struttura ciclica o emiacetalica ,proiezioni di Haworth, reattività di aldosi e chetoni: riduzione e ossidazione: reattivi di Fehling eTollens
Oligosaccaridi: i disaccaridi, Caratteristiche di lattosio, maltosio e saccarosio I polisaccaridi: amido, glicogeno, cellulosa, chitina: origine, funzione, struttura, legami, solubilità in acqua.
Approfondimento Le biomasse: da rifiuto a energia I Lipidi Saponificabili o complessi (trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi), non saponificabili o semplici (steroidi e vitamine)
Reazioni dei trigliceridi: saponificazione (ripasso idrolisi basica degli esteri), il sapone e l'emulsione dei grassi.
I fosfolipidi: natura chimica, struttura, funzioni biologiche.
I glicolipidi: struttura fondamentale
Gli steroidi: struttura di base della molecola, il colesterolo: analisi della molecola, gli acidi biliari, gli ormoni steroidei: concetti generali
Le vitamine: liposolubili e idrosolubili, cenni Gli amminoacidi e le proteine
Composti bi funzionali, formula generale, chiralità, classificazione, zwitterione sue proprietà fisiche e quelle chimiche in base al pH della soluzione
I peptidi, il legame peptidico e sua idrolisi, classificazione dei peptidi
Proteine e loro classificazione in base a composizione chimica, funzione, forma Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine
Denaturazione delle proteine Insulina, Emoglobina
Gli acidi nucleici
Struttura dei nucleotidi, sintesi degli acidi nucleici, il legame fosfodiesterico Presenza del DNA e dell'RNA nella cellula eucariote
Duplicazione del DNA e sintesi delle proteine (ripasso) Attività CLIL con il dott. Gordon Kennedy
La molecola della penicillina, gli antibiotici e l’antibioticoresistenza METABOLISMO CELLULARE
Enzimi, coenzimi, cofattori (E49- E 58)
La fotosintesi una visione d’insieme (E66- E68) Video Zanichelli Metabolismo del glucosio(E84-86) Video Zanichelli
GENETICA E BIOTECNOLOGIE
LA GENETICA DI VIRUS E BATTERI (E142 – E156 E158-E160) I virus: struttura, classificazione, tipologie di genoma virale, retrovirus, ciclo litico e ciclo lisogeno L’evoluzione dei virus Genetica dei batteri: criteri di classificazione, struttura della parete cellulare, la colorazione di Gram, struttura del genoma batterico, i plasmidi, la regolazione dell’espressione genica nei procarioti: l’operone.
Regolazione dell'operone, l'operone lac e l'operone trp. Tipologia di terreni di coltura batterica. Il trasferimento genico nei batteri: la coniugazione, il fattore F, l’antibiotico resistenza, la trasformazione, Griffith e il fattore di trasformazione, la trasduzione. Gli elementi trasponibili (gli studi di Barbara Mc Clintock) e la trasposizione
LA GENETICA DEGLI EUCARIOTI (E166-E 168 E170-E177 )
Il genoma eucariotico e la sua regolazione: complessità su più livelli, complessità nella regolazione dell'espressione dei geni e modulazione della trascrizione (cfr funzionamento del promotore eucariotico). Le RNA polimerasi a supporto della maggior complessità. Esoni ed Introni.
Maturazione dell’ m RNA, lo splicing e lo splicing alternativo. Coordinazione
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dell'espressione di geni diversi. Tipologie di geni. L'epigenetica. Segnali
epigenetici: la metilazione del DNA e la memoria epigenetica, azione sugli istoni e rimodellamento della cromatina. Ereditarietà epigenetica, l'epigenoma.
Il virus dell'influenza. I retrovirus, l’HIV. I trasposoni eucariotici, tipologie di trasposoni eucariotici
IL DNA RICOMBINANTE (E188-196 E200-207)
Gli strumenti dell’ingegneria genetica. Protocollo di estrazione del DNA da un campione, gli enzimi di restrizione, tipologie di taglio, l’elettroforesi su gel, le ligasi come "colla molecolare", il DNA ricombinante, enzimi di restrizione e diagnostica.
La clonazione del DNA: il clonaggio genico. Clonaggio genico tramite plasmide:
preparazione del vettore di clonaggio e trasformazione batterica. I marcatori e la loro funzione nel clonaggio genico
Funzionamento del marcatore di selezione. I vettori di espressione. Clonaggio e farmaci: biofabbriche per produrre molecole curative (somatostatina e insulina).
Cenni sulla clonazione genica tramite cromosoma batterico.
Riflessioni sulla terapia genica: sempre eticamente plausibile o rischi eugenetici:
sindrome ADA scid.
La replicazione del DNA in provetta: la PCR, DNA fingerprinting, e suo utilizzo in diagnostica. Il sequenziamento del DNA: il metodo Sanger, il sequenziamento automatico tramite laser e nucleotidi fluorescenti, l'effetto Jolie, il sequenziamento Shotgun. Bioinformatica: il progressivo sequenziamento di genomi "complessi" e la gestione dei dati ottenuti
LE APPLICAZIONI DELLE BIOTECNOLOGIE (E212-221 E 224-229) Green biotech, piante bt e Golden Rice, piante GM di terza generazione Approfondimento: una riflessione sugli OGM: dibattito sui rischi e normativa europea; glifosato: risorsa o pericolo?
Red Biotech: animali transgenici ottenuti con tre tecniche diverse, biotecnologie e xenotrapianti, la pecora Dolly nel percorso storico della clonazione animale, manipolazione delle cellule staminali per la cura delle malattie genetiche
White biotech: batteri GM per ripulire acque e suoli contaminati, i biocombustibili non intaccano i giacimenti fossili, la genomica studia funzione ed evoluzione dei geni, il Progetto Genoma Umano, il sistema CRISPR-Cas9, la bioinformatica RISORSE E PROBLEMATICHE DEI SISTEMI AMBIENTALI E240-244 E246-255 Le risorse naturali, le risorse non rinnovabili
Lo sviluppo sostenibile, pratiche quotidiane e scelte politiche Approfondimento: l’impronta ecologica umana
SCIENZE DELLA TERRA (8 ore)
(I seguenti argomenti verranno trattati nelle 2 ultime settimane di scuola) L’atmosfera: composizione e struttura, il bilancio radiativo
I gas serra, l’effetto serra e il riscaldamento globale L’impegno internazionale per la riduzione dei gas serra
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LABORATORIO
Saggio di Tollens per il riconoscimento di aldeidi e chetoni Sintesi Nylon 6,6
Processo di saponificazione
4. METODOLOGIE E MATERIALI DIDATTICI
METODOLOGIE
L’attività didattica è stata svolta principalmente in classe. Le lezioni frontali, mirate al
coinvolgimento degli alunni, sono state integrate da documentari, conferenze ed interviste ad esperti e ricercatori, soprattutto per le tematiche riguardanti le discipline di biologia molecolare e biotecnologie. L’apprendimento dei contenuti è stato supportato, quando possibile, da attività di tipo sperimentale per abituare gli studenti all’analisi dei fenomeni secondo il metodo scientifico. . Si sono affrontate tematiche di una certa complessità scientifica ma anche etica, senza trascurare i collegamenti con i fenomeni della vita quotidiana e con le altre discipline. Quando necessario, è stato svolto il recupero in itinere. La valutazione si è basata sui seguenti criteri: conoscenze specifiche dell’argomento, capacità di analisi, capacità di sintesi, proprietà di linguaggio e capacità di effettuare collegamenti. Eventuali approfondimenti sono stati oggetto di valutazione.
Ho altresì tenuto in considerazione gli aspetti formativi manifestati dagli alunni quali: la presenza e partecipazione alle lezioni in classe, l’impegno nello svolgimento dei compiti assegnati, la capacità di far fronte ai propri impegni.
MATERIALI DIDATTICI
Sono stati utilizzati i testi in adozione:
H. Curtis, N.Sue Barnes e altri “Il nuovo invito alla biologia.blu: il corpo umano con chimica organica” ed. Zanichelli
H. Curtis, N.Sue Barnes e altri “Il nuovo invito alla biologia.blu: polimeri, biochimica, biotecnologie e sostenibilità” ed. Zanichelli
Classroom è stata utilizzata per caricare materiali relativi a consegne, approfondimenti, raccolta di relazioni. Articoli da Le Scienze. Video raiplay, collegamenti tramite youtube per videoconferenze, TED x talk. Siti istituzionali sito ONU Agenda 2030, ISSalute.
SCIENZE NATURALI