La cellula - Liceo scientifico Antonelli
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LICEO SCIENTIFICO STATALE “ALESSANDRO ANTONELLI” Via Toscana, 20 – 28100 NOVARA 0321 – 465480/458381 0321 – 465143 [email protected] http://www.liceoantonelli.novara.it C.F.80014880035 – Cod.Mecc. NOPS010004 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA di SCIENZE (Chimica, Scienze della Terra, Biologia) indirizzo ordinamentale Classi seconde Studiare la vita conoscenze le caratteristiche degli esseri viventi, le interazioni tra esseri viventi, l'evoluzione dei viventi, le caratteristiche che distinguono un'indagine scientifica. abilità competenze definire le caratteristiche comuni a tutti gli esseri viventi, individuare nella cellula la struttura più semplice in grado di svolgere tutte le funzioni vitali, identificare nel DNA e nelle proteine le strutture molecolari che distinguono le cellule dalla materia inanimata, elencare i livelli di organizzazione dei viventi partendo dalle strutture più piccole, individuare nell'evoluzione per selezione naturale uno dei principi unificanti della biologia, spiegare come si procede in un'indagine scientifica distinguendo le osservazioni dalle ipotesi e dalle teorie. comprendere il valore della Biologia quale componente culturale per interpretare la realtà, comprendere il metodo utilizzato dagli scienziati per spiegare i fenomeni naturali e formulare previsioni applicando le conoscenze acquisite, acquisire la consapevolezza che una teoria scientifica viene formulata dopo essere stata sottoposta a verifiche e può essere confutata. Le molecole della vita conoscenze struttura e le proprietà della molecola d'acqua, soluzioni, acidità, basicità e scala del pH; monomeri e polimeri, idrocarburi alifatici, gruppi funzionali, isomeri, condensazione e idrolisi dei polimeri; caratteristiche, classificazione e funzioni dei carboidrati, legame glicosidico; caratteristiche, classificazione e funzioni delle proteine, legame peptidico, denaturazione proteine; caratteristiche, classificazione e funzioni dei lipidi; caratteristiche degli acidi nucleici, nucleotidi, DNA, RNA e ATP. abilità mettere in relazione la struttura molecolare dell'acqua con le sue proprietà, distinguere una sostanza idrofila da una idrofobica, spiegare le proprietà delle sostanze acide e di quelle basiche, interpretare la scala del pH; descrivere le caratteristiche delle molecole organiche identificare i gruppi funzionali, distinguere i monomeri dai polimeri, spiegare che cosa sono gli isomeri, descrivere la reazione di condensazione e quella di idrolisi; distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti,. spiegare come si forma il legame glicosidico, distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi; elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi, descrivere la struttura degli amminoacidi, spiegare come si forma il legame peptidico, descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina, spiegare come le variazioni di temperatura e di pH possono far variare la forma e la funzione di una proteina; descrivere la struttura e le funzioni dei trigliceridi, distinguendo fra trigliceridi saturi e insaturi, spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con l'acqua, definire il ruolo svolto da steroidi, cere, carotenoidi e vitamine negli esseri viventi; illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici, descrivere la struttura dei nucleotidi, distinguere le basi puriniche da quelle pirimidiniche, evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA, evidenziare il ruolo energetico svolto dall'ATP. competenze saper individuare nella molecola dell'acqua le particolari caratteristiche che la rendono indispensabile alla vita, essere in grado di individuare nei composti organici le molecole che costituiscono gli esseri viventi, comprendere le funzioni che svolgono le biomolecole negli esseri viventi in relazione alla loro struttura. La cellula conoscenze abilità dimensioni delle cellule, microscopio ottico e microscopio elettronico, potere di risoluzione; spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate, mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle, distinguere il microscopio ottico da quello elettronico, definire il potere di risoluzione di un microscopio; caratteristiche generali delle cellule procariotiche, strutture specializzate delle cellule procariotiche; descrivere la struttura delle cellule procariotiche, confrontare le dimensioni delle 'cellule procariotiche con quelle delle cellule eucariotiche, evidenziare alcune strutture (parete cellulare, capsula, pili e flagelli) tipiche delle cellule procariotiche; caratteristiche generali delle cellule eucariotiche, organuli cellulari, cellula animale e cellula vegetale; descrivere la struttura generale delle cellule eucariotiche, elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni, distinguere la cellula animale da quella vegetale; descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo e dei ribosomi, spiegare il ruolo dei ribosomi: descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici, distinguendo tra ruvido e liscio, descrivere la struttura e la funzione dell'apparato di Golgi, dei lisosomi, dei perossisomi e dei vacuolo specificando le differenze tra cellula animale e vegetale; nucleo e nucleolo, ribosomi; reticolo endoplasmatico ruvido, reticolo endoplasmatico liscio, apparato di Golgi, lisosomi, perossisomi e vacuoli; mitocondri, cloroplasti; descrivere la struttura dei mitocondri mettendoli in relazione con la produzione dell'ATP, descrivere la struttura e la funzione dei cloroplasti nelle cellule vegetali; componenti essenziali del citoscheletro, ciglia e flagelli; descrivere le strutture di microfilamenti, microtubuli e filamenti intermedi mettendole in relazione con la funzione del citoscheletro, evidenziare analogie e differenze tra ciglia e flagelli, mettendole i relazione con il movimento cellulare; parete delle cellule vegetali, matrice extracellulare, giunzioni occludenti, desmosomi. descrivere la struttura e la. funzione della parete delle cellule vegetali, elencare i componenti della matrice cellulare e descriverne le funzioni, distinguere le giunzioni occludenti dai desmosomi. competenze saper individuare la sostanziale unitarietà dei viventi riconoscendo nella cellula l'unità costitutiva fondamentale di tutti gli organismi, comprendere che i meccanismi che governano le funzioni della cellula sono simili in tutti viventi. La cellula al lavoro conoscenze reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche, reazioni anaboliche e reazioni cataboliche; struttura e funzione dell'ATP; energia di attivazione, enzimi, coenzimi, cofattori e gruppi prostetici, specificità degli enzimi, fattori che influenzano gli enzimi; struttura generale delle membrane cellulari, meccanismi di trasporto attraverso la membrana cellulare. abilità t. distinguere l'energia potenziale dall'energia cinetica, confrontare le caratteristiche di un sistema aperto e quelle di uno chiuso, distinguere una reazione esoergonica da una endoergonica, mettere in relazione il metabolismo con l'anabolismo e il catabolismo spiegare il ruolo svolto dall'ATP nel metabolismo, mettere in relazione l'acquisto o la perdita di un gruppo fosfato dell'ATP con il trasferimento di energia; spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche, descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati, distinguere i coenzimi dai cofattori e dai gruppi prostetici, spiegare come e perché può essere alterata la funzionalità di un enzima; descrivere i meccanismi di trasporto attraverso la membrana cellulare. competenze individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l'ambiente, comprendere che i viventi seguono le stesse leggi fisiche e chimiche che regolano il mondo inanimato, essere consapevoli che la capacità di prelevare energia dall'ambiente e trasformarla secondo i propri scopi è una proprietà peculiare dei viventi, Il metabolismo cellulare conoscenze vie metaboliche, metabolismo del glucosio, reazioni redox e trasporto di energia; la glicolisi, bilancio energetico della glicolisi fermentazione lattica, fermentazione alcolica, resa energetica della glicolisi e della fermentazione; formazione dell'acetil-CoA, ciclo di Krebs; catena di trasporto degli elettroni, resa energetica della respirazione cellulare; demolizione di molecole complesse, sintesi di molecole complesse, relazioni tra catabolismo e anabolismo: le due fasi della fotosintesi, energia luminosa, pigmenti e il loro spettro d'assorbimento; fotosistemi, flusso di elettroni dall’acqua al NADPH, produzione di ATP, ciclo di Calvin. abilità competenze elencare i principi comuni che seguono tutte le vie metaboliche, scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno, distinguere il metabolismo aerobico da quello anaerobico, associare il trasferimento di elettroni in una reazione di ossidoriduzione al trasferimento di energia, spiegare che ruolo svolgono i trasportatori di elettroni nel metabolismo del glucosio; riassumere le reazioni della glicolisi, distinguere la fase preparatoria da quella di recupero energetico, spiegare il processo di fosforilazione a livello di substrato che porta alla formazione di ATP durante la glicolisi; spiegare la funzione delle fermentazioni, distinguere la fermentazione lattica da quella alcolica specificando i tipi di organismi nei quali si verificano questi processi, riassumere la resa energetica della glicolisi e della fermentazione; spiegare come si forma l'acetil-CoA, individuare nei mitocondri la sede del ciclo di Krebs, analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Krebs evidenziando quelle esoergoniche, mettere in evidenza che al termine del ciclo di Krebs l'ossidazione del glucosio è completa; descrivere i componenti della catena di trasporto degli elettroni e il luogo in cui si trovano, spiegare il ruolo fondamentale dell'ossigeno al termine del trasporto di elettroni, calcolare il guadagno energetico complessivo che si ottiene al termine dalla demolizione completa di una mole di glucosio; evidenziare il ruolo centrale della glicolisi e del ciclo di Krebs nella rete delle vie metaboliche, mettere in relazione le vie cataboliche con quelle anaboliche; riassumere le due fasi della fotosintesi, distinguere le reazioni dipendenti dall'energia luminosa da quelle indipendenti, spiegare la funzione dei pigmenti; spiegare la funzione dei due fotosistemi, spiegare la provenienza e il percorso che compiono gli elettroni per giungere all'accettore finale, spiegare come viene prodotto l'ATP nei cloroplasti evidenziando le analogie con la produzione di ATP nei mitocondri, analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Calvin evidenziando quelle endoergoniche. saper identificare i processi attraverso cui le cellule trasformano l'energia contenuta negli alimenti in energia utilizzabile per compiere le proprie funzioni vitali, comprendere l'importanza degli organismi autotrofi che si trovano alla base della catena alimentare perché in grado di costruire molecole organiche a partire da molecole inorganiche. La divisione cellulare conoscenze riproduzione sessuata e asessuata, i quattro eventi della divisione cellulare, scissione binaria nei procarioti; il ciclo cellulare comprende l’interfase e la fase mitotica, l’interfase è divisa in sottofasi; preparazione del nucleo alla mitosi, strutture coinvolte nella mitosi, fasi della mitosi, citodieresi nelle cellule animali e vegetali, mitosi e riproduzione asessuata; cicli biologici degli eucarioti, riproduzione sessuata e variabilità genetica, cariotipo; prima divisione meiotica, seconda divisione meiotica, mitosi e meiosi a confronto, meiosi e variabilità genetica. abilità distinguere la riproduzione sessuata da quella asessuata, evidenziare l'importanza della divisione cellulare nella crescita degli organismi, elencare i quattro eventi che devono verificarsi affinché avvenga la divisione cellulare, descrivere la scissione binaria dei procarioti; elencare le fasi comprese nel ciclo cellulare distinguendo l’interfase dalla fase mitotica e dalla citodieresi, descrivere le sottofasi G 1, S e G2; distinguere la cromatina dai cromosomi, spiegare perché ciascun cromosoma è formato da due cromatidi fratelli, spiegare la struttura e la funzione del fuso mitotico e dei centrioli, descrivere il processo mitotico distinguendo gli eventi salienti di ogni fase, confrontare la citodieresi delle cellule animali con quella delle cellule vegetali, mettere in relazione la mitosi e la riproduzione asessuata; distinguere i cicli biologici degli eucarioti in aplonti, aplodiplonti e diplonti, spiegare la relazione tra riproduzione sessuata e variabilità genetica, spiegare come si costruisce un cariotipo; descrivere la prima divisione meiotica, descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla variabilità genetica, descrivere la seconda divisione meiotica, confrontare la meiosi con la mitosi evidenziando analogie e differenze, evidenziare il contributo che la meiosi porta alla variabilità genetica della specie. competenze essere in grado individuare nei processi di riproduzione cellulare e di riproduzione degli organismi la, base per la continuità della vita nonché per la variabilità dei caratteri che consente l'evoluzione degli organismi viventi. Le leggi di Mendel conoscenze le conoscenze sull' ereditarietà dei caratteri ai tempi di Gregor Mendel, legge della dominanza, legge della segregazione dei caratteri; quadrato di Punnett, Le basi molecolari dell'ereditarietà, test cross; legge dell'assortimento indipendente dei caratteri, alberi genealogici, malattie genetiche. abilità identificare il periodo storico e le conoscenze scientifiche in cui si inquadrano gli studi di Mendel, illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel, distinguere un carattere dominante da uno recessivo, un gene da un allele, enunciare le leggi della dominanza e della segregazione; distinguere omozigote da eterozigote, fenotipo da genotipo, prevedere le combinazioni alleliche risultanti da un incrocio costruendo il quadrato di Punnett, applicare il test cross per determinare il genotipo di un individuo a fenotipo dominante; mettere in relazione il rapporto fenotipico 9:3:3:1 con la terza legge di Mendel, collegare la meiosi alla legge dell'assortimento indipendente dei caratteri, costruire un albero genealogico umano, spiegare la differenza tra una malattia genetica determinata da un allele recessivo e quella determinata da un allele dominante. competenze cogliere l'origine e lo sviluppo storico della genetica comprendendo come viene applicato il metodo scientifico in questa disciplina, acquisire i concetti di base per comprendere la trasmissione dei caratteri ereditari, essere in grado di costruire, leggere e interpretare grafici rappresentativi della trasmissione dei caratteri ereditari. La teoria dell’evoluzione conoscenze fissismo ed evoluzionismo, la teoria di Lamarck, Cuvier e il catastrofismo; il viaggio di Darwin, prove a favore dell'evoluzione, paleontologia e studio dei fossili, distribuzione geografica delle specie, somiglianze anatomiche tra le specie, selezione artificiale e. concetto di variabilità, teoria della selezione naturale. abilità competenze spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l'evoluzionismo, descrivere la teoria evolutiva di Lamarck, individuare gli aspetti più innovativi della teoria evolutiva di Lamarck, descrivere la teoria del catastrofismo, evidenziare le scoperte di Cuvier importanti per lo sviluppo delle teorie evolutive; descrivere le osservazioni che colpirono Darwin durante il suo viaggio, descrivere le prove a favore dell'evoluzione fornite dalla paleontologia, dalla biogeografia e dall'anatomia comparata, spiegare il legame tra variabilità all'interno di una specie e selezione artificiale, illustrare la teoria di Darwin dell'evoluzione per selezione naturale. saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria darwiniana. SCIENZE DELLA TERRA L’azione delle acque continentali e marine Contenuti Lo studio delle forme del paesaggio • Gli elementi del paesaggio • La geomorfologia • Le cause delle forme del rilievo Abilità • Definire i termini geomorfologia e paesaggio • Elencare le «variabili» che determinano le caratteristiche paesaggistiche di una regione • Osservare, Elencare e Descrivere elementi tipici del paesaggio della regione in cui si vive e Formulare ipotesi sulla loro origine Movimenti gravitativi • L’erosione • Le frane • Elencare i fattori che possono modificare il rilievo suddividendoli in endogeni ed esogeni • Definire il termine erosione ed elencare le forze esogene che possono determinare il fenomeno • Elencare i diversi tipi di frane e classificarle in base alla modalità di scorrimento Morfologia eolica L’azione del vento • Deflazione e corrasione • Forme di accumulo Il suolo Composizione del suolo • Struttura del suolo • Formazione del suolo • Definire i termini deflazione e corrasione • Elencare e Descrivere i vari tipi di forme di accumulo dei materiali trasportati dal vento • Elencare e Descrivere gli orizzonti del suolo • Elencare i fattori che contribuiscono alla formazione di un suolo e spiegarne le interazioni Conoscenze • Risolvere problemi (interpretare dati empirici e/o sperimentali, risolvere situazioni problematiche utilizzando concetti disciplinari) • Usare procedure sperimentali (eseguire e descrivere attività pratiche in laboratorio, sul campo, o attraverso simulazioni) • Stabilire relazioni (classificare, collegare logicamente, formulare ipotesi, trarre conclusioni) • Esaminare criticamente (riconoscere le caratteristiche di un fenomeno, leggere e comprendere un testo scientifico) • Stabilire relazioni (classificare, collegare logicamente, formulare ipotesi, trarre conclusioni) • Esaminare criticamente (riconoscere le caratteristiche di un fenomeno, leggere e comprendere un testo scientifico) • Esaminare criticamente (riconoscere le caratteristiche di un fenomeno, leggere e comprendere un testo scientifico) • Stabilire relazioni (classificare, collegare logicamente, formulare ipotesi, trarre conclusioni) CHIMICA GENERALE ED INORGANICA Leggi della chimica - Struttura atomica - legami chimici e composti inorganici conoscenze La natura delle particelle elementari che compongono l’atomo Il sistema periodico I legami chimici Classificazione dei principali composti inorganici Le masse nelle reazioni chimiche Dalle leggi ponderali alla prima teoria atomica Abilità - Spiega le proprietà delle tre particelle che compongono l’atomo. - Confronta i modelli atomici di Thomson e di Rutherford. - Identifica gli elementi della tavola periodica mediante il numero atomico e stabilire la massa atomica degli isotopi componenti. - Descrive le principali trasformazioni del nucleo atomico - Discute lo sviluppo storico del concetto di periodicità. - Spiega la relazione fra struttura elettronica e posizione degli elementi sulla tavola periodica. - Descrive le principali proprietà periodiche che confermano la struttura a strati dell’atomo. - Descrive le principali proprietà di metalli, semimetalli e non metalli. - Descrive le proprietà osservabili dei materiali sulla base della loro struttura microscopica. - Stabilisce la polarità dei legami covalenti e delle molecole sulla base delle differenze di elettronegatività degli elementi e della geometria delle molecole. - scrivere le strutture di Lewis degli elementi - Classifica i composti secondo la natura ionica, molecolare, binaria, ternaria. - Assegna il numero di ossidazione. - Usa le regole della nomenclatura IUPAC e tradizionale. - Classifica le principali categorie di composti inorganici in binari/ternari, ionici/molecolari - Raggruppa gli ossidi in base al loro comportamento chimico - Raggruppa gli idruri in base al loro comportamento chimico - Applica le regole IUPAC e tradizionale per assegnare il nome a semplici composti e viceversa - Scrive le formule di semplici composti - Scrivere la formula di sali ternari - concetto di reazione come trasformazione delle sostanze. - Conoscere le leggi ponderali di Lavoisier, Proust e Dalton - Il peso atomico relativo e soluzioni di calcoli stechiometrici - Conoscere il peso atomico relativo Competenze Saper individuare le situazioni in cui si verifica un trasferimento di energia. Saper localizzare i principali elementi nella tavola periodica. Saper esprimere il risultato di un calcolo con le corrette unità di misura. Identificare gli elementi attraverso il loro numero atomico e mediante le loro proprietà intensive. Saper spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche degli elementi nei gruppi e nei periodi. Spiegare la struttura delle sostanze che presentano legame ionico, legame covalente e legame metallico a idrogeno e il legame dativo. Riconosce la classe di appartenenza dati la formula o il nome di un composto Distingue gli ossidi acidi, gli ossidi basici e gli ossidi con proprietà anfotere Distingue gli idruri ionici e molecolari Assegna il nome IUPAC e tradizionale ai principali composti inorganici Utilizza il numero di ossidazione per determinare la formula di un composto Scrive la formula di un composto ionico ternario utilizzando le tabelle degli ioni più comuni Applicare la legge di Lavoisier ai calcoli delle masse delle sostanze nelle reazioni Applicare la legge di Proust ai calcoli sui rapporti di combinazione Spiegare le caratteristiche macroscopiche microscopiche delle principali trasformazioni fisiche. Applicare la legge di Dalton ai calcoli sui rapporti di combinazione multipli Attività di laboratorio allestimento di preparati a fresco di Elodea canadensis e osservazione al microscopio ottico della struttura delle cellule vegetali; allestimento di preparati a fresco di Elodea canadensis e osservazione al microscopio ottico della ciclosi; allestimento di preparati a fresco di brattea di cipolla, colorazione con blu di metilene e osservazione al microscopio ottico del nucleo; allestimento di preparati a fresco di epidermide di Kalanchoe blossfeldiana e osservazione al microscopio ottico degli stomi; osservazione al microscopio ottico e identificazione di microrganismi di acqua stagnante; osservazione al microscopio ottico e identificazione di microrganismi di acqua stagnante; osservazione al microscopio ottico di vetrini di istologia vegetale; riconoscimento di alcune biomolecole.
