Percorso formativo disciplinare
Disciplina: SCIENZE NATURALI
CLASSE 2°Cm LICEO CLASSICO
Anno scolastico 2015/2016
MODULO 1°
LA BIOLOGIA E’ LA SCIENZA DELLA VITA:
U.D. n° 1: la Biologia studia gli esseri viventi:
Le caratteristiche dei viventi: ciò che tutti abbiamo in comune;
Gli organismi sono fatti di cellule: scoperta della cellula e sua definizione, affermazioni
della teoria cellulare;
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: metabolismo e omeostasi;
Il mondo dei viventi è organizzato in livelli gerarchici: cellule, tessuti, organi e apparati;
Gli esseri viventi interagiscono gli uni con gli altri: popolazione, comunità ed
ecosistema;
Tutti i viventi sono frutto dell’evoluzione a partire da un antenato comune: definizione di
specie e teoria dell’evoluzione;
La varietà degli esseri viventi è frutto dell’evoluzione: differenze tra la cellula
eucariotica e la cellula procariotica, classificazione dei viventi in domini e regni.
MODULO 2°
LE MOLECOLE DELLA VITA :
U.D. n° 1: la vita dipende dalle proprietà dell’acqua:
La struttura chimica dell’acqua le conferisce proprietà speciali: polarità e legami ad
idrogeno;
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 ad
idrogeno;
Il calore specifico dell’acqua è importante per la vita;
L’acqua è il solvente della vita;
Proprietà delle soluzioni acquose;
Il pH è la misura della concentrazione degli ioni idrogeno;
APPROFONDIMENTO: gli esseri viventi sono costituiti principalmente da sei elementi.
U.D. n° 2: le proprietà delle biomolecole:
Caratteristiche generali delle biomolecole;
I composti del carbonio;
La struttura delle biomolecole si riflette nella loro funzione;
Quantificazione percentuale delle sostanze non minerali che si trovano nei tessuti;
Caratteristiche salienti dei gruppi funzionali;
Gli isomeri sono molecole composte dagli stessi atomi legati in modo diverso;
Le macromolecole biologiche si formano per condensazione e si scindono per idrolisi;
U.D. n° 3: i carboidrati: struttura e funzioni:
Caratteristiche generali dei carboidrati;
I monosaccaridi sono zuccheri semplici e si legano mediante legami glicosidici;
I polisaccaridi servono come riserve energetiche e materiali da costruzione;
U.D. n° 4: le proteine: struttura e funzioni:
Caratteristiche generali delle proteine;
Gli amminoacidi sono i costituenti delle proteine e le proprietà dei gruppi R;
La struttura primaria di una proteina è data dalla sequenza dei suoi amminoacidi;
La struttura secondaria di una proteina è affidata ai legami ad idrogeno;
La struttura terziaria di una proteina è determinata dalle interazioni tra i gruppi R e
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.
U.D. n° 5: i lipidi: struttura e funzioni:
Caratteristiche generali dei lipidi;
I grassi e gli oli immagazzinano l’energia;
Le membrane biologiche sono fatte di fosfolipidi;
Altri lipidi diversi dai trigliceridi.
U.D. n° 6: gli acidi nucleici: struttura e funzioni:
I nucleotidi costituiscono gli acidi nucleici;
La specificità di un acido nucleico risiede nella sequenza dei suoi nucleotidi.
MODULO 3°
OSSERVIAMO LA CELLULA:
U.D. n°1: la cellula è l’unità elementare della vita:
Le dimensioni delle cellule sono limitate dal rapporto fra superficie e volume: significato
biologico;
Per osservare le cellule occorrono due tipi di microscopio.
U.D. n° 2: le cellule procariotiche hanno una struttura più semplice di quelle
eucariotiche:
Caratteristiche generali di tutte le cellule procariotiche: membrana plasmatica,
citoplasma, D.N.A. e ribosomi;
Alcune cellule procariotiche presentano caratteri specializzati: parete cellulare e
capsula, membrane interne, flagelli e pili.
U.D. n° 3: le caratteristiche delle cellule eucariotiche:
Tutte le cellule eucariotiche hanno compartimenti interni comuni;
Alcune cellule eucariotiche hanno compartimenti interni esclusivi;
Funzioni delle membrane che avvolgono gli organuli.
U.D. n° 4: il nucleo e i ribosomi elaborano l’informazione genetica:
Il nucleo e l’informazione genetica: caratteristiche strutturali e funzionali;
I ribosomi e la sintesi delle proteine: caratteristiche strutturali e funzionali;
Legame funzionale tra il nucleo e i ribosomi.
U.D. n° 5: il sistema delle membrane interne:
Il reticolo endoplasmatico ruvido e la sintesi di membrane e proteine: caratteristiche
strutturali e funzionali;
Il reticolo endoplasmatico liscio: caratteristiche strutturali e funzionali;
L’apparato di Golgi e la riorganizzazione delle proteine: caratteristiche strutturali e
legame funzionale con il reticolo endoplasmatico ruvido;
I lisosomi: caratteristiche strutturali e funzionali;
I perossisomi e i vacuoli: caratteristiche strutturali e funzionali.
U.D. n° 6: gli organuli che trasformano l’energia: i mitocondri e i cloroplasti:
I mitocondri: caratteristiche strutturali, significato della respirazione cellulare e formula
chimica sintetica della respirazione cellulare;
Classificazione dei plastidi; cloroplasti: caratteristiche strutturali, significato della
fotosintesi clorofilliana e formula chimica sintetica della fotosintesi.
U.D. n° 7: le cellule si muovono: il citoscheletro, le ciglia e i flagelli:
Caratteristiche strutturali e funzionali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti
intermedi e microtubuli;
Le ciglia e i flagelli: caratteristiche strutturali e funzionali.
U.D. n° 8: le strutture extracellulari e l’adesione tra le cellule:
La parete delle cellule vegetali: caratteristiche strutturali e funzionali;
La matrice extracellulare sostiene le funzioni dei tessuti animali: caratteristiche
strutturali e funzionali;
Nei tessuti animali, le cellule adiacenti sono tenute insieme da giunzioni cellulari:
riconoscimento cellulare e adesione fra le cellule, tipi di giunzioni cellulari;
Le giunzioni occludenti sigillano i tessuti: struttura e funzioni delle giunzioni occludenti;
I desmosomi tengono unite le cellule, mentre le giunzioni serrate permettono la
comunicazione intercellulare: struttura e funzioni.
MODULO 4°
LA CELLULA AL LAVORO:
U.D. n° 1: gli organismi scambiano energia e materia con l’ambiente :
Definizione di energia ed energia potenziale chimica;
Tutti gli organismi ricavano l’energia dall’ambiente esterno, trasformandola per creare
ordine nel proprio ambiente interno;
L’ordine non è spontaneo e richiede lavoro: reazioni esoergoniche ed endoergoniche;
Metabolismo cellulare ed energia: reazioni anaboliche e reazioni cataboliche e bilancio
energetico.
U.D. n° 2: l’A.T.P. svolge un ruolo fondamentale nell’energia biochimica:
Struttura chimica dell’A.T.P;
Idrolisi e sintesi dell’A.T.P. con liberazione e immagazzinamento di energia;
L’idrolisi dell’A.T.P. fa da tramite fra le reazioni esoergoniche e le reazioni
endoergoniche.
U.D. n° 3: gli enzimi accelerano le reazioni metaboliche:
Enzimi ed energia di attivazione: definizioni di enzima e di energia di attivazione, gli
enzimi abbassano l’energia di attivazione;
Modalità di catalizzazione enzimatica: significato di catalizzazione, specificità
enzimatica, complesso enzima-substrato, coenzimi, cofattori e gruppi prostetici;
Fattori ambientali influenzanti l’attività enzimatica: pH e temperatura.
U.D. n° 4: la struttura delle membrane biologiche:
Il modello a mosaico fluido e cenni alle funzioni svolte dai componenti principali di
membrana.
U.D. n° 5: le membrane regolano gli scambi di sostanze in entrata e in uscita dalla
cellula:
Cenni al significato del trasporto passivo per diffusione semplice, per osmosi e per
diffusione facilitata e al significato del trasporto attivo;
Cenni al significato di soluzione ipertonica e ipotonica.
U.D. n° 6: le macromolecole entrano ed escono dalla cellula per endocitosi ed
esocitosi:
Meccanismi di endocitosi: fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori;
L’esocitosi espelle all’esterno materiali della cellula.
MODULO 5°
INTRODUZIONE AL METABOLISMO ENERGETICO:
U.D. n° 1: il metabolismo energetico:
Autotrofi ed eterotrofi: due diverse strategie per procurarsi l’energia;
Molte delle reazioni delle vie metaboliche sono reazioni redox: cenno al loro significato.
U.D. n°2: il metabolismo del glucosio serve per produrre energia sotto forma di ATP:
Introduzione alle fasi del catabolismo del glucosio nelle cellule eucariote e procariote:
respirazione cellulare e fermentazione.
MODULO 6°
LA DIVISIONE CELLULARE E LA RIPRODUZIONE DEGLI ORGANISMI:
U.D. n° 1: la divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti:
La divisione cellulare consente la produzione di nuove cellule;
I procarioti si dividono per scissione binaria.
U.D. n° 2: 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: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase;
La citodieresi è la divisione del citoplasma;
La mitosi e la riproduzione asessuata.
U.D. n° 3: la riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione:
La maggior parte degli organismi si riproduce per via sessuata;
La meiosi consiste in due divisioni successive;
Durante la meiosi 1° avviene il crossing-over e si separano i cromosomi omologhi;
La seconda divisione meiotica separa i cromatidi fratelli.
U.D. n° 4: la riproduzione sessuata e la varietà dei viventi:
Gli individui di una stessa specie hanno lo stesso numero e tipo di cromosomi;
La riproduzione sessuata produce variabilità nell’ambito di una specie.
Il Docente
Prof. Sampaolesi Loris
DATA:
04/06/2016
