Percorso formativo disciplinare. Disciplina: SCIENZE NATURALI. Anno scolastico 2015/2016 MODULO 1 LA BIOLOGIA E LA SCIENZA DELLA VITA:

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1 Percorso formativo disciplinare Disciplina: SCIENZE NATURALI CLASSE 2 Cm LICEO CLASSICO Anno scolastico 2015/2016 MODULO 1 LA BIOLOGIA E LA SCIENZA DELLA VITA: U.D. n 1: la Biologia studia gli esseri viventi: Le caratteristiche dei viventi: ciò che tutti abbiamo in comune; Gli organismi sono fatti di cellule: scoperta della cellula e sua definizione, affermazioni della teoria cellulare; Le cellule contengono informazioni ereditarie scritte in un linguaggio genetico universale; Le cellule ricavano dall ambiente energia e nutrienti; I viventi rispondono ai cambiamenti dell ambiente esterno regolando il proprio ambiente interno: metabolismo e omeostasi; Il mondo dei viventi è organizzato in livelli gerarchici: cellule, tessuti, organi e apparati; Gli esseri viventi interagiscono gli uni con gli altri: popolazione, comunità ed ecosistema; Tutti i viventi sono frutto dell evoluzione a partire da un antenato comune: definizione di specie e teoria dell evoluzione; La varietà degli esseri viventi è frutto dell evoluzione: differenze tra la cellula eucariotica e la cellula procariotica, classificazione dei viventi in domini e regni. MODULO 2 LE MOLECOLE DELLA VITA : U.D. n 1: la vita dipende dalle proprietà dell acqua:

2 La struttura chimica dell acqua le conferisce proprietà speciali: polarità e legami ad idrogeno; Il ghiaccio galleggia sull acqua liquida; Le temperature di fusione e di ebollizione dell acqua sono insolitamente alte; Anche la coesione e la tensione superficiale dell acqua dipendono dai legami ad idrogeno; Il calore specifico dell acqua è importante per la vita; L acqua è il solvente della vita; Proprietà delle soluzioni acquose; Il ph è la misura della concentrazione degli ioni idrogeno; APPROFONDIMENTO: gli esseri viventi sono costituiti principalmente da sei elementi. U.D. n 2: le proprietà delle biomolecole: Caratteristiche generali delle biomolecole; I composti del carbonio; La struttura delle biomolecole si riflette nella loro funzione; Quantificazione percentuale delle sostanze non minerali che si trovano nei tessuti; Caratteristiche salienti dei gruppi funzionali; Gli isomeri sono molecole composte dagli stessi atomi legati in modo diverso; Le macromolecole biologiche si formano per condensazione e si scindono per idrolisi; U.D. n 3: i carboidrati: struttura e funzioni: Caratteristiche generali dei carboidrati; I monosaccaridi sono zuccheri semplici e si legano mediante legami glicosidici; I polisaccaridi servono come riserve energetiche e materiali da costruzione; U.D. n 4: le proteine: struttura e funzioni: Caratteristiche generali delle proteine; Gli amminoacidi sono i costituenti delle proteine e le proprietà dei gruppi R; La struttura primaria di una proteina è data dalla sequenza dei suoi amminoacidi; La struttura secondaria di una proteina è affidata ai legami ad idrogeno; La struttura terziaria di una proteina è determinata dalle interazioni tra i gruppi R e l ambiente; La struttura quaternaria di una proteina consiste nell unione di più subunità;

3 La specificità di una proteina dipende dalla sua forma e dalle proprietà chimiche di superficie; Le condizioni ambientali influenzano la struttura di una proteina. U.D. n 5: i lipidi: struttura e funzioni: Caratteristiche generali dei lipidi; I grassi e gli oli immagazzinano l energia; Le membrane biologiche sono fatte di fosfolipidi; Altri lipidi diversi dai trigliceridi. U.D. n 6: gli acidi nucleici: struttura e funzioni: I nucleotidi costituiscono gli acidi nucleici; La specificità di un acido nucleico risiede nella sequenza dei suoi nucleotidi. MODULO 3 OSSERVIAMO LA CELLULA: U.D. n 1: la cellula è l unità elementare della vita: Le dimensioni delle cellule sono limitate dal rapporto fra superficie e volume: significato biologico; Per osservare le cellule occorrono due tipi di microscopio. U.D. n 2: le cellule procariotiche hanno una struttura più semplice di quelle eucariotiche: Caratteristiche generali di tutte le cellule procariotiche: membrana plasmatica, citoplasma, D.N.A. e ribosomi; Alcune cellule procariotiche presentano caratteri specializzati: parete cellulare e capsula, membrane interne, flagelli e pili. U.D. n 3: le caratteristiche delle cellule eucariotiche: Tutte le cellule eucariotiche hanno compartimenti interni comuni; Alcune cellule eucariotiche hanno compartimenti interni esclusivi; Funzioni delle membrane che avvolgono gli organuli.

4 U.D. n 4: il nucleo e i ribosomi elaborano l informazione genetica: Il nucleo e l informazione genetica: caratteristiche strutturali e funzionali; I ribosomi e la sintesi delle proteine: caratteristiche strutturali e funzionali; Legame funzionale tra il nucleo e i ribosomi. U.D. n 5: il sistema delle membrane interne: Il reticolo endoplasmatico ruvido e la sintesi di membrane e proteine: caratteristiche strutturali e funzionali; Il reticolo endoplasmatico liscio: caratteristiche strutturali e funzionali; L apparato di Golgi e la riorganizzazione delle proteine: caratteristiche strutturali e legame funzionale con il reticolo endoplasmatico ruvido; I lisosomi: caratteristiche strutturali e funzionali; I perossisomi e i vacuoli: caratteristiche strutturali e funzionali. U.D. n 6: gli organuli che trasformano l energia: i mitocondri e i cloroplasti: I mitocondri: caratteristiche strutturali, significato della respirazione cellulare e formula chimica sintetica della respirazione cellulare; Classificazione dei plastidi; cloroplasti: caratteristiche strutturali, significato della fotosintesi clorofilliana e formula chimica sintetica della fotosintesi. U.D. n 7: le cellule si muovono: il citoscheletro, le ciglia e i flagelli: Caratteristiche strutturali e funzionali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli; Le ciglia e i flagelli: caratteristiche strutturali e funzionali. U.D. n 8: le strutture extracellulari e l adesione tra le cellule: La parete delle cellule vegetali: caratteristiche strutturali e funzionali; La matrice extracellulare sostiene le funzioni dei tessuti animali: caratteristiche strutturali e funzionali; Nei tessuti animali, le cellule adiacenti sono tenute insieme da giunzioni cellulari: riconoscimento cellulare e adesione fra le cellule, tipi di giunzioni cellulari; Le giunzioni occludenti sigillano i tessuti: struttura e funzioni delle giunzioni occludenti; I desmosomi tengono unite le cellule, mentre le giunzioni serrate permettono la comunicazione intercellulare: struttura e funzioni.

5 MODULO 4 LA CELLULA AL LAVORO: U.D. n 1: gli organismi scambiano energia e materia con l ambiente : Definizione di energia ed energia potenziale chimica; Tutti gli organismi ricavano l energia dall ambiente esterno, trasformandola per creare ordine nel proprio ambiente interno; L ordine non è spontaneo e richiede lavoro: reazioni esoergoniche ed endoergoniche; Metabolismo cellulare ed energia: reazioni anaboliche e reazioni cataboliche e bilancio energetico. U.D. n 2: l A.T.P. svolge un ruolo fondamentale nell energia biochimica: Struttura chimica dell A.T.P; Idrolisi e sintesi dell A.T.P. con liberazione e immagazzinamento di energia; L idrolisi dell A.T.P. fa da tramite fra le reazioni esoergoniche e le reazioni endoergoniche. U.D. n 3: gli enzimi accelerano le reazioni metaboliche: Enzimi ed energia di attivazione: definizioni di enzima e di energia di attivazione, gli enzimi abbassano l energia di attivazione; Modalità di catalizzazione enzimatica: significato di catalizzazione, specificità enzimatica, complesso enzima-substrato, coenzimi, cofattori e gruppi prostetici; Fattori ambientali influenzanti l attività enzimatica: ph e temperatura. U.D. n 4: la struttura delle membrane biologiche: Il modello a mosaico fluido e cenni alle funzioni svolte dai componenti principali di membrana. U.D. n 5: le membrane regolano gli scambi di sostanze in entrata e in uscita dalla cellula: Cenni al significato del trasporto passivo per diffusione semplice, per osmosi e per diffusione facilitata e al significato del trasporto attivo; Cenni al significato di soluzione ipertonica e ipotonica.

6 U.D. n 6: le macromolecole entrano ed escono dalla cellula per endocitosi ed esocitosi: Meccanismi di endocitosi: fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori; L esocitosi espelle all esterno materiali della cellula. MODULO 5 INTRODUZIONE AL METABOLISMO ENERGETICO: U.D. n 1: il metabolismo energetico: Autotrofi ed eterotrofi: due diverse strategie per procurarsi l energia; Molte delle reazioni delle vie metaboliche sono reazioni redox: cenno al loro significato. U.D. n 2: il metabolismo del glucosio serve per produrre energia sotto forma di ATP: Introduzione alle fasi del catabolismo del glucosio nelle cellule eucariote e procariote: respirazione cellulare e fermentazione. MODULO 6 LA DIVISIONE CELLULARE E LA RIPRODUZIONE DEGLI ORGANISMI: U.D. n 1: la divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti: La divisione cellulare consente la produzione di nuove cellule; I procarioti si dividono per scissione binaria. U.D. n 2: la mitosi e il ciclo cellulare: Il ciclo cellulare: dalla formazione di una cellula alla sua divisione; Prima della mitosi, il DNA si duplica e si addensa; Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase; La citodieresi è la divisione del citoplasma; La mitosi e la riproduzione asessuata.

7 U.D. n 3: la riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione: La maggior parte degli organismi si riproduce per via sessuata; La meiosi consiste in due divisioni successive; Durante la meiosi 1 avviene il crossing-over e si separano i cromosomi omologhi; La seconda divisione meiotica separa i cromatidi fratelli. U.D. n 4: la riproduzione sessuata e la varietà dei viventi: Gli individui di una stessa specie hanno lo stesso numero e tipo di cromosomi; La riproduzione sessuata produce variabilità nell ambito di una specie. Il Docente Prof. Sampaolesi Loris DATA: 04/06/2016

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