CHIMICA ORGANICA, BIOCHIMICA E LABORATORIO

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1 Anno Scolastico Classe Disciplina : Docenti 2017/ E CMBS CHIMICA ORGANICA, BIOCHIMICA E LABORATORIO Elisabetta Bulgarelli Gaetano Sica FINALITA DISCIPLINARI L'insegnamento della chimica organica e biochimica deve essere finalizzato a completare la professionalità del tecnico chimico con indirizzo biologico-sanitario, fornendogli sia le conoscenze biochimiche sulla complessità molecolare sia le competenze di laboratorio. Pertanto si stimola lo studente ad acquisire: La conoscenza delle basi chimiche dell organizzazione e della regolazione a livello molecolare degli esseri viventi (con particolare riferimento all uomo); La capacità di osservare un fenomeno biologico complesso, cogliendone gli aspetti più significativi, utilizzando le conoscenze specifiche e di altre affini; La capacità di impostare, eseguire ed interpretare le analisi di sostanze in sistemi chimici semplici e/o complessi, tramite la registrazione e la interpretazione dei diagrammi strumentali. OBIETTIVI DISCIPLINARI perseguiti Il corso di chimica organica e biochimica si propone come obiettivi: 1) Conoscere le proprietà strutturali delle biomolecole e le loro funzioni negli organismi viventi (con particolare riferimento all uomo); 2) Sapere schematizzare le principali vie metaboliche; 3) Conoscere i principali meccanismi di catalisi enzimatica; 4) Conoscere i fondamentali meccanismi di trasformazione della materia e dell energia che si manifestano nelle sequenze delle reazioni metaboliche; 5) Conoscere l organizzazione generale del metabolismo e le correlazioni esistenti tra anabolismo e catabolismo; 6) Essere in grado di raccogliere, elaborare (anche con grafici Excel) i dati delle esperienze effettuate, integrandole con informazioni prese dalla rete Internet e da testi; produrre materiale cartaceo o digitale per la presentazione dei risultati ottenuti. 7) Essere in grado di svolgere le attività di laboratorio proposte rispettando le norme di sicurezza. Libri di testo utilizzati Autore/i Titolo Editore Boschi, Rizzoni Biochimicamente. Le biomolecole prima Zanichelli edizione. Boschi, Rizzoni Biochimicamente. L energia e i metabolismi Zanichelli Prima edizione Schede relative alle esercitazioni di laboratorio prodotte in proprio dagli insegnanti.

2 Metodologia didattica e strumenti utilizzati. _Lezione frontale e /o partecipata _Attività di laboratorio Strumenti di verifica (Tipologia delle prove) Utilizzata per stimolare, attraverso la trattazione teorica dei contenuti e delle relative problematiche, interventi mirati ad approfondire e a incentivare collegamenti con riflessioni personali. Utilizzo di materiale multimediale reperibile in rete e nell e-book. Condotta attraverso il lavoro individuale e in gruppo degli alunni, con lo scopo di fare acquisire le principali tecniche analitiche strumentali ed il corretto impiego della strumentazione in dotazione. Prove scritte: Trattazione sintetica di argomenti significativi, con un numero contenuto di righe per la risposta (max 10-12), quesiti a risposta singola (tipologie A e B), prove semistrutturate. Prove orali: Interrogazioni individuali volontarie. Prove di laboratorio: Vista la dotazione del laboratorio, la maggior parte delle verifiche sono state finalizzate alla comprensione dell attività svolta e alla interpretazione di dati raccolti in simulazione, pertanto, sono state proposte alla classe verifiche scritte al termine della trattazione di alcune unità didattiche e stesura di relazioni. PROGRAMMA SVOLTO DI CH. ORGANICA E BIOCHIMICA_ LABORATORIO N Tematica Argomenti 1 SICUREZZA nel Cenni alle parti principali del DECRETO LEGISLATIVO 9 aprile 2008, n. laboratorio chimico 81 sulla tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro. (pericolo chimico) Classificazione degli agenti chimici pericolosi; simboli di pericolo CARBOIDRATI LIPIDI AMMINOACIDI, PEPTIDI E ENZIMATICHE o Enzimi Determinazione di monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi con i reattivi di Fehling, Tollens e Lugol. Determinazione della percentuale di saccarosio nella barbabietola Riconoscimento di zuccheri riducenti in diversi campioni di vino e nel mosto di uva. La saponificazione dei trigliceridi. Analisi spettrofotometrica dello zafferano per la determinazione della classe e quindi della qualità. Analisi spettrofotometrica quali-quantitativa dell olio per la determinazione di alterazioni. Determinazione del punto isoelettrica e delle costanti di dissociazione pk 1 e pk 2 per via analitica che geometrica della glicina. Metodo del biureto per la determinazione delle proteine in matrici alimentari. Studio della cinetica enzimatica della catalasi al variare della temperatura e ph e confronto con una catalizzatore inorganico (MnO 2 ). Studio dell attività enzimatica al variare di della temperatura, ph, concentrazione dell enzima e del substrato. Studio della cinetica enzimatica della catecolasi per via spettrofotometrica a diversi intervalli di tempo e a diverse concentrazioni di substrato. Studio della cinetica enzimatica dell enzima alcol deidrogenasi per via spettrofotometrica a diversi intervalli di tempo. Fermentazione alcolica.

3 PROGRAMMA SVOLTO DI CHIMICA ORGANICA E BIOCHIMICA TEORIA N Tematica Argomenti Riferimenti 1 CARBOIDRATI Classificazione e caratteristiche dei carboidrati. D- e L- zuccheri. Cap 4 Struttura ciclica dei monosaccaridi. Mutarotazione. Reazioni caratteristiche dei monosaccaridi: Formazione di O- glicosidi ed Esterificazione, Ossidazione e Riduzione. Disaccaridi: maltosio, cellobiosio, lattosio e saccarosio. Polisaccaridi: descrizione della struttura di amido, glicogeno e cellulosa. 2 3 LIPIDI AMMINOACIDI, PEPTIDI E Caratteristiche e classificazione dei lipidi. Lipidi saponificabili. Nomenclatura, struttura e proprietà fisiche dei gliceridi. Proprietà chimiche: Saponificazione, Riduzione, Ossidazione. Fosfolipidi (struttura della lecitina) e Cere (cenni). Lipidi insaponificabili e steroidi (struttura di base). Caratteristiche generali e amminoacidi naturali. Proprietà fisiche e chimiche. Riconoscimento e dosaggio. Legame peptidico e peptidi. Struttura delle proteine: primaria, secondaria (α-elica, foglietto β), terziaria e quaternaria. Cenni sulla determinazione della struttura di una proteina. Proprietà delle proteine, denaturazione. Cap. 5 Cap 6 CLIL Methodolo gy 4 ENZIMATICHE o Enzimi Nomenclatura, classificazione e struttura (oloenzima, coenzimi, apoenzima). Specificità degli enzimi. Velocità di reazione e parametri regolatori: concentrazione del substrato (equazione di Michaelis-Menten), ph, temperatura e inibitori. Inibizione irreversibile e reversibile competitiva e non competitiva. Controllo dei processi metabolici: enzimi allosterici e modulazione per effetto cooperativo e feed-back. Zimogeni. Cap ACIDI NUCLEICI ENERGIA METABOLISMO GLUCIDICO Basi azotate puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e nucleotidi. Il DNA: struttura primaria, secondaria e terziaria. Replicazione del DNA. Gli RNA: messaggero, ribosomiale e transfer. Richiami ai concetti di energia, processi esotermici ed endotermici, energia libera. Energia nei sistemi biologici. Molecole altamente energetiche: l ATP e i nucleotidi fosfati. I trasportatori di elettroni: NAD e FAD. Cenno ad altri coenzimi e citocromi. Le vitamine idrosolubili come coenzimi. Richiami alle vitamine liposolubili. La produzione di energia. La catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. La chemiosmosi. Cap.9 Cap Cap.10-3 Cap. 11 Vie cataboliche glucidiche: la glicolisi: fase preparatoria e di recupero energetico. Le tappe di controllo. Fermentazione lattica nelle cellule in debito di ossigeno. Ciclo di Krebs: principali tappe e loro controllo. Bilancio energetico della glicolisi e del ciclo di Cap Krebs. Glicogenolisi. Vie anaboliche glucidiche: glicogenosintesi e gluconeogenesi. Controllo ormonale del metabolismo glicidico (insulina, glucagone, catecolamine)

4 CRITERI PER LA VALUTAZIONE Criteri pluridisciplinari Livello dell eccellenza Corrisponde al pieno raggiungimento degli obiettivi ed è indice di ottima padronanza dei contenuti e delle abilità di trasferirli ed elaborarli autonomamente Corrisponde al pieno raggiungimento degli obiettivi ed è indice di buona padronanza dei contenuti e delle abilità di trasferirli ed elaborarli autonomamente Indica il conseguimento degli obiettivi previsti, ma con capacità di elaborazione autonoma delle conoscenze ancora in via di sviluppo Criteri monodisciplinari Descrittori di conoscenze, competenze, abilità Conoscenza dei contenuti ampia, completa e coordinata, senza imprecisioni di alcun tipo. Applicazione personale ed originale, con padronanza di cogliere gli elementi di un insieme e di stabilire tra essi relazioni. Organizzazione autonoma e completa delle conoscenze e delle procedure acquisite, con valutazioni corrette, approfondite e complete senza alcun aiuto. Eccellenti capacità di argomentazione ed ottime abilità operative. Conoscenza dei contenuti completa ed approfondita, senza commettere errori o imprecisioni. Applicazione delle conoscenze senza errori né imprecisioni, esecuzione di analisi approfondite. Capacità di sintetizzare in modo corretto e di effettuare analisi approfondite. Capacità di argomentazione ottima e buone abilità operative. Conoscenze complete che consentono di non commettere errori nella esecuzione di compiti complessi. Capacità di applicazione delle conoscenze e di eseguire sintesi, anche se con qualche imprecisione. sintesi, ma senza particolari approfondimenti. Discrete capacità di argomentazione delle abilità operative.

5 Rappresenta il conseguimento, in linea di massima, delle acquisizioni e capacità culturali prefissate per altro raggiunte in modo non approfondito. Indica quindi il minimo indispensabile rispetto alla formazione vista nel suo aspetto cognitivo, cioè a quella preparazione che consente all alunno la prosecuzione negli studi senza intralcio per sé e per gli altri Indica il possesso solo parziale dei contenuti minimi indispensabili per affrontare la classe successiva Segna una notevole distanza dall obiettivo visto nei suoi aspetti sostanziali Evidenzia mancanza di approccio significativo alla disciplina Conoscenze non molto approfondite, ma senza commettere errori nella esecuzione di compiti semplici. Capacità di applicare le conoscenze e di effettuare analisi parziali con qualche errore. Imprecisione nell'effettuare sintesi, ma possesso di qualche spunto di autonomia. Sufficienti capacità di argomentazione e delle abilità operative. Conoscenze non molto approfondite, con qualche errore nella comprensione. Presenza di errori non gravi sia nell'applicazione sia nell'analisi. rielaborazio ne critica delle conoscenze (Applicazione, Mancanza di autonomia nella rielaborazione delle conoscenze. Modeste capacità di argomentazione ed insufficiente autonomia, modeste abilità operative. Conoscenze frammentarie e superficiali, con errori nella esecuzione di compiti semplici. L'applicazione delle conoscenze avviene commettendo errori che non permettono di condurre un'analisi corretta. Incapacità di sintetizzare le proprie conoscenze e mancanza di autonomia di giudizio. Capacità di argomentazione frammentaria e lacunosa e mancanza di autonomia e di abilità operative. Conoscenza dei contenuti assente, o rifiuto della interrogazione. Incapacità di applicare le conoscenze in situazioni nuove e di effettuare analisi. Incapacità di sintetizzare le conoscenze e mancanza di autonomia di giudizio. Capacità di argomentazione nulla, mancanza di autonomia e di abilità operative.

6 SIMULAZIONE di TERZA PROVA ESAME DI STATO Tipologia B Materia: Chimica organica e biochimica Cognome e nome Data Il D(+)Mannosio è epimero in C 2 del D(+)Glucosio, mentre il D(+)Galattosio è epimero in C 4 sempre del D(+)Glucosio. Definisci cosa si intende per epimeri e disegna le proiezioni di Fischer del D(+)Mannosio e del D(+)Galattosio. -

7 2) Descrivi la struttura primaria del DNA, specificando i tipi di legame chimico che uniscono le unità costituenti i nucleotidi e il tipo di legame tra i nucleotidi stessi. - 3) Descrivi la struttura primaria, secondaria, terziaria di una proteina con particolare riferimento ai legami che le determinano. -