PROGRAMMA DI SCIENZE CLASSE III B LICEO ANNO SCOLASTICO Insegnante ANSUINI PAOLA BIOLOGIA

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1 CAPITOLO 1: La struttura della materia PROGRAMMA DI SCIENZE CLASSE III B LICEO ANNO SCOLASTICO Insegnante ANSUINI PAOLA BIOLOGIA 1.2 Gli atomi 1.3 Elettroni ed energia 1.4 Legami chimici e molecole 1.5 Reazioni chimiche 1.6 Gli elementi biologicamente importanti 1.7 La struttura della molecola dell acqua 1.8 Conseguenze del legame a idrogeno 1.9 L acqua come solvente 1.10 La ionizzazione dell acqua 1. Definizione di elemento chimico 2. Particelle che compongono un atomo 3. Definizione di peso e numero atomico 4. Concetto di isotopo 1. Livelli di energia 2. Disposizione degli elettroni nei principali elementi 3. Organizzazione degli elementi nella tavola periodica 1. Caratteristiche dei legami ionici 2. Caratteristiche dei legami covalenti 3. Legami covalenti semplici, doppi e tripli 4. Legami covalenti polari e non polari 5. Concetto di elettronegatività 1. Definizione di reazione chimica 2. Rappresentazione e bilanciamento di semplici reazioni chimiche 1. Principali elementi che compongono i tessuti viventi 1. Polarità della molecola dell acqua 2. Formazione del legame a idrogeno 3. Conseguenze dei legami a idrogeno: tensione superficiale, capillarità e resistenza ai cambiamenti di temperatura 1. Tensione superficiale 2. Capillarità e imbibizione 3. Concetto di calore specifico 4. Fenomeni di evaporazione e di solidificazione 1. Caratteristiche dei soluti e dei solventi 2. Sostanze idrofile e idrofobe 1. Ionizzazione dell acqua 2. Proprietà degli acidi e delle basi 3. Scala del ph e concentrazione degli ioni H 1 e OH 2 a. Descrivere la struttura generale dell atomo b. Distinguere tra numero atomico e numero di massa c. Spiegare in che cosa differiscono due isotopi a. Costruire il modello di Bohr dei primi 20 elementi della tavola periodica b. Mettere in relazione il cambiamento di livello energetico degli elettroni con la quantità di energia potenziale in loro possesso c. Ricavare dalla tavola periodica il numero di massa degli elementi d. Distinguere tra gruppi e periodi della tavola periodica e. Mettere in relazione la disposizione degli elettroni con la tendenza di un atomo a reagire a. Distinguere un atomo da uno ione b. Riconoscere quali forze intervengono nella formazione del legame ionico c. Spiegare il significato dell espressione «condivisione di elettroni» nella formazione del legame covalente d. Distinguere i legami covalenti semplici, doppi e tripli e. Definire un legame covalente polare a. Descrivere il significato delle parti e dei simboli che caratterizzano un equazione chimica b. Individuare in una reazione i reagenti e i prodotti c. Saper bilanciare una semplice reazione chimica a. Elencare gli elementi chimici che fanno parte dell acronimo C H N O P S specificando quali sono i 3 elementi che compaiono in percentuali maggiori negli esseri umani a. Rappresentare la struttura di una molecola d acqua b. Individuare le zone polari di una molecola d acqua in relazione alle posizioni degli atomi che la compongono c. Descrivere le caratteristiche del legame a idrogeno d. Saper schematizzare 5 molecole d acqua unite tra loro da legami a idrogeno a. Analizzare i fenomeni della tensione superficiale e della capillarità in termini di coesione e adesione b. Motivare le cause della resistenza dell acqua ai cambiamenti di temperatura c. Spiegare l influenza del legame a idrogeno nell evaporazione e nella solidificazione dell acqua a. Distinguere il comportamento dei soluti da quello dei solventi b. Spiegare perché l acqua è considerata un buon solvente c. Distinguere una molecola idrofila da una idrofoba in base alle sue caratteristiche strutturali a. Definire il concetto di concentrazione b. Enunciare le proprietà di acidi e basi c. Descrivere il diverso comportamento in soluzione acquosa di un acido/base forte e di un acido/base debole d. Saper interpretare la scala del ph e. Fornire una spiegazione della neutralità dell acqua partendo dal suo processo di ionizzazione

2 CAPITOLO 2: Le biomolecole 2.1 Il ruolo centrale del carbonio 2.2 I carboidrati 2.3 I lipidi 2.4 Le proteine 2.5 Nucleotidi e acidi nucleici 1. Atomo di carbonio e scheletro carbonioso 2. Concetto di isomeria 3. Monomeri e polimeri 4. Differenza tra idrolisi e condensazione 5. Alcoli, aldeidi e chetoni 6. Acidi carbossilici 7. Ammine 1. Principali monosaccaridi e disaccaridi 2. Polisaccaridi di riserva e di struttura di origine sia animale sia vegetale 1. Caratteristiche dei lipidi 2. Struttura dei trigliceridi 3. Fosfolipidi e i glicolipidi 4. Cere 5. Steroidi 1. Struttura e tipi di amminoacidi 2. Formazione dei legami peptidici 3. I quattro livelli di organizzazione delle proteine 4. Enzimi 1. Struttura dei nucleotidi 2. Molecole di RNA e DNA e relative funzioni 3. Concetto di gene 4. Composizione e funzione della molecola di ATP CAPITOLO 3: Origine ed evoluzione delle cellule 3.1 La nascita dell Universo 3.2 L origine della vita 3.3 Procarioti ed eucarioti 3.4 Eterotrofi e autotrofi 1. Teoria del Big Bang 2. Origine del Sistema solare 3. Formazione ed evoluzione del pianeta Terra 4. Composizione dell atmosfera primitiva 1. Ipotesi di Oparin 2. Esperimento di Miller 4. Comparsa delle prime cellule 5. Ipotesi dell origine extraterrestre della vita 1. Formazione delle prime cellule procariote 2. Differenze strutturali tra cellule procariote ed eucariote 3. Origine delle cellule eucariote secondo la teoria endosimbiontica 1. Processi di respirazione cellulare e di fotosintesi clorofilliana 2. Differenze tra cellule autotrofe ed eterotrofe 3. Tipi di organismi autotrofi e loro a. Mettere a confronto le formule di struttura lineare e ad anello di glucosio e fruttosio b. Definire i termini monomero e polimero c. Spiegare in che cosa consistono le reazioni di idrolisi e di condensazione d. Indicare per ogni classe di composti il corrispondente gruppo funzionale e. Individuare, anche in molecole complesse, la presenza dei diversi gruppi funzionali che la compongono a. Rappresentare le formule grezze e di struttura del glucosio e del fruttosio b. Spiegare la funzione dei seguenti disaccaridi: saccarosio, lattosio, trealosio c. Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi a. Descrivere la struttura delle molecole dei trigliceridi evidenziando la reazione di condensazione tra acidi grassi e glicerolo b. Distinguere tra acidi grassi saturi e insaturi c. Descrivere le caratteristiche funzionali dei fosfolipidi derivandole dalle loro proprietà polari d. Definire il ruolo strutturale delle cere e. Spiegare la funzione e i possibili effetti patologici legati alla presenza nel sangue del colesterolo a. Riconoscere i gruppi funzionali degli amminoacidi b. Spiegare che cosa può differenziare due proteine che contengono lo stesso numero di amminoacidi c. Mettere in relazione il livello di organizzazione delle proteine con le rispettive funzioni d. Ricavare da ogni macromolecola (polisaccaridi, lipidi, proteine, acidi nucleici) i monomeri che la costituiscono e. Spiegare la funzione degli enzimi a. Specificare le subunità che costituiscono i nucleotidi b. Riconoscere l importanza dei nucleotidi nella formazione degli acidi nucleici c. Costruire un modello di DNA evidenziando l importanza della sequenza di basi azotate d. Descrivere i ruoli biologici del DNA e dell RNA e. Descrivere le parti che costituiscono una molecola di ATP f. Mettere in relazione l acquisto o la perdita di un gruppo fosfato dell ATP in termini di trasferimenti di energia g. Distinguere tra la funzione energetica del glucosio e quella dell ATP a. Descrivere la principale ipotesi sull origine dell Universo b. Ripercorrere le principali tappe della nascita del nostro Sistema solare c. Spiegare in che modo si è evoluto il nostro pianeta d. Descrivere le ipotetiche condizioni ambientali del nostro pianeta 4 miliardi di anni fa a. Descrivere l ipotesi di Oparin sull evoluzione chimica dell origine della vita b. Descrivere l esperimento di Miller, analizzandone le conclusioni a. Elencare le strutture comuni alle cellule eucariote e procariote b. Nominare alcune strutture e alcuni organuli cellulari presenti solo nelle cellule eucariote c. Descrivere la teoria endosimbiontica relativa alla formazione delle cellule eucariote a. Mettere in evidenza le differenze funzionali dei mitocondri e dei cloroplasti b. Descrivere le modalità di nutrizione di una cellula eterotrofa c. Illustrare il modo in cui le cellule autotrofe si procurano le

3 3.5 Origini della pluricellularità importanza sul nostro pianeta 4. Ipotesi chemiosintetica sull origine delle prime cellule 1. Comparsa dei primi organismi pluricellulari 2. Organismi coloniali 3. Concetto di dominio 4. Peculiarità dei diversi regni appartenenti al mondo degli eucarioti molecole organiche d. Analizzare le condizioni ambientali della Terra primitiva per spiegare la teoria chemiosintetica e. Elencare le strutture e gli organuli che differenziano una cellula autotrofa da una eterotrofa a. Distinguere tra organismi unicellulari, colonie e organismi pluricellulari b. Associare a ogni dominio le proprie caratteristiche distintive c. Enunciare le principali peculiarità degli eucarioti in base a cui sono stati suddivisi in quattro regni CAPITOLO 4: Strutture e funzioni della cellula 4.1 Le cellule procariote 4.2 Forma e dimensioni delle cellule 4.3 Gli involucri cellulari esterni 4.4 Il nucleo 4.5 Il citoplasma 1. Struttura delle cellule batteriche 2. Definizione di nucleoide, capsula, pili e flagelli 3. Suddivisione dei batteri in base alla morfologia e al metabolismo 1. Dimensioni delle cellule 2. Rapporto tra area superficiale e volume 3. Relazione tra dimensioni cellulari e funzioni del nucleo 4. Forma delle cellule 1. Struttura della membrana cellulare 2. Struttura e funzione della parete cellulare 1. Membrana nucleare e pori 2. Funzione del nucleo 3. Lavoro sperimentale di Hertwig 1. Citoplasma e citosol 2. Struttura e funzioni del reticolo endoplasmatico, dei lisosomi, degli apparati di Golgi, dei cloroplasti, dei mitocondri e del citoscheletro 3. Struttura e funzione delle ciglia e dei flagelli; i corpi basali 4. Centrioli a. Descrivere la struttura delle cellule batteriche con particolare riferimento agli involucri esterni b. Spiegare la funzione del nucleoide c. Motivare la grande diffusione dei batteri d. Descrivere le diverse forme batteriche a. Spiegare perché le cellule devono essere di dimensioni molto limitate b. Mettere in relazione le dimensioni con il metabolismo delle cellule c. Conoscere le dimensioni medie delle cellule procariote ed eucariote d. Mettere in relazione la forma e la funzione delle cellule a. Descrivere la struttura chimica della membrana cellulare b. Descrivere la struttura chimica della parete cellulare c. Distinguere tra parete primaria, secondaria e lamella mediana a. Descrivere la funzione di alcune componenti del nucleo quali gli acidi nucleici, il nucleolo e la membrana nucleare b. Spiegare come Hertwig giunse alla definizione della funzione del nucleo a. Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici b. Spiegare il ruolo e la struttura del citoscheletro c. Descrivere la struttura e la funzione dell apparato di Golgi, specificando le diverse tipologie di utilizzo dei prodotti elaborati d. Descrivere la funzione dei lisosomi spiegando in che cosa consiste la loro potenziale pericolosità per la cellula e. Spiegare le diverse funzioni dei proteasomi e perossisomi f. Spiegare il ruolo dei vacuoli e delle vescicole g. Descrivere la struttura di un cloroplasto mettendola in relazione alla funzione fotosintetica h. Descrivere la struttura dei mitocondri, sottolineandone la presenza nelle cellule sia autotrofe sia eterotrofe i. Descrivere la struttura delle ciglia e dei flagelli l. Mettere in relazione la presenza dei corpi basali con quella dei centrioli CAPITOLO 5: Comunicazione tra cellula e ambiente 5.1 La membrana cellulare 5.2 Movimento delle molecole d acqua 1. Struttura a doppio strato lipidico della membrana cellulare 2. Proteine integrali di membrana 3. Modello a mosaico fluido 4. Glicolipidi e glicoproteine 1. Fattori che determinano il potenziale idrico 2. Gradiente di concentrazione a. Descrivere la struttura della membrana cellulare b. Illustrare le caratteristiche chimiche che rendono la membrana permeabile a certe sostanze e impermeabile ad altre c. Spiegare la funzione delle proteine presenti nella membrana a. Definire il potenziale idrico b. Spiegare in che modo il potenziale idrico influisce sul movimento delle molecole d acqua c. Elencare alcune sostanze che possono attraversare liberamente la membrana cellulare

4 5.3 Trasporto passivo 5.4 Trasporto attivo 5.5 Trasporto mediato da vescicole 5.6 Comunicazioni tra cellule 1. Concetto di trasporto passivo 2. Fenomeno della diffusione 3. Esempi di diffusione nelle cellule 4. Conseguenze della semipermeabilità della membrana cellulare 5. Processo di osmosi 6. Soluzioni ipertoniche, ipotoniche e isotoniche 1. Caratteristiche del trasporto attivo 2. Pompa sodio-potassio 1. Endocitosi (fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da vescicole) 2. Esocitosi 1. Tipi di giunzioni tra cellule 2. Scambi d informazione mediante messaggeri chimici 3. La trasduzione del segnale a. Definire il fenomeno della diffusione b. Mettere a confronto un movimento di molecole «secondo gradiente» con uno «contro gradiente» c. Correlare il fenomeno dell osmosi con il concetto di «movimento netto» delle molecole d. Conoscere i dispositivi mediante cui la cellula regola l afflusso d acqua e di soluti al suo interno e. Descrivere il fenomeno della diffusione facilitata a. Specificare i tre tipi di trasporto attivo mettendoli a confronto b. Spiegare il funzionamento della pompa sodio-potassio a. Distinguere i diversi processi di endocitosi b. Spiegare come avviene l esocitosi nelle cellule a. Distinguere i vari tipi di giunzioni che mettono in comunicazione le cellule di un tessuto b. Spiegare in che cosa consiste la traduzione del segnale CAPITOLO 9: Mitosi: le cellule si duplicano 9.1 La divisione cellulare negli organismi procarioti 9.2 La divisione cellulare negli organismi eucarioti 9.3 Il ciclo cellulare 9.4 La mitosi 9.5 La citodieresi 9.6 Mitosi e cancro 1. Cromosoma batterico 2. Processo di divisione cellulare nei procarioti 1. Funzione della divisione cellulare negli organismi pluricellulari 2. Organizzazione del materiale genetico negli eucarioti 3. Significato dei termini «mitosi» e «citodieresi» 1. Fasi del ciclo cellulare 2. Dipendenza dall ancoraggio e inibizione da contatto 3. Fattori di crescita: interleuchine ed eritropoietine 1. Fuso mitotico 2. Strutture che fanno parte dei cromosomi duplicati 3. Eventi che caratterizzano le quattro fasi della mitosi 4. Caratteristiche delle cellule prodotte dalla mitosi 1. Funzione della citodieresi 2. Processo di citodieresi nelle cellule animali e vegetali 1. Relazione tra mitosi e cancro 2. Tumore benigno e maligno; le metastasi 3. Principali terapie per la cura del cancro a. Descrivere il processo di duplicazione del materiale genetico di un batterio a. Descrivere le funzioni della mitosi negli organismi pluricellulari b. Descrivere le differenze tra i cromosomi delle cellule procariote ed eucariote c. Spiegare la funzione del processo mitotico a. Interpretare il ciclo cellulare come un processo fondamentale che consente la continuità della vita di tutti gli organismi eucarioti b. Distinguere tra fase G1, S e G2 c. Descrivere le peculiarità delle cellule staminali del midollo osseo d. Mettere in relazione l azione dei fattori di controllo del ciclo cellulare con la possibilità di insorgenza di un tumore e. Spiegare le differenze tra la dipendenza dall ancoraggio e l inibizione da contatto, facendo esempi degli effetti prodotti dal mancato funzionamento di questi sistemi di regolazione a. Descrivere l origine e la funzione del fuso mitotico b. Spiegare perché i cromosomi, all inizio della mitosi, hanno una forma a X c. Spiegare i motivi della scomparsa della membrana nucleare all inizio della mitosi d. Descrivere in modo preciso gli eventi di ognuna delle quattro fasi mitotiche e. Evidenziare la precisione con cui il processo mitotico porta a una corretta distribuzione del materiale genetico tra le due cellule figlie f. Spiegare perché interfase e mitosi sono processi consecutivi e tra loro dipendenti g. Motivare, attraverso lo studio del processo mitotico, l uguaglianza genetica delle due cellule figlie a. Descrivere gli eventi della citodieresi b. Mettere a confronto la citodieresi delle cellule animali con quella delle cellule vegetali c. Ipotizzare che cosa potrebbe accadere a una cellula se, dopo la mitosi, non attuasse la citodieresi a. Distinguere tra tumore benigno e tumore maligno b. Spiegare che cos è una metastasi c. Distinguere tra chemioterapia e radioterapia d. Descrivere lo stile di vita grazie a cui si potrebbe prevenire il cancro

5 9.7 Mitosi e riproduzione asessuata 1. Ruolo della mitosi nella riproduzione 2. Esempi e svantaggi della riproduzione asessuata a. Mettere in relazione la mitosi con la riproduzione asessuata b. Distinguere la riproduzione sessuata da quella asessuata CAPITOLO 10: Meiosi e riproduzione sessuata 10.1 Aploide e diploide 10.2 Fasi della meiosi 10.3 Meiosi e ciclo vitale 10.4 La meiosi nella specie umana 10.5 Errori nel processo meiotico 1. Definizione di gamete e di zigote 2. Ciclo vitale (meiosi e fecondazione) 3. Cellule aploidi e diploidi 4. Cromosomi omologhi 1. Principali eventi della prima divisione meiotica 2. Processo di crossing over 3. Seconda divisione e la conclusione del processo meiotico 1. Importanza della mitosi e della meiosi nei cicli vitali 2. Diversi tipi di cicli vitali negli organismi unicellulari, nei protisti, nei funghi, nelle piante e negli animali 3. Processo di alternanza di generazioni 1. Formazione dei gameti nell uomo: spermatociti primari e secondari, spermatidi e spermatozoi 2. Formazione dei gameti nella donna: spermatociti primari e secondari, corpuscoli polari e ovuli 1. Autosomi e cromosomi sessuali 2. Differenze tra il cromosoma X e il cromosoma Y 3. Particolarità delle trisomie 4. Non-disgiunzione e traslocazione come causa di trisomie 5. Delezione e sue conseguenze 6. Duplicazione di segmenti di cromosoma CAPITOLO 24: I sistemi muscolare e scheletrico 24.1 L organizzazione corporea dei mammiferi 24.2 I tessuti del corpo umano 1. Principali cavità del corpo umano e organi presenti al loro interno 2. Organismi ectotermi ed endotermi 3. Organizzazione strutturale degli esseri viventi 1. Tessuto epiteliale: struttura e utilità 2. Tipi di tessuto epiteliale 3. Tessuto connettivo: sostanza fondamentale e tipi di fibre 4. Tessuto muscolare: scheletrico, cardiaco e liscio 5. Tessuto nervoso: composizione 6. Struttura di un neurone motorio a. Spiegare la differenza tra cellule somatiche e gameti b. Comprendere la differenza tra aploide e diploide c. Spiegare perché non è possibile una fecondazione che non sia preceduta da meiosi d. Descrivere le analogie tra cromosomi omologhi, spiegando anche la loro diversa origine a. Analizzare le fasi della meiosi I individuando gli eventi che portano alla formazione di due nuclei aploidi b. Comprendere il meccanismo del crossing over e la sua importanza per una maggiore variabilità genetica c. Evidenziare le differenze tra le fasi della prima divisione meiotica con quelle della mitosi d. Descrivere le fasi della meiosi II, sottolineando le analogie con il processo mitotico e spiegare perché è indispensabile una seconda divisione meiotica, nonostante i nuclei siano aploidi già dopo la meiosi I e. Confrontare il contenuto genetico dei nuclei formatisi al termine della prima divisione meiotica con quelli della seconda divisione meiotica a. Interpretare i cicli vitali come il risultato evolutivo dei processi di riproduzione sessuata b. Individuare nei cicli vitali degli organismi i processi mitotici e quelli meiotici e distinguere la fase aploide da quella diploide c. Descrivere il ciclo vitale delle piante, specificando le differenze con quello degli animali d. Descrivere il ciclo vitale umano a. Descrivere i processi di gametogenesi maschile e femminile e motivare le cause della loro differente durata b. Confrontare un oocita secondario con un corpuscolo polare c. Sottolineare analogie e differenze nei due processi di gametogenesi maschile e femminile d. Spiegare perché, in gran parte dei casi, nelle donne non avviene la seconda divisione meiotica a. Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali b. Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei gameti in seguito a errori del processo meiotico c. Determinare le fasi meiotiche in cui possono aver luogo i fenomeni di non-disgiunzione e di traslocazione d. Specificare le anomalie che si possono osservare nei 4 gameti prodotti in seguito a non-disgiunzione e traslocazione e. Descrivere le conseguenze dei processi di delezione e duplicazione cromosomica a. Elencare le principali cavità del corpo umano specificando gli organi in esse contenuti b. Spiegare come fanno gli organismi ectotermi ed endotermi a procurarsi energia c. Motivare la maggiore efficienza del corpo degli endotermi rispetto a quello degli ectotermi d. Descrivere l organizzazione gerarchica della struttura corporea degli animali a. Elencare le diverse tipologie di tessuto epiteliale specificandone le rispettive funzioni b. Spiegare la funzione della lamina basale c. Fare esempi di tessuto epiteliale, mono e pluristratificato, e di tessuto squamoso, cubico e cilindrico d. Spiegare la funzione della matrice extracellulare del tessuto connettivo e. Elencare i principali tipi di tessuto connettivo

6 24.3 Alcune importanti funzioni dell organismo 24.4 Il sistema muscolare 1. Concetto di omeostasi 2. Metabolismo corporeo 3. Sistemi di integrazione e controllo 4. Meccanismo a feedback 1. Tendini e legamenti 2. Proteine presenti nei muscoli: actina e miosina 3. Struttura del muscolo scheletrico: fibre, miofibrille e sarcomeri 4. Processo di contrazione muscolare 5. Giunzioni neuromuscolari descrivendone le funzioni f. Distinguere tra muscolo liscio, striato e cardiaco, mettendo ogni tipo di muscolo in relazione alla sua efficienza e al tipo di controllo g. Descrivere la struttura di un neurone h. Elencare le diverse tipologie di neuroni a. Spiegare perché gli organismi di piccole dimensioni hanno maggiori difficoltà nell attuare l omeostasi b. Spiegare il significato di metabolismo c. Descrivere le differenti azioni regolatrici del sistema nervoso e di quello endocrino d. Spiegare come funziona un meccanismo a feedback negativo a. Distinguere tra tendini e legamenti specificando le loro rispettive funzioni b. Descrivere nei dettagli la struttura delle fibre del muscolo scheletrico, spiegando anche le varie parti che costituiscono un sarcomero c. Spiegare con precisione il processo della contrazione muscolare, esplicitando il consumo di ATP d. Descrivere, anche dal punto di vista chimico, il sistema di comunicazione tra cellula nervosa e fibra muscolare CAPITOLO 25: Il sistema digerente 25.1 Il sistema digerente: un introduzione 25.2 Masticazione e deglutizione del cibo 25.3 Lo stomaco: demolizione del cibo 25.4 L intestino tenue: digestione e assorbimento del cibo 25.5 L intestino crasso: assorbimento ed eliminazione 25.6 Regolazione del glucosio ematico 25.7 Una dieta corretta 1. Principali organi del sistema digerente 2. Tessuti che formano il canale digerente e loro caratteristiche 3. Peristalsi 4. Ruolo degli sfinteri 1. Cavità orale: denti e lingua 2. Ghiandole ed enzimi salivari 3. Faringe, epiglottide ed esofago: la deglutizione 1. Struttura e funzioni dello stomaco 2. Succhi gastrici 3. Processi digestivi nello stomaco 4. Patologie a livello gastrico: gastrite e ulcera 1. Struttura dell intestino tenue 2. Digestione e assorbimento nell intestino tenue 3. Ghiandole annesse all intestino tenue: fegato e pancreas 4. Epatiti virali 5. Regolazione dei processi digestivi e principali ormoni coinvolti 6. Assorbimento delle sostanze nutritive 1. Struttura e funzioni dell intestino crasso 2. Intestino cieco: l appendice 3. Assorbimento dell acqua a livello del colon 1. Controllo della glicemia quale importante processo omoestatico 2. Ruolo del fegato nel regolare la concentrazione di glucosio nel sangue 1. Molecole nutritive indispensabili 2. Amminoacidi essenziali 3. Classificazione e funzione delle a. Elencare le parti costitutive del canale digerente b. Descrivere le fasi del processo digestivo c. Spiegare la struttura e la funzione di mucosa, sottomucosa, tonaca muscolare e sierosa d. Spiegare il significato del termine peristalsi e la funzione degli sfinteri a. Descrivere la cavità orale, specificando la funzione delle diverse tipologie di denti b. Descrivere le funzioni digestive che avvengono nella bocca c. Spiegare come avviene la corretta deglutizione del cibo senza che si rischi il soffocamento a. Descrivere la struttura dello stomaco spiegando perché questo organo non digerisce le proprie pareti b. Elencare i principali componenti dei succhi gastrici, motivando l importanza della loro elevata acidità c. Individuare le sostanze che vengono digerite nello stomaco d. Descrivere le principali patologie che colpiscono lo stomaco e le modalità della loro cura e prevenzione a. Descrivere le sostanze che partecipano ai processi digestivi a livello dell intestino tenue b. Giustificare la presenza di villi e microvilli nell intestino tenue c. Mettere in relazione la struttura dei villi con la loro funzione d. Distinguere tra enzimi e ormoni digestivi, individuando per ciascuno le sedi di produzione e le modalità d azione e. Spiegare la funzione della vena porta epatica f. Seguire il percorso e le trasformazioni delle sostanze che compongono gli alimenti fino al momento del loro passaggio nella corrente sanguigna a. Distinguere tra le diverse modalità di assorbimento delle sostanze nutritive b. Descrivere le cause che possono portare all infiammazione dell appendice c. Spiegare le conseguenze di un anomalo riassorbimento di acqua a. Motivare l immagazzinamento del glucosio operato dal fegato b. Individuare le molecole coinvolte a livello epatico nel mantenimento di una glicemia costante c. Saper comprendere i diversi fenomeni che interagiscono per il mantenimento di una glicemia corretta a. Descrivere il valore energetico delle diverse classi di composti organici b. Spiegare che cosa si intende per amminoacidi essenziali

7 vitamine 4. Caratteristiche di una alimentazione varia e adeguata al proprio organismo c. Mettere in evidenza l utilità delle vitamine e delle sostanze inorganiche nell alimentazione d. Spiegare l importanza per il benessere fisico di ingerire le sostanze che il nostro corpo non è in grado di sintetizzare e. Mettere in relazione alcune malattie del sistema digerente con un errato stile alimentare f. Comprendere che il benessere fisico e psichico dell uomo dipende da una alimentazione sana e adeguata alle proprie necessità CAPITOLO 26: Il sistema respiratorio 26.1 Diffusione e pressione atmosferica 26.2 Il sistema respiratorio 26.3 Trasporto e scambi di gas 26.4 Il controllo della respirazione CAPITOLO 27: Il sistema circolatorio 1. Trasporto per diffusione e per flusso di massa 2. Concetto di pressione atmosferica 3. Pressione parziale dell ossigeno 4. Pressione dell aria ed embolia 1. Localizzazione e funzione degli organi che compongono il sistema respiratorio umano: faringe, laringe, trachea, bronchi, bronchioli e polmoni 2. Principali malattie del sistema respiratorio 3. Meccanica respiratoria: inspirazione ed espirazione 1. Funzione dell emoglobina 2. Trasporto dell ossigeno dai polmoni ai tessuti 3. Processi mediante cui viene eliminata l anidride carbonica 1. Localizzazione dei neuroni responsabili del controllo del respiro 2. Cellule chemiocettrici presenti nei corpi carotidei 3. Condizioni chimiche del sangue che determinano una respirazione più lenta o veloce 27.1 Il sistema circolatorio 27.2 Il sangue 27.3 I vasi sanguigni 1. Struttura generale del sistema cardiovascolare 2. Circolazione polmonare e circolazione sistemica 1. Principali cellule e sostanze organiche trasportate nella corrente sanguigna 2. Plasma 3. Caratteristiche e funzioni delle varie componenti del sangue: eritrociti, leucociti e piastrine 4. Coagulazione del sangue 5. Esami del sangue: emocromo, ematocrito 1. Struttura dei diversi vasi sanguigni e relative caratteristiche funzionali 2. Scambi di sostanze tra capillari e liquidi circostanti 3. Principali malattie che colpiscono i vasi sanguigni: aterosclerosi, a. Applicare il concetto di diffusione e flusso di massa al trasporto dei gas respiratori b. Definire i termini pressione atmosferica e pressione parziale dell ossigeno c. Spiegare in che modo si calcola la pressione atmosferica d. Analizzare le cause che possono provocare embolia nei sommazzotori a. Descrivere le diverse parti del sistema respiratorio umano e le rispettive funzioni b. Spiegare l importanza del muco e delle ciglia nelle prime vie respiratorie c. Descrivere le principali malattie del sistema respiratorio d. Descrivere come avviene la dilatazione dei polmoni nonostante questi organi siano quasi privi di tessuto muscolare e. Correlare l inspirazione e l espirazione con i relativi eventi a. Descrivere la struttura e la funzione dell emoglobina b. Saper trovare connessioni logiche e funzionali tra il sistema respiratorio e il sistema circolatorio c. Collegare il trasporto di ossigeno da parte dell emoglobina con le pressioni parziali di questo gas nei tessuti e nei capillari degli alveoli polmonari d. Seguire il percorso dell anidride carbonica dai tessuti all esterno del corpo a. Descrivere la funzione dei neuroni cerebrali che controllano la respirazione b. Individuare collegamenti tra sistema respiratorio e sistema nervoso c. Spiegare l effetto di alcuni farmaci sul ritmo respiratorio d. Mettere in relazione le modificazioni del ritmo respiratorio al variare delle concentrazioni dell anidride carbonica e dello ione H 1 e. Spiegare perché i chemiocettori per il controllo della concentrazione di ossigeno nel sangue sono posti proprio nelle carotidi a. Elencare le parti costitutive del sistema cardiovascolare b. Distinguere tra circolazione sistemica e polmonare c. Spiegare che tipo di sangue viene trasportato nelle vene e nelle arterie polmonari a. Spiegare l origine degli elementi figurati del sangue b. Spiegare la funzione del plasma ed elencare le sostanze in esso disciolte c. Descrivere i globuli rossi e mettere in relazione la loro funzione con il sistema respiratorio d. Spiegare la funzione dei globuli bianchi e. Elencare gli eventi che partecipano alla coagulazione del sangue f. Descrivere i principali esami che vengono effettuati sul sangue specificando l importanza di ciascuno di essi a. Descrivere la struttura e la funzione di arterie, vene e capillari b. Spiegare come avvengono, a livello dei capillari, gli scambi delle sostanze utili alle cellule e dei rifiuti metabolici c. Descrivere le malattie che colpiscono i vasi sanguigni con

8 27.4 Il cuore 27.5 La pressione sanguigna aneurismi e vene varicose 1. Struttura e funzione del cuore umano 2. Flusso del sangue attraverso il cuore 3. Funzione delle valvole cardiache 4. Gittata cardiaca 5. Regolazione del battito cardiaco: il nodo senoatriale, il nodo atrioventricolare e il fascio di His 6. Principali malattie che determinano un insufficienza cardiaca: aritmie, infezioni cardiache, soffio al cuore, ischemia e infarto del miocardio 1. Pressione sanguigna e la sua regolazione 2. Misurazione della pressione del sangue 3. Meccanismi che controllano il battito cardiaco particolare riferimento agli aneurismi a. Descrivere nei dettagli la struttura del cuore umano usando la terminologia specifica b. Descrivere il ciclo cardiaco evidenziando il ruolo delle valvole durante la diastole e la sistole c. Spiegare le modalità di propagazione dello stimolo che provoca la contrazione delle cavità cardiache d. Descrivere cosa è possibile individuare mediante un elettrocardiogramma e. Descrivere le principali malattie che riguardano il cuore e la frequenza del suo battito f. Evidenziare l influenza che hanno sul sistema cardiovascolare il tipo di alimentazione, il fumo e l esercizio fisico a. Mettere a confronto la pressione sistolica con quella diastolica b. Mettere in relazione le variazioni del flusso sanguigno con le diverse esigenze dell organismo c. Evidenziare l influenza del sistema nervoso e ormonale sul battito cardiaco d. Spiegare i meccanismi della regolazione del battito cardiaco e il rapporto tra frequenza dei battiti e pressione sanguigna CAPITOLO 28: Il sistema escretore e la termoregolazione 28.1 Anatomia del sistema escretore 28.2 La funzione dei reni 28.3 Regolazione della temperatura corporea 1. Organi del sistema escretore umano: reni, ureteri, vescica e uretra 2. Struttura del nefrone 3. Cistite 1. Funzione dei reni nella regolazione dell ambiente chimico 2. Processi di filtrazione, secrezione, riassorbimento ed escrezione 3. Scambi idrici nei tubuli renali 4. Regolazione della funzione renale tramite ormoni: ADH, aldosterone, sistema renina-angiotensinaaldosterone e peptide cardiaco 5. Insufficienza renale e dialisi; esame delle urine 1. Rapporto tra funzionalità degli enzimi e mantenimento di una temperatura corporea costante 2. Termostato ipotalamico 3. Febbre 4. Processi che regolano la temperatura corporea a. Descrivere la struttura del rene umano e delle vie urinarie b. Descrivere nel dettaglio l unità funzionale del sistema escretore: il nefrone c. Spiegare le possibili cause della cistite e le conseguenze per le persone che ne sono colpite a. Comprendere in che modo i reni sono coinvolti nella regolazione dell ambiente chimico interno al corpo umano b. Spiegare il significato e le dinamiche dei processi di filtrazione, riassorbimento, secrezione ed escrezione c. Evidenziare l importanza di poter variare la concentrazione dell urina in base alle esigenze idriche dell organismo d. Mettere in relazione la struttura del nefrone con i diversi processi che portano alla formazione dell urina e. Spiegare il meccanismo d azione dell ADH e dell aldosterone f. Mettere in relazione la funzione ormonale con la concentrazione dell urina e la pressione arteriosa g. Individuare alcune cause delle principali patologie del sistema escretore h. Comprendere l importanza delle terapie sostitutive della funzione renale a. Descrivere il rapporto tra struttura e funzionalità proteica b. Spiegare l azione del termostato ipotalamico e i suoi sistemi di regolazione c. Analizzare i vantaggi per l organismo che derivano dall insorgere della febbre d. Descrivere i meccanismi nervosi e ormonali che intervengono per ridurre le variazioni della temperatura corporea CAPITOLO 30: Il sistema endocrino 30.1 I due sistemi di comunicazione 1. Aspetti fondamentali del controllo endocrino e del controllo nervoso 2. Ormoni e cellule bersaglio 3. Sistema neuroendocrino a. Individuare analogie e differenze tra il controllo nervoso e quello endocrino b. Distinguere tra neurotrasmettitori e ormoni c. Spiegare perché si può far riferimento a un unico sistema neuroendocrino d. Distinguere tra cellule neurosecretrici e ghiandole endocrine 30.2 Anatomia 1. Ghiandole esocrine e ghiandole endocrine a. Distinguere tra ghiandola esocrina ed endocrina b. Descrivere la funzione e le vie di comunicazione del

9 e fisiologia del sistema endocrino 30.3 L ipofisi 30.4 L ipotalamo 30.5 La tiroide e le paratiroidi 30.6 Le ghiandole surrenali 30.7 Il pancreas 30.8 La ghiandola pineale 30.9 Altri tessuti che secernono ormoni Il meccanismo d azione degli ormoni 2. Composizione chimica e caratteristiche funzionali degli ormoni 1. Ipofisi: localizzazione e importanza 2. Lobi ipofisari 3. Adenoipofisi: funzione degli ormoni 4. Neuroipofisi: funzione degli ormoni 1. Importanza dell ipotalamo 2. Fattori di rilascio RH 3. Relazione tra ipotalamo e ipofisi 1. Ormoni tiroidei 2. Struttura molecolare della tiroxina 3. Funzioni della calcitonina 4. Ghiandole paratiroidi e azione del paratormone 5. Ipertiroidismo e ipotiroidismo 1. Localizzazione e produzione delle ghiandole surrenali 2. Ormoni steroidei prodotti dalla corticale surrenale: cortisolo e aldosterone 3. Catecolamine prodotte dalla midollare surrenale: dopamina, adrenalina e noradrenalina 1. Struttura e funzione del pancreas 2. Ormoni insulina e glucagone 3. Funzione della somatostatina 4. Tipi diversi di diabete 1. Localizzazione e funzione della ghiandola pineale 2. Relazione tra melatonina e luce solare 3. Ritmi circadiani 1. Principali organi che producono ormoni 1. Caratteristiche delle cellule bersaglio 2. Due meccanismi d azione degli ormoni: i recettori intracellulari e i recettori di membrana 3. AMP ciclico sistema endocrino c. Spiegare le peculiarità funzionali degli ormoni e del loro sistema di controllo d. Abbinare a ogni ghiandola endocrina la relativa azione ormonale e gli specifici tessuti bersaglio a. Distinguere tra adenoipofisi e neuroipofisi b. Comprendere la relazione tra produzione ormonale e meccanismi a feedback c. Descrivere l azione dell ormone della crescita e le patologie a esso associate d. Spiegare la funzione della prolattina nei mammiferi e il suo meccanismo di controllo e. Spiegare la funzione degli ormoni tropici e il loro ruolo di regolazione f. Evidenziare l importanza delle endorfine g. Spiegare l importanza dei due ormoni neuroipofisari a. Spiegare che cosa sono i fattori di rilascio ipotalamici e quale funzione svolgono b. Mettere in relazione le funzioni dell ipotalamo con quelle dell ipofisi a. Individuare la particolarità dell ormone tiroxina b. Comprendere le funzioni della calcitonina e dell ormone paratiroideo c. Spiegare come calcitonina e paratormone interagiscano nel mantenere una corretta concentrazione di calcio nelle ossa d. Descrivere gli effetti di un errato dosaggio di tiroxina nel sangue a. Distinguere tra corticale surrenale e midollare surrenale b. Spiegare la funzione del cortisolo mettendola in relazione alle richieste energetiche dell organismo c. Spiegare perché il cortisolo è somministrato alle persone colpite da malattie autoimmuni d. Mettere in relazione la secrezione di aldosterone sia con l escrezione di acqua sia con il controllo della pressione arteriosa e. Descrivere la funzione dell adrenalina e della noradrenalina mettendo in evidenza i diversi effetti che ha sull organismo a. Spiegare come avviene, per opera dell insulina e del glucagone, la regolazione della glicemia b. Comprendere le funzioni della somatostatina e spiegare perché la sua azione contrasta il gigantismo c. Distinguere tra diabete insipido e diabete mellito d. Comprendere la differenza tra le cause del diabete mellito di tipo I e quelle del diabete di tipo II a. Analizzare come varia la produzione di melatonina nel corso della giornata b. Mettere in relazione gli effetti della melatonina con il sonno c. Descrivere l influenza della melatonina sulla regolazione dei ritmi circadiani a. Elencare alcuni organi del corpo umano che, oltre a compiere le loro normali funzioni, secernono ormoni nel flusso sanguigno a. Distinguere tra ormoni steroidei e proteici in relazione al loro meccanismo d azione b. Comprendere in che modo gli ormoni steroidei sono capaci di influenzare le funzioni della cellula bersaglio c. Descrivere il meccanismo d azione di un ormone proteico, come l adrenalina, che utilizza il secondo messaggero d. Trovare analogie e differenze tra i due meccanismi d azione degli ormoni CAPITOLO 32: Il sistema riproduttore 32.4 La fecondazione 1. Fasi della fecondazione umana 2. Principali eventi che seguono la fecondazione a. Spiegare il significato genetico della fecondazione b. Descrivere le differenze tra fecondazione naturale e assistita

10 32.5 Lo sviluppo dell embrione 3. Tecniche di contraccezione 5. Cause della sterilità 1. Primi cinque giorni: formazione della blastocisti 2. Gastrulazione e formazione dei tre tessuti embrionali 3. Impianto e funzione delle gonadotropine corioniche c. Spiegare che cosa accade allo zigote dal momento della fecondazione all impianto d. Descrivere le tecniche contraccettive a controllo maschile e femminile specificando la percentuale di rischio di ciascuna e. Distinguere tra i vari tipi di fecondazione assistita f. Ipotizzare le cause ormonali e fisiologiche di sterilità maschile e femminile a. Illustrare a quale livello dello sviluppo e con quale modalità iniziano a formarsi i tre tessuti embrionali differenziati b. Mettere in relazione i tre tessuti embrionali con gli organi che essi andranno a produrre CHIMICA Capitolo Conoscenze Traguardi formativi Capitolo 1 Modelli atomici e configurazione elettronica Capitolo 2 La tavola periodica 1. Gli atomi di Dalton e l elettricità della materia 2. Le particelle subatomiche e il modello nucleare 3. L identità chimica degli atomi 4. Il modello quantomeccanico e i livelli di energia 5. Il modello atomico a orbitali 1. Un ordine tra gli elementi: il sistema periodico 2. La tavola periodica degli elementi e la loro classificazione 3. Tavola periodica e periodicità delle proprietà Riconoscere le caratteristiche delle principali particelle subatomiche e metterle in relazione con loro disposizione reciproca. Spiegare come la composizione del nucleo consente di individuare l identità chimica dell atomo e l esistenza di isotopi. Classificare le reazioni nucleari distinguendo tra fissione e fusione. Descrivere le prove sperimentali che hanno determinato l evoluzione dei modelli atomici. Spiegare la forma a livelli di energia dell atomo sulla base delle energie di ionizzazione e dei saggi alla fiamma. Associare a ogni atomo la sua configurazione elettronica. Spiegare la relazione tra configurazione elettronica e disposizione degli elementi nella tavola periodica. Elencare le famiglie chimiche e illustrare alcune proprietà chimiche che le identificano. Correlare la posizione di un elemento nella tavola periodica con le sue proprietà chimiche e fisiche. Capitolo 5 Classi, formule e nomi dei composti Capitolo 6 La mole e i calcoli stechiometrici 1. La capacità di combinarsi degli atomi 2. La nomenclatura dei composti 3. Composti e reazioni chimiche 1. La mole: l interprete tra gli atomi e la bilancia 2. Come si esprime la concentrazione delle soluzioni 3. Moli ed equazioni chimiche Riconoscere che la capacità degli atomi di legarsi è correlata al concetto di numero di ossidazione. Definire le principali classi di composti inorganici e, data la formula di un composto, riconoscere la classe di appartenenza. Applicare le regole di nomenclatura IUPAC e tradizionale per assegnare il nome ai composti e viceversa. Distinguere e rappresentare le reazioni che portano alla formazione delle varie classi di composti. Determinare la quantità chimica in un campione di una sostanza e usare la costante di Avogadro. Utilizzare i diversi modi di esprimere la concentrazione di soluzioni (percentuale, molarità, molalità). Padroneggiare il concetto di mole per risolvere esercizi relativi alla stechiometria di una trasformazione chimica.

11 Capitolo 7 Cenni Trasformazioni della materia, energia e ambiente 1. Energia e particelle della materia 2. Energia e trasformazioni della materia 3. I conti con l energia 4. L entalpia delle sostanze e le trasformazioni della materia Reazioni esotermiche e reazioni endotermiche Capitolo 8 Velocità ed equilibrio nelle trasformazioni della materia 1. La velocità delle reazioni chimiche e gli urti tra le particelle 2. Catalizzatori per le reazioni chimiche 3. L equilibrio chimico 4. La costante di equilibrio 5. Come spostare l equilibrio Spiegare l azione dei catalizzatori e degli altri fattori sulla velocità di reazione. Spiegare che cosa è lo stato di equilibrio e in quali condizioni viene raggiunto. Correlare il valore di Keq con lo stato di equilibrio raggiunto da una reazione. Calcolare il valore della costante di equilibrio da valori di concentrazione. Prevedere lo spostamento dell equilibrio al variare della concentrazione di una specie o al variare della temperatura. Capitolo 11 Le trasformazioni elettrochimiche 1. Le reazioni di ossidoriduzione 2. Le celle elettrochimiche Utilizzare il concetto di numero di ossidazione per bilanciare le reazioni di ossidoriduzione. Spiegare le caratteristiche costruttive di una pila e come è possibile calcolarne il voltaggio. Stabilire se una reazione di ossidoriduzione può avvenire in base ai valori dei potenziali standard. Descrivere il processo di elettrolisi e illustrare alcune applicazioni a carattere industriale.