C HIMICA ORGANICA

Valitutti –Taddei-Maga-Macario ZANICHELLI

SCIENZE DELLA TERRA

SISMOLOGIA

Classificazione dei terremoti.

Le onde sismiche: Longitudinali e trasversali. Onde superficiali.

Sismografi ,sismogrammi

Scale sismiche: Scala Mercalli e Scala Richter.

DINAMICA DELLA LITOSFERA

Interno della terra: Metodi per stabilirne il modello. Crosta oceanica e continentale (cratoni e orogeni) mantello e nucleo.

Deriva dei continenti.

Espansione dei fondali oceanici: Dorsali oceaniche e fosse oceaniche.

Tettonica delle placche: Movimenti delle zolle. Margini convergenti, divergenti e conservativi.

Fosse di subdzione e sistemi arco-fossa. Tipi di orogenesi (per collisione di una placca continentale ed una oceanica. Per collisione di due placche continentali e per accrescimento crostale). Motore della tettonica. Punti caldi.

C

L’atomo di carbonio: ibridazioni sp³,sp²,sp. Legami semplici, doppi e tripli. Formule molecolari, di struttura, razionali e condensate.

L’isomeria: Schema riassuntivo. Isomeri di struttura ( di catena, di posizione).

Steroisomeri (geometrica cis e trans). Isomeria ottica ed enantiomeri (+) e (-). Atomo di carbonio chirale.

Gli idrocarburi. Classificazione:

o Alcani. Formula generale, ibridazione. Radicali alchilici (sec e ter). Nomenclatura degli alcani a catena lineare e ramificata. Proprietà fisiche degli alcani. (punto di ebollizione, fusione, densità e solubilità). Proprietà chimiche. Reazione di combustione. Reazione di alogenazione (meccanismo di sostituzione radicalica).

o Cicloalcani : nomenclatura

o Alcheni e alchini. Formule generali. Nomenclatura. Proprietà fisiche Reazioni chimiche. Meccanismo dell’addizione elettrofila. Addizione di acidi alogenidrici

67 (alogenazione). Addizione di acqua (idratazione). Addizione di alogeni. Addizione catalitica di idrogeno. Regola di Markonikov

o Polieni: dieni. Nomenclatura.

o Idrocarburi aromatici. Il benzene e i composti aromatici. Ibrido di risonanza e anello aromatico. Regola di Huckel. Derivati del benzene mono e polisostituiti. Radicali arilici. Meccanismo di sostituzione elettrofila aromatica. Esempi di reazioni e ruolo dei catalizzatori. Alogenazione, nitrazione e solfonazione.

Alogeno derivati alchilici e arilici. Nomenclatura e preparazione. Reazioni degli alogenuri alchilici: sostituzione SN2e SN1. Eliminazione E1 ed E2)

Alcoli. Nomenclatura. Proprietà fisiche (legami H): punto di ebollizione e solubilità in acqua. Proprietà chimiche e acidità. Ione alcossido. Reazioni: sostituzione nucleofila Sn1 e Sn2 (alogenazione). Eliminazione E2 e E1. Disidratazione con formazione di alcheni. Ossidazione degli alcoli primari e secondari. Meccanismo (alcoli primari con acido cromico:H2CrO4 ).

Fenoli. Nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche (acidità e ione fenossido. Reazioni di sostituzione elettrofila e ossidazione a chinoni.

Eteri. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Preparazione: condensazione dagli alcoli. Sintesi di Williamson

Composti carbonilici. Nomenclatura delle aldeidi e chetoni. Reazioni: Addizione nucleofila.

Addizione di alcol e formazione di emiacetali e acetali. Meccanismo della reazione. Addizione alle aldeidi e chetoni dei reattivi di Grignard. Formazione di alcoli.

Ossidazione delle aldeidi e saggio di Tollens. Ossidazione dei chetoni con scissione del legame C-C.

Riduzione delle aldeidi e chetoni per idrogenazione catalitica.

Acidi carbossilici. Nomenclatura di quelli a catena lineare, di quelli ciclici, aromatici e degli acidi bicarbossilici. Acidi grassi saturi e insaturi. (Omega 3, 6 e 9). Proprietà fisiche e chimiche degli acidi carbossilici. Acidità degli acidi per la stabilità dello ione carbossilato. Formazione dei Sali.

Sostituzione acilica. I saponi.

Derivati degli acidi carbossilici.

o Esteri: preparazione (esterificazione di Fischer). Nomenclatura, proprietà e tipi di esteri.

o Trigliceridi. Idrolisi degli esteri in ambiente acido e basico (saponificazione).

o Cloruri acilici (nomenclatura e proprietà fisiche).

o Anidridi (simmetriche e miste. Preparazione).

Ammine. Classificazione (primarie, secondarie e terziarie). Nomenclatura tradizionale. Proprietà fisiche (legame idrogeno). Proprietà chimiche: basicità ed effetto induttivo. Preparazione per alchilazione dell’ammoniaca. Salificazione

Composti eterociclici. Ciclo alifatici (Pirrolidina) e aromatici. Pirrolo (porfirine: EME e clorofilla) e piridina (confronto tra le loro proprietà basiche). Composti eterociclici con più atomi di azoto: pirimidine e purine. Cenni ai composti con ossigeno (furano e pirano)

Polimeri sintetici di addizione: polietilene (meccanismo dell’addizione) LDPE e HDPE, PP, polivinile, polistirolo e teflon

Polimeri di condensazione (cenni ai poliesteri e poliammidi)

B

Le biomolecole e il loro ruolo nel metabolismo.

Carboidrati.

o Monosaccarid triosi (gliceraldeide D e L). Pentosi (ribosio e desossiribosio) e esosi (glucosio fruttosio e galattosio.). Forma ciclica e sua formazione (meccanismo di formazione degli emiacetali).

68 o Disaccaridi. Legame glicosidico alfa e beta. Meccanismo di formazione del maltosio,

cellobiosio, lattosio e saccarosio.

o Polisaccaridi. Amido (amilosio e amilopectina), cellulosa e glicogeno

Lipidi. Generalità e funzioni. Gli acidi grassi saturi, insaturi. Lipidi saponificabili: trigliceridi e fosfolipidi e cere

Lipidi non saponificabili: terpeni e steroidi Proteine.

Gli aa forma di zwitterione e punto isoelettrico. Classificazione degli aa: apolari, polari senza carica netta, polari con carica positiva e polari con carica negativa. Legame peptidico. Strutture delle proteine: primaria, secondaria (alfa elica e foglietto beta ripiegato), terziaria, quaternaria. Forma delle proteine: fibrose e globulari.

Enzimi.

Caratteri generali. Specificità (sito attivo e substrato) Classificazione: ossido riduttasi, trasferasi, liasi, idrolasi, isomerasi e ligasi. Meccanismo di azione. Modello chiave - serratura. Modello ad adattamento indotto. Regolazione enzimatica. Fattori passivi (temperatura, pH e concentrazione substrato ed enzima. Fattori passivi e attivi inibitori (competitivi e non competitivi).

Acidi nucleici DNA e RNA.

Nucleotidi. Zucchero pentoso. Basi azotate purine (adenina, guanina) e pirimidine (citosina, timina e uracile). Gruppo fosfato. Struttura del DNA. Duplicazione del DNA (frammenti di Okazaki e telomeri). Cenni sulla sintesi proteica. (codice genetico, trascrizione , traduzione)

M

Metabolismo generale. Catabolismo e anabolismo. Energia libera. Vie metaboliche cicliche, convergenti e divergenti. Molecola di ATP e sua idrolisi. Coenzimi di trasporto di elettroni. NADH, NADHP e FADH2. Regolazione metabolica: Regolazione enzimatica (concentrazione enzimatica, compartimentazione)

Metabolismo dei carboidrati.

o La glicolisi. Generalità. Le 10 reazioni e i loro enzimi. Formazione del piruvato e bilancio energetico.

o Fermentazione lattica, alcolica e acetica

o Via dei pentoso fosfati (fase ossidativa e non ossidativa) o Gluconeogenesi: fasi della gluconeogenesi.

o Glicogeno sintesi. Enzimi sintasi e ramificante.

o Glicogenolisi. Enzimi fosforilasi e de ramificante

o Regolazione ormonale del metabolismo dei carboidrati. Insulina, glucagone.

Fosforilazione e de fosforilazione degli enzimi chiave del metabolismo del glicogeno (sintasi e fosforilasi). Cascata enzimatica

Metabolismo dei lipidi.

Digestione, assorbimento intestinale e destino dei lipidi. Lipoproteine (chilomicroni, LDL, IDL, LDL, HDL).

o Catabolismo degli acidi grassi. Preparazione dell’acido grasso (acil CoA) e ingresso nei mitocondri. Beta ossidazione. Bilancio energetico del catabolismo degli acidi grassi.

o Corpi chetonici

o Anabolismo degli acidi grassi o Il colesterolo

Metabolismo degli amminoacidi

69 Digestione delle proteine. Bilancio azotato e destino degli aa

o Catabolismo degli aa: Transaminazione (con cenni al meccanismo della reazione e del ruolo del PLP), deaminazione ossidativa e ciclo dell’urea.

o Destino dello scheletro carbonioso: aa glucogenici, chetogenici e misti Metabolismo terminale

o Formazione dell’acetil CoA o Ciclo di Krebs

o Catena di trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa Dal DNA alla genetica dei microrganismi

o La struttura del DNA- La doppia elica del DNA-La replicazione del DNA-Tipi di RNA-. Flusso dell’informazione genetica-Trascrizione e traduzione-Organizzazione dei geni-Le caratteristiche biologiche dei virus-Il ciclo vitale dei virus-Il trasferimento di geni nei batteri. La trasformazione batterica e la coniugazione batterica-

B

Manipolare il genoma: Le biotecnologie.

o Cosa sono le biotecnologie-Le origini delle biotecnologie- La biotecnologia moderna-Il clonaggio genico-Tagliare il DNA con Enzimi di restrizione-L’elettroforesi-Le ligasi-Vettori plasmidici-La clonazione-Librerie genomiche-La PCR-L’Impronta genica (Fingerprinting)-La produzione biologica dei farmaci.

o Utilizzo di Laboratori Virtuali LabXchange e PhET

o Uso del canale “Biochimicando” creato per postare lezioni asincrone e lavori di gruppo dei ragazzi

70 PROGRAMMA DI MATEMATICA

Libro di testo:

Bergamini-Trifone-Barozzi -Manuale blu di matematica 5- Zanichelli

PREMESSE ALL’ANALISI INFINITESIMALE