PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

1 Liceo ERASMO DA ROTTERDAM

PQ10_MOD1_C_gestione_debito_formativo_REV_04_2020

GESTIONE DEBITO FORMATIVO

DIPARTIMENTO DISCIPLINARE SCIENZE NATURALI

DOCENTI RESPONSABILI BARBERA, BELLINI, LAVANCO, VERDERIO

DESTINATARI STUDENTI CLASSI QUINTE LICEO LINGUISTICO E SCIENZE UMANE

A PARTIRE DALL’ANNO SCOLASTICO 2021 - 2022

Le studentesse/gli studenti che chiedono di sostenere esami integrativi/idoneità, o sostenere esami preliminari all’esame di stato, dovranno dimostrare di avere raggiunto le competenze e le conoscenze/abilità descritte nel prospetto seguente per ciascuna delle attività di insegnamento/apprendimento svolte nell’anno scolastico:

Le biomolecole

Competenze attese Conoscenze/abilità correlate Contenuti specifici dell’attività di insegnamento/apprendimento

● Acquisire e interpretare le informazioni

● Individuare collegamenti e relazioni

● Saper effettuare connessioni logiche

● Descrivere le caratteristiche dell’atomo di carbonio.

● Riconoscere e descrivere i principali gruppi funzionali.

● Riconoscere gli isomeri.

● Spiegare la struttura dei polimeri.

● Mettere in relazione le macromolecole con i monomeri che le compongono.

● Descrivere le reazioni di sintesi e quelle di demolizione dei polimeri.

● 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.

● Ricavare la formula di struttura di un trigliceride mediante condensazione tra una molecola di glicerolo e tre acidi grassi.

● 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 dei fosfolipidi, delle

● Le caratteristiche del carbonio.

● I gruppi funzionali.

● Gli isomeri.

● Le macromolecole sono polimeri: sintesi e demolizione.

● I carboidrati semplici: monosaccaridi e disaccaridi.

● I carboidrati complessi: amido, glicogeno, cellulosa, chitina e peptidoglicano.

● I lipidi e la loro insolubilità in acqua.

● Strutturali e funzione dei trigliceridi.

● Acidi grassi saturi e insaturi.

● Struttura e funzione di fosfolipidi, cere e steroidi.

● Le funzioni biologiche delle proteine.

● La struttura generale degli amminoacidi.

● Il legame peptidico.

● I quattro livelli di organizzazione delle proteine.

● I nucleotidi.

● La struttura dell’RNA.

● La struttura del DNA.

● L’ATP.

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cere e degli steroidi.

● Distinguere gli steroidi utili da quelli dannosi per l’organismo.

● 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.

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

Il metabolismo energetico

● Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale

● Collegare la fotosintesi alla produzione di molecole organiche

● Definire gli organismi autotrofi distinguendoli dagli eterotrofi

● Descrivere i principali pigmenti fotosintetici

● Descrivere la struttura di una foglia e del cloroplasto

● Mettere in relazione gli elettroni emessi dalla clorofilla eccitata dalla luce con la produzione di ATP

● Scrivere l’equazione generale della fotosintesi, evidenziando che l’ossigeno liberato dalla fotosintesi proviene dalla molecola di acqua.

● Suddividere la fotosintesi in fase luminosa e ciclo di Calvin.

● Mettere in relazione il percorso non ciclico degli elettroni durante le reazioni luminose con la produzione di ATP e di NADPH.

● Spiegare in che modo la membrana del tilacoide partecipa alla produzione di ATP e NADPH.

● Descrivere il ciclo di Calvin mettendo in relazione i prodotti della fase luminosa con la riduzione del CO2 e la sintesi di G3P.

● Evidenziare il ruolo dell’enzima rubisco e del ribulosio bifosfato.

● Identificare nella gliceraldeide-3-fosfato (G3P) e nel glucosio le molecole chiave del metabolismo degli organismi autotrofi.

● Spiegare in che modo l’attività fotosintetica contrasta l’effetto serra

● Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno

● Spiegare il ruolo dei coenzimi NAD+ e il FAD

● Identificare le fasi del metabolismo anaerobio e aerobio del glucosio

● Identificare le fasi principali della glicolisi ed il suo bilancio generale

● Descrivere la struttura e funzione del mitocondrio

● Spiegare come si forma l’acetil-CoA

● Analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Krebs

● Mettere in evidenza che al termine del ciclo di Krebs

● Gli organismi autotrofi ed eterotrofi

● La fotosintesi (opz)

● I pigmenti fotosintetici

● La struttura della foglia, struttura e funzione del cloroplasto

● Il ruolo della luce nella fotosintesi

● Le due fasi della fotosintesi: reazioni della fase luminosa e del ciclo di Calvin

● La sintesi delle altre molecole organiche a partire dal glucosio

● La demolizione del glucosio

● L’ossidazione del glucosio.

● Equazione generale della respirazione cellulare

● Il NAD⁺ e il FAD

● Le fasi del metabolismo anaerobio e aerobio del glucosio: glicolisi, reazione preparatoria, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni

● La struttura del mitocondrio

● Il bilancio energetico dell’ossidazione del glucosio

● La fermentazione alcolica e la fermentazione lattica

● Il catabolismo

● L’anabolismo

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

l’ossidazione del glucosio è completa

● Mettere in relazione la discesa degli elettroni lungo la catena di trasporto e il processo chemiosmotico

● Spiegare il calcolo del guadagno energetico complessivo che si ottiene al termine dalla demolizione completa di una molecola di glucosio

● Distinguere la fermentazione alcolica da quella lattica

● Spiegare i vantaggi della fermentazione in carenza di ossigeno

● Identificare nella rigenerazione del NAD+ lo scopo della fermentazione

● Distinguere il metabolismo cellulare in catabolismo e anabolismo

● Individuare i diversi tipi di biomolecole degradate dalla cellula per ottenere energia

● Spiegare cosa s’intende per anabolismo e quali molecole sono utilizzate come materia prima per la sintesi di altre biomolecole

La biologia molecolare

● Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti

● Saper riconoscere e stabilire relazioni

● Comprendere come gli scienziati sono arrivati a identificare nel DNA il materiale genetico degli organismi viventi

● Ripercorrere le tappe e cogliere l’importanza delle intuizioni che hanno contribuito a mettere a punto il modello del DNA proposto da Watson e Crick

● Comprendere il meccanismo di duplicazione del DNA spiegando l’azione degli specifici enzimi e il ruolo svolto dai telomeri

● Saper mettere in relazione la complessa struttura del DNA con la sua capacità di formare una copia identica di sé stesso

● Comprendere che il genotipo di ciascun organismo è legato al fenotipo tramite un codice che mette in relazione la struttura del DNA con quella delle proteine.

● Comprendere come, modificando l’RNA messaggero, è possibile ottenere proteine diverse a partire da un unico gene

● Il ruolo del DNA nell’ereditarietà

● Il principio trasformante di Griffith

● Gli esperimenti di Hershey e Chase

● La struttura dei nucleotidi che formano il DNA e l’RNA

● Le funzioni del DNA.

● Il contenuto di basi azotate nei nucleotidi secondo Chargaff

● Il modello a doppia elica del DNA di Watson e Crick

● La duplicazione del DNA

● I tre stadi della duplicazione semiconservativa del DNA: srotolamento e apertura, appaiamento delle basi, unione dei due filamenti

● L’azione degli enzimi primasi e DNA polimerasi

● Il ruolo dei telomeri

● La duplicazione del filamento guida e del filamento in ritardo.

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

● Mettere in relazione le mutazioni del DNA con la funzionalità delle proteine e il conseguente effetto sul fenotipo

● Comprendere che stili di vita poco sani, mutazioni geniche acquisite nel corso della vita favorite da agenti cancerogeni, uniti a una predisposizione genetica, contribuiscono allo sviluppo del cancro

● I frammenti di Okazaki

● L’azione dell’enzima ligasi

● Il legame tra geni e proteine

● Il codice genetico

● Il processo di trascrizione: la formazione dell’RNA messaggero

● La maturazione dell’RNA messaggero:

introni ed esoni e lo splicing

● L’RNA di trasporto

● Il ruolo dei ribosomi

● Il processo di traduzione: inizio, allungamento e terminazione

EDUCAZIONE CIVICA

● Le mutazioni

● Mutazioni germinali e somatiche

● Mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche

● Mutazioni puntiformi e di sfasamento

● Effetto delle mutazioni sulle proteine

● Agenti mutageni e trasposoni

● Le mutazioni e il cancro

● Il controllo del ciclo cellulare

● I protoncogèni e i geni soppressori dei tumori. Le mutazioni nei protoncogèni e nei geni soppressori dei tumori.

● L’alterazione del ciclo cellulare

● Le fasi di sviluppo di un tumore maligno

● La diagnosi e la terapia del cancro

Biotecnologia e genomica

● Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno

● Descrivere come i batteri possono modificare il proprio patrimonio genetico

● Comprendere come lo studio di virus e batteri e dei rispettivi cicli riproduttivi abbia contribuito a chiarire i meccanismi genetici

● Spiegare che cosa si intende per tecnologia del DNA ricombinante

● Spiegare la differenza tra clonaggio e clonazione.

● Meccanismi genetici di virus e i batteri

● Ciclo litico e ciclo lisogeno dei batteriofagi

● Il trasferimento di geni tra batteri:

trasformazione, coniugazione, trasduzione

● La tecnologia del DNA ricombinante

● Il clonaggio

● La clonazione

● I vettori di clonaggio

● Gli enzimi e i siti di restrizione

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

● Definire i vettori di clonaggio e il ruolo da essi svolto nella tecnologia del DNA ricombinante

● Illustrare le proprietà degli enzimi di restrizione evidenziando l’importanza delle estremità coesive

● Spiegare che cosa si intende per OGM

● Descrivere i polimorfismi a singolo nucleotide

● Spiegare l’utilità del sequenziamento del genoma di organismi modello

● Spiegare in che cosa consiste una terapia genica e in quali casi può essere applicata

● Comprendere le nuove frontiere della genomica

● Conoscere gli scopi della proteomica, e della bioinformatica

● Evidenziare come la genomica funzionale e comparata mettono a fuoco il ruolo e l’affinità dei genomi

● Conoscere il funzionamento del sistema CRISPR- CAS9

● Illustrare le modalità di infezione cellulare adottata da un retrovirus come l’HIV

● Descrivere il meccanismo della PCR e dell’elettroforesi su gel, evidenziando lo scopo di tali processi. Spiegare in che modo può essere utilizzata la procedura del DNA fingerprinting

● Distinguere la clonazione riproduttiva da quella terapeutica

● Definire un prodotto biotecnologico e un organismo transgenico

● Spiegare in che modo i batteri possono essere utilizzati per produrre proteine utili in campo medico e alimentare

● Evidenziare i vantaggi di piante e animali geneticamente modificati per l’agricoltura e la zootecnia. Individuare i possibili problemi ambientali generati dalle piante GM

● Ripercorrere brevemente le tappe del Progetto Genoma Umano

● Gli OGM

● Come i batteri hanno insegnato ai biotecnologi a tagliare il DNA

EDUCAZIONE CIVICA

● I retrovirus: l’HIV

● La PCR, l’elettroforesi su gel, il DNA fingerprinting e le rispettive applicazioni

● La clonazione riproduttiva, e la clonazione terapeutica

● La clonazione animale: pro e contro

● Gli organismi geneticamente modificati

● I prodotti biotecnologici e gli organismi transgenici

● Le applicazioni del DNA ricombinante in campo agroalimentare

● Le applicazioni del DNA ricombinante in campo zootecnico

● Il Progetto Genoma Umano

● I polimorfismi a singolo nucleotide (SNP)

● Il sequenziamento del genoma di altri organismi modello

● La terapia genica ex vivo e in vivo

● La genomica offre nuove possibilità nel campo della medicina

● Le nuove frontiere della biologia:

proteomica, bioinformatica, genomica funzionale e genomica comparata

● Il sistema CRISPR-CAS9

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

La tettonica delle placche

● Osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale ed artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e complessità

● Comprendere e utilizzare linguaggi specifici delle discipline sperimentali

● Utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali

● Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono

● Correlare i movimenti delle placche alle strutture geologiche che ne derivano: dorsali, fosse, catene montuose

● Saper mettere in relazione i fenomeni geologici in superficie con l’attività endogena della Terra

● Collocare le conoscenze scientifiche all’interno di una dimensione storica individuando le tappe principali di costruzione della teoria delle placche e il suo valore unificante

● Applicare le conoscenze teoriche per dare una spiegazione razionale dei fenomeni che avvengono intorno a noi

● La struttura interna della Terra

● La crosta terrestre e l’isostasia

● Il flusso di calore

● Le strutture della crosta oceanica

● Il meccanismo di espansione dei fondi oceanici e il paleomagnetismo

● Le placche litosferiche

● La Teoria della deriva dei continenti

● I tipi di margini tra placche litosferiche e i movimenti delle placche a essi associati

● L’orogenesi

● Le correnti convettive e i punti caldi

Fenomeni meteorologici e cambiamenti climatici

● Individuare i problemi legati all’ambiente e al clima per poi andare alla ricerca di soluzioni da mettere in pratica

● Spiegare in che modo, all’interno dell’atmosfera, si possono generare i diversi fenomeni meteorologici:

pioggia, neve, grandine, vento

● Individuare i principali responsabili dell’immissione di anidride carbonica nei mari e nell’atmosfera

● L’effetto serra e il surriscaldamento globale

● L’inquinamento atmosferico

● La pressione atmosferica e i fattori che la influenzano

● La formazione delle nuvole e le precipitazioni

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PROGETTAZIONE DI DISCIPLINA

TESTI IN ADOZIONE Mader “Immagini e concetti della biologia - Vol. Unico” - Zanichelli;

Palmieri, Parotto “Scienze della Terra – Terza Edizione” - Zanichelli

TIPOLOGIA E DURATA DELLA/E PROVA/E

Orale 15 minuti

Data 15/10/2021

Il coordinatore del dipartimento disciplinare, Diego Bellini