PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DI SCIENZE NATURALI PRIMO BIENNIO indirizzo SCIENZE APPLICATE CLASSE SECONDA ANNO SCOLASTICO

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1 LICEO SCIENTIFICO STATALE VITO VOLTERRA PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DI SCIENZE NATURALI PRIMO BIENNIO indirizzo SCIENZE APPLICATE CLASSE SECONDA ANNO SCOLASTICO OBIETTIVI GENERALI Lo studio delle Scienze Naturali contribuisce, insieme a quello di altre discipline, alla formazione della personalità dell allievo, e si propone di far acquisire allo studente le conoscenze disciplinari e le metodologie tipiche delle scienze della Terra, della Chimica e della Biologia, utilizzando le strategie dell indagine scientifica basate, in particolare nel primo biennio, su un approccio di tipo fenomenologico e osservativo-descrittivo FINALITÀ DELLO STUDIO DELLE SCIENZE NATURALI - Sviluppo delle capacita di osservazione e di riflessione sui fenomeni naturali - Utilizzo di modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali - Riflessione critica sulla necessità dell utilizzazione del metodo sperimentale per un corretto approccio conoscitivo - Utilizzare le metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà - Comprendere come molti fenomeni naturali siano regolati da leggi fisiche ed esprimibili in forma matematica - Sviluppo delle capacità di rielaborazione nell'analisi dei fenomeni naturali - Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono - Collocare le scoperte scientifiche nella loro dimensione storica - Analizzare le relazioni tra l ambiente abiotico e le forme viventi per interpretare le modificazioni ambientali di origine antropica e comprenderne le ricadute futuro - Acquisire la consapevolezza e la responsabilità di appartenere e partecipare ad un sistema naturale complesso - Sviluppo delle capacità descrittiva ed espositiva e acquisizione del lessico scientifico - Comprensione del testo e sua utilizzazione come strumento conoscitivo CHIMICA DELLO STUDIO DELLA CHIMICA L alunno deve essere in grado di: - sviluppare le capacità di osservazione critica sulle trasformazioni dell ambiente - comprendere la significatività del dato sperimentale per una sua utilizzazione - conoscere le principali caratteristiche fisico-chimiche della materia 1

2 - conoscere i principali fenomeni chimico-fisici nel livello macroscopico e microscopico - ricondurre le trasformazioni fisiche e chimiche della materia alle interazioni tra le particelle - conoscere gli elementi fondamentali della teoria atomica - scrivere semplici formule e reazioni chimiche - acquisire una conoscenza storicizzata per comprendere il processo logico di ricerca. - acquisire la consapevolezza dell importanza dello studio della Chimica per comprendere i molteplici aspetti dell ambiente circostante - acquisire ed usare correttamente il linguaggio della chimica - riconoscere l interazione tra le varie componenti e le influenze reciproche - riconoscere le correlazione causa-effetto LIBRO di TESTO per CHIMICA CRACOLICE-PETERS CHIMICA TUTTO SI TRASFORMA (primo biennio) - linx Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo STRUTTURA E TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA UNITA 5 - FORMULE E MASSA MOLECOLARE Formule e massa molecolare. Calcolo della massa molecolare. La mole. La massa molare. La quantità degli elementi nei composti. Formule empiriche e formule molecolari Interpretare le formule chimiche Spiegare che cosa sono la massa molecolare e la massa formula e saperle calcolare a partire dalla formula Spiegare il concetto di mole e la sua utilità Saper definire il numero di Avogadro Spiegare che cosa è la massa molare Effettuare calcoli per collegare massa, numero di moli e numero di particelle Spiegare che cosa è la composizione percentuale di un composto Conoscere la differenza tra formula empirica e formula molecolare Ricavare la formula di un composto dai dati sperimentali Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà Comunicare utilizzando un linguaggio specifico UNITA 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE 2

3 Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier). L energia nelle trasformazioni chimiche. La legge di conservazione dell energia. Un legame tra massa ed energia. Comportamenti delle reazioni chimiche. Le equazioni chimiche bilanciate Bilanciamento delle equazioni chimiche. Reazioni di sintesi. Reazioni di decomposizione. Reazioni di sostituzione semplice. Reazioni di doppia sostituzione Individuare i reagenti ed i prodotti di un equazione chimica Spiegare il significato delle leggi di conservazione della massa e dell energia Illustrare le principali caratteristiche delle reazioni chimiche Riconoscere le trasformazioni esotermiche ed endotermiche Bilanciare una reazione chimica Conoscere alcuni tipi di reazioni chimiche Individuare il tipo di reazione noti i reagenti e scriverne l equazione Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà Comunicare utilizzando un linguaggio specifico Contenuti per i saperi minimi di chimica inorganica UNITA 5 - LA MASSA DELLE MOLECOLE E LE MOLI Gli atomi in una formula. La massa molecolare. La mole. La massa molare. Massa e numero di moli UNITA 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier). Le equazioni chimiche bilanciate Reazioni di sintesi, di decomposizione, di semplice e doppia sostituzione BIOLOGIA DELLO STUDIO DELLA BIOLOGIA L alunno deve essere in grado di: - comprendere come la vita sia regolata in tutte le sue forme da leggi naturali chimiche e fisiche e conoscere i tipi di molecole comuni a tutti gli organismi viventi - riconoscere che la complessità degli organismi viventi derivi dall unione di semplici molecole, combinazioni di pochi tipi di atomi - descrivere la cellula come unità base per la costruzione del mondo vivente sia animale che vegetale - riconoscere la diversità degli organismi viventi e la unitarietà di strutture e funzioni di base alla luce della teoria dell evoluzione LIBRO di TESTO per BIOLOGIA 3

4 Sadava et al. - Biologia.blu Dalle cellule agli organismi - Zanichelli Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita 1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI La biologia La cellula Il genoma Il metabolismo e l omeostasi Cellule, tessuti, organi e apparati Popolazione, comunità ed ecosistema La teoria dell evoluzione La varietà dei viventi: archei e batteri; eucarioti (protisti, piante, funghi, animali) 2 IL METODO SCIENTIFICO DALL OSSERVAZIONE ALLA TEORIA Le caratteristiche che distinguono un indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica sperimentale La teoria scientifica Definire le caratteristiche comuni a tutti gli esseri viventi Individuare nella cellula la struttura più semplice in grado di svolgere tutte le funzioni vitali Identificare nel DNA e nelle proteine le strutture molecolari che distinguono la materia vivente Elencare i livelli di organizzazione dei viventi partendo dalle strutture più piccole Distinguere la popolazione dalla comunità e dall ecosistema Individuare nell evoluzione per selezione naturale uno dei principi unificanti della biologia Spiegare come si procede in un indagine scientifica distinguendo le osservazioni dalle ipotesi e dalle teorie Comprendere il valore della biologia quale componente culturale per interpretare la realtà Comprendere il metodo utilizzato dagli scienziati per spiegare i fenomeni naturali e formulare previsioni applicando le conoscenze acquisite Acquisire la consapevolezza che una teoria scientifica viene formulata dopo essere stata sottoposta a verifiche e può essere confutata Capitolo 2 Le molecole della vita 1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA DELL ACQUA La struttura della molecola d acqua - Le proprietà dell acqua: densità, coesione e adesione, tensione superficiale Il calore specifico - Le soluzioni acquose - La scala del ph 2 LE PROPRIETA DELLE BIOMOLECOLE Monomeri e polimeri Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Gli isomeri - Condensazione e idrolisi dei polimeri 3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche dei carboidrati I monosaccaridi - Il legame glicosidico - Polisaccaridi di riserva e di struttura 4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Il legame peptidico - Le quattro strutture delle proteine (primaria, secondaria, terziaria, quaternaria) La specificità delle proteine - Denaturazione delle proteine 5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi Carotenoidi, steroidi, vitamine, cere 6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA 4

5 Mettere in relazione la struttura molecolare dell acqua con le sue proprietà Spiegare le proprietà delle sostanze acide e di quelle basiche Interpretare la scala del ph Descrivere le caratteristiche delle molecole organiche Identificare i gruppi funzionali Distinguere i monomeri dai polimeri Spiegare che cosa sono gli isomeri Descrivere la reazione di condensazione e quella di idrolisi Distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti Evidenziare le differenze tra glucosio e fruttosio Spiegare come si forma il legame glicosidico Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi Descrivere la struttura degli amminoacidi Spiegare come si forma il legame peptidico Descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina Spiegare come le variazioni di temperatura e di ph possono far variare la forma e la funzione di una proteina Descrivere la struttura e le funzioni dei trigliceridi, distinguendo fra trigliceridi saturi e insaturi Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con l acqua Definire il ruolo svolto da steroidi, cere, carotenoidi e vitamine negli esseri viventi Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici Descrivere la struttura dei nucleotidi Distinguere le basi puriniche da quelle pirimidiniche Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA e il ruolo energetico svolto dall ATP Individuare nella molecola d acqua le particolari caratteristiche che la rendono indispensabile alla vita Essere in grado di individuare nei composti organici le molecole che costituiscono gli esseri viventi Comprendere le funzioni che svolgono le biomolecole negli esseri viventi in relazione alla loro struttura Capitolo 3 Osserviamo la cellula 1 LA CELLULA È L UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA Le dimensioni delle cellule - Microscopio ottico e microscopio elettronico - Potere di risoluzione 2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI QUELLE EUCARIOTICHE Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche 3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche La suddivisione in compartimenti e gli organuli cellulari - La cellula animale e la cellula vegetale 4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L INFORMAZIONE GENETICA Il nucleo, il nucleolo e l informazione genetica - I ribosomi e la sintesi delle proteine 5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L apparato di Golgi - I lisosomi - Perossisomi e vacuoli 6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L ENERGIA I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi 7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli - Le ciglia e i flagelli: strutture per il movimento 8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L ADESIONE TRA LE CELLULE 5

6 La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare - Le giunzioni occludenti - I desmosomi Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle Distinguere il microscopio ottico da quello elettronico Descrivere la struttura delle cellule procariotiche Confrontare le dimensioni delle cellule procariotiche con quelle delle cellule eucariotiche Evidenziare alcune strutture (parete cellulare, capsula, pili e flagelli) tipiche delle cellule procariotiche Descrivere la struttura generale delle cellule eucariotiche Elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni Distinguere la cellula animale da quella vegetale Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo e dei ribosomi Spiegare il ruolo dei ribosomi Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici, distinguendo tra ruvido e liscio Descrivere la struttura e la funzione dell apparato di Golgi, dei lisosomi, dei perossisomi e dei vacuoli specificando le differenze tra cellula animale e vegetale Descrivere la struttura dei mitocondri mettendoli in relazione con la produzione dell ATP Descrivere la struttura e la funzione dei cloroplasti nelle cellule vegetali Descrivere le strutture di microfilamenti, microtubuli e filamenti intermedi mettendole in relazione con la funzione del citoscheletro Evidenziare analogie e differenze tra ciglia e flagelli, mettendole i relazione con il movimento cellulare Descrivere la struttura e la funzione della parete delle cellule vegetali Elencare i componenti della matrice cellulare e descriverne le funzioni Distinguere le giunzioni occludenti dai desmosomi Saper individuare la sostanziale unitarietà dei viventi riconoscendo nella cellula l unità costitutiva fondamentale di tutti gli organismi Comprendere che i meccanismi che governano le funzioni della cellula sono simili in tutti viventi Capitolo 4 La cellula al lavoro 1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L AMBIENTE Diverse forme di energia - Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche Metabolismo cellulare: reazioni anaboliche e reazioni cataboliche 2 L ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL ENERGETICA BIOCHIMICA Struttura e funzione dell ATP L idrolisi dell ATP La fosforilazione 3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE L energia di attivazione - La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici - - I fattori ambientali che influenzano gli enzimi 4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le proteine di membrana; carboidrati sulla membrana Uniformità e diversità delle membrane biologiche 5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN USCITA DALLA CELLULA Diffusione semplice e facilitata - L osmosi - Il trasporto attivo 6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA CELLULA PER ENDOCITOSI ED ESOCITOSI Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi Distinguere l energia potenziale dall energia cinetica Confrontare le caratteristiche di un sistema aperto e quelle di uno chiuso 6

7 Enunciare i diversi principi della temodinamica Definire l entalpia, l energia libera e l entropia Distinguere una reazione esoergonica da una endoergonica Mettere in relazione il metabolismo con l anabolismo e il catabolismo Spiegare il ruolo svolto dall ATP nel metabolismo Mettere in relazione l acquisto o la perdita di un gruppo fosfato dell ATP con il trasferimento di energia Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati Distinguere i coenzimi dai cofattori e dai gruppi prostetici Spiegare come e perché può essere alterata la funzionalità di un enzima Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la struttura chimica della membrana cellulare Spiegare il ruolo svolto dai fosfolipidi, dalle proteine e dai carboidrati di membrana Definire il fenomeno fisico della diffusione Descrivere la diffusione semplice e quella facilitata attraverso una membrana semipermeabile Mettere in relazione l osmosi con la concentrazione dei soluti Specificare i tre tipi di trasporto attivo mettendoli a confronto Descrivere i tre tipi di endocitosi Spiegare come avviene l esocitosi nelle cellule Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l ambiente Comprendere che i viventi seguono le stesse leggi fisiche e chimiche che regolano il mondo inanimato Essere consapevoli che la capacità di prelevare energia dall ambiente e trasformarla secondo i propri scopi è una proprietà peculiare dei viventi Capitolo 5 Il metabolismo energetico Organismi eterotrofi ed autotrofi - Le vie metaboliche - Reazioni redox e trasporto di energia. Il metabolismo del glucosio e la formazione di ATP. La formazione del glucosio attraverso la fotosintesi Elencare i principi comuni che seguono tutte le vie metaboliche Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno Distinguere il metabolismo aerobico da quello anaerobico Associare il trasferimento di elettroni in una reazione di ossido-riduzione al trasferimento di energia Spiegare che ruolo svolgono i trasportatori di elettroni nel metabolismo del glucosio Scrivere la reazione generale della fotosintesi Saper identificare i processi attraverso cui le cellule trasformano l energia contenuta nei nutrienti in energia utilizzabile per compiere le proprie funzioni vitali Comprendere l importanza degli organismi autotrofi che si trovano alla base della catena alimentare perché in grado di costruire molecole organiche a partire da molecole inorganiche Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli organismi 1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI La riproduzione sessuata e quella asessuata Duplicazione del DNA - La scissione binaria nei procarioti 2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE Il ciclo cellulare comprende l interfase e la fase mitotica - L interfase è divisa in sottofasi - Duplicazione e 7

8 spiralizzazione del DNA - I cromatidi fratelli - La preparazione del nucleo alla mitosi - Strutture coinvolte nella mitosi - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase - La citodieresi nelle cellule animali e vegetali - Mitosi e riproduzione asessuata 3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti; cellule aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione sessuata e variabilità genetica - Il cariotipo - Meiosi e variabilità genetica Distinguere la riproduzione sessuata da quella asessuata Evidenziare l importanza della divisione cellulare nella crescita degli organismi Descrivere la scissione binaria dei procarioti Elencare le fasi comprese nel ciclo cellulare distinguendo l interfase dalla fase mitotica e dalla citodieresi Descrivere le sottofasi G 1, S e G 2 Distinguere cromatina e cromosomi Spiegare perché ciascun cromosoma è formato da due cromatidi fratelli Spiegare la struttura e la funzione del fuso mitotico e dei centrioli Descrivere il processo mitotico distinguendo gli eventi salienti di ogni fase Confrontare la citodieresi delle cellule animali e quella delle cellule vegetali Mettere in relazione la mitosi con la riproduzione asessuata Spiegare la prima divisione meiotica Descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla variabilità genetica Spiegare la seconda divisione meiotica Spiegare in che modo si costruisce un cariotipo Evidenziare il contributo della meiosi alla variabilità genetica delle specie Essere in grado individuare nei processi di riproduzione cellulare e di riproduzione degli organismi la base per la continuità della vita nonché per la variabilità dei caratteri che consente l evoluzione degli organismi viventi. Capitolo 8 La storia e l'evoluzione degli esseri viventi 1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck - Cuvier e il catastrofismo 2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL EVOLUZIONISMO MODERNO Il viaggio di Darwin - L evoluzione: dall antenato comune alla varietà dei viventi Il meccanismo dell evoluzione: la selezione naturale La teoria dell evoluzione per selezione naturale Le prove dell evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l anatomia comparata 3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA? I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti - I primi organismi fotosintetici. La cellula eucariotica - La pluricellularità - Classificazione e filogenesi - Gli alberi filogenetici - Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l evoluzionismo Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck Individuare gli aspetti più innovativi della teoria evolutiva di Lamarck Descrivere la teoria del catastrofismo Descrivere le osservazioni che colpirono Darwin durante il suo viaggio Spiegare il legame tra variabilità all interno di una specie e selezione artificiale Illustrare la teoria di Darwin dell evoluzione per selezione naturale 8

9 Descrivere le prove a favore dell evoluzione fornite dalla paleontologia, dalla biogeografia e dall anatomia comparata Distinguere le strutture analoghe da quelle omologhe Spiegare l importanza dei fossili e dello studio stratigrafico delle rocce per ricostruire la storia della vita Identificare nei microrganismi procariotici i primi esseri viventi comparsi sulla Terra Spiegare come i primi organismi fotosintetici hanno modificato l atmosfera terrestre Definire la filogenesi mettendola in relazione con la classificazione Spiegare cosa rappresentano le ramificazioni in un albero filogenetico Spiegare in che modo i naturalisti ricostruiscono un albero filogenetico Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria darwiniana Comprendere come diverse discipline quali la paleontologia, la genetica, la biochimica, l etologia, oltre all analisi dei dati morfologici permettano ai naturalisti di stabilire i criteri più adeguati per la classificazione degli organismi viventi Contenuti per i saperi minimi di biologia Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita 1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI La cellula. Il metabolismo e l omeostasi Cellule, tessuti, organi e apparati. La teoria dell evoluzione La varietà dei viventi: archei e batteri; eucarioti (protisti, piante, funghi, animali) 2 IL METODO SCIENTIFICO DALL OSSERVAZIONE ALLA TEORIA Le caratteristiche che distinguono un indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica sperimentale La teoria scientifica Capitolo 2 Le molecole della vita 1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA DELL ACQUA La struttura della molecola d acqua - Le proprietà dell acqua: densità, coesione e adesione, tensione superficiale Il calore specifico - La scala del ph 2 LE PROPRIETA DELLE BIOMOLECOLE Monomeri e polimeri Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Condensazione e idrolisi dei polimeri 3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche dei carboidrati I monosaccaridi - Polisaccaridi di riserva e di struttura 4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Le quattro strutture delle proteine (primaria, secondaria, terziaria, quaternaria) La specificità delle proteine 5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi 6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA Capitolo 3 Osserviamo la cellula 1 LA CELLULA È L UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA Le dimensioni delle cellule 2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI QUELLE EUCARIOTICHE Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche 3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche La suddivisione in compartimenti e gli organuli cellulari - La cellula animale e la cellula vegetale 4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L INFORMAZIONE GENETICA I ribosomi e la sintesi delle proteine 5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L apparato di Golgi - I lisosomi - 9

10 6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L ENERGIA I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi 7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli 8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L ADESIONE TRA LE CELLULE La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare Capitolo 4 La cellula al lavoro 1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L AMBIENTE Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche Metabolismo cellulare: reazioni anaboliche e reazioni cataboliche 2 L ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL ENERGETICA BIOCHIMICA Struttura e funzione dell ATP - La fosforilazione 3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici 4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le proteine di membrana; carboidrati sulla membrana 5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN USCITA DALLA CELLULA Diffusione semplice e facilitata - L osmosi - Il trasporto attivo 6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA CELLULA PER ENDOCITOSI ED ESOCITOSI Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi Capitolo 5 Il metabolismo energetico 1 IL METABOLISMO ENERGETICO Organismi eterotrofi ed autotrofi 2 IL METABOLISMO DEL GLUCOSIO SERVE PER PRODURRE ENERGIA SOTTO FORMA DI ATP Le due fasi della glicolisi - La fermentazione lattica - La fermentazione alcolica Le tappe del ciclo di Krebs La fosforilazione ossidativa - La catena di trasporto degli elettroni - La chemiosmosi - 3 LA RESPIRAZIONE CELLULARE E INTEGRATA CON IL METABOLISMO La demolizione di molecole complesse 4 LA FOTOSINTESI: ENERGIA DAL SOLE Le due fasi della fotosintesi - Le clorofille e i pigmenti fotosintetici - I fotosistemi - Il flusso di elettroni dall acqua al NADPH - La produzione di ATP per chemiosmosi - Il ciclo di Calvin Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli organismi 1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI La riproduzione sessuata e quella asessuata - La scissione binaria nei procarioti 2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE Il ciclo cellulare comprende l interfase e la fase mitotica - Duplicazione e spiralizzazione del DNA - I cromatidi fratelli - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase - La citodieresi nelle cellule animali e vegetali - 3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti; cellule aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione sessuata e variabilità genetica Capitolo 7 La storia e l'evoluzione degli esseri viventi 1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck 2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL EVOLUZIONISMO MODERNO Il meccanismo dell evoluzione: la selezione naturale La teoria dell evoluzione per selezione naturale Le prove dell evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l anatomia comparata 3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA? I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti - I primi organismi fotosintetici. La cellula eucariotica - La pluricellularità 10

11 SCANSIONE TEMPORALE DEI I contenuti indicati saranno sviluppati dai singoli docenti secondo le modalità e con l ordine ritenuti più idonei alla classe, e alle scelte metodologiche da essi operate, mediante attività teoriche ed osservativo-sperimentali in aula e/o in laboratorio, all interno del percorso indicato. Nel corso ad indirizzo Scienze Applicate, in relazione al maggior numero di ore disponibili (4 settimanali), sarà possibile effettuare attività di approfondimento e ricerca sui temi trattati METODO Sarà privilegiata la lezione frontale con verifiche costanti sugli argomenti svolti per seguire il processo di apprendimento della classe in relazione agli obiettivi prefissati e per intervenire prontamente nei casi di ritardo. La lezione verrà svolta secondo il modello della relazione argomentata, per indicare, nella fase di approccio alla materia, un modello metodologico di studio. Utilizzata anche la scoperta guidata par stimolare la partecipazione attiva e sviluppare il processo logico dell apprendimento, utilizzabile anche in campi diversi da quello dello studio attuale MEZZI E STRUMENTI UTILIZZATI Il libro di testo è alla base del lavoro, in considerazione dell importanza di promuovere e potenziare la capacità di lettura autonoma di un argomento scientifico. La strumentazione presente in laboratorio (audiovisivi, microscopi, plastici, materiale chimico)sarà un utile supporto per avvicinare gli alunni al metodo sperimentale e sarà utilizzata sia con lezioni dimostrative, sia, quando possibile, direttamente dagli alunni. In particolare si cercherà di stimolare una manualità iniziale finalizzata all uso corretto del microscopio e alla preparazione di semplici preparati a fresco. Gli audiovisivi saranno invece utilizzati solo nelle fasi riassuntive e conclusive delle diverse unità didattiche, per non abituare gli alunni all osservazione passiva dei fenomeni VALUTAZIONE CRITERI DI VALUTAZIONE GENERALE La valutazione sarà formulata sulla base dei seguenti criteri di ordine generale: - Conoscenze, competenze e abilità acquisite - Metodo di studio utilizzato - Progresso nello studio - Impegno e partecipazione Per tutti gli alunni verranno effettuate: due verifiche nel trimestre e almeno due verifiche nel pentamestre Le verifiche potranno essere sia orali che scritte (test che potranno contenere risposte chiuse, completamenti, vero/falso, tabelle, ecc) su quesiti riguardanti il programma svolto fino all'esecuzione del compito. Il punteggio complessivo sarà riportatao matematicamente in decimi. Nei test saranno applicate le seguenti griglie: DESCRITTORI PUNTI Per l individuazione del complemento corretto o risposta corretta in una scelta 2 multipla fra 4-5 alternative Per l ndividuazione di 2 completamenti corretti in una scelta multipla fra 5 3 alternative Qualora sia indicata 1 sola risposta corretta o 1 corretta e una sbagliata 1 Per ogni corrispondenza o abbinamento esatti 1 Per ogni scelta corretta fra Vero o Falso Per ogni scelta mancante

12 Per ogni scelta errata -1 Per ogni individuazione del termine o completamento esatto fra 2 proposti 1 Per ogni termine o completamento corretto inserito in un brano o tabella 1 Per l individuazione di ogni risposta/complemento esatto di un gruppo numeroso di 1 opzioni, senza che ne venga nel testo indicato il numero Per l individuazione di ogni errore non segnalato in un breve brano e/o la correzione 1-2 dello stesso Per la formulazione autonoma di un completamento /opzione possibile 1-2 NEI PROBLEMI A SOLUZIONE RAPIDA PUNTI Per la corretta e linearità della strategia risolutiva 1,5 Per la completezza della soluzione 1 Per la correttezza nell esecuzione dei calcoli 0,5 totale 3 In presenza di problemi più complessi ed articolati i suddetti punteggi potranno essere 5 aumentati a NELLE BREVI RISPOSTE APERTE (3-6 RIGHE) secondo l ampiezza e complessità della domanda Per la pertinenza della risposta 1 Per la correttezza e completezza delle conoscenze 2-3 Per la correttezza linguistica e uso della terminologia specifica 1 Totale 4-5 Dopo aver attribuito a ciascuna risposta corretta il relativo punteggio il totale dei punti sarà riportato in decimi. Per le interrogazioni orali ( interrogazione lunga o interventi brevi ) sarà applicata la seguente griglia: INDICATORI DI LIVELLO DESCRITTORI Scarso (<4) Rifiuto della prova / non risponde alla richiesta / dichiara di non conoscere l argomento Insufficiente (4) Esprime pochi e stentati concetti in modo impacciato e/o mnemonico. Nessuna capacità di applicazione Mediocre (5) Esposizione incompleta, anche se corretta, dei principali concetti richiesti; capacità di applicazione delle conoscenze agli esercizi più semplici; poca autonomia nello studio Sufficiente (6) Conoscenza non approfondita degli argomenti basilari. Esposizione corretta anche se non disinvolta e personalizzata; diligenza nello studio Discreto (7) Esposizione organica dei concetti e sufficiente autonomia nello studio: capacità di esprimersi nel linguaggio specifico della disciplina. Buono (8) Preparazione approfondita, accompagnata da un esposizione precisa e puntuale in termini lessicali e contenutistici; autonomia di giudizio e rielaborazione dei contenuti proposti. Ottimo / Eccellente (9/10) Esposizione originale e creativa dei concetti che mette in luce una solida base culturale di derivazione anche extra-scolastica; capacità di esprimere giudizi critici e personali N.B. Quanto sopra specificato per METODO, MEZZI E STRUMENTI, VALUTAZIONE, MODALITÀ DI VERIFICA è riferito sia all insegnamento della Chimica sia a quello delle Biologia Ciampino 30 ottobre 2013 Elisabetta Barranca Rosa Teresa Bianchi 12

13 Stefano Di Bernardini Claudio Mecchia Maurizio Sabato Laura Giorgi Patrizia Moscatelli Clara Solfizi 13