LICEO SCIENTIFICO “FILIPPO LUSSANA”

LICEO SCIENTIFICO “FILIPPO LUSSANA” - BERGAMO
PROGRAMMA DI SCIENZE NATURALI
Classe 3^ Q
ANNO SCOLASTICO 2013/2014
Contenuti Disciplinari
- BIOLOGIA
Ripasso: l’importanza biologica della meiosi.
- Genetica
L'importanza del crossing-over e dell’ assortimento indipendente. Importanza degli studi di Mendel: scelte di
metodo e conclusioni. Il significato dei termini utilizzati in genetica.. Le due leggi di Mendel con i monoibridi.
Significato di dominanza e recessività. Legge della segregazione e dell’assortimento indipendente. Test cross e
backcross. Esercizi applicativi.
Eccezioni al modello mendeliano e superamento del concetto di caratteri discreti: dominanza incompleta, codominanza
e alleli multipli , eredità poligenica e variabilità continua in caratteri quantitativi, influenza dei fattori ambientali sui
caratteri fenotipici. Compatibilità tra gruppi sanguigni nelle trasfusioni di sangue. Gruppi sanguigni ABO, Rh e MN.
Incompatibilità materno-fetale Rh. Esercizi applicativi.
- Genetica molecolare
Teoria cromosomica dell’ereditarietà e relazione con le leggi mendeliane. Eccezioni al modello mendeliano: geni
associati e gameti ricombinanti ( relazione con la legge dell’assortimento indipendente ), mappatura del cromosoma
mediante la frequenza del crossing over: esercizi applicativi. Distanza tra i loci. Il cM. Calcolo delle frequenze in cis e
in trans. Interazione tra geni. Epistasi dominante e recessiva. Pleiotropia, fenocopia, penetranza, geni modificatori,
soppressori, complementari. Poligenia. Interazione tra geni: esperimenti di Morgan. Linkage. Importanza di Morgan:
scelte di metodo e significato di modello sperimentale. Cromosomi sessuali, determinazione del sesso e eredità legata
al sesso. Effetti della non disgiunzione. Esperimenti di Morgan: crisscross. Malattie genetiche nella specie umana (
alleli recessivi o dominanti). Alberi genealogici e malattie legate al sesso nella specie umana. Emofilia, daltonismo,
acondroplasia, Corea di Huntington. Esperimento di Bateson e Punnett sui geni associati. Importanza dell’approccio
sperimentale per definire la struttura e la funzione del DNA.
Esperimenti di Griffith, Avery, Hershey e Chase, studi di cristallografia della Franklin e Wilkins, ipotesi di Pauling e
modello di Watson e Crick . La scoperta del DNA. Complementarietà tra basi azotate e meccanismo e anomalie della
duplicazione del DNA: ruolo degli enzimi, filamento veloce e filamento lento e frammenti di Okazaki. I telomeri.
Importanza biologica del DNA e dell’RNA. Sintesi proteica : funzione e significato. Tipi di RNA e funzioni. Il codice
genetico: importanza dell’universalità del codice genetico. Definizione di genotipo e fenotipo a livello molecolare.
Meccanismo della trascrizione: importanza dello splicing. Meccanismo della traduzione. Le mutazioni: tipologie e
meccanismi. Mutazioni indotte, spontanee, puntiformi, cromosomiche e genomiche. Meccanismi di regolazione della
sintesi proteica nella cellula procariote: esperimento di Jacob e Monod e funzione del lac operon. Il ruolo dell’induttore.
Significato di geni inducibili e reprimibili ( lattosio e triptofano )
Meccanismi di regolazione della sintesi proteica negli eucarioti: differenze e analogie tra trascrizione del DNA
procariote e eucariote. Gli organismi modello. Le sequenze ripetitive. Funzione dei trasposoni. Esoni e introni.
Splicing. Regolazione genica negli eucarioti pluricellulari.
- Microbiologia
Virus a DNA e a RNA: caratteristiche morfologiche e riproduttive. Il ciclo litico e lisogeno. I batteri: caratteristiche e
classificazione, descrizione strutturale con particolare riferimento al materiale genetico . Tipizzazione dei batteri.
Caratteristiche dei terreni di coltura, preparazione, semina e trapianto. I batteri Gram + e Gram -. Meccanismi di
modificazione del genoma batterico: mutazioni, coniugazione, trasformazione, trasduzione.Ruolo dei plasmidi nella
trasformazione batterica. DNA ricombinante: ruolo degli enzimi di restrizione . Biotecnologia applicata ai batteri:
sintesi di proteine. Criteri per l’interpretazione dei risultati colturali: costruzione del referto. La clonazione e il Progetto
Genoma. Lieviti, muffe e funghi: criteri di classificazione, descrizione strutturale. Scoperta della penicillina.
- Istologia
Caratteristiche dei tessuti animali. Caratteristiche morfologiche delle cellule dei tessuti animali. Anatomia dell'apparato
genitale maschile. Struttura del testicolo e del pene , vie spermatiche, prostata.Fisiologia dell'apparato riproduttore
maschile: FSH, LH. Il ruolo degli androgeni (testosterone) nella comparsa dei caratteri sessuali secondari. Anatomia
dell'apparato genitale femminile. Struttura dell'ovaio: follicoli, corpo luteo. Le tube. Anatomia ed istologia dell'utero e
della vagina. Genitali esterni.La fecondazione e la meiosi dell’ovocita . Fisiologia dell'apparato riproduttore femminile:
estrogeni, progesterone, LH, FSH, HCG. Malattie trasmissibili sessualmente. Mutilazioni genitali femminili.
- CHIMICA
- Modelli atomici
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I primi modelli atomici. Caratteristiche degli atomi neutri, ioni e isotopi. L’atomo di Bohr. La doppia natura
dell’elettrone. L’elettrone e la meccanica quantistica. Numeri quantici e orbitali. Dall’orbitale alla forma dell’atomo
L’atomo di idrogeno secondo la meccanica quantistica. La configurazione elettronica. Principio di Heisenberg e di
esclusione di Pauli. Rappresentazioni elettroniche e regola della diagonale. La classificazione degli elementi: relazione
tra proprietà chimiche e configurazione elettronica. Il sistema periodico di Mendeleev. La moderna tavola periodica
e le proprietà periodiche degli elementi. I blocchi s, p, d e f. Metalli, non metalli e semimetalli. Esercizi applicativi.
Energia di ionizzazione, affinità elettroniche, elettronegatività: variazioni nella Tavola Periodica.
- I legami chimici
L’energia di legame. I gas nobili e la regola dell’ottetto. I legami chimici: definizione e tipo. Il legame covalente
omopolare e eteropolare. Il legame sigma e pigreco. Legami semplici, doppi e tripli. Il legame covalente dativo. Il
legame ionico: alta differenza di elettronegatività. Il legame metallico. La tavola periodica e i legami tra gli elementi. La
forma delle molecole. Il legame chimico secondo la meccanica quantistica. Rappresentazione dei legami secondo la
teoria del legame di valenza (VB). Rappresentazioni di Lewis.La teoria degli orbitali molecolari e i suoi vantaggi. Le
forze intermolecolari. Molecole polari e apolari. Le forze dipolo-dipolo e le forze di Van der Waals.Il legame a
idrogeno. Legami a confronto.
- Nomenclatura chimica dei composti inorganici
Nomenclatura tradizionale, di Stock e IUPAC dei composti inorganici: valenza e numero di ossidazione. Preparazione,
nomenclatura, terminologia degli ossidi basici e acidi, degli idruri (di metalli e covalenti), degli idrossidi, degli acidi
(idracidi e ossiacidi), dei Sali (binari e ternari) Sali neutri e acidi. Esercizi applicativi.
- SCIENZE DELLA TERRA
Minerali e rocce: lo stato cristallino e amorfo, composizione chimica ed impurezze. Le proprietà: colore, lucentezza,
durezza, densità, sfaldatura, indice di rifrazione. Abito e struttura cristallina, cella elementare. Solidi ionici, covalenti e
molecolari.Il criterio della composizione chimica, il criterio delle classi cristallografiche. Elementi nativi, solfuri, aloidi,
ossidi e ossidi idrati, carbonati e solfati. I silicati, il tetraedro fondamentale e i suoi polimeri: Nesosilicati (olivina),
Sorosilicati (e Ciclosilicati), Inosilicati (pirosseni e anfiboli), Fillosilicati (miche) e Tectosilicati (quarzo e feldspati: KFeldspato e plagioclasi).Minerali come materie prime. Le tre classi per genesi delle rocce. Il ciclo litogenetico. Le rocce
magmatiche: intrusive, ipoabissali ed effusive. Struttura olocristallina, porfirica e microcristallina. Il processo
sedimentario: erosione, disgregazione e alterazione, trasporto, deposito e diagenesi. Classificazione delle rocce
sedimentarie. Le rocce clastiche o detritiche: terrigene, carbonatiche e piroclastiche
Le rocce organogene: calcari, dolomie, rocce silicee, carboni e petrolio. Le rocce chimiche: travertino, alabastro,
evaporiti, rocce residuali. I processi metamorfici. Struttura e ricristallizzazione delle rocce metamorfiche. Metamorfismo
regionale, le filladi, i micascisti e gli gneiss. Metamorfismo di contatto. Metamorfismo cataclastico
Attività di laboratorio
Estrazione del DNA da cellule vegetali
Preparazione di terreni di coltura
Campionamento passivo dell’aria e monitoraggio di superfici
Osservazione, conta e classificazione di colture batteriche
Colorazione Gram come tecnica di classificazione dei batteri
Trasformazione batterica
Preparazione di colture di muffa, osservazione e classificazione
Fattori di crescita in una popolazione di lieviti: nutrienti, temperatura e acqua
Osservazione al microscopio di campioni di tessuti animali
Osservazione ed esame di campioni di minerali, di rocce ignee, di rocce metamorfiche e di rocce sedimentarie
Testi in adozione o consigliati:
Chimica: ISBN 9788824738583 Tottola F.- Righetti M.- Allegrezza A. “Chimica per noi – vol.3 +DVD – versione
modulare “ – Ed.Mondadori Scuola
Biologia: ISBN 9788808189301 – Sadava David-Heller Craig- Orians Purves Hillis – Biologia Blu con
Interactive e-book (LMM)/Le basi molecolari della vita e dell’evoluzione - Ed.Zanichelli
Scienze della Terra : ISBN 9788808500410 – Bosellini Alfonso “Dagli oceani perduti alle catene montuose” –
ed.mista/ed.Blu +PDF – Ed.Bovolenta
Compiti per le vacanze:
Gli studenti, con o senza sospensione del giudizio, devono studiare in modo approfondito il capitolo inerente I minerali
e le rocce. Gli studenti dovranno leggere e produrre una relazione personale di uno dei seguenti testi a scelta:
Adriano Zecchina – Alchimie nell’arte – Zanichelli –
Dario Bressanini - OGM tra leggende e realtà - Zanichelli
Rino Rappuoli e Lisa Vozza - I vaccini dell'era globale - Zanichelli
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Sam Kean .Il cucchiaino scomparso e altre storie della tavola periodica degli elementi
Hugh – Aldersey – Williams - Favole periodiche – Mondadori
Levi - Il sistema periodico
Einaudi scuola
Adelphi .
Niles Eldredge - " Darwin " alla scoperta dell'albero della vita Codice edizioni
Adrian Desmond - James Moore "La sacra causa di Darwin" lotta alla schiavitù e difesa della evoluzione
Edizione: Scienze e Idee
I compiti assegnati saranno oggetto di verifica all’inizio del prossimo anno scolastico.
Tutti gli studenti con sospensione del giudizio dovranno inoltre ripassare tutto il programma svolto compresi gli
esercizi eseguiti e le schede di laboratorio.
L’insegnante
Bergamo, 06 giugno 2014
prof.ssa Manuela Callioni
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