PROGRAMMA. a.s. 2013/2014. Docente: Marcon Cristina Materia: SCIENZE Classe: C CAP.1

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1 PROGRAMMA a.s. 2013/2014 Docente: Marcon Cristina Materia: SCIENZE Classe: C CAP.1 ORIGIN E DELLA VITA E TEORIE EVOLU TIVE Ripercorrere le fasi sperimentali degli scienziati che hanno per primi ipotizzato le modalità di comparsa della vita sulla Terra. Comprendere le differenze e le analogie tra le cellule animali e quelle vegetali. Comprendere come la nascita e lo sviluppo della vita siano strettamente legati alle trasformazioni del pianeta Terra. Comprendere perché, verso il 1700, le precedenti concezioni riguardanti la storia degli organismi viventi sulla Terra entrarono in contrasto col nuovo pensiero scientifico. Mettere in relazione la novità e la complessità della teoria di Darwin con le altre ipotesi evolutive nate nella prima metà del XIX secolo. Saper cogliere la grande variabilità e ricchezza delle prove a sostegno delle teorie evolutive. Illustrare le cinque caratteristiche comuni a tutti i viventi. Illustrare l ipotesi di Oparin su una possibile evoluzione chimica e prebiologica sulla Terra. Descrivere l esperimento di Miller analizzandone nel dettaglio le conclusioni. Illustrare le differenze tra le cellule eucariote e quelle procariote. Spiegare l ipotesi della teoria endosimbiontica. Descrivere le differenze tra gli organismi autotrofi e quelli eterotrofi. Individuare l importanza degli organismi coloniali nell evoluzione verso la pluricellularità. Descrivere le tappe della teoria cellulare. Ricostruire l ambito storico e culturale in cui visse Darwin. Citare le idee dei precursori del pensiero evoluzionista. Motivare i principi del creazionismo e del fissismo spiegando anche il lavoro di Linneo. Evidenziare i legami tra la teoria dell attualismo di Hutton e il pensiero evoluzionista. Mettere in relazione il ritrovamento sempre più consistente di reperti fossili con le nuove concezioni evoluzioniste. Riassumere la teoria di Cuvier. Individuare nel pensiero di Lamarck sia le intuizioni innovative sia i concetti ancora legati ad antiche teorie. Riassumere le osservazioni di Darwin riguardo la varietà di organismi incontrati durante il suo viaggio intorno al mondo. Spiegare la stretta relazione tra selezione naturale e variabilità nel mondo dei viventi. Spiegare come la selezione artificiale produca razze e anche specie diverse. Individuare in B. betularia un esempio di adattamento alle variazioni ambientali. Spiegare come l utilizzo di insetticidi e di antibiotici rendano più resistenti gli organismi selezionati. Spiegare in cosa consistono le strutture omologhe, specificando il loro valore nella ricostruzione del percorso evolutivo

2 CAP.2 I VIVENTI E LA BIODIVE RSITA Comprendere come anche gli organismi più diversi tra loro abbiano in realtà molte caratteristiche in comune. Comprendere i criteri di base che giustificano la scelta di classificare gli organismi viventi in tre domini e suddividere il dominio Eukarya in quattro regni. Comprendere che molti organismi procarioti rivestono un ruolo di fondamentale importanza per la salvaguardia degli equilibri ambientali, mentre altri rappresentano un pericolo per la salute Comprendere come possono aver avuto origine gli organismi eucarioti ed evidenziare nell enorme varietà dei protisti, unicellulari e pluricellulari, presenti sul nostro pianeta, quelle caratteristiche che li rendono i probabili antenati di piante animali e funghi Comprendere l importanza ecologica dei funghi sia per il loro ruolo nei processi di riconversione dei resti organici in sostanze nutritive riutilizzabili dalle piante sia come organismi pionieri Comprendere che la biodiversità mondiale è in pericolo come conseguenza diminuzione della varietà della forma dei viventi Descrivere l organizzazione strutturale gerarchica tipica dei viventi. Definire le caratteristiche comuni a tutti gli esseri viventi. Definire la tassonomia. Elencare le tradizionali categorie tassonomiche. Elencare i tre domini in cui sono classificati i viventi. Suddividere gli eucarioti in quattro regni. Spiegare l utilità della nomenclatura binomiale, distinguendo il genere dalla specie. Evidenziare l importanza dello studio degli embrioni in campo tassonomico. Sottolineare perché uno studio filogenetico viene reso molto più attendibile dagli studi delle sequenze di DNA e delle proteine. Acquisire il valore della salvaguardia ambientale anche attraverso il rispetto delle foreste. Elencare le caratteristiche comuni a tutti i procarioti: struttura cellulare e riproduzione per scissione. Distinguere i cocchi dai bacilli e dagli spirilli. Distinguere i procarioti in aerobi, anaerobi (obbligati e facoltativi). Illustrare l importanza ecologica dei batteri saprofiti decompositori. Descrivere le caratteristiche dei cianobatteri evidenziando la loro capacità di colonizzare ambienti inospitali e di costituire i licheni in associazione con i funghi. Descrivere le caratteristiche comuni degli Archei, e differenziarli a seconda dell ambiente che colonizzano. Elencare alcuni tipi di malattie batteriche che colpiscono l uomo. Elencare le norme da seguire per un corretto uso degli antibiotici. Identificare alcune caratteristiche dei virus Indicare alcuni campi di interesse medico-scientifico in cui sono utilizzati i batteri. Suddividere i protisti secondo le modalità di nutrizione. Differenziare i diversi gruppi di protozoi in base alle diverse modalità di movimento e di nutrizione. Individuare tra i protozoi quelli parassiti responsabili di gravi patologie umane tra cui la malaria e la malattia del sonno. Indicare alcune caratteristiche distintive dei funghi mucillaginosi. Descrivere i diversi gruppi di alghe distinguendo tra unicellulari e pluricellulari. Riconoscere nelle alghe verdi caratteristiche in comune con le piante. Spiegare in che cosa consiste l eutrofizzazione delle acque e le conseguenze di tale fenomeno Descrivere la struttura dei funghi e le loro necessità metaboliche. Illustrare le caratteristiche che rendono i funghi diversi sia dalle piante sia dagli animali. Illustrare le caratteristiche dei licheni specificando il ruolo delle componenti simbiotiche.

3 CAP.6 LE MOLECOLE DELLA VITA Capitolo A7 La cellula: struttura e funzioni Comprendere che la materia, anche quella vivente, è costituita dalla combinazione di elementi di base. Comprendere che le particolari caratteristiche della molecola dell acqua la rendono indispensabile alla vita Comprendere che la grande varietà delle molecole organiche è dovuta alle proprietà del carbonio che ricopre un ruolo centrale nella costruzione di tali molecole e dei polimeri che da esse derivano. Comprendere la funzione biologica dei carboidrati. Comprendere la funzione biologica dei lipidi. Comprendere la funzione biologica delle proteine e saper mettere in relazione la loro complessità con la loro specificità. Comprendere che le informazioni contenute negli acidi nucleici risiedono in una sequenza di basi azotate, mentre il trasferimento di energia è legato all acquisto o alla perdita di gruppi fosfato da parte dell ATP. Comprendere che le differenti modalità con cui gli organismi si procurano le molecole fondamentali distinguono gli autotrofi e gli eterotrofi. Imparare che i batteri sono le prime forme di vita comparse sulla Terra e sono anche le forme di vita più diffuse. Saper correlare le strutture della membrana e della parete della cellula eucariote con le loro funzioni. Spiegare quale sia il ruolo del nucleo nel controllo delle funzioni cellulari. Ogni cellula racchiude al suo interno compartimenti che svolgono specifiche funzioni. Descrivere il legame covalente polare e apolare. Spiegare la formazione di un legame a idrogeno. Spiegare perché l acqua può aderire alle pareti di un recipiente e un insetto può camminare sull acqua. Motivare perché l acqua si scalda e si raffredda più lentamente di altre sostanze. Collegare la polarità dell acqua con la sua capacità di comportarsi come un solvente. Spiegare perché il ghiaccio galleggia sull acqua. Descrivere le caratteristiche dell atomo di carbonio. Spiegare la struttura dei polimeri. Mettere in relazione le macromolecole con i monomeri che le compongono. Identificare nei carboidrati semplici le principali fonti di energia immediata. Distinguere gli zuccheri con funzione di riserva da quelli strutturali, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi animali vegetali e batterici. Spiegare perché i lipidi sono molecole idrofobiche Distinguere un acido grasso saturo da uno insaturo, collegando queste caratteristiche strutturali ai grassi di consumo alimentare. Spiegare la differenza strutturale tra un trigliceride e un fosfolipide. Spiegare la funzione biologica delle cere e degli steroidi. Distinguere gli steroidi utili da quelli dannosi per l organismo. Spiegare come avviene il deposito di colesterolo nelle arterie e quali danni produce. Elencare le numerose funzioni biologiche delle proteine. Riconoscere i gruppi funzionali degli amminoacidi. Spiegare come si forma un legame peptidico individuando in esso una reazione di condensazione. Descrivere i quattro livelli di organizzazione delle proteine distinguendo, nella struttura secondaria, l alfa-elica dal foglietto ripiegato. Correlare a ognuno dei livelli di organizzazione la funzione di alcune proteine. Descrivere la struttura di base di un nucleotide elencandone i componenti. Descrivere la struttura dell RNA. Descrivere la struttura del DNA evidenziando le differenze rispetto all RNA. Descrivere la struttura dell ATP. Mettere in relazione il trasferimento di un gruppo fosfato dell ATP con il trasferimento di energia. Distinguere tra procariote ed eucariote in base alla presenza di un involucro nucleare. Descrivere in che modo si nutre una cellula eterotrofa. Illustrare il modo in cui le cellule autotrofe si procurano le molecole organiche. Saper spiegare perché le cellule devono essere di dimensioni molto limitate. Descrivere e mettere a confronto le caratteristiche di un microscopio ottico, elettronico a trasmissione ed elettronico a scansione. Descrivere le parti che compongono una cellula procariote. Descrivere la struttura della membrana cellulare in base al modello a mosaico fluido. Illustrare le caratteristiche chimiche che rendono la membrana permeabile a certe sostanze e impermeabile ad altre. Descrivere la struttura e la funzione della parete cellulare. Spiegare la struttura e la funzione di alcune componenti del nucleo quali gli acidi nucleici, il nucleolo e la membrana nucleare. Analizzare le analogie e le differenze tra le cellule animali e quelle vegetali. Descrivere la struttura e la funzione di vescicole e vacuoli. Descrivere la funzione dei reticoli endoplasmatici distinguendo quello liscio da quello rugoso. Descrivere la struttura e la funzione dell apparato di Golgi. Descrivere la struttura di un cloroplasto mettendola in relazione alla funzione fotosintetica. Descrivere la struttura dei mitocondri sottolineandone la presenza nelle cellule

4 Capitolo A8 La divisione delle cellule: mitosi e meiosi Capitolo A7 Mendel e i principi dell ereditari Spiegare in che modo una cellula riesca a regolare il passaggio delle sostanze attraverso la sua membrana e a comunicare con l ambiente esterno. Saper riconoscere l universalità dei processi che sono alla base degli scambi energetici che avvengono nelle cellule. Comprendere le modalità del processo di divisione dei batteri. Interpretare il ciclo cellulare come un importante processo che consente la continuità della vita di tutti gli organismi eucarioti. Mettere in relazione i fattori di controllo del ciclo cellulare con la possibilità di insorgenza di un tumore. Evidenziare la precisione con cui ogni fase mitotica porta a una corretta distribuzione del materiale genetico tra le due cellule figlie. 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. 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. Cogliere l origine e lo sviluppo storico della genetica comprendendo come sia autotrofe sia eterotrofe. Descrivere la struttura delle ciglia e dei flagelli. Rilevare la presenza dei centrioli all interno delle cellule eterotrofe. Spiegare la differenza tra trasporto attivo e passivo. Definire il fenomeno della diffusione. Descrivere a livello molecolare che cosa accade quando una goccia di soluto viene posta in una soluzione acquosa. Spiegare come avviene il passaggio dell acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile. Mettere a confronto un movimento di molecole secondo gradiente con uno contro gradiente. Descrivere il fenomeno della diffusione facilitata e quello del trasporto attivo mettendoli a confronto. Distinguere tra esocitosi ed endocitosi. Spiegare in che cosa consiste il metabolismo cellulare. Descrivere l attività enzimatica distinguendo tra sito attivo e substrato. Descrivere gli eventi che si verificano nelle fasi G 1, S e G 2 del ciclo cellulare. Spiegare perché interfase e mitosi sono processi consecutivi e tra loro dipendenti. Osservare che cellule diverse hanno diversi ritmi di divisione facendo l esempio delle cellule staminali. Distinguere tra tumore benigno e tumore maligno. Descrivere alcune terapie oncologiche quali la chemioterapia e la radioterapia. Descrivere la struttura di un cromosoma. Descrivere l origine e la funzione del fuso mitotico. Descrivere in modo preciso gli eventi di ognuna delle 4 fasi mitotiche. 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 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. Confrontare tra loro i 4 nuclei prodotti al termine della meiosi. Comprendere l importanza del crossing over quale processo che porta a una maggiore variabilità genetica. Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali. 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. Spiegare le cause genetiche della sindrome di Down elencando gli aspetti comuni ai portatori di questa sindrome. Descrivere frequenze e caratteristiche dei maschi XYY, delle femmine XXX della sindrome di Turner e di Klinefelter. Enunciare l ipotesi della mescolanza dei caratteri. Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel. Analizzare la scelta di Mendel di utilizzare linee pure di piante di pisello. Enunciare la prima legge di Mendel.

5 età Capitolo A4 Il regno degli animali è stato applicato da Mendel il metodo scientifico. Comprendere che gli studi condotti da Mendel hanno permesso messo in relazione la trasmissione dei caratteri ereditari e la formazione dei gameti. Essere in grado di costruire, leggere e interpretare grafici rappresentativi della trasmissione dei caratteri ereditari. Comprendere l ereditarietà delle malattie genetiche umane controllate da un unico gene, in modo da prevederne la frequenza nei discendenti. Comprendere che nuovi studi genetici hanno ampliato le conoscenze di Mendel e spiegato, per esempio, come mai alcuni caratteri compaiono in una popolazione con una enorme gradazione di fenotipi differenti. Comprendere come gli scienziati hanno dimostrato che i geni si trovano sui cromosomi e spiegato come mai alcune patologie legate al cromosoma X si manifestino in una popolazione con maggior frequenza nei maschi che nelle femmine. Comprendere come in una popolazione possano comparire dei fenotipi diversi oppure intermedi rispetto a quelli portati dall allele dominante e dall allele recessivo Capire il motivo di una differente trasmissione di alcuni caratteri a seconda del sesso dei discendenti Evidenziare gli aspetti di base che caratterizzano il regno degli animali e lo differenziano da tutti gli altri regni. Evidenziare le strategie Distinguere un carattere dominante da uno recessivo. Spiegare il significato di dei termini omozigote ed eterozigote. Distinguere il genotipo dal fenotipo. Enunciare la legge dell assortimento indipendente. Impostare quadrati di Punnett di incroci di ibridi, per uno, due o più caratteri, per la definizione delle proporzioni dei genotipi e fenotipi della prole. Mettere in relazione gli esperimenti di Mendel con le leggi della probabilità. Definire il test cross. Definire i difetti genetici autosomici recessivi e dominanti. Costruire un albero genealogico di caratteri genetici umani. Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione di alcune malattie ereditarie umane determinate da un allele recessivo. Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione di alcune malattie genetiche umane dominanti. Descrivere alcune procedure di diagnosi prenatale. Distinguere la dominanza incompleta dalla «mescolanza dei caratteri». Descrivere l eredità di un carattere determinato da più forme alleliche utilizzando l esempio dei gruppi sanguigni. Descrivere l eredità di un carattere determinato da più geni. Illustrare l influenza dell ambiente su alcuni tratti genetici. Spiegare il fenomeno della pleiotropia utilizzando come esempio l anemia falciforme. Spiegare come Morgan, studiando il moscerino della frutta, ha dimostrato che i geni sono portati dai cromosomi. Distinguere gli autosomi dai cromosomi sessuali. Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati ai cromosomi sessuali. Descrivere i sintomi e le modalità di trasmissione di alcune malattie genetiche umane legate al cromosoma X. Spiegare che cosa s intende per geni associati. Spiegare come si determina l ordine dei loci genici. 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. Mettere in relazione la segregazione degli alleli con la separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi I. Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il sesso dei figli. Descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso. Spiegare le condizioni necessarie perché una donna sia malata di emofilia o di distrofia. Costruire quadrati di Punnett che permettano di prevedere i genotipi di figli i cui genitori siano diversamente portatori di caratteri legati al sesso Evidenziare gli aspetti che contraddistinguono gli animali dagli altri organismi viventi. Elencare i criteri utilizzati per la classificazione degli animali. Illustrare le caratteristiche del phylum dei poriferi. Spiegare in cosa consiste la simmetria radiale. Elencare le principali strutture e i tipi di cellule che caratterizzano i

6 adottate dagli animali che hanno portato alla pluricellularità. Comprendere i vantaggi di un organizzazione corporea a simmetria bilaterale e dello sviluppo della cefalizzazione. Comprendere il successo dei molluschi, animali per molti aspetti diversi da tutti gli altri. Spiegare le motivazioni dello straordinario successo evolutivo degli artropodi. Comprendere la collocazione evolutiva degli echinodermi. Comprendere i criteri che hanno portato alla classificazione dei cordati. Acquisire informazioni relative agli aspetti comuni a tutti i pesci. Individuare le condizioni ambientali che hanno consentito agli animali di invadere con successo le terre emerse. Comprendere il successo evolutivo indotto dall uovo amniotico. Saper mettere in relazione la possibilità di produrre autonomamente il proprio calore interno con le innovazioni evolutive. Definire gli aspetti evolutivi caratteristici dei mammiferi. rappresentanti del phylum Cnidaria. Elencare le parti che formano un individuo a simmetria bilaterale. Individuare le novità evolutive del phylum dei platelminti. Spiegare cosa si intende per cefalizzazione. Evidenziare l utilità funzionale di un canale digerente a senso unico, mettendolo a confronto con quella di una cavità digerente a fondo cieco. Descrivere i tre modelli dell organizzazione dei tessuti animali. Mettere a confronto le funzioni del celoma con quelle dello pseudoceloma. Elencare alcuni esempi di anellidi Elencare le caratteristiche di base che accomunano le varie classi di molluschi. Spiegare le differenze strutturali e funzionali della circolazione aperta e di quella chiusa. Illustrare i tre gruppi principali in cui vengono suddivisi gli artropodi, specificando per ciascuno di essi le caratteristiche più importanti. Illustrare la fisiologia di un insetto come la cavalletta. Mettere in evidenza la funzione e i vantaggi di un esoscheletro articolato e delle trachee per la respirazione. Spiegare le ragioni del successo degli insetti in relazione anche ai vantaggi della metamorfosi. Illustrare le strutture più interessanti degli echinodermi, specificando l origine del nome di questo phylum. Illustrare le caratteristiche del phylum dei cordati precisando in che modo esso viene suddiviso. Descrivere le caratteristiche strutturali di un anfiosso, specificando quali delle sue strutture sia una testimonianza del suo sviluppo evolutivo. Individuare quale caratteristica distintiva possiedono le lamprede. Elencare le caratteristiche distintive dei pesci spiegandole le relative funzioni. Individuare le principali differenze fra i pesci condroitti e osteitti facendo anche qualche esempio. Illustrare le peculiarità degli anfibi che li distinguono dalle altre classi di vertebrati. Spiegare il termine anfibio facendo riferimento al ciclo vitale di una rana. Distinguere tra anuri, urodeli e apodi facendo qualche esempio. Mettere in relazione le caratteristiche dei rettili con la avvenuta conquista delle terre emerse da parte dei vertebrati. Descrivere la struttura dell uovo amniotico. Spiegare la funzione delle strutture che hanno permesso agli uccelli di conquistare l ambiente aereo. Distinguere tra endotermi ed ectotermi. Elencare e descrivere le caratteristiche fondamentali dei mammiferi. LEGGI PONDERALI e leggi dei gas Cittadella 26/5/2014 Gli studenti Miscugli, elementi e composti Definire una reazione chimica e conoscere la legge di conservazione della massa Comprende e applica la legge di Lavoisier della conservazione della massa Enuncia la legge di Proust delle proporzioni definite e la sa applicare Il Docente Cristina Marcon