzione dell’enzima trascrittasi inversa. Struttura particellare della materia. Tappe storiche che hanno portato alla scoperta della struttura dell’atomo: interpretazione dei raggi catodici; modello atomico di Thomson; esperimento di Rutherford che ha portato all’ipotesi del modello planetario. Caratteristiche di un’onda luminosa: lunghezza d’onda, frequenza e loro rapporto di proporzionalità. Onde elettromagnetiche e parametri che le caratterizzano. Dualismo onda-­‐‑corpuscolo della luce. Concetto di fotone. Differenza tra spettro di assorbimento continuo e a bande. Saggi alla fiamma: analisi delle sostanze identificate in base al colore. Concetto di energia quantizzata e costante di Planck; interpretazione dell’effetto fotoelettrico di Einstein. Modello atomico di Bohr. Corrispondenza tra modello atomico di Bohr e spettro a righe. Ipotesi di De Broglie che ha permesso di associare al moto elettronico un carattere ondulatorio. Principio di indeterminazione di Heisemberg. Concetto di orbitale in 1
contrapposizione al concetto di orbita; modello atomico quantomeccanico: funzione d’onda orbitale, numeri quantici e loro significato. Influenza del numero quantico relativo alla forma dell’orbitale nel determinare l’energia degli orbitali; regola della diagonale. Configurazione elettronica degli elementi e studio della tavola periodica. Principio di esclusione del Pauli e regola della massima molteplicità. Elettroni di valenza e significato della tavola periodica. Gruppi e periodi; proprietà periodiche: affinità elettronica, energia di ionizzazione, raggio atomico, elettronegatività e loro andamento nella tavola periodica. Relazione tra configurazione elettronica esterna degli atomi e comportamento chimico. Teoria del legame di valenza: legame covalente omopolare, eteropolare e ionico. Regola dell’ottetto; concetto di energia di legame; grafico dell’energia potenziale in funzione della distanza tra due atomi nell’ambito di un sistema biatomico. Sovrapposizione degli orbitali atomici e formazione dell’orbitale molecolare. Determinazione della formazione e della struttura delle molecole determinata a partire dall’analisi della configurazione atomica e delle proprietà chimiche dell’atomo. Modello teorico VSEPR per prevedere la struttura delle molecole e gli angoli di legame. Molecole polari asimmetriche. Formule di struttura e modello della repulsione tra coppie elettroniche. Legame dativo. Differenza tra legame covalente e legame ionico. Legame metallico e sue caratteristiche, differenze strutturali tra solidi ionici e solidi metallici. Orbitali molecolari, tipi di legame covalente e loro differenza di stabilità. Legami intermolecolari: forze dipolo-­‐‑dipolo, forze tra dipoli istantanei e legami a ponte di idrogeno. Polarità del legame e polarità della molecola. Ibridazione degli orbitali; tipi di ibridazione e strutture molecolari correlate. Geometria molecolare; isomeria conformazionale e isomeria di struttura, geometria molecolare e stabilità delle molecole. Influenza della struttura molecolare sul punto di ebollizione; Importanza della delocalizzazione elettronica nella determinazione della stabilità di una molecola. Risonanza e ibrido di risonanza tra formule limite. Isomeri di catena, isomeri Cis e Trans; concetto di chiralità; enantiomeri o antipodi ottici. Alcani, alcheni e alchini: proprietà fisiche legate al tipo di legame intermolecolare e analisi della reattività legata alla struttura e ai legami chimici intramolecolari. Fattori che guidano le reazioni organiche. Rottura omolitica ed eterolitica. Reattività degli alcani; Reazioni di addizione e idratazione di alcheni: meccanismo di reazione analizzato mettendo in evidenza l’attacco elettrofilo e l’attacco nucleofilo. Regola di Markovnikov relativa all’addizione di un idracido ad un alchene non simmetrico. Importanza della stabilità dell’intermedio di reazione nel determinare i prodotti e relativo grafico dell’energia in funzione delle coordinate di reazione. Meccanismo della reazione di addizione operata sugli alchini. 2
Risonanza e stabilità, il caso del benzene. Reattività del benzene: reazione di addizione e relativo grafico della variazione energetica nei vari passaggi. Struttura e cenni alle caratteristiche fisiche e chimiche dei seguenti composti: alcoli, composti carbonilici e carbossilici, ammine. Influenza del contorno chimico sulla reattività del gruppo funzionale. Le soluzioni e la loro concentrazione. Concetto di mole ed elementi di stechiometria. Firenze, 08/06/16 Firma del docente:…………………..………….…….. Firme degli studenti:…………………………………… …………………………………… 3