CONTENUTI DISCIPLINARI

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1 CLASSE: 3A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Maria Fabbrizio Biochimica, la chimica della vita - La molecola di acqua. Caratteristiche e conseguenze del legame a idrogeno - Le biomolecole La cellula: struttura e funzioni - La cellula procariotica e la cellula eucariotica - Passaggio di sostanze attraverso la membrana cellulare La divisione cellulare - Il ciclo cellulare - La mitosi - La meiosi 1. Illustrare le caratteristiche della molecola dell acqua. 2. Distinguere tra zucchero di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi. 3. Illustrare le caratteristiche strutturali e funzionali dei fosfolipidi. 4. Determinare le caratteristiche principali degli enzimi 5. Descrivere la struttura della membrana plasmatica e i meccanismi di trasporto delle molecole attraverso di essa. 6. Descrivere la relazione tra reticolo endoplasmatico e apparato del Golgi. 7. Mettere a confronto il movimento di molecole secondo gradiente con quello contro gradiente. 8. Descrivere il fenomeno della diffusione facilitata e quello del trasporto attivo evidenziando analogie e differenze. 9. Mettere in relazione la presenza dei corpi basali con quella dei centrioli 10. Spiegare perché i cromosomi, all inizio della mitosi, hanno la forma a X? 11. Evidenziare le differenze tra i prodotti finali della divisione meiotica e quelli della mitosi. La divisione cellulare - Il ciclo cellulare - La mitosi - La meiosi Genetica classica e molecolare - Le leggi di Mendel Mutazioni e variabilità genetica nei batteri - Il genoma batterico Metabolismo microbico - Fonti di energia per i microrganismi - Processi metabolici per la produzione di energia: la fotosintesi

2 - Alternative metaboliche: respirazione e fermentazione Sintesi proteica e meccanismi di regolazione dell espressione genica - Il codice genetico - Sintesi proteica - Regolazione dell espressione genica nei Procarioti Riproduzione e crescita microbica - La riproduzione dei batteri - La crescita batterica: curva di crescita Cicli biogeochimici - L ambiente suolo - Le trasformazioni della materia e i cicli del carbonio, dell azoto, dello zolfo, del fosforo, dell ossigeno e del ferro Microrganismi, ambiente ed ecosistemi - Gli ecosistemi - Produttori e consumatori - Rapporti tra i microrganismi - Il biofilm 1. Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione. 2. Ipotizzare un test-cross per determinare il genotipo relativo ad un fenotipo dominante. 3. Spiegare in base a quali osservazioni De Vries giunse al concetto di mutazione. 4. Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso. 5. Spiegare la funzione dei pigmenti e la relazione tra pigmenti e lunghezza d onda della luce. 6. Descrivere la struttura di un cloroplasto mettendola in relazione con la funzione fotosintetica. 7. Descrivere la funzione dei ribosomi e dell RNA di trasporto. 8. Spiegare in che cosa consiste l universalità del codice genetico. 9. Descrivere la curva di crescita batterica. 10. Elencare le componenti biologiche e geologiche dei cicli biogeochimici. 11. Saper spiegare perché alla base del ciclo del carbonio ci sono i processi fotosintetici. 12. Individuare i principali responsabili dell immissione di anidride carbonica nei mari e nell atmosfera. 13. Saper spiegare in che modo i batteri rendono disponibile l azoto per gli altri organismi della comunità. 14. Saper descrivere le principali interazioni tra gli organismi viventi e l ambiente circostante. 15. Saper definire con precisione un ecosistema, specificando anche le componenti biotiche e quelle abiotiche. 16. Saper descrivere, nei dettagli, il ruolo dei detritivori all interno di un ecosistema. 17. Saper spiegare in che modo si può innescare il processo di eutrofizzazione in un ecosistema lacustre.

3 CLASSE: 4A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Pasqualina Iovene 1. Microrganismi diversi dai batteri - I protozoi - Le alghe - I miceti 2. I virus - Struttura dei virus - Replicazione dei virus animali - Replicazione dei virus batteriofagi - Virus a DNA - Virus a RNA - Oncogeni e virus oncogeni - Prioni e viroidi - Virus difettivi 3. Lotta antimicrobica - Agenti fisici - Agenti chimici - Conservanti alimentari - Chemioterapici antibatterici - Antibiotici - Antimicotici - La farmaco resistenza - Farmaci antivirali 4. I microrganismi ambientali - I microrganismi del suolo e delle acque - Richiami sul biofilm 5. Attività antropica e influenza sui comparti ambientali - Le principali sostanze chimiche inquinanti - I composti organici tossici (pesticidi) - I composti organici tossici non pesticidi - I metalli pesanti - I detergenti - Saper riconoscere al microscopio i principali gruppi di microrganismi - Conoscere le modalità di trasmissione dei principali virus umani con particolare riguardo al virus dell epatite e dell HIV - Saper effettuare un antibiogramma e saper

4 determinare la MIC e la MBC - Saper individuare l organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali - Saper ricercare i batteri nitrosanti e nitrificanti del ciclo dell azoto - Saper individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali e i composti chimici immessi dalle attività antropiche - Saper individuare gli effetti dell attività antropica sull ambiente 1. Matrici ambientali SUOLO - Composizione chimica e struttura fisica del suolo - Componente organica dei suoli - Contenuto di acqua e di gas, acidità dei suoli e fenomeni di scambio ionico - Salinità dei suoli e desertificazione - Funzioni del suolo - Ecologia microbica e microfauna - Pedofauna, rizosfera e micorrize ACQUA - Distribuzione e importanza, ciclo dell acqua, proprietà chimico-fisiche - Distribuzione della componente biotica nelle acque superficiali - Le acque per l impiego umano: tipologie di acque potabili - Acque di balneazione - Acque di piscina ARIA - Atmosfera e caratteristiche chimico-fisiche - Il buco dell ozono - L effetto serra - Le piogge acide 2. Fenomeni di dispersione e bioaccumulo. - Diffusione degli inquinanti nell ambiente - Immissione degli inquinanti nel suolo - Sostanze inquinanti e qualità dell aria - Smog di zolfo e smog fotochimico - Lo strato limite (PBL) - La dispersione degli inquinanti nell atmosfera: meccanismi di trasporto, rimozione e accumulo

5 - Bioaccumulazione e biomagnificazione - Immissione di inquinanti e qualità dell acqua 3. Elementi di tossicologia - Epidemiologia, tossicologia,ecotossicologia - Tossicità acuta e cronica - Curva dose-risposta - La valutazione del rischio - Le interazioni tra composti chimici e sistemi biologici - Il principio di precauzione - Test di tossicità e normativa di riferimento 4. Indicatori biotici - I macroinvertebrati - I licheni - Le api - I biosensori 5. Introduzione alle biotecnologie - Origine ed evoluzione delle biotecnologie - Il DNA ricombinante - Ottenere il gene di interesse - Elettroforesi del DNA 6. Inserire i geni nelle cellule: i vettori - I vettori molecolari - Vettori batterici: i plasmidi - Altri vettori - I vettori di espressione - Le cellule ospiti 7. La tecnologia del DNA ricombinante - Vettore cellula-ospite - Come si selezionano i cloni ricombinanti - Le librerie geniche - La PCR - Sequenziamento del DNA 8. Sonde molecolari - Le sonde molecolari per localizzare i geni - Tecniche di ibridazione - Campi di applicazione delle sonde molecolari - DNA microarray 9. Applicazioni della tecnica del DNA ricombinante - Produzione di proteine e vaccini - Gli anticorpi monoclonali - DNA fingerprinting - Animali transgenici - La clonazione di mammiferi - La terapia genica

6 - Biorisanamento - Metodi microbiologici per l identificazione di microrganismi di una comunità microbica ambientale - Le piante transgeniche - Saper cogliere il significato delle varie tipologie di analisi a tutela di acqua, aria e suolo. - Saper individuare il ruolo dei microrganismi nell ambiente - Individuare i metodi di indagine chimica, fisica e microbiologica previsti dalla legge per le tre matrici ambientali - Stabilire i meccanismi di dispersione e bioaccumulo degli inquinanti - Sapere interpretare una curva dose risposta - Sapere utilizzare i test di tossicità e interpretare i dati ottenuti alla luce della normativa di riferimento - Campionare ed identificare gli indicatori biotici - Saper determinare lo stato ecologico di un corso d acqua attraverso la determinazione dell EBI (macroinvertebrati bentonici) e del LIM (livello di inquinamento da macrodescrittori) - Saper utilizzare correttamente la tecnica elettroforetica - Identificare e spiegare il ruolo degli enzimi di restrizione nell ingegneria genetica - Riconoscere e spiegare le metodiche utilizzate per l identificazione e il clonaggio dei geni

7 CLASSE: 4A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Pasqualina Iovene Microrganismi diversi dai batteri - I protozoi - Le alghe - I miceti - Struttura dei virus - Replicazione dei virus animali - Replicazione dei virus batteriofagi - Virus a DNA - Virus a RNA - Oncogeni e virus oncogeni - Prioni e viroidi - Virus difettivi Lotta antimicrobica - Agenti fisici - Agenti chimici - Conservanti alimentari - Chemioterapici antibatterici - Antibiotici - Antimicotici - La farmaco resistenza - Farmaci antivirali I microrganismi ambientali - I microrganismi del suolo e delle acque - Richiami sul biofilm Attività antropica e influenza sui comparti ambientali - Le principali sostanze chimiche inquinanti - I composti organici tossici (pesticidi) - I composti organici tossici non pesticidi - I metalli pesanti - I detergenti - Saper riconoscere al microscopio i principali gruppi di microrganismi - Conoscere le modalità di trasmissione dei principali virus umani con particolare riguardo al virus dell epatite e dell HIV - Saper effettuare un antibiogramma e saper determinare la MIC e la MBC - Saper individuare l organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali - Saper ricercare i batteri nitrosanti e nitrificanti del ciclo dell azoto

8 - Saper individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali e i composti chimici immessi dalle attività antropiche - Saper individuare gli effetti dell attività antropica sull ambiente Matrici ambientali SUOLO - Composizione chimica e struttura fisica del suolo - Componente organica dei suoli - Contenuto di acqua e di gas, acidità dei suoli e fenomeni di scambio ionico - Salinità dei suoli e desertificazione - Funzioni del suolo - Ecologia microbica e microfauna - Pedofauna, rizosfera e micorrize ACQUA - Distribuzione e importanza, ciclo dell acqua, proprietà chimico-fisiche - Distribuzione della componente biotica nelle acque superficiali - Le acque per l impiego umano: tipologie di acque potabili - Acque di balneazione - Acque di piscina ARIA - Atmosfera e caratteristiche chimico-fisiche - Il buco dell ozono - L effetto serra - Le piogge acide Fenomeni di dispersione e bioaccumulo - Diffusione degli inquinanti nell ambiente - Immissione degli inquinanti nel suolo - Sostanze inquinanti e qualità dell aria - Smog di zolfo e smog fotochimico - Lo strato limite (PBL) - La dispersione degli inquinanti nell atmosfera: meccanismi di trasporto, rimozione e accumulo - Bioaccumulazione e biomagnificazione - Immissione di inquinanti e qualità dell acqua Elementi di tossicologia - Epidemiologia, tossicologia, ecotossicologia - Tossicità acuta e cronica - Curva dose-risposta - La valutazione del rischio - Le interazioni tra composti chimici e sistemi biologici - Il principio di precauzione - Test di tossicità e normativa di riferimento

9 Indicatori biotici - I macroinvertebrati - I licheni - Le api - I biosensori Introduzione alle biotecnologie - Origine ed evoluzione delle biotecnologie - Il DNA ricombinante - Ottenere il gene di interesse - Elettroforesi del DNA Inserire i geni nella cellula: i vettori - I vettori molecolari - Vettori batterici: i plasmidi - Altri vettori - I vettori di espressione - Le cellule ospiti La tecnologia del DNA ricombinante - Vettore cellula-ospite - Come si selezionano i cloni ricombinanti - Le librerie geniche - La PCR - Sequenziamento del DNA Sonde molecolari - Le sonde molecolari per localizzare i geni - Tecniche di ibridazione - Campi di applicazione delle sonde molecolari - DNA microarray Applicazioni della tecnica del DNA ricombinante - Produzione di proteine e vaccini - Gli anticorpi monoclonali - DNA fingerprinting - Animali transgenici - La clonazione di mammiferi - La terapia genica - Biorisanamento - Metodi microbiologici per l identificazione di microrganismi di una comunità microbica ambientale - Le piante transgeniche -Saper cogliere il significato delle varie tipologie di analisi a tutela di acqua, aria e suolo. -Saper individuare il ruolo dei microrganismi nell ambiente -Individuare i metodi di indagine chimica, fisica e microbiologica previsti dalla legge -Stabilire i meccanismi di dispersione e bioaccumulo degli inquinanti -Individuare inquinanti immessi nei comparti ambientali

10 -Sapere interpretare una curva dose-risposta -Sapere utilizzare i test di tossicità e interpretare i dati ottenuti alla luce della normativa di riferimento - Analizzare gli indicatori biotici -Saper determinare lo stato ecologico di un corso d acqua attraverso la determinazione dell IBE (macroinvertebrati bentonici) e del LIM (livello di inquinamento da macrodescrittori -Saper utilizzare correttamente la tecnica elettroforetica -Identificare e spiegare il ruolo degli enzimi di restrizione nell ingegneria genetica -Riconoscere e spiegare le metodiche utilizzate per l identificazione e il clonaggio dei geni

11 CLASSE: 4B BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Pasqualina Iovene 1. Microrganismi diversi dai batteri - I protozoi - Le alghe - I miceti 2. I virus - Struttura dei virus - Replicazione dei virus animali - Replicazione dei virus batteriofagi - Virus a DNA - Virus a RNA - Oncogeni e virus oncogeni - Prioni e viroidi - Virus difettivi 3. Lotta antimicrobica - Agenti fisici - Agenti chimici - Conservanti alimentari - Chemioterapici antibatterici - Antibiotici - Antimicotici - La farmaco resistenza - Farmaci antivirali 4. I microrganismi ambientali - I microrganismi del suolo e delle acque - Richiami sul biofilm 5. Attività antropica e influenza sui comparti ambientali - Le principali sostanze chimiche inquinanti - I composti organici tossici (pesticidi) - I composti organici tossici non pesticidi - I metalli pesanti - I detergenti - Saper riconoscere al microscopio i principali gruppi di microrganismi -Conoscere le modalità di trasmissione dei principali virus umani con particolare riguardo al virus dell epatite e dell HIV -Saper effettuare un antibiogramma e saper

12 determinare la MIC e la MBC -Saper individuare l organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali -Saper ricercare i batteri nitrosanti e nitrificanti del ciclo dell azoto -Saper individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali e i composti chimici immessi dalle attività antropiche -Saper individuare gli effetti dell attività antropica sull ambiente Matrici ambientali SUOLO - Composizione chimica e struttura fisica del suolo - Componente organica dei suoli - Contenuto di acqua e di gas, acidità dei suoli e fenomeni di scambio ionico - Salinità dei suoli e desertificazione - Funzioni del suolo - Ecologia microbica e microfauna - Pedofauna, rizosfera e micorrize ACQUA - Distribuzione e importanza, ciclo dell acqua, proprietà chimico-fisiche - Distribuzione della componente biotica nelle acque superficiali - Le acque per l impiego umano: tipologie di acque potabili - Acque di balneazione - Acque di piscina ARIA - Atmosfera e caratteristiche chimico-fisiche - Il buco dell ozono - L effetto serra - Le piogge acide 2. Fenomeni di dispersione e bioaccumulo. - Diffusione degli inquinanti nell ambiente - Immissione degli inquinanti nel suolo - Sostanze inquinanti e qualità dell aria - Smog di zolfo e smog fotochimico - Lo strato limite (PBL) - La dispersione degli inquinanti nell atmosfera: meccanismi di trasporto, rimozione e accumulo

13 - Bioaccumulazione e biomagnificazione - Immissione di inquinanti e qualità dell acqua 3. Elementi di tossicologia - Epidemiologia, tossicologia,ecotossicologia - Tossicità acuta e cronica - Curva dose-risposta - La valutazione del rischio - Le interazioni tra composti chimici e sistemi biologici - Il principio di precauzione - Test di tossicità e normativa di riferimento 4. Indicatori biotici - I macroinvertebrati - I licheni - Le api - I biosensori 5. Introduzione alle biotecnologie - Origine ed evoluzione delle biotecnologie - Il DNA ricombinante - Ottenere il gene di interesse - Elettroforesi del DNA 6. Inserire i geni nelle cellule: i vettori - I vettori molecolari - Vettori batterici: i plasmidi - Altri vettori - I vettori di espressione - Le cellule ospiti 7. La tecnologia del DNA ricombinante - Vettore cellula-ospite - Come si selezionano i cloni ricombinanti - Le librerie geniche - La PCR - Sequenziamento del DNA 8. Sonde molecolari - Le sonde molecolari per localizzare i geni - Tecniche di ibridazione - Campi di applicazione delle sonde molecolari - DNA microarray 9. Applicazioni della tecnica del DNA ricombinante - Produzione di proteine e vaccini - Gli anticorpi monoclonali - DNA fingerprinting - Animali transgenici - La clonazione di mammiferi - La terapia genica

14 - Biorisanamento - Metodi microbiologici per l identificazione di microrganismi di una comunità microbica ambientale - Le piante transgeniche - Saper cogliere il significato delle varie tipologie di analisi a tutela di acqua, aria e suolo. -Saper individuare il ruolo dei microrganismi nell ambiente -Individuare i metodi di indagine chimica, fisica e microbiologica previsti dalla legge per le tre matrici ambientali -Stabilire i meccanismi di dispersione e bioaccumulo degli inquinanti -Sapere interpretare una curva dose-risposta -Sapere utilizzare i test di tossicità e interpretare i dati ottenuti alla luce della normativa di riferimento - Campionare ed identificare gli indicatori biotici -Saper determinare lo stato ecologico di un corso d acqua attraverso la determinazione dell EBI (macroinvertebrati bentonici) e del LIM (livello di inquinamento da macrodescrittori) -Saper utilizzare correttamente la tecnica elettroforetica -Identificare e spiegare il ruolo degli enzimi di restrizione nell ingegneria genetica - Riconoscere e spiegare le metodiche utilizzate per l identificazione e il clonaggio dei geni

15 CLASSE: 4B BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Pasqualina Iovene Microrganismi diversi dai batteri - I protozoi - Le alghe - I miceti - Struttura dei virus - Replicazione dei virus animali - Replicazione dei virus batteriofagi - Virus a DNA - Virus a RNA - Oncogeni e virus oncogeni - Prioni e viroidi - Virus difettivi Lotta antimicrobica - Agenti fisici - Agenti chimici - Conservanti alimentari - Chemioterapici antibatterici - Antibiotici - Antimicotici - La farmaco resistenza - Farmaci antivirali I microrganismi ambientali - I microrganismi del suolo e delle acque - Richiami sul biofilm Attività antropica e influenza sui comparti ambientali - Le principali sostanze chimiche inquinanti - I composti organici tossici (pesticidi) - I composti organici tossici non pesticidi - I metalli pesanti - I detergenti - Saper riconoscere al microscopio i principali gruppi di microrganismi - Conoscere le modalità di trasmissione dei principali virus umani con particolare riguardo al virus dell epatite e dell HIV - Saper effettuare un antibiogramma e saper determinare la MIC e la MBC - Saper individuare l organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali - Saper ricercare i batteri nitrosanti e nitrificanti del ciclo dell azoto

16 - Saper individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali e i composti chimici immessi dalle attività antropiche - Saper individuare gli effetti dell attività antropica sull ambiente Matrici ambientali SUOLO - Composizione chimica e struttura fisica del suolo - Componente organica dei suoli - Contenuto di acqua e di gas, acidità dei suoli e fenomeni di scambio ionico - Salinità dei suoli e desertificazione - Funzioni del suolo - Ecologia microbica e microfauna - Pedofauna, rizosfera e micorrize ACQUA - Distribuzione e importanza, ciclo dell acqua, proprietà chimico-fisiche - Distribuzione della componente biotica nelle acque superficiali - Le acque per l impiego umano: tipologie di acque potabili - Acque di balneazione - Acque di piscina ARIA - Atmosfera e caratteristiche chimico-fisiche - Il buco dell ozono - L effetto serra - Le piogge acide Fenomeni di dispersione e bioaccumulo - Diffusione degli inquinanti nell ambiente - Immissione degli inquinanti nel suolo - Sostanze inquinanti e qualità dell aria - Smog di zolfo e smog fotochimico - Lo strato limite (PBL) - La dispersione degli inquinanti nell atmosfera: meccanismi di trasporto, rimozione e accumulo - Bioaccumulazione e biomagnificazione - Immissione di inquinanti e qualità dell acqua Elementi di tossicologia - Epidemiologia, tossicologia, ecotossicologia - Tossicità acuta e cronica - Curva dose-risposta - La valutazione del rischio - Le interazioni tra composti chimici e sistemi biologici - Il principio di precauzione - Test di tossicità e normativa di riferimento Indicatori biotici - I macroinvertebrati

17 - I licheni - Le api - I biosensori Introduzione alle biotecnologie - Origine ed evoluzione delle biotecnologie - Il DNA ricombinante - Ottenere il gene di interesse - Elettroforesi del DNA Inserire i geni nella cellula: i vettori - I vettori molecolari - Vettori batterici: i plasmidi - Altri vettori - I vettori di espressione - Le cellule ospiti La tecnologia del DNA ricombinante - Vettore cellula-ospite - Come si selezionano i cloni ricombinanti - Le librerie geniche - La PCR - Sequenziamento del DNA Sonde molecolari - Le sonde molecolari per localizzare i geni - Tecniche di ibridazione - Campi di applicazione delle sonde molecolari - DNA microarray Applicazioni della tecnica del DNA ricombinante - Produzione di proteine e vaccini - Gli anticorpi monoclonali - DNA fingerprinting - Animali transgenici - La clonazione di mammiferi - Biorisanamento - Metodi microbiologici per l identificazione di microrganismi di una comunità microbica ambientale - Le piante transgeniche - La terapia genica -Saper cogliere il significato delle varie tipologie di analisi a tutela di acqua, aria e suolo. -Saper individuare il ruolo dei microrganismi nell ambiente -Individuare i metodi di indagine chimica, fisica e microbiologica previsti dalla legge -Stabilire i meccanismi di dispersione e bioaccumulo degli inquinanti -Individuare inquinanti immessi nei comparti ambientali -Sapere interpretare una curva dose-risposta -Sapere utilizzare i test di tossicità e interpretare i dati ottenuti alla

18 luce della normativa di riferimento - Analizzare gli indicatori biotici -Saper determinare lo stato ecologico di un corso d acqua attraverso la determinazione dell IBE (macroinvertebrati bentonici) e del LIM (livello di inquinamento da macrodescrittori - Saper utilizzare correttamente la tecnica elettroforetica - Identificare e spiegare il ruolo degli enzimi di restrizione nell ingegneria genetica - Riconoscere e spiegare le metodiche utilizzate per l identificazione e il clonaggio dei geni

19 CLASSE: 5A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale DOCENTE: Pasqualina Iovene Le biotecnologie - Origine ed evoluzione delle biotecnologie - Il DNA ricombinante - Ottenere il gene di interesse - Elettroforesi del DNA - I vettori molecolari - Vettori batterici: i plasmidi - Altri vettori - I vettori di espressione - Le cellule ospiti - Vettore cellula-ospite - Come si selezionano i cloni ricombinanti - Le librerie geniche - La PCR - Sequenziamento del DNA - Le sonde molecolari per localizzare i geni - Tecniche di ibridazione - Campi di applicazione delle sonde molecolari - DNA microarray - Produzione di proteine e vaccini - Gli anticorpi monoclonali - DNA fingerprinting - Animali transgenici - La clonazione di mammiferi - La terapia genica - Biorisanamento - Metodi microbiologici per l identificazione di microrganismi di una comunità microbica ambientale - Le piante transgeniche Il ciclo integrato dell'acqua - Ciclo integrato e ciclo naturale dell acqua - Le riserve naturali di acqua e la loro captazione - Captazione da corsi d acqua e bacini lacustri - Adduzione delle acque captate, trattamenti di potabilizzazione e distribuzione - Potabilizzazione delle acque telluriche di

20 falda o sorgente - Potabilizzazione delle acque dolci superficiali - Desalinizzazione dell acqua di mare - Raccolta e depurazione delle acque - Saper utilizzare correttamente la tecnica elettroforetica - Identificare e spiegare il ruolo degli enzimi di restrizione nell ingegneria genetica - Riconoscere e spiegare le metodiche utilizzate per l identificazione e il clonaggio dei geni - Saper effettuare le analisi qualitative e quantitative sulle acque captate e sulle acque di rete secondo il protocollo previsto dalla normativa a tutela - Saper effettuare processi di potabilizzazione sui tipi di acqua captati ITIS L. DA VINCI Tecnologie per la depurazione delle acque reflue - Gradi di inquinamento - Le acque di rifiuto - Auto depurazione delle acque - Biodegradabilità dei reflui - Indicatori di inquinamento organico e biodegradabilità - Altri parametri chimico-fisici - Riferimenti normativi Impianti di depurazione delle acque reflue - Depurazione dei liquami in singoli edifici - Impianti di depurazione delle acque reflue - Trattamento primario - Trattamento secondario - Fattori che influiscono sulla depurazione - Sistemi a biomassa adesa - Sistemi a biomassa libera - Monitoraggio biologico dei fanghi attivi - Trattamenti anaerobi - Trattamento terziario o finale - Gestione dei prodotti dell impianto Tecnologie naturali per la depurazione dei reflui - Il lagunaggio - La fitodepurazione - Sistemi a flusso superficiale

21 - Sistemi a flusso sommerso - Ruolo delle piante nella fitodepurazione Le emissioni inquinanti in atmosfera - Emissioni nell atmosfera non inquinata - I macroinquinanti - I microinquinanti - COV, NOx e smog fotochimico - Le reazioni che portano allo smog fotochimico Rimozione delle emissioni inquinanti - Convertitori catalitici - Emissioni industriali - Rimozione per adsorbimento - Biofiltrazione - Abbattimento per mezzo di condensazione - Sistemi di rimozione a umido - Combustione - Rimozione del particolato: filtri a tessuto - Precipitazione elettrostatica Trattamento dei suoli inquinati e biorisanamento - Siti contaminati e biorisanamento - Analisi dei rischi - La fattibilità degli interventi di bonifica biologica - Microrganismi e degradazione degli inquinanti - Fattori di biodegradabilità - Tecnologie di biorisanamento in situ - Tecnologie di biorisanamento ex situ - Bioreattori Microrganismi geneticamente modificati e biorisanamento - Trasferimento di geni estranei nei procarioti - Identificazione delle cellule trasformate, integrazione ed espressione del transgene - MGM: trasferimento di geni già esistenti in altro ospite - Modificazione dei geni codificanti enzimi degradativi - Modifica delle proteine di regolazione - Incremento della biodisponibilità degli inquinanti idrofobici - Immissione di MGM nell ambiente: capacità di sopravvivenza e stabilità genetica - Effetti degli MGM sui microrganismi autoctoni - I ceppi microbici suicidi RSU: riciclo, raccolta differenziata, smaltimento

22 - RSU, normativa nazionale e direttiva CE - Raccolta differenziata - Il riciclo dei materiali Il compost - Produzione di compost - I microrganismi responsabili - I fattori condizionanti - Tecnologie utilizzate Tecnologie di smaltimento degli RSU - Rifiuti differenziati e indifferenziati - Smaltimento dei rifiuti: interramento in discarica controllata - Processi di decomposizione dei rifiuti - Smaltimento dei rifiuti: incenerimento - Reazioni chimiche nei processi di incenerimento - Tecnologie di incenerimento - Abbattimento delle emissioni Inquinanti xenobiotici e mutagenesi ambientale - Genotossicità e cancerogenesi - Le mutazioni: richiami - Mutageni fisici e chimici - Fonti di esposizione a sostanze chimiche - Meccanismi di riparazione del DNA - Destino degli - xenobiotici nell organismo - Metabolismo degli xenobiotici - Tossicogenetica e polimorfismi metabolici - Esempi di attivazione metabolica - Controlli di genotossicità su matrici ambientali Esposizione professionale e valutazione del danno da xenobiotici - Esposizione professionale e biomarcatori - Biomarcatori - Aspetti normativi e linee guida comunitarie - Saper utilizzare i principali indicatori di inquinamento organico dei reflui - Saper individuare il l impianto di depurazione più idoneo sulla base del grado di inquinamento del refluo. - Analizzare lo schema di processo di un impianto di depurazione biologico e i principali parametri chimici, fisici e biologici - Saper allestire un impianto di fitodepurazione - Saper individuare, per ogni fonte di inquinamento, i possibili inquinanti dell aria

23 - Individuare le tecniche di rimozione dei composti organici, dei composti di zolfo e azoto dai fumi di scarico - Saper valutare i rischi dopo aver individuato le fonti di inquinamento di un suolo - Saper individuare il metodo più idoneo di biorisanamento sulla base delle analisi effettuate sul suolo, sul grado e la qualità di inquinamento e sulle caratteristiche del suolo stesso - Saper collegare le vie metaboliche dei microrganismi impiegati alle attività di biodepurazione - Saper impiegare i microrganismi più idonei sulla base del tipo di inquinante organico da abbattere - Saper valutare gli aspetti negativi e positivi nell impiego dei MGM nel biorisanamento - Saper applicare la normativa nazionale e la direttiva europea al trattamento dei rifiuti. - Saper individuare, sulla base del tipo di rifiuto, il metodo più idoneo per il relativo smaltimento - Saper schematizzare il processo di produzione del compost - Saper monitorare le varie fasi di decomposizione dei rifiuti in una discarica controllata - Sapere quali parametri controllare in un impianto di incenerimento e quali sono le relative metodiche e valori di riferimento - Saper valutare il rischio per la salute dall esposizione ad agenti xenobiotici - Saper individuare il grado di rischi dei vari agenti - Sapere come effettuare i controlli sulle varie matrici ambientali - Analizzare le normative e individuare le tecniche di monitoraggio, per la protezione e tutela dell ambiente e la sicurezza negli ambienti di lavoro

24 CLASSE: 3A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica analitica e strumentale DOCENTE: Francesca Signori Nomenclatura di composti inorganici binari e ternari Calcoli stechiometrici fondamentali Stechiometria delle trasformazioni chimiche Quali sono le regole per l attribuzione della nomenclatura IUPAC? So scrivere la formula di un composto in base al suo nome IUPAC? So capire a che famiglia appartiene, e quali sono le caratteristiche principali? Cos è una reazione chimica? Come si scrive? Cosa vuol dire freccia singola o freccia doppia? So bilanciare una reazione chimica per carica e per massa? Equilibrio chimico Equilibri acido-base in soluzione acquosa Termodinamica e cinetica chimica Ho capito nel dettaglio il concetto di equilibrio chimico? So calcolare la concentrazione di equilibrio e valutare l effetto del reagente limitante? So come spostare un equilibrio modificando parametri chimico-fisici della reazione? Ho chiari i concetti base di termodinamica chimica? Ho chiari i concetti base di cinetica chimica? So come termodinamica e cinetica influenzano una reazione chimica? So cosa sia un acido e cosa sia una base? So titolare una soluzione acquosa non neutra?

25 CLASSE: 4B BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica analitica e strumentale DOCENTE: Maurizio Cini EQUILIBRI ACIDO-BASE. Calcolo del ph di soluzioni di acidi e basi, forti e deboli. Idrolisi dei sali. Soluzioni tampone. EQUILIBRI DI SOLUBILITÀ. Il prodotto di solubilità. Calcolo della solubilità di un composto poco solubile. Fattori chimici che influenzano la solubilità (effetto dello ione a comune e coinvolgimento di altri equilibri). Titolazioni di precipitazione e curva di titolazione. Ripartizione di un soluto tra due soluzioni immiscibili. Coefficiente di ripartizione. LE ACQUE: classificazione e proprietà. Solubilità dei gas in acqua. La legge di Henry. 1. L anilina viene impiegata nella produzione di molti coloranti e di alcuni farmaci. La solubilità in acqua a 25 C dell anilina è di 1 grammi per 28,6 ml di soluzione. Calcolare il ph a 25 C di una soluzione acquosa satura di anilina. Kb per l anilina (C6H5NH2) è 4,17x Calcolare il valore di ph ottenuto aggiungendo a 200 ml di soluzione 0,05 M di idrossido di ammonio NH4OH, le seguenti quantità di HNO3 0,1 M. (Kb NH4OH = ) a) 50 ml b) 100 ml c) 120 ml 3. Confrontare la solubilità del sale poco solubile CaF2 (KPS = 4, ), nelle seguenti situazioni: a) in acqua pura; b) in una soluzione di NaF M (sale totalmente solubile); 4. Per titolazione argentometrica con il metodo di Mohr sono stati utilizzati 20,2 ml di AgNO3 0,125 N per determinare gli ioni cloruro presenti in 50 ml di un campione d'acqua. Calcolare la quantità di ioni cloruro presenti, espressa in mg/l. LE ACQUE: Parametri aspecifici associati a equilibri acido-base: acidità dell acqua; il sistema CO2-HCO3--CO3--. Alcalinità. Parametri aspecifici associati a processi redox: Ossigeno disciolto. BOD5, COD e relative determinazioni. Ossidimetria. Iodometria. Metodo di Winkler per l O2 disciolto. Parametri aspecifici associati a sostanze in soluzione: conducibilità elettrica; residuo fisso; durezza totale e temporanea. Azoto organico, ammoniacale, nitroso e nitrico. Fosfati. Eutrofizzazione delle acque. EQUILIBRI DI COMPLESSAZIONE: composti di coordinazione. Costante di stabilità di un composto di coordinazione e calcolo della concentrazione di tutte le specie coinvolte. Titolazioni complessometriche con EDTA. Determinazione della durezza delle acque.

26 LE ACQUE DI SCARICO E L INQUINAMENTO IDRICO: aspetti normativi. Principali parametri di controllo delle acque e loro significato. Processi di biodegradazione aerobica ed anaerobica. Impianti di depurazione di reflui civili. Trattamenti biologici e chimico-fisici. Trattamento e smaltimento dei fanghi. 1. E dato un campione in cui può essere presente una qualsiasi miscela delle seguenti specie basiche: NaOH, Na2CO3 e/o NaHCO3. Titoliamo due aliquote identiche di campione (10 ml) con HCl 0.01 M. Per la prima aliquota, in cui avevamo messo l indicatore fenolftaleina, il viraggio si ha quando ho aggiunto 20 ml di HCl. Per la seconda aliquota, in cui avevamo messo l indicatore metilarancio, il viraggio si ha quando ho aggiunto 35 ml di HCl. Quali specie erano presenti nel campione iniziale? Quale era la molarità di ciascuna specie nel campione iniziale? 2. Per determinare il COD dell acqua di un fiume ad un campione di 20 ml vengono aggiunti 15 ml di K2Cr2O7 0,025 N. Dopo aver fatto bollire a riflusso, la soluzione viene titolata con ferro(ii)ammoniosolfato 0,01 N. Se ne consumano 20 ml. Calcolare il COD (mg/litro di O2) 3. 45,5 Kg di un composto organico di formula C6H14O6 vennero incidentalmente versati in un laghetto artificiale. Quanti m3 di acqua risultano contaminati, privati cioè dell ossigeno disciolto che è stato consumato per biodegradazione? Per l ossigeno a 25 C la costante di Henry vale 1, moli Litri-1 atm Nell acqua destinata ad abbeverare un allevamento di suini è stata riscontrata la presenza, in concentrazione 8 mg/l, di un pesticida, il parathion, sostanza tossica avente DL50 di 2 mg/kg di animale. Ogni capo, del peso medio di 120 Kg, consuma mediamente in un giorno 15 litri di acqua. Stabilire se la quantità in questione provoca la morte di più o di meno del 50% dei capi. 5. Un campione di acqua contiene 0,169 g di carbonato di magnesio (P.M. = 84,3) e 0,554 g di cloruro di calcio (P.M. = 111 u) per litro. Calcolare la durezza dell'acqua esprimendola prima in ppm di carbonato di calcio e poi in gradi francesi. 6. All equilibrio, determinare la concentrazione delle seguenti specie chimiche Ag+, CN- e [Ag(CN)2]- quando si mescolano 500 ml di AgNO3 0,01 M con 500 ml di NaCN 0,2 M. La Kf del complesso è = 5,

27 CLASSE: 5A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica analitica e strumentale DOCENTE: Maurizio Cini ELETTROCHIMICA Celle galvaniche La pila Daniell. Elettrodi e misura del potenziale di un elettrodo. Potenziali standard di riduzione. Legge di Nernst. Calcolo della f.e.m. Pile a concentrazione. Calcolo della costante di equilibrio di una reazione di ossidoriduzione. Potenziometria: Elettrodi di riferimento ed elettrodi di misura. Elettrodi a vetro. Applicazioni potenziometriche nel calcolo di ph e del Kps di elettroliti poco solubili. Elettrolisi: Reazioni elettrodiche. Leggi di Faraday. Tensione teorica minima. Sovratensione Previsione delle reazioni di cella. Corrosione dei metalli. Applicazioni dell elettrolisi. SPETTROFOTOMETRIA NEL VISIBILE E NELL ULTRAVIOLETTO Principi generali: radiazioni, livelli energetici della materia e transizioni elettroniche. Teoria degli orbitali molecolari. Interazioni tra radiazioni e materia. Spettri di emissione e di assorbimento. Trasmittanza e assorbanza. Legge di Lambert-Beer: applicabilità e deviazioni. Analisi qualitativa e quantitativa. Esecuzione delle analisi. Misura diretta dell assorbanza, retta di taratura. Strumentazione: schema e funzionamento dello spettrofotometro. Applicazioni analitiche. 1. Un elettrodo costituito da una lamina di argento immersa in una soluzione di Ag hapotenziale 0,66 V: calcola la concentrazione di Ag. 2. In una soluzione sono stati introdotti Fe++ (1M), Fe+++ (0,1M), Cu++ (1M) : Avviene la reazione Cu++ + Fe++ Fe+++ + Cu? E Fe+++/Fe++ = + 0,77 V E Cu++/Cu = + 0,34 V 3. Il cloruro di sodio fuso viene elettrolizzato per un tempo di 35 minuti con una corrente di 3,50 A. Calcolare quanti grammi di Na si depositano al catodo e quale volume di cloro calcolato nelle condizioni standard viene liberato all'anodo. 4. Quale volume di ossigeno si sviluppa, a condizioni normali, all anodo per elettrolisi di una soluzione diluita di K2SO4 con una corrente di 3 Ampere che passa per 3 ore nel circuito elettrolitico. 5. Il coefficiente di estinzione molare di una soluzione è pari a 0,20 a 450 nm. Calcolare la concentrazione della soluzione se la luce trasmessa è il 40% e lo spessore della soluzione attraversato dalla radiazione è di 2 cm. INQUINAMENTO ATMOSFERICO Inquinanti atmosferici e sistemi di campionamento. Impianti di abbattimento delle emissioni atmosferiche. Caratteristiche di un impianto di incenerimento. Inquinanti emessi da un impianto di incenerimento e sistemi di trattamento dei fumi. Aspetti normativi relativi alle emissioni atmosferiche. TRATTAMENTO STATISTICO DEI DATI ANALITICI Fonti di errore nell'analisi chimica; errori casuali e sistematici. Esattezza, accuratezza e precisione. Errore assoluto, relativo e relativo percentuale. Dispersione dei dati (range, deviazione standard,

28 ecc.). Distribuzione di Gauss. Valutazione dei dati ritenuti anomali. Limiti di fiducia. Cifre significative. Presentazione dei risultati. Cenni ai test statistici e ai metodi di regressione lineare. SPETTROFOTOMETRIA DI ASSORBIMENTO ATOMICO Principi teorici, spettri di assorbimento atomico. Assorbimento atomico e concentrazione Strumentazione: lampade a catodo cavo, atomizzatori. Interferenze. Analisi quantitativa: metodo della retta di taratura e metodo delle aggiunte. CROMATOGRAFIA Meccanismi chimico-fisici della separazione cromatografica. Gascromatografia: iniettori, colonne, rivelatori. Fase stazionaria e gas di trasporto. Risoluzione, selettività ed efficienza in una separazione cromatografica. Analisi qualitativa e quantitativa. Calcolo delle aree, normalizzazione interna, standardizzazione interna ed esterna. Applicazioni gas-cromatografiche. Cromatografia liquida ad alta pressione. Caratteristiche strumentali. La fase fissa e la fase mobile. Separazione isocratica e in gradiente di eluizione. RIFIUTI E SUOLO (cenni) Origine e classificazione dei rifiuti. Trattamento e smaltimento dei rifiuti urbani e dei rifiuti speciali. Normativa in materia di gestione dei rifiuti.. Il codice CER. Adempimenti in materia di rifiuti. Inquinanti del suolo. Campionamento, trattamento ed analisi del suolo e dei rifiuti. Test di cessione. 1. Per determinare la concentrazione di una specie S in un campione incognito, si misura dapprima l assorbanza a 400 nm di una soluzione standard M di S, in una cella da 1 cm di spessore, che risulta pari a 0,64. Si misura poi l assorbanza del campione incognito nella stessa cella, che è pari a 0,35. Calcolare a) l assorbività molare di A a 400 nm; b) la concentrazione molare di A nel campione incognito; c) la trasmittanza di A nel campione incognito. 2. Il contenuto di cromo in un campione di acciaio viene determinato portando in soluzione 1,123 g del campione e ossidandolo in modo da avere 500 ml di una soluzione che contiene Cr2O72-. In una cella da 1 cm viene misurata l assorbanze a 440 nm che risulta Calcolare la -) è 369 M-1cm Nella determinazione della durezza di un acqua si sono ottenuti i seguenti risultati (espressi in gradi francesi F): 22,4 22,6 22,7 23,0 23,1 Calcolare la media, il range, la deviazione standard e l intervallo di fiducia con un livello di fiducia del 90% [t con 90% e 4 gradi di libertà = 2,13] 4. Un campione contiene rame in concentrazione incognita. La sua concentrazione viene determinata per assorbimento atomico nel modo seguente: in 2 matracci da 50.0 ml vengono aggiunti 20 ml della soluzione incognita. Ad uno dei due matracci vengono aggiunti 10 ml di una soluzione contenente 10.0 ppm di Cu. In entrambi i matracci si aggiunge acqua distillata sino a raggiungere il volume di 50 ml. Per ogni matraccio viene misurata l assorbanza (a 325 nm), che risulta essere per il matraccio contenente solo la soluzione incognita e per il matraccio in cui è stata aggiunta la soluzione di 10.0 ppm di Cu. Determinare la concentrazione di rame nel campione incognito. 5. La determinazione dello ione nitrato in un campione di acqua naturale è stato effettuata con diversi metodi analitici utilizzando uno standard per il quale è certificato il valore, assunto come vero μ = 1,25 ppm di NO3-. Quale, tra i risultati ottenuti relativi concentrazione di nitrati (in ppm), è il metodo più accurato?

29 6. L acido solfidrico H2S è una sostanza tossica dallo sgradevole odore caratteristico di uova marce. Il limite previsto nell ambiente di lavoro TLV-TWA è di 10 ppm (misurati a 0 C e 1 atm). Trasforma questo valore limite in mg/m3.

30 CLASSE: 3A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica organica e biochimica DOCENTE: Francesca Signori Introduzione alla chimica organica Alcani alcheni, alchini: relazioni struttura proprietà negli idrocarburi saturi ed insaturi Isomeri strutturale Attività ottica e stereochimica nei composti organici Composti aromatici: caratteristiche dei derivati del benzene Cos è un composto organico? Come si scrive e come si interpreta la struttura di un composto organico. Quali sono le principali relazioni struttura-proprietà negli idrocarburi, saturi ed insaturi? Quali sono le principali relazioni struttura-reattività negli alogenuri alchilici e negli idrocarburi insaturi? Cosa significa aromaticità in un composto organico? Quali sono le principali relazioni struttura-proprietà nei composti aromatici (benzene e derivati)? Quali sono le principali relazioni struttura-reattività nei composti aromatici (benzene e derivati) Composti aromatici: caratteristiche dei derivati del benzene Gruppi funzionali organici: esempi e definizione di gruppi organici funzionali: caratteristiche del gruppo in termini di polarità, reattività, comportamento elettrofilo/nucleofilo, possibilità di formazione di legame idrogeno dei seguenti gruppi funzionali: o Gruppi contenti ossigeno: Alcoli Eteri ed epossidi Aldeidi e chetoni Acidi carbossilici e derivati esterei o Gruppi contenti azoto: ammine derivati ammidici degli acidi carbossilici esempi di relazione struttura-proprietà nei gruppi funzionali organici: o confronto di acidità tra acidi carbossilici, fenoli ed alcoli o confronto basicità ammine primarie, secondari e terziarie o legame di idrogeno: confronto tra eteri ed alcoli, e confronto tra esteri ed ammidi Esempi di reazioni e reattività di gruppi organici funzionali: addizione di alogeni ad alcheni addizione di molecole asimmetriche ad alcheni asimmetrici: regola di Markovnikov sostituzione elettrofila aromatica sostituzione nucleofila SN1 e SN2; descrizione dei meccanismi e decorso stereochimico delle reazioni

31 Quali sono le principali relazioni struttura-proprietà nei composti organici contenenti gruppi funzionali con ossigeno o con azoto? Quali sono le principali relazioni struttura-reattività nei composti organici contenenti gruppi funzionali con ossigeno o con azoto? Sono in grado di spiegare in dettagli i seguenti esempi di relazione struttura-proprietà nei gruppi funzionali organici? o confronto di acidità tra acidi carbossilici, fenoli ed alcoli o confronto basicità ammine primarie, secondari e terziarie o legame di idrogeno: confronto tra eteri ed alcoli, e confronto tra esteri ed ammidi

32 CLASSE: 4A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica organica e biochimica DOCENTE: Paola Caroti 1.Generalità sui cicli biogeochimici. Cicli di carbonio, azoto, zolfo e fosforo. Alterazioni dei cicli dovute alle attività umane. 2.Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche delle seguenti classi di composti: alcoli, fenoli, aldeidi, chetoni. 3.Reazioni di sostituzione nucleofila, addizione nucleofila, ossidazione, riduzione. 4.Struttura e formula generale di eteri ed epossidi. 1.Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche di acidi carbossilici. anidridi, alogenuri acilici, esteri, ammidi e ammine. 2.Reazioni di sostituzione nucleofila acilica, ossidazione, riduzione. 3.Struttura, nomenclatura e proprietà dei principali composti eterociclici, con particolare attenzione a quelli presenti nelle molecole di interesse biologico. 4.I polimeri: classificazione, reazioni di polimerizzazione. Struttura e proprietà di alcuni polimeri sintetici. Metodi di riciclaggio delle materie plastiche. Le materie plastiche biodegradabili.

33 CLASSE: 4B BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica organica e biochimica DOCENTE: Paola Caroti 1.Generalità sui cicli biogeochimici. Cicli di carbonio, azoto, zolfo e fosforo. Alterazioni dei cicli dovute alle attività umane. 2.Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche delle seguenti classi di composti: alcoli, fenoli, aldeidi, chetoni. 3.Reazioni di sostituzione nucleofila, addizione nucleofila, ossidazione, riduzione. 4.Struttura e formula generale di eteri ed epossidi. 1.Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche di acidi carbossilici. anidridi, alogenuri acilici, esteri, ammidi e ammine. 2.Reazioni di sostituzione nucleofila acilica, ossidazione, riduzione. 3.Struttura, nomenclatura e proprietà dei principali composti eterociclici, con particolare attenzione a quelli presenti nelle molecole di interesse biologico. 4.I polimeri: classificazione, reazioni di polimerizzazione. Struttura e proprietà di alcuni polimeri sintetici. Metodi di riciclaggio delle materie plastiche. Le materie plastiche biodegradabili.

34 CLASSE: 5A BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI MATERIA: Chimica organica e biochimica DOCENTE: Paola Caroti 1.I carboidrati: classificazione, nomenclatura, struttura, proprietà fisiche, reattività e funzioni di monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio, maltosio), disaccaridi (saccarosio, mannosio, lattosio, cellubiosio) e polisaccaridi (amilosio, amilopectina, cellulosa, glicogeno). 2.Classificazione e proprietà chimico fisiche dei lipidi. Lipidi saponificabili e loro localizzazione e funzione nella membrana cellulare. Le cere. Lipidi non saponificabili. 3.Gli aminoacidi: struttura, stereochimica, proprietà acido-basiche, punto isoelettrico, elettroforesi. Il legame peptidico. Classificazione e nomenclatura dei peptidi. Struttura delle proteine. -D-(+)-glucopiranosio, disegna: a)la proiezione di Fischer dell enantiomero b)la proiezione di Fischer di un epimero c)la proiezione di Haworth 2.Quali sono le somiglianze e le differenze nella struttura, nelle proprietà e nelle funzioni tra amido, cellulosa e glicogeno? 3.Scrivi le equazioni relative alla reazioni di saponificazione, idrogenazione ed idrogenolisi del trioleato di glicerile 4.Spiega perchè i detergenti sintetici presentano dei vantaggi rispetto ai saponi e perché. 5.Come si può separare elettroforeticamente una miscela di lisina (P.I. =9.7) e alanina (P.I. = 6.0)? 6.Scrivi la formula e dai il nome a tutti i dipeptidi che si possono ottenere disponendo di: a)molecole di Valina b)molecole di Valina e di Cisteina 1.La cinetica enzimatica: modelli di interazione enzima-substrato; equazione di Michaelis Menten; effetti sulla velocità di reazione; regolazione dell attività enzimatica. 2.Basi azotate puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e nucleotidi. La struttura del DNA e dell RNA. Gli RNA cellulari. Proprietà chimiche e fisiche degli acidi nucleici. La replicazione del DNA. La sintesi dell RNA. 3.Spettroscopia infrarossa: interazione tra radiazione infrarossa e molecole; esame di alcuni spettri IR per trarre informazioni sulla struttura delle sostanze. Spettroscopia NMR: orientazione nei nuclei per effetto di un campo magnetico applicato; registrazione di uno spettro 1H NMR; esame di alcuni spettri 1H NMR e loro interpretazione. 4.Generalità sul metabolismo energetico: equazione di Gibbs, composti ad alta energia, struttura dell ATP, ossidazioni e riduzioni biologiche, trasportatori di elettroni e ioni idrogeno. 5.Metabolismo dei carboidrati: la glicolisi, le fermentazioni, il ciclo di Krebs, la fosforilazione ossidativa. 6.La fase luminosa e la fase oscura della fotosintesi.