PIANO DI LAVORO DI SCIENZE NATURALI (CHIMICA,BIOLOGIA E SCIENZE DELLA TERRA)

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1 R E P U B B L I C A I T A L I A N A ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE MINERARIO GIORGIO ASPRONI Con annessi Licei Tecnologico e delle Scienze applicate IGLESIAS-Via Roma, \ Fax 0781\ CATF07000E@istruzione.it PIANO DI LAVORO DI SCIENZE NATURALI (CHIMICA,BIOLOGIA E SCIENZE DELLA TERRA) LICEO DELLE SCIENZE APPLICATE CLASSE TERZA Anno scolastico PROF.ssa MARIA PELLERANO METODOLOGIA Si cercherà di condurre gli alunni al raggiungimento degli obiettivi prefissati per ciascun modulo affrontando le varie tematiche in maniera tale da rispettare i tempi e le modalità di apprendimento relative all' età dei ragazzi. Si farà in modo di stimolare la riflessione degli allievi sia mediante la trattazione teorica sia attraverso l osservazione dei fenomeni naturali ricorrendo all uso di opportuno materiale didattico. Si opererà al fine dell acquisizione di un metodo di studio scientifico in modo che l apprendimento degli alunni non avvenga in maniera stereotipata e formale. A questo scopo si è farà uso di una metodologia logico-sperimentale che prevede la risoluzione di problemi, la formulazione di ipotesi e la verifica delle stesse. Si è curerà inoltre l introduzione degli allievi all uso di espressioni scientifiche proprie delle Scienze della Terra, chiarendo il significato dei termini e stimolando l arricchimento linguistico. Per guidare gli alunni all apprendimento dei contenuti si è procederà alla costruzione di schemi, all uso di grafici, tabelle e disegni. STRUMENTI Il libro di testo verrà sempre utilizzato e rappresenterà un ausilio fondamentale per lo svolgimento dell attività didattica ma verrà supportato dall' approfondimento tramite riviste specializzate, dalla proiezione di filmati relativi alle unità didattiche, dalla presentazione degli argomenti in formati multimediali.

2 VERIFICHE E VALUTAZIONE La valutazione sarà sia formativa che sommativa. La prima si effettuerà durante il processo di apprendimento e avrà lo scopo di evidenziare in itinere le difficoltà incontrate dagli alunni e permetterà di valutare la qualità del lavoro svolto. La verifica formativa sarà effettuata mediante l osservazione/registrazione dei comportamenti degli allievi durante le attività svolte in classe (discussione collettiva, controllo del lavoro domestico, lavori di gruppo e questionari proposti durante lo svolgimento dell attività didattica). La seconda verificherà il raggiungimento degli obiettivi fissati mediante l utilizzo dei seguenti metodi di verifica: quesiti a scelta multipla, quesiti vero/falso, corrispondenze, quesiti a completamento, saggi brevi, relazioni e colloqui orali. La valutazione trimestrale e pentamestrale terrà conto oltre che del raggiungimento degli obiettivi cognitivi anche degli interventi riassuntivi che i ragazzi sono invitati a fare al termine di ogni lezione o all inizio della lezione successiva all argomento preso in esame. I suddetti interventi consentiranno agli stessi alunni di verificare se quanto è stato spiegato è stato appreso, di evidenziare eventuali difficoltà incontrate e di esercitare le loro capacità di sintesi e di schematizzazione. La valutazione finale terrà conto inoltre dell impegno e interesse mostrati e dei progressi conseguiti rispetto alla situazione iniziale. CHIMICA Unità didattica Competenze Attività didattiche Traguardi formativi Indicatori Laboratorio Approfondimenti 1 Dalla struttura atomica alle proprietà periodiche degli elementi Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici 1a. Distinguere tra comportamento ondulatorio e corpuscolare della radiazione elettromagnetica 1b. Riconoscere che il modello atomico di Bohr ha come fondamento sperimentale l analisi spettroscopica della radiazione emessa dagli atomi 2b. Essere consapevole dell esistenza di livelli e sottolivelli energetici e della loro disposizione in ordine di energia crescente verso l esterno 2c. Utilizzare la simbologia specifica e le regole di riempimento degli orbitali per la scrittura delle configurazioni elettroniche di tutti gli atomi - Utilizza λ e ν per determinare la posizione di una radiazione nello spettro e stabilisce la relazione tra E e ν - Interpreta il concetto di quantizzazione dell energia e le transizioni elettroniche nell atomo secondo il modello di Bohr - Attribuisce a ogni corretta terna di numeri quantici il corrispondente orbitale - Scrive la configurazione degli atomi polielettronici in base al principio di Aufbau, di Pauli e alla regola di Hund Le sostanze che colorano la fiamma Scheda storica - Niels Bohr 3a. Descrivere le principali proprietà di metalli, - Classifica un elemento sulla base

3 Saper classificare Saper effettuare connessioni logiche semimetalli e non metalli 3b. Individuare la posizione delle varie famiglie di elementi nella tavola periodica 3c. Spiegare la relazione fra Z, struttura elettronica e posizione degli elementi sulla tavola periodica 4a. Comprendere che la legge della periodicità è stata strumento sia di classificazione sia di predizione di elementi 4b. Discutere lo sviluppo del concetto di periodicità 4c. Spiegare gli andamenti delle proprietà periodiche degli elementi nei gruppi e nei periodi delle sue principali proprietà - Classifica un elemento in base alla posizione che occupa nella tavola periodica - Classifica un elemento in base alla sua struttura elettronica - Descrive come Mendeleev arrivò a ordinare gli elementi - Spiegare i criteri di classificazione in base all ordinamento di Z crescente - Mette in relazione la struttura elettronica, la posizione degli elementi e le loro proprietà periodiche Unità didattica Competenze Attività didattiche Traguardi formativi Indicatori Laboratorio Approfondimenti 2 I legami chimici Saper riconoscere e stabilire relazioni Saper formulare ipotesi in base ai dati 1a. Distinguere e confrontare i diversi legami chimici (ionico, covalente, metallico) 1b. Stabilire in base alla configurazione elettronica esterna il numero e il tipo di legami che un atomo può formare 1c. Definire la natura di un legame sulla base della differenza di elettronegatività 2a. Descrivere le proprietà osservabili dei materiali, sulla base della loro struttura microscopica - Riconosce il tipo di legame esistente tra gli atomi, data la formula di alcuni composti - Scrive la struttura di Lewis di semplici specie chimiche che si formano per combinazione dei primi 20 elementi - Individua le cariche parziali in un legame covalente polare - Formula ipotesi, a partire dalle proprietà fisiche, sulla struttura Animazioni: - Il legame covalente Il legame ionico e il legame metallico - La conducibilità di un acquario - La storia delle leghe metalliche Schede storiche: - Gilbert Lewis - Ronald Nyholm

4 forniti microscopica di alcune semplici specie chimiche 2b. Prevedere, in base alla posizione nella tavola periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi. 2c. Prevedere, in base alla teoria VSEPR, la geometria di semplici molecole - Utilizza la tavola periodica per prevedere la formazione di specie chimiche e la loro natura - Spiega la geometria assunta da una molecola nello spazio in base al numero di coppie solitarie e di legame dell atomo centrale Unità didattica Competenze Attività didattiche Traguardi formativi Indicatori Laboratorio Approfondimenti 3 Le forze Saper riconoscere e intermolecolari e gli stabilire relazioni stati condensati della materia 1a. Individuare se una molecola è polare o apolare, dopo averne determinato la geometria in base al modello VSEPR 1b. Correlare le forze che si stabiliscono tra le molecole alla loro eventuale miscibilità 1c. Correlare le proprietà fisiche dei solidi e dei liquidi alle interazioni interatomiche e intermolecolari - Stabilisce la polarità di una molecola sulla base delle differenze di elettronegatività e della geometria - Spiega la miscibilità di due o più sostanze in base alla natura delle forze intermolecolari - Mette in relazione le proprietà fisiche delle sostanze alle forze di legame Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale 2a. Prevedere la miscibilità di due sostanze tra loro miscibili 2b. Comprendere l importanza del legame a idrogeno in natura 2c. Comprendere come la diversa natura delle forze interatomiche e intermolecolari determini stati di aggregazione diversi a parità di temperatura - Prende in esame le interazioni fra le molecole per stabilire se due sostanze sono - Giustifica le proprietà fisiche dell acqua, la struttura delle proteine e di altre molecole in base alla presenza del legame a idrogeno -Riconduce a un modello il comportamento dello stato solido e dello

5 stato liquido Unità didattica Competenze Attività didattiche 4 Classificazione e nomenclatura dei composti Unità didattica 5 Le proprietà delle soluzioni Saper classificare Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti Traguardi formativi Indicatori Laboratorio Approfondimenti 1a. Classificare le principali categorie di composti inorganici in binari/ternari, ionici/molecolari 1b. Raggruppare gli ossidi in base al loro comportamento chimico - Riconosce la classe di appartenenza dati la formula o il nome di un composto - Distingue gli ossidi acidi, gli ossidi basici e gli ossidi con proprietà anfotere - Distingue gli idruri ionici e molecolari 1c. Raggruppare gli idruri in base al loro comportamento chimico 2a. Applicare le regole della nomenclatura IUPAC e - Assegna il nome IUPAC e tradizionale ai tradizionale per assegnare il nome a semplici principali composti inorganici composti e viceversa 2b. Scrivere le formule di semplici composti 2c. Scrivere la formula di sali ternari Competenze - Utilizza il numero di ossidazione degli elementi per determinare la formula di composti - Scrive la formula di un composto ionico ternario utilizzando le tabelle degli ioni più comuni Dal nomenclator alla IUPAC Attività didattiche Traguardi formativi Indicatori Laboratorio Approfondimenti 1a Interpretare i processi di dissoluzione in base alle forze intermolecolari che si possono stabilire tra le particelle di soluto e di solvente 1b. Organizzare dati e applicare il concetto di concentrazione e di proprietà colligative 1c. Leggere diagrammi di solubilità (solubilità/temperatura; solubilità/pressione) - Riconosce la natura del soluto in base a prove di conducibilità elettrica - Determina la massa molare di un soluto a partire da valori delle proprietà colligative - Stabilisce, in base ad un grafico, le -Dissociazione ionica, dissoluzione molecolare e reazione di ionizzazione - Dissoluzione e concentrazione di una soluzione - Il tasso alcol emico Scheda storica: - Jacobus Hendricus Van t Hoff

6 Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale 2a. Conoscere i vari modi di esprimere le concentrazioni delle soluzioni 2b. Comprendere le proprietà colligative delle soluzioni 2c. Comprendere l influenza della temperatura e della pressione sulla solubilità condizioni necessarie per ottenere una soluzione satura - Valuta correttamente informazioni sui livelli di inquinanti presenti in alcuni fluidi - Utilizza il concetto di pressione osmotica per spiegare la necessità di un ambiente ipertonico al fine di impedire la decomposizione batterica dei cibi -E in grado di spiegare il rischio di embolia gassosa per chi pratica attività subacquea Video: La preparazione di una soluzione BIOLOGIA LEZIONE 1 LA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE 1.1 Procarioti ed eucarioti unicellulari si riproducono tramite divisione cellulare Divisione cellulare nei procarioti. Tempi della divisione batterica. Spiegare perché negli organismi cellulari la divisione cellulare è anche il sistema di riproduzione degli organismi. Comprendere le modalità del processo di divisione dei batteri. osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale 1.2 Il ciclo cellulare negli organismi eucarioti Il ciclo cellulare: fasi G 1, S, G 2, mitosi e citodieresi. Ritmi della divisione cellulare. Spiegare nel dettaglio il processo di divisione cellulare dei batteri. Descrivere gli eventi che si verificano nelle fasi G1, S e G2 del ciclo cellulare. Spiegare perché interfase e mitosi sono processi consecutivi e tra loro dipendenti. Interpretare il ciclo cellulare come un importante processo che consente la continuità della vita di tutti gli organismi eucarioti. osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità

7 1.3 La mitosi è un processo che si conclude con la citodieresi Struttura di un cromosoma. Descrivere la struttura di un cromosoma. Fuso mitotico: centrioli e aster. La mitosi si suddivide in profase, metafase, anafase e telofase. Spiegare cosa sono i centromeri e i cromatidi. Descrivere l origine e la funzione del fuso mitotico. Spiegare la funzione di centrioli e aster. Spiegare perché i cromosomi, all inizio della divisione mitotica, hanno una forma a X. Spiegare i motivi della scomparsa della membrana nucleare durante la profase. Descrivere in modo preciso gli eventi di ognuna delle 4 fasi mitotiche La citodieresi nelle cellule vegetali e in quelle animali. 1.4 Nella riproduzione sessuata è necessaria la presenza di gameti Riproduzione asessuata e sessuata. Le cellule somatiche e i gameti. Cellule aploidi e diploidi. I cromosomi omologhi. Una visione d insieme su come avviene la meiosi. Confronto tra meiosi e mitosi. Comprendere che, nella riproduzione sessuata, si uniscono i patrimoni ereditari dei due genitori. Spiegare le differenze tra riproduzione sessuata e asessuata. Distinguere tra corredo cromosomico aploide e diploide. Spiegare le analogie e le differenze esistenti tra cromosomi omologhi. Analizzare le fasi della meiosi I, individuando gli eventi che portano alla formazione di due nuclei aploidi. Evidenziare le differenze tra le fasi della prima divisione meiotica e quelle della mitosi. Descrivere le fasi della meiosi II, sottolineando le analogie con il processo mitotico. Evidenziare la precisione con cui ogni fase mitotica porta a una corretta distribuzione del materiale genetico tra le due cellule figlie. Motivare, attraverso l osservazione delle fasi mitotiche, l uguaglianza genetica delle due cellule figlie. Spiegare perché alla mitosi deve seguire la citodieresi. Mettere a confronto la citodieresi delle cellule animali con quella delle cellule vegetali. Comprendere il significato della meiosi quale processo di dimezzamento del patrimonio genetico dei due genitori in modo che, con la fecondazione, si possa riformare un patrimonio intero. osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale

8 Spiegare perché è indispensabile una seconda divisione meiotica, nonostante i nuclei siano aploidi già dopo la prima divisione. Confrontare il contenuto genetico dei nuclei formatisi al termine della prima divisione meiotica con quelli della seconda divisione meiotica. Confrontare tra loro i 4 nuclei prodotti al termine della meiosi. Il meccanismo del crossing over Sottolineare l influenza del crossing over nella struttura cromosomica dei gameti. Comprendere l importanza del crossing over quale processo che porta a una maggiore variabilità genetica. 1.5 Alcune anomalie o patologie umane sono provocate da errori nel processo meiotico Cromosomi sessuali e autosomi. Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali. La non-disgiunzione e della traslocazione. Come si prepara un cariotipo. Errori numerici nei cromosomi sessuali: maschi XYY, femmine XXX, sindrome di Turner e di Klinefelter. Riconoscere le fasi meiotiche in cui possono aver luogo i fenomeni di nondisgiunzione. Descrivere il fenomeno della traslocazione. Spiegare l utilità e la modalità di preparazione del cariotipo. Determinare quali conseguenze si possono verificare nei gameti in seguito a errori del processo meiotico. Mettere in relazione la presenza di un cromosoma soprannumerario con le caratteristiche delle persone affette da sindrome di Down. Saper analizzare le più importanti patologie dovute ad anomalie numeriche dei cromosomi sessuali Spiegare le cause genetiche della sindrome di Down elencando gli aspetti comuni ai portatori di questa sindrome. Descrivere il cariotipo e le caratteristiche delle sindromi di Edwards e di Patau. I gemelli possono essere uguali o diversi. Motivare l elevata frequenza di anomalie a carico dei cromosomi sessuali rispetto alle anomalie degli autosomi. Descrivere frequenze e caratteristiche dei maschi XYY, delle femmine XXX della sindrome di Turner e di Klinefelter.

9 Spiegare perché possono sopravvivere individui con un cromosoma in più, ma mai con un cromosoma in meno, tranne nel caso della sindrome di Turner. Distinguere tra gemelli omozigoti e gemelli eterozigoti LEZIONE 2 IL DNA CONTIENE IL CODICE DELLA VITA CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE Basi azotate degli acidi nucleici; struttura dei nucleotidi. Saper individuare le differenze tra i vari tipi di nucleotidi. Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti. Esperimento di Hershey e Chase. Principali conclusioni sulla struttura e sulle funzioni del DNA. 2.2 La struttura del DNA Il modello di Watson e Crick. 2.3 La duplicazione del DNA Ripercorre le tappe che hanno portato a individuare nel DNA la sede dell informazione ereditaria: esperimento di Hershey e Chase. Interpretare i risultati delle ricerche condotte da Mirsky e da Chargaff sul DNA Descrivere la struttura del modello del DNA proposto da Watson e Crick. Saper comprendere che il modello teorico di Watson e Crick è stato l inevitabile punto d arrivo di una lunga e meticolosa raccolta di dati di laboratorio. Mettere in relazione la complessa struttura del DNA con la sua capacità di contenere informazioni genetiche. Saper effettuare connessioni logiche.

10 Gli enzimi DNA polimerasi, elicasi, topoisomerasi e ligasi. La duplicazione semiconservativa. Differenze nella duplicazione del filamento guida e del filamento in ritardo: frammenti di Okazaki. Duplicazione mediante la tecnica della PCR. Duplicazione nelle cellule procariote. Spiegare le funzioni dei principali enzimi coinvolti nel processo di duplicazione Illustrare il meccanismo con cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di sé stesso. Evidenziare le differenze di duplicazione del DNA tra le cellule eucariote e procariote. Mettere in relazione l invecchiamento delle cellule con il ruolo dell enzima telomerasi. Descrivere l azione degli enzimi coinvolti nel processo di proofreading. Spiegare perché è importante per le cellule che il DNA si duplichi in modo rapido e preciso. Saper spiegare perché nel corso del tempo si è evoluto nel DNA un preciso meccanismo di autocorrezione delle proprie sequenze nucleotidiche. Acquisire e interpretare le informazioni. Scheda: Addio alla vecchiaia con lo studio dei telomeri. Metodi di riparazione del DNA. LEZIONE 3 CODICE GENETICO E SINTESI DELLE PROTEINE CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE 3.1 I geni e le proteine Relazione gene-proteine; esperimenti di Beadle e Tatum, e di Linus Pauling Comprendere la relazione tra geni e proteine. Descrivere l esperimento di Beadle e Tatum sulla neurospora e quello di L. Pauling sull emoglobina dei malati di anemia falciforme Capire il valore di un codice per poter riportare le informazioni del DNA nelle molecole proteiche. Saper effettuare connessioni logiche. 3.2 Il ruolo dell RNA Differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA. Processo di trascrizione del DNA: inizio, allungamento e terminazione Descrivere le diverse fasi del processo di trascrizione mettendo in evidenza la funzione dell RNA messaggero Comprendere la necessità di una molecola specializzata nel trasporto delle informazioni dal nucleo al citoplasma. Acquisire ed interpretare le informazioni. 3.3 Elaborazione dell mrna nelle cellule eucariote Introni ed esoni. Elaborazione delle molecole di mrna Distinguere tra introni ed esoni. Spiegare i meccanismi con cui avviene la Analizzare come l mrna si modifica per trasmettere molteplici informazioni a partire Individuare collegamenti e relazioni.

11 durante la trascrizione (splicing). Diverse modalità di maturazione dell RNA messaggero (splicing alternativo). maturazione dell mrna attraverso operazioni di taglio e splicing. da un unico gene. Comprendere in che modo può avvenire uno splicing alternativo. 3.4 Il codice genetico Il codice a triplette di nucleotidi: esperimento di Nirenberg e Matthaei. Universalità del codice genetico. 3.5 La sintesi proteica Struttura e funzione del trna e dell rrna; l anticodone. Il processo di traduzione: inizio, allungamento e terminazione. Spiegare perché un codone è formato da tre nucleotidi. Descrivere le fasi e le conclusioni del lavoro sperimentale di Nirenberg e Matthaei. Utilizzare la tabella del codice genetico per mettere in correlazione i codoni dell mrna con i rispettivi amminoacidi. Spiegare la funzione dei ribosomi e dell RNA di trasporto. Illustrare le varie fasi del processo di traduzione che avviene a livello dei ribosomi. Comprendere perché il codice genetico sia considerato una prova fondamentale dell origine unica di tutti gli organismi viventi. Capire l estrema precisione con cui avviene l assemblaggio di ogni specifica proteina. Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti Saper effettuare connessioni logiche. 3.6 Le mutazioni geniche Mutazioni puntiformi: di senso, di non senso e silenti. Mutazioni geniche per delezione o inserimento. Le mutazioni e i relativi agenti mutageni. Descrivere le possibili conseguenze di una sostituzione di nucleotidi nel DNA. llustrare le conseguenze della delezione o dell aggiunta di una base azotata in un gene. Elencare le cause spontanee o indotte di una mutazione Saper comprendere che anche un minimo cambiamento nella sequenza nucleotidica del DNA può indurre la disattivazione di una proteina di importanza vitale per la cellula. Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale. LEZIONE 4 LA GENETICA CLASSICA CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE 4.1 Le leggi di Mendel e le loro eccezioni Il lavoro sperimentale di Mendel. Prima, seconda e terza legge di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Elencare i dati a disposizione di Mendel agli inizi dei suoi lavori di ricerca. Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione Individuare le principali fasi del lavoro sperimentale di Mendel. Saper interpretare i risultati degli esperimenti di Mendel, applicando le sue tre Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici.

12 Genotipo e fenotipo. Quadrato di Punnett. Legge dell assortimento indipendente Mutazioni. Interazioni alleliche, fenomeni di dominanza incompleta e di codominanza. Alleli multipli. Epistasi, eredità poligenica e pleiotropia. Influenze dell ambiente sui geni. della legge della dominanza e della segregazione. Distinguere dominante da recessivo, genotipo da fenotipo, omozigote da eterozigote. Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli individui incrociati. Illustrare le fasi sperimentali che hanno portato alla formulazione della legge dell assortimento indipendente. Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della prole, tra dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli. Spiegare perché possano comparire fenotipi completamente diversi da quelli dei genitori. Spiegare come mai alcuni caratteri appaiono con gradualità di alleli differenti. Cogliere le interazioni tra espressione genica e ambiente. leggi anche ad altri contesti. Comprendere come in una popolazione possano comparire dei fenotipi diversi oppure intermedi rispetto a quelli portati dall allele dominante e dall allele recessivo 4.2 Gli studi di Morgan sui cromosomi sessuali Il lavoro di Sutton: i geni sono portati dai cromosomi. I cromosomi sessuali e gli autosomi. La determinazione del sesso. L esperimento di Morgan sui caratteri portati dai cromosomi sessuali Mettere in relazione la segregazione degli alleli con laseparazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi I. Illustrare le fasi del lavoro di Morgan su Drosophila melanogaster e le sue conclusioni. Illustrare l importanza del lavoro di Morgan. 4.3 Malattie genetiche legate ai cromosomi sessuali Trasmissione dei geni presenti sui cromosomi sessuali. Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il sesso dei figli. Comprendere il valore scientifico dei lavori sperimentali di Sutton e Morgan. Capire il motivo di una differente trasmissione di alcuni caratteri a seconda Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti Saper riconoscere e stabilire relazioni.

13 Daltonismo, emofilia, distrofia di Duchenne, favismo, sindrome dell X fragile. Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso. del sesso dei discendenti. Genotipo e fenotipo di una donna portatrice sana di emofilia o di daltonismo. Spiegare le condizioni necessarie perché una donna sia malata di emofilia o di distrofia. 4.4 Le mappe cromosomiche Il crossing over. Loci genici. Costruire quadrati di Punnett che permettano di prevedere i genotipi di figli i cui genitori siano diversamente portatori di caratteri legati al sesso Saper collegare le ricombinazioni geniche al crossing over che avviene nella meiosi I. Comprendere l importanza delle mappe cromosomiche sia a livello diagnostico sia per le applicazioni in campo genetico. Saper effettuare connessioni logiche. Gruppi di associazione e ricombinazioni geniche. Mettere in relazione la presenza di loci sui cromosomi omologhi con la variabilità offerta dal crossing over. Le mappe cromosomiche: modalità della loro costruzione. LEZIONE 5 LA GENETICA E LO STUDIO DEI PROCESSI EVOLUTIVI CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE 5.1 La genetica di popolazioni Concetto di genetica di popolazione. Spiegare i termini genetica di popolazione e pool genico. Definizione di pool genico. Interpretare il significato di fitness darwiniana. 5.2 L importanza della variabilità genica Studio della variabilità genica in una Descrivere l esperimento sul-le differenze popolazione. enzimatiche pre-senti in D. melanogaster. Esperimento di Hubby e Lewontin. 5.3 Fattori che inducono la variabilità Le mutazioni. Fattori che conservano o incrementano la variabilità genica: diploidia e superiorità dell eterozigote. Spiegare in che modo è possibile quantificare la variabilità latente di una popolazione. Individuare i meccanismi con cui la variabilità genica può conservarsi e incrementare a favore di una popolazione. Comprendere la differenza dal punto di vista evolutivo tra la studio dei patrimoni genetico dei singoli individui e la studio dei pool genici delle popolazioni. Capire l importanza evolutiva della variabilità genica presente in una popolazione Distinguere tra fattori che inducono, mantengono e aumentano la variabilità genetica all interno di una popolazione. Spiegare in che cosa consiste la Acquisire ed interpretare le informazioni Acquisire ed interpretare le informazioni Individuare collegamenti e relazioni.

14 Nuove combinazioni ge-netiche: riproduzione sessuata, autosterilità ed esincroci. superiorità dell eterozigote e la relazione tra questo fenomeno e l anemia falciforme. Evidenziare l importanza della riproduzione sessuata nell incrementare la variabilità genica. 5.4 L equilibrio di Hardy-Weinberg Frequenze alleliche e genotipiche. Equazione di Hardy-Weinberg e sua importanza. 5.5 Fattori che alterano le frequenze alleliche Caratteristiche delle mutazioni. Conseguenze del flusso genico e della deriva genetica. L effetto del fondatore e il collo di bottiglia. Accoppiamenti non casuali nelle specie polimorfe. Dimostrare, con l aiuto della matematica, che il pool genico di una popolazione non tende a cambiare nel corso del tempo. Mettere in relazione gli effetti di alcuni fattori di natura ambientale o comportamentale con i cambiamenti che si osservano nelle popolazioni a livello del pool genico Illustrare i vantaggi dell autosterilità nelle piante e negli animali. Spiegare perché l esistenza dei geni recessivi contribuisce a incrementare la variabilità. Scrivere l equazione di Hardy-Weinberg conoscendo il significato delle lettere utilizzate. Mettere in relazione l equazione di Hardy-Weinberg col concetto di frequenza allelica. Elencare i fattori che modificano le frequenze alleliche di una popolazione. Calcolare l influenza sul pool genico di una popolazione delle mutazioni e del flusso genico. Specificare quali sono i principali tipi di deriva genetica sottolineandone le differenze. Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici. Saper effettuare connessioni logiche. 5.6 La selezione naturale Principali modalità di selezione degli individui all interno di una popolazione: stabilizzante, divergente e direzionale. Capire l influenza della selezione naturale nella trasmissione dei caratteri favorevoli all interno di una popolazione di individui Spiegare perché un accoppiamento non casuale altera la frequenza genotipica di un pool genico senza modificarne la frequenza allelica. Individuare nella selezione naturale un altro fattore che tende a mantenere la variabilità genica delle popolazioni. Elencare i principali tipi di selezione Saper effettuare connessioni logiche.

15 La selezione bilanciata. Selezione sessuale: concetto di dimorfismo sessuale. 5.7 L adattamento delle specie all ambiente Adattamento come risultato di un percorso evolutivo. Clini ed ecotipi. La coevoluzione. Comprendere che il percorso evolutivo di una popolazione di individui è condizionato dalle varie pressioni selettive che tendono a conservare i fenotipi meglio adattati. naturale. Descrivere gli effetti delle selezioni stabilizzante, divergente e direzionale chiarendo le differenze mediante alcuni esempi significativi Spiegare in che modo agisce la selezione frequenza-dipendente. Mettere in relazione la selezione sessuale con la presenza di dimorfismo tra maschi e femmine. Spiegare il significato di cline ed ecotipo. Descrivere gli studi condotti sulla pianta P. glandulosa. Mettere in evidenza le cause e gli effetti del processo di coevoluzione. Saper effettuare connessioni logiche. SCIENZE DELLA TERRA CAPITOLO 1 LA CROSTA TERRESTRE CONOSCENZE ABILITÀ COMPETENZE DISCIPLINARI COMPETENZE DI ASSE CULTURALE 1.1 minerali e rocce I costituenti della crosta terrestre La "chimica" della crosta terrestre I minerali Le rocce Rocce magmatiche o ignee L'origine dei magmi Rocce sedimentarie Rocce metamorfiche Il ciclo litogenetico Associa la roccia/il minerale al gruppo di appartenenza. Riconosce le proprietà dei vari tipi di roccia/minerali. A seconda delle caratteristiche delle rocce/minerali proposte è in grado di scegliere quella più adatta all utilizzo richiesto. Classificare il tipo di roccia. Riconoscere le proprietà delle rocce. Essere in grado di collegare le caratteristiche di una roccia al suo utilizzo. Applicare le conoscenze acquisite a situazioni di vita reale..

16 1.2 La giacitura e le deformazioni delle rocce La Stratigrafia e la Tettonica nello studio delle Scienze della Terra Elementi di Stratigrafia Elementi di Tettonica Il ciclo geologico le carte geologiche È in grado di identificare l ordine cronologico in una serie stratigrafica. È in grado di effettuare delle correlazioni dirette e indirette tra strati di due colonne stratigrafiche. Ipotizza le cause che possono aver determinato la formazione di due strati di roccia diversi nello stesso bacino di deposizione. Saper applicare i principi di orizzontalità e di sovrapposizione stratigrafica. Essere in grado di effettuare correlazioni litostratigrafiche Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni.

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