Programma svolto di Scienze
Anno scolastico 2015/16
Classe 3^O
Docente: prof.ssa Eliana Bertocchi
Libri di testo in adozione:
“Le basi molecolari della vita e dell’evoluzione- Plus” Sadava-Heller-Orians-Purves-Hillis - Ed. Zanichelli
“Chimica – concetti e modelli. Dalla mole alla nomenclatura” – Valitutti – Falasca – Tifi – Gentile - Ed.
Zanichelli
“I materiali della Terra solida”- Bosellini – Ed. Bovolenta
Ripasso su: biomolecole, struttura della cellula procariote ed eucariote
Trasporti cellulari
Trasporto passivo e attico a confronto
Trasporto passivo: osmosi, diffusione e diffusione facilitata
Trasporto attivo
Trasporto mediato da vescicole: esocitosi, endocitosi
Attività di laboratorio: Osservazione al microscopio ottico di cellule vegetali con individuazione di organuli
specifici ( cloroplasti, amiloplasti, cromoplasti ), e di stomi
Riproduzione cellulare
Significato di riproduzione: finalità del processo e confronto tra riproduzione asessuata e sessuata ( vantaggi e
svantaggi )
Scissione binaria nella cellula procariote
Ciclo cellulare nella cellula eucariote
Cellule somatiche e sessuali. Cromatina e struttura del cromosoma
Mitosi: finalità e fasi con cui si suddivide
Meiosi: ciclo riproduttivo nella specie umana; fasi della meiosi
Significato di cariotipo ed errori di mitosi e meiosi. Significato di mutazione
Attività di laboratorio: mitosi in cellule vegetali ( apici di cipolla )
Genetica:
Importanza degli studi di Mendel; elementi di novità da un punto di vista metodologico che nei contenuti
Leggi di Mendel: la legge della dominanza, della segregazione dei caratteri e dell’assortimento indipendente
Dominanza completa studiata da Mendel
Test cross. Quadrato di Punnett
Deduzioni di Mendel che anticipano le conoscenze del secolo successivo
Mutazioni
Casi di ereditarietà non mendeliana: interazioni alleliche ( dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli ),
interazioni geniche ( eredità poligenica ), pleiotropia
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Esempi di malattie con trasmissione mendeliana
Alberi genealogici
Geni e ambiente
Esperimenti di Morgan: geni associati. Frequenza di ricombinazione
Determinazione del sesso e geni portati dai cromosomi sessuali; caratteri umani legati al sesso ( daltonismo ed
emofilia )
Attività di approfondimento: Partecipazione all’attività di CusMibio “I geni sulla bilancia: malattie cromosomiche”
Classificazione degli esseri viventi: argomento svolto principalmente come attività di laboratorio ( osservazione
accompagnata da descrizione strutturale e funzionale )
Osservazione di Protisti e muffe da infuso di fieno
Osservazione di cellule di lievito ( progettazione un esperimento che individui i fattori limitanti nella crescita dei
lieviti: temperatura, nutrienti e acqua )
Evoluzione delle Piante: dalle Briofite alle Tracheofite, alle Angiosperme ( con principale riferimento
all’evoluzione dei meccanismi riproduttivi )
Osservazione di Muschi e descrizione del ciclo riproduttivo
Osservazione di Felci e descrizione del ciclo riproduttivo
Dissezione della seppia e suoi adattamenti
Dissezione del pesce e suoi adattamenti
Laboratorio di Microbiologia:
Introduzione teorica: proprietà dei terreni di coltura e evoluzione nel tempo relativa alla loro composizione
Monitoraggio di superfici e campionamento passivo dell’aria
Semina di piastre
Osservazione e descrizione di colture batteriche, conta delle colonie
Trattamento di colture batteriche con disinfettanti
Lavaggio delle mani ( lavaggio sociale e lavaggio chirurgico )
Colorazione Gram e classificazione di colonie batteriche pure
Trasformazione batterica
Genetica molecolare:
Basi chimiche dell’ereditarietà
La disputa tra funzione ereditaria delle proteine e del DNA: esperimento dei batteriofagi
Struttura del DNA: da Miescher, Griffith, Hershey e Chase, Chargaff a Watson e Crick.
Processo di duplicazione, ruolo degli enzimi e significato del rapporto di complementarietà
Ruolo della DNA polimerasi
Bolle di duplicazione nel cromosoma della cellula eucariote e significato di filamento veloce e lento. Frammenti di
Okazaky
Errori di duplicazione.
Gene-proteina. Struttura dell’RNA e codice genetico
mRNA, tRNA e rRNA
Trascrizione e RNA polimerasi
Codice genetico e significato di traduzione
Struttura dei ribosomi e processo della traduzione
Significato delle mutazioni nella sintesi proteica. Classificazione delle mutazioni.
Attività di laboratorio: estrazione del DNA da cellule vegetali
Attività di approfondimento: Proiezione del filmato: Morgan e i suoi esperimenti
Attività di approfondimento: rappresentazione spettacolo teatrale: Barbara McClintock “Il gene non è una cosa”
Attività di approfondimento: Partecipazione all’attività di CusMiBio “Chi è il colpevole?”
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Attività di approfondimento: Partecipazione al Convegno UniStem sulle cellule staminali a Pavia ( solo cinque alunni
hanno avuto la possibilità di partecipare )
Regolazione genica in virus, batteri e negli eucarioti:
Genetica dei virus: Ciclo litico e lisogeno
Descrizione strutturale dei batteri. Plasmidi
Genetica dei batteri: trasformazione, coniugazione e trasduzione batterica
Esperimento di Jacob e Monod e scoperta dell’operone lac.
Regolazione dell’espressione genica nelle cellule procariote: operone ( lattosio e triptofano ). Geni inducibili e
reprimibili.
Struttura del cromosoma eucariote e meccanismi di regolazione genica ( significato di differenziamento ): splicing
dell’RNA, demolizione dell’mRNA, geni trasposoni e Barabara McClintock
Teorie fissiste ed evolutive:
Fissismo e creazionismo a confronto
Elementi di crisi del fissismo: le nuove conoscenze derivanti dai viaggi, la geologia ( la questione dell’età della
Terra ) e la paleontologia ( l’interpretazione dei fossili )
Fissismo ed evoluzionismo a confronto: due diverse interpretazioni dell’adattamento e della varietà delle specie
Cuvier: la teoria delle catastrofi
Lamarck: teoria evolutiva e principio dell’uso e non uso, principio della trasmissione dei caratteri acquisiti
Darwin: il viaggio sul brigantino, il saggio di Malthus, di Lyell, la corrispondenza con allevatori e agricoltori
Concetti chiave della teoria: variabilità e selezione naturale
Prove a favore del processo evolutivo: selezione artificiale, il caso della Biston betularia, i fossili, strutture
omologhe, embriologia
Struttura atomica e configurazione elettronica degli elementi:
Natura elettrica della materia, particelle atomiche; Legge di Coulomb
Evoluzione dei modelli atomici: da Thomson, a Rutherford e Bohr
Numeri quantici e orbitali
Configurazione elettronica degli elementi. Principio dell’indeterminazione e passaggio da orbita ad orbitale
Sistema periodico degli elementi e configurazione elettronica
Simbologia di Lewis e regola dell’ottetto
Proprietà periodiche degli elementi: raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica,
elettronegatività; metalli, non metalli e semimetalli
Legame chimico
Energia di legame e concetto di stabilità
Legame covalente e sue classificazioni ( puro e polare, singolo e multiplo, dativo ); proprietà
macroscopiche dei composti covalenti
Legame ionico e proprietà macroscopiche
Legame metallico e proprietà macroscopiche dei metalli
06 giugno ’16
Firma insegnante
Firma studenti
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Lavoro estivo – classe 3^ O
Anno scolastico 2015-16
Tutti gli studenti devono svolgere per settembre il seguente lavoro:
Dal libro “ Il calcolo stechiometrico – palestra delle competenze ” di Passeri - ed. Linx – 12,00 euro (
si tratta di un eserciziario che verrà utilizzato nella classe 4^ )
cap.1 : studiare la teoria ( escluse le miscele isotopiche ) + es. dal n°6 al n° 11- dal n°21 al 26 – dal n°31 al 36
cap.2 : studiare la teoria ( escluse le reazioni di ossido-riduzione pag. 51-59 ) + es. dal n°19 al n° 25
cap.4 : studiare la teoria ( fino pag. 99, esclusa la frazione molare e la molalità ) + es. dal n°5 al n° 10, dal n° 16
al 18- dal n° 26 al 35
Lettura, a scelta, di uno dei libri suggeriti: fare una breve sintesi, esprimere un giudizio personale e le riflessioni
che la lettura ha suggerito.
Sulla selezione naturale:
“ Il topo che amava i gatti e altre stranezze dell’evoluzione ” di M. Raymond – Ed. Bollati Boringhieri
Sulla tavola periodica e gli elementi chimici:
“ Il cucchiaino scomparso e altre storie della tavola periodica degli elementi ” – Sam Kean – Ed.
Adelphi ( leggere minimo 10 capitoli a scelta )
… ma anche sempre di Chimica…
“ I bottoni di Napoleone – come 17 molecole hanno cambiato la storia” – Le Couteur – Burreson –
Longanesi Ed. ( leggere minimo 10 capitoli a scelta )
Sull’etica della vita e lo sviluppo embrionale:
“ L’etica della vita – siamo uomini o embrioni? ” di E. Boncinelli – Ed. Rizzoli
Sulla cellula uovo, tra Scienza, cultura e arte …
“Storia di una cellula fantastica – Scienza, cultura e natura dell’uovo” – C. A. Redi – M. Monti –
Sironi Ed.
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