Liceo Scientifico “G.Castelnuovo”
Firenze
PROGRAMMA “SCIENZE NATURALI”
Prof. I.Bettarini
a.s. 2015/16
II AS
BIOLOGIA
Lo studio dei viventi. Gli esseri viventi sono sistemi complessi. La cellula è l’unità elementare della vita.
Caratteristiche generali delle cellule procariotiche. Caratteristiche generali delle cellule eucariote.
Confronto tra la cellula vegetale e la cellula animale. Il nucleo e i ribosomi elaborano l’informazione
genetica. Il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio e l’apparato di Golgi; i lisosomi, i perossisomi e il
vacuolo. Gli organuli che trasformano energia: mitocondri e cloroplasti. Le cellule si muovono: il
citoscheletro, le ciglia i flagelli.
L’origine delle cellule. Esperimento di Miller, la teoria dell’endosimbiosi e origine della cellula eucariotica.
La struttura delle membrane biologiche. Il modello a mosaico fluido e l’organizzazione delle molecole nelle
membrane biologiche; l’uniformità e la diversità delle membrane. Le membrane regolano gli scambi di
sostanze in entrata e in uscita dalla cellula. La diffusione semplice; l’osmosi; la diffusione facilitata mediante
canali e proteine di trasporto; il trasporto attivo. Le macromolecole entrano ed escono dalla cellula per
endocitosi ed esocitosi. Il meccanismo della fagocitosi e della pinocitosi; l’endocitosi mediata da recettori; le
funzioni e il meccanismo dell’esocitosi.
Il metabolismo del glucosio. Le strategie per procurarsi energia: autotrofi e eterotrofi; le vie metaboliche;
energia liberata dall’ossidazione del glucosio: glicolisi, fermentazione lattica e alcolica; le tre fasi della
respirazione cellulare: sintesi di acetil-CoA, Ciclo d Krebs, fosforilazione ossidativa; bilancio della
respirazione cellulare.
La fotosintesi: energia dal Sole. Importanza della fotosintesi; la struttura dei cloroplasti, la funzione della
clorofilla e dei pigmenti accessori; la fase luminosa e la fase oscura.
La comparsa dell’ossigeno sulla Terra
La divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti. La divisione cellulare e gli eventi che legati ad essa; la
scissione binaria dei procarioti. La mitosi e il ciclo cellulare. Il ciclo cellulare e il suo controllo; la
duplicazione e la spiralizzazione del DNA e i cromatidi fratelli; le fasi della mitosi e la citodieresi; la mitosi e
la riproduzione asessuata. La riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione. Fecondazione,
cellule somatiche e gameti; la meiosi e le fasi della meiosi I e della meiosi II. Mitosi e meiosi a confronto
Le prime teorie scientifiche sulla storia della vita. Le teorie fissiste, la prima teoria evolutiva con Lamarck;
Hutton e l’attualismo; Lyell e il gradualismo; Cuvier e il catastrofismo. Darwin e la nascita dell’evoluzionismo
moderno. La vita di Darwin; il viaggio del Beagle e la teoria dell’evoluzione per selezione naturale; le prove
dell’evoluzione: lo studio dei fossili, la biogeografia, l’anatomia comparata.
Il calendario della vita. Dai primi organismi procarioti anaerobi, ai batteri fotosintetici e alla comparsa dell’ossigeno
nell’atmosfera; dalla comparsa della cellula eucariotica e fino agli esseri pluricellulari.
Classificazione degli organismi. Il dominio degli archei e dei batteri, il metabolismo dei batteri: fotoautotrofi e
chemioeterotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi. Comparsa dei primi organismi fotosintetici, origine degli
organismi con un metabolismo aerobio ed evoluzione degli esseri viventi. Il regno dei protisti (cenni)
Le caratteristiche delle piante terrestri; le piante non vascolari; l’organizzazione delle piante vascolari.
Le caratteristiche degli animali; lo sviluppo embrionale, l’organizzazione gerarchica e la struttura del corpo;
gli invertebrati.
Liceo Scientifico “G.Castelnuovo”
Firenze
CHIMICA
Le proprietà delle biomolecole. Le biomolecole e i composti organici, gruppi funzionali, polimeri e
monomeri, reazioni di condensazione e idrolisi.
I carboidrati: struttura e funzioni. Caratteristiche dei carboidrati; composizione, struttura e funzione di
monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi.
I lipidi: struttura e funzioni. Caratteristiche dei lipidi; composizione, struttura e funzione degli acidi grassi,
trigliceridi e fosfolipidi.
Le proteine: struttura e funzioni. Composizione, struttura e proprietà degli amminoacidi, legami peptidici e
catene polipeptiche; strutture primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine; relazioni tra
struttura e specificità delle proteine; denaturazione delle proteine.
Gli acidi nucleici: struttura e funzioni. La struttura dei nucleotidi; la disposizione dei nucleotidi nelle
molecole di DNA e RNA; le funzioni degli acidi nucleici.
Gli organismi e l’energia. Le forme di energia; il metabolismo e le reazioni anaboliche e cataboliche.
Struttura, idrolisi e sintesi dell’ATP; gli enzimi: la funzione, il meccanismo di azione e la specificità degli
enzimi.
L’origine delle biomolecole. Origine della vita sulla Terra: teoria sull’origine extraterrestre e teoria
sull’evoluzione chimica.
Caratteristiche e proprietà delle soluzioni. Soluto e solvente: particelle simili. La solubilità: influenza della
temperatura e della pressione. Le concentrazioni delle soluzioni: percentuali, molarità e molalità. Come si
preparano le soluzioni a diversa concentrazione. Le proprietà colligative: innalzamento ebullioscopico,
abbassamento crioscopico e pressione osmotica.
ATTIVITA' LABORATORIALI
usare il microscopio ottico (1 h)
osservazioni al microscopio ottico di cellule vegetali (2h)
preparazione di una soluzione di solfato di rame a diverse concentrazioni (2 h)
osservazione al microscopio ottico di cellule di muschio e cipolla (1 h)
estrazione DNA dalla frutta (2 h)
determinazione sperimentale della solubilità di NaCl e KCl (2 h)
osservazione al microscopio ottico di cellule vegetali poste in soluzione ipotonica e ipertonica (2 h)
osservazione al microscopio ottico di cellule di Saccharomyces cerevisiae (1 h)
influenza della salinità e della acidità nell'azione enzima catalasi in cellule vegetali (video laboratorio)
azione enzima catalasi in cellule vegetali e animali (1 h)
impronte stomatiche (2 h)
misure indirette di fotosintesi (4 h)
fermentazione di cellule di Saccharomyces cerevisiae (1 h)
attività di riconoscimento di alcune specie arboree attraverso l'uso delle chiavi dicotomiche (2 h)
osservazione al microscopio ottico della muffa del pane e dell'acqua di stagno (1 h)
Firenze, 30,05.2016
Prof.ssa Isabella Bettarini
Alunni
