Programma di Scienze Naturali

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1 Classe 1^ C Prof. ssa Nocera Maria Cristina Anno scolastico 2012/2013 Caratteristiche della materia Grandezze fisiche e loro misura. Grandezze fondamentali e derivate. Grandezze intensive ed estensive. Unità di misura. Il Sistema Internazionale. Gli atomi e la loro struttura. Numero atomico e numero di massa, gli isotopi. Ioni, molecole, elementi e composti. La tavola periodica. I legami chimici: covalente e ionico. Sostanze pure, miscugli e soluzioni. Gli stati della materia ed i passaggi di stato. Proprietà e trasformazioni fisiche e chimiche. L ambiente celeste Struttura, luminosità e magnitudine delle stelle. Le radiazioni elettromagnetiche. Le reazioni termonucleari. Le costellazioni. Evoluzione stellare, il diagramma H-R, le galassie. L origine dell Universo. Il sistema solare Formazione del sistema solare. Caratteristiche generale dei pianeti. I corpi minori del sistema solare. Struttura del Sole. Leggi di Keplero e legge di Newton. La Terra e la Luna Forma della Terra. Le coordinate geografiche: meridiani e paralleli, latitudine e longitudine. I moti della Terra: conseguenze dei moti di rotazione e di rivoluzione. Le stagioni e le zone astronomiche. I moti millenari. Caratteristiche della Luna. I movimenti della Luna. Le fasi lunari e le eclissi. L orientamento diurno e notturno. Il campo magnetico terrestre. La misura del tempo. I fusi orari. Caratteristiche delle carte geografiche. L atmosfera e i fenomeni meteorologici Caratteristiche, strati e origine dell atmosfera. Il riscaldamento terrestre. Inquinamento atmosferico e buco nell ozonosfera. Pressione atmosferica e venti. La circolazione generale dell aria. L umidità e le nuvole. Le precipitazioni meteoriche. Le perturbazioni atmosferiche. Caratteristiche generali dei climi. L idrosfera marina e continentale Caratteristiche delle acque marine. Oceani e mari. I movimenti del mare: onde, maree e correnti. L inquinamento delle acque marine. Il ciclo dell acqua. Falde idriche e sorgenti. Fiumi, laghi e ghiacciai. L inquinamento delle acque continentali. Il modellamento del rilievo: degradazione fisica e chimica delle rocce; il suolo e i movimenti franosi; l azione delle acque correnti, del mare, dei ghiacciai, del vento.

2 Classe 2 C Prof. ssa Nocera Maria Cristina Anno scolastico 2012/2013 Caratteristiche della materia Grandezze fisiche e loro misura. Grandezze fondamentali e derivate. Grandezze intensive ed estensive. Unità di misura. Le caratteristiche della materia: sistemi omogenei e sistemi eterogenei, sostanze pure e miscugli. Gli stati della materia ed i passaggi di stato: curve di riscaldamento e di raffreddamento di una sostanza pura e di un miscuglio. Tensione di vapore, pressione e fusione. I principali metodi di separazione dei miscugli. Proprietà e trasformazioni fisiche e chimiche. Le teorie della materia Leggi ponderali della chimica: Lavoisier, Proust e Dalton. La teoria atomica di Dalton. Elementi e atomi, composti e molecole, gli ioni. Le formule chimiche. Le particelle e l energia. La teoria cinetica ed i passaggi di stato. Sosta termica e calore latente. La quantità chimica Le reazioni tra i gas e il principio di Avogadro. Massa atomica e massa molecolare, la mole e la massa molare. La composizione percentuale di un composto, la determinazione della formula minima e molecolare di un composto. I gas Le proprietà dei gas, gas ideali e teoria cinetico-molecolare, la pressione dei gas. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Il volume molare. L equazione di stato dei gas. Le miscele gassose. L atomo Le particelle elementari. Numero atomico e numero di massa. Gli isotopi. La tavola periodica e le proprietà periodiche degli elementi. Metalli, non metalli e semimetalli I legami chimici La regola dell ottetto, legame covalente puro, polare e dativo, legame ionico, legame metallico. La chimica e la vita La struttura della molecola dell acqua. Conseguenze del legame a idrogeno. L acqua come solvente e la ionizzazione dell acqua. Acidi e basi, il ph. Il carbonio e le biomolecole: carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici. La cellula e gli scambi energetici L origine della vita. Procarioti ed eucarioti, autotrofi ed eterotrofi. Le cellule procariote. Struttura delle cellule eucariote: nucleo, citoplasma ed organuli. La membrana plasmatica e le sue funzioni. Trasporto passivo e trasporto attivo. Comunicazioni tra cellule. Il metabolismo cellulare. La fotosintesi clorofilliana. Glicolisi, respirazione cellulare, fermentazione. Struttura e funzioni degli enzimi. Darwin e la teoria evolutiva L evoluzione prima di Darwin, lo sviluppo della teoria darwiniana, prove a favore del processo evolutivo. La classificazione degli esseri viventi Definizione di specie, la nomenclatura binomia. La classificazione gerarchica. Strutture omologhe e analoghe. Regni e domini. Caratteristiche generali di: batteri, protisti, funghi. La classificazione delle piante. Caratteristiche generali degli animali.

3 Classe 3 C L atomo: le particelle fondamentali dell atomo. La scoperta dell elettrone. L esperimento di Rutherford. Numero atomico, numero di massa ed isotopi. Le trasformazioni del nucleo. Il decadimento radioattivo ed il tempo di dimezzamento. Effetti e applicazioni delle radiazioni. L energia nucleare. Fissione e fusione nucleare. La doppia natura della luce. Caratteristiche delle onde elettromagnetiche e gli spettri atomici. Il modello atomico di Bohr. La doppia natura dell elettrone e il modello quantomeccanico, orbitali e numeri quantici, le configurazioni elettroniche, simboli di Lewis. Il sistema periodico e i legami chimici: la tavola periodica e le proprietà periodiche degli elementi. La regola dell ottetto, legame covalente puro, polare e dativo, legame ionico, legame metallico. La geometria delle molecole. La teoria VSEPR. Forze di attrazione intermolecolari: legame dipolo-dipolo, legame a idrogeno, forze di London. La classificazione dei solidi. Proprietà intensive dello stato liquido. I composti inorganici: valenza degli elementi, nomenclatura dei principali composti inorganici: idruri, ossidi basici e ossidi acidi, perossidi, idracidi, ossiacidi, idrossidi, sali. Reazioni di formazione di ossidi, acidi e sali e bilanciamento delle reazioni chimiche. Le soluzioni: caratteristiche delle soluzioni e vari metodi per la determinazione della concentrazione. Le proprietà colligative. La divisione cellulare: ciclo cellulare, mitosi e citodieresi. Meiosi e riproduzione sessuata; la meiosi nella specie umana; errori nel processo meiotico e malattie. Mendel e la genetica classica: gli esperimenti di Mendel, il testcross, malattie genetiche. La genetica classica: mutazioni, dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli, interazioni tra alleli e geni, geni e ambiente. Geni e cromosomi: determinazione del sesso, geni portati dai cromosomi sessuali e malattie genetiche legate al sesso. Studi sulla localizzazione dei geni. Struttura e duplicazione del DNA. Struttura del cromosoma eucariote. Codice genetico e sintesi proteica: geni e proteine. Il codice genetico. Sintesi proteica. Mutazioni puntiformi. Regolazione dell espressione genica: regolazione genica nei procarioti. Il DNA del cromosoma eucariote e regolazione genica negli eucarioti. Maturazione dell mrna e proteomica. Genetica di virus e batteri: elementi genetici mobili, plasmidi, trasformazione e trasduzione; struttura dei virus, ciclo litico e ciclo lisogeno, virus come vettori. I trasposoni. DNA ricombinante e biotecnologie: enzimi di restrizione e clonazione del DNA. Il progetto genoma umano. Biotecnologie ed ingegneria genetica. Genetica di popolazioni: pool genico e variabilità genetica. Equilibrio di Hardy-Weinberg. Fattori che modificano le frequenze alleliche. La selezione naturale. Speciazione e modelli evolutivi. Equilibri intermittenti. Ecologia: gli ecosistemi e i cicli biogeochimici, energia e materia negli ecosistemi, fattori biotici e abiotici. Le interazioni tra gli organismi.

4 Classe 4 C L energia, le reazioni e l equilibrio Trasformazioni ed energia, il calore e le unità di misura; calore di reazione, entalpia, entropia ed energia libera. Velocità delle reazioni chimiche. La teoria delle collisioni, l energia di attivazione, i fattori che influenzano la velocità di reazione. L equilibrio chimico, la costante di equilibrio, il principio di Le Chatelier, l equilibrio di solubilità. Gli acidi e le basi Le proprietà degli acidi e delle basi, teorie di Arrhenius, di Bronsted e Lowry, di Lewis. Ionizzazione e prodotto ionico dell acqua, ph e poh. Coppie coniugate acido-base, la forza degli acidi e delle basi, la costante di dissociazione degli acidi e delle basi. Neutralizzazione, titolazione acido-base, idrolisi, soluzioni tampone. Elettrochimica Numeri di ossidazione e reazioni redox, ossidanti e riducenti, la pila, la forza elettromotrice, la serie dei potenziali, l elettrolisi e le leggi di Faraday. Chimica organica Classificazione, nomenclatura, principali proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi saturi, insaturi e aromatici. I gruppi funzionali. Alcoli, fenoli ed eteri. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici, esteri, ammidi, ammine. I polimeri. Anatomia e fisiologia umana Protezione, sostegno e movimento I tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare, nervoso; sistema scheletrico: caratteristiche, struttura e sviluppo delle ossa; sistema muscolare: i muscoli e il meccanismo della contrazione. Rifornimento e trasporto di materiali e di energia L apparato digerente, la digestione, l assorbimento, il fabbisogno nutritivo dell uomo; l apparato respiratorio e la respirazione, trasporto e scambio dei gas; il sistema circolatorio e la circolazione, il sangue, il sistema linfatico. Il sistema escretore, la funzione dei reni, il nefrone. La comunicazione e il controllo Il sistema immunitario: meccanismi di difesa aspecifici e specifici, linfociti B e linfociti T, malattie da immunodeficienza; sensibilità e reazione agli stimoli, struttura della cellula nervosa e trasmissione degli impulsi, le sinapsi ed i neurotrasmettitori, il sistema nervoso centrale e periferico, gli organi di senso; il sistema endocrino, il meccanismo d azione degli ormoni, ipotalamo, ipofisi, tiroide e paratiroidi, ghiandole surrenali, pancreas, ghiandola pineale. Riproduzione e sviluppo Gli apparati riproduttori femminile e maschile, la fecondazione, lo sviluppo embrionale e fetale.

5 Classe 3 D L atomo: le particelle fondamentali dell atomo. La scoperta dell elettrone. L esperimento di Rutherford. Numero atomico, numero di massa ed isotopi. Le trasformazioni del nucleo. Il decadimento radioattivo ed il tempo di dimezzamento. Effetti e applicazioni delle radiazioni. L energia nucleare. Fissione e fusione nucleare. La doppia natura della luce. Caratteristiche delle onde elettromagnetiche e gli spettri atomici. Il modello atomico di Bohr. La doppia natura dell elettrone e il modello quantomeccanico, orbitali e numeri quantici, le configurazioni elettroniche, simboli di Lewis. Il sistema periodico e i legami chimici: la tavola periodica e le proprietà periodiche degli elementi. La regola dell ottetto, legame covalente puro, polare e dativo, legame ionico, legame metallico. La geometria delle molecole. La teoria VSEPR. Forze di attrazione intermolecolari: legame dipolo-dipolo, legame a idrogeno, forze di London. La classificazione dei solidi. Proprietà intensive dello stato liquido. I composti inorganici: valenza degli elementi, nomenclatura dei principali composti inorganici: idruri, ossidi basici e ossidi acidi, perossidi, idracidi, ossiacidi, idrossidi, sali. Reazioni di formazione di ossidi, acidi e sali e bilanciamento delle reazioni chimiche. Le soluzioni: caratteristiche delle soluzioni e vari metodi per la determinazione della concentrazione. Le proprietà colligative. La divisione cellulare: ciclo cellulare, mitosi e citodieresi. Meiosi e riproduzione sessuata; la meiosi nella specie umana; errori nel processo meiotico e malattie. Mendel e la genetica classica: gli esperimenti di Mendel, il testcross, malattie genetiche. La genetica classica: mutazioni, dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli, interazioni tra alleli e geni, geni e ambiente. Geni e cromosomi: determinazione del sesso, geni portati dai cromosomi sessuali e malattie genetiche legate al sesso. Studi sulla localizzazione dei geni. Struttura e duplicazione del DNA. Struttura del cromosoma eucariote. Codice genetico e sintesi proteica: geni e proteine. Il codice genetico. Sintesi proteica. Mutazioni puntiformi. Regolazione dell espressione genica: regolazione genica nei procarioti. Il DNA del cromosoma eucariote e regolazione genica negli eucarioti. Maturazione dell mrna e proteomica. Genetica di virus e batteri: elementi genetici mobili, plasmidi, trasformazione e trasduzione; struttura dei virus, ciclo litico e ciclo lisogeno, virus come vettori. I trasposoni. DNA ricombinante e biotecnologie: enzimi di restrizione e clonazione del DNA. Il progetto genoma umano. Biotecnologie ed ingegneria genetica. Genetica di popolazioni: pool genico e variabilità genetica. Equilibrio di Hardy-Weinberg. Fattori che modificano le frequenze alleliche. La selezione naturale. Speciazione e modelli evolutivi. Equilibri intermittenti. Ecologia: gli ecosistemi e i cicli biogeochimici, energia e materia negli ecosistemi, fattori biotici e abiotici. Le interazioni tra gli organismi.