Anno Scolastico

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1 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Leonardo da Vinci con sez. Commerciale annessa BORGOMANERO (NO) pag. 1 di 7 PIANO DI LAVORO Anno Scolastico Materia: CHIMICA ORGANICA E BIOCHIMICA Classe quinta Indirizzo Chimica, materiali e biotecnologie Data di presentazione: 17/10/2018 Docente Carlo Zirotti Firma Docente Fabrizio Leonardi Firma

2 OBIETTIVI D APPRENDIMENTO Standard minimi in termini di conoscenze e di abilità pag. 2 di 7 - Conoscere, comprendere e applicare le leggi, le teorie, le relazioni, i processi e le prove sperimentali. - Esprimere e descrivere correttamente e con una terminologia disciplinare appropriata quanto appreso e sperimentato. - Essere in grado di eseguire le operazioni fondamentali di laboratorio. Obiettivi trasversali e ruolo specifico della disciplina nel loro raggiungimento -Saper analizzare un fenomeno, un sistema. - Saper organizzare e collaborare nella esecuzione di un lavoro. - Saper sviluppare autonomia di giudizio. - Sapersi verificare e confrontare con gli altri. - Conoscere le tecniche utilizzate per la produzione microbiologica nell industria chimica, indispensabi li per una visione completa dei processi industriali studiati nel corso di tecnologie chimiche. UNITA DIDATTICA N 1 Carboidrati Pre-requisiti: proprietà e comportamento dei gruppi funzionali, reazioni di ossidazione e di riduzione, formazione di emiacetali ed acetali, conoscenze di stereochimica, rappresentazione delle molecole secondo Fischer, rappresentazione della struttura a sedia del cicloesano. Pre-requisiti di laboratorio validi per tutte le unità didattiche: norme di sicurezza, frasi di rischio, consigli di sicurezza, simboli di pericolosità, lettura delle etichette, schede di sicurezza, uso corretto della vetreria. Obiettivi: conoscere la classificazione dei carboidrati saper convertire un monosaccaride come glucosio, fruttosio, ribosio e altri dalla forma aperta secondo Fischer nella struttura ciclica piranosica o furanosica saper spiegare il concetto di anomeria α e β e di mutorotazione conoscere le caratteristiche dei glicosidi e saper spiegare come si ottengono conoscere le reazioni di ossidazione e di riduzione dei monosaccaridi conoscere le caratteristiche di: saccarosio, maltosio, cellobiosio, amido e cellulosa. Contenuti: Classificazione dei carboidrati zuccheri della serie D ed L struttura aperta secondo Fischer di monosaccaridi (in particolare glucosio, fruttosio, ribosio) strutture cicliche le forme anomere del glucosio e la mutorotazione i glicosidi riduzione e ossidazione dei monosaccaridi caratteristiche dei disaccaridi: saccarosio, maltosio, cellobiosio caratteristiche dei polisaccaridi: amido e cellulosa. Laboratorio: esperienza relativa al fenomeno della mutorotazione, esperienza sul riconoscimento di zuccheri riducenti e non riducenti Tempo d attuazione : 8 ore collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA N 2 Aminoacidi, proteine, enzimi Prerequisiti: conoscere e saper applicare il concetto di equilibrio chimico saper spiegare il comportamento di un sistema tampone conoscere e saper applicare le informazioni relative alla stereoisomeria.

3 pag. 3 di 7 Obiettivi: saper definire la struttura degli amminoacidi, delle proteine e degli enzimi conoscere le specificità degli enzimi conoscere i fattori che regolano la velocità di una reazione enzimatica conoscere le modalità di impiego degli enzimi. Contenuti: struttura degli amminoacidi punto isoelettrico elettroforesi legame covalente nei peptidi classificazione e struttura delle proteine enzimi: classificazione, struttura, specificità, cinetica enzimatica (fattori di regolazione della velocità, costante di Michaelis Menten) inibizione dell attività enzimatica enzimi allosterici enzimi in soluzione enzimi immobilizzati cellule immobilizzate (cenni) applicazioni degli enzimi in campo alimentare. Laboratorio: esperienza relativa all attività enzimatica della catecolasi, esperienza relativa all attività enzimatica della catalasi Tempo d attuazione : 12 ore Collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA N 3 Microrganismi Prerequisiti: conoscere la nomenclatura, le formule molecolari e di struttura dei principali composti organici, conoscere caratteristiche chimiche e formule di struttura di lipidi, amminoacidi, monosaccaridi e polisaccaridi. Obiettivi: conoscere i componenti fondamentali di una cellula e saperne attribuire le funzioni saper distinguere tra cellule procariotiche ed eucariotiche conoscere le caratteristiche fondamentali dei funghi conoscere le interazioni tra microrganismi e ambiente saper evidenziare la differenza tra microrganismi e virus conoscere le caratteristiche dei ncleotidi del DNA e dell RNA e il legame che intercorre tra due nucleotidi, la formula di struttura dell ATP, dell ADP, dei fosfolipidi conoscere le modalità di trasporto di sostanze attraverso la membrana citoplasmatica. Contenuti: l organizzazione cellulare: cellule procariotiche ed eucariotiche funghi come si nutrono e si riproducono i microrganismi virus: morfologia, origine, scoperta, riproduzione ADP e ATP, nucleotide del DNA e dell RNA, legami tra nucleotidi, fosfolipidi trasporto di membrana. Laboratorio: uso del microscopio, proiezione audiovisivi Tempo d attuazione : 12 ore Collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA N 4 Coltivazione e crescita dei Microrganismi Prerequisiti: saper applicare i concetti chimico fisici delle reazioni eso ed endoergoniche conoscere il concetto di soluzione e le modalità con cui si esprime la sua concentrazione conoscere e saper applicare i concetti di ph, pressione osmotica, equilibrio chimico. Obiettivi: acquisire informazioni utili a comprendere coltura, nutrizione e crescita dei microrganismi.

4 pag. 4 di 7 Contenuti: terreni di coltura fonti di azoto, di carbonio e di ioni inorganici fattori di crescita e controllo della crescita processi di coltivazione metodi della conta microbica metodi fisici e chimici della sterilizzazione. Laboratorio: tecniche di allestimento di vetrini per esame a fresco e mediante colorazione colorazione di Gram cenni sulle tecniche di sterilizzazione e disinfezione proiezione audiovisivi. Tempo d attuazione : 13 ore Collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA N 5 Metabolismo microbico Prerequisiti: saper svolgere semplici calcoli stechiometrici - comprensione dei concetti di base delle grandezze termodinamiche conoscenza e comprensione delle reazioni di: polimerizzazione, ossidoriduzione - conoscenza e comprensione del concetto di potenziale chimico e della sua applicazione nelle celle elettrochimiche. Obiettivi: saper applicare i concetti termodinamici ai processi chimici negli organismi viventi conoscere i processi metabolici esaminati e saperli correlare tra loro saper effettuare il bilancio energetico dei principali processi metabolici saper correlare tra loro processi metabolici, conoscere il funzionamento della catena respiratoria e della fosforilazione ossidativa conoscere e comprendere il chimismo cellulare. Contenuti: entropia ed energia libera nelle reazioni biochimiche le vie metaboliche: trasferimento di energia e di elettroni glicolisi: reazioni, bilancio energetico, utilizzazione del piruvato ciclo di Krebs: coenzima A, da piruvato ad acetilcoenzima A, reazioni del ciclo, bilancio energetico catena respiratoria terminale: ubichinone, citocromi, stadi della catena, funzione dei mitocondri fosforilazione ossidativa metabolismo dei lipidi (cenni) metabolismo dei protidi (cenni) sintesi proteica.. Tempo d attuazione : 18 ore Collegamento interdisciplinare: Chimica Analitica UNITA DIDATTICA N 6 Microrganismi e produzioni industriali Prerequisiti: raggiungimento degli obiettivi relativi alle UD precedenti. Obiettivi: essere in grado di applicare le conoscenze acquisite nelle UD precedenti al fine di comprendere i processi industriali che sono fondati sui metabolismi microbici di lieviti, muffe e batteri. Contenuti: chimica delle fermentazioni processi fermentativi industriali: ceppi microbici, impianti di fermentazione, separazione dei prodotti della fermentazione, tecniche di fermentazione i lieviti: fermentazione alcolica, produzione lievito per panificazione i batteri: fermentazione lattica, fermentazione acetica, produzione di acido glutammico le muffe: fermentazione citrica, produzione di antibiotici le vitamine: classificazione, produzione. Laboratorio: fermentazione alcolica Tempo d attuazione : 14 ore

5 pag. 5 di 7 Collegamento interdisciplinare: Chimica analitica e Tecnologie chimiche METODOLOGIA Lezione frontale partecipata Attività laboratoriali STRUMENTI E ATTREZZATURE Libro di testo: Titolo: MICROBIOLOGIA E CHIMICA DELLE FERMENTAZIONI Autori: Fornari Gando Evangelisti Casa editrice: Zanichelli Dispense fornite dall insegnante Videocassette e/o DVD Proiezione di diapositive realizzate con powerpoint Laboratorio specifico per la disciplina Biblioteca e/o archivi VERIFICHE STRUMENTI PER LA VERIFICA FORMATIVA (controllo in itinere del processo di apprendimento) Si prevedono le seguenti verifiche formative la cui valutazione sarà di tipo orientativo: - esposizione da parte di alcuni studenti dei contenuti essenziali della lezione precedente, - stesura di schede tecniche relative alle prove di laboratorio proposte. STRUMENTI PER LA VERIFICA SOMMATIVA (controllo del profitto scolastico ai fini della valutazione) Verifiche proposte in forma scritta e/o orale con valutazione (espressa in voto su scala da uno a dieci) del livello di apprendimento, con riferimento a conoscenza, comprensione, applicazione e proprietà nell uso del linguaggio specifico disciplinare. nel primo periodo almeno 2 verifiche di teoria in forma scritta o orale nel secondo periodo dell anno: n 3 verifiche di teoria in forma scritta o orale

6 ALLEGATO pag. 6 di 7 Variabile: CONOSCENZA. CRITERI SEGUITI PER LA VALUTAZIONE DELLE PROVE Indicatori: - contenuti; - argomenti trattati; - principi; - linguaggio, terminologia. Livelli: - nessuna conoscenza o conoscenze gravemente errate voto: conoscenze frammentarie e lacunose voto: 4 - conoscenze carenti e superficiali voto: 5 - conoscenze complete con qualche imperfezione voto: 6 - conoscenze complete ma non approfondite voto: 7 - conoscenze complete e approfondite voto: 8 - conoscenze complete, approfondite e ampliate voto: 9-10 Variabile: COMPRENSIONE. Indicatori: - capacità di cogliere il senso e di interpretare; - ridefinire un concetto; - cogliere implicazioni; - determinare correlazioni; - utilizzare dati o idee contenuti nella informazione. Livelli: - non ha alcuna capacità di comprensione o commette gravi errori voto: commette errori diffusi voto: 4 - commette qualche errore anche nella esecuzione di compiti semplici voto: 5 - sa cogliere il senso e interpretare correttamente i contenuti semplici voto: 6 - sa interpretare e ridefinire un concetto voto: 7 - sa cogliere implicazioni e determinare correlazioni ma è impreciso voto: 8 - sa cogliere implicazioni e determinare correlazioni con precisione voto: 9-10 Variabile: APPLICAZIONE E GENERALIZZAZIONE. Indicatori: - saper applicare le conoscenze in situazioni note; - collegamenti-classificazioni; - argomentazioni (saper dimostrare); - capacità di passare dal particolare all'universale; - attuare astrazioni. Livelli: - non riesce ad applicare le conoscenze minime voto: commette gravi errori nell'applicazione voto: 4 - sa applicare le conoscenze in compiti semplici ma commette errori voto: 5 - sa applicare le conoscenze in compiti semplici senza errori voto: 6 - sa applicare i contenuti e le procedure in compiti complessi ma con imprecisioni voto: 7 - sa applicare i contenuti e le procedure in compiti complessi in modo corretto voto: 8 - sa applicare i contenuti e le procedure acquisiti anche in compiti complessi e in modo ottimizzato (procedure migliori) voto: 9-10

7 pag. 7 di 7 - ANALISI: 1) non è in grado di effettuare alcuna analisi voto: 1 3 2) è in grado di effettuare analisi parziali voto: 4 5 3) sa effettuare analisi complete ma non approfondite voto: 6 7 4) sa effettuare analisi complete e approfondite ma con incertezze voto: 8 9 5) è capace di cogliere in modo autonomo gli elementi di un insieme e di stabilire relazioni tra essi voto: 10 - SINTESI: 1) non ha la conoscenza e le capacità operative per effettuare alcuni sintesi voto: 1 3 2) è in grado di effettuare una sintesi parziale e imprecisa voto: 4 5 3) sa sintetizzare ma con incertezze voto: 6 7 4) ha acquisito autonomia nella sintesi che però risulta incompleta voto: 8 9 5) sa organizzare in modo completo e autonomo le conoscenze e le capacità operative acquisite voto: 10 - VALUTAZIONE: 1) non è capace di autonomia di giudizio voto: 1 3 2) orientato è in grado di effettuare valutazioni non argomentate voto: 4 5 3) orientato è in grado di effettuare valutazioni argomentate voto: 6 7 4) è in grado di effettuare valutazioni autonome con argomentazioni parziali voto: 8 9 5) è capace di valutazioni autonome con argomentazioni esaurienti voto: 10