PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE. Phelan, Pignocchino Le scienze naturali

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1 Modello A2 Istituto d Istruzione Superiore POLO-LICEO ARTISTICO - VEIS02400C VENEZIA Liceo Artistico, Liceo Classico e Musicale Dorsoduro, Venezia tel , fax PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE Anno scolastico 207/8 Docente Costantina Righetto Disciplina Scienze naturali Classe Sezione Indirizzo 5A LICEO CLASSICO Phelan, Pignocchino Le scienze naturali Testo/i in adozione Osservare i viventi Ed. Zanichelli Tenuto conto: dell impegno didattico-educativo convergente verso la formazione della persona (POF d Istituto) delle competenze chiave per l apprendimento, secondo il quadro europeo (POF d Istituto) delle conoscenze abilità e competenze degli assi disciplinari di riferimento (POF d Istituto) dei criteri generali di valutazione (POF d Istituto) viene stabilita la seguente programmazione disciplinare: Capitolo La vita sulla Terra Lezione - L unitarietà della vita COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI Individuare e riconoscere gli attributi comuni agli esseri viventi; essere consapevole della complessità della definizione di essere vivente. Elenca e descrive gli attributi che caratterizzano gli organismi, evidenziando quelli più significativi.. Che cos è la vita. Conoscere la teoria cellulare e i presupposti che ne stanno alla base. Illustra la teoria cellulare, esplicitandola tramite appropriati esempi; evidenzia il ruolo basilare della cellula nell ambito della teoria. 2. L unità di base della vita è la cellula. Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Conoscere gli elementi che accomunano tutte le cellule; essere consapevole dell unitarietà del modello cellulare. Descrive il modello di base delle cellule, evidenziando le strutture, le molecole e le funzioni comuni a tutti i tipi di cellule. 3. Tutte le cellule hanno una organizzazione simile. Conoscere le differenze tra cellule procariotiche ed eucariotiche; comprenderne le differenze funzionali. Distingue le cellule procariotiche da quelle eucariotiche evidenziandone le differenze strutturali, dimensionali, funzionali. 4. Le cellule possono essere procariotiche o eucariotiche. Comprendere la necessità dell organizzazione gerarchica e della specializzazione cellulare negli Descrive l organizzazione gerarchica degli organismi pluricellulari esplicitandone i diversi livelli; distingue tra cellule specializzate e non 5. Negli organismi pluricellulari l organizzazione è gerarchica.

2 organismi pluricellulari. specializzate. Essere consapevole delle interazioni ecologiche tra organismi e tra organismi e ambiente, in particolare dei rapporti trofici. Classifica gli esseri viventi in autotrofi ed eterotrofi, esplicitandone le differenze e i relativi rapporti con il flusso di energia dell ecosistema. 6. Gli organismi interagiscono con l ambiente. Conoscere il percorso scientifico che ha portato alla negazione della generazione spontanea; distinguere tra generazione spontanea e origine della vita; conoscere le differenze tra riproduzione asessuata e sessuata e le relative conseguenze. Descrive per sommi capi come gli esperimenti di grandi scienziati hanno smentito la credenza nella generazione spontanea della vita; riconosce le differenze tra generazione spontanea e origine della vita; evidenzia le differenze tra riproduzione asessuata e sessuata. 7. La generazione della vita non è spontanea. Lezione 2 - La varietà e la complessità della biosfera COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI Conoscere il concetto di specie biologica, di popolazione, comunità e collegarlo a quello di ecosistema. Definisce il concetto di specie biologica e i criteri che ne permettono la distinzione da altre specie; porta esempi di incroci e di comunità. 8. Dall individuo all ecosistema. Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Essere consapevole della discendenza comune di tutte le specie viventi; conoscere gli elementi fondamentali della teoria di Darwin; essere consapevole del ruolo della variabilità degli organismi e del processo di selezione naturale nei meccanismi evolutivi. Descrive la teoria evolutiva esplicitandone i punti fondamentali; riporta esempi classici di selezione naturale. 9. L evoluzione: tutte le specie sono imparentate. Conoscere la suddivisione dei viventi nei domini e i criteri di tali raggruppamenti; distinguere le caratteristiche degli organismi riuniti nei quattro regni. Classifica gli organismi nei tre domini in base al tipo di cellula (procariotica o eucariotica) e alla complessità; riconosce, all interno del dominio degli eucarioti, i quattro regni; riconduce, tramite esempi, i diversi organismi all interno dei quattro regni. Lezione 3 - Le basi chimiche della vita Riconoscere il ruolo delle biomolecole nei processi che si verificano all interno della cellula e negli organismi; essere consapevole della condivisione delle stesse tipologie di biomolecole da parte di tutti i viventi. Descrive le biomolecole evidenziandone la specificità, il ruolo nei processi metabolici e la condivisione con tutti gli organismi.. La specificità chimica della vita. Conoscere la costituzione chimica delle biomolecole; essere consapevole del ruolo assunto dal carbonio e dall acqua nella comparsa e nel mantenimento della vita. Elenca gli elementi che costituiscono le biomolecole, evidenziando il ruolo del carbonio, dell idrogeno e dell ossigeno. 2. Per la vita servono carbonio e acqua. Capitolo 2 L identità degli atomi Lezione - Gli elettroni e i livelli energetici Saper risolvere situazioni Essere consapevole che il comportamento chimico di un atomo dipende dalla distribuzione dei suoi elettroni; riprendere il concetto di Affronta le diverse possibilità e combinazioni che hanno gli atomi di legarsi in una molecola, facendo riferimento alla distribuzione degli.le proprietà chimiche degli atomi dipendono dai loro elettroni. 2

3 problematiche utilizzando linguaggi specifici. numero atomico, collegandolo al numero di elettroni. elettroni attorno al nucleo; collega il numero atomico di un elemento al numero di elettroni e protoni presenti nell atomo. Conoscere il modello atomico di Rutherford, la sua importanza e i suoi limiti; conoscere il modello atomico basato sulla distribuzione degli elettroni su livelli energetici. Descrive il modello atomico a planetario evidenziando le differenze con il moto dei pianeti attorno al Sole; descrive il modello a livelli energetici, evidenziando la loro relazione con l energia; calcola il numero di elettroni presenti nei livelli. 2. Gli elettroni sono disposti in livelli energetici. Sapere individuare e definire i sottolivelli energetici dell atomo e localizzarne gli elettroni. Identifica con gli opportuni simboli i sottolivelli energetici; vi attribuisce il numero massimo di elettroni; calcola il numero massimo di elettroni presenti in uno specifico sottolivello. 3. I livelli energetici sono suddivisi in sottolivelli. Conoscere il meccanismo di disposizione degli elettroni nei livelli e sottolivelli energetici; essere consapevole dell importanza della modalità di occupazione dei livelli in relazione al comportamento chimico dell atomo. Rappresenta il diagramma delle energie e lo utilizza per distribuire gli elettroni di uno specifico atomo, conoscendo il numero atomico. 4. Come si dispongono gli elettroni nei livelli? Lezione 2 - La configurazione elettronica degli elementi Conoscere e saper applicare la simbologia specifica per esprimere la configurazione elettronica di un elemento. Collega il meccanismo di riempimento dei livelli energetici alla formula elettronica che rappresenta la distribuzione degli elettroni; riconosce, nei simboli usati, il livello, il sottolivello, il numero di elettroni di quel livello. 5. La configurazione elettronica. Rappresentare la distribuzione degli elettroni di un elemento mediante la sua formula elettronica. Scrive la formula elettronica di un elemento conoscendo il numero atomico, esplicitando la posizione degli elettroni nei livelli e sottolivelli; individua il numero atomico di un elemento conoscendo la sua formula elettronica. 6. Alcuni esempi di configurazioni elettroniche. Lezione 3 - I livelli e la tavola periodica. Riconoscere la base della costruzione della tavola nella periodicità delle proprietà chimiche degli elementi. Conoscere il principio di costruzione usato da Mendeleev per la prima tavola periodica. Descrive la legge periodica e ne evidenzia gli effetti nella disposizione degli elementi sulla tavola. Individua, sulla tavola, gruppi e periodi, spiegando il motivo della differente lunghezza di questi ultimi. 7. La legge periodica. Conoscere la distribuzione degli elementi in periodi e gruppi. Localizza, sulla tavola periodica, i periodi e i gruppi; distingue i tre tipi di gruppi, evidenziandone la posizione sulla tavola; giustifica la posizione dell idrogeno. 8. L organizzazione della moderna tavola periodica. Comprendere la distribuzione degli elementi in periodi e gruppi in funzione della loro configurazione elettronica. Saper attribuire la configurazione elettronica in funzione della posizione dell elemento nella tavola periodica. Riconosce sulla tavola periodica i quattro blocchi e li correla alla configurazione elettronica esterna degli elementi che raccolgono. Mette in relazione il numero del periodo con il numero di livelli degli atomi degli elementi ivi contenuti e il numero del gruppo con il numero dei sottolivelli occupati. 9. Il modello atomico spiega la tavola periodica. 3

4 Capitolo 3 I legami e l chimica della vita Lezione - I legami aumentano la stabilità degli atomi Conoscere il concetto di stabilità di un atomo e collegarlo alla sua configurazione elettronica esterna; interpretare il concetto di legame chimico tramite il concetto di stabilità dell atomo. Descrive il legame chimico come acquisto, cessione o condivisione di elettroni tra due atomi; applica la regola dell ottetto per individuare il numero di elettroni che un atomo può cedere o acquistare per aumentare la propria stabilità.. La stabilità degli atomi e gli elettroni esterni. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Conoscere i diversi tipi di legame e correlarli con le proprietà chimiche degli elementi; utilizzare la differenza di elettronegatività per definire il tipo di legame che si può formare tra due atomi. Definisce i concetti di legame ionico e legame covalente, evidenziandone le differenze; definisce la grandezza elettronegatività e la usa per fare ipotesi sul tipo di legame che può formarsi tra gli atomi; descrive come varia l elettronegatività sulla tavola periodica. 2. Il legame chimico è una forza di natura elettrica. Riconoscere un legame ionico dagli altri tipi di legame; interpretarlo come attrazione elettrostatica tra atomi carichi elettricamente; prevedere il tipo di legame che si può formare tra due atomi. Conoscere le differenze tra composto ionico e molecola. Descrive il legami ionico e le condizioni in cui può formarsi; mette in relazione il legame ionico con i composti ionici e i solidi cristallini; individua, sulla tavola periodica, i gruppi di elementi coinvolti in questo tipo di legame; porta esempi di composti ionici. Definisce se il legame tra due atomi di elementi è ionico o no, impiegando la tavola periodica. 3.Il legame ionico è l attrazione tra ioni di carica opposta. Riconoscere il legame covalente e interpretarlo come condivisione di elettroni tra due atomi; prevedere il tipo di legame che può formarsi tra due atomi. Descrive il legami covalente e le condizioni in cui può formarsi; individua, sulla tavola periodica, i gruppi di elementi coinvolti in questo tipo di legame; porta esempi di molecole; definisce se il legame tra due atomi di elementi è covalente o ionico, impiegando la tavola periodica. 4. Il legame covalente è la condivisione di coppie di elettroni. Descrive il legami doppi e tripli. Riconoscere un legame covalente puro da uno polare; prevedere che tipo di legame può formarsi tra due atomi. Essere consapevole che il tipo di legame comporta specifici comportamenti chimici della molecola. Distingue il legame covalente puro da quello polare impiegando la differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti; evidenzia la formazione di cariche parziali nelle molecola formate tramite legami covalenti polari e le rappresenta con la simbologia specifica. 5. Il legame covalente può essere puro o polare. Lezione 2 - La varietà delle molecole 6 TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI Comprendere il ruolo dei legami chimici e delle proprietà chimiche degli atomi nella geometria di una molecola. Descrive la geometria molecolare di un composto, utilizzando gli angoli di legame; riconoscere e definire le principali geometrie delle molecole contenenti carbonio. 6. Ogni molecola ha una forma definita. Rappresentare le molecole tramite formule di struttura; utilizzare modelli molecolari; localizzare nello spazio gli atomi che costituiscono la molecola. Distingue la formula molecolare di un composto dalla sua formula di struttura; interpreta i modelli molecolari e risale alle formule, molecolari e di struttura, rappresentate nei modelli. 7. Formula di struttura e modelli molecolari. Essere consapevole che le molecole possono essere polari; saper prevedere il comportamento polare di una molecola sulla base della disposizione degli atomi che la compongono. Descrive le condizioni per le quali una molecola può assumere polarità; porta esempi di molecole polari e non polari; mette in relazione il tipo di legame e la forma delle molecole con la loro polarità. 8. I dipoli sono molecole polari. 4

5 Conoscere la configurazione elettronica dell atomo di carbonio e saperla mettere in relazione con al sua reattività; riconoscere un composto organico. Conoscere il concetto di isomeria e saperlo applicare alle catene carboniose. Descrive l atomo di carbonio evidenziando la sua configurazione elettronica esterna; porta esempi di catene carboniose e di composti organici; riconosce isomeri di catena. 9. Il carbonio forma numerosi composti molecolari. Lezione 3 - I legami intermolecolari Conoscere i diversi tipi di legami intermolecolari e le differenze di costituzione tra molecole polari e molecole apolari. Elenca i tre tipi di legame intermolecolari; li distingue in funzione della loro possibilità di agire tra sostanze polari e apolari. 0. Anche le molecole si attirano. Conoscere le caratteristiche del legame a idrogeno e del legame dipolo-dipolo. Descrive il legame dipolo-dipolo e il legame a idrogeno; ne esplicita le modalità di formazione, ne confronta le caratteristiche e li rappresenta tramite specifica simbologia.. I legami tra molecole polari. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Conoscere le forze di London e le condizioni che le generano; essere consapevole della differenza di intensità tra le forze di London e i legami dipolo-dipolo. Descrive le cause di formazione delle forze di London facendo riferimento al concetto di dipolo istantaneo e dipolo indotto; porta esempi di molecole che interagiscono tramite le forze di London. 2. Le interazioni tra sostanze apolari. Prevedere i processi di dissoluzione di diversi soluti in differenti solventi; riconoscere la polarità e apolarità di un solvente. Collega il processo di dissoluzione con le interazioni intermolecolari; descrive le condizioni che permettono la dissoluzione; distingue i solventi in polari e apolari, portando esempi. 3. I legami tra molecole e ioni nelle soluzioni. PER SAPERNE DI PIÙ La solubilità delle sostanze Lezione 4 - Le proprietà dell acqua e la vita Conoscere e interpretare, alla luce del legame a idrogeno, le proprietà dell acqua. Descrive le principali caratteristiche dell acqua, (tensione superficiale, capillarità, capacità termica, densità) mettendole in relazione con il legame a idrogeno che si forma tra le sue molecole. 4. L acqua è un liquido speciale. Conoscere e quantificare il processo di autoionizzazione dell acqua. Descrive, illustrandolo con la simbologia specifica, il processo di autoionizzazione dell acqua, evidenziando gli ioni idronio e ossidrile. 5. L acqua è un solvente parzialmente ionizzato. Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Conoscere il meccanismo alla base del processo di dissoluzione di composti ionici e molecolari polari in acqua; saper fare previsioni relative alla dissoluzione in acqua di sostanze. Conoscere il concetto di ph ed il suo impiego. Descrive, illustrandolo con la simbologia specifica, il processo di dissociazione di composti ionici in acqua e lo rappresenta a livello microscopico; descrive il processo di dispersione delle molecole polari in acqua; descrive il processo di ionizzazione delle molecole polari in acqua, anche dal punto di vista microscopico. Porta esempi di dissoluzione e dispersione tratti dalla vita quotidiana. Interpreta la scala del ph con + riferimento alla presenza di ioni H e - OH ; distingue, utilizzando il ph, gli acidi dalle basi; descrive il concetto di soluzione tampone. 6. Il comportamento dei soluti ionici e molecolari in acqua. 5

6 Capitolo 4 Le biomolecole: strutture e funzioni Lezione - Le biomolecole: caratteristiche generali Riconoscere le biomolecole come componenti degli organismi viventi; riconoscere i principali gruppi funzionali presenti nelle biomolecole e i quattro gruppi principali in cui sono suddivise. Descrive le biomolecole evidenziandone le caratteristiche; riconosce e descrive i gruppi funzionali, esplicitandone le formule di struttura e portando semplici esempi. Distingue i quattro gruppi principali.. Le biomolecole sono composti organici. Essere consapevole del ruolo che assume la forma tridimensionale delle molecole organiche nella reattività con le altre molecole. Descrive le molecole organiche anche in funzione della forma tridimensionale. Esplicita la reattività tra molecole facendo riferimento alla forma oltre che alla composizione delle stesse. 2. Forma e composizione delle molecole. Conoscere il processo di polimerizzazione che interessa la maggior parte delle biomolecole. Descrive monomeri e polimeri, riferendosi a polisaccaridi, proteine e acidi nucleici. Descrive le reazioni di idrolisi e condensazione e le applica ai carboidrati. 3. I monomeri e i polimeri. Lezione 2 - I carboidrati Essere consapevole dell importanza e del ruolo che hanno i carboidrati a livello cellulare; conoscere i tre gruppi in cui sono ripartiti i carboidrati in base al numero di monomeri. Descrive le funzioni dei carboidrati all interno della cellula; distingue i carboidrati in mono-, oligo- e polisaccaridi. 4. I carboidrati sono le molecole più importanti. Conoscere la struttura dei monosaccaridi e il loro ruolo a livello cellulare. Descrive i monosaccaridi nella loro forma ciclica, utilizzando anche i modelli molecolari, evidenziando le differenze strutturali tra glucosio, fruttosio, galattosio; descrive ribosio e desossiribosio evidenziandone le differenze. 5. I monosaccaridi. Conoscere la struttura dei disaccaridi, le loro funzioni e il meccanismo attraverso il quale si formano. Descrive i disaccaridi a partire dai monomeri che li costituiscono; illustra la formazione dei disaccaridi mediante reazioni di condensazione; illustra la loro trasformazione in monosaccaridi mediante reazioni di idrolisi. 6. I disaccaridi si ottengono per condensazione. Conoscere la struttura di amido e glicogeno ed essere consapevole del loro ruolo di riserva energetica negli organismi vegetali e animali. Porta, come esempi di polisaccaridi di riserva energetica, l amido e la cellulosa; li descrive evidenziandone le differenze strutturali e i tipi di cellule e tessuti in cui si trovano. 7. Alcuni polisaccaridi sono riserve energetiche. Conoscere la struttura di cellulosa e chitina ed essere consapevole del loro ruolo strutturale negli organismi vegetali e animali. Porta, come esempi di polisaccaridi strutturali, la chitina e la cellulosa; li descrive evidenziandone le differenze e i tipi di cellule e tessuti in cui si trovano. 8. I polisaccaridi strutturali. Lezione 3 - I lipidi Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Conoscere la struttura e le caratteristiche dei lipidi; distinguere i lipidi presenti nelle cellule e conoscerne le principali funzioni. Descrive i lipidi evidenziandone la loro idrofobia e correlandola alla loro composizione molecolare; distingue i trigliceridi, i fosfolipidi e gli steroidi, ricordandone le loro funzioni. 9. I lipidi sono insolubili in acqua. 6

7 Conoscere la struttura dei trigliceridi, le loro funzioni a livello cellulare e le differenze strutturali tra acidi grassi saturi e insaturi. Descrive i trigliceridi, esplicitandone la struttura e le funzioni; evidenzia la reazione di condensazione tra glicerolo acidi grassi (a.g.); distingue gli a.g. saturi da quelli insaturi e spiega il loro differente punto di solidificazione in riferimento alla loro struttura; porta esempi di sostanze grasse e oleose. 0. I trigliceridi. Conoscere la struttura dei fosfolipidi e il loro comportamento in acqua; essere consapevole della loro presenza nelle membrane plasmatiche cellulari. Descrive i fosfolipidi confrontandoli con i trigliceridi ed evidenziando la presenza del gruppo fosfato; descrive la peculiarità della molecola evidenziando il duplice comportamento polare e apolare; cita il loro ruolo di costituente delle membrane plasmatiche.. I fosfolipidi. Conoscere la struttura degli steroidi, le loro funzioni a livello cellulare e come ormoni. Descrive la struttura generale degli steroidi; descrive il colesterolo e ne evidenzia il ruolo strutturale; ricorda gli ormoni sessuali come ormoni steroidei. 2. Il colesterolo e gli steroidi. Lezione 4 - Amminoacidi e proteine Essere consapevole della specificità che caratterizza le proteine e che è alla base della loro funzionalità. Comprendere la relazione geneproteina. Conoscere le differenti funzioni svolte dalle proteine. Descrive le proteine come polimeri di amminoacidi, la cui disposizione in sequenza è determinata dall informazione genetica; elenca e distingue le funzioni svolte dalle proteine a livello di cellula e di organismo. Evidenzia l importanza della forma tridimensionale per lo svolgimento della funzione specifica. 3. Le proteine sono macromolecole versatili. Conoscere la struttura base di ogni amminoacido; riconoscere i diversi gruppi di amminoacidi in funzione della catena laterale. Conoscere il legame peptidico. Rappresenta la formula di struttura degli amminoacidi evidenziando il gruppo carbossilico e il gruppo amminico; riconosce le caratteristiche delle catene laterali e le usa per classificare i 20 amminoacidi in quattro gruppi. Rappresenta, con la appropriata simbologia chimica, la reazione che porta alla costruzione del legame peptidico; individua, in una catena polipeptidica, gli amminoacidi che la formano. 4. Gli amminoacidi. 5. Le catene polipeptidiche. Conoscere e riconoscere le quattro strutture delle proteine e collegarle alle specifiche funzioni. Descrive, in maniera progressiva, il meccanismo di formazione dei quattro livelli organizzativi delle proteine; evidenzia il ruolo dei legami a idrogeno e dei ponti disolfuro; definisce le lipoproteine e le glicoproteine. 6. Dalle catene polipeptidiche alle proteine. Conoscere il concetto di configurazione di una proteina; conoscere il processo di denaturazione di una proteina e le sue conseguenze. Definisce la configurazione di una proteina facendo riferimento alla sequenza degli aminoacidi costituenti; descrive il processo di denaturazione, elencandone le cause. 7. La funzione di una proteina è determinata dalla sua configurazione. Essere consapevole dell importanza della presenza di uno specifico enzima per realizzare una reazione chimica. Riconoscere il ruolo fondamentale della forma tridimensionale delle molecole coinvolte in un processo catalizzato da un enzima. Descrive un enzima facendo riferimento alla sua struttura tridimensionale ed evidenziando la presenza di un sito attivo, dipendente da specifici amminoacidi posti in una precisa sequenza. Sottolinea la specificità dell enzima e ne evidenzia i meccanismi di catalisi. Elenca gli altri tipi di sostanze che possono essere coinvolte in una reazione catalizzata da un enzima. 8. Gli enzimi sono proteine che accelerano le reazioni chimiche. 7

8 Lezione 5 - Nucleotidi e acidi nucleici Conoscere la struttura del nucleotide; riconoscere le diverse basi azotate del DNA e dell RNA. Rappresenta il nucleotide individuando lo zucchero, il gruppo fosfato e la base azotata; riconosce le strutture delle 5 basi azotate. 9. Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi. Conoscere la struttura del DNA e dell RNA; conoscere la relazione di complementarietà tra le basi azotate. Descrive DNA e RNA evidenziandone le differenze; accoppia correttamente le basi azotate in base alla loro complementarietà. 20. La struttura e le funzioni degli acidi nucleici. Conoscere la struttura dell ATP e il suo ruolo come trasportatore di energia all interno della cellula. Descrive la struttura della molecola di ATP, facendo riferimento al nucleotide ed evidenziando la presenza di tre gruppi fosfato; localizza l energia trasportata dall ATP nei legami tra i gruppi fosfato. 2. L ATP è un nucleotide che trasporta energia. Capitolo 5 La cellula e le sue funzioni Lezione - Le cellule sono microsistemi complessi Essere consapevole dell organizzazione gerarchica della vita; conoscere le dimensioni relative di atomi, molecole, strutture cellulari e cellule. Descrive la cellula evidenziando la complessità crescente delle sostanze e strutture che la compongono; porta esempi di tale complessità utilizzando biomolecole e strutture cellulari già affrontate.. Dalle biomolecole alle cellule. Essere consapevole del processo di ottimizzazione dimensioni/superficie che caratterizza cellule e tessuti. Evidenzia l importanza delle dimensioni della superficie di scambio per la cellula; confronta, anche numericamente, volumi cellulari equivalenti, ma con numero di cellule differenti. 2. Perché le cellule sono così piccole? Conoscere gli strumenti per osservare cellule e tessuti. Descrive il microscopio ottico esplicitandone ingrandimenti e potere di risoluzione; individua su immagini o sullo strumento, le parti costituenti. Descrive il microscopio elettronico evidenziandone l alto potere di risoluzione. 3. Osservare le cellule. Lezione 2 - Cellule procariotiche ed eucariotiche a confronto Conoscere le caratteristiche delle cellule procariotiche. Descrive la cellula procariotica distinguendo tra strutture fondamentali e aggiuntive; individua, su schemi o fotografie, tali strutture e ne spiega la funzione. 4. Le cellule procariotiche hanno una struttura semplice, ma si adattano a molti ambienti. Conoscere le caratteristiche delle cellule eucariotiche. Descrive la cellula eucariotica distinguendo tra strutture e organuli comuni e quelli specifici della cellula vegetale e animale; individua, su schemi o fotografie, tali strutture e organuli. Confronta la cellula procariotica con quella eucariotica. 5. Le cellule eucariotiche sono suddivise in compartimenti con funzioni specifiche. 8

9 Lezione 3 - Gli organuli delle cellule eucariotiche Conoscere localizzazione, strutture e funzioni del nucleo, del nucleolo e dei ribosomi nella cellula eucariotica. Descrive nucleo, nucleolo e ribosomi specificandone la struttura e la funzione; li individua su fotografie o schemi. 6. Nucleo, nucleolo e ribosomi. Conoscere i mitocondri ed essere consapevole del loro fondamentale ruolo nella cellula eucariotica. Descrive il mitocondrio evidenziandone la struttura a doppia membrana ed esplicitando la sua funzione energetica correlata all utilizzo dell ossigeno; riconosce le strutture mitocondriali su schemi o fotografie; evidenzia la presenza di DNA al suo interno. 7. I mitocondri sono convertitori di energia della cellula. Conoscere la struttura del reticolo endoplasmatico nella sua forma lisca e ruvida e le sue funzioni. Descrive il reticolo endoplasmatico specificandone le funzioni e la sua localizzazione all interno della cellula; lo individua in schemi e fotografie. 8. Il reticolo endoplasmatico può essere ruvido o liscio. Conoscere la struttura dell apparato di Golgi e le sue funzioni. Descrive l apparato del Golgi specificandone le funzioni e la sua localizzazione all interno della cellula; mette in relazione l apparato del Golgi con le altre membrane interne. 9. L apparato di Golgi modifica e organizza molecole complesse. Conoscere la struttura dei lisosomi e le loro funzioni. Descrive i lisosomi evidenziandone la struttura e la funzione. 0. I lisosomi sono gli impianti di smaltimento rifiuti della cellula. Conoscere la struttura del citoscheletro, delle ciglia e dei flagelli e le loro funzioni. Descrive la struttura del citoscheletro e ne esplicita le funzioni; descrive le strutture esterne e ne esplicita le funzioni. Individua tali strutture in schemi e fotografie.. Il citoscheletro, le ciglia e i flagelli. Lezione 4 - Le cellule vegetali hanno parete, cloroplasti e vacuoli Conoscere la struttura della parete cellulare e la sua funzione. Descrive la parete cellulare, facendo riferimento alla sua struttura e al polisaccaride che la costituisce; ne evidenzia la permeabilità e individua, su schemi e fotografie, gli strati che la compongono e i plasmodesmi che l attraversano. Ne descrive le funzioni. 2. La parete cellulare fornisce protezione e sostegno meccanico. Conoscere la struttura e le funzioni dei vacuoli. Descrive i vacuoli e ne evidenzia dimensioni relative e funzioni principali; li individua in schemi e fotografie. 3. I vacuoli hanno varie funzioni. Conoscere la struttura la struttura dei cloroplasti e la loro funzione; essere consapevole dell importante ruolo fotosintetico. Descrive il cloroplasto evidenziando le strutture formate dalla membrana interna; lo confronta con il mitocondrio. Ricorda l esistenza di altri plasmidi; individua i cloroplasti in schemi e fotografie. 4. I cloroplasti sono gli impianti solari delle cellule vegetali. Lezione 5: Le cellule si riconoscono, aderiscono l una all altra, comunicano. Essere consapevole della specificità delle cellule di un organismo e conoscere i meccanismi di riconoscimento messi in atto dalle cellule. Descrive il meccanismo di riconoscimento cellulare facendo riferimento alle proteine di membrana; fare riferimento al processo di rigetto di un organo trapiantato e alle modalità per contenere tale effetto. 5. La membrana plasmatica è dotata di un impronta digitale che identifica la cellula. Conoscere le tre strutture di Descrive le giunzioni occludenti, i 6. L adesione tra cellule le mantiene 9

10 comunicazione tra le cellule e il relativo funzionamento. desmosomi e le giunzioni serrate; individua tali strutture in schemi e fotografie. in posizione e consente loro di comunicare. Capitolo 6 La vita delle cellule Lezione - Il metabolismo cellulare Conoscere i meccanismi di base metabolismo cellulare; essere consapevole del ruolo degli scambi energetici a livello cellulare e tra organismi. Descrive le reazioni metaboliche distinguendo le reazioni anaboliche da quelle cataboliche; evidenzia il ruolo della membrana plasmatica nel passaggio delle sostanze coinvolte nel metabolismo.. La cellula lavora: il metabolismo. Essere consapevole che gli scambi energetici seguono i principi della termodinamica. Descrive gli scambi energetici del metabolismo cellulare facendo riferimento al primo e al secondo principio della termodinamica; evidenzia l energia chimica immagazzinata nelle molecole organiche; distingue il ruolo degli autotrofi e degli eterotrofi. 2. Il lavoro cellulare secondo la termodinamica. Comprendere il meccanismo attraverso il quale la molecola di ATP immagazzina e rilascia energia. Descrive le reazioni dell ATP illustrandole con la specifica simbologia chimica; evidenzia il passaggio di energia e il suo immagazzinamento come energia potenziale nei legami con il gruppo fosfato; esplicita il concetto di fosforilazione e di reazione accoppiata. 3. L ATP è una piccola pila ricaricabile. Lezione 2 - Le membrane sono essenziali per il metabolismo COMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI Conoscere le peculiarità e le funzioni delle membrane biologiche. Descrive le membrane biologiche facendo riferimento alla loro struttura di base e alle funzioni specifiche; fa riferimento ai fosfolipidi e alla loro disposizione. 4. Le funzioni delle membrane biologiche. Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Conoscere la struttura della membrana e riconoscere le funzioni delle diverse componenti; essere consapevole che le funzioni specifiche sono determinate dalla particolare composizione molecolare e dalla sua struttura a mosaico fluido. Descrive la struttura della membrana plasmatica facendo riferimento al doppio strato di fosfolipidi, alla loro peculiarità di molecola con una parte polare e una apolare; ne illustra la disposizione, anche mediante schemi o disegni; ne spiega la struttura, evidenziandone la spontaneità di formazione. Fa riferimento alle proteine di membrana, distinguendo quelle integrali da quelle periferiche; riconosce, in una immagine, le diverse componenti della membrana plasmatica; descrive le interazioni tra membrana plasmatica esterna e le gli altri sistemi di membrane interni al citoplasma. Descrive e individua le funzioni delle diverse molecole presenti sulla membrana plasmatica esterna. 5. La membrana plasmatica è un mosaico fluido.

11 Conoscere le modalità attraverso le quali le sostanze attraversano la membrana plasmatica. Elenca le diverse modalità attraverso le quali le sostanze possono passare dall interno all esterno della cellula e viceversa, mediate dalla membrana plasmatica; evidenzia gli aspetti energetici dei meccanismi di trasporto. 6. Le molecole possono attraversare la membrana in molti modi diversi. Descrive le membrane biologiche facendo riferimento alla loro struttura di base e alle funzioni specifiche; fa riferimento ai fosfolipidi e alla loro disposizione. Conoscere le peculiarità e le funzioni delle membrane biologiche. Conoscere la struttura della membrana e riconoscere le funzioni delle diverse componenti; essere consapevole che le funzioni specifiche sono determinate dalla particolare composizione molecolare e dalla sua struttura a mosaico fluido. Conoscere le modalità attraverso le quali le sostanze attraversano la membrana plasmatica. Conoscere il meccanismo di trasporto passivo Descrive la struttura della membrana plasmatica facendo riferimento al doppio strato di fosfolipidi, alla loro peculiarità di molecola con una parte polare e una apolare; ne illustra la disposizione, anche mediante schemi o disegni; ne spiega la struttura, evidenziandone la spontaneità di formazione. Fa riferimento alle proteine di membrana, distinguendo quelle integrali da quelle periferiche; riconosce, in una immagine, le diverse componenti della membrana plasmatica; descrive le interazioni tra membrana plasmatica esterna e le gli altri sistemi di membrane interni al citoplasma. Descrive e individua le funzioni delle diverse molecole presenti sulla membrana plasmatica esterna. 7. Il trasporto passivo Elenca le diverse modalità attraverso le quali le sostanze possono passare dall interno all esterno della cellula e viceversa, mediate dalla membrana plasmatica; evidenzia gli aspetti energetici dei meccanismi di trasporto. Descrive il meccanismo di trasporto passivo Lezione 3 - Dai nutrienti all ATP OMPETENZE TRAGUARDI FORMATIVI INDICATORI Essere consapevole che il metabolismo energetico è caratterizzato da processi disposti in tappe successive; riconoscere il ruolo degli enzimi in tali vie metaboliche. Descrive una via metabolica come l insieme di processi ordinati posti in sequenza; evidenzia il ruolo degli enzimi e dell ATP all interno di tali processi.. L organizzazione del metabolismo energetico. Conoscere il ruolo del coenzima NAD all interno dei processi metabolici e del suo rapporto con l energia. Descrive il coenzima NAD nella sua forma ossidata e ridotta, associando l acquisto e la perdita di elettroni con l acquisto e la perdita di energia. 2. Il ruolo del NAD nel metabolismo. Conoscere il processo di ossidazione del glucosio e la conseguente produzione di energia chimica. Rappresenta, utilizzando la simbologia chimica appropriata, il processo di ossidazione del glucosio; ne evidenzia i reagenti e i prodotti; distingue la glicolisi dalla respirazione cellulare; sottolinea il ruolo dell ossigeno. 3. Il nutriente più diffuso è il glucosio. Conoscere il meccanismo della Descrive la glicolisi distinguendo la 4. La glicolisi è una via metabolica

12 glicolisi ed essere consapevole della universalità del processo, condiviso da tutti i tipi di cellule. fase endoergonica da quella esoergonica; descrive il bilancio energetico complessivo; rappresenta, utilizzando l appropriata simbologia, la reazione, evidenziando il ruolo dell ATP. universale. Conoscere il processo di respirazione cellulare; essere consapevole del bilancio energetico del processo ossidativo. Descrive la respirazione cellulare localizzandola all interno dei mitocondri; distingue le tre fasi e per ciascuna esplicita reagenti e prodotti e le localizza all interno delle strutture coinvolte; costruisce il bilancio energetico complessivo, evidenziando il rendimento netto del processo. 5. La respirazione cellulare. Conoscere il processo di fermentazione e del suo ruolo negli organismi anaerobi. Descrive la fermentazione e ne evidenzia lo scopo di rigenerazione del NAD ossidato; la collega alla assenza di ossigeno e agli organismi anaerobi; descrive la fermentazione lattica e quella alcolica. 6. La fermentazione: un processo alternativo. NEL CORPO UMANO Energia dal cibo Lezione 4 - L energia solare e la produzione dei nutrienti. Essere consapevole che il processo fotosintetico è alla base della produzione dei nutrienti disponibili per l ecosistema. Descrive per sommi capi il processo fotosintetico, evidenziando il ruolo degli autotrofi, della luce solare, di acqua e diossido di carbonio. 7. Gli autotrofi producono glucosio e nutrienti. Conoscere il processo fotosintetico; comprendere il ruolo della luce solare e il meccanismo di sintesi di molecole organiche. Distingue il processo fotosintetico nelle sue due fasi, esplicitandone i reagenti coinvolti e i prodotti; descrive + il ruolo di ATP e NAD /NADH. 8. La fotosintesi: un quadro generale. Localizzare i processi fotosintetici; conoscere il ruolo delle strutture dei cloroplasti; conoscere il ciclo di Calvin. Descrive la fase luce-dipendente della fotosintesi facendo riferimento ai fotosistemi e ai pigmenti; localizza i fotosistemi nei tilacoidi dei cloroplasti; esplicita le sostanze coinvolte nel processo ed evidenzia il ruolo dell energia solare, del NAD e dell ATP. Descrive il ciclo di Calvin, lo localizza nello stroma del cloroplasto, esplicita le sostanze coinvolte ed evidenzia il processo di fissazione del carbonio. 9. La fotosintesi si svolge nei cloroplasti. Essere consapevole che la composizione attuale dell atmosfera è causata dalla comparsa degli organismi fotosintetici. Spiega la presenza di ossigeno biatomico e triatomico come risultato dei processi fotosintetici degli organismi autotrofi. Sottolinea l importanza di O2 e O3 per la vita sulla Terra. 20. La fotosintesi, l atmosfera e la vita. Capitolo 7 I cromosomi e la divisione cellulare Lezione - La divisione cellulare e la riproduzione Essere consapevole dei motivi per i quali le cellule si dividono. Distingue il processo di divisione cellulare da quello di riproduzione; ne sottolinea la coincidenza per gli organismi unicellulari.. Le cellule si dividono, gli organismi si riproducono. Conoscere i processi alla base della duplicazione cellulare; conoscere le differenze tra la duplicazione di una cellula procariotica e di una eucariotica. Distingue i tre momenti (duplicazione, segregazione e citodieresi) presenti in ogni processo di duplicazione cellulare; descrive, per sommi capi, le modalità di divisione di una cellula procariotica e di una cellula eucariotica, evidenziandone le differenze. 2. La divisione cellulare comporta sempre tre eventi.

13 Conoscere il processo di divisione dei procarioti. Descrive il processo di scissione binaria evidenziandone la velocità, la duplicazione esatta del corredo genetico, le condizioni per la riproduzione. Descrive il processo tramite schemi o disegni. 3. I procarioti si dividono per scissione binaria. Lezione 2 - Le cellule eucariotiche e la mitosi Conoscere i processi di mitosi e meiosi; essere consapevole delle differenze tra i due processi e dei relativi risultati. Definisce mitosi e meiosi facendo riferimento al corredo cromosomico; distingue le cellule somatiche dai gameti. 4. Negli eucarioti ci sono due meccanismi di divisione cellulare. Conoscere il ciclo cellulare. Descrive, anche interpretando schemi o disegni, il ciclo cellulare, evidenziando l interfase e distinguendola dalla mitosi; esplicita le diverse fasi della interfase e individua il momento della duplicazione del DNA. 5. Il ciclo cellulare e la mitosi. Conoscere le diverse organizzazioni strutturali del DNA e la loro funzionalità. Descrive il DNA sotto la forma di cromosomi, cromatidi fratelli e cromatina, collegando le diverse forme alle fasi del ciclo cellulare. 6. Cromosomi, cromatidi e cromatina. Saper applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale. Conoscere il processo mitotico e le sue fasi. Descrive la mitosi, specificando fase per fase i diversi accadimenti; descrive la funzione delle diverse strutture che intervengono; evidenzia i passaggi fondamentali di ciascuna fase. 7. La mitosi genera due nuclei identici. Conoscere il processo di citodieresi e le differenze di tale meccanismo nelle cellule animali rispetto a quelle vegetali. Descrive la citodieresi evidenziando le differenze che si verificano, al momento della divisione della cellula, nelle cellule animali e in quelle vegetali. 8. La citodieresi. Essere consapevole del ruolo che la mitosi svolge nel processo di mantenimento delle strutture e delle funzioni del corpo umano. Elenca i processi in cui sono coinvolti i processi mitotici ne corpo umano; evidenzia la continua rigenerazione delle cellule, citando il meccanismo di apoptosi. 9. Le funzioni della mitosi nel corpo umano. Lezione 3 - La meiosi e la riproduzione sessuata Conoscere i meccanismi alla base della riproduzione sessuata. Descrive per sommi capi la meiosi evidenziandone la divisione del corredo cromosomico e mettendola in relazione con la fecondazione e la ricostituzione del corredo cromosomico completo. 0. La riproduzione sessuata richiede meiosi e fecondazione. Conoscere il significato di aploide e diploide e saperlo collegare al tipo di riproduzione e a particolari tipi di cellule. Conoscere il significato di coppia omologa. Definisce i termini aploide e diploide facendo riferimento a diversi tipi di cellule (somatiche e gameti) e alla riproduzione sessuata. Definisce i cromosomi omologhi, i geni, gli alleli.. Le cellule possono essere diploidi o aploidi. Distinguere le due fasi della meiosi. Descrive, anche mediante schemi o disegni, la meiosi nelle sue due fasi principali; confronta la meiosi II con la mitosi. 2. La meiosi comporta due divisioni. Conoscere il processo di divisione della meiosi I; essere consapevole del processo ricombinatorio che si realizza a livello di DNA e della segregazione degli alleli nei nuclei figli. Descrive la meiosi I esplicitando le quattro fasi; si sofferma sul crossingover evidenziandone le conseguenze sulla sequenza dei cromosomi coinvolti. 3. La meiosi I separa gli omologhi e ricombina gli alleli. Conoscere il processo di divisione della meiosi II; essere consapevole del processo di semplice separazione dei cromatidi senza alcuna Descrive la meiosi II paragonandola a un processo mitotico. Evidenzia che la duplicazione del DNA si realizza solo 4. La meiosi II separa i cromatidi fratelli.

14 ricombinazione. nell interfase che precede la meiosi I. Lezione 4: La riproduzione e la varietà delle specie Essere consapevole che i processi meiotici, connessi alla riproduzione sessuale, portano alla formazione di gameti sempre geneticamente diversi. Descrive il processo di crossing-over, anche utilizzando schemi o disegni, evidenziando il meccanismo di ricombinazione casuale che si verifica tra cromosomi omologhi; sottolinea l assortimento sempre differente e casuale che si verifica durante l anafase I. 5. Ogni gamete è unico. Essere consapevole del ruolo avuto dalla riproduzione sessuale nella generazione della varietà genetica dei discendenti. Correla e pone come causa della varietà genetica dei discendenti il meccanismo meiotico e la fecondazione connessi alla riproduzione sessuata. 6. La riproduzione sessuata genera una straordinaria varietà. Conoscere il significato di cariotipo e il suo utilizzo per analizzare le caratteristiche del corredo cromosomico. Definisce il cariotipo e ne spiega l utilizzo per l analisi del corredo cromosomico e la definizione del sesso, della specie e la valutazione di anomalie cromosomiali. 7. Il cariotipo e l identità genetica delle specie. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Conoscere la suddivisione del cariotipo umano in autosomi e cromosomi sessuali. Essere consapevole di come viene determinato il sesso del nascituro durante la fecondazione. Distingue gli autosomi dai cromosomi sessuali; descrive la coppia XX e XY e li associa al sesso. Separa gli omologhi sessuali durante la meiosi e li ricombina nella fecondazione; calcola la percentuale di probabilità di comparsa del sesso maschile e femminile; esplicita che il sesso dei discendenti è determinato dal padre. 8. La determinazione del sesso nella specie umana. Essere consapevole che alcune malattie determinate da un cariotipo alterato sono generate dalla mancata separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi o da una traslocazione errata durante il crossingover. Descrive la sindrome di Down, la sindrome di Turner e la sindrome di Klinefelter facendo riferimento ad anomalie del cariotipo determinate da errori nel processo meiotico. 9. Le deviazioni dal normale cariotipo provocano spesso problemi. Capitolo 8 L origine e la storia della biodiversità Lezione - L evoluzione: le specie cambiano nel tempo Essere consapevole che tutte le specie oggi viventi derivano da un antenato comune; conoscere i principi dell evoluzione. Descrive la teoria dell evoluzione facendo riferimento al ultimo antenato comune universale e citando le caratteristiche di unitarietà della vita.. Da LUCA alle specie odierne. Conoscere i principi e i personaggi che hanno preceduto le idee darwiniane e al ruolo che hanno avuto nella formulazione della teoria evolutiva. Ricorda, inserendoli nello specifico periodo storico, Aristotele, Buffon, Cuvier, Lamarck, Lyell, le loro ipotesi e teorie ed evidenzia le influenze del loro pensiero su Darwin. 2. Biologia e geologia prima di Darwin. Conoscere la storia di Charles Darwin, il suo viaggio e le sue intuizioni. Racconta la storia di Darwin facendo riferimento al viaggio sul Beagle e alle osservazioni compiute; sottolinea le evidenze riscontrate da Darwin. 3. Darwin: la nascita di un idea. Conoscere i punti fondamentali della teoria del 859 e le influenze sulla teoria da parte di Malthus. Descrive lo sviluppo della teoria dell evoluzione a seguito delle osservazioni effettuate durante il viaggio sul Beagle e della influenza del saggio di Malthus; descrive il concetto di lotta per la sopravvivenza e di selezione naturale. 4. La lotta per la sopravvivenza e la selezione naturale.

15 Cita Wallace e conosce la data della pubblicazione de L origine delle specie. Conoscere le condizioni necessarie per il processo di selezione naturale; essere consapevole del ruolo della riproduzione con variabilità. Evidenzia come necessarie al processo di selezione naturale la variabilità, l ereditarietà dei caratteri e la riproduzione differenziale; esplicita l importanza di queste condizioni con appropriati esempi; descrive l importanza della riproduzione e della selezione sessuale. 5. Tre condizioni per la selezione naturale. Essere consapevole che il processo di adattamento evolutivo non è del singolo ma del gruppo di individui; essere consapevole che la selezione naturale non è l unico meccanismo evolutivo. Conoscere il ruolo delle mutazioni nel processo evolutivo. Distingue lo sviluppo di un singolo individuo dall evoluzione della specie; evidenzia la gradualità dell evoluzione darwiniana e sottolinea la presenza di altri meccanismi evolutivi; fa riferimento a meccanismi non selettivi come catastrofi o migrazioni; evidenzia il ruolo significativo delle mutazioni nell originare variabilità. 6. L evoluzione non è il cambiamento di un individuo. Essere consapevole che l evoluzione agisce mediante processi di adattamento funzionali alle caratteristiche peculiari di un ambiente. Essere consapevole che l evoluzione non genera organismi perfetti ma solo adatti a un ambiente anch esso in continua mutazione. Descrive l azione dell evoluzione come un processo continuativo e dinamico, soggetto ai cambiamenti ambientali; evidenzia che, se i cambiamenti sono rapidi, è possibile l estinzione di specie che non riescono ad adattarsi al nuovo ambiente; sottolinea l aspetto relativo alle caratteristiche ambientali dell adattamento. 7. L evoluzione produce adattamenti, non perfezione. Lezione 2 - I fossili e la storia evolutiva Riconoscere il ruolo dei fossili nella ricostruzione della storia della vita. Descrive la paleontologia definendo il concetto di fossile e facendo riferimento ai concetti di estinzione ed evoluzione. 8. I fossili raccontano la storia della vita. Essere consapevole della parzialità delle informazioni fornite dalla paleontologia. Descrive il processo di fossilizzazione; evidenzia come la casualità della formazione e del ritrovamento dei fossili. 9. I fossili forniscono una testimonianza incompleta. Essere consapevole che la gradualità del processo evolutivo non l unico meccanismo che genera nuove specie. Descrive la teoria degli equilibri punteggiati facendo riferimento alle scoperte paleontologiche; la confronta con il gradualismo darwiniano; ricorda le cinque estinzioni di massa. 0. La velocità dell evoluzione non è costante. Conoscere le principali ipotesi sull origine della vita sul pianeta. Evidenzia l importanza della paleontologia nella ricostruzione dei percorsi evolutivi dei viventi; riconosce i suoi limiti nella descrizione delle fasi prebiotiche; descrive le condizioni chimico-fisiche della Terra primordiale e le possibili modalità della comparsa dei primi organismi viventi; definisce temporalmente la comparsa dei primi organismi procarioti, dei primi organismi fotosintetici e delle prime cellule eucariotiche.. La documentazione di un semplice inizio.