Capitolo 2 Le molecole della vita - Liceo Scientifico Statale Vito

LICEO SCIENTIFICO STATALE
VITO
VOLTERRA
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DI SCIENZE NATURALI
PRIMO BIENNIO indirizzo SCIENZE APPLICATE
CLASSE SECONDA
ANNO SCOLASTICO 2013 - 2014
OBIETTIVI GENERALI
Lo studio delle Scienze Naturali contribuisce, insieme a quello di altre discipline, alla formazione
della personalità dell’allievo, e si propone di far acquisire allo studente le conoscenze disciplinari e
le metodologie tipiche delle scienze della Terra, della Chimica e della Biologia, utilizzando le
strategie dell’indagine scientifica basate, in particolare nel primo biennio, su un approccio di tipo
fenomenologico e osservativo-descrittivo
FINALITÀ DELLO STUDIO DELLE SCIENZE NATURALI
-
Sviluppo delle capacita’ di osservazione e di riflessione sui fenomeni naturali
Utilizzo di modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali
Riflessione critica sulla necessità dell’utilizzazione del metodo sperimentale per un corretto
approccio conoscitivo
Utilizzare le metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà
Comprendere come molti fenomeni naturali siano regolati da leggi fisiche ed esprimibili in
forma matematica
Sviluppo delle capacità di rielaborazione nell'analisi dei fenomeni naturali
Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle
conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono
Collocare le scoperte scientifiche nella loro dimensione storica
Analizzare le relazioni tra l’ambiente abiotico e le forme viventi per interpretare le
modificazioni ambientali di origine antropica e comprenderne le ricadute futuro
Acquisire la consapevolezza e la responsabilità di appartenere e partecipare ad un sistema
naturale complesso
Sviluppo delle capacità descrittiva ed espositiva e acquisizione del lessico scientifico
Comprensione del testo e sua utilizzazione come strumento conoscitivo
CHIMICA
OBIETTIVI SPECIFICI DELLO STUDIO DELLA CHIMICA
L’alunno deve essere in grado di:
- sviluppare le capacità di osservazione critica sulle trasformazioni dell’ambiente
- comprendere la significatività del dato sperimentale per una sua utilizzazione
- conoscere le principali caratteristiche fisico-chimiche della materia
1
-
conoscere i principali fenomeni chimico-fisici nel livello macroscopico e microscopico
ricondurre le trasformazioni fisiche e chimiche della materia alle interazioni tra le particelle
conoscere gli elementi fondamentali della teoria atomica
scrivere semplici formule e reazioni chimiche
acquisire una conoscenza storicizzata per comprendere il processo logico di ricerca.
acquisire la consapevolezza dell’importanza dello studio della Chimica per comprendere i
molteplici aspetti dell’ambiente circostante
acquisire ed usare correttamente il linguaggio della chimica
riconoscere l’interazione tra le varie componenti e le influenze reciproche
riconoscere le correlazione causa-effetto
LIBRO di TESTO per CHIMICA
CRACOLICE-PETERS CHIMICA TUTTO SI TRASFORMA (primo biennio) - linx
Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo
STRUTTURA E TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA
UNITA’ 5 - FORMULE E MASSA MOLECOLARE
CONTENUTI
Formule e massa molecolare. Calcolo della massa molecolare. La mole. La massa molare. La
quantità degli elementi nei composti. Formule empiriche e formule molecolari
OBIETTIVI SPECIFICI
 Interpretare le formule chimiche
 Spiegare che cosa sono la massa molecolare e la massa formula e saperle calcolare a partire
dalla formula
 Spiegare il concetto di mole e la sua utilità
 Saper definire il numero di Avogadro
 Spiegare che cosa è la massa molare
 Effettuare calcoli per collegare massa, numero di moli e numero di particelle
 Spiegare che cosa è la composizione percentuale di un composto
 Conoscere la differenza tra formula empirica e formula molecolare
 Ricavare la formula di un composto dai dati sperimentali
COMPETENZE
 Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi
 Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni
 Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà
 Comunicare utilizzando un linguaggio specifico
UNITA’ 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE
CONTENUTI
2
Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier) . L’energia
nelle trasformazioni chimiche. La legge di conservazione dell’energia. Un legame tra massa ed
energia . Comportamenti delle reazioni chimiche. Le equazioni chimiche bilanciate – Bilanciamento
delle equazioni chimiche. Reazioni di sintesi. Reazioni di decomposizione. Reazioni di sostituzione
semplice. Reazioni di doppia sostituzione
OBIETTIVI SPECIFICI
 Individuare i reagenti ed i prodotti di un’equazione chimica
 Spiegare il significato delle leggi di conservazione della massa e dell’energia
 Illustrare le principali caratteristiche delle reazioni chimiche
 Riconoscere le trasformazioni esotermiche ed endotermiche
 Bilanciare una reazione chimica
 Conoscere alcuni tipi di reazioni chimiche
 Individuare il tipo di reazione noti i reagenti e scriverne l’equazione
COMPETENZE
 Saper osservare ed analizzare fenomeni naturali complessi
 Saper utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni
 Utilizzare metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà
 Comunicare utilizzando un linguaggio specifico
Contenuti per i saperi minimi di chimica inorganica
UNITA’ 5 - LA MASSA DELLE MOLECOLE E LE MOLI
Gli atomi in una formula. La massa molecolare. La mole. La massa molare. Massa e numero di moli
UNITA’ 6 - REAZIONI ED EQUAZIONI CHIMICHE
Le equazioni chimiche. La legge di conservazione della massa (Legge di Lavoisier). Le equazioni
chimiche bilanciate Reazioni di sintesi, di decomposizione, di semplice e doppia sostituzione
BIOLOGIA
OBIETTIVI SPECIFICI DELLO STUDIO DELLA BIOLOGIA
L’alunno deve essere in grado di:
- comprendere come la vita sia regolata in tutte le sue forme da leggi naturali chimiche e fisiche e
conoscere i tipi di molecole comuni a tutti gli organismi viventi
- riconoscere che la complessità degli organismi viventi derivi dall’unione di semplici molecole,
combinazioni di pochi tipi di atomi
- descrivere la cellula come unità base per la costruzione del mondo vivente sia animale che
vegetale
- riconoscere la diversità degli organismi viventi e la unitarietà di strutture e funzioni di base alla
luce della teoria dell’evoluzione
LIBRO di TESTO per BIOLOGIA
3
Sadava et al. - Biologia.blu Dalle cellule agli organismi - Zanichelli
Le unità didattiche sono indicate con la numerazione e la scansione dei libri di testo
Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita
CONTENUTI
1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI
La biologia – La cellula – Il genoma – Il metabolismo e l’omeostasi – Cellule, tessuti, organi e apparati –
Popolazione, comunità ed ecosistema – La teoria dell’evoluzione – La varietà dei viventi: archei e batteri;
eucarioti (protisti, piante, funghi, animali)
2 IL METODO SCIENTIFICO DALL’OSSERVAZIONE ALLA TEORIA
Le caratteristiche che distinguono un’indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica sperimentale – La
teoria scientifica
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Definire le caratteristiche comuni a tutti gli esseri viventi
▪ Individuare nella cellula la struttura più semplice in grado di svolgere tutte le funzioni vitali
▪ Identificare nel DNA e nelle proteine le strutture molecolari che distinguono la materia vivente
▪ Elencare i livelli di organizzazione dei viventi partendo dalle strutture più piccole
▪ Distinguere la popolazione dalla comunità e dall’ecosistema
▪ Individuare nell’evoluzione per selezione naturale uno dei principi unificanti della biologia
▪ Spiegare come si procede in un’indagine scientifica distinguendo le osservazioni dalle ipotesi e dalle teorie
COMPETENZE
▪ Comprendere il valore della biologia quale componente culturale per interpretare la realtà
▪ Comprendere il metodo utilizzato dagli scienziati per spiegare i fenomeni naturali e formulare
previsioni applicando le conoscenze acquisite
▪ Acquisire la consapevolezza che una teoria scientifica viene formulata dopo essere stata sottoposta
a verifiche e può essere confutata
Capitolo 2
Le molecole della vita
CONTENUTI
1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La struttura della molecola d’acqua - Le proprietà dell’acqua: densità, coesione e adesione, tensione
superficiale – Il calore specifico - Le soluzioni acquose - La scala del pH
2 LE PROPRIETA’ DELLE BIOMOLECOLE
Monomeri e polimeri – Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Gli isomeri - Condensazione e idrolisi
dei polimeri
3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche dei carboidrati – I monosaccaridi - Il legame glicosidico - Polisaccaridi di riserva e di
struttura
4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Il legame peptidico - Le quattro strutture delle proteine
(primaria, secondaria, terziaria, quaternaria) – La specificità delle proteine - Denaturazione delle proteine
5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi – Carotenoidi, steroidi, vitamine, cere
6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA
4
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Mettere in relazione la struttura molecolare dell’acqua con le sue proprietà
▪ Spiegare le proprietà delle sostanze acide e di quelle basiche
▪ Interpretare la scala del pH
▪ Descrivere le caratteristiche delle molecole organiche
▪ Identificare i gruppi funzionali
▪ Distinguere i monomeri dai polimeri
▪ Spiegare che cosa sono gli isomeri
▪ Descrivere la reazione di condensazione e quella di idrolisi
▪ Distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti
▪ Evidenziare le differenze tra glucosio e fruttosio
▪ Spiegare come si forma il legame glicosidico
▪ Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi
▪ Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi
▪ Descrivere la struttura degli amminoacidi
▪ Spiegare come si forma il legame peptidico
▪ Descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina
▪ Spiegare come le variazioni di temperatura e di pH possono far variare la forma e la funzione di una proteina
▪ Descrivere la struttura e le funzioni dei trigliceridi, distinguendo fra trigliceridi saturi e insaturi
▪ Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con l’acqua
▪ Definire il ruolo svolto da steroidi, cere, carotenoidi e vitamine negli esseri viventi
▪ Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici
▪ Descrivere la struttura dei nucleotidi
▪ Distinguere le basi puriniche da quelle pirimidiniche
▪ Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA e il ruolo energetico svolto dall’ATP
COMPETENZE
▪ Individuare nella molecola d’acqua le particolari caratteristiche che la rendono indispensabile alla vita
▪ Essere in grado di individuare nei composti organici le molecole che costituiscono gli esseri viventi
▪ Comprendere le funzioni che svolgono le biomolecole negli esseri viventi in relazione alla loro struttura
Capitolo 3 Osserviamo la cellula
CONTENUTI
1 LA CELLULA È L’UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA
Le dimensioni delle cellule - Microscopio ottico e microscopio elettronico - Potere di risoluzione
2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI
QUELLE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche
3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche – La suddivisione in compartimenti e gli organuli cellulari La cellula animale e la cellula vegetale
4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L’INFORMAZIONE GENETICA
Il nucleo, il nucleolo e l’informazione genetica - I ribosomi e la sintesi delle proteine
5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L’apparato di Golgi - I
lisosomi - Perossisomi e vacuoli
6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L’ENERGIA
I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi
7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI
I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli - Le ciglia e i
flagelli: strutture per il movimento
8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L’ADESIONE TRA LE CELLULE
5
La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare - Le giunzioni occludenti - I desmosomi
OBIETTIVI SPECIFICI
▪ Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate
▪ Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle
▪ Distinguere il microscopio ottico da quello elettronico
▪ Descrivere la struttura delle cellule procariotiche
▪ Confrontare le dimensioni delle cellule procariotiche con quelle delle cellule eucariotiche
▪ Evidenziare alcune strutture (parete cellulare, capsula, pili e flagelli) tipiche delle cellule procariotiche
▪ Descrivere la struttura generale delle cellule eucariotiche
▪ Elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni
▪ Distinguere la cellula animale da quella vegetale
▪ Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo e dei ribosomi
▪ Spiegare il ruolo dei ribosomi
▪ Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici, distinguendo tra ruvido e liscio
▪ Descrivere la struttura e la funzione dell’apparato di Golgi, dei lisosomi, dei perossisomi e dei vacuoli
specificando le differenze tra cellula animale e vegetale
▪ Descrivere la struttura dei mitocondri mettendoli in relazione con la produzione dell’ATP
▪ Descrivere la struttura e la funzione dei cloroplasti nelle cellule vegetali
▪ Descrivere le strutture di microfilamenti, microtubuli e filamenti intermedi mettendole in relazione con la
funzione del citoscheletro
▪ Evidenziare analogie e differenze tra ciglia e flagelli, mettendole i relazione con il movimento cellulare
▪ Descrivere la struttura e la funzione della parete delle cellule vegetali
▪ Elencare i componenti della matrice cellulare e descriverne le funzioni
▪ Distinguere le giunzioni occludenti dai desmosomi
COMPETENZE
▪ Saper individuare la sostanziale unitarietà dei viventi riconoscendo nella cellula l’unità costitutiva
fondamentale di tutti gli organismi
▪ Comprendere che i meccanismi che governano le funzioni della cellula sono simili in tutti viventi
Capitolo 4
La cellula al lavoro
CONTENUTI
1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L’AMBIENTE
Diverse forme di energia - Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche – Metabolismo cellulare:
reazioni anaboliche e reazioni cataboliche
2 L’ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL’ENERGETICA BIOCHIMICA
Struttura e funzione dell’ATP – L’idrolisi dell’ATP – La fosforilazione
3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE
L’energia di attivazione - La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici - - I fattori
ambientali che influenzano gli enzimi
4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE
Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le
proteine di membrana; carboidrati sulla membrana – Uniformità e diversità delle membrane biologiche
5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN
USCITA DALLA CELLULA
Diffusione semplice e facilitata - L’osmosi - Il trasporto attivo
6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA
CELLULA PER ENDOCITOSI ED ESOCITOSI
Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi
OBIETTIVI SPECIFICI
•
•
Distinguere l’energia potenziale dall’energia cinetica
Confrontare le caratteristiche di un sistema aperto e quelle di uno chiuso
6
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Enunciare i diversi principi della temodinamica
Definire l’entalpia, l’energia libera e l’entropia
Distinguere una reazione esoergonica da una endoergonica
Mettere in relazione il metabolismo con l’anabolismo e il catabolismo
Spiegare il ruolo svolto dall’ATP nel metabolismo
Mettere in relazione l’acquisto o la perdita di un gruppo fosfato dell’ATP con il trasferimento di energia
Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche
Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati
Distinguere i coenzimi dai cofattori e dai gruppi prostetici
Spiegare come e perché può essere alterata la funzionalità di un enzima
Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la struttura chimica della membrana cellulare
Spiegare il ruolo svolto dai fosfolipidi, dalle proteine e dai carboidrati di membrana
Definire il fenomeno fisico della diffusione
Descrivere la diffusione semplice e quella facilitata attraverso una membrana semipermeabile
Mettere in relazione l’osmosi con la concentrazione dei soluti
Specificare i tre tipi di trasporto attivo mettendoli a confronto
Descrivere i tre tipi di endocitosi
Spiegare come avviene l’esocitosi nelle cellule
COMPETENZE
▪ Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l’ambiente
▪ Comprendere che i viventi seguono le stesse leggi fisiche e chimiche che regolano il mondo inanimato
▪ Essere consapevoli che la capacità di prelevare energia dall’ambiente e trasformarla secondo i propri scopi
è una proprietà peculiare dei viventi
Capitolo 5
Il metabolismo energetico
CONTENUTI
Organismi eterotrofi ed autotrofi - Le vie metaboliche - Reazioni redox e trasporto di energia. Il metabolismo
del glucosio e la formazione di ATP. La formazione del glucosio attraverso la fotosintesi
OBIETTIVI SPECIFICI
•
•
•
•
•
•
Elencare i principi comuni che seguono tutte le vie metaboliche
Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno
Distinguere il metabolismo aerobico da quello anaerobico
Associare il trasferimento di elettroni in una reazione di ossido-riduzione al trasferimento di energia
Spiegare che ruolo svolgono i trasportatori di elettroni nel metabolismo del glucosio
Scrivere la reazione generale della fotosintesi
COMPETENZE
• Saper identificare i processi attraverso cui le cellule trasformano l’energia contenuta nei nutrienti in
energia utilizzabile per compiere le proprie funzioni vitali
• Comprendere l’importanza degli organismi autotrofi che si trovano alla base della catena alimentare
perché in grado di costruire molecole organiche a partire da molecole inorganiche
Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli organismi
CONTENUTI
1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI
La riproduzione sessuata e quella asessuata –Duplicazione del DNA - La scissione binaria nei procarioti
2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE
Il ciclo cellulare comprende l’interfase e la fase mitotica - L’interfase è divisa in sottofasi - Duplicazione e
7
spiralizzazione del DNA - I cromatidi fratelli - •
La preparazione del nucleo alla mitosi - Strutture
coinvolte nella mitosi - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase - La citodieresi
nelle cellule animali e vegetali - Mitosi e riproduzione asessuata
3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE
La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti; cellule
aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione sessuata e variabilità
genetica - Il cariotipo - Meiosi e variabilità genetica
OBIETTIVI SPECIFICI
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Distinguere la riproduzione sessuata da quella asessuata
Evidenziare l’importanza della divisione cellulare nella crescita degli organismi
Descrivere la scissione binaria dei procarioti
Elencare le fasi comprese nel ciclo cellulare distinguendo l’interfase dalla fase mitotica e dalla citodieresi
Descrivere le sottofasi G1, S e G2
Distinguere cromatina e cromosomi
Spiegare perché ciascun cromosoma è formato da due cromatidi fratelli
Spiegare la struttura e la funzione del fuso mitotico e dei centrioli
Descrivere il processo mitotico distinguendo gli eventi salienti di ogni fase
Confrontare la citodieresi delle cellule animali e quella delle cellule vegetali
Mettere in relazione la mitosi con la riproduzione asessuata
Spiegare la prima divisione meiotica
Descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla variabilità genetica
Spiegare la seconda divisione meiotica
Spiegare in che modo si costruisce un cariotipo
Evidenziare il contributo della meiosi alla variabilità genetica delle specie
COMPETENZE
• Essere in grado individuare nei processi di riproduzione cellulare e di riproduzione degli organismi la
base per la continuità della vita nonché per la variabilità dei caratteri che consente l’evoluzione degli
organismi viventi.
Capitolo 8
La storia e l'evoluzione degli esseri viventi
CONTENUTI
1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA
Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck - Cuvier e il catastrofismo
2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL’EVOLUZIONISMO MODERNO
Il viaggio di Darwin - L’evoluzione: dall’antenato comune alla varietà dei viventi – Il meccanismo
dell’evoluzione: la selezione naturale – La teoria dell’evoluzione per selezione naturale – Le prove
dell’evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l’anatomia comparata
3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA?
I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti - I
primi organismi fotosintetici . La cellula eucariotica - La pluricellularità - Classificazione e filogenesi Gli alberi filogenetici OBIETTIVI SPECIFICI
• Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l’evoluzionismo
• Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck
• Individuare gli aspetti più innovativi della teoria evolutiva di Lamarck
• Descrivere la teoria del catastrofismo
• Descrivere le osservazioni che colpirono Darwin durante il suo viaggio
• Spiegare il legame tra variabilità all’interno di una specie e selezione artificiale
• Illustrare la teoria di Darwin dell’evoluzione per selezione naturale
8
• Descrivere le prove a favore dell’evoluzione fornite dalla paleontologia, dalla biogeografia e
dall’anatomia comparata
• Distinguere le strutture analoghe da quelle omologhe
• Spiegare l’importanza dei fossili e dello studio stratigrafico delle rocce per ricostruire la storia della vita
• Identificare nei microrganismi procariotici i primi esseri viventi comparsi sulla Terra
• Spiegare come i primi organismi fotosintetici hanno modificato l’atmosfera terrestre
• Definire la filogenesi mettendola in relazione con la classificazione
• Spiegare cosa rappresentano le ramificazioni in un albero filogenetico
• Spiegare in che modo i naturalisti ricostruiscono un albero filogenetico
COMPETENZE
• Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria
darwiniana
• Comprendere come diverse discipline quali la paleontologia, la genetica, la biochimica, l’etologia, oltre
all’analisi dei dati morfologici permettano ai naturalisti di stabilire i criteri più adeguati per la
classificazione degli organismi viventi
Contenuti per i saperi minimi di biologia
Capitolo 1 La biologia è la scienza della vita
1 LA BIOLOGIA STUDIA GLI ESSERI VIVENTI
La cellula. Il metabolismo e l’omeostasi – Cellule, tessuti, organi e apparati . La teoria dell’evoluzione – La
varietà dei viventi: archei e batteri; eucarioti (protisti, piante, funghi, animali)
2 IL METODO SCIENTIFICO DALL’OSSERVAZIONE ALLA TEORIA
Le caratteristiche che distinguono un’indagine scientifica: osservazione, ipotesi,verifica sperimentale – La
teoria scientifica
Capitolo 2
Le molecole della vita
1 LA VITA DIPENDE DALLE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La struttura della molecola d’acqua - Le proprietà dell’acqua: densità, coesione e adesione, tensione
superficiale – Il calore specifico - La scala del pH
2 LE PROPRIETA’ DELLE BIOMOLECOLE
Monomeri e polimeri – Le catene carboniose - I gruppi funzionali - Condensazione e idrolisi dei polimeri
3 I CARBOIDRATI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche dei carboidrati – I monosaccaridi - Polisaccaridi di riserva e di struttura
4 LE PROTEINE: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche delle proteine - Gli amminoacidi - Le quattro strutture delle proteine (primaria, secondaria,
terziaria, quaternaria) – La specificità delle proteine
5 I LIPIDI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche generali dei lipidi - I grassi e gli oli - I fosfolipidi
6 GLI ACIDI NUCLEICI: STRUTTURA E FUNZIONI
Caratteristiche degli acidi nucleici - I nucleotidi - ATP, DNA e RNA
Capitolo 3 Osserviamo la cellula
1 LA CELLULA È L’UNITÀ ELEMENTARE DELLA VITA
Le dimensioni delle cellule
2 LE CELLULE PROCARIOTICHE HANNO UNA STRUTTURA PIÙ SEMPLICE DI QUELLE
EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule procariotiche- Strutture specializzate delle cellule procariotiche
3 LE CARATTERISTICHE DELLE CELLULE EUCARIOTICHE
Caratteristiche generali delle cellule eucaristiche – La suddivisione in compartimenti e gli organuli cellulari La cellula animale e la cellula vegetale
4 IL NUCLEO E I RIBOSOMI ELABORANO L’INFORMAZIONE GENETICA
I ribosomi e la sintesi delle proteine
5 IL SISTEMA DELLE MEMBRANE INTERNE
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) - Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) - L’apparato di Golgi - I
lisosomi -
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6 GLI ORGANULI CHE TRASFORMANO L’ENERGIA
I mitocondri e la respirazione cellulare - I cloroplasti e la fotosintesi
7 LE CELLULE SI MUOVONO: IL CITOSCHELETRO, LE CIGLIA E I FLAGELLI
I componenti essenziali del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli
8 LE STRUTTURE EXTRACELLULARI E L’ADESIONE TRA LE CELLULE
La parete delle cellule vegetali - La matrice extracellulare
Capitolo 4
La cellula al lavoro
1 GLI ORGANISMI SCAMBIANO ENERGIA E MATERIA CON L’AMBIENTE
Reazioni esoergoniche e reazioni endoergoniche – Metabolismo cellulare: reazioni anaboliche e reazioni
cataboliche
2 L’ATP SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NELL’ENERGETICA BIOCHIMICA
Struttura e funzione dell’ATP - La fosforilazione
3 GLI ENZIMI ACCELERANO LE REAZIONI METABOLICHE
La specificità degli enzimi - Coenzimi, cofattori e gruppi prostetici
4 LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE BIOLOGICHE
Struttura generale delle membrane cellulari: il modello a mosaico fluido; la composizione lipidica; le
proteine di membrana; carboidrati sulla membrana
5 LE MEMBRANE REGOLANO GLI SCAMBI DI SOSTANZE IN ENTRATA E IN USCITA DALLA
CELLULA
Diffusione semplice e facilitata - L’osmosi - Il trasporto attivo
6 LE MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI ENTRANO ED ESCONO DALLA CELLULA PER
ENDOCITOSI ED ESOCITOSI
Fagocitosi, pinocitosi ed endocitosi mediata da recettori - Esocitosi
Capitolo 5
Il metabolismo energetico
1 IL METABOLISMO ENERGETICO
Organismi eterotrofi ed autotrofi
2 IL METABOLISMO DEL GLUCOSIO SERVE PER PRODURRE ENERGIA SOTTO FORMA DI ATP
Le due fasi della glicolisi - La fermentazione lattica - La fermentazione alcolica – Le tappe del ciclo di Krebs
– La fosforilazione ossidativa - La catena di trasporto degli elettroni - La chemiosmosi 3 LA RESPIRAZIONE CELLULARE E’ INTEGRATA CON IL METABOLISMO
La demolizione di molecole complesse
4 LA FOTOSINTESI: ENERGIA DAL SOLE
Le due fasi della fotosintesi - Le clorofille e i pigmenti fotosintetici - I fotosistemi - Il flusso di elettroni
dall’acqua al NADPH - La produzione di ATP per chemiosmosi - Il ciclo di Calvin
Capitolo 6 Divisione cellulare e riproduzione degli organismi
1 LA DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI
La riproduzione sessuata e quella asessuata - La scissione binaria nei procarioti
2 LA MITOSI IL CICLO CELLULARE
Il ciclo cellulare comprende l’interfase e la fase mitotica - Duplicazione e spiralizzazione del DNA - I
cromatidi fratelli - Le fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase - La citodieresi
nelle cellule animali e vegetali 3 LA RIPRODUZIONE SESSUATA RICHIEDE LA MEIOSI E LA FECONDAZIONE
La riproduzione per via sessuata: cellule somatiche; cellule diploidi; cromosomi omologhi; gameti; cellule
aploidi - La prima divisione meiotica - La seconda divisione meiotica - Riproduzione sessuata e variabilità
genetica
Capitolo 7
La storia e l'evoluzione degli esseri viventi
1 LE PRIME TEORIE SCIENTIFICHE SULLA STORIA DELLA VITA
Fissismo ed evoluzionismo - La teoria di Lamarck
2 CHARLES DARWIN E LA NASCITA DELL’EVOLUZIONISMO MODERNO
Il meccanismo dell’evoluzione: la selezione naturale – La teoria dell’evoluzione per selezione naturale – Le
prove dell’evoluzione: lo studio dei fossili; la biogeografia e l’anatomia comparata
3 COME HA AVUTO ORIGINE LA VITA?
I dati utilizzati per ricostruire la storia della vita: fossili e rocce - I primi organismi cellulari procarioti - I
primi organismi fotosintetici . La cellula eucariotica - La pluricellularità –
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SCANSIONE TEMPORALE DEI CONTENUTI
I contenuti indicati saranno sviluppati dai singoli docenti secondo le modalità e con l’ordine ritenuti
più idonei alla classe, e alle scelte metodologiche da essi operate, mediante attività teoriche ed
osservativo-sperimentali in aula e/o in laboratorio, all’interno del percorso indicato.
Nel corso ad indirizzo “Scienze Applicate”, in relazione al maggior numero di ore disponibili
(4 settimanali), sarà possibile effettuare attività di approfondimento e ricerca sui temi trattati
METODO
Sarà privilegiata la lezione frontale con verifiche costanti sugli argomenti svolti per seguire il
processo di apprendimento della classe in relazione agli obiettivi prefissati e per intervenire
prontamente nei casi di ritardo.
La lezione verrà svolta secondo il modello della relazione argomentata, per indicare, nella fase di
approccio alla materia , un modello metodologico di studio. Utilizzata anche la scoperta guidata par
stimolare la partecipazione attiva e sviluppare il processo logico dell’apprendimento, utilizzabile
anche in campi diversi da quello dello studio attuale
MEZZI E STRUMENTI UTILIZZATI
Il libro di testo è alla base del lavoro, in considerazione dell’importanza di promuovere e potenziare
la capacità di lettura autonoma di un argomento scientifico.
La strumentazione presente in laboratorio (audiovisivi, microscopi, plastici, materiale chimico)sarà
un utile supporto per avvicinare gli alunni al metodo sperimentale e sarà utilizzata sia con lezioni
dimostrative, sia, quando possibile, direttamente dagli alunni. In particolare si cercherà di stimolare
una manualità iniziale finalizzata all’uso corretto del microscopio e alla preparazione di semplici
preparati “a fresco”.
Gli audiovisivi saranno invece utilizzati solo nelle fasi riassuntive e conclusive delle diverse unità
didattiche, per non abituare gli alunni all’osservazione passiva dei fenomeni
VALUTAZIONE
CRITERI DI VALUTAZIONE GENERALE
La valutazione sarà formulata sulla base dei seguenti criteri di ordine generale:
- Conoscenze, competenze e abilità acquisite
- Metodo di studio utilizzato
- Progresso nello studio
- Impegno e partecipazione
Per tutti gli alunni verranno effettuate:
due verifiche nel trimestre e almeno due verifiche nel pentamestre
Le verifiche potranno essere sia orali che scritte (test che potranno contenere risposte chiuse,
completamenti, vero/falso, tabelle , ecc) su quesiti riguardanti il programma svolto fino
all'esecuzione del compito. Il punteggio complessivo sarà riportatao matematicamente in decimi.
Nei test saranno applicate le seguenti griglie:
DESCRITTORI
Per l’individuazione del complemento corretto o risposta corretta in una scelta
multipla fra 4-5 alternative
Per l’ndividuazione di 2 completamenti corretti in una scelta multipla fra 5
alternative
Qualora sia indicata 1 sola risposta corretta o 1 corretta e una sbagliata
Per ogni corrispondenza o abbinamento esatti
Per ogni scelta corretta fra Vero o Falso
Per ogni scelta mancante
PUNTI
2
3
1
1
1
0
11
Per ogni scelta errata
Per ogni individuazione del termine o completamento esatto fra 2 proposti
Per ogni termine o completamento corretto inserito in un brano o tabella
Per l’individuazione di ogni risposta/complemento esatto di un gruppo numeroso di
opzioni, senza che ne venga nel testo indicato il numero
Per l’individuazione di ogni errore non segnalato in un breve brano e/o la correzione
dello stesso
Per la formulazione autonoma di un completamento /opzione possibile
NEI PROBLEMI A SOLUZIONE RAPIDA
Per la corretta e linearità della strategia risolutiva
Per la completezza della soluzione
Per la correttezza nell’esecuzione dei calcoli
-1
1
1
1
1-2
1-2
PUNTI
1,5
1
0,5
totale
In presenza di problemi più complessi ed articolati i suddetti punteggi potranno essere
aumentati a
3
5
NELLE BREVI RISPOSTE APERTE (3-6 RIGHE)
secondo l’ampiezza e complessità della domanda
Per la pertinenza della risposta
Per la correttezza e completezza delle conoscenze
Per la correttezza linguistica e uso della terminologia specifica
1
2-3
1
Totale
4-5
Dopo aver attribuito a ciascuna risposta corretta il relativo punteggio il totale dei punti sarà
riportato in decimi.
Per le interrogazioni orali ( interrogazione lunga o interventi brevi ) sarà applicata la seguente
griglia:
INDICATORI DI LIVELLO
DESCRITTORI
Scarso
(<4)
Insufficiente (4)
Mediocre
(5)
Sufficiente
(6)
Discreto
(7)
Buono
(8)
Ottimo / Eccellente (9/10)
Rifiuto della prova / non risponde alla richiesta / dichiara di non conoscere
l’argomento
Esprime pochi e stentati concetti in modo impacciato e/o mnemonico. Nessuna
capacità di applicazione
Esposizione incompleta , anche se corretta, dei principali concetti richiesti;
capacità di applicazione delle conoscenze agli esercizi più semplici; poca
autonomia nello studio
Conoscenza non approfondita degli argomenti basilari. Esposizione corretta anche
se non disinvolta e personalizzata; diligenza nello studio
Esposizione organica dei concetti e sufficiente autonomia nello studio: capacità di
esprimersi nel linguaggio specifico della disciplina.
Preparazione approfondita, accompagnata da un’esposizione precisa e puntuale in
termini lessicali e contenutistici; autonomia di giudizio e rielaborazione dei
contenuti proposti.
Esposizione originale e creativa dei concetti che mette in luce una solida base
culturale di derivazione anche extra-scolastica; capacità di esprimere giudizi critici
e personali
N.B. Quanto sopra specificato per METODO, MEZZI E STRUMENTI, VALUTAZIONE,
MODALITÀ DI VERIFICA è riferito sia all’insegnamento della Chimica sia a quello delle Biologia
Ciampino 30 ottobre 2013
Elisabetta Barranca
Rosa Teresa Bianchi
12
Stefano Di Bernardini
Claudio Mecchia
Maurizio Sabato
Laura Giorgi
Patrizia Moscatelli
Clara Solfizi
13