PROGRAMMA DELLE ATTIVITA’
DIDATTICHE SVOLTE
PRO 7-03 MODULO 34
Rev. 02 Data 24-05-10 Pagina 1 di 2
PROGRAMMA DELLE ATTIVITA’ SVOLTE NELL’ANNO SCOLASTICO 2019/2020
MATERIA SCIENZE NATURALI DOCENTE SANTINA BUSELLI
CLASSE IV E CORSO SCIENZE APPLICATE
ARGOMENTI SVOLTI
Moduli 7-8-9 del programma di Scienze Naturali classe III E dell’anno scolastico 2018/2019 recuperati ad inizio a.s. 2019/2020
GENETICA MOLECOLARE (Modulo 7 a.s. 2018/2019) Miescher, nucleina. Esperimenti di: Griffith, fattore di trasformazione; Avery, DNA fattore di trasformazione; Hershey e Chase, DNA materiale ereditario. Regole di Chargaff su relazioni quantitative di basi azotate in organismi di specie diverse. Diffrazione ai raggi X del DNA. Watson e Crick, elaborazione del modello a doppia elica del DNA. Duplicazione semiconservativa del DNA; DNA elicasi, DNA topoisomerasi; RNA primasi, primer; s.s.b.p.; DNA polimerasi III, dNTP, allungamento in direzione 5’ 3’; filamento guida e filamento in ritardo, frammenti di Okazaki;
esonucleasi, DNA polimerasi I, ligasi. Proofreading; sistema mismatch repair; sistema di riparazione per escissione dei nucleotidi, per formazione di dimeri di timina da irradiazione con raggi UV. PCR, meccanismo e applicazioni. Cromosoma batterico, nucleoide, plasmidi. Cellule eucariote cromatina, istoni, nucleosoma; eucromatina, eterocromatina. Genoma umano, contenuto percentuale di: geni codificanti; introni e attivatori; parti non codificanti; sequenze ripetute;
ripetizioni brevi in tandem STRs, moderatamente ed altamente ripetute. Telomeri, telomerasi.
Esperimento di Beadle e Tatum, un gene-un enzima. Processo di trascrizione. Inizio: promotore, fattore σ, RNA polimerasi. Allungamento. Terminazione. Esperimento di Nirenberg e Matthaei, decifrazione del codice genetico; poli-U di Ochoa. Codice genetico, universale e degenerato.
Processo di traduzione: rRNA, struttura e funzione, sito A, sito P, sito E; tRNA, struttura e funzione, complesso di inizio. Allungamento. Terminazione. Polisoma. Regolazione dell’espressione genica, fattori di trascrizione, repressori ed attivatori; regolazione genica nei procarioti, operone lac; operone trp. Regolazione genica negli eucarioti; regolazione trascrizionale:
rimodellamento della cromatina; corpi di Barr, inattivazione del cromosoma X nelle femmine, metilazione ed acetilazione degli istoni, epigenetica; controllo della trascrizione mediante: RNA polimerasi I trascrizione dei geni per rRNA; RNA polimerasi II, per mRNA; RNA polimerasi III, per tRNA; promotori, TATA box; fattori di trascrizione e complesso di trascrizione; enhancer e silencer; maturazione del mRNA: splicing, spliceosoma, splicing alternativo; capping, coda poli-A;
regolazione traduzionale: repressori traduzionali miRNA e siRNA, RNA interference (RNAi);
regolazione post-traduzionale: sistema ubiquitina-proteasoma.
Mutazioni: somatiche e germinali; spontanee ed indotte; geniche puntiformi di sostituzione, silente,
neutra, missenso, nonsenso; puntiformi di inserzione/delezione, frame-shift; cromosomiche
strutturali, delezione, inversione, duplicazione, traslocazione; mutazioni cariotipiche, sindromi
trisomiche, monosomia di Turner.
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GENETICA di POPOLAZIONI (Modulo 8 a.s. 2018/2019) Popolazione. Variabilità genetica, fattori: mutazioni geniche; diploidia; superiorità dell’eterozigote;
riproduzione sessuata, distribuzione casuale degli omologhi alla meiosi, crossing over, combinazione di due diversi genomi parentali; esincrocio, inicrocio; autosterilità. Equilibrio di Hardy-Weinberg, frequenze alleliche; frequenze fenotipiche. Pool genici, fattori di variazione le frequenze alleliche: selezione naturale; mutazione; migrazione; accoppiamenti non casuali; deriva genetica, effetto del fondatore, collo di bottiglia. Fenotipo e interazione con l’ambiente. Selezione stabilizzante. Selezione divergente. Selezione direzionale. Selezione bilanciata. Selezione sessuale, dimorfismo sessuale. Adattamento all’ambiente. Coevoluzione. Mimetismo mülleriano; mimetismo batesiano. Speciazione per divergenza adattativa: allopatrica; parapatrica; peripatrica; simpatrica.
Speciazione improvvisa, poliploidia. Isolamento genetico, meccanismi di isolamento prezigotico e postzigotico. Macroevoluzione, anagenesi. Evoluzione convergente,
strutture analoghe; evoluzione divergente, strutture omologhe. Cladogenesi. Radiazione adattativa.
Evoluzione, ipotesi gradualista, teoria degli equilibri intermittenti.
ECOLOGIA (Modulo 9 a.s. 2018/2019) Principi di ecologia; sistemi; ecosistema, biotopo, biocenosi. Catene e reti alimentari; livelli trofici, produttori, consumatori primari, consumatori secondari, consumatori terziari, detritivori, saprofagi e saprofiti.
Ciclo di materia, flusso di energia; cicli biogeochimici, ciclo del carbonio.
Competizione intraspecifica; competizione interspecifica, simbiosi, mutualismo, commensalismo, parassitismo, ectoparassiti ed endoparassiti; predazione.
Nicchia ecologica, nicchia fondamentale e nicchia realizzata; perturbazioni ambientali; successione ecologica primaria e secondaria, comunità climax.
Unità ecologiche in ordine di complessità crescente, specie, popolazione, comunità, ecosistema, bioma, biosfera.
VELOCITÀ DI REAZIONE ED EQUILIBRIO CHIMICO (Modulo 1) Velocità di reazione. Fattori che influenzano la velocità di reazione: natura chimica, concentrazione, capacità dei reagenti di venire in contatto; temperatura; presenza di catalizzatori. Meccanica di una reazione. Legge cinetica; ordine di reazione. Reazione elementare. Stadio cineticamente determinante. Teoria degli urti. Energia di attivazione: stato di transizione; complesso attivato;
ruolo dei catalizzatori. Reazioni esoergoniche ed endoergoniche; variazione di entalpia.
Equilibrio chimico. Legge dell’azione di massa. Reazioni omogenee ed eterogenee. Leggi dell’equilibrio per reazioni gassose. Costanti di equilibrio. Principio di Le Châtelier. Calcolo delle concentrazioni all’equilibrio da costanti di equilibrio e viceversa.
EQUILIBRI IONICI (Modulo 2) Acidi e basi secondo Arrhenius e Brönsted-Lowry, coppie coniugate acido-base. Sostanze anfotere.
Forze relative di acidi e basi coniugati. Andamento periodico della forza degli acidi. Acidi e basi di Lewis, legami covalenti di coordinazione; composti di coordinazione, ione complesso.
Autoionizzazione dell’acqua, prodotto ionico dell’acqua. Scala del pH; strumenti di misurazione.
Equilibri di acidi e basi deboli. Calcolo delle concentrazioni all’equilibrio da k
ao k
be dalle concentrazioni iniziali. Idrolisi salina. Proprietà acido-base di un sale, calcolo del pH di una soluzione salina. Tamponi; calcolo del pH di una soluzione tampone. Acidi poliprotici ed equilibri multipli. Titolazioni acido-base. Titolazioni redox. Neutralizzazione. Indicatori acido-base, intervallo del punto di viraggio degli indicatori acido base. Prodotto ionico, prodotto di solubilità;
solubilità molare; effetto dello ione comune.
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