Scienze naturali

PROGRAMMA DI BIOLOGIA CLASSE II/A LICEO SCIENTIFICO ANNO SCOLASTICO 2011/2012 INSEGNANTE PROF.SSA FRANCESCA QUATRARO MANUALE: SADAVA, HELLER, ORIANS, PURVES, HILLIS, BIOLOGIA.BLU, ZANICHELLI A‐ DALLE CELLULE AGLI ORGANISMI CAPITOLO A1 DALLE CELLULE AGLI ORGANISMI: la biologia studia gli esseri viventi: le caratteristiche dei viventi, gli organismi sono fatti di cellule, le cellule contengono informazioni ereditarie scritte in un linguaggio genetico universale, le cellule ricavano dall’ambiente energia e nutrienti, i viventi rispondono ai cambiamenti dell’ambiente esterno regolando il proprio ambiente interno, il mondo dei viventi è organizzato in livelli gerarchici, gli esseri viventi interagiscono l’uno con l’altro, tutti i viventi sono frutto dell’evoluzione a partire da un antenato comune, la varietà degli esseri viventi è frutto dell’evoluzione; il metodo scientifico: il metodo scientifico, il punto di partenza, l’ipotesi trae ispirazione dalle osservazioni e dall’esperienza, dall’ipotesi alla previsione, dall’ipotesi alla prova dei fatti. CAPITOLO A2 LE MOLECOLE DELLA VITA: la vita dipende dalle proprietà dell’acqua: la struttura dell’acqua le conferisce proprietà speciali, il ghiaccio galleggia sull’acqua liquida, le temperature di fusione e di ebollizione dell’acqua sono insolitamente alte, anche la coesione e la tensione superficiale dell’acqua dipendono dai legami idrogeno, il calore specifico dell’acqua è importante per la vita, l’acqua è il solvente della vita, il pH; le proprietà delle biomolecole: le caratteristiche generali delle biomolecole, i composti del carbonio, i gruppi funzionali, gli isomeri, le macromolecole biologiche si formano per condensazione e si scindono per idrolisi; i carboidrati: struttura e funzioni: le caratteristiche generali dei carboidrati, i monosaccaridi sono zuccheri semplici, i monosaccaridi si legano tra loro mediante legami glicosidici, i polisaccaridi servono come riserve energetiche e come materiali da costruzione; le proteine: struttura e funzioni: le caratteristiche generali delle proteine, gli amminoacidi sono i costituenti delle proteine, la struttura primaria di una proteina è data dalla sequenza dei suoi aminoacidi, la struttura secondaria di una proteina è affidata ai legami a idrogeno, la struttura terziaria di una proteina è determinata dalle interazioni tra i gruppi R e con l’ambiente, la struttura quaternaria di una proteina consiste nell’unione di più subunità, la specificità di una proteina dipende dalla sua forma e dalle proprietà chimiche di superficie, le condizioni ambientali influenzano la struttura di una proteina; i lipidi: struttura e funzioni: le caratteristiche generali dei lipidi, i grassi e gli oli immagazzinano energia, le membrane biologiche sono fatte di fosfolipidi, altri lipidi diversi dai trigliceridi; gli acidi nucleici: struttura e funzioni: i nucleotidi costituiscono gli acidi nucleici, la specificità di un acido nucleico risiede nella sequenza dei suoi nucleotidi. CAPITOLO 3 OSSERVIAMO LA CELLULA: la cellula è l’unità elementare della vita: le dimensioni delle cellule sono limitate dal rapporto fra superficie e volume, per osservare le cellule occorre il microscopio; le cellule procariotiche hanno una struttura più semplice di quelle eucariotiche: le cellule procariotiche condividono alcune caratteristiche generali, alcune cellule procariotiche presentano caratteri specializzati; le caratteristiche delle cellule eucariotiche: la suddivisione in compartimenti è tipica della cellula eucariotica; il nucleo e i ribosomi elaborano l’informazione genetica: il nucleo e l’informazione genetica, i ribosomi e la sintesi delle proteine; il sistema delle membrane interne: il reticolo endoplasmatico ruvido e la sintesi di membrane e proteine, il reticolo endoplasmatico liscio, l’apparato di Golgi e la riorganizzazione delle proteine, i lisosomi sono glik spazzini cellulari, i perossisomi e i vacuoli; gli organuli che trasformano l’energia: nei mitocondri ha luogo la respirazione cellulare, i cloroplasti sono i siti della fotosintesi; le cellule si muovono: il citoscheletro le ciglia e i flagelli: i microfilamenti, i filamenti intermedi, i microtubuli, le ciglia e i flagelli; le strutture extracellulari e l’adesione fra cellule: la parete delle cellule vegetali, la matrice extracellulare sostiene le funzioni dei tessuti animali. CAPITOLO 4 LA CELLULA AL LAVORO: gli organismi scambiano energia e materia con l’ambiente: esistono diverse forme di energia, tutti gli organismi hanno bisogno di energia per vivere, il metabolismo cellulare e l’energia; l’ATP svolge un ruolo fondamentale nell’energetica biochimica: l’idrolisi dell’ATP libera energia, l’idrolisi dell’ATP fa da tramite fra reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche; gli enzimi accelerano le reazioni metaboliche: una reazione, per andare avanti, deve superare una soglia energetica, gli enzimi si legano a un reagente specifico, gli enzimi risentono dei fattori ambientali: pH e temperatura; la struttura delle membrane biologiche: il modello a mosaico fluido, i lipidi sono la parte più consistente delle membrane, le proteine di membrana sono distribuite in modo asimmetrico, i carboidrati presenti sulla membrana sono siti di riconoscimento, uniformità e diversità delle membrane biologiche; le membrane regolano le sostanze in entrata e in uscita dalla cellula: la diffusione è il moto casuale verso uno stato di equilibrio, la diffusione attraverso una membrana semipermeabile, la diffusione semplice avviene attraverso il doppio strato fosfolipidico, l’osmosi è la diffusione dell’acqua attraverso le membrane, la diffusione facilitata avviene grazie a canali proteici e a proteine di trasporto, le proteine di trasporto permettono la diffusione di molecole polari, grazie al trasporto attivo, le sostanze possono attraversare le membrane anche contro il proprio gradiente di concentrazione, il trasporto attivo si avvale dell’energia dell’ATP; le macromolecole entrano ed escono dalla cellula per endocitosi ed esocitosi: le macromolecole e le particelle entrano nella cellula per endocitosi, l’endocitosi mediata da recettori è un processo selettivo, l’esocitosi espelle all’esterno materiali della cellula. CAPITOLO 5 IL METABOLISMO ENERGETICO: il metabolismo energetico: autotrofi ed eterotrofi due diverse strategie per procurarsi energia; la fotosintesi e la respirazione cellulare sono due processi interdipendenti. CAPITOLO 6 LA DIVISIONE CELLULARE E LA RIPRODUZIONE DEGLI ORGANISMI: la divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti: la divisione cellulare consente di produrre nuove cellule, i procarioti si dividono per scissione binaria; la mitosi e il ciclo cellulare: il ciclo cellulare dalla formazione di una cellula alla sua divisione, prima della mitosi il DNA si duplica e si addensa, le fasi della mitosi, la citodieresi è la divisione del citoplasma, la mitosi e la riproduzione asessuata; la riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione: la maggior parte degli organismi si riproduce per via asessuata, la meiosi consiste in due divisioni successive, durante la meiosi I avviene il crossing‐over e si separano gli omologhi, la seconda divisione meiotica separa i cromatidi fratelli; la riproduzione sessuata e la varietà dei viventi: gli individui della stessa specie hanno lo stesso numero e tipo di cromosomi, la riproduzione sessuata produce variabilità nell’ambito di una specie. CAPITOLO 7 LA STORIA E L’EVOLUZIONE DEI VIVENTI: Le prime teorie scientifiche sulla storia della vita: dal fissismo a Lamarck le specie sono immutabili?, la teoria delle catastrofi cercò di spiegare l’esistenza dei fossili; Charles Darwin e la nascita dell’evoluzionismo moderno: il viaggio sul Beagle spinse Darwin a riflettere sulla varietà dei viventi; Darwin cerca il meccanismo dell’evoluzione; la teoria dell’evoluzione per selezione naturale, le prove dell’evoluzione; come ha avuto origine la vita?: i paleontologi ricostruiscono la storia della vita, i fossili e le rocce sono indizi del nostro passato, i primi organismi furono procarioti unicellulari, le teorie sull’origine della vita, la presenza degli organismi fotosintetici ha cambiato il corso dell’evoluzione, la cellula eucariotica si è evoluta da quella procariotica, si affermano la pluricellularità e la specializzazione cellulare, la classificazione degli organismi. CAPITOLO 8 LA BIODIVERSITÀ: I PROCARIOTI, PROTISTI, PIANTE, FUNGHI: definizione di biodiversità, il successo dei procarioti, i procarioti sono importanti per la vita sulla terra, gli Archei possono sopravvivere in ambienti singolari; i protisti. Santeramo in Colle Gli alunni L’insegnante