ISTITUTO D ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE

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1 Docente: Paola Vassallo ISTITUTO D ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE I.T.C.G. L. EINAUDI LICEO SCIENTIFICO G. BRUNO MURAVERA Programma di Scienze Naturali Anno scolastico Classe:3B Liceo Scientifico, opzione Scienze Applicate Chimica Testo: Noi e la chimica. Passannanti, Sbriziolo. Tramontana Sezione A Dentro la materia Le particelle subatomiche - Natura delle cariche elettriche - Elettrone - Protone - Primi modelli atomici - Nucleo atomico - Isotopi La struttura atomica - Duplice natura della luce - Onde elettromagnetiche - Quanti di energia - Spettri di emissione e di assorbimento - Modello atomico di Bohr - Energia di ionizzazione - Livelli energetici - Modello atomico a strati - Configurazione elettronica - Natura ondulatoria degli elettroni - Principio di indeterminazione di Heisenberg - Modello quantomeccanico - Numeri quantici - Sequenza di riempimento degli orbitali La tavola periodica degli elementi - Tavola di Mendeleev - Tavola periodica moderna - Gruppi - Periodi - Tavola periodica in blocchi - Proprietà periodiche Sezione B Dagli atomi alle molecole - Legame chimico - Regola dell ottetto - Legame covalente - Covalente multiplo - Covalente polare - Covalente dativo

2 - Polarità dei legami - Legame ionico - Forma delle molecole teoria VSEPR - Teoria di Lewis - Teoria legame di valenza (V.B.) - Orbitali ibridi Dalle molecole alle sostanze - Polarità delle molecole - Legami intermolecolari - Forze dipolo-dipolo - Forze di London - Legame a idrogeno - Acqua: caratteristiche fisico-chimiche I nomi e formule dei composti - Dai simboli alla formula - Numero di ossidazione - Determinare il numero di ossidazione - Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici - Nomenclatura tradizionale e di IUPAC - Composti binari dell ossigeno: - Ossidi basici - Ossidi acidi (anidridi) - Composti binari dell idrogeno: - Idruri - Idracidi - Composti ternari - Idrossidi - Ossiacidi - Sali neutri, acidi e basici - Sali ternari - Sali binari Le reazioni chimiche - Equazione chimica - Bilanciamento di una equazione chimica - Classificazione delle reazioni chimiche La mole Le soluzioni - Processo di solubilizzazione - Elettroliti - Concentrazione delle soluzioni in unità chimiche (cenni) Biologia Testo: Invito alla biologia.blu. Autori: Curtis, Barnes, Schneck e Flores. Zanichelli - L apparato cardiovascolare - L apparato respiratorio Scienze della Terra Testo: Scienze della terra A, Pignocchino Feyles. Sei I materiali della litosfera - Composizione chimica litosfera - I minerali - Le rocce - Processo magmatico: rocce ignee - Processo sedimentario: rocce sedimentarie - Processo metamorfico: rocce metamorfiche - Ciclo litogenetico

3 Esperienze di laboratorio: - Elettrizzazione dei corpi - Saggio alla fiamma - Classificazione: minerali e rocce - Dissezione del cuore: di maiale e pecora - Riconoscimento dei tessuti al microscopio - Reazioni chimiche con acidi forti Muravera, La docente: Paola Vassallo

4 Docente: Paola Vassallo ISTITUTO D ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE I.T.C.G. L. EINAUDI LICEO SCIENTIFICO G. BRUNO MURAVERA Programma di Scienze Naturali Anno scolastico Classe:3D liceo delle Scienze Umane Testo: 2 Viaggio nelle Scienze Naturali, Bianchi, Levi, Frank. Linx Slide fornite dalla docente Unità A I legami chimici Lezione 1 comprese le schede Le particelle subatomiche - Natura delle cariche elettriche - Elettrone - Protone - Primi modelli atomici L atomo di Bohr e i livelli di energia - Gli orbitali atomici - La configurazione elettronica degli atomi - La configurazione elettronica e la tavola periodica - Le proprietà periodiche degli elementi Lezione 2 comprese le schede Il legame ionico e il legame metallico - Nel ionico c è trasferimento di elettroni - I composti ionici - Le proprietà dei composti ionici - Gli ioni possono essere poliatomici Lezione 3 comprese le schede Il legame covalente e le forze intermolecolari - Nel legame covalente gli atomi condividono elettroni - Legami multipli: doppio e triplo legame covalente - Il legame covalente polare - Legame ionico o covalente - Molecole polari e molecole non polari - Le forze intermolecolari Lezione 4 comprese le schede Nomi e formule dei composti - La necessità di una nomenclatura - Leggere e scrivere le formule chimiche - Composti binari dell ossigeno: ossidi e anidridi - Nomenclatura tradizionale - Composti binari: idruri, idracidi, e sali binari - Composti ternari: idrossidi, ossiacidi e sali degli ossiacidi - Sali acidi - Assegnare i nomi, sintesi, dei composti: ossidi, idracidi, idrossidi, ossiacidi e Sali

5 Unità C Il corpo umano Lezione 4 comprese le schede L apparato digerente - Per nutrirsi è necessaria la digestione degli alimenti - Come è fatto l apparato digerente - La digestione comincia in bocca Lezione 5 comprese le schede Le tappe della digestione - Il bolo si incanala verso l esofago - Nello stomaco prosegue la digestione chimica - La digestione nell intestino tenue - L assorbimento delle sostanze nutritive - L eliminazione dei rifiuti - Altri compiti di fegato e pancreas - Esploriamo il tubo digerente Temi di salute Una sana digestione - Disturbi e malattie del tubo digerente - Malattie delle grandi ghiandole Lezione 6 comprese le schede Per un alimentazione equilibrata - Quali alimenti scegliere - Energia in entrata e in uscita Temi di salute Tutti a tavola con giudizio - Una dieta varia ed equilibrata - Quando il cibo diventa un problema - Alcune regole per un alimentazione corretta Unità D Il corpo umano Lezione 1 comprese le schede L apparato respiratorio e la respirazione - Perché respiriamo - Come è fatto l apparato respiratorio - Le due fasi della respirazione polmonare - Lo scambio di gas - Il controllo della respirazione Lezione 5 comprese le schede L apparato escretore - IL metabolismo cellulare produce sostanze tossiche - L anatomia dell apparato escretore - La filtrazione del sangue Unità A La litosfera Lezione 1 generalità - I minerali - Le rocce ignee - Le rocce sedimentarie - Le rocce metamorfiche - Il ciclo delle rocce Muravera, La docente: Paola Vassallo

6 Docente: Paola Vassallo ISTITUTO D ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE I.T.C.G. L. EINAUDI LICEO SCIENTIFICO G. BRUNO MURAVERA Programma di Scienze Naturali Anno scolastico Classe:4 A Liceo Scientifico N.O. Chimica Testo: Noi e la chimica. Passannanti, Sbriziolo. Tramontana Sezione C Le soluzioni Aspetti generali delle soluzioni - Il processo di solubilizzazione - La concentrazione delle soluzioni in: m//m %, m/v %, V/V %, Molarità, Molalità - Il comportamento delle soluzioni ioniche - Abbassamento crioscopico e innalzamento ebullioscopico - La pressione osmotica Sezione D Le reazioni chimiche Aspetti energetici delle reazioni chimiche - Le reazioni chimiche e l energia - Classificazione dei sistemi materiali - Le variabili termodinamiche - Il primo principio della termodinamica - L entalpia nelle reazioni chimiche - Il secondo principio della termodinamica - L energia libera Aspetti dinamici delle reazioni chimiche: velocità - La velocità di reazione - Come avviene una reazione - Fattori che influenzano la velocità di reazione Aspetti dinamici delle reazioni chimiche: equilibrio - I sistemi in equilibrio - L equilibrio chimico - La costante di equilibrio - L equilibrio omogeneo e l equilibrio eterogeneo - Lo spostamento dell equilibrio con: la variazione della concentrazione di un componente, la variazione della temperatura e l uso dei catalizzatori - Gli equilibri di solubilità Sezione E Le reazioni in soluzione Gli acidi e le basi - Le proprietà degli acidi e delle basi - La teoria di Arrhenius - La teoria di Bronsted e Lowry - La teoria di Lewis - Il prodotto ionico dell acqua - Il ph - Misura del ph

7 IL ph delle soluzioni - Le soluzioni di acidi e basi forti (generaità) - Le soluzioni di acidi e basi deboli (generaità) - Le soluzioni tampone Le reazioni di ossidoriduzione - I fenomeni ossidoriduttivi - La reazione di ossidazione - La reazione di riduzione - Le reazioni redox - Il bilanciamento con il metodo elettronico e il metodo delle semireazioni (generalità) Biologia Testo: Invito alla biologia.blu. Autori: Curtis, Barnes, Schneck e Flores. Zanichelli Il corpo umano - L apparato digerente - I nutrienti e l alimentazione - L apparato escretore Biologia molecolare Le basi chimiche dell ereditarietà - Il DNA contiene il codice della vita - La struttura del DNA - La duplicazione del DNA - I cromosomi procarioti ed eucarioti - Il DNA del cromosoma eucariote Il codice genetico e sintesi delle proteine - I geni e le proteine - Il ruolo dell RNA - Elaborazione dell RNA nelle cellule eucariote - Il codice genetico - La sintesi proteica Muravera, La docente: Paola Vassallo

8 Docente: Paola Vassallo PROGRAMMA DI SCIENZE NATURALI Anno scolastico Classe 5 sez. A Liceo Scientifico N.O. Chimica organica -Chimica del carbonio: Ruoli e caratteristiche dei composti organici (generalità) Ibridazione degli orbitali del carbonio Formule dei composti organici: di struttura (Lewis), grezza o molecolare o bruta, razionale o compatta. Meccanismo di rottura del legame covalente: omolitico o radicalico, eterolitico o ionico (generalità) Reagenti elettrofili e nucleofili (generalità) -Idrocarburi Classificazione degli idrocarburi e genesi Proprietà fisico-chimiche degli alcani Alcani idrocarburi saturi Nomenclatura degli alcani Isomeria degli alcani Reazioni caratteristiche degli alcani: radicaliche e di ossidazione Biocarburanti (generalità) Alcheni idrocarburi insaturi con doppi legami Nomenclatura degli alcheni Isomeria degli alcheni Reazioni caratteristiche degli alcheni Addizione elettrofila: meccanismo di reazione Addizione elettrofila di alogenuri e acidi alogenidrici Regola di Markovnikov Reazione di idratazione(addizione di acqua) Reazione di addizione di idrogeno Alchini idrocarburi insaturi con tripli legami Cicloalcani sono idrocarburi saturi con struttura ciclica Reazioni degli alchini al triplo legame (generalità) benzene (generalità) -Stereoisomeria ottica (generalità) Isomeria strutturale evidenzia una sequenza diversa degli atomi ( di catena e di posizione) Stereoisomeria: evidenzia una diversa disposizione spaziale di atomi o gruppi atomici Isomeria conformazionale (generalità) Isomeria configurazionale o geometrica Che cosa significa chirale Simmetria e asimmetria nelle molecole Molecole asimmetriche Attività ottica di una sostanza e polarimetro Origine dell attività ottica Nomenclatura degli enantiomeri (D e L)

9 -Composti organici (nomenclatura, caratteristiche fisico-chimiche) Alogeno derivati (generalità) Preparazione degli alogenuri alchilici Preparazione tramite alogenazione dagli alcheni Alcoli presentano il gruppo funzionale OH Nomenclatura degli alcoli Proprietà fisiche degli alcoli Proprietà chimiche degli alcoli Reazione di disidratazione degli alcoli: eliminazione di acqua Reazione di esterificazione Preparazione degli alcoli Eteri hanno un ossigeno a ponte tra due gruppi R (generalità) Polialcoli contengono più gruppi OH Dioli (generalità) Trioli Aldeidi e chetoni contengono il gruppo carbonile Nomenclatura delle aldeidi e chetoni (generalità) Acidi carbossilici rivestono importanti ruoli biologici Proprietà fisiche degli acidi carbossilici Acidi grassi Formazione di sali (saponificazione) Esteri si ottengono dalla condensazione di un acido carbossilico e di un alcol Saponi e i detergenti hanno natura anfipatica (generalità) Biochimica -Biomolecole: -Carboidrati (classificazione, struttura e funzioni) Le biomolecole sono le molecole dei viventi Carboidrati: monosaccaridi, oligosaccaridi polisaccaridi Monosaccaridi: aldosi e chetosi Chilarità: proiezione di Fischer Struttura ciclica dei monosaccaridi (Haworth) Disaccaridi (generalità) Polisaccaridi -Lipidi (classificazione, struttura e funzioni) Lipidi saponificabili e non saponificabili Trigliceridi sono triesteri del glicerolo Reazioni dei trigliceridi: idrogenazione e idrolisi alcalina (saponificazione) Azione detergente del sapone Fosfolipidi sono molecole anfipatiche Glicolipidi sono recettori molecolari (generalità) Steroidi: colesterolo, acidi biliari e ormoni (generalità) Vitamine liposolubili: A, D, E e K (generalità) -Proteine (classificazione, struttura e funzioni) Negli amminoacidi sono presenti i gruppi amminico e carbossilico Chilarità negli amminoacidi Nomenclatura e classificazione degli amminoacidi (generalità) Proprietà fisico-chimiche degli amminoacidi (generalità) I peptidi sono i polimeri degli amminoacidi Modalità di classificazione delle proteine Struttura delle proteine (primaria, secondaria, terziaria e quaternaria) Denaturazione delle proteine -Acidi nucleici (classificazione, struttura e funzioni) nucleotidi (DNA e RNA)

10 -Che cosa sono gli enzimi (struttura, meccanismo d azione e ruolo) Per accelerare una reazione bisogna superare una barriera energetica Catalizzatori biologici Gli enzimi agiscono in modo specifico Abbassano la barriera energetica Interazione tra un enzima e il suo substrato La struttura molecolare determina la funzione enzimatica Alcuni enzimi richiedono cofattori per funzionare La concentrazione del substrato influenza la velocità di reazione -Regolazione dell attività enzimatica Gli enzimi possono essere regolati tramite gli inibitori (irreversibile e reversibile) Gli enzimi allosterici sono controllati tramite variazione di forma Gli effetti della temperatura Biotecnologie -Duplicazione del DNA -Sintesi proteica Trascrizione Traduzione Scienze della terra -Tettonica delle placche (generalità) Struttura interna della terra calore interno e gradiente geotermico campo magnetico terrestre teoria della deriva dei continenti la teoria della tettonica delle zolle (margini divergenti, convergenti e trascorrenti) Motore delle placche Punti caldi Espansione dei fondali oceanici Testi utilizzati: S Il carbonio, gli enzimi, il DNA Chimica organica e dei materiali, biochimica e biotecnologie. Sadava; Zanichelli Scienze della terra A e B. Pignocchino; SEI Invito alla biologia.blu. Curtis; Zanichelli Slide fornite dalla docente Muravera, 9/06/2018 La docente: Paola Vassallo

11 Docente: Paola Vassallo PROGRAMMA DI SCIENZE NATURALI Anno scolastico Classe 5 sez. B Liceo Scientifico Op. Sc. Appl. Chimica organica -Chimica del carbonio: Ruoli e caratteristiche dei composti organici (generalità) Ibridazione degli orbitali del carbonio Formule dei composti organici: di struttura (Lewis), grezza o molecolare o bruta, razionale o compatta. Meccanismo di rottura del legame covalente: omolitico o radicalico, eterolitico o ionico (generalità) Reagenti elettrofili e nucleofili (generalità) -Idrocarburi Classificazione degli idrocarburi e genesi Proprietà fisico-chimiche degli alcani Alcani idrocarburi saturi Nomenclatura degli alcani Isomeria degli alcani Reazioni caratteristiche degli alcani: radicaliche e di ossidazione Alcheni idrocarburi insaturi con doppi legami Nomenclatura degli alcheni Isomeria degli alcheni Reazioni caratteristiche degli alcheni Addizione elettrofila: meccanismo di reazione Addizione elettrofila di alogenuri e acidi alogenidrici Regola di Markovnikov Reazione di idratazione(addizione di acqua) Reazione di addizione di idrogeno Alchini idrocarburi insaturi con tripli legami Cicloalcani sono idrocarburi saturi con struttura ciclica Reazioni degli alchini al triplo legame (generalità) benzene (generalità) -Stereoisomeria ottica (generalità) Isomeria strutturale evidenzia una sequenza diversa degli atomi ( di catena e di posizione) Stereoisomeria: evidenzia una diversa disposizione spaziale di atomi o gruppi atomici Isomeria conformazionale (generalità) Isomeria configurazionale o geometrica Che cosa significa chirale Simmetria e asimmetria nelle molecole Molecole asimmetriche Attività ottica di una sostanza e polarimetro Origine dell attività ottica Nomenclatura degli enantiomeri (D e L) -Composti organici (nomenclatura, caratteristiche fisico-chimiche)

12 Alogeno derivati (generalità) Preparazione degli alogenuri alchilici Preparazione tramite alogenazione dagli alcheni Alcoli presentano il gruppo funzionale OH Nomenclatura degli alcoli Proprietà fisiche degli alcoli Proprietà chimiche degli alcoli Reazione di disidratazione degli alcoli: eliminazione di acqua Reazione di esterificazione Preparazione degli alcoli Eteri hanno un ossigeno a ponte tra due gruppi R (generalità) Polialcoli contengono più gruppi OH Dioli (generalità) Trioli Aldeidi e chetoni contengono il gruppo carbonile Nomenclatura delle aldeidi e chetoni (generalità) Acidi carbossilici rivestono importanti ruoli biologici Proprietà fisiche degli acidi carbossilici Acidi grassi Formazione di Sali (saponificazione) Saponi e i detergenti hanno natura anfipatica (generalità) -Chimica dei materiali (generalità) Caratteristiche chimiche fondamentali dei polimeri Polivinilcloruro (PVC) Polimeri in campo medico Biochimica -Biomolecole: -Carboidrati (classificazione, struttura e funzioni) Le biomolecole sono le molecole dei viventi Carboidrati: monosaccaridi, oligosaccaridi polisaccaridi Monosaccaridi: aldosi e chetosi Chilarità: proiezione di Fischer Struttura ciclica dei monosaccaridi (Haworth) Disaccaridi (generalità) Polisaccaridi -Lipidi (classificazione, struttura e funzioni) Lipidi saponificabili e non saponificabili Trigliceridi sono triesteri del glicerolo Reazioni dei trigliceridi: idrogenazione e idrolisi alcalina (saponificazione) Azione detergente del sapone Fosfolipidi sono molecole anfipatiche Glicolipidi sono recettori molecolari (generalità) Steroidi: colesterolo, acidi biliari e ormoni (generalità) Vitamine liposolubili: A, D, E e K (generalità) -Proteine (classificazione, struttura e funzioni) Negli amminoacidi sono presenti i gruppi amminico e carbossilico Chilarità negli amminoacidi Nomenclatura e classificazione degli amminoacidi (generalità) Proprietà fisico-chimiche degli amminoacidi (generalità) I peptidi sono i polimeri degli amminoacidi Modalità di classificazione delle proteine Struttura delle proteine (primaria, secondaria, terziaria e quaternaria) Denaturazione delle proteine

13 -Acidi nucleici (classificazione, struttura e funzioni) nucleotidi (DNA e RNA) -Energia nelle reazioni biochimiche: L energia e il metabolismo (generalità) Esistono due tipi principali di energia (generalità) -Ruolo dell ATP L idrolisi di ATP libera energia L ATP accoppia le reazioni endoergoniche a quelle esoergoniche -Che cosa sono gli enzimi (struttura, meccanismo d azione e ruolo) Per accelerare una reazione bisogna superare una barriera energetica Catalizzatori biologici Gli enzimi agiscono in modo specifico Abbassano la barriera energetica Interazione tra un enzima e il suo substrato La struttura molecolare determina la funzione enzimatica Alcuni enzimi richiedono cofattori per funzionare La concentrazione del substrato influenza la velocità di reazione -Regolazione dell attività enzimatica Gli enzimi possono essere regolati tramite gli inibitori (irreversibile e reversibile) Gli enzimi allosterici sono controllati tramite variazione di forma Gli effetti della temperatura -Metabolismo energetico (generalità) Metabolismo cellulare una visione d insieme: Il metabolismo energetico è il complesso delle reazioni che avvengono nelle cellule Le reazioni Redox trasferiscono elettroni e energia Coenzimi e vitamine agiscono come trasportatori di energia L ossidazione del glucosio libera energia chimica Il catabolismo del glucosio comprende glicolisi, respirazione cellulare e fermentazione Glicolisi: fase endoergonica ed esoergonica (generalità) -Fermentazione: lattica e alcolica (generalità) -Respirazione cellulare (generalità) Bilancio energetico dell ossidazione del glucosio (generalità) Biotecnologie -Duplicazione del DNA -Sintesi proteica Trascrizione Traduzione Scienze della terra -Tettonica delle placche (generalità) Struttura interna della terra calore interno e gradiente geotermico campo magnetico terrestre teoria della deriva dei continenti la teoria della tettonica delle zolle (margini divergenti, convergenti e trascorrenti) Motore delle placche Punti caldi Espansione dei fondali oceanici -Atmosfera e le sue caratteristiche chimico-fisiche Atmosfera (composizione, struttura e fenomeni) Magnetosfera Energia Temperatura Pressione Isobare e i centri di alta e bassa pressione

14 - Esercitazioni di laboratorio : Estrazione del DNA dalla frutta Saponificazione Ricerca della vitamina C Riconoscimento delle biomolecole negli alimenti Riconoscimento zuccheri semplice e complessi Testi utilizzati: Sadava: Il carbonio, gli enzimi, il DNA Zanichelli Pignocchino; Scienze della terra A e B SEI Curtis: Invito alla biologia.blu Zanichelli Slide fornite dalla docente : Muravera, 9/06/2018 La docente: Paola Vassallo