DISCIPLINA. CHIMICA ORGANICA A.S. 2013/2014

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1 DISCIPLINA. CHIMICA ORGANICA A.S. 2013/2014 di dipartimento X individuale dei docenti: Maria Grazia Sannazzaro, Mirella Toffoletto per la/e classe V CHA 1) PREREQUISITI Conoscenza dei gruppi funzionali e dei modelli generali di reattività studiati nel precedente a.s. Conoscenza delle tecniche di sintesi, separazione e purificazione dei composti organici. Capacità di lavorare autonomamente in laboratorio 2) SITUAZIONE DI PARTENZA DELLA CLASSE: 2.1) MODALITÀ DELLA RILEVAZIONE Presa visione del lavoro svolto l anno precedente Revisione del lavoro estivo Ripasso e relativa valutazione Brevi sondaggi 2.2) TEMPI DELLA RILEVAZIONE Settembre 2.3) VALUTAZIONE DELLA RILEVAZIONE Verifica scritta/orale 2.4) MODALITÀ DI RECUPERO DELLE EVENTUALI LACUNE EVIDENZIATE Recupero in itinere 3) COMPETENZE TRASVERSALI CUI CONCORRE L INSEGNAMENTO (dipartimentali) da acquisire/consolidare Numero Descrizione 1 Riconoscere i contesti, impostare e risolvere problemi 2 Comunicare in forma orale e scritta in modo adeguato rispetto alla terminologia, al contesto e all interlocutore 3 Organizzare, controllare, rielaborare conoscenze e abilità acquisite 4 Saper utilizzare in modo appropriato le grandezze fisiche con le relative unità di misura 5 Saper utilizzare in modo pertinente equazioni grafici e tabelle 6 Saper lavorare autonomamente applicando le conoscenze teoriche alla risoluzione dei problemi pratici 1

2 7 Operare nel pieno rispetto delle normative sulla sicurezza del lavoro 4) COMPETENZE DISCIPLINARI da acquisire / consolidare Numero Descrizione 1 Saper correlare la struttura delle molecole con le proprietà fisiche, chimiche e biologiche 2 Saper prevedere il comportamento delle sostanze organiche e biorganiche in determinate condizioni di reazione, utilizzando modelli generali di reattività (meccanismi di reazione) 3 Saper progettare sintesi organiche semplici e complesse sulla base delle reazioni studiate. 4 Saper calcolare il bilancio energetico di un ciclo biologico assegnato. 5 Saper definire le principali caratteristiche funzionali dei microrganismi impiegati nei processi fermentativi industriali 6 Saper descrivere i processi di fermentazione evidenziando i passaggi cruciali e pianificando i controlli dei principali parametri 7 Saper scrivere una relazione di laboratorio 5) UNITÀ TEMATICA N. 1 TITOLO: LE AMMINE COMPETENZE DISCIPLINARI: Saper correlare la struttura funzionale e spaziale delle molecole organiche con le proprietà fisiche e chimiche Saper prevedere il comportamento delle sostanze organiche in determinate condizioni di reazione, utilizzando modelli generali di reattività (meccanismi di reazione) Saper progettare semplici sintesi organiche sulla base delle reazioni studiate. TEMPI (mesi): Settembre/Ottobre Le ammine: classificazione, struttura, nomenclatura. Proprietà fisiche e metodi di preparazione (a partire da alogenuri alchilici, per riduzione del nitrogruppo, delle ammidi, dei nitrili, delle ossime e delle immine). Confronto fra costanti di basicità di alcune ammine in soluzione acquosa. 2

3 5) UNITÀ TEMATICA N. 2 TITOLO: LA CELLULA COMPETENZE DISCIPLINARI: 5-7 Uso delle tecniche di sterilizzazione. Uso del microscopio. Allestimento vetrini. Allestimento terreni di coltura e semina LABORATORIO: analisi microscopica con vetrini in vivo, colorazione semplice, colorazione di Gram. Terreni di coltura selettivi. Tipi di semina, tecnica delle membrane filtranti Verifica della crescita microbica con test selettivi. Verifica della efficacia di trattamenti antimicrobici su prodotti industriali TEMPI (mesi): Settembre/Ottobre Cellula eucariota e procariota. Virus. Fattori che influenzano la crescita batterica. Fasi della crescita. Terreni di coltura ed elementi essenziali per la crescita dei microrganismi. 5) UNITÀ TEMATICA N. 3 TITOLO: COMPOSTI BIORGANICI COMPETENZE DISCIPLINARI: Saper riconoscere gli zuccheri riducenti e gli aldosi utilizzando saggi specifici. Saper usare il polarimetro Saper determinare il N di iodio. Saper determinare il punto isoelettrico LABORATORIO: Carboidrati: Riconoscimento di zuccheri riducenti, di aldosi e chetosi. Verifica del potere rotatorio degli zuccheri. La mutarotazione del glucosio. 3 TEMPI (mesi): Novembre/Dicembre Carboidrati: Classificazione dei carboidrati, principali monosaccaridi. Strutture emiacetaliche cicliche, anomeria e mutarotazione del D-glucosio. Le reazioni principali dei monosaccaridi: reazione di Fehling, Benedict, saggio dello specchio d argento, saggio con la fenilidrazina, ossidazione con l acqua di bromo e con l acido nitrico, scissione ossidativa con acido periodico, riduzione con boroidruro di sodio. Disaccaridi: maltosio, saccarosio, lattosio. Polisaccaridi di riserva e di sostegno: amido, glicogeno, cellulosa.

4 Lipidi insaturi: addizione di alogeni al doppio legame. N di iodio Amminoacidi: Determinazione del punto isoelettrico degli amminoacidi mediante titolazione acido/base. Lipidi: principali acidi grassi saturi ed insaturi. I trigliceridi. Reazioni chimiche dei trigliceridi: saponificazione, idrolisi in ambiente acido, ossidazione degli acidi grassi insaturi (irrancidimento), idrogenazione degli acidi grassi insaturi dei trigliceridi (margarine) Fosfolipidi: fosfogliceridi e sfingomieline. Struttura delle membrane cellulari. Le cere, i terpeni e le vitamine liposolubili (cenni). Gli steroidi. Gli ormoni sessuali maschili: testosterone, androsterone. Ormoni sessuali femminili (estrone, estradiolo, progesterone) e ciclo mestruale. Gli ormoni femminili sintetici: la pillola. Noretindrone e mifepristone (RU486) Proteine: principali amminoacidi, zwitterioni e determinazione del punto isoelettrico. legame peptidico, classificazione delle proteine in base alla composizione, alla conformazione, alla funzione.. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine fibrose e proteine globulari. La struttura ad a- elica ed a b foglietto ripiegato: a cheratina, collagene, elastina, fibroina. Le proteine coniugate: emoglobina, lipoproteine, glicoproteine. Denaturazione delle proteine 5) UNITÀ TEMATICA N. 4 TITOLO: BIOMOLECOLE COMPETENZE DISCIPLINARI: Saper presentare in modo chiaro, sintetico e organizzato i risultati di procedure sperimentali LABORATORIO: studi di cinetica enzimatica: amilasi e applicazione della Michaelis- Menten LABORATORIO: estrazione DNA dalla TEMPI (mesi): Gennaio/Febbraio Enzimi: classificazione. Cinetica enzimatica. Numero di turnover e fattori da cui dipende l attività. Modello interpretativo di Michaelis-Menten e derivazione dell equazione cinetica. Enzimi allosterici. Meccanismi di regolazione dell attività enzimatica. Gli isoenzimi Coenzimi o cofattori. Inibizione enzimatica (competitiva, non competitiva, incompetitiva). Fattori dai 4

5 frutta e osservazione con microscopio ottico quali dipende la velocità di reazioni enzimatiche Acidi nucleici: costituenti fondamentali, nucleosidi e nucleotidi. Struttura dell ATP. Struttura primaria e secondaria del DNA. Replicazione del DNA. Struttura dell RNA. Sintesi delle proteine 5) UNITÀ TEMATICA N. 5 TITOLO: METABOLISMO COMPETENZE DISCIPLINARI: Saper calcolare il bilancio energetico di un ciclo biologico assegnato Saper descrivere il flusso di energia all interno di una cellula. TEMPI (mesi): Marzo Catabolismo e anabolismo. Principi di bioenergetica: il principio dell intermedio comune, il sistema ATP/ADP, il potenziale di trasferimento del gruppo fosfato. Ossidazioni biologiche. Il catabolismo aerobico: schema generale degli stadi della produzione di energia dall ossidazione degli alimenti.struttura e funzione dell ATP e dei coenzimi CoQ, NAD+ e FAD. La catena respiratoria associata alla fosforilazione ossidativi. Il catabolismo anaerobico: fermentazione lattica ed alcolica. I grandi cicli catabolici: glicolisi, ciclo di Krebs beta ossidazione. Transamminazione e deamminazione. Biosintesi degli acidi grassi e gluconeogenesi. 5

6 5) UNITÀ TEMATICA N. 6 TITOLO: BIOTECNOLOGIE COMPETENZE DISCIPLINARI: Saper realizzare un processo fermentativo in microscala pianificando il controllo dei parametri di processo Preparazione di un fermentatore, controllo dei parametri della fermentazione LABORATORIO: tecniche di immobilizzazione uso di microorganismi immobilizzati Fermentazione alcoolica con lieviti immobilizzati TEMPI (mesi): Aprile Processi biotecnologici di interesse industriale ed alimentare: materie prime, sterilizzazione, microrganismi impiegati. Cinetica di accrescimento batterico. Estrazione degli enzimi e tecniche di immobilizzazione. Principali tipi di bioreattori e sistemi di controllo dei parametri operativi impiegati. Produzione di bioetanolo e biogas. 5) UNITÀ TEMATICA N. 7 TITOLO: ALCALOIDI COMPETENZE TRASVERSALI: COMPETENZE DISCIPLINARI: 1 Riconoscere la funzione biologica di alcune importanti molecole di alcaloidi TEMPI (mesi): Maggio Le molecole della stregoneria. Morfina, nicotina e caffeina 6) METODI UTILIZZATI Lezione frontale, lezioni dialogate, esercitazioni alla lavagna, esercitazioni di laboratorio 7) STRUMENTI DI OSSERVAZIONE E VERIFICA 6

7 Verifiche scritte, orali, verifiche di laboratorio. 8) NUMERO MINIMO DI VERIFICHE SCRITTE, ORALI E PRATICHE DA EFFETTUARE IN CIASCUN PERIODO DI VALUTAZIONE Si fa riferimento ai provvedimenti del Consiglio di Classe. 9) CRITERI DI VALUTAZIONE DELLE VERIFICHE Si fa riferimento al documento redatto dalla Commissione di Valutazione 10) ATTIVITÀ DI RECUPERO/APPROFONDIMENTO e relativa valutazione Recupero in itinere. 11) PROGETTI/ATTIVITÀ DI ARRICCHIMENTO DELL'OFFERTA FORMATIVA COMPLEMENTARI O FUNZIONALI ALLA Da stabilire durante i consigli di classe. 12) EVENTUALI NOTE L unità tematica n. 7 è facoltativa; costituisce un arricchimento della programmazione ordinaria. La presente programmazione è costituita da n. 7 fogli Castellanza,... Firma delle docenti