Disciplina: SCIENZE INTEGRATE (BIOLOGIA)
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- Beniamino Mancini
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1 COMPETENZE DI BASE DELL ASSE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Disciplina: SCIENZE INTEGRATE (BIOLOGIA) PROGRAMMAZIONE CLASSE PRIMA: SCIENZE DELLA TERRA INTRODUZIONE Questa introduzione fa parte integrante della programmazione di Scienze della terra e di Biologia, materie che vengono svolte rispettivamente nelle classi Prime e Seconde. Nella programmazione vengono elencati argomenti, conoscenze e abilità relativi al piano di studi delle classi del biennio per tali discipline. L effettivo svolgimento degli argomenti terrà tuttavia conto: delle conoscenze e abilità apprese nelle scuole precedentemente frequentate dagli allievi, della omogeneità di tale preparazione nella classe; del ritmo di apprendimento della classe; del comportamento degli alunni. In base alla situazione effettiva l insegnante elabora il piano di lavoro annuale individuale preventivo di ciascuna classe. COMPETENZE DISCIPLINARI: 1. osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità 2. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall esperienza 3. essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate 1
2 Macroargomento Conoscenze Abilità periodo competenze L AMBIENTE CELESTE IL SISTEMA SOLARE Le caratteristiche delle stelle e la loro luminosità La radiazione elettromagnetica La posizione delle stelle Come procede l evoluzione stellare I raggruppamenti di stelle: le galassie L origine dell Universo Com è fatto il Sistema solare Com è fatto il Sole Le leggi di Keplero La legge della gravitazione universale Le caratteristiche dei pianeti del Sistema solare Individuare la Stella polare nel cielo notturno trimestre Ricondurre le caratteristiche dei pianeti alla tipologia cui appartengono trimestre LA TERRA E LA LUNA La forma e le dimensioni della Terra Le coordinate geografiche Il moto di rotazione della Terra attorno al proprio asse Il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole Le stagioni I moti millenari della Terra Le caratteristiche della Luna I moti della Luna e le loro conseguenze Individuare la posizione di un oggetto sulla superficie terrestre attraverso le sue coordinate geografiche Identificare le conseguenze dei moti di rotazione e di rivoluzione della terra trimestre L ORIENTAMENTO E LA MISURA DEL TEMPO I punti cardinali La misura delle coordinate geografiche La forma e la probabile origine del campo magnetico terrestre Come si determina la durata del giorno Come si determina la durata dell anno Il sistema di fusi orari e la sua utilità Posizionare i punti cardinali sull orizzonte Orientarsi con le stelle Orientarsi con la bussola trimestre 2
3 IL DISEGNO DELLA TERRA Le difficoltà di rappresentazione della superficie terrestre Le caratteristiche delle carte geografiche La classificazione delle carte geografiche I principi fondamentali su cui si basa il telerilevamento Scegliere la carta geografica più adatta per un determinato scopo Calcolare la distanza linea d aria tra due località, conoscendo la scala di riduzione della carta Calcolare le dimensioni reali di un area, conoscendo la scala di riduzione della carta Leggere i segni convenzionali di una carta geografica Orientare la carta geografica trimestre LA STRUTTURA DELLA TERRA La struttura interna della Terra Il meccanismo di espansione dei fondi oceanici Le placche litosferiche I tipi di margini tra placche litosferiche e i movimenti delle placche a essi associati Come si originano una catena montuosa e un oceano Le modalità di propagazione del calore all interno della Terra Le probabili cause del movimento delle placche Collegare fenomeni sismici e vulcanici al movimento delle placche Distinguere alcuni risultati conseguenti ai diversi rapporti intercorsi fra placche Riconoscere formazioni rocciose piegate trimestre - pentamestre I FENOMENI VULCANICI Che cosa sono i vulcani Quali sono i prodotti dell attività vulcanica Che forme hanno i vulcani I diversi tipi di eruzioni vulcaniche I fenomeni legati all attività vulcanica La distribuzione dei vulcani sulla superficie terrestre Distinguere un vulcano centrale da uno lineare Riconoscere un vulcano a scudo, un vulcano-strato, un cono di scorie trimestre - pentamestre I FENOMENI SISMICI Il meccanismo all origine dei terremoti I tipi di onde sismiche e il sismografo Come vengono utilizzate le onde sismiche nello studio dell interno della Terra La magnitudo La scala Richter L intensità di un terremoto La scala MCS La distribuzione degli ipocentri dei terremoti sulla Terra I possibili interventi di difesa dai terremoti Determinare la magnitudo di un sisma da un sismogramma usando la scala Richter Interpretare la carta della distribuzione dei terremoti Tenere i comportamenti adeguati in caso di terremoto pentamestre 3
4 I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA Cenni su: caratteristiche e proprietà dei minerali, principali gruppi di minerali I tre gruppi principali di rocce Il ciclo litogenetico Formazione delle rocce magmatiche Formazione delle rocce sedimentarie Formazione delle rocce metamorfiche I metodi per stabilire l età di una roccia I principi della stratigrafia Distinguere le rocce magmatiche, le sedimentarie e le metamorfiche Distinguere una roccia magmatica intrusiva da una effusiva Classificare una roccia sedimentaria clastica in base alle dimensioni dei frammenti che la costituiscono Stabilire se una roccia metamorfica è scistosa o meno Stabilire l età relativa di una roccia sedimentaria che contiene un fossile guida pentamestre L IDROSFERA MARINA La ripartizione dell acqua nei serbatoi naturali del nostro pianeta Le caratteristiche delle acque marine Le differenze tra oceani e mari Le caratteristiche dei fondi oceanici Cenni su: origine e caratteristiche del moto ondoso, inquinamento delle acque marine Individuare i fattori responsabili dei principali moti dell idrosfera marina pentamestre L IDROSFERA CONTINENTALE L ATMOSFERA E I FENOMENI METEOROLOGICI Il ciclo dell acqua Le caratteristiche che rendono una roccia permeabile o impermeabile Che cos è una falda idrica Le caratteristiche dei fiumi Il bacino idrografico di un fiume Tipologie di laghi Cenni su: caratteristiche e movimenti dei ghiacciai, inquinamento delle acque continentali La composizione dell aria Le suddivisioni dell atmosfera Le origini dell atmosfera Il riscaldamento terrestre L inquinamento atmosferico La pressione atmosferica Cenni su: venti e circolazione generale dell aria, umidità dell aria, le precipitazioni Calcolare la pendenza media di un fiume Calcolare la portata di un fiume date l area della sezione trasversale dell alveo e la velocità dell acqua Distinguere i vari elementi che formano un ghiacciaio Misurare la temperatura massima e minima in un certo luogo Calcolare l escursione termica Stabilire la direzione da cui spira il vento Misurare la quantità di pioggia caduta pentamestre pentamestre 4
5 LIVELLI MINIMI DI APPRENDIMENTO NEL BIENNIO Alla fine della classe prima l alunno/a deve: Distinguere i differenti componenti del sistema solare conoscendone i caratteri fondamentali Aver acquisito la conoscenza delle differenti tipologie di moti della terra e della luna conoscendone le conseguenze Distinguere le differenti tipologie di carte conoscendo gli elementi basilari di una carta e il loro significato Saper individuare le differenti parti della struttura della terra e le cause ed effetti dei fenomeni sismici e vulcanici Aver compreso i processi di formazione dei differenti tipi rocce e le caratteristiche di ciascun tipo Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell idrosfera (dolce e salata) e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell atmosfera e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Alla fine della classe seconda l alunno/a deve: Aver acquisito i contenuti base relativi all origine e all evoluzione della vita Sapersi orientare nella classificazione dei viventi Distinguere i caratteri tipici di ciascuno dei 5 regni evidenziando differenze e similitudini fra regni Aver compreso il processo di evoluzione delle specie e la sua articolazione Aver acquisito i contenuti principali dell ecologia Essere capaci di distinguere le caratteristiche e le funzioni delle principali biomolecole Comprendere la complessità cellulare, la sua struttura e le sue funzioni Sapersi orientare distinguendo gli scambi energetici nella cellula Saper individuare le differenze nella divisione cellulare fra mitosi e meiosi partendo dalla conoscenza di ciascuna Aver acquisito i principi della genetica mendeliana Aver compreso la complessità del corpo umano dopo aver acquisito le conoscenze basilari dei sistemi che lo compongono e le relative funzioni OBIETTIVI TRASVERSALI Alla fine del biennio l allievo/a relativamente al metodo di lavoro dovrà: saper prendere appunti; individuare l essenziale di un argomento acquisire la capacità di valutare il proprio lavoro Per la partecipazione all attività scolastica dovrà: essere attento durante la lezione essere impegnato nel lavoro in classe rispettare le scadenze degli impegni scolastici 5
6 Per il comportamento dovrà: essere corretto e rispettoso verso i compagni, gli insegnanti e il personale scolastico rispettare le attrezzature, il materiale e l ambiente scolastico acquisire la capacità di valutare il proprio comportamento acquisire autonomia e autocontrollo METODOLOGIA Lezione frontale Uso della LIM Proiezioni di filmati Visite in laboratorio VERIFICA E VALUTAZIONE Si terrà conto di: risultati rispetto agli obiettivi prefissati situazione di partenza progressi compiuti nel tempo Si effettuerà la verifica, valutando i risultati e l uso un linguaggio corretto e di un vocabolario specifico, tramite: verifiche orali test scritti 6
7 COMPETENZE DI BASE DELL ASSE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Disciplina: SCIENZE INTEGRATE (BIOLOGIA) PROGRAMMAZIONE CLASSE SECONDA: BIOLOGIA INTRODUZIONE Questa introduzione fa parte integrante della programmazione di Scienze della terra e di Biologia, materie che vengono svolte rispettivamente nelle classi Prime e Seconde. Nella programmazione vengono elencati argomenti, conoscenze e abilità relativi al piano di studi delle classi del biennio per tali discipline. L effettivo svolgimento degli argomenti terrà tuttavia conto: delle conoscenze e abilità apprese nelle scuole precedentemente frequentate dagli allievi, della omogeneità di tale preparazione nella classe; del ritmo di apprendimento della classe; del comportamento degli alunni. In base alla situazione effettiva l insegnante elabora il piano di lavoro annuale individuale preventivo di ciascuna classe. COMPETENZE DISCIPLINARI: 1. osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità 2. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall esperienza 3. essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate 1
8 Macroargomento Argomenti Conoscenze Abilità periodo Competenze La nascita dell Universo e del Sistema solare Ipotesi sull origine dell Universo Particelle che compongono un atomo Ipotesi sull origine del Sistema solare Spiegare come può avere avuto origine l Universo a partire dal Big Bang Descrivere la struttura generale di un atomo Spiegare come può avere avuto origine il Sistema solare Enunciare che cosa si intende per biosfera trimestre Le caratteristiche dei viventi Viventi e non viventi Mettere in evidenza le 5 caratteristiche comuni a tutti i viventi ORIGINE ED EVOLUZIONE DELLA VITA L origine della vita Procarioti ed eucarioti Ipotesi di Oparin sulla comparsa della vita sulla Terra Esperimento di Miller Ipotesi sull origine extraterrestre della vita Cellule procariote ed eucariote Teoria endosimbiontica Descrivere le 4 caratteristiche che distinguono una cellula da un aggregato di macromolecole Spiegare l ipotesi di Oparin sull evoluzione chimica e prebiologica dell origine della vita Descrivere l esperimento di Miller analizzandone le conclusioni Elencare le strutture comuni alle cellule procariote e a quelle eucariote Individuare alcune strutture e organuli presenti solo nella cellula eucariote Spiegare la teoria endosimbiontica Eterotrofi e autotrofi Respirazione cellulare e fotosintesi clorofilliana Differenze tra eterotrofi e autotrofi Esigenze energetiche delle prime cellule Descrivere le modalità di nutrizione di una cellula eterotrofa Spiegare in che modo le cellule autotrofe ottengono le molecole organiche I primi organismi pluricellulari Comparsa della pluricellularità Organismi coloniali Distinguere tra organismi unicellulari, colonie e organismi pluricellulari 2
9 La storia della vita Ere geologiche Conoscere la scansione temporale delle ere geologiche Riassumere i principali avvenimenti delle varie ere geologiche BIENNIO TECNOLOGICO Definizione di specie Definizione di specie e di genere Linneo e la nomenclatura binomia Definire il concetto di specie e di genere Fare qualche esempio di nomenclatura binomia distinguendo tra genere e specie trimestre CLASSIFICAZIO NE DEI VIVENTI La classificazione gerarchica Una questione di regni e di domini Tassonomia e sistematica Unità tassonomiche Cenni ai diversi criteri di classificazione Caratteristiche dei cinque regni Dominio, un livello superiore al regno Spiegare che cos è un unità tassonomica Distinguere i diversi criteri di classificazione Spiegare quali parametri risultano fondamentali nel modello di classificazione a cinque regni Motivare l esigenza per gli scienziati di utilizzare un ulteriore categoria tassonomica, quella dei domini Biodiversità in pericolo Specie in pericolo di estinzione Concetto di biodiversità Mettere in relazione il fenomeno dell estinzione delle specie con la questione del degrado ambientale Elencare i motivi per cui è necessario salvaguardare la biodiversità BATTERI, PROTISTI E FUNGHI Il regno Monera: i procarioti Caratteristiche dei procarioti Classificazione dei procarioti in eubatteri e archeobatteri Eubatteri: parassiti, cianobatteri, spirochete e batteri Gram-positivi Archeobatteri: alofili e termoacidofili Batteri eterotrofi Batteri autotrofi: fotosintetici e chemiosintetici Distinguere tra eucarioti e procarioti Elencare le caratteristiche di base degli organismi procarioti anche in riferimento alla loro comparsa sulla Terra e alla loro diffusione Distinguere i procarioti in eubatteri e archeobatteri Elencare alcuni tipi di eubatteri e in particolare descrivere le caratteristiche dei cianobatteri Fare alcuni esempi di archeobatteri specificando le loro peculiarità Distinguere i batteri eterotrofi da quelli autotrofi sottolineandone le differenze Distinguere i batteri autotrofi in fotosintetici e chemiosintetici trimestre 3
10 Il regno dei protisti Caratteristiche specifiche dei protisti Cenni ai gruppi di protisti : protozoi, funghi mucillaginosi e muffe d acqua, alghe Fenomeno dell eutrofizzazione delle acque Descrivere le caratteristiche dei protisti specificando quanti gruppi fanno parte di questo regno Descrivere la struttura delle alghe unicellulari e pluricellulari Mettere in relazione la proliferazione delle alghe con l inquinamento Il regno dei funghi Struttura dei funghi Importanza economica dei lieviti Funghi e malattie Simbiosi dei funghi: licheni e micorrize Descrivere la struttura di base dei funghi Elencare alcuni prodotti alimentari che si ottengono grazie all attività dei funghi Spiegare il concetto di simbiosi Illustrare le caratteristiche dei licheni spiegando il loro particolare ruolo di indicatori biologici Descrivere le micorrize tra funghi e radici delle piante specificandone i vantaggi che ne derivano per entrambi gli organismi Le piante non vascolari Conquista delle terre emerse e adattamenti di base delle piante Briofite: caratteristiche strutturali e riproduttive Descrivere le caratteristiche delle piante non vascolari Spiegare il motivo delle ridotte dimensioni delle briofite Spiegare per quali motivi le briofite sono ancora dipendenti dall ambiente acquatico trimestre IL REGNO DELLE PIANTE Le piante vascolari Classificazione delle piante vascolari Tendenze evolutive delle piante vascolari Felci Gimnosperme Spiegare per quali aspetti le felci sono ancora dipendenti dall ambiente acquatico Descrivere le peculiarità delle gimnosperme Fare alcuni esempi di conifere Le piante vascolari con fiori Caratteristiche generali delle angiosperme Caratteristiche distintive delle monocotiledoni e delle dicotiledoni fiore, frutto Elencare le parti di cui è composto un fiore Spiegare il ruolo del fiore nelle angiosperme Spiegare il ruolo del frutto nelle angiosperme 4
11 La struttura delle piante Funzioni e struttura della radice Struttura interna del fusto Tessuti conduttori: floema e xilema Tessuti di sostegno del fusto: collenchima e sclerenchima Struttura della foglia Adattamenti delle foglie alle diverse situazioni climatiche Descrivere i due tessuti di sostegno del fusto Elencare le varie parti che compongono il fusto di una pianta matura partendo dal centro Distinguere tra cellule dell epidermide e cuticola Descrivere la struttura e la funzione degli stomi Mettere in relazione il tipo di foglia con l ambiente in cui vive la pianta IL REGNO DEGLI ANIMALI Origine e classificazione degli animali Le caratteristiche dei cordati Caratteri distintivi del regno degli animali Cenni sintetici: Poriferi, Cnidari, Platelminti, Molluschi, Anellidi, Artropodi, Echinodermi Caratteristiche dei cordati Cenni: Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi animali Distinguere i diversi Phylum Distinguere le differenze fra Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi trimestre Verso la teoria evolutiva Breve biografia di Darwin Aristotele e la Scala Naturae Concetto di creazionismo Concezione creazionista di Carl von Linné (Carlo Linneo) Spiegare il pensiero aristotelico sulla struttura gerarchica del mondo dei viventi Distinguere tra fissismo e creazionismo Riassumere l ipotesi creazionista di Linneo trimestre DARWIN E L ORIGINE DELLE SPECIE ECOLOGIA L evoluzione prima di Darwin Teorie filosofiche e scientifiche prima del 1800; James Hutton e l attualismo William Smith e lo studio degli strati di rocce Importanza dei «fossili guida» Georges Cuvier e la teoria delle catastrofi Pensiero di Jean-Baptiste de Lamarck Nominare alcuni precursori del pensiero evoluzionista Sottolineare gli aspetti evolutivi della teoria dell attualismo di Hutton Mettere in relazione il ritrovamento sempre più consistente di reperti fossili con le nuove concezioni evoluzioniste Riassumere la teoria di Cuvier Individuare nel pensiero di Lamarck sia le intuizioni innovative sia i concetti ancora legati alle antiche teorie Lo sviluppo della teoria darwiniana Viaggio di Darwin e sue conseguenze sulla formulazione della sua teoria Importanza scientifica dei trattati di Individuare le basi socio-scientifiche su cui Darwin costruì la sua teoria Riassumere le osservazioni di Darwin riguardo la 5
12 Prove a favore del processo evolutivo Lyell e Malthus Concetto di selezione naturale Importanza del caso nell evoluzione dei viventi Punti chiave della teoria evolutiva Microevoluzione Selezione artificiale Mimetismo della farfalla Biston betularia Resistenza di alcuni insetti agli insetticidi Resistenza di ceppi batterici ai farmaci Studi di biogeografia Importanza dei reperti fossili Presenza di strutture omologhe in organismi diversi varietà di organismi incontrati durante il suo viaggio intorno al mondo Definire il concetto di selezione naturale Sottolineare l importanza della varietà di caratteri all interno di una popolazione Evidenziare il ruolo dell ambiente nel selezionare i caratteri vincenti Evidenziare le differenze tra il pensiero di Darwin e quello di Lamarck Enunciare i concetti di base su cui Darwin e Wallace hanno costruito la loro teoria Elencare alcuni casi di selezione artificiale Spiegare in che modo gli insetti possono diventare resistenti agli insetticidi Spiegare perché gli antibiotici possono perdere di efficacia nella lotta contro le malattie batteriche Spiegare perché la distribuzione di piante e animali sul nostro pianeta è una prova dei processi evolutivi in atto Sottolineare l importanza degli studi geologici e del ritrovamento di reperti fossili nello sviluppo del pensiero evoluzionistico Evidenziare l importanza evolutiva dello studio delle strutture omologhe tra specie diverse BIENNIO TECNOLOGICO Il risultato della selezione naturale: l adattamento Adattamento come risultato della selezione naturale Coevoluzione Elencare i diversi significati di «adattamento» in biologia Sottolineare l importanza dell adattamento nei processi evolutivi Mettere in evidenza le cause e gli effetti del processo di coevoluzione 6
13 I diversi modelli evolutivi Concetto di specie e speciazione Macroevoluzione Evoluzione convergente e divergente Cambiamento filetico Cladogenesi e radiazione adattativi Estinzioni di massa Definire i termini «specie» e «speciazione» Fare alcuni esempi di evoluzione convergente e divergente Descrivere in che modo una linea evolutiva può modificarsi lentamente per cambiamento filetico Spiegare in che cosa consiste il modello evolutivo chiamato cladogenesi Mettere in relazione la cladogenesi con il fenomeno della radiazione adattativa Sottolineare l importanza che hanno avuto le estinzioni di massa nella storia degli organismi viventi sulla Terra BIENNIO TECNOLOGICO Una visione evolutiva moderna: gli equilibri intermittenti Ipotesi degli equilibri intermittenti Illustrare la teoria degli equilibri intermittenti Spiegare perché la teoria degli equilibri intermittenti ben si adatta alla documentazione fossile giunta finora in nostro possesso Gli ecosistemi L ecosistema Terra in pericolo Definizione di ecologia Concetto di ecosistema Condizioni per la realizzazione di un ecosistema Relazione tra l energia del Sole e la vita sulla Terra Percentuali di energia solare che giungono sulla superficie terrestre Ciclo dell acqua Effetto serra Buco nell ozono La crescita della popolazione umana e le relative conseguenze (sanitarie, alimentari, economiche) Definire i termini «ecologia» ed «ecosistema» Spiegare il significato e l importanza per la sopravvivenza di un ecosistema dell esistenza di una fonte di energia primaria, della presenza di un flusso unidirezionale di energia e dello svolgimento dei cicli biogeochimici Spiegare perché la Terra può essere considerata un unico ecosistema Spiegare le cause, le conseguenze e i possibili interventi per limitare l effetto serra Spiegare le cause e le conseguenze del buco nell ozono trimestre 7
14 Trasferimenti di energia tra i viventi Catene alimentari Livelli trofici: produttori, consumatori e detritivori Saprofagi e decompositori Definire le espressioni «catena alimentare» e «rete alimentare» evidenziandone le differenze Elencare i livelli trofici facendo alcuni esempi di organismi Distinguere tra consumatori primari e secondari Distinguere tra saprofagi e decompositori Il ruolo centrale del carbonio Biomolecole Atomo di carbonio e scheletro carbonioso Concetto di isomeria Monomeri e polimeri Reazioni di idrolisi e condensazione Individuare le quattro classi di biomolecole e la loro composizione chimica Confrontare le formule di struttura lineare e ad anello di glucosio e fruttosio Definire i termini «monomero» e «polimero» Spiegare in che cosa consistono le reazioni di idrolisi e di condensazione Trimestre/ pentamestre I carboidrati Principali monosaccaridi e disaccaridi Polisaccaridi di riserva e di struttura di origine sia animale sia vegetale Individuare i monomeri che formano alcuni disaccaridi Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi LE BIOMOLECOLE I lipidi Caratteristiche dei lipidi Trigliceridi Fosfolipidi Cere Colesterolo Distinguere tra trigliceridi di origine animale e trigliceridi di origine vegetale facendo alcuni esempi Spiegare perché i lipidi di origine animale possono essere dannosi per la salute Descrivere le caratteristiche dei fosfolipidi Definire la funzione strutturale delle cere Spiegare la funzione e i possibili effetti patologici legati alla presenza nel sangue del colesterolo Le proteine Gli acidi nucleici Struttura e tipi di amminoacidi Formazione dei legami peptidici Livelli di organizzazione delle proteine Anticorpi ed enzimi Struttura dei nucleotidi Molecole di RNA e DNA e relative funzioni Concetto di gene Riconoscere la struttura di base degli amminoacidi Spiegare come si forma il legame peptidico tra due amminoacidi Mettere in relazione il livello di organizzazione delle proteine con le rispettive funzioni Spiegare la funzione degli enzimi Specificare le sub-unità che costituiscono i nucleotidi Elencare i cinque tipi di basi azotate che possono comporre i nucleotidi Riconoscere l importanza degli acidi nucleici negli organismi viventi 8
15 Descrivere i ruoli biologici del DNA e dell RNA BIENNIO TECNOLOGICO La molecola di ATP, la valuta energetica della cellula Composizione e funzione della molecola di ATP Elencare le parti che costituiscono una molecola di ATP Elencare i prodotti dell idrolisi dell ATP Tipi di cellule Cellule procariote ed eucariote Organismi eterotrofi e autotrofi Metabolismo cellulare Elencare le differenze basilari tra le cellule eucariote e quelle procariote Spiegare la differenza tra organismi eterotrofi e autotrofi Distinguere tra organismi fotosintetici e chemiosintetici Spiegare perché, in genere, le cellule più attive sono quelle più piccole pentamestre LA CELLULA: STRUTTURA E FUNZIONI Tipi diversi di microscopi Le cellule procariote Potere di risoluzione Microscopi ottici, elettronici a trasmissione e a scansione Struttura delle cellule batteriche Definizione di nucleoide, capsula, pili e flagelli Suddivisione dei batteri in base alla morfologia Descrivere il funzionamento dei tre tipi di microscopi Riconoscere con quale tipo di microscopio sono state effettuate alcune microfotografie presenti nel libro di testo Descrivere la struttura delle cellule batteriche con particolare riferimento al nucleoide Motivare la grande diffusione dei batteri Descrivere i criteri di classificazione dei batteri Le cellule eucariote: membrana cellulare e parete esterna Struttura della membrana cellulare Struttura della parete cellulare Descrivere la struttura chimica della membrana cellulare Descrivere la struttura chimica della parete cellulare Il nucleo Membrana nucleare e pori Funzione del nucleo Cromatina e nucleolo Descrivere la funzione di alcune componenti del nucleo quali gli acidi nucleici, il nucleolo e la membrana nucleare 9
16 Il citoplasma Citoplasma e citosol Struttura e funzioni del reticolo endoplasmatico, dei lisosomi, degli apparati di Golgi, dei cloroplasti, dei mitocondri e del citoscheletro Struttura e funzione delle ciglia e dei flagelli Differenze tra cellula animale e cellula vegetale Spiegare il ruolo e la struttura del citoscheletro Spiegare il ruolo dei vacuoli e delle vescicole Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici e dei ribosomi Descrivere la struttura e la funzione dell apparato di Golgi, specificando le diverse tipologie di utilizzo dei prodotti elaborati Descrivere la funzione di lisosomi, proteasomi e perossisomi Descrivere la struttura di un cloroplasto mettendola in relazione alla funzione fotosintetica Descrivere la struttura dei mitocondri, sottolineandone la presenza nelle cellule sia autotrofe sia eterotrofe Descrivere la struttura delle ciglia e dei flagelli Scambi di sostanze tra cellule e ambiente esterno Energia e organismi viventi SCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE La fotosintesi: sintesi di biomolecole Concetto di trasporto passivo Fenomeno della diffusione Processo di osmosi Caratteristiche del trasporto attivo Esocitosi ed endocitosi Dipendenza degli organismi dal flusso di energia solare Accumulo di energia nei legami delle biomolecole Il metabolismo cellulare Cellule fotosintetiche Reazione di fotosintesi Fase luce-dipendente e fase luceindipendente Caratteristiche fisiche della luce Tappe che portano alla formazione del glucosio Importanza e peculiarità dei pigmenti fotosintetici Definire il fenomeno della diffusione Mettere a confronto un movimento di molecole «secondo gradiente» con uno «contro gradiente» Spiegare il fenomeno dell osmosi Descrivere il fenomeno della diffusione facilitata Spiegare il concetto di trasporto attivo Distinguere tra endocitosi ed esocitosi nelle cellule Spiegare il concetto di metabolismo Spiegare perché tutte le cellule hanno bisogno di biomolecole Scrivere l equazione generale del processo di fotosintesi Spiegare perché una cellula fotosintetica ha bisogno dell energia solare Spiegare che cosa si intende per fissazione del carbonio Analizzare lo spettro elettromagnetico delle radiazioni solari mettendo in risalto le peculiarità delle radiazioni luminose Spiegare la funzione dei pigmenti e la relazione tra pigmenti e lunghezza d onda della luce solare pentamestre 10
17 La respirazione cellulare: demolizione delle biomolecole Concetti di ossidazione delle molecole energetiche e di respirazione cellulare Fasi di demolizione del glucosio Glicolisi e suoi prodotti Processi aerobici e anaerobici Ciclo di Krebs e trasporto finale di elettroni Tipi di fermentazione Metabolismo degli zuccheri, dei grassi e delle proteine Catabolismo e anabolismo Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno Riassumere il processo della glicolisi nelle sue linee generali Spiegare l importanza per la cellula del ciclo di Krebs e del trasporto finale di elettroni Evidenziare le caratteristiche dei processi di fermentazione citando alcuni prodotti finali Spiegare in che modo nei processi metabolici del glucosio siano coinvolti anche i grassi e le proteine Distinguere tra anabolismo e catabolismo BIENNIO TECNOLOGICO Gli enzimi Concetto di energia di attivazione Proprietà dei catalizzatori Ruolo dei coenzimi Spiegare perché l energia di attivazione si abbassa in presenza di un enzima Illustrare con un disegno l importanza della complementarietà tra sito attivo e substrato La divisione cellulare negli organismi procarioti Concetto di mitosi Divisione cellulare nei procarioti Descrivere il processo di divisione cellulare in un batterio Individuare le funzioni della mitosi negli organismi procarioti pentamestre LA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI La divisione cellulare negli organismi eucarioti Mitosi e citodieresi Meiosi e riproduzione sessuata Divisione cellulare negli organismi eucarioti Ciclo cellulare e sua regolazione Differenti ritmi di divisione cellulare Fuso mitotico Eventi che caratterizzano le quattro fasi della mitosi Citodieresi Vantaggi della riproduzione sessuata Definizione di gamete e di zigote Cellule aploidi e diploidi Interpretare il ciclo cellulare come il processo al cui interno si realizza la divisione cellulare Descrivere le varie fasi del ciclo cellulare Descrivere le peculiarità delle cellule staminali del midollo osseo Mettere in relazione i ritmi di divisione cellulare con il cancro Descrivere l origine e la funzione del fuso mitotico Descrivere in modo preciso gli eventi di ognuna delle quattro fasi mitotiche Motivare, attraverso lo studio del processo mitotico, l uguaglianza genetica delle due cellule figlie Confrontare la citodieresi delle cellule animali con quella delle cellule vegetali Spiegare la differenza tra cellule somatiche e gameti Spiegare la differenza tra aploide e diploide Individuare perché è importante che la meiosi 11
18 Cromosomi omologhi avvenga prima della fecondazione Descrivere le analogie tra cromosomi omologhi, spiegando anche la loro diversa origine BIENNIO TECNOLOGICO Fasi della meiosi: formazione di gameti Principali eventi della prima divisione meiotica Processo di crossing over Seconda divisione e conclusione del processo meiotico Analizzare le fasi della meiosi I individuando gli eventi che portano alla formazione di due nuclei aploidi Spiegare perché il crossing over è un meccanismo che genera una maggiore variabilità genetica Descrivere le fasi della meiosi II, sottolineando le analogie con il processo mitotico Confrontare il contenuto genetico dei nuclei formatisi al termine della prima divisione meiotica con quelli della seconda divisione meiotica Errori nel processo meiotico Autosomi e cromosomi sessuali Differenze tra il cromosoma e il cromosoma Y Fenomeno della non-disgiunzione Caratteristiche dei portatori della sindrome di Down Altre trisomie negli autosomi: sindromi di Patau ed Edwards Trisomie nei cromosomi sessuali: individui, YY; sindromi di Klinefelter e Turner Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei gameti in seguito a errori del processo meiotico Spiegare le cause genetiche della sindrome di Down e descrivere gli aspetti dei portatori di tale sindrome Mettere in relazione la presenza di un cromosoma in più con le caratteristiche morfologiche e genetiche delle persone affette da sindrome di Down Spiegare le caratteristiche delle sindromi di Patau ed Edwards Spiegare le caratteristiche delle sindromi di Klinefelter e Turner DA MENDEL ALLE NUOVE SCOPERTE DI GENETICA La nascita della genetica La legge della segregazione Importanza del lavoro di Mendel Metodo sperimentale di Mendel Linee pure Caratteri delle piante di pisello scelti da Mendel Concetto di generazione P, F1 e F2 Caratteri dominanti e recessivi Enunciato della legge della segregazione Definizione di allele Elencare i dati a disposizione di Mendel agli inizi dei suoi lavori di ricerca Spiegare come si può ottenere una linea pura Elencare i punti di forza del metodo seguito da Mendel nei suoi esperimenti con le piante di pisello Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione Mettere in relazione i dati espressi dalla legge della segregazione con l esistenza degli alleli Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo e fenotipo, e tra omozigote ed eterozigote pentamestre 12
19 Genotipo omozigote ed eterozigote Concetto di genotipo e di fenotipo Trasmissione dei caratteri umani Costruzione del quadrato di Punnett Elencare alcuni caratteri umani dominanti e recessivi Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli individui che si incrociano Spiegare perché, nell incrocio tra un dominante omozigote e un recessivo omozigote, il rapporto genotipico è diverso dal rapporto fenotipico BIENNIO TECNOLOGICO Legge dell assortimento indipendente Trasmissione ereditaria di due caratteri Enunciato della legge dell assortimento indipendente Enunciare la legge dell assortimento indipendente Costruire il quadrato di Punnett relativo all incrocio di due caratteri La genetica classica Mutazioni e loro importanza nel processo evolutivo Interazioni tra alleli dello stesso gene: dominanza incompleta e codominanza; alleli multipli Interazioni tra alleli di geni diversi: eredità poligenica; pleiotropia Influenza dell ambiente sui geni Spiegare perché possono comparire fenotipi completamente diversi da quelli dei genitori Distinguere tra dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli Spiegare come mai alcuni caratteri appaiono in una popolazione con una notevole gradazione di effetti allelici differenti Saper cogliere le interazioni tra espressione genica e ambiente Malattie genetiche umane legate al sesso Particolarità della trasmissione dei caratteri ereditari legati al sesso Spiegare le condizioni necessarie perché una donna sia malata di emofilia DNA E SINTESI DELLE PROTEINE Il modello di Watson e Crick La duplicazione del DNA Dal DNA alla proteina: ruolo dell RNA Il codice genetico Modello di Watson e Crick Capacità di portare informazioni del DNA Processo di duplicazione del DNA Traduzione del DNA Ruolo dell RNA nelle cellule Ruolo dell RNA messaggero Processo di trascrizione del DNA Concetto di codice genetico Relazione tra codoni e amminoacidi, Descrivere in linea generale il modello di DNA proposto da Watson e Crick Spiegare perché il modello di Watson e Crick mostra in che modo il DNA può portare le informazioni genetiche Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di se stesso Spiegare in che cosa consiste il processo di trascrizione mettendo in evidenza la funzione dell RNA messaggero Spiegare che cosa si intende per codice genetico Spiegare perché un codone è formato da tre pentamestre 13
20 e determinazione delle possibili combinazioni di triplette Universalità del codice genetico nucleotidi Spiegare perché a ogni amminoacido corrispondono più codoni Spiegare in che cosa consiste l universalità del codice genetico BIENNIO TECNOLOGICO La sintesi delle proteine Struttura dei ribosomi Funzione dell RNA di trasporto Localizzazione e ruolo degli anticodoni Processo di traduzione Descrivere la funzione dei ribosomi e dell RNA di trasporto Descrivere la particolare struttura del trna Illustrare il processo di traduzione che avviene a livello dei ribosomi L organizzazione corporea dei mammiferi Principali cavità del corpo umano e organi presenti al loro interno Organizzazione strutturale degli esseri viventi Cenno all evoluzione dell uomo Elencare le principali cavità del corpo umano specificando gli organi in esse contenuti Descrivere l organizzazione gerarchica della struttura corporea degli animali Ricostruire sinteticamente la storia evolutiva degli esseri umani pentamestre IL CORPO UMANO I tessuti del corpo umano Cenni sui tessuti Distinguere i diversi tipi di tessuti Alcune importanti funzioni dell organismo Elenco dei sistemi del corpo umano Concetto di omeostasi Energia e metabolismo Sistemi di integrazione e controllo Mettere in relazione i diversi sistemi del corpo umano con le rispettive funzioni Spiegare il concetto di omeostasi Spiegare il significato di metabolismo Definire la differenza tra sistema nervoso ed endocrino apparati e/o sistemi Le malattie: prevenzione e stili di vita fumo, alcool, droghe e sostanze stupefacenti, prevenzione infezioni sessualmente trasmissibili Conoscere i fattori di rischio e stili di vita corretti per la prevenzione di malattie 14
21 LIVELLI MINIMI DI APPRENDIMENTO NEL BIENNIO BIENNIO TECNOLOGICO Alla fine della classe prima l alunno/a deve: Distinguere i differenti componenti del sistema solare conoscendone i caratteri fondamentali Aver acquisito la conoscenza delle differenti tipologie di moti della terra e della luna conoscendone le conseguenze Distinguere le differenti tipologie di carte conoscendo gli elementi basilari di una carta e il loro significato Saper individuare le differenti parti della struttura della terra e le cause ed effetti dei fenomeni sismici e vulcanici Aver compreso i processi di formazione dei differenti tipi rocce e le caratteristiche di ciascun tipo Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell idrosfera (dolce e salata) e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell atmosfera e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Alla fine della classe seconda l alunno/a deve: Aver acquisito i contenuti base relativi all origine e all evoluzione della vita Sapersi orientare nella classificazione dei viventi Distinguere i caratteri tipici di ciascuno dei 5 regni evidenziando differenze e similitudini fra regni Aver compreso il processo di evoluzione delle specie e la sua articolazione Aver acquisito i contenuti principali dell ecologia Essere capaci di distinguere le caratteristiche e le funzioni delle principali biomolecole Comprendere la complessità cellulare, la sua struttura e le sue funzioni Sapersi orientare distinguendo gli scambi energetici nella cellula Saper individuare le differenze nella divisione cellulare fra mitosi e meiosi partendo dalla conoscenza di ciascuna Aver acquisito i principi della genetica mendeliana Aver compreso la complessità del corpo umano dopo aver acquisito le conoscenze basilari dei sistemi che lo compongono e le relative funzioni OBIETTIVI TRASVERSALI Alla fine del biennio l allievo/a relativamente al metodo di lavoro dovrà: saper prendere appunti; individuare l essenziale di un argomento acquisire la capacità di valutare il proprio lavoro Per la partecipazione all attività scolastica dovrà: essere attento durante la lezione essere impegnato nel lavoro in classe rispettare le scadenze degli impegni scolastici 15
22 Per il comportamento dovrà: essere corretto e rispettoso verso i compagni, gli insegnanti e il personale scolastico rispettare le attrezzature, il materiale e l ambiente scolastico acquisire la capacità di valutare il proprio comportamento acquisire autonomia e autocontrollo METODOLOGIA Lezione frontale Uso della LIM Proiezioni di filmati Visite in laboratorio VERIFICA E VALUTAZIONE Si terrà conto di: risultati rispetto agli obiettivi prefissati situazione di partenza progressi compiuti nel tempo Si effettuerà la verifica, valutando i risultati e l uso un linguaggio corretto e di un vocabolario specifico, tramite: verifiche orali test scritti 16
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