LICEO SCIENTIFICO STATALE “E. FERMI”
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PROGRAMMA DI …SCIENZE……… SVOLTO CLASSE … 5…… SEZ. …S. a. s. 2019/2020 DOCENTE: … PISTILLO ANTONIO………
Libro di testo:
BIOCHIMICA: Linea Blu Plus, 5 anno – Tottola, Allegrezza, Rigetti – A. Mondatori Scuola
SISTEMA TERRA EFG, 2 ed. – M. CRIPPA, M. FIORANI – A. Mondadori Scuola (+ materiale fornito dal docente) SISTEMA TERRA CD, 2 ed. – M. CRIPPA, M. FIORANI - – A. Mondadori Scuola
* comprensive delle ore di esercitazione, laboratorio e verifiche (se ore online indicare DAD)
1- Nucleo fondante: CHIMICA ORGANICA Argomenti svolti in relazione al nucleo sopraccitato
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Ore dedicate adogni argomento
La chimica del carbonio
I composti organici: le molte facce del carbonio. Le ibridazioni del carbonio. I legami carbonio- carbonio: singolo, doppio e triplo. Isomeria; Isomeri costituzionali; Isomeri conformazionali: rotazione del legame C-C; Isomeri configurazionali: isomeria geometrica, isomeria ottica. Il carbonio asimmetrico: Configurazioni e proiezioni. Le reazioni organiche: Effetto induttivo ed effetto mesomerico. Acidi e basi: Elettrofili e nucleofili. La rottura dei legami: scissione eterolitica e scissione omolitica. Carbocationi, carbanioni, radicali. Classificazione delle reazioni organiche: Sostituzione, addizione ed eliminazione.
Esercizi
Idrocarburi
Alcani e cicloalcani: Nomenclatura; Proprietà fisiche e chimiche; Reazioni di alogenazione radicalica e di combustione.
Alcheni: Nomenclatura; Proprietà fisiche; Reazioni: Addizione elettrofila, Polimerizzazione, Ossidoriduzione.
Alchini: Nomenclatura; Reazioni.
Idrocarburi aromatici: Delocalizzazione elettronica; Nomenclatura; Proprietà fisiche; Reattività;
Influenza dei sostituenti sulla SEA; I composti aromatici più comuni.
Esercizi
Approfondimenti tramite video relativi a: “Vivere senza chimica”, “L’isola di plastica del Pacifico”
Gruppi funzionali I: dagli alogenuri alchilici ai tioeteri
Alogenuri alchilici: Nomenclatura e preparazione; Meccanismi di reazione: Sostituzione nucleofila, Eliminazione; I più comuni alogenuri alchilici.
Alcoli: Nomenclatura e preparazione; Proprietà fisiche; Reattività; Gli alcoli più comuni.
Fenoli: Nomenclatura e proprietà fisiche; Reattività; I fenoli più comuni.
Eteri: Nomenclatura; Proprietà fisiche; Preparazione; Reattività. Eteri più comuni.
Tioalcoli e tioeteri.
Esercizi
Gruppi funzionali II: dal carbonile agli eterocicli
Aldeidi e chetoni: Nomenclatura e preparazione; Proprietà fisiche; Reattività; Tautomeria cheto-enolica e addizione aldolica. Composti carbonilici più comuni.
Ammine: Nomenclatura e preparazione; Proprietà fisiche e basicità; Reattività. Ammine comuni.
Composti eterociclici: Pirimidina, purina e derivati
Acidi carbossilici: Nomenclatura e preparazione; Proprietà fisiche; L’acidità degli acidi carbossilici;
Derivati acidi carbossilici; Sostituzione nucleofila acilica. Acidi e loro derivati di uso comune.
Esercizi.
45 h
2- Nucleo fondante: BIOCHIMICA
Argomenti svolti in relazione al nucleo sopraccitato
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Ore dedicate adogni argomento
Biomolecole: il puzzle della vita
Biochimica: pochi elementi, molti composti.
Carboidrati, energia e sostegno: Monosaccaridi, Oligosaccaridi, Polisaccaridi.
Lipidi, catene idrofobiche: Trigliceridi, Cere, Steroidi, Fosfolipidi, Glicolipidi, Acidi grassi essenziali.
Proteine: Amminoacidi, Legame peptidico, Organizzazione strutturale, Ruolo delle proteine.
Le nucleoproteine e gli acidi nucleici: i polimeri della vita Vitamine e sali minerali
Esercizi.
Video Laboratorio: Saggio di Tollens (DAD)
La catalisi enzimatica e il metabolismo
Il metabolismo: Ruolo dell’energia; Gli enzimi: i catalizzatori biologici; Cofattori e coenzimi; Cinetica enzimatica; Metabolismo dei glucidi: Glicogenolisi, Gluconeogenesi, Glicogenosintesi, Glicolisi, Ciclo di Krebs, Fosforilazione ossidativa; L’ATP sintasi; Fermentazione; Ciclo di Cori; Via dei pentoso- fosfati.
Metabolismo dei lipidi: riserva energetica; Lipolisi; Ossidazione acidi grassi; Degradazione del colesterolo; Lipogenesi.
Metabolismo delle proteine; Ciclo dell’urea.
Metabolismo degli acidi nucleici Esercizi.
Fotosintesi
L’origine della fotosintesi; La fonte dei glucidi; Pigmenti; Trasferimento di energia; Fase luminosa;
Fotofosforilazione; La fase oscura il ciclo di Calvin.
Esercizi.
DAD – 16 lez.
3 - Nucleo fondante: BIOTECNOLOGIE
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La regolazione dell’espressione genica
Controllo dell’espressione genica; Duplicazione del DNA; Sintesi proteica; Fattori di replicazione dell’espressione genica; Regolazione genica nei procarioti; Geni inducibili; Altri meccanismi di controllo dell’espressione genica; Regolazione genica negli eucarioti; Altre forme di controllo dell’espressione genica: RNAi e proteasomi.
La genetica dei virus e dei batteri
Ripasso esperimenti di: Griffith, Avery, Hershey e Chase; Struttura dei virus; Riproduzione virale; Virus procariotici: Ciclo litico e ciclo lisogeno; Virus eucariotici a RNA e a DNA; Virus a RNA non retrovirali (es. virus dell’influenza umana) Retrovirus (es. HIV). Trasposoni
Trasferimento genico nei procarioti: Trasformazione, Trasduzione, Coniugazione. Plasmidi. Trasposoni.
Esercizi.
Dalla doppia elica alla postgenomica
Biologia molecolare; Tecnologia del DNA ricombinante; Enzimi e siti di restrizione; Clonaggio molecolare; Vettori di clonaggio; Amplificare e identificare una sequenza di DNA; PCR; Elettroforesi per separare ed identificare i frammenti di DNA; Sequenziamento del genoma tramite il metodo Sanger;
Librerie genomiche. Sequenziamento di un gene mediante l’uso di sonde; Genomica; Epigenetica;
Trascrittomica; Proteomica; Lipidomica; La biologia che si vede.
Esercizi.
Approfondimenti tramite video relativi a: “I meccanismi epigenetici”, conferenza del prof. Macino dell’Università “La sapienza”; “Tecniche di DNA ricombinante”; “Determinazione della sequenza di DNA con il metodo Singer”
Le tecnologie per la vita
Tecnologie dalle origini alle moderne applicazioni; OGM; Knock-out genico; Biotecnologie rosse:
Antibiotici e la produzione di penicillina; Biofarmaci; Produzione di immunoglobuline; Terapia genica;
Cellule staminali. Tecnologia CRISPR. Biotecnologie verdi: Piante OGM; Biotecnologie bianche:
Biorisanamento; Biofiltri; Compost e Biogas dai rifiuti; Biocombustibili; Una fonte alternativa di energia: le microalghe; Biopolimeri.
Approfondimenti tramite video relativi a: “CRISPR-Cas9” conferenza della prof.ssa Doudna;
CRISPR-Cas, il kit “taglia e cuci” per modificare il genoma, presentazione della Dott.ssa Portulano;
Utilizzo di macro e micro alghe nell’alimentazione e a fini energetici
29 h
4- Nucleo fondante: I MATERIALI DELLA LITOSFERA
Argomenti svolti in relazione al nucleo sopraccitato
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Ore dedicate adogni argomento Vulcani
Vulcani: meccanismo eruttivo. Attività vulcanica esplosiva. Meccanismo di caduta gravitativa.
Meccanismo di flusso piroclastico. Meccanismo di ondata basale. Attività vulcanica effusiva. Diversi tipi di colate laviche. Eruzioni centrali. Caldere. Eruzioni lineari. Vulcanesimo secondario.
Distribuzione dei vulcani sulla Terra. Vulcani italiani. Rischio vulcanico in Italia.
Esercizi
Approfondimenti tramite video relativi a: “I vulcani” (di Piero Angela); “Flussi piroclastici”; “La verità sepolta di Santorini” (di Alberto Angela); “Pompei, cronaca di una catastrofe” (da RAI Storia).
2 h DAD – 3 lez.
5- Nucleo fondante: STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA E DINAMICA ENDOGENA
Argomenti svolti in relazione al nucleo sopraccitato
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Ore dedicate adogni argomento
Fenomeni sismici
Terremoti. Onde sismiche. Strumenti di rilevazione delle onde sismiche. Magnitudo e intensità di un terremoto. Isosisme. Determinazione dell’epicentro di un terremoto. Tsunami. Previsione di un terremoto. Previsione deterministica. Previsione statistica. Distribuzione dei terremoti sulla terra.
Esercizi
MODELLI PER SPIEGARE LA DINAMICA DELLA LITOSFERA La dinamica della litosfera
Teorie fissiste. Teoria della deriva dei continenti. Morfologia dei fondali oceanici; Paleomagnetismo.
Espansione dei fondali oceani. Anomalie magnetiche. Struttura delle dorsali oceaniche. Età delle rocce del fondale.
Esercizi
Tettonica a placche e orogenesi
Teoria della tettonica a placche. Margini di placca. Caratteristiche generali delle placche. Margini continentali. Formazione degli oceani. Sistemi arco-fossa. Punti caldi. Il meccanismo che muove le placche. Formazione delle montagne. Diversi tipi di orogenesi. Un sistema in continua evoluzione.
Struttura dei continenti.
Approfondimenti tramite video relativi a: “Deriva dei continenti” (da National Geographic), “La tettonica delle placche e la geologia dell’Italia” (da lectio magistralis del prof. Alfonso Bosellini).
DAD – 12 lez.
6- Nucleo fondante: STRUTTURA E DINAMICA DELL’ATMOSFERA
Argomenti svolti in relazione al nucleo sopraccitato
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Ore dedicate adogni argomento L’atmosfera: composizione, struttura e dinamica
Composizione atmosfera. Struttura a strati dell’atmosfera; Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, Esosfera. Bilancio radiativo ed energetico della Terra. Temperatura dell’aria; Carte termometriche. Pressione atmosferica; Isobare, Aree cicloniche ed Anticicloniche. Venti; Velocità e direzione del vento; Circolazione atmosferica generale; Venti periodici: Monsoni e Brezze, Venti variabili del Mediterraneo.
Il “buco” nell’ozonosfera. Inquinamento atmosferico. Inversione termica. Il fohn.
DAD – 5 lez
