PROGRAMMA DELLE ATTIVITA’ DIDATTICHE SVOLTE PRO 7-03 MODULO 34

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 C CORSO ORDINARIO

ARGOMENTI SVOLTI

Moduli 7-8-9 del programma di Scienze Naturali della classe III C nell’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 dimeri di timina prodotti da 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 dei cromosomi 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 delle 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.

LE SOLUZIONI (Modulo 1) Soluzione diluita, concentrata, satura, sovrasatura. Solubilità delle sostanze: solubilizzazione;

ionizzazione; dissociazione. Elettroliti. Solubilità dei gas. Legge di Henry. Concentrazione delle soluzioni: concentrazione percentuale massa/massa; massa/volume; volume/volume. Molarità.

Molalità. Frazione molare. Effetto del soluto sulle proprietà colligative del solvente, variazioni di:

tensione di vapore, legge di Raoult; punto di ebollizione, costante ebullioscopica molale, e di congelamento, costante crioscopica molale; pressione osmotica, coefficiente di van't Hoff, equazione di van’t Hoff. Dispersioni colloidali; effetto Tyndall.

Reazioni chimiche, tipologie base. Equazione molecolare, ionica, ionica netta, ioni spettatori, bilanciamento. Reazioni di precipitazione. Regole di solubilità per i composti ionici in acqua.

Reazione di ionizzazione di acidi; acidi monoprotici e poliprotici. Elettroliti forti e deboli; acidi e basi forti e deboli. Reazioni di salificazione. Reazioni di sali con acidi/basi e formazione di gas.

VELOCITÀ DI REAZIONE ED EQUILIBRIO CHIMICO (Modulo 2) 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.

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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 3) 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

/k

e 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.

ELETTROCHIMICA (Modulo 4) Ossidazione; riduzione; agenti ossidanti ed agenti riducenti, reazioni redox. Bilanciamento di reazioni redox in forma molecolare e ionica netta. Numero di ossidazione degli atomi nei composti.

Reazioni redox, celle galvaniche; catodo, anodo; conduzione metallica; ponte salino, conduzione elettrolitica. Diagramma di cella standard. Elettrodo standard a idrogeno; potenziali standard di riduzione o serie elettrochimica degli elementi. Calcolo del potenziale standard di cella. Equazione di Nernst. Celle primarie, pile di uso comune; celle secondarie o accumulatori, batteria al piombo.

Elettrolisi, cella elettrolitica. Trasformazioni quantitative durante l’elettrolisi, costante di Faraday.

ANATOMIA e FISIOLOGIA UMANA I (Modulo 5) Istologia umana. Tessuto epiteliale; giunzioni cellulari. Tessuto muscolare. Tessuto connettivo.

Tessuto nervoso. Mantenimento dell’equilibrio interno.

Sistema scheletrico, anatomia e fisiologia.

Sistema muscolare, anatomia e fisiologia.

Apparato tegumentario.

Sistema cardiovascolare, anatomia e fisiologia.

Carrara, 06/06/2020

Prof.ssa Santina Buselli