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Programmazione Dipartimento disciplinare di SCIENZE a.s. 2015-16
MATERIA: SCIENZE (Biologia, Chimica, Scienze della Terra)
Finalità generaliNel corso del quinquennio lo studio delle Scienze della Natura servirà allo studente per:
ASSE DEI LINGUAGGI Padroneggiare gli strumenti espressivi ed argomentativi indispensabili per gestire l’interazione comunicativa verbale in vari contesti Leggere, comprendere ed interpretare testi scritti di vario tipo Produrre testi di vario tipo in relazione ai differenti scopi comunicativi
ASSE MATEMATICO Utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico ed algebrico, rappresentandole anche sotto forma grafica Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi
ASSE TECNOLOGICO Osservare e analizzare fenomeni naturali complessi appartenenti alla realtà naturale e artificiale Utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni Utilizzare le metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà
Obiettivi disciplinari generaliAl termine del corso di studi lo studente dovrà possedere le conoscenze disciplinari (vedi scansione contenuti delle singole discipline) e le competenze/abilità tipiche delle Scienze della Natura di seguito elencate:
Leggere un brano scientifico Osservare schemi e immagini Classificare Saper effettuare connessioni logiche Riconoscere o stabilire relazioni Formulare ipotesi in base ai dati forniti Sperimentare in laboratorio, elaborare dati sperimentali, trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti e sulle ipotesi verificate Comunicare informazioni scientifiche Risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici Applicare le conoscenze a situazioni della vita reale 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
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comprenderne le possibili ricadute future.
MetodologiaL'apprendimento disciplinare seguirà una scansione ispirata a criteri di gradualità, di connessione e di sinergia tra le discipline che formano il corso di Scienze le quali, pur nel rispetto della loro specificità, saranno sviluppate in modo armonico e coordinato.Le diverse aree disciplinari (Biologia, Chimica, Scienze della Terra) caratterizzate da concetti e da metodi di indagine propri, si basano tutte sulla stessa strategia dell'indagine scientifica che fa riferimento anche alla dimensione di "osservazione e sperimentazione". Nel primo biennio, dove prevale un approccio di tipo fenomenologico, basato su osservazione e descrizione, riveste un' importanza fondamentale la dimensione sperimentale; laddove non sia possibile effettuare attività laboratoriale in senso stretto esperimenti cruciali nello sviluppo del sapere scientifico saranno presentati utilizzando filmati e/o esperimenti virtuali. Nel secondo biennio e nel quinto anno si ampliano, si consolidano e si pongono in relazione i contenuti disciplinari, introducendo in modo graduale ma sistematico i concetti, i modelli e il formalismo che sono propri delle discipline oggetto di studio e che consentono una spiegazione più approfondita dei fenomeni. In particolare nel quinto anno gli studenti potranno essere coinvolti in approfondimenti di carattere disciplinare (sui contenuti dell'ultimo anno di corso e degli anni precedenti: ecologia, risorse energetiche, fonti rinnovabili, cicli biogeochimici) e multidisciplinare (matematica, fisica, filosofia, storia, arte), che potranno avere anche valore orientativo al proseguimento degli studi. Rimane importante la dimensione sperimentale.Per quanto riguarda la parte teorica le linee metodologiche che potranno essere seguite saranno: la lezione frontale, la lezione dialogata, la lezione discussione, l'uso di sussidi didattici (audiovisivi, riviste specializzate, materiale multimediale, LIM), l’impiego di tecniche di simulazione efficaci per stimolare il trasferimento delle competenze, l’uso di procedimenti ipotetico-deduttivi e di procedimenti induttivi attraverso esperienze, osservazioni e documenti.
VerificheIl numero minimo di verifiche che verranno somministrate nel corso dell’anno scolastico sarà:
nel primo periodo: almeno due orali per gli indirizzi classico, linguistico e delle scienze umane (una prova può essere sostituita da una scritta da effettuarsi secondo le
tipologie previste valutando le stesse competenze della prova orale); qualora il numero delle verifiche risulti superiore a quello minimo richiesto il numero delle prove scritte non deve superare il numero di quelle orali
almeno due scritte e una orale oppure una scritta e due orali da effettuarsi, a scelta, secondo le tipologie previste per gli indirizzi scientifico ordinario e delle scienze applicate
nel secondo periodo: almeno tre orali per gli indirizzi classico, linguistico e delle scienze umane (una prova può essere sostituita da una scritta da effettuarsi secondo le
tipologie previste valutando le stesse competenze della prova orale); qualora il numero delle verifiche risulti superiore a quello minimo richiesto il numero delle prove scritte non deve superare il numero di quelle orali
almeno tre scritte da effettuarsi, a scelta, secondo le tipologie previste e due orali per gli indirizzi scientifico ordinario e delle scienze applicate
Le verifiche somministrate saranno scelte dal docente tra le seguenti tipologie:
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prove orali prove scritte (tramite test a risposta chiusa e/o aperta, quesiti a risposta breve, questionari, "problem solving") relazioni su esperimenti
Per la verifica si farà uso inoltre di tutto ciò che nel dialogo educativo serve a valutare le prestazioni degli studenti in rapporto a compiti o ad attività concepite come parte di un’esperienza di apprendimento.
Criteri di valutazionePer la valutazione delle prove si terrà conto dei seguenti indicatori:
conoscenze degli argomenti proposti competenze (applicazione delle conoscenze, uso appropriato dei linguaggi specifici, correttezza espositiva) capacità di sintesi, collegamento, elaborazione ed autonomia nella gestione delle conoscenze
I voti saranno attribuiti seguendo i criteri di corrispondenza riportati nella tabella di valutazione del POF.
Per il raggiungimento del livello di sufficienza alla fine del primo biennio lo studente oltre a conoscere gli argomenti principali delle singole discipline, dovrà in termini di competenze/abilità dimostrare di:
Possedere il lessico specifico della disciplina Possedere in modo chiaro e corretto i concetti essenziali legati ai vari fenomeni Saper esporre con rigore logico le conoscenze acquisite Sapersi orientare nel focalizzare gli aspetti essenziali dei fenomeni
Per il raggiungimento del livello di sufficienza alla fine del secondo biennio lo studente, oltre a conoscere gli argomenti principali delle singole discipline, dovrà in termini di competenze/abilità dimostrare di:
Possedere e utilizzare con padronanza il lessico specifico della disciplina Possedere in modo chiaro e corretto i concetti generali e particolari dei vari fenomeni Saper esporre con rigore logico le conoscenze acquisite Saper analizzare i problemi e coglierne gli aspetti essenziali Saper focalizzare gli aspetti essenziali dei fenomeni e collegarli in modo consapevole Saper collegare fenomeni e coglierne gli aspetti unificanti più significativi Saper applicare gli aspetti teorici generali a problemi specifici in contesto noto e in semplici situazioni nuove Saper condurre semplici rielaborazioni
CONTENUTI E OBIETTIVI SPECIFICI
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INDIRIZZO CLASSICO, LINGUISTICO E DELLE SCIENZE UMANE
PRIMO BIENNIO
CLASSI PRIME (SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IINTRODUZIONE ALLA CHIMICA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
La costituzione della materia Gli stati di aggregazione e i passaggi di stato Sostanze pure, miscugli e soluzioni Trasformazioni fisiche e chimiche Definizione di atomo, molecola, ione, isotopi,
elementi e composti La tavola periodica Legami ionici e covalenti, legame a idrogeno
Ricavare dalla formula la natura delle particelle Risalire alle caratteristiche degli elementi, in base alla loro
posizione nella tavola periodica Individuare i metodi e le procedure ottimali per la separazione
dei miscugli Saper descrivere i passaggi di stato e saper costruire il relativo
grafico temperatura/tempo Saper spiegare la forma delle molecole e le proprietà delle
sostanze
Conoscere e correlare, nelle linee fondamentali, il comportamento delle varie sostanze
Modulo IILA LITOSFERA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
Gli strati della Terra: crosta, mantello e nucleo I minerali e le rocce: classificazione e
riconoscimento dei principali tipi I processi: magmatico, sedimentario (con cenni di
geomorfologia) e metamorfico Il ciclo litogenetico
Saper descrivere le caratteristiche fisiche e chimiche della litosfera
Saper osservare e descrivere campioni di roccia e classificarle secondo un criterio esplicitato
Saper collocare i processi litogenetici nel contesto del “sistema Terra”
Raccogliere e ordinare dati sperimentali
Saper effettuare connessioni logiche tra fatti e fenomeni a livello litosferico e stabilire le rispettive relazioni
Modulo IIIL’IDROSFERA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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La molecola dell’acqua e le sue proprietà Il mare in movimento: le onde, le maree, le correnti Gli oceani e i fondali oceanici Le acque continentali: i fiumi e i laghi Il ciclo dell’acqua (cenni sull’inquinamento)
Saper rappresentare la molecola dell’acqua e il legame fra le molecole
Saper interpretare le proprietà dell’acqua in base alla struttura e conoscere il ciclo idrologico
Conoscere la distribuzione delle risorse idriche sulla Terra Sapere come varia la salinità dell’acqua marina Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque
oceaniche
Valutare le variazioni in atto nelle risorse idriche del pianeta
Assunzione di comportamenti responsabili nell’uso della risorsa acqua
Applicazione delle conoscenze acquisite a nuovi contesti, anche legati alla vita quotidiana
Modulo IVL’ATMOSFERA E IL CLIMA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
L’atmosfera: composizione, stratificazione, temperatura e pressione
L’umidità e le precipitazioni meteorologiche I climi del pianeta, i cambiamenti climatici e il
riscaldamento globale Cenni sull’inquinamento dell’aria
Saper illustrare caratteristiche e specificità dell’atmosfera Saper esaminare i fattori che determinano la variabilità delle
condizioni meteorologiche e climatiche Saper descrivere i principali tipi di clima sulla terra
Risolvere semplici problemi legati al quotidiano, ad es. i cambiamenti meteorologici
Comprendere la forte responsabilità dell’uomo nella variazione della temperatura globale dell’atmosfera e dell’inquinamento dell’aria e quali potrebbero essere le ricadute future
Modulo VLA GEOMORFOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Il modellamento Gli ambienti geomorfologici L’evoluzione del paesaggio fisico
Riconoscere le forze che hanno modellato un paesaggio Conoscere i processi di disgregazione fisica e alterazione
chimica delle rocce Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e
costiere
Collegare un paesaggio naturale noto, agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture
Considerare in modo critico e consapevole la forte influenza dell’uomo sull’ambiente
Comprendere il valore del paesaggio della propria regione per poterlo salvaguardare
Modulo VIIL PIANETA TERRA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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La posizione della Terra nell’Universo Cenni su stelle e galassie Il Sistema Solare Le leggi di Keplero e la legge di Newton Forma e dimensione della Terra L’orientamento, il reticolato geografico, latitudine e
longitudine Elementi di cartografia I movimenti della Terra: rotazione e rivoluzione con
relative prove e conseguenze Le stagioni e le zone astronomiche La Luna: caratteristiche generali, movimenti e
relative conseguenze La misura del tempo: il giorno, l’anno e i fusi orari
Conoscere le caratteristiche fondamentali del Sistema Solare Saper descrivere le leggi di Keplero e la legge di Newton Sapere come si misura il tempo Saper descrivere i moti della Terra e quali sono le conseguenze Saper individuare e descrivere le zone astronomiche Saper descrivere le caratteristiche della superficie lunare Saper spiegare quali sono le conseguenze dei moti della Luna
Sapersi orientare nello spazio e nel tempo
Saper inquadrare i corpi celesti e la Terra, in un ambito complessivo
Riconoscere l’importanza della costruzione di modelli e del loro continuo aggiornamento
Individuare nel “sistema Terra” un sistema di equilibri complessi e delicati
CLASSI SECONDE (BIOLOGIA)
Modulo ILE MOLECOLE DELLA VITA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La struttura della molecola d’acqua Le proprietà dell’acqua: densità, calore
specifico, coesione e adesione Le soluzioni Monomeri e polimeri Condensazione e idrolisi dei polimeri Caratteristiche dei carboidrati Caratteristiche delle proteine Gli amminoacidi Le quattro strutture delle proteine Caratteristiche dei lipidi Caratteristiche degli acidi nucleici I nucleotidi DNA, RNA e ATP
Mettere in relazione la struttura molecolare dell’acqua con le sue proprietà
Distinguere una sostanza idrofila da una idrofobica Spiegare le caratteristiche delle soluzioni Distinguere i monomeri dai polimeri Comprendere le funzioni delle reazione di condensazione e di idrolisi Distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti e
comprendere la relazione tra struttura e funzione Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi Descrivere la struttura degli amminoacidi Descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina e correlare a
ogni livello di organizzazione la funzione delle relative proteine Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con
l’acqua Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici Descrivere la struttura dei nucleotidi Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA e il
ruolo energetico svolto dall’ATP
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
Comprendere che le trasformazioni di alcune molecole organiche sono alla base di tutte le attività svolte dalle cellule
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Modulo IILE CELLULE: STRUTTURE E FUNZIONI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Le dimensioni delle cellule Microscopio ottico e microscopio
elettronico Caratteristiche delle cellule
procariotiche Caratteristiche generali delle cellule
eucariotiche La cellula animale e la cellula
vegetale Struttura generale delle membrane
cellulari Diffusione semplice e facilitata L’osmosi Il trasporto attivo Endocitosi Esocitosi Gli organuli cellulari Il nucleo e il nucleolo La parete delle cellule vegetali Gli enzimi L’energia di attivazione La specificità degli enzimi Gli enzimi ed i processi metabolici
Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate
Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle
Descrivere la struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche Distinguere la cellula animale da quella vegetale Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la struttura
chimica della membrana cellulare 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 Comprendere il significato funzionale di endocitosi ed esocitosi Elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni Saper evidenziare l’importanza nelle cellule di un sistema interno
di membrane e del citoscheletro Saper individuare l’esatto ruolo svolto dai cloroplasti e dai
mitocondri in relazione al fabbisogno energetico. Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche ed
in particolare in quelle biologiche Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati Comprendere il ruolo degli enzimi nei processi di trasformazione
dell’energia
Sapere individuare la sostanziale unitarietà dei viventi in tutti i suoi aspetti
Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l’ambiente
Saper comprendere che la capacità di prelevare energia e materia dall’ambiente e trasformarla secondo i propri scopi è una proprietà peculiare dei viventi
Modulo IIILA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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La scissione binaria nei procarioti Il ciclo cellulare comprende l’interfase
e la fase mitotica La preparazione del nucleo alla mitosi Strutture coinvolte nella mitosi Le fasi della mitosi: profase, , metafase,
anafase, telofase La citodieresi nelle cellule animali e
vegetali Mitosi e riproduzione asessuata Riproduzione sessuata e variabilità
genetica La prima e la seconda divisione
meiotica Mitosi e meiosi a confronto Meiosi e variabilità genetica Autosomi e cromosomi sessuali Differenze tra il cromosoma X e il
cromosoma Y Il cariotipo Anomalie del cariotipo
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 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 relazione tra riproduzione sessuata e variabilità genetica Spiegare la prima divisione meiotica Descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla
variabilità genetica Spiegare la seconda divisione meiotica Confrontare la meiosi con la mitosi evidenziando analogie e differenze Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali Saper cogliere le differenze tra i due processi di gametogenesi
nell’uomo e nella donna Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei gameti in
seguito a errori del processo meiotico Specificare le anomalie che si possono osservare nel cariotipo Mettere in relazione la presenza o l’assenza di un cromosoma con
l’insorgenza di una sindrome Collegare il cariotipo delle principali anomalie numeriche degli
autosomi e degli eterosomi con gli aspetti distintivi delle relative sindromi e con la loro incidenza sulla popolazione umana
Essere in grado di 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 e la biodiversità
Modulo IVMENDEL E LA GENETICA CLASSICA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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Il lavoro di Mendel Le leggi di Mendel L’ampliamento del concetto di gene:
mutazioni, interazioni alleliche, interazioni geniche, effetti multipli di un singolo gene, geni e ambiente.
Determinazione del sesso Caratteri legati al sesso Gruppi di associazione e di
ricombinazione genica
Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione e della legge dell’indipendenza dei caratteri
Spiegare le linee pure in termini di genotipo Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo e fenotipo, e tra
omozigote ed eterozigote Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli individui
che si incrociano Elencare alcuni caratteri umani dominanti e recessivi Applicare un testcross per determinare il genotipo relativo a un fenotipo
dominante Leggere in termini fenotipici il rapporto 9:3:3:1 Costruire un quadrato di Punnett per due caratteri diversi da quelli scelti
da Mendel Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della prole, tra dominanza
incompleta, codominanza e alleli multipli Comprendere che l’espressione genica è il frutto dell’interazione tra
geni ed ambiente Distinguere tra il cromosoma X e il cromosoma Y Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il sesso dei
figli Spiegare che cosa si intende per carattere legato al sesso e descrivere le
modalità della sua trasmissione Fornire una spiegazione dei dati ottenuti da Morgan incrociando i
moscerini «occhi rossi» con quelli «occhi bianchi» Definire, per quanto riguarda i caratteri legati al sesso, il genotipo dei
genitori conoscendo il fenotipo dei figli Spiegare il significato e le conseguenze dei gruppi di associazione Spiegare quali effetti potrebbe generare il crossing over se i geni non
fossero posti sui cromosomi in modo ordinato e lineare Ipotizzare i risultati di un incrocio in cui due caratteri ereditari siano
posti sullo stesso cromosoma Saper leggere e interpretare gli alberi genealogici
Saper comprendere la complessità della trasmissione dei caratteri e spiegarla secondo il modello mendeliano e non mendeliano
Saper comprendere come mai in una popolazione possano comparire tanti diversi fenotipi e comprenderne il valore.
Saper comprendere il ruolo dell’ambiente nell’espressione dei geni
Saper mettere in relazione le mutazioni e il processo evolutivo.
Modulo VI VIVENTI E LA BIODIVERSITA'
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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La classificazione dei viventi Concetto di specie Il sistema di classificazione di
Linneo Filogenesi e classificazione I regni Principali caratteristiche morfologiche e
funzionali e relativi adattamenti evolutivi di monere, protisti, funghi, vegetali e animali
Definire il concetto di specie Indicare il criterio adottato per definire una specie biologica Individuare nell’isolamento riproduttivo il criterio più importante per il
riconoscimento di una specie Fare qualche esempio di nomenclatura binomia distinguendo tra genere
e specie Rilevare come le somiglianze morfologiche spesso non sono attendibili
per classificare correttamente un organismo Spiegare perché uno studio filogenetico viene reso molto più attendibile
dall’analisi delle sequenze dei filamenti di DNA e delle proteine Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi vegetali Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi animali Distinguere gli organismi vertebrati e invertebrati Elencare i principali phyla di invertebrati e vertebrati Descrivere analogie e differenze tra i vari organismi
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
Individuare negli organismi procarioti i primi colonizzatori della Terra capaci di adattarsi agli ambienti più diversi e inospitali
Comprendere che molti organismi procarioti rivestono un ruolo di fondamentale importanza per la salvaguardia degli equilibri ambientali
Saper evidenziare l’enorme varietà dei protisti, unicellulari e pluricellulari, presenti sul nostro pianeta, riconoscendo quelle caratteristiche che li rendono i probabili antenati di piante, animali e funghi
Comprendere l’importanza ecologica dei funghi per il loro ruolo nei processi di riciclaggio delle sostanze nutritive e dei viventi stessi
Comprendere che nel corso dell’evoluzione gli organismi vegetali sono andati incontro a una diversificazione e a una complessità sempre maggiore, sviluppando strutture via via più adatte a risolvere problemi di natura ambientale e climatica
Percorrere le principali tappe evolutive che, nel corso di centinaia di milioni di anni, hanno portato gli animali ad acquisire caratteristiche anatomiche e fisiologiche sempre più specializzate e complesse
Comprendere il valore della biodiversità
Modulo VIORIGINE DELLA VITA E TEORIE EVOLUTIVE
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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Le caratteristiche del vivente Evoluzione chimica e comparsa dei
primi organismi cellulari Evoluzione metabolica: anaerobi e
aerobi, autotrofi ed eterotrofi La cellula procariote e relativa
evoluzione La cellula eucariote e relativa
evoluzione La pluricellularità La scala geocronologica Fissismo ed evoluzionismo La teoria di Lamarck La teoria darwiniana Prove a favore dell’evoluzione La selezione naturale
Identificare nei procarioti i primi esseri viventi comparsi sulla Terra Spiegare come i primi organismi hanno risolto il problema dell’energia
e del nutrimento Spiegare come i primi organismi foto sintetici hanno modificato
l’atmosfera terrestre Descrivere come si ritiene si siano formate le cellule eucariote
(endosimbiosi) Collocare nella scala geocronologica i principali eventi della storia della
vita Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l’evoluzionismo Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck individuandone gli aspetti più innovativi Descrivere le prove a favore dell’evoluzione fornite dalla paleontologia,
dalla biogeografia e dall’anatomia comparata e le osservazioni di Darwin Spiegare il legame tra variabilità all’interno di una specie e selezione
naturale Spiegare il significato di adattamento e di equilibrio dinamico
Saper collocare i viventi nell’ambiente e comprenderne l’evoluzione
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa della vita
Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria darwiniana
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa di nuove specie
Comprendere come il successo evolutivo di una specie sia in relazione con il suo grado di adattamento all’ambiente e con la sua capacità di modificarsi insieme ad esso
Modulo VIIECOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
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Concetto di e ecosistema Livelli trofici e catene alimentari Produttività primaria Trasferimenti di energia all’interno di
un ecosistema Piramidi del flusso di energia, del
numero di organismi e della biomassa Cicli biogeochimici: componenti
geologiche e biologiche Concetto di popolazione: struttura e
crescita Concetto di comunità e tipi di
interazione La nicchia ecologica Le successioni ecologiche e le comunità
climax Azione antropica, gestione delle risorse
naturali e impronta ecologica
Definire il concetto di ecosistema e descrivere i rapporti che intercorrono tra i componenti di una catena alimentare e tra gli stessi e l’ambiente
Definire i termini catena alimentare e rete alimentare evidenziandone le differenze.
Elencare i livelli trofici più comuni facendo alcuni esempi di organismi. Distinguere tra consumatori primari e secondari
Evidenziare l’importanza dei detritivori distinguendo tra saprofagi e decompositori
Mettere in rapporto la lunghezza di una catena alimentare con la quantità di energia che può essere trasferita da un livello trofico a un altro
Spiegare l’utilità delle piramidi del flusso di energia, del numero di organismi e della biomassa per lo studio di un ecosistema
Individuare i principali eventi caratteristici dei cicli del carbonio,dell’azoto e del fosforo
Definire il termine popolazione e saper individuare i principali fattori che influenzano la struttura e la crescita di una popolazione
Spiegare da che cosa è determinata la capacità portante Prevedere la crescita demografica nei prossimi anni in base ai dati
disponibili Definire in modo completo la nicchia ecologica distinguendo fra
fondamentale e realizzata e evidenziando la relazione tra nicchia e organismo Saper comprendere l’importanza delle diverse strategie messe in atto da
ogni specie di una comunità e del loro significato adattativo Spiegare il processo che attraverso una successione ecologica porta alla
comunità climax e distinguere fra i tipi di successione
Saper comprendere la complessità delle relazioni che intercorrono tra gli organismi e tra gli organismi e l’ambiente
Saper comprendere che la continua disponibilità di sostanze inorganiche in un ecosistema dipende da complessi processi che coinvolgono molti organismi ma anche lenti processi di natura geochimica
Saper comprendere che la sopravvivenza di un ecosistema dipende da un continuo apporto di energia e di risorse e che la Terra ha risorse limitate
Essere consapevole dell'interdipendenza tra l'uomo, gli altri organismi viventi e l'ambiente, per comprendere quanto l’attività umana ha inciso e incida sugli equilibri naturali in modo da maturare comportamenti responsabili.
SECONDO BIENNIO
CLASSI TERZE (BIOLOGIA, CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IDNA, CODICE GENETICO, SINTESI PROTEICA, ESPRESSIONE GENICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Il ruolo del DNA Il modello di Watson e Crick La duplicazione del DNA Il DNA come portatore di informazioni Il codice genetico e la sua traduzione: geni e
proteine Il ruolo dell'RNA Il codice genetico La sintesi proteica Implicazioni biologiche: mutazioni
puntiformi
Spiegare il ruolo svolto dal DNA negli esseri viventi Descrivere in linea generale il modello di DNA proposto da
Watson e Crick Spiegare che cosa si intende per codice genetico Evidenziare le differenze tra la struttura dell’RNA e quella del
DNA Spiegare in che cosa consiste il processo di trascrizione mettendo
in evidenza la funzione dell’RNA messaggero Descrivere la funzione dei ribosomi e dell’RNA di trasporto Definire il termine mutazione e spiegare che cosa si intende per
puntiforme
Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di se stesso
Evidenziare in che cosa la duplicazione del DNA di una cellula eucariote differisce da quella di una cellula procariote
Considerare le forme viventi quali espressioni diverse e diversificate di un unico patrimonio di caratteri genetici.
Modulo IIINTRODUZIONE ALLA CHIMICA E STECHIOMETRIA DEI COMPOSTI CHIMICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Definizione dei seguenti concetti
fondamentali: materia, sostanze, atomi elementi, composti, molecole, miscele
I principali metodi di separazione di miscugli e sostanze
L’unità di massa atomica; massa atomica e massa molecolare
Il numero di Avogadro La mole l'analisi chimica: determinazione della
composizione percentuale degli elementi in un composto determinazione della formula minima e molecolare di un composto
Distinguere un elemento da un composto Distinguere un atomo da una molecola Distinguere un composto da una miscela Distinguere i miscugli omogenei da quelli eterogenei Distinguere la massa atomica relativa da quella assoluta Distinguere tra massa atomica e massa molecolare Conoscere il significato del numero di Avogadro e la sua
relazione con la massa molare Conoscere la relazione tra mole e massa Saper eseguire calcoli semplici con le moli Calcolare la composizione percentuale di ciascun elemento di un
composto mediante la sua formula chimica Spiegare il significato della formula minima e ricavare la formula
molecolare Definire i rapporti di combinazione esistenti tra le
quantità dei vari elementi in un composto
Utilizzare le principali tecniche di separazione delle miscele
Comprendere i concetti di mole e di massa molare Essere in grado di svolgere semplici esercizi con le
moli, con le composizioni percentuali Usare la mole come unità di misura della
quantità di sostanza e come ponte tra sistemi macroscopici (solidi, liquidi e gas) e i sistemi microscopici ( atomi, molecole e ioni)
Saper ricavare una formula minima e molecolare note le sue composizioni percentuali
Individuare i criteri per scrivere le formule chimiche di elementi e composti
Modulo IIIGLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Caratteristiche degli stati di aggregazione
della materia: solido, liquido e gassoso La teoria cinetica I passaggi di stato Curve di riscaldamento e di raffreddamento I gas ideali
Descrivere le proprietà dei solidi, dei liquidi e degli aeriformi Distinguere i gas dai vapori Definire i termine indicanti un cambiamento di stato Descrivere il comportamento di un gas ideale
Applicare la teoria particellare della materia ai cambiamenti di stato
Saper distinguere le curve di riscaldamento delle sostanze pure e dei miscugli
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Modulo IVLE TEORIE DELLA MATERIA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Lavoisier e la legge della conservazione della
massa Proust e la legge delle proporzioni definite Dalton e la legge delle proporzioni multiple Il modello atomico di Dalton Teoria cinetico molecolare della materia
Definire le tre leggi ponderali della chimica Descrivere il modello atomico di Dalton Spiegare perché, a differenza dei miscugli, i composti
hanno un rapporto di combinazione costante Spiegare i passaggi di stato mediante la teoria cinetico-molecolare
Comprendere il significato della legge di conservazione della massa
Usare l’ipotesi atomico-molecolare della materia per spiegare la natura particellare di miscugli, elementi e composti
Modulo VL'ATOMO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il problema dell'atomo Scoperta dell'esistenza di particelle più
piccole dell'atomo I primi modelli atomici Struttura dell'atomo, numero atomico,
numero di massa, isotopi L'atomo di Bohr Il principio di indeterminazione di
Heisenberg La teoria atomica moderna e gli orbitali La configurazione elettronica degli elementi La configurazione elettronica esterna
Descrivere la struttura dell’atomo e conoscere le caratteristiche fisiche di protoni, neutroni ed elettroni
Distinguere il numero atomico dal numero di massa Definire gli isotopi Descrivere le teorie dei modelli atomici da Thomson fino alla
teoria degli orbitali Conoscere le regole per costruire le configurazioni elettroniche
degli elementi
Individuare la disposizione e il ruolo delle particelle subatomiche in un atomo
Comprendere il significato del numero atomico e del numero di massa
Essere consapevoli che gli isotopi di un elemento hanno identiche proprietà chimiche ma proprietà fisiche non coincidenti
Saper costruire le configurazioni elettroniche degli elementi
Modulo VIIL SISTEMA PERIODICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il sistema periodico di Mendeleev Corrispondenza tra sistema periodico e
configurazione elettronica degli elementi Dimensioni degli atomi, volume atomico,
energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività
La configurazione elettronica stabile e l'ottetto
Descrivere la disposizione degli elementi nella tavola periodica Descrivere le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli
e semimetalli Distinguere tra gruppi e periodi della tavola periodica Definire i termini di volume atomico, energia di ionizzazione,
affinità elettronica, elettronegatività Spiegare perché gli atomi tendono ad assumere la configurazione
elettronica dei gas nobili
Comprendere l’importanza della tavola periodica nella classificazione degli elementi
Identificare le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Comprendere che le proprietà fisiche e chimiche variano periodicamente in funzione del numero atomico e della configurazione elettronica degli atomi.
Mettere in relazione la disposizione degli elettroni con la tendenza di un atomo a reagire
14
Modulo VIIIL LEGAME CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il concetto di legame chimico I vari tipi di legame: ionico, covalente,
dativo, a idrogeno, metallico Le forze di Van der Waals Legame chimico ed energia La determinazione della struttura delle
molecole
Spiegare il motivo per cui si forma un legame chimico Definire i vari tipi di legami Saper distinguere tra legame covalente puro, covalente polare,
ionico, dativo Individuare quali molecole con legami covalenti polari sono
dipoli Saper distinguere una sostanza polare da una apolare Rappresentare la geometria della molecola dell’acqua Spiegare quando e come si forma il legame a idrogeno Definire l’energia di legame Saper applicare la teoria VSEPR per determinare la geometria
molecolare
Comprendere il significato degli elettroni di valenza e il loro ruolo nella formazione di un legame chimico
Comprendere il significato della diversa disposizione degli elettroni tra il legame covalente puro e il legame covalente polare
Comprendere che il tipo di legame che si forma tra due o più elementi dipende dalla loro elettronegatività.
Capire che le caratteristiche fisiche degli elementi e dei composti dipendono dalla natura del legame che li lega.
Mettere in relazione le proprietà dei metalli con le caratteristiche del legame metallico
Comprendere perché le proprietà fisiche dell’acqua sono determinate dalla sua polarità e dalla presenza del legame a idrogeno tra le molecole dell’acqua
Saper distinguere quali legami intermolecolari sono presenti in una sostanza
Modulo VIIIPRINCIPALI TIPI DI COMPOSTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il numero di ossidazione e la valenza Leggere e scrivere le formule più semplici La classificazione dei composti inorganici Proprietà dei composti binari Nomenclatura dei composti binari Proprietà dei composti ternari Nomenclatura dei composti ternari
Spiegare la differenza tra simbolo e formula Saper determinare il numero di ossidazione di un elemento in un
composto. Conoscere la classificazione e la nomenclatura dei composti
inorganici binari e ternari
Ricavare informazioni dalle formule chimiche sulla composizione di un composto
Saper classificare i vari tipi di composti. Data una formula chimica, saper assegnare
correttamente il nome. Dato il nome di un composto, saper scrivere
la corretta formula chimica corrispondenteModulo IXI VULCANI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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La composizione dei magmi Tipi di magma Morfologia e classificazione dei vulcani Distribuzione geografica dei vulcani; Il meccanismo eruttivo Tipi di eruzione I prodotti dell’attività vulcanica Attività vulcanica esplosiva Attività vulcanica effusiva Manifestazioni gassose Rischio vulcanico: previsione e prevenzione
Conoscere la composizione del magma e la sua viscosità, e classificarlo in base al contenuto in silice
Spiegare le cause della risalita del magma Confrontare le eruzioni esplosive ed effusive Riconoscere e descrivere i prodotti dell’attività vulcanica Riconoscere e descrivere le diverse forme degli apparati
vulcanici
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra;
Valutare il rischio sismico nel caso di eruzioni vulcaniche e correlare i due fenomeni.
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei vulcani e dei terremoti.
Modulo XI TERREMOTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Definizione di terremoto Comportamento elastico delle rocce Ciclicità statistica dei fenomeni sismici Onde sismiche Misura delle vibrazioni sismiche Determinazione dell’epicentro di un
terremoto Distribuzione geografica dei terremoti Energia e intensità dei terremoti; Scala Richter e Mercalli Previsione e controllo dei terremoti Il rischio sismico L’importanza della prevenzione
Sapere che le rocce si possono deformare e saper analizzare le forze che provocano le deformazioni
Conoscere e applicare la teoria del rimbalzo elastico Spiegare il ciclo sismico Descrivere un terremoto e riconoscere le onde sismiche in un
sismogramma Comprendere come i sismogrammi siano fondamentali per
ricavare i dati relativi ad un evento sismico (ipocentro, epicentro, magnitudo....)
Saper confrontare intensità e magnitudo Sapere cosa si intende per rischio sismico
Riconoscere cause ed effetti dei fenomeni sismici e saperli interpretare
Essere consapevoli della differenza tra “pericolosità” e rischio sismico
Riflettere sulla vulnerabilità delle costruzioni realizzate dall’uomo
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi e strutture litosferiche
CLASSI QUARTE (BIOLOGIA E CHIMICA)
Modulo ISTUDIO DEL CORPO UMANO INTRODUZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Organizzazione corporea dei mammiferi Giunzioni tra cellule I tessuti del corpo umano Tessuto epiteliale, connettivo,
ghiandolare Tessuto osseo, muscolare, nervoso. Alcune importanti funzioni
dell’organismo: omeostasi, integrazione e controllo
Sapere quali organi sono contenuti nella cavità toracica e addominale Saper che cosa differenzia gli animali ectotermi da quelli endotermi Sapere quali sono alcune caratteristiche distintive dei mammiferi Conoscere l’organizzazione gerarchica del corpo umano Conoscere con quale criterio vengono classificati i tessuti
Saper quali sono le caratteristiche dei tre tipi di tessuto muscolare
Sapere illustrare i diversi tipi di neuroni
Conoscere il ruolo dell’omeostasi Sapere cosa si intende per
metabolismo Conoscere il meccanismo a feedback
Modulo IISISTEMA SCHELETRICO, SISTEMA MUSCOLARE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Struttura micro e macroscopica delle ossa Classificazione delle ossa Difetti e osteopatie Struttura micro e macroscopica del
muscolo Il meccanismo della contrazione La regolazione della contrazione
Sapere cosa si intende per endoscheletro Saper descrivere la struttura dello scheletro umano Sapere i criteri di classificazione delle ossa Sapere cosa sono i tendini e i legamenti Saper descrivere la struttura di un muscolo scheletrico Spiegare il meccanismo della contrazione
Comprendere i concetti di funzionamento delle ossa
Essere in grado di distinguere le varie forme delle ossa
Saper spiegare il ruolo dell’ATP nella contrazione muscolare
Individuare i criteri per descrivere una unità motoria
Modulo IIIIL SISTEMA DIGERENTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema digerente; Introduzione istologica ed organizzativa
del sistema digerente umano La bocca, la faringe e l’esofago Lo stomaco, l’intestino tenue e crasso Ghiandole annesse Regolazione del glucosio ematico Elementi per una corretta alimentazione:
la dieta mediterranea
Descrivere le funzioni del processo digestivo Descrivere il ruolo dei vari componenti dell’apparato digerente Definire in che modo il cibo riesce a passare nell’esofago e non nel canale
respiratorio Definire i principali componenti dei succhi gastrici Distinguere la differenza fra pepsina e pepsinogeno
Comprendere quale ruolo riveste il muco che riveste le pareti dello stomaco
Capire quali soluzioni strutturali consentono di ampliare la superficie intestinale
Comprendere quale ruolo hanno il fegato e il pancreas nella demolizione del cibo
Comprendere in che modo e in quale forma vengono assorbite le molecole organiche
Comprendere l’importanza di una corretta alimentazione
Modulo IVIL SISTEMA RESPIRATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
17
Evoluzione dei sistemi respiratorio Introduzione istologica ed organizzativa
del sistema respiratorio umano Le prime vie respiratorie Bronchi e polmoni Infezioni delle vie respiratorie Trasporto e scambio di gas Il controllo della respirazione Educazione antifumo
Capire i processi che permettono lo scambio gassoso Descrivere la struttura degli apparati coinvolti nel processo respiratorio Saper analizzare la meccanica respiratoria
Comprendere quali fattori e organi entrano nel meccanismo del controllo respiratorio
Conoscere l’importanza delle variazioni di livello della CO2 nel sangue
Comprendere l’importanza dei danni derivanti dal fumo
Modulo VIL SISTEMA CIRCOLATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema cardiovascolare Organizzazione del sistema circolatorio
umano Il sangue: composizione I vasi sanguigni e le loro patologie Il cuore Regolazione del battito cardiaco.
Patologie. La pressione sanguigna Il sistema linfatico
Descrivere i componenti del sistema cardiovascolare Sapere le funzioni svolte dal cuore e dal sangue Conoscere la differenza tra circolazione sistemica e circolazione
polmonare Sapere quali sono i componenti del sangue Sapere come avviene lo scambio gassoso tra sangue e tessuti
Descrivere il percorso che fa il sangue all’interno del cuore
Conoscere il ruolo delle principali valvole cardiache
Sapere dove si origina il battito cardiaco e come avviene il suo controllo
Conoscere i principali problemi legati al sistema circolatorio
Conoscere il ruolo del sistema linfatico
Modulo VIIL SISTEMA ESCRETORE E LA TERMOREGOLAZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema escretore Anatomia del sistema escretore umano Funzione del rene Regolazione della funzione renale Patologie associate al rene Regolazione della temperatura corporea.
Conoscere gli organi che costituiscono il sistema escretore Sapere quali sono i processi fondamentali coinvolti nella regolazione
dell’ambiente chimico interno Conoscere i quattro processi fondamentali mediante cui avviene la
formazione dell’urina
Sapere il ruolo degli ormoni nella regolazione operata dal rene
Riconoscere le cause dell’insufficienza renale
Descrivere il rapporto tra attività enzimatica e temperatura corporea
Modulo VIISISTEMA ENDOCRINO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Anatomia e fisiologia del sistema endocrino
Il meccanismo di azione degli ormoni Le principali ghiandole endocrine: L’ipofisi L’ipotalamo La tiroide e le paratiroidi Le ghiandole surrenali Il pancreas La ghiandola pineale Altri tessuti secernenti ormoni
Descrivere il ruolo del sistema endocrino e nervoso Conoscere le differenze tra cellule neurosecretrici e cellule bersaglio Conoscere la posizione e il ruolo delle principali ghiandole secretrici Sapere il funzionamento del meccanismo di controllo a feedback
Per ogni ghiandola conoscere gli ormoni prodotti e il loro ruolo
Capire il diverso meccanismo di azione degli ormoni
Sapere i danni provocati da un errato funzionamento nella produzione e/o regolazione ghiandolare
Modulo VIIIIL SISTEMA NERVOSO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema nervoso L’impulso nervoso e sua propagazione La sinapsi; i neurotrasmettitori Struttura del sistema nervoso centrale e
periferico: somatico ed autonomo, simpatico e parasimpatico
La percezione sensoriale e i suoi recettori L’occhio, l’orecchio Le endorfine; gli psicofarmaci. Le droghe L’encefalo: anatomia Elaborazione delle informazioni e delle
emozioni Malattie neurovegetative e disturbi
mentali
Saper descrivere i diversi tipi di neuroni e la loro organizzazione Sapere la funzione delle cellule gliali Conoscere le parti che formano il SNC Sapere il funzionamento di un arco riflesso Descrivere la differenze tra sistema somatico e autonomo, simpatico e
parasimpatico e le loro funzioni
Capire il funzionamento della propagazione dell’impulso nervoso
Conoscere la differenza tra sinapsi chimiche ed elettriche
Descrivere la differenza tra sinapsi eccitatoria ed inibitoria
Conoscere i quattro tipi principali di neurotrasmettitori
Saper descrivere la struttura e la funzione del SNC
Conoscere le principali malattie neurodegenerative e disturbi mentali
Modulo IXIL SISTEMA RIPRODUTTORE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Richiamo alla gametogenesi nella specie umana
Il sistema riproduttore maschile Regolazione della produzione di ormoni
maschili Il sistema riproduttore femminile Regolazione della produzione di ormoni
femminili Malattie a trasmissione sessuale La contraccezione e metodi contraccettivi Lo sviluppo dell’embrione Il ruolo della placenta; i tre trimestri
intrauterini; il parto
Conoscere l’anatomia del sistema riproduttore umano Sapere come avviene la produzione e la regolazione della produzione
dei gameti Conoscere gli ormoni coinvolti nella gametogenesi Sapere le principali infezioni e malattie a trasmissione sessuale
Conoscere i principali metodi anticoncezionali
Conoscere i principali esami diagnostici da attuare per una efficace prevenzione
Sapere le principali cause di sterilità Conoscere lo sviluppo embrionale
fino al parto
Modulo XIL SISTEMA IMMUNITARIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze I meccanismi di difesa del corpo umano; Immunità innata; risposta infiammatoria Immunità acquisita Linfociti B e immunità mediata da
anticorpi I vaccini Struttura e funzione degli anticorpi; le
allergie; malattie autoimmuni Linfociti T e immunità mediata da cellule Trapianti di organi e trasfusioni di sangue Malattie da immunodeficienza; l’AIDS
Sapere quali sono i principali agenti patogeni Sapere la differenza tra immunità acquisita e innata Conoscere i vari tipi di leucociti Sapere il ruolo svolto dall’istamina Conoscere gli eventi che caratterizzano una risposta infiammatoria Conoscere i principali componenti del sistema immunitario Sapere cosa caratterizza una risposta immunitaria
Sapere cosa si intende per antigene e anticorpi
Sapere quali funzioni hanno le plasmacellule e le cellule della memoria
Sapere cosa sono i vaccini e quali vaccinazioni sono obbligatorie in Italia
Conoscere le principali malattie autoimmuni
Conoscere il ruolo dei linfociti T e B Conoscere le principali malattie da
immunodeficienzaModulo XI
EDUCAZIONE ALLA SALUTEConoscenze Capacità/Abilità Competenze
Rischi connessi a errata alimentazione, abuso di alcoolici, danni da fumo, uso di droghe o psicofarmaci
Rischi derivanti dall’assunzione di sostanze dopanti e/o anabolizzanti
Rischi derivanti da malattie trasmissibili anche sessualmente
Rischi derivanti da abitudini di vita sedentaria associata a scorretta alimentazione
Saper descrivere gli effetti nocivi prodotti dall'assunzione di sostanze pericolose
Saper descrivere gli effetti legati ad abitudini di vita scorrette
Correlare i comportamenti errati con i possibili effetti sull'organismo
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Modulo XIILE SOLUZIONI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Soluzione solvente e soluto Soluzioni gassose Soluzioni di un gas in un liquido Soluzioni di un liquido in un liquido Soluzioni di un solido in un liquido Le leghe Concentrazione delle soluzioni Proprietà colligative Innalzamento ebullioscopico e
abbassamento crioscopico Osmosi e pressione osmotica.
Spiegare perché le sostanze si sciolgono nei solventi Analizzare i fattori che influenzano la solubilità di un soluto con un
solvente Provare la solubilità di una sostanza in acqua o in altri solventi Preparare soluzioni di data concentrazione Descrivere le proprietà colligative delle soluzioni
Preparare soluzioni a concentrazione nota e spiegare la solubilità nei solventi con il modello cinetico-molecolare, e le proprietà colligative delle soluzione
Modulo XIIILE REAZIONI CHIMICHE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Equazioni di reazione Calcoli stechiometrici Reagente limitante e reagente in eccesso Resa di reazione Reazione di sintesi Reazione di decomposizione
Reazione di scambio o di spostamento Reazione di doppio scambio
Bilanciare una reazione chimica Effettuare calcoli stechiometrici Leggere un’equazione chimica bilanciata sia sotto l’aspetto macroscopico
sia sotto l’aspetto microscopico Riconoscere il reagente in eccesso e il reagente e il reagente limitante,
rispetto alle quantità stechiometriche Classificare le principali reazioni chimiche
Investigare e bilanciare le reazioni che realmente avvengono, eseguendo anche calcoli quantitativi su reagenti e prodotti
Modulo XIVCINETICA CHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Velocità delle reazioni chimiche Dinamica delle reazioni Teoria delle collisioni Teoria del complesso attivato Diagrammi di energia di attivazione Fattori che influenzano la velocità di
reazione Natura dei reagenti Concentrazione dei reagenti Temperatura del sistema reagente Stato di suddivisione dei reagenti Catalizzatori
Definire l’espressione della velocità di reazione Esaminare le reazioni chimiche in relazione alla teoria delle collisioni e del
complesso attivato Analizzare il decorso energetico di una reazione chimica Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione
Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione
Comprendere il significato dell'energia di attivazione e correlarla all'uso dei catalizzatori
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Modulo XVEQUILIBRIO CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Equilibrio chimico Equilibrio dinamico La costante di equilibrio Il principio di Le Chatelier L’equilibrio di solubilità
Descrivere l’equilibrio chimico sia da un punto di vista macroscopico sia microscopico
Calcolare la costante di equilibrio di una reazione dai valori delle concentrazioni
Utilizzare il principio di Le Chatelier allo scopo di prevedere l’effetto del cambiamento del numero di moli, del volume o della temperatura sulla posizione dell’equilibrio.
Comprendere il concetto di equilibrio dinamico
Spiegare le proprietà dei sistemi chimici all’equilibrio e comprenderne l'evoluzione in seguito a perturbazioni
Modulo XVIEQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Elettroliti Acidi e basi Teoria di Arrhenius Teoria di Brønsted-Lowry Coppie coniugate acido-base Composti anfoteri Acidi forti e deboli Costante di dissociazione acida Basi forti e deboli Costante di dissociazione basica Basi e acidi monoprotici e poliprotici Teoria di Lewis Reazione di dissociazione dell’acqua Prodotto ionico dell’acqua Soluzioni acide, neutre, basiche Gradi di acidità o basicità di una
soluzione: ph e pOH Calcolo del pH di soluzioni di acidi o basi
forti o deboli Reazioni di neutralizzazione Equivalente chimico Massa equivalente Normalità Titolazione acido-base Curve di titolazione Idrolisi salina Soluzioni tampone Equilibri di solubilità Effetto dello ione comune
Rappresentare le reazioni di dissociazione ionica di una elettrolita Esaminare gli acidi e le basi secondo la teoria di Arrhenius e quella di
Brønsted-Lowry Definire e identificare una coppia coniugata acido-base Mettere in relazione la forza di un acido o di una base con i valori di Ka
e Kb
Definire gli acidi e le basi secondo la teoria di Lewis Definire e calcolare il pH di una soluzione Descrivere le reazioni di neutralizzazione Prevedere la natura acida, neutra o basica della soluzione di un sale Analizzare il meccanismo delle soluzioni tampone Utilizzare il valore del Kps per calcolare la solubilità di un solido
ionico.
Comprendere il comportamento degli acidi, delle basi e dei sali in acqua
Spiegare le proprietà di acidi e basi e risolvere semplici problemi quantitativi riguardanti queste sostanze
Modulo XVIILE OSSIDO-RIDUZIONI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Ossidazione e riduzione Reazioni di ossido-riduzione Reazioni spontanee e non spontanee La scala dei potenziali standard di
riduzione Cenni di elettrochimica: la pila e
l'elettrolisi.
Distinguere gli ossidanti dai riducenti Bilanciare le reazioni redox con il metodo ionico-elettronico
Comprendere i principi delle reazioni di ossido riduzione e metterli in relazione con l'elettrochimica
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QUINTO ANNO (BIOLOGIA, CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IL’INTERNO DELLA TERRA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze La struttura stratificata della Terra Crosta, mantello e nucleo Litosfera, astenosfera e mesosfera Il calore interno della Terra Origine del calore interno Gradiente geotermico Il flusso di calore Il nucleo La zona d’ombra Composizione del nucleo Il mantello Composizione del mantello Correnti convettive nel mantello Tomografia sismica La crosta Il campo magnetico terrestre Il paleomagnetismo Le inversioni di polarità Stratigrafia magnetica
Conoscere la composizione dell’interno della Terra secondo le più recenti scoperte
Distinguere tra crosta e litosfera Descrivere le caratteristiche dell'astenosfera Spiegare le cause del calore interno terrestre Descrivere i modelli dell'interno della Terra e confrontare le
informazioni che le varie indagini forniscono in modo da ricostruire un modello tridimensionale della struttura terrestre
Descrivere la convezione Descrivere le differenze tra crosta oceanica e continentale Riconoscere l’importanza del campo magnetico terrestre e
conoscere le ipotesi sulla sua origine Riconoscere l'importanza del paleomagnetismo come prova
dell'espansione del fondale oceanico
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra.
Riconoscere la relazione tra la distribuzione geografica delle variazioni della densità della crosta terrestre e la sua composizione
Modulo IILA TETTONICA DELLE PLACCHE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Concetti generali e cenni storici Che cosa è una placca litosferica I margini delle placche Quando sono “nate” le placche Placche e moti convettivi Il mosaico globale Placche e terremoti Placche e vulcani Tettonica delle placche e risorse naturali L’espansione del fondo oceanico Le dorsali medio-oceaniche Espansione del fondo oceanico La struttura della crosta oceanica Il meccanismo dell’espansione Prove dell’espansione oceanica I margini continentali Tipi di margine continentale Margini continentali passivi Margini continentali trasformi Margini continentali attivi Tettonica delle placche e orogenesi Gli “oceani perduti”: le ofioliti
Sapere le cause della disposizione attuale delle terre emerse Conoscere e applicare la teoria della deriva dei continenti Spiegare il motivo del limite di profondità dei terremoti Descrivere la relazione tra margini di placca e risorse naturali Comprendere come la crosta oceanica sia più giovane della
continentale Saper descrivere la struttura e il funzionamento di una
dorsale oceanica Sapere correlare la batimetria degli oceani con l’età della
crosta oceanica Spiegare l’importanza delle anomalie magnetiche in
relazione al movimento delle placche Capire il significato della parola “orogenesi” Evidenziare il ruolo dell’isostasia nel processo di innalzamento
delle catene montuose Spiegare il significato attribuito alle ofioliti
Riconoscere ed interpretare il significato della parola “relativo” riferito al movimento delle placche
Essere consapevoli della differenza tra reattività vulcanica di una dorsale e quella di un arco magmatico
Riflettere sui fenomeni geologici superficiali che consentono di individuare i margini di placca
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi, dei vulcani e delle zone di frattura delle placche
Interpretare in modo corretto la distribuzione morfo-geologica in un sistema arco-fossa
Saper spiegare perché la velocità di espansione del fondo oceanico cambia a seconda del luogo
Interpretare correttamente la presenza di “punti caldi”
Modulo IIICHIMICA ORGANICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze I composti organici Isomeria Nomenclatura Alcani e cicloalcani Idrocarburi insaturi Idrocarburi aromatici I gruppi funzionali Alcoli, fenoli ed eteri Aldeidi, chetoni ed acidi Ammine Polimeri di sintesi
Spiegare la natura dei legami semplici, doppi e tripli Descrivere i vari tipi di isomeria Attribuire il nome IUPAC ai composti organici Descrivere le serie degli alcani, dei cicloalcani, degli alcheni, degli alchini,
degli idrocarburi aromatici e dei gruppi funzionali in termini di formule generali, di formule di struttura e delle proprietà fisico-chimiche
Distinguere alcani, alcheni, alchini, idrocarburi ciclici aromatici in base alle loro proprietà fisiche e chimiche
Confrontare le proprietà degli idrocarburi alifatici e ciclici con quelle degli idrocarburi aromatici
Correlare i gruppi funzionali con le proprietà e le funzioni dei composti che li contengono
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Modulo IVLE BIOMOLECOLE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze I CARBOIDRATI: caratteristiche
generali e classificazione; i monosaccaridi (isomeria strutturale; chiralità, proiezioni di Fischer; struttura ciclica: proiezioni di Haworth); i disaccaridi e i polisaccaridi.
I LIPIDI: caratteristiche generali e classificazione; struttura e proprietà dei trigliceridi; le reazioni di idrogenazione e di idrolisi alcalina (saponi); i fosfolipidi; le cere; gli steroidi; le vitamine liposolubili e la loro importanza biologica.
GLI AMMINOACIDI, I PEPTIDI e LE PROTEINE: gli amminoacidi: chiralità, nomenclatura e classificazione, struttura ionica dipolare e comportamento anfotero; peptidi: caratteristiche del legame peptidico; proteine: costituzione, strutture caratteristiche e denaturazione; gli enzimi.
GLI ACIDI NUCLEICI: composizione chimica; nucleosidi e nucleotidi; la struttura del DNA: la doppia elica; la struttura e le funzioni degli acidi ribonucleici
Saper rappresentare la formula di struttura delle molecole organiche con le varie rappresentazioni;
Saper rappresentare correttamente la struttura tridimensionale di una molecola usando la proiezione di Fischer;
Saper utilizzare la nomenclatura per attribuire il nome agli isomeri dei composti;
Giustificare il diverso stato fisico dei grassi e degli oli; Saper rappresentare la reazione di idrolisi alcalina dei
trigliceridi; Analizzare il ruolo biologico degli steroidi e delle vitamine
liposolubili. Giustificare il comportamento anfotero degli AA; Analizzare i livelli di organizzazione delle proteine; Spiegare il ruolo biologico degli enzimi e riconoscere i
meccanismi d’azione enzima-substrato e ormone-recettore Analizzare la composizione chimica dei nucleosidi e dei
nucleotidi; Saper esaminare la struttura del DNA e saper individuare le
implicazioni biochimiche ad essa connesse; Descrivere il ruolo biologico dei diversi tipi di RNA.
Capire la relazione tra struttura e funzione delle biomolecole
Riconoscere il ruolo che carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici ricoprono negli esseri viventi.
Essere in grado di mettere in relazione la struttura del DNA con la conservazione, la trasmissione e l’espressione dei caratteri ereditari
Modulo VSCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Energia e organismi viventi Metabolismo cellulare: anabolismo e
catabolismo Sintesi delle biomolecole. Demolizione delle biomolecole. Strategie metaboliche. Reazioni di ossido-riduzione Gli enzimi Cofattori dell’azione enzimatica. I coenzimi NAD e FAD trasportatori di
elettroni. Sequenze biochimiche La valuta energetica della cellula:
l'ATP. La glicolisi La fermentazione. La respirazione cellulare. Struttura dei mitocondri. L’ossidazione dell’acido piruvico. Il ciclo di Krebs. Trasporto finale di elettroni. Meccanismo della fosforilazione
ossidativa. Bilancio energetico totale I primi organismi fotosintetici. Luce, clorofilla e altri pigmenti. Struttura dei cloroplasti. I fotosistemi I e II. Reazioni luce-dipendenti. Reazioni luce-indipendenti: il ciclo di
Calvin. Soluzioni alla carenza di CO2:
fotorespirazione e ciclo C4. Le piante CAM. Reazioni e prodotti della fotosintesi
Riconoscere la differenza tra catabolismo e anabolismo e tra reazioni esoergoniche e endoergoniche
Riconoscere le principali vie metaboliche e la loro regolazione. Conoscere la funzione degli enzimi, la loro struttura ed il meccanismo
con cui agiscono. Spiegare che cosa sono i cofattori e i coenzimi. Conoscere la formula dell’ATP e spiegare la sua funzione. Capire che l’ATP si trasforma mediante l’idrolisi o la
fosforilazione. Sapere qual è la reazione di demolizione del glucosio e che tale reazione
avviene in diverse fasi. Descrivere i vari tipi di fermentazione. Conoscere il processo di glicolisi. Descrivere la struttura dei mitocondri. Esporre le fasi della respirazione cellulare: ossidazione dell'acido
piruvico, ciclo di Krebs, trasporto finale di elettroni. Descrivere il meccanismo della fosforilazione ossidativa. Fare un bilancio energetico totale del processo di demolizione
del glucosio. Conoscere l'evoluzione degli organismi fotosintetici. Individuare la differenza tra cellule chemiosintetiche e fotosintetiche Sapere qual è la reazione principale della fotosintesi e che tale reazione
avviene in diverse fasi. Conoscere la natura della luce e che cosa sono i pigmenti. Conoscere la struttura dei cloroplasti. Spiegare le funzioni dei fotosistemi I e II e i processi che avvengono in
essi. Descrivere le reazioni luce-dipendenti che costituiscono il primo stadio
della fotosintesi Descrivere le reazioni luce-indipendenti: il ciclo di Calvin. Capire quando si attua nelle piante il processo della fotorespirazione. Conoscere gli altri metodi delle piante per fissare la CO2: la via del C4,
le piante CAM. Conoscere quali sono i prodotti finali della fotosintesi.
Comprendere che il vivente è un sistema aperto inserito in un flusso di energia
Comprendere che l'energia metabolica serve al mantenimento del livello di organizzazione
Comprendere il ruolo centrale del glucosio nel metabolismo degli esseri viventi
Capire l'importanza dei coenzimi nelle reazioni di ossido riduzione
Comprendere l’importanza dell’ATP come valuta energetica delle cellule
Individuare i processi attraverso cui tutte le cellule trasformano l’energia contenuta negli alimenti in energia utilizzabile per compiere le varie funzioni vitali.
Comprendere l’importanza dei processi fotosintetici per la sintesi delle molecole organiche.
Riconoscere la centralità del processo fotosintetico nei flussi di materia e di energia all’interno della biosfera
Modulo VITECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
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Gli enzimi di restrizione La separazione dei frammenti di
restrizione Il sequenziamento dei frammenti Ibridazione degli acidi nucleici Clonaggio genico Il “montaggio” del DNA ricombinante Le librerie genomiche La PCR Anticorpi monoclonali La terapia genica Gli OGM La clonazione animale Applicazioni a livello agroalimentare e
sanitario Il Progetto Genoma Umano Profilo genetico e crimine
Spiegare che cosa si intende per DNA ricombinante Descrivere le proprietà degli enzimi di restrizione Spiegare la tecnica di separazione e sequenziamento Spiegare la tecnica dell’ibridazione Spiegare che cosa è una libreria genomica Illustrare il processo con cui si possono clonare sequenze di DNA Descrivere il meccanismo della reazione a catena della
polimerasi evidenziando lo scopo di tale processo Spiegare i che modo è possibile indurre i batteri a sintetizzare
proteine utili Spiegare la tecnica di produzione degli anticorpi monoclonali Spiegare che cosa si intende per transgenico e OGM Evidenziare vantaggi e svantaggi dei prodotti OGM Spiegare in che cosa consiste una terapia genica e in quali casi può essere
applicata Descrivere le tappe del Progetto Genoma Umano mettendo in evidenza
obiettivi, difficoltà e limiti
Comprendere l’importanza di queste conoscenze per gli sviluppi delle scienze biologiche e delle loro potenzialità di applicazione
Considerare come una nuova rivoluzione scientifica la manipolazione di questi meccanismi naturali
Saper seguire le varie tappe del processo con cui gli scienziati riescono ad individuare, sequenziare, isolare e copiare un gene di particolare interesse biologico
Saper comprendere l’enorme potenzialità delle attuali conoscenze di ingegneria genetica evidenziando quali nuove soluzioni, la tecnica del DNA ricombinante ha individuato e quali nuove prospettive potrà fornire a problemi di carattere agroalimentare e medico finora insoluti
Saper evidenziare l’importanza delle più recenti conquiste dell’uomo nel campo della medicina ottenute grazie alle attuali conoscenze di genetica molecolare
INDIRIZZO SCIENTIFICO ORDINARIO
PRIMO BIENNIO
CLASSI PRIME (SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IINTRODUZIONE ALLA CHIMICA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
28
La costituzione della materia Gli stati di aggregazione e i passaggi di
stato Sostanze pure, miscugli e soluzioni Trasformazioni fisiche e chimiche Definizione di atomo, molecola, ione,
isotopi, elementi e composti La tavola periodica Legami ionici e covalenti, legame a
idrogeno
Ricavare dalla formula la natura delle particelle Risalire alle caratteristiche degli elementi, in base alla loro posizione
nella tavola periodica Individuare i metodi e le procedure ottimali per la separazione dei
miscugli Saper descrivere i passaggi di stato e saper costruire il relativo grafico
temperatura/tempo Saper spiegare la forma delle molecole e le proprietà delle sostanze
Conoscere e correlare, nelle linee fondamentali, il comportamento delle varie sostanze.
Modulo IILA LITOSFERA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
Gli strati della Terra: crosta, mantello e nucleo
I minerali e le rocce: classificazione e riconoscimento dei principali tipi
I processi: magmatico, sedimentario (con cenni di geomorfologia) e metamorfico
Il ciclo litogenetico
Saper descrivere le caratteristiche fisiche e chimiche della litosfera Saper osservare e descrivere campioni di roccia e classificarle secondo
un criterio esplicitato Saper collocare i processi litogenetici nel contesto del “sistema Terra” Raccogliere e ordinare dati sperimentali
Saper effettuare connessioni logiche tra fatti e fenomeni a livello litosferico e stabilire le rispettive relazioni.
Modulo IIIL’IDROSFERA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La molecola dell’acqua e le sue proprietà Il mare in movimento: le onde, le maree, le
correnti Gli oceani e i fondali oceanici; Le acque continentali: i fiumi e i laghi Il ciclo dell’acqua (cenni
sull’inquinamento)
Saper rappresentare la molecola dell’acqua e il legame fra le molecole Saper interpretare le proprietà dell’acqua in base alla struttura e
conoscere il ciclo idrologico Conoscere la distribuzione delle risorse idriche sulla Terra Sapere come varia la salinità dell’acqua marina Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque
oceaniche
Valutare le variazioni in atto nelle risorse idriche del pianeta
Assunzione di comportamenti responsabili nell’uso della risorsa acqua
Applicazione delle conoscenze acquisite a nuovi contesti, anche legati alla vita quotidiana
Modulo IVL’ATMOSFERA E IL CLIMA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
29
L’atmosfera: composizione, stratificazione, temperatura e pressione
L’umidità e le precipitazioni meteorologiche
I climi del pianeta, i cambiamenti climatici e il riscaldamento globale
Cenni sull’inquinamento dell’aria
Saper illustrare caratteristiche e specificità dell’atmosfera Saper esaminare i fattori che determinano la variabilità delle condizioni
meteorologiche e climatiche Saper descrivere i principali tipi di clima sulla terra
Risolvere semplici problemi legati al quotidiano, ad es. i cambiamenti meteorologici
Comprendere la forte responsabilità dell’uomo nella variazione della temperatura globale dell’atmosfera e dell’inquinamento dell’aria e quali potrebbero essere le ricadute future
Modulo VLA GEOMORFOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Il modellamento Gli ambienti geomorfologici L’evoluzione del paesaggio fisico
Riconoscere le forze che hanno modellato un paesaggio Conoscere i processi di disgregazione fisica e alterazione chimica delle
rocce Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere
Collegare un paesaggio naturale noto, agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture
Considerare in modo critico e consapevole la forte influenza dell’uomo sull’ambiente
Comprendere il valore del paesaggio della propria regione per poterlo salvaguardare
Modulo VIIL PIANETA TERRA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
La posizione della Terra nell’Universo Cenni su stelle e galassie Il Sistema Solare Le leggi di Keplero e la legge di Newton Forma e dimensione della Terra L’orientamento, il reticolato geografico,
latitudine e longitudine; Elementi di cartografia I movimenti della Terra: rotazione e
rivoluzione con relative prove e conseguenze Le stagioni e le zone astronomiche La Luna: caratteristiche generali,
movimenti e relative conseguenze La misura del tempo: il giorno, l’anno e i
fusi orari
Conoscere le caratteristiche fondamentali del Sistema Solare Saper descrivere le leggi di Keplero e la legge di Newton Sapere come si misura il tempo Saper descrivere i moti della Terra e quali sono le conseguenze Saper individuare e descrivere le zone astronomiche Saper descrivere le caratteristiche della superficie luna Saper spiegare quali sono le conseguenze dei moti della Luna
Sapersi orientare nello spazio e nel tempo
Saper inquadrare i corpi celesti e la Terra, in un ambito complessivo
Riconoscere l’importanza della costruzione di modelli e del loro continuo aggiornamento
Individuare nel “sistema Terra” un sistema di equilibri complessi e delicati
30
CLASSI SECONDE (BIOLOGIA)
Modulo ILE MOLECOLE DELLA VITA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La struttura della molecola d’acqua Le proprietà dell’acqua: densità, calore
specifico, coesione e adesione Le soluzioni Monomeri e polimeri Condensazione e idrolisi dei polimeri Caratteristiche dei carboidrati Caratteristiche delle proteine Gli amminoacidi Le quattro strutture delle proteine Caratteristiche dei lipidi Caratteristiche degli acidi nucleici I nucleotidi DNA, RNA e ATP
Mettere in relazione la struttura molecolare dell’acqua con le sue proprietà
Distinguere una sostanza idrofila da una idrofobica Spiegare le caratteristiche delle soluzioni Distinguere i monomeri dai polimeri Comprendere le funzioni delle reazione di condensazione e di
idrolisi Distinguere le categorie di carboidrati biologicamente importanti e
comprendere la relazione tra struttura e funzione Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi Descrivere la struttura degli amminoacidi Descrivere i quattro livelli della struttura di una proteina e correlare
a ogni livello di organizzazione la funzione delle relative proteine Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con
l’acqua Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici Descrivere la struttura dei nucleotidi Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA e il
ruolo energetico svolto dall’ATP
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
Comprendere che le trasformazioni di alcune molecole organiche sono alla base di tutte le attività svolte dalle cellule
Modulo IILE CELLULE: STRUTTURE E FUNZIONI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
31
Le dimensioni delle cellule Microscopio ottico e microscopio
elettronico Caratteristiche delle cellule procariotiche Caratteristiche generali delle cellule
eucariotiche La cellula animale e la cellula vegetale Struttura generale delle membrane cellulari Diffusione semplice e facilitata L’osmosi Il trasporto attivo Endocitosi Esocitosi Gli organuli cellulari Il nucleo e il nucleolo La parete delle cellule vegetali Gli enzimi L’energia di attivazione La specificità degli enzimi Gli enzimi ed i processi metabolici
Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate
Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle
Descrivere la struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche Distinguere la cellula animale da quella vegetale Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la struttura chimica
della membrana cellulare 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 Comprendere il significato funzionale di endocitosi ed esocitosi Elencare gli organuli cellulari e le rispettive funzioni Saper evidenziare l’importanza nelle cellule di un sistema interno di
membrane e del citoscheletro Saper individuare l’esatto ruolo svolto dai cloroplasti e dai
mitocondri in relazione al fabbisogno energetico. Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche ed in
particolare in quelle biologiche Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati Comprendere il ruolo degli enzimi nei processi di trasformazione
dell’energia
Sapere individuare la sostanziale unitarietà dei viventi in tutti i suoi aspetti
Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l’ambiente
Saper comprendere che la capacità di prelevare energia e materia dall’ambiente e trasformarla secondo i propri scopi è una proprietà peculiare dei viventi
Modulo IIILA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
32
La scissione binaria nei procarioti Il ciclo cellulare comprende l’interfase e la
fase mitotica La preparazione del nucleo alla mitosi Strutture coinvolte nella mitosi Le fasi della mitosi: profase, , metafase,
anafase, telofase La citodieresi nelle cellule animali e
vegetali Mitosi e riproduzione asessuata Riproduzione sessuata e variabilità genetica La prima e la seconda divisione meiotica Mitosi e meiosi a confronto Meiosi e variabilità genetica Autosomi e cromosomi sessuali Differenze tra il cromosoma X e il
cromosoma Y Il cariotipo Anomalie del cariotipo
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 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 relazione tra riproduzione sessuata e variabilità genetica Spiegare la prima divisione meiotica Descrivere il crossing-over evidenziando il suo contributo alla
variabilità genetica Spiegare la seconda divisione meiotica Confrontare la meiosi con la mitosi evidenziando analogie e
differenze Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali Saper cogliere le differenze tra i due processi di gametogenesi
nell’uomo e nella donna Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei gameti in
seguito a errori del processo meiotico Specificare le anomalie che si possono osservare nel cariotipo Mettere in relazione la presenza o l’assenza di un cromosoma con
l’insorgenza di una sindrome Collegare il cariotipo delle principali anomalie numeriche degli
autosomi e degli eterosomi con gli aspetti distintivi delle relative sindromi e con la loro incidenza sulla popolazione umana
Essere in grado di 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 e la biodiversità
Modulo IVMENDEL E LA GENETICA CLASSICA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
33
Il lavoro di Mendel Le leggi di Mendel L’ampliamento del concetto di gene:
mutazioni, interazioni alleliche, interazioni geniche, effetti multipli di un singolo gene, geni e ambiente.
Determinazione del sesso Caratteri legati al sesso Gruppi di associazione e di ricombinazione
genica
Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione e della legge dell’indipendenza dei caratteri
Spiegare le linee pure in termini di genotipo Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo e fenotipo, e tra
omozigote ed eterozigote Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli
individui che si incrociano Elencare alcuni caratteri umani dominanti e recessivi Applicare un testcross per determinare il genotipo relativo a un
fenotipo dominante Leggere in termini fenotipici il rapporto 9:3:3:1 Costruire un quadrato di Punnett per due caratteri diversi da quelli
scelti da Mendel Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della prole, tra
dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli Comprendere che l’espressione genica è il frutto dell’interazione
tra geni ed ambiente Distinguere tra il cromosoma X e il cromosoma Y Dimostrare che è il padre, e non la madre, a determinare il sesso dei
figli Spiegare che cosa si intende per carattere legato al sesso e descrivere
le modalità della sua trasmissione Fornire una spiegazione dei dati ottenuti da Morgan incrociando i
moscerini «occhi rossi» con quelli «occhi bianchi» Definire, per quanto riguarda i caratteri legati al sesso, il genotipo
dei genitori conoscendo il fenotipo dei figli Spiegare il significato e le conseguenze dei gruppi di associazione Spiegare quali effetti potrebbe generare il crossing over se i geni non
fossero posti sui cromosomi in modo ordinato e lineare Ipotizzare i risultati di un incrocio in cui due caratteri ereditari siano
posti sullo stesso cromosoma Saper leggere e interpretare gli alberi genealogici
Saper comprendere la complessità della trasmissione dei caratteri e spiegarla secondo il modello mendeliano e non mendeliano
Saper comprendere come mai in una popolazione possano comparire tanti diversi fenotipi e comprenderne il valore.
Saper comprendere il ruolo dell’ambiente nell’espressione dei geni
Saper mettere in relazione le mutazioni e il processo evolutivo.
Modulo VI VIVENTI E LA BIODIVERSITA'
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
34
La classificazione dei viventi Concetto di specie Il sistema di classificazione di Linneo Filogenesi e classificazione I regni Principali caratteristiche morfologiche e
funzionali e relativi adattamenti evolutivi di monere, protisti, funghi, vegetali e animali
Definire il concetto di specie Indicare il criterio adottato per definire una specie biologica Individuare nell’isolamento riproduttivo il criterio più importante
per il riconoscimento di una specie Fare qualche esempio di nomenclatura binomia distinguendo tra
genere e specie Rilevare come le somiglianze morfologiche spesso non sono
attendibili per classificare correttamente un organismo Spiegare perché uno studio filogenetico viene reso molto più
attendibile dall’analisi delle sequenze dei filamenti di DNA e delle proteine
Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi vegetali Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi animali Distinguere gli organismi vertebrati e invertebrati Elencare i principali phyla di invertebrati e vertebrati Descrivere analogie e differenze tra i vari organismi
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
Individuare negli organismi procarioti i primi colonizzatori della Terra capaci di adattarsi agli ambienti più diversi e inospitali
Comprendere che molti organismi procarioti rivestono un ruolo di fondamentale importanza per la salvaguardia degli equilibri ambientali
Saper evidenziare l’enorme varietà dei protisti, unicellulari e pluricellulari, presenti sul nostro pianeta, riconoscendo quelle caratteristiche che li rendono i probabili antenati di piante, animali e funghi
Comprendere l’importanza ecologica dei funghi per il loro ruolo nei processi di riciclaggio delle sostanze nutritive e dei viventi stessi
Comprendere che nel corso dell’evoluzione gli organismi vegetali sono andati incontro a una diversificazione e a una complessità sempre maggiore, sviluppando strutture via via più adatte a risolvere problemi di natura ambientale e climatica
Percorrere le principali tappe evolutive che, nel corso di centinaia di milioni di anni, hanno portato gli animali ad acquisire caratteristiche anatomiche e fisiologiche sempre più specializzate e complesse
Comprendere il valore della biodiversità
35
Modulo VIORIGINE DELLA VITA E TEORIE EVOLUTIVE
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Le caratteristiche del vivente Evoluzione chimica e comparsa dei primi
organismi cellulari Evoluzione metabolica: anaerobi e aerobi,
autotrofi ed eterotrofi La cellula procariote e relativa evoluzione La cellula eucariote e relativa evoluzione La pluricellularità La scala geocronologica Fissismo ed evoluzionismo La teoria di Lamarck La teoria darwiniana Prove a favore dell’evoluzione La selezione naturale
Identificare nei procarioti i primi esseri viventi comparsi sulla Terra Spiegare come i primi organismi hanno risolto il problema
dell’energia e del nutrimento Spiegare come i primi organismi foto sintetici hanno modificato
l’atmosfera terrestre Descrivere come si ritiene si siano formate le cellule eucariote
(endosimbiosi) Collocare nella scala geocronologica i principali eventi della storia
della vita Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l’evoluzionismo Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck individuandone gli aspetti più innovativi Descrivere le prove a favore dell’evoluzione fornite dalla
paleontologia, dalla biogeografia e dall’anatomia comparata e le osservazioni di Darwin
Spiegare il legame tra variabilità all’interno di una specie e selezione naturale
Spiegare il significato di adattamento e di equilibrio dinamico
Saper collocare i viventi nell’ambiente e comprenderne l’evoluzione
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa della vita
Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria darwiniana
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa di nuove specie
Comprendere come il successo evolutivo di una specie sia in relazione con il suo grado di adattamento all’ambiente e con la sua capacità di modificarsi insieme ad esso
Modulo VIIECOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
36
Concetto di e ecosistema Livelli trofici e catene alimentari Produttività primaria Trasferimenti di energia all’interno di un
ecosistema Piramidi del flusso di energia, del numero
di organismi e della biomassa Cicli biogeochimici: componenti
geologiche e biologiche Concetto di popolazione: struttura e crescita Concetto di comunità e tipi di interazione La nicchia ecologica Le successioni ecologiche e le comunità
climax Azione antropica, gestione delle risorse
naturali e impronta ecologica
Definire il concetto di ecosistema e descrivere i rapporti che intercorrono tra i componenti di una catena alimentare e tra gli stessi e l’ambiente
Definire i termini catena alimentare e rete alimentare evidenziandone le differenze.
Elencare i livelli trofici più comuni facendo alcuni esempi di organismi. Distinguere tra consumatori primari e secondari
Evidenziare l’importanza dei detritivori distinguendo tra saprofagi e decompositori
Mettere in rapporto la lunghezza di una catena alimentare con la quantità di energia che può essere trasferita da un livello trofico a un altro
Spiegare l’utilità delle piramidi del flusso di energia, del numero di organismi e della biomassa per lo studio di un ecosistema
Individuare i principali eventi caratteristici dei cicli del carbonio,dell’azoto e del fosforo
Definire il termine popolazione e saper individuare i principali fattori che influenzano la struttura e la crescita di una popolazione
Spiegare da che cosa è determinata la capacità portante Prevedere la crescita demografica nei prossimi anni in base ai dati
disponibili Definire in modo completo la nicchia ecologica distinguendo fra
fondamentale e realizzata e evidenziando la relazione tra nicchia e organismo
Saper comprendere l’importanza delle diverse strategie messe in atto da ogni specie di una comunità e del loro significato adattativo.
Spiegare il processo che attraverso una successione ecologica porta alla comunità climax e distinguere fra i tipi di successione
Saper comprendere la complessità delle relazioni che intercorrono tra gli organismi e tra gli organismi e l’ambiente
Saper comprendere che la continua disponibilità di sostanze inorganiche in un ecosistema dipende da complessi processi che coinvolgono molti organismi ma anche lenti processi di natura geochimica
Saper comprendere che la sopravvivenza di un ecosistema dipende da un continuo apporto di energia e di risorse e che la Terra ha risorse limitate
Essere consapevole dell'interdipendenza tra l'uomo, gli altri organismi viventi e l'ambiente, per comprendere quanto l’attività umana ha inciso e incida sugli equilibri naturali in modo da maturare comportamenti responsabili.
SECONDO BIENNIO
CLASSI TERZE (BIOLOGIA, CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IDNA, CODICE GENETICO, SINTESI PROTEICA, ESPRESSIONE GENICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
37
Il ruolo del DNA Il modello di Watson e Crick La duplicazione del DNA Il DNA come portatore di informazioni Il codice genetico e la sua traduzione:
geni e proteine Il ruolo dell'RNA Il codice genetico La sintesi proteica Implicazioni biologiche: mutazioni
puntiformi Struttura dei cromosomi e regolazione
dell'espressione genica: il cromosoma procariote Regolazione dell'espressione genica nei
procarioti Il cromosoma eucariote Regolazione dell'espressione genica negli
eucarioti Il DNA del cromosoma eucariote Trascrizione ed elaborazione dell'mRNA
negli eucarioti.
Spiegare il ruolo svolto dal DNA negli esseri viventi; Descrivere in linea generale il modello di DNA proposto da Watson
e Crick Spiegare che cosa si intende per codice genetico Evidenziare le differenze tra la struttura dell’RNA e quella del DNA Spiegare in che cosa consiste il processo di trascrizione mettendo in
evidenza la funzione dell’RNA messaggero Descrivere la funzione dei ribosomi e dell’RNA di trasporto Definire il termine mutazione e spiegare che cosa si intende per
puntiforme
Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di se stesso
Evidenziare in che cosa la duplicazione del DNA di una cellula eucariote differisce da quella di una cellula procariote
Considerare le forme viventi quali espressioni diverse e diversificate di un unico patrimonio di caratteri genetici.
Modulo IIINTRODUZIONE ALLA CHIMICA E STECHIOMETRIA DEI COMPOSTI CHIMICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
38
Definizione dei seguenti concetti fondamentali: materia, sostanze, atomi elementi, composti, molecole, miscele
I principali metodi di separazione di miscugli e sostanze
L’unità di massa atomica; massa atomica e massa molecolare
Il numero di Avogadro La mole L'analisi chimica: determinazione della
composizione percentuale degli elementi in un composto; determinazione della formula minima e molecolare di un composto
Distinguere un elemento da un composto Distinguere un atomo da una molecola Distinguere un composto da una miscela Distinguere i miscugli omogenei da quelli eterogenei Distinguere la massa atomica relativa da quella assoluta Distinguere tra massa atomica e massa molecolare Conoscere il significato del numero di Avogadro e la sua
relazione con la massa molare Conoscere la relazione tra mole e massa Saper eseguire calcoli semplici con le moli Calcolare la composizione percentuale di ciascun elemento di un
composto mediante la sua formula chimica Spiegare il significato della formula minima e ricavare la formula
molecolare Definire i rapporti di combinazione esistenti tra le quantità
dei vari elementi in un composto
Utilizzare le principali tecniche di separazione dei materiali
Comprendere i concetti di mole e di massa molare
Essere in grado di svolgere esercizi con le moli, con le composizioni percentuali
Usare la mole come unità di misura della quantità di sostanza e come ponte tra sistemi macroscopici (solidi, liquidi e gas) e i sistemi microscopici (atomi, molecole e ioni)
Saper ricavare una formula minima e molecolare note le sue composizioni percentuali
Individuare i criteri per scrivere le formule chimiche di elementi e composti
Modulo IIIGLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Caratteristiche degli stati di aggregazione
della materia: solido, liquido e gassoso La teoria cinetica I passaggi di stato Curve di riscaldamento e di
raffreddamento
Descrivere le proprietà dei solidi, dei liquidi e degli aeriformi Distinguere i gas dai vapori Definire i termine indicanti un cambiamento di stato Descrivere le curve di riscaldamento delle sostanze pure e dei miscugli
Applicare la teoria particellare della materia ai cambiamenti di stato
Conoscere le variabili di stato dei gas e la relativa influenza sul comportamento di un gas
Comprendere come la variazione della pressione influenza i passaggi di stato
Saper distinguere le curve di riscaldamento delle sostanze pure e dei miscugli
Modulo IVLO STATO SOLIDO
Conoscenze Conoscenze Conoscenze
39
Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
Modulo VLO STATO LIQUIDO
Conoscenze Conoscenze Conoscenze Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Modulo VILO STATO AERIFORME
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Teoria cinetica dei gas Le leggi dei gas ideali: Boyle, Charles,
Gay-Lussac, Avogadro Equazione di stato dei gas ideali Vapori e gas
Descrivere il comportamento di un gas ideale Definire le leggi dei gas ideali e rappresentarle graficamente Conoscere le variabili di stato dei gas e la relativa influenza sul
comportamento di un gas Analizzare la differenza tra gas evapori
Elencare, motivandole, le proprietà dello stato gassoso
Specificare in che cosa un gas reale differisce da un gas ideale
Descrivere i gas mediante la teoria cinetica- molecolare
Applicare nella risoluzione dei problemi le leggi di Boyle, di Charles, di Gay-Lussac, il principio di Avogadro e l’equazione generale dei gas ideali
Modulo VIILE TEORIE DELLA MATERIA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
40
Lavoisier e la legge della conservazione della massa;
Proust e la legge delle proporzioni definite
Dalton e la legge delle proporzioni multiple
Il modello atomico di Dalton Teoria cinetico molecolare della materia
Definire le tre leggi ponderali della chimica Descrivere il modello atomico di Dalton Spiegare perché, a differenza dei miscugli, i composti
hanno un rapporto di combinazione costante Spiegare i passaggi di stato mediante la teoria cinetico-molecolare
Comprendere il significato della legge di conservazione della massa
Usare l’ipotesi atomico-molecolare della materia per spiegare la natura particellare di miscugli, elementi e composti
Modulo VIIIL'ATOMO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il problema dell'atomo Scoperta dell'esistenza di particelle più
piccole dell'atomo I primi modelli atomici Struttura dell'atomo, numero atomico,
numero di massa, isotopi L'atomo di Bohr Il principio di indeterminazione di
Heisenberg La teoria atomica moderna e gli orbitali La configurazione elettronica degli
elementi La configurazione elettronica esterna
Descrivere la struttura dell’atomo e conoscere le caratteristiche fisiche di protoni, neutroni ed elettroni
Distinguere il numero atomico dal numero di massa Definire gli isotopi Descrivere le teorie dei modelli atomici da Thomson fino alla
teoria degli orbitali Conoscere le regole per costruire le configurazioni elettroniche
degli elementi
Individuare la disposizione e il ruolo delle particelle subatomiche in un atomo
Comprendere il significato del numero atomico e del numero di massa
Essere consapevoli che gli isotopi di un elemento hanno identiche proprietà chimiche ma proprietà fisiche non coincidenti
Saper costruire le configurazioni elettroniche degli elementi
Modulo IXIL SISTEMA PERIODICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il sistema periodico di Mendeleev Corrispondenza tra sistema periodico e
configurazione elettronica degli elementi Dimensioni degli atomi, volume atomico,
energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività
La configurazione elettronica stabile e l'ottetto
Descrivere la disposizione degli elementi nella tavola periodica Descrivere le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e
semimetalli Distinguere tra gruppi e periodi della tavola periodica Definire i termini di volume atomico, energia di ionizzazione,
affinità elettronica, elettronegatività Spiegare perché gli atomi tendono ad assumere la configurazione
elettronica dei gas nobili
Comprendere l’importanza della tavola periodica nella classificazione degli elementi
Identificare le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Comprendere che le proprietà fisiche e chimiche variano periodicamente in funzione del numero atomico e della configurazione elettronica degli atomi.
Mettere in relazione la disposizione degli elettroni con la tendenza di un atomo a reagire
41
Modulo XIL LEGAME CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il concetto di legame chimico I vari tipi di legame: ionico, covalente,
dativo, a idrogeno, metallico Le forze di Van der Waals Legame chimico ed energia Ibridazione degli orbitali e geometria
delle molecole La determinazione della struttura delle
molecole
Spiegare il motivo per cui si forma un legame chimico Definire i vari tipi di legami Saper distinguere tra legame covalente puro, covalente polare,
ionico, dativo. Individuare quali molecole con legami covalenti polari sono dipoli Saper distinguere una sostanza polare da una apolare. Rappresentare la geometria della molecola dell’acqua Spiegare quando e come si forma il legame a idrogeno Definire l’energia di legame Saper applicare la teoria VSEPR per determinare la geometria
molecolare.
Comprendere il significato degli elettroni di valenza e il loro ruolo nella formazione di un legame chimico
Comprendere il significato della diversa disposizione degli elettroni tra il legame covalente puro e il legame covalente polare
Comprendere che il tipo di legame che si forma tra due o più elementi dipende dalla loro elettronegatività.
Capire che le caratteristiche fisiche degli elementi e dei composti dipendono dalla natura del legame che li lega.
Mettere in relazione le proprietà dei metalli con le caratteristiche del legame metallico
Comprendere perché le proprietà fisiche dell’acqua sono determinate dalla sua polarità e dalla presenza del legame a idrogeno tra le molecole dell’acqua
Saper distinguere quali legami intermolecolari sono presenti in una sostanza
Modulo XIPRINCIPALI TIPI DI COMPOSTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il numero di ossidazione e la valenza Leggere e scrivere le formule più semplici La classificazione dei composti inorganici Proprietà dei composti binari Nomenclatura dei composti binari Proprietà dei composti ternari Nomenclatura dei composti ternari
Spiegare la differenza tra simbolo e formula Saper determinare il numero di ossidazione di un elemento in un
composto. Conoscere la classificazione e la nomenclatura dei composti
inorganici binari, ternari (tradizionale, di Stock, IUPAC)
Ricavare informazioni dalle formule chimiche sulla composizione di un composto
Saper classificare i vari tipi di composti.
Data una formula chimica, saper assegnare correttamente il nome.
Dato il nome di un composto, saper scrivere la corretta formula chimica corrispondente
Modulo XIII VULCANI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
42
La composizione dei magmi Tipi di magma Morfologia e classificazione dei vulcani Distribuzione geografica dei vulcani; Il meccanismo eruttivo Tipi di eruzione I prodotti dell’attività vulcanica Attività vulcanica esplosiva Attività vulcanica effusiva Manifestazioni gassose Rischio vulcanico: previsione e
prevenzione
Conoscere la composizione del magma e la sua viscosità, e classificarlo in base al contenuto in silice
Spiegare le cause della risalita del magma Confrontare le eruzioni esplosive ed effusive Riconoscere e descrivere i prodotti dell’attività vulcanica Riconoscere e descrivere le diverse forme degli apparati vulcanici
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra;
Valutare il rischio sismico nel caso di eruzioni vulcaniche e correlare i due fenomeni;
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei vulcani e dei terremoti.
Modulo XIIII TERREMOTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Definizione di terremoto Comportamento elastico delle rocce Ciclicità statistica dei fenomeni sismici Onde sismiche Misura delle vibrazioni sismiche Determinazione dell’epicentro di un
terremoto Distribuzione geografica dei terremoti Energia e intensità dei terremoti Scala Richter e Mercalli Previsione e controllo dei terremoti Il rischio sismico L’importanza della prevenzione
Sapere che le rocce si possono deformare e saper analizzare le forze che provocano le deformazioni
Conoscere e applicare la teoria del rimbalzo elastico Spiegare il ciclo sismico Descrivere un terremoto e riconoscere le onde sismiche in un
sismogramma Comprendere come i sismogrammi siano fondamentali per
ricavare i dati relativi ad un evento sismico (ipocentro, epicentro, magnitudo....)
Saper confrontare intensità e magnitudo Sapere cosa si intende per rischio sismico
Riconoscere cause ed effetti dei fenomeni sismici e saperli interpretare
Essere consapevoli della differenza tra “pericolosità” e rischio sismico
Riflettere sulla vulnerabilità delle costruzioni realizzate dall’uomo
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi e strutture litosferiche
CLASSI QUARTE (BIOLOGIA E CHIMICA)
Modulo ISTUDIO DEL CORPO UMANO INTRODUZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
43
Organizzazione corporea dei mammiferi
Giunzioni tra cellule I tessuti del corpo umano Tessuto epiteliale, connettivo,
ghiandolare Tessuto osseo, muscolare, nervoso. Alcune importanti funzioni
dell’organismo: omeostasi, integrazione e controllo
Sapere quali organi sono contenuti nella cavità toracica e addominale Saper che cosa differenzia gli animali ectotermi da quelli endotermi Sapere quali sono alcune caratteristiche distintive dei mammiferi Conoscere l’organizzazione gerarchica del corpo umano Conoscere con quale criterio vengono classificati i tessuti
Saper quali sono le caratteristiche dei tre tipi di tessuto muscolare
Sapere illustrare i diversi tipi di neuroni
Conoscere il ruolo dell’omeostasi Sapere cosa si intende per
metabolismo Conoscere il meccanismo a feedback
Modulo IISISTEMA SCHELETRICO, SISTEMA MUSCOLARE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Struttura micro e macroscopica delle
ossa Classificazione delle ossa Difetti e osteopatie Struttura micro e macroscopica del
muscolo Il meccanismo della contrazione La regolazione della contrazione
Sapere cosa si intende per endoscheletro Saper descrivere la struttura dello scheletro umano Sapere i criteri di classificazione delle ossa Sapere cosa sono i tendini e i legamenti Saper descrivere la struttura di un muscolo scheletrico Spiegare il meccanismo della contrazione
Comprendere i concetti di funzionamento delle ossa
Essere in grado di distinguere le varie forme delle ossa
Saper spiegare il ruolo dell’ATP nella contrazione muscolare
Individuare i criteri per descrivere una unità motoria
Modulo IIIIL SISTEMA DIGERENTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema digerente Introduzione istologica ed
organizzativa del sistema digerente umano La bocca, la faringe e l’esofago Lo stomaco, l’intestino tenue e
crasso Ghiandole annesse Regolazione del glucosio ematico Elementi per una corretta
alimentazione: la dieta mediterranea
Descrivere le funzioni del processo digestivo Descrivere il ruolo dei vari componenti dell’apparato digerente Definire in che modo il cibo riesce a passare nell’esofago e non nel canale
respiratorio Definire i principali componenti dei succhi gastrici Distinguere la differenza fra pepsina e pepsinogeno
Comprendere quale ruolo riveste il muco che riveste le pareti dello stomaco
Capire quali soluzioni strutturali consentono di ampliare la superficie intestinale
Comprendere quale ruolo hanno il fegato e il pancreas nella demolizione del cibo
Comprendere in che modo e in quale forma vengono assorbite le molecole organiche
Comprendere l’importanza di una corretta alimentazione
Modulo IVIL SISTEMA RESPIRATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
44
Evoluzione dei sistemi respiratorio; Introduzione istologica ed
organizzativa del sistema respiratorio umano
Le prime vie respiratorie Bronchi e polmoni Infezioni delle vie respiratorie Trasporto e scambio di gas Il controllo della respirazione Educazione antifumo
Capire i processi che permettono lo scambio gassoso Descrivere la struttura degli apparati coinvolti nel processo respiratorio Saper analizzare la meccanica respiratoria
Comprendere quali fattori e organi entrano nel meccanismo del controllo respiratorio
Conoscere l’importanza delle variazioni di livello della CO2 nel sangue
Comprendere l’importanza dei danni derivanti dal fumo
Modulo VIL SISTEMA CIRCOLATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema
cardiovascolare Organizzazione del sistema
circolatorio umano Il sangue: composizione I vasi sanguigni e le loro patologie Il cuore Regolazione del battito cardiaco.
Patologie. La pressione sanguigna Il sistema linfatico
Descrivere i componenti del sistema cardiovascolare Sapere le funzioni svolte dal cuore e dal sangue Conoscere la differenza tra circolazione sistemica e circolazione
polmonare Sapere quali sono i componenti del sangue Sapere come avviene lo scambio gassoso tra sangue e tessuti
Descrivere il percorso che fa il sangue all’interno del cuore
Conoscere il ruolo delle principali valvole cardiache
Sapere dove si origina il battito cardiaco e come avviene il suo controllo
Conoscere i principali problemi legati al sistema circolatorio
Conoscere il ruolo del sistema linfatico
Modulo VIIL SISTEMA ESCRETORE E LA TERMOREGOLAZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema escretore Anatomia del sistema escretore
umano Funzione del rene Regolazione della funzione renale Patologie associate al rene Regolazione della temperatura
corporea
Conoscere gli organi che costituiscono il sistema escretore Sapere quali sono i processi fondamentali coinvolti nella regolazione
dell’ambiente chimico interno Conoscere i quattro processi fondamentali mediante cui avviene la
formazione dell’urina
Sapere il ruolo degli ormoni nella regolazione operata dal rene
Riconoscere le cause dell’insufficienza renale
Descrivere il rapporto tra attività enzimatica e temperatura corporea
Modulo VIISISTEMA ENDOCRINO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
45
Anatomia e fisiologia del sistema endocrino
Il meccanismo di azione degli ormoni
Le principali ghiandole endocrine: L’ipofisi L’ipotalamo La tiroide e le paratiroidi Le ghiandole surrenali Il pancreas La ghiandola pineale Altri tessuti secernenti ormoni
Descrivere il ruolo del sistema endocrino e nervoso Conoscere le differenze tra cellule neurosecretrici e cellule bersaglio Conoscere la posizione e il ruolo delle principali ghiandole secretrici Sapere il funzionamento del meccanismo di controllo a feedback
Per ogni ghiandola conoscere gli ormoni prodotti e il loro ruolo
Capire il diverso meccanismo di azione degli ormoni
Sapere i danni provocati da un errato funzionamento nella produzione e/o regolazione ghiandolare
Modulo VIIIIL SISTEMA NERVOSO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema nervoso L’impulso nervoso e sua
propagazione La sinapsi; i neurotrasmettitori Struttura del sistema nervoso
centrale e periferico: somatico ed autonomo, simpatico e parasimpatico
La percezione sensoriale e i suoi recettori
L’occhio, l’orecchio Le endorfine; gli psicofarmaci. Le
droghe L’encefalo: anatomia Elaborazione delle informazioni e
delle emozioni Malattie neurovegetative e disturbi
mentali
Saper descrivere i diversi tipi di neuroni e la loro organizzazione Sapere la funzione delle cellule gliali Conoscere le parti che formano il SNC Sapere il funzionamento di un arco riflesso Descrivere la differenze tra sistema somatico e autonomo, simpatico e
parasimpatico e le loro funzioni
Capire il funzionamento della propagazione dell’impulso nervoso
Conoscere la differenza tra sinapsi chimiche ed elettriche
Descrivere la differenza tra sinapsi eccitatoria ed inibitoria
Conoscere i quattro tipi principali di neurotrasmettitori
Saper descrivere la struttura e la funzione del SNC
Conoscere le principali malattie neurodegenerative e disturbi mentali
Modulo IXIL SISTEMA RIPRODUTTORE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
46
Richiamo alla gametogenesi nella specie umana
Il sistema riproduttore maschile Regolazione della produzione di
ormoni maschili Il sistema riproduttore femminile Regolazione della produzione di
ormoni femminili Malattie a trasmissione sessuale La contraccezione e metodi
contraccettivi Lo sviluppo dell’embrione Il ruolo della placenta; i tre trimestri
intrauterini; il parto
Conoscere l’anatomia del sistema riproduttore umano Sapere come avviene la produzione e la regolazione della produzione
dei gameti Conoscere gli ormoni coinvolti nella gametogenesi Sapere le principali infezioni e malattie a trasmissione sessuale
Conoscere i principali metodi anticoncezionali
Conoscere i principali esami diagnostici da attuare per una efficace prevenzione
Sapere le principali cause di sterilità Conoscere lo sviluppo embrionale
fino al parto
Modulo XIL SISTEMA IMMUNITARIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze I meccanismi di difesa del corpo
umano Immunità innata; risposta
infiammatoria Immunità acquisita Linfociti B e immunità mediata da
anticorpi I vaccini Struttura e funzione degli anticorpi;
le allergie; malattie autoimmuni Linfociti T e immunità mediata da
cellule Trapianti di organi e trasfusioni di
sangue Malattie da immunodeficienza;
l’AIDS
Sapere quali sono i principali agenti patogeni Sapere la differenza tra immunità acquisita e innata Conoscere i vari tipi di leucociti Sapere il ruolo svolto dall’istamina Conoscere gli eventi che caratterizzano una risposta infiammatoria Conoscere i principali componenti del sistema immunitario Sapere cosa caratterizza una risposta immunitaria
Sapere cosa si intende per antigene e anticorpi
Sapere quali funzioni hanno le plasmacellule e le cellule della memoria
Sapere cosa sono i vaccini e quali vaccinazioni sono obbligatorie in Italia
Conoscere le principali malattie autoimmuni
Conoscere il ruolo dei linfociti T e B Conoscere le principali malattie da
immunodeficienza
Modulo XIEDUCAZIONE ALLA SALUTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
47
Rischi connessi a errata alimentazione, abuso di alcoolici, danni da fumo, uso di droghe o psicofarmaci
Rischi derivanti dall’assunzione di sostanze dopanti e/o anabolizzanti
Rischi derivanti da malattie trasmissibili anche sessualmente
Rischi derivanti da abitudini di vita sedentaria associata a scorretta alimentazione
Saper descrivere gli effetti nocivi prodotti dall'assunzione di sostanze pericolose
Saper descrivere gli effetti legati ad abitudini di vita scorrette
Correlare i comportamenti errati con i possibili effetti sull'organismo
Modulo XIILE SOLUZIONI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Soluzione solvente e soluto Soluzioni gassose Soluzioni di un gas in un liquido Soluzioni di un liquido in un liquido Soluzioni di un solido in un liquido Curve di solubilità Le leghe Concentrazione delle soluzioni Proprietà colligative Legge di Raoult Innalzamento ebullioscopico e
abbassamento crioscopico Osmosi e pressione osmotica.
Spiegare perché le sostanze si sciolgono nei solventi; Analizzare i fattori che influenzano la solubilità di un soluto con un
solvente Provare la solubilità di una sostanza in acqua o in altri solventi Precisare i modi in cui è possibile esprimere la concentrazione di una
soluzione Esaminare i motivi perché alcune proprietà fisiche dipendono dalla
concentrazione del soluto e non dal tipo di soluto Costruire la curva di solubilità in acqua in funzione della temperatura,
di una sostanza solida.
Preparare soluzioni a concentrazione nota e spiegare la solubilità nei solventi con il modello cinetico-molecolare, e le proprietà colligative delle soluzioni
Modulo XIIILE REAZIONI CHIMICHE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
48
Equazioni di reazione Bilanciamento delle equazioni
chimiche Classificazione delle reazioni
chimiche Reazione di sintesi Reazione di analisi Reazione di combinazione Reazione di decomposizione Reazione di spostamento o di
scambio Reazione di doppio scambio Equazione ionica netta Equazioni acido-base Calcoli stechiometrici Reagente limitante e reagente in
eccesso Resa di reazione
Bilanciare una reazione chimica Effettuare calcoli stechiometrici Leggere un’equazione chimica bilanciata sia sotto l’aspetto macroscopico sia
sotto l’aspetto microscopico Riconoscere il reagente in eccesso e il reagente e il reagente limitante, rispetto
alle quantità stechiometriche Classificare le principali reazioni chimiche
Investigare e bilanciare le reazioni che realmente avvengono, eseguendo anche calcoli quantitativi su reagenti e prodotti
Modulo XIVTERMODINAMICA CHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Energia nelle reazioni chimiche Calore di reazione Misura del calore di reazione Reazioni esotermiche ed
endotermiche Primo principio della termodinamica Entalpia Variazione di entalpia nelle reazioni Reazioni di combustione Legge di Hess Secondo principio della
termodinamica Variazioni di entropia in una
trasformazione fisica e in un sistema chimico
Energia libera Spontaneità di una reazione chimica
Stabilire e descrivere i concetti di sistema e ambiente Applicare il primo e il secondo principio della termodinamica Analizzare gli scambi di energia termica e chimica in una reazione
esotermica ed endotermica Applicare la legge di Hess per calcolare la variazione di entalpia
standard di reazione Prevedere la variazione di entropia in una trasformazione fisica e in un
sistema chimico e calcolare la variazione di entropia standard di reazione Applicare l’equazione di Gibbs per calcolare la variazione di energia
libera standard
Comprendere che una reazione avviene spontaneamente quando sono soddisfatte alcune condizioni
Modulo XVCINETICA CHIMICA
49
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Velocità delle reazioni chimiche Dinamica delle reazioni Teoria delle collisioni Teoria del complesso attivato Diagrammi di energia di attivazione Fattori che influenzano la velocità di
reazione Natura dei reagenti Concentrazione dei reagenti Temperatura del sistema reagente Stato di suddivisione dei reagenti Catalizzatori
Definire l’espressione della velocità di reazione Esaminare le reazioni chimiche in relazione alla teoria delle collisioni e del
complesso attivato Analizzare il decorso energetico di una reazione chimica Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione Giustificare la relazione che lega il meccanismo di reazione all’ordine di
reazione
Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione
Comprendere il significato dell'energia di attivazione e correlarla all'uso dei catalizzatori
Modulo XVIEQUILIBRIO CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Reazioni irreversibili e reversibili Equilibrio chimico Legge di azione di massa La costante di equilibrio Kc
La costante di equilibrio Kp
Equilibri eterogenei Applicazioni della costante di
equilibrio Grado di avanzamento di una
reazione Verso di svolgimento di una trazione Concentrazione all’equilibrio di una
specie chimica Tabelle dell’equilibrio Il principio di Le Chatelier Effetto sull’equilibrio della
variazione della concentrazione dei componenti
Effetto sull’equilibrio della variazione di pressione o di volume
Effetto sull’equilibrio della variazione di temperatura
Reazioni a completamento
Descrivere l’equilibrio chimico sia da un punto di vista macroscopico sia microscopico
Utilizzare il quoziente di reazione per prevedere in quale direzione evolverà una reazione
Calcolare la costante di equilibrio di una reazione dai valori delle concentrazioni
Applicare il valore numerico della costante di equilibrio per calcolare la concentrazione dei componenti di una reazione che ha raggiunto l’equilibrio
Utilizzare il principio di Le Chatelier allo scopo di prevedere l’effetto del cambiamento del numero di moli, del volume o della temperatura sulla posizione dell’equilibrio.
Comprendere il concetto di equilibrio dinamico
Spiegare le proprietà dei sistemi chimici all’equilibrio e comprenderne l'evoluzione in seguito a perturbazioni
50
Modulo XVIIEQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Elettroliti Acidi e basi Teoria di Arrhenius Teoria di Brønsted-Lowry Coppie coniugate acido-base Reazioni di protolisi Composti anfoteri Acidi forti e deboli Costante di dissociazione acida Basi forti e deboli Costante di dissociazione basica Basi e acidi monoprotici e
poliprotici Teoria di Lewis Reazione di dissociazione dell’acqua Prodotto ionico dell’acqua Soluzioni acide, neutre, basiche Gradi di acidità o basicità di una
soluzione: ph e pOH Calcolo del pH di soluzioni di acidi
o basi forti o deboli Determinazione sperimentale del pH
di una soluzione Reazioni di neutralizzazione Equivalente chimico Massa equivalente Normalità Titolazione acido-base Curve di titolazione Idrolisi salina Soluzioni tampone Equilibri di solubilità
Effetto dello ione comune
Rappresentare le reazioni di dissociazione ionica di una elettrolita Esaminare gli acidi e le basi secondo la teoria di Arrhenius e quella di
Brønsted-Lowry Definire e identificare una coppia coniugata acido-base Mettere in relazione la forza di un acido o di una base con i valori di Ka
e Kb
Definire gli acidi e le basi secondo la teoria di Lewis Definire e calcolare il pH di una soluzione Descrivere la determinazione sperimentale del pH con gli indicatori Descrivere le reazioni di neutralizzazione Prevedere la natura acida, neutra o basica della soluzione di un sale Analizzare il meccanismo delle soluzioni tampone Utilizzare il valore del Kps per calcolare la solubilità di un solido
ionico.
Comprendere il comportamento degli acidi, delle basi e dei sali in acqua
Spiegare le proprietà di acidi e basi e risolvere problemi quantitativi riguardanti queste sostanze
Modulo XVIIIELETTROCHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
51
Bilanciamento delle reazioni redox Metodo della variazione del numero
di ossidazione Metodo delle semireazioni Reazione di dismutazione Cella elettrochimica Pila Daniell Diagramma di cella Forza elettromotrice di una pila Elettrodi Potenziale standard di elettrodo Serie di potenziali standard di
riduzione Pile a secco, pile reversibili, pila a
combustione Equazione di Nernst Cella elettrolitica Prodotto dell’elettrolisi in soluzione
acquosa Elettrolisi di una soluzione acida,
elettrolisi di una soluzione basica Elettrolisi dell’acqua Leggi di Faraday Applicazioni industriali
dell’elettrolisi
Distinguere gli ossidanti dai riducenti Bilanciare le reazioni redox con il metodo ionico-elettronico Descrivere la pila di Daniell Rappresentare il diagramma di cella e calcolare la f.e.m. di una cella
elettrochimica Spiegare il funzionamento delle pile a secco e degli accumulatori Descrivere il funzionamento della cella elettrolitica Prevedere i prodotti che si formano in una cella elettrolitica in soluzione
acquosa Applicare le leggi di Faraday ai processi elettrolitici Descrivere le principali applicazioni dell’elettrolisi
Applicare i principi delle reazioni di ossido riduzione per costruire pile e celle elettrolitiche e risolvere i relativi problemi quantitativi
QUINTO ANNO (BIOLOGIA, CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IL’INTERNO DELLA TERRA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
52
La struttura stratificata della Terra Crosta, mantello e nucleo Litosfera, astenosfera e mesosfera Il calore interno della Terra Origine del calore interno Gradiente geotermico Il flusso di calore Il nucleo La zona d’ombra Composizione del nucleo Il mantello Composizione del mantello Correnti convettive nel mantello Tomografia sismica La crosta Il campo magnetico terrestre Il paleomagnetismo Le inversioni di polarità Stratigrafia magnetica
Conoscere la composizione dell’interno della Terra secondo le più recenti scoperte
Distinguere tra crosta e litosfera Descrivere le caratteristiche dell'astenosfera Spiegare le cause del calore interno terrestre Descrivere i modelli dell'interno della Terra e confrontare le
informazioni che le varie indagini forniscono in modo da ricostruire un modello tridimensionale della struttura terrestre
Descrivere la convezione Descrivere le differenze tra crosta oceanica e continentale Riconoscere l’importanza del campo magnetico terrestre e
conoscere le ipotesi sulla sua origine Riconoscere l'importanza del paleomagnetismo come prova
dell'espansione del fondale oceanico
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra.
Riconoscere la relazione tra la distribuzione geografica delle variazioni della densità della crosta terrestre e la sua composizione
Modulo IILA TETTONICA DELLE PLACCHE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
53
Concetti generali e cenni storici Che cosa è una placca litosferica I margini delle placche Quando sono “nate” le placche Placche e moti convettivi Il mosaico globale Placche e terremoti Placche e vulcani Tettonica delle placche e risorse
naturali L’espansione del fondo oceanico Le dorsali medio-oceaniche Espansione del fondo oceanico La struttura della crosta oceanica Il meccanismo dell’espansione Prove dell’espansione oceanica I margini continentali Tipi di margine continentale Margini continentali passivi Margini continentali trasformi Margini continentali attivi Tettonica delle placche e orogenesi Gli “oceani perduti”: le ofioliti
Sapere le cause della disposizione attuale delle terre emerse Conoscere e applicare la teoria della deriva dei continenti Spiegare il motivo del limite di profondità dei terremoti Descrivere la relazione tra margini di placca e risorse naturali Comprendere come la crosta oceanica sia più giovane della
continentale Saper descrivere la struttura e il funzionamento di una
dorsale oceanica Sapere correlare la batimetria degli oceani con l’età della
crosta oceanica Spiegare l’importanza delle anomalie magnetiche in
relazione al movimento delle placche Capire il significato della parola “orogenesi” Evidenziare il ruolo dell’isostasia nel processo di innalzamento
delle catene montuose Spiegare il significato attribuito alle ofioliti
Riconoscere ed interpretare il significato della parola “relativo” riferito al movimento delle placche
Essere consapevoli della differenza tra reattività vulcanica di una dorsale e quella di un arco magmatico
Riflettere sui fenomeni geologici superficiali che consentono di individuare i margini di placca
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi, dei vulcani e delle zone di frattura delle placche
Interpretare in modo corretto la distribuzione morfo-geologica in un sistema arco-fossa
Saper spiegare perché la velocità di espansione del fondo oceanico cambia a seconda del luogo
Interpretare correttamente la presenza di “punti caldi”
Modulo IIICOMPOSTI ORGANICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Proprietà dell’atomo di carbonio Formule dei composti organici Isomeria di struttura e
stereoisomeria Proprietà fisiche Reattività Gruppi funzionali Reazione omolitica ed eterolitica Reagenti elettrofili e nucleofili Classificazione
Descrivere le proprietà dell’atomo di carbonio Rappresentare i composti organici tramite i diversi tipi di
formule Descrivere i vari tipi di isomeria Descrivere le modalità con cui si svolge una rottura omolitica o etero litica di
un legame covalente Spiegare il significato di carbanione, e carbocatione, di reagente elettrofilo e
nucleofilo Analizzare la classificazione dei composti organici in base ai gruppi
funzionali
Comprendere quali sono le proprietà che permettono al carbonio di formare milioni di composti organici
Comprendere i fattori che determinano la reattività dei composti del carbonio
Modulo IVIDROCARBURI E GRUPPI FUNZIONALI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
54
Ibridazione sp3, sp2, sp Alcani: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Cicloalcani: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Alcheni: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Alchini: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Idrocarburi aromatici monociclici Benzene: struttura, reazioni Idrocarburi aromatici policiclici Alogenuri alchilici: nomenclatura,
classificazione, proprietà fisiche, reazioni Alcoli: nomenclatura,
classificazione, proprietà fisiche, reazioni Eteri: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Fenoli: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Aldeidi e chetoni: il gruppo
funzionale carbonile, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Acidi carbossilici: il gruppo funzionale carbossilico, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni, derivati degli acidi carbossilici, acidi carbossilici polifunzionali
Ammine: il gruppo funzionale amminico, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Spiegare la natura dei legami semplici, doppi e tripli Attribuire il nome IUPAC ai composti organici Descrivere le serie degli alcani, dei cicloalcani, degli alcheni, degli alchini,
degli idrocarburi aromatici e dei gruppi funzionali in termini di formule generali, di formule di struttura
Giustificare le proprietà fisiche di tutti i composti organici Analizzare le reazioni di tutti i composti organici
Distinguere alcani, alcheni, alchini, idrocarburi ciclici aromatici in base alle loro proprietà fisiche e chimiche
Confrontare le proprietà degli idrocarburi alifatici e ciclici con quelle degli idrocarburi aromatici
Correlare i gruppi funzionali con le proprietà e le funzioni dei composti che li contengono
Modulo VLE BIOMOLECOLE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
55
I CARBOIDRATI: caratteristiche generali e classificazione; i monosaccaridi (isomeria strutturale; chiralità, proiezioni di Fischer; struttura ciclica: proiezioni di Haworth; reazioni tipiche del gruppo carbonile); i disaccaridi e i polisaccaridi.
I LIPIDI: caratteristiche generali e classificazione; struttura e proprietà dei trigliceridi; le reazioni di idrogenazione e di idrolisi alcalina (saponi); i fosfolipidi; le cere; gli steroidi; le vitamine liposolubili e la loro importanza biologica.
GLI AMMINOACIDI, I PEPTIDI e LE PROTEINE: gli amminoacidi: chiralità, nomenclatura e classificazione, struttura ionica dipolare e comportamento anfotero; peptidi: caratteristiche del legame peptidico e relative reazioni; proteine: costituzione, strutture caratteristiche e denaturazione; gli enzimi.
GLI ACIDI NUCLEICI: composizione chimica; nucleosidi e nucleotidi; la struttura del DNA: la doppia elica; la struttura e le funzioni degli acidi ribonucleici
Saper rappresentare la formula di struttura delle molecole organiche con le varie rappresentazioni
Saper rappresentare correttamente la struttura tridimensionale di una molecola usando il modello a cunei e la proiezione di Fischer
Saper utilizzare la nomenclatura per attribuire il nome agli isomeri dei composti
Saper distinguere i diversi isomeri in base alle loro proprietà fisiche o chimiche
Giustificare il diverso stato fisico dei grassi e degli oli Saper rappresentare la reazione di idrolisi alcalina dei
trigliceridi Analizzare il ruolo biologico degli steroidi e delle vitamine
liposolubili Giustificare il comportamento anfotero degli AA Analizzare i livelli di organizzazione delle proteine Spiegare il ruolo biologico degli enzimi e riconoscere i
meccanismi d’azione enzima-substrato e ormone-recettore Analizzare la composizione chimica dei nucleosidi e dei
nucleotidi Saper esaminare la struttura del DNA e saper individuare le
implicazioni biochimiche ad essa connesse Descrivere il ruolo biologico dei diversi tipi di RNA.
Correlare la struttura dei composti e la presenza di gruppi funzionali con la loro reattività.
Capire la relazione tra struttura e funzione delle biomolecole
Riconoscere il ruolo che carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici ricoprono negli esseri viventi.
Essere in grado di mettere in relazione la struttura del DNA con la conservazione, la trasmissione e l’espressione dei caratteri ereditari
Modulo VISCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
56
Energia e organismi viventi Metabolismo cellulare: anabolismo e
catabolismo Sintesi delle biomolecole Demolizione delle biomolecole. Strategie metaboliche Reazioni di ossido-riduzione Gli enzimi Cofattori dell’azione enzimatica I coenzimi NAD e FAD trasportatori
di elettroni Sequenze biochimiche La valuta energetica della cellula:
l'ATP La glicolisi La fermentazione La respirazione cellulare Struttura dei mitocondri. L’ossidazione dell’acido piruvico Il ciclo di Krebs Trasporto finale di elettroni Meccanismo della fosforilazione
ossidativa Bilancio energetico totale I primi organismi fotosintetici Luce, clorofilla e altri pigmenti Struttura dei cloroplasti I fotosistemi I e II Reazioni luce-dipendenti Reazioni luce-indipendenti: il ciclo
di Calvin Soluzioni alla carenza di CO2:
fotorespirazione e ciclo C4 Le piante CAM Reazioni e prodotti della fotosintesi
Riconoscere la differenza tra catabolismo e anabolismo e tra reazioni esoergoniche e endoergoniche
Riconoscere le principali vie metaboliche e la loro regolazione Conoscere la funzione degli enzimi, la loro struttura ed il meccanismo
con cui agiscono Spiegare che cosa sono i cofattori e i coenzimi Conoscere la formula dell’ATP e spiegare la sua funzione Capire che l’ATP si trasforma mediante l’idrolisi o la
fosforilazione Sapere qual è la reazione di demolizione del glucosio e che tale reazione
avviene in diverse fasi Descrivere i vari tipi di fermentazione Conoscere il processo di glicolisi Descrivere la struttura dei mitocondri Esporre le fasi della respirazione cellulare: ossidazione dell'acido
piruvico, ciclo di Krebs, trasporto finale di elettroni Descrivere il meccanismo della fosforilazione ossidativa Fare un bilancio energetico totale del processo di demolizione
del glucosio Conoscere l'evoluzione degli organismi fotosintetici Individuare la differenza tra cellule chemiosintetiche e fotosintetiche Sapere qual è la reazione principale della fotosintesi e che tale reazione
avviene in diverse fasi Conoscere la natura della luce e che cosa sono i pigmenti Conoscere la struttura dei cloroplasti Spiegare le funzioni dei fotosistemi I e II e i processi che avvengono in
essi Descrivere le reazioni luce-dipendenti che costituiscono il primo stadio
della fotosintesi Descrivere le reazioni luce-indipendenti: il ciclo di Calvin Capire quando si attua nelle piante il processo della fotorespirazione Conoscere gli altri metodi delle piante per fissare la CO2: la via del C4,
le piante CAM Conoscere quali sono i prodotti finali della fotosintesi
Comprendere che il vivente è un sistema aperto inserito in un flusso di energia
Comprendere che l'energia metabolica serve al mantenimento del livello di organizzazione
Comprendere il ruolo centrale del glucosio nel metabolismo degli esseri viventi
Capire l'importanza dei coenzimi nelle reazioni di ossido riduzione
Comprendere l’importanza dell’ATP come valuta energetica delle cellule
Individuare i processi attraverso cui tutte le cellule trasformano l’energia contenuta negli alimenti in energia utilizzabile per compiere le varie funzioni vitali.
Comprendere l’importanza dei processi fotosintetici per la sintesi delle molecole organiche.
Riconoscere la centralità del processo fotosintetico nei flussi di materia e di energia all’interno della biosfera
Modulo VIIGENETICA DI VIRUS E BATTERI E TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
57
I plasmidi Il processo di coniugazione I virus Ciclo litico e lisogeno Il processo di trasduzione Il meccanismo di infezione dei
retrovirus I trasposoni Gli enzimi di restrizione La separazione dei frammenti di
restrizione Il sequenziamento dei frammenti Ibridazione degli acidi nucleici Clonaggio genico Il “montaggio” del DNA
ricombinante Le librerie genomiche La PCR Anticorpi monoclonali La terapia genica Gli OGM La clonazione animale Applicazioni a livello
agroalimentare e sanitario Il Progetto Genoma Umano Profilo genetico e crimine
Descrivere le peculiarità strutturali del plasmide F Spiegare i meccanismi che sono alla base della coniugazione Descrivere la struttura generale dei virus mettendo in evidenza la loro
funzione di vettori nei batteri e nelle cellule eucariote Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno Spiegare in che cosa consiste il processo di trasduzione distinguere tra
trasduzione generale e trasduzione specializzata Descrivere il meccanismo di azione dei retrovirus Descrivere le caratteristiche dei trasposoni evidenziando quali
conseguenze può comportare la loro mobilità Mettere a confronto le caratteristiche dei diversi vettori Spiegare che cosa si intende per DNA ricombinante Descrivere le proprietà degli enzimi di restrizione Spiegare la tecnica di separazione e sequenziamento Spiegare la tecnica dell’ibridazione Spiegare che cosa è una libreria genomica Illustrare il processo con cui si possono clonare sequenze di DNA Descrivere il meccanismo della reazione a catena della
polimerasi evidenziando lo scopo di tale processo Spiegare i che modo è possibile indurre i batteri a sintetizzare
proteine utili Spiegare la tecnica di produzione degli anticorpi monoclonali Spiegare che cosa si intende per transgenico e OGM Evidenziare vantaggi e svantaggi dei prodotti OGM Spiegare in che cosa consiste una terapia genica e in quali casi può essere
applicata Descrivere le tappe del Progetto Genoma Umano mettendo in evidenza
obiettivi,difficoltà e limiti
Saper capire l’importanza dei vettori cellulari per la naturale trasmissione di informazioni genetiche a favore di una maggiore variabilità
Comprendere l’importanza di queste conoscenze per gli sviluppi delle scienze biologiche e delle loro potenzialità di applicazione
Considerare come una nuova rivoluzione scientifica la manipolazione di questi meccanismi naturali
Saper seguire le varie tappe del processo con cui gli scienziati riescono ad individuare, sequenziare, isolare e copiare un gene di particolare interesse biologico
Saper comprendere l’enorme potenzialità delle attuali conoscenze di ingegneria genetica evidenziando quali nuove soluzioni la tecnica del DNA ricombinante ha individuato e quali nuove prospettive potrà fornire a problemi di carattere agroalimentare e medico finora insoluti
Saper evidenziare l’importanza delle più recenti conquiste dell’uomo nel campo della medicina ottenute grazie alle attuali conoscenze di genetica molecolare
Modulo VIIIATMOSFERA, FENOMENI METEOROLOGICI E CLIMA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
58
Composizione, suddivisione e limite dell'atmosfera
L'atmosfera nel tempo geologico Il bilancio termico del pianeta Terra La pressione atmosferica e i venti La circolazione atmosferica
generale: circolazione nella bassa e alta troposfera
L'umidità atmosferica e le precipitazioni
Stabilità atmosferica e saturazione Come si formano le precipitazioni Le perturbazioni atmosferiche;
masse d'aria e fronti Dalla meteorologia alla climatologia Processi climatici e loro interazioni
con litosfera e biosfera (i suoli) Distribuzione geografica dei diversi
climi (interazione atmosfera e idrosfera)
Saper illustrare caratteristiche e specificità dell’atmosfera Saper indicare i fattori che influenza no la pressione
atmosferica Saper descrivere le aree cicloniche e anticicloniche Saper spiegare la circolazione nella bassa e nella alta atmosfera Saper definire il concetto di stabilità dell'aria Saper spiegare come si formano le precipitazioni Saper definire le masse d'aria e le loro zone di origine Saper definire i fronti Saper indicare gli elementi e i fattori del clima Saper indicare la classificazione dei climi secondo Koppen Saper esaminare i fattori che determinano la variabilità delle
condizioni meteorologiche e climatiche
Riuscire a riconoscere e stabilire l’importanza dei fenomeni meteorologici
Conoscere gli strumenti con cui poter rilevare il clima di una data zona
Riconoscere la relazione tra la distribuzione geografica delle variazioni climatiche
Conoscere le informazioni e i limiti di un modello climatico
Saper raccogliere ed utilizzare semplici dati meteorologici per disegnare un diagramma climatico
Modulo IXINTERAZIONI TRA GEOSFERE E CAMBIAMENTI CLIMATICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
59
Il riscaldamento globale (interazione atmosfera-idrosfera-criosfera-biosfera)
La temperatura dell’atmosfera terrestre e il ruolo dei gas serra
I dati sull’andamento della temperatura annua nel tempo
Variazioni di temperatura connesse a processi naturali
Gli effetti dell’attività solare Gli effetti dell’attività vulcanica Moti millenari della Terra e
variazioni climatiche; le glaciazioni I processi di retroazione L’assorbimento di CO2 e le correnti
oceaniche La fusione nel permafrost Le attività antropiche che
modificano il clima L'andamento attuale della
temperatura dell'atmosfera terrestre Il ritiro dei ghiacci La tropicalizzazione del clima La frequenza e l’intensità degli
uragani Le conseguenze sulla fauna e sulla
vegetazione Come ridurre le emissioni dei gas
serra Il Protocollo di Kyoto
Saper leggere e analizzare i grafici dell'IPCC e descrivere i diversi scenari per il riscaldamento globale
Riconoscere l’importanza delle variazioni di temperatura media
Conoscere gli effetti di un riscaldamento globale Sapere cosa è l’effetto serra Saper indicare le cause naturali del cambiamento climatico: ruolo
dell'attività vulcanica e la variabilità solare Sapere cosa si intende per processi di retroazione Saper indicare le possibili conseguenze delle variazioni dei regimi climatici
in relazione alle risorse idriche, all'agricoltura, agli oceani, alla riduzione del ghiaccio marino e del permafrost
Saper valutare l'impatto delle attività umane sul clima globale; il ruolo della CO2 come interruttore dei gas serra
Saper visualizzare il pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera è intimamente connessa all'altra (atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera)
Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare rapporto uomo ambiente
60
INDIRIZZO SCIENTIFICO OPZIONE SCIENZE APPLICATE
PRIMO BIENNIO
CLASSI PRIME (CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IINTRODUZIONE ALLA CHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze La teoria particellare della materia Definizione di: materia, sostanze, atomi,
elementi, composti, molecole, miscele Le tecniche di separazione dei miscugli
omogenei ed eterogenei: la filtrazione, la centrifugazione, la cromatografia, l’estrazione, la distillazione
L’unità di massa atomica Massa atomica e massa molecolare Numero atomico e numero di massa Gli isotopi Le trasformazioni fisiche e le
trasformazioni chimiche della materia I reagenti e i prodotti di una reazione
chimica
Distinguere un elemento da un composto Definire le sostanze pure Distinguere un atomo da una molecola Distinguere un composto da una miscela Distinguere i miscugli omogenei da quelli
eterogenei Identificare il solvente e il soluto di una soluzione Spiegare il principio di funzionamento di ognuna
delle tecniche di separazione dei miscugli Identificare gli utilizzi delle tecniche di
separazione dei miscugli Distinguere la massa atomica relativa da
quella assoluta Distinguere tra massa atomica e massa molecolare Definire gli isotopi Saper distinguere una trasformazione fisica da
una trasformazione chimica. Saper utilizzare il linguaggio grafico e
simbolico per rappresentare una semplice trasformazione chimica.
Identificare i reagenti e i prodotti di una reazione chimica
Comprendere il significato della teoria particellare Riconoscere la materia organizzata in sostanze pure,
miscugli omogenei e miscugli eterogenei Individuare le tecniche più adatte per separare le varie
tipologie di miscugli Comprendere i processi fisici alla base delle
tecniche di separazione dei miscugli Individuare la disposizione e il ruolo delle
particelle subatomiche in un atomo Comprendere il significato del numero atomico
e del numero di massa Essere consapevoli che gli isotopi di un
elemento hanno identiche proprietà chimiche ma proprietà fisiche non coincidenti
Identificare i fenomeni fisici macroscopici che sono associati all’instaurarsi di una reazione chimica
Modulo IILE PROPRIETA' DEGLI ELEMENTI E DEI COMPOSTI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
61
I simboli degli elementi La tavola periodica Metalli, non metalli e semimetalli Elementi e composti Atomi e molecole Gli ioni I composti ionici Cenni sul legame chimico
Descrivere la disposizione degli elementi nella tavola periodica
Descrivere le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Confrontare le proprietà fisiche della materia con le proprietà chimiche
Definire l’elemento chimico dal punto di vista microscopico
Definire la molecola Spiegare la differenza tra simbolo e formula Distinguere le formule degli elementi dalle formule
dei composti Ricavare informazioni dalle formule chimiche sulla
composizione di un composto Definire l’anione e il catione Definire i composti ionici Spiegare il motivo per cui si forma un legame
chimico
Comprendere l’importanza della tavola periodica nella classificazione degli elementi
Identificare le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Essere consapevoli dei livelli microscopici o macroscopici in cui si manifestano le proprietà chimiche o fisiche
Individuare la composizione particellare degli elementi e dei composti
Individuare i criteri per scrivere le formule chimiche di elementi e composti
Comprendere le differenze tra i composti molecolari e i composti ionici
Conoscere e correlare, nelle linee fondamentali, il comportamento delle varie sostanze
Modulo IIIGLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Caratteristiche degli stati di
aggregazione della materia: solido, liquido e gassoso
La teoria cinetica I passaggi di stato Curve di riscaldamento e di
raffreddamento
Descrivere le proprietà dei solidi, dei liquidi e degli aeriformi
Distinguere i gas dai vapori Definire i termine indicanti un cambiamento di stato Descrivere le curve di riscaldamento delle sostanze pure e
dei miscugli
Applicare la teoria particellare della materia ai cambiamenti di stato
Conoscere le variabili di stato dei gas e la relativa influenza sul comportamento di un gas
Comprendere come la variazione della pressione influenza i passaggi di stato
Saper distinguere le curve di riscaldamento delle sostanze pure e dei miscugli
Modulo IVLO STATO SOLIDO
Conoscenze Conoscenze Conoscenze Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
Caratteri distintivi dello stato solido Solidi cristallini Allotropia, polimorfismo, isomorfismo Proprietà fisiche dei cristalli Classificazione dei cristalli Solidi amorfi
62
Modulo VLO STATO LIQUIDO
Conoscenze Conoscenze Conoscenze Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Caratteri distintivi dello stato liquido Evaporazione La tensione di vapore L’ebollizione La tensione superficiale La viscosità La capillarità
Modulo VILO STATO AERIFORME
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Teoria cinetica dei gas Le leggi dei gas ideali: Boyle, Charles,
Gay-Lussac, Avogadro Equazione di stato dei gas ideali Vapori e gas
Descrivere il comportamento di un gas ideale Definire le leggi dei gas ideali e rappresentarle
graficamente Conoscere le variabili di stato dei gas e la relativa
influenza sul comportamento di un gas Analizzare la differenza tra gas evapori
Elencare, motivandole, le proprietà dello stato gassoso Specificare in che cosa un gas reale differisce da un
gas ideale Descrivere i gas mediante la teoria cinetica-
molecolare Applicare nella risoluzione dei problemi le leggi di
Boyle, di Charles, di Gay-Lussac, il principio di Avogadro e l’equazione generale dei gas ideali
Modulo VIIIL PIANETA TERRA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
63
La posizione della Terra nell’Universo Cenni su stelle e galassie Il Sistema Solare Le leggi di Keplero e la legge di Newton Forma e dimensione della Terra L’orientamento, il reticolato geografico,
latitudine e longitudine Elementi di cartografia I movimenti della Terra: rotazione e
rivoluzione con relative prove e conseguenze Le stagioni e le zone astronomiche La Luna: caratteristiche generali,
movimenti e relative conseguenze; La misura del tempo: il giorno, l’anno e
i fusi orari
Conoscere le caratteristiche fondamentali del Sistema Solare
Saper descrivere le leggi di Keplero e la legge di Newton
Sapere come si misura il tempo Saper descrivere i moti della Terra e quali sono le
conseguenze Saper individuare e descrivere le zone astronomiche Saper descrivere le caratteristiche della superficie
luna Saper spiegare quali sono le conseguenze dei moti
della Luna
Sapersi orientare nello spazio e nel tempo Saper inquadrare i corpi celesti e la Terra, in un
ambito complessivo Riconoscere l’importanza della costruzione di modelli
e del loro continuo aggiornamento Individuare nel “sistema Terra” un sistema di equilibri
complessi e delicati
Modulo VIIIL’IDROSFERA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La molecola dell’acqua e le sue
proprietà Il mare in movimento: le onde, le maree,
le correnti Gli oceani e i fondali oceanici Le acque continentali: i fiumi e i laghi Il ciclo dell’acqua (cenni
sull’inquinamento)
Saper rappresentare la molecola dell’acqua e il legame fra le molecole
Saper interpretare le proprietà dell’acqua in base alla struttura e conoscere il ciclo idrologico
Conoscere la distribuzione delle risorse idriche sulla Terra
Sapere come varia la salinità dell’acqua marina Conoscere i principali movimenti che caratterizzano
le acque oceaniche
Valutare le variazioni in atto nelle risorse idriche del pianeta
Assunzione di comportamenti responsabili nell’uso della risorsa acqua
Applicazione delle conoscenze acquisite a nuovi contesti, anche legati alla vita quotidiana
Modulo IXLA GEOMORFOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Il modellamento Gli ambienti geomorfologici L’evoluzione del paesaggio fisico
Riconoscere le forze che hanno modellato un paesaggio
Conoscere i processi di disgregazione fisica e alterazione chimica delle rocce
Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere
Collegare un paesaggio naturale noto, agli agenti esogeni che ne hanno modellato le struttura
Considerare in modo critico e consapevole la forte influenza dell’uomo sull’ambiente
Comprendere il valore del paesaggio della propria regione per poterlo salvaguardare
64
CLASSI SECONDE (BIOLOGIA E CHIMICA)
Modulo ILE MOLECOLE DELLA VITA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La struttura della molecola d’acqua Le proprietà dell’acqua: densità, calore
specifico, coesione e adesione Le soluzioni Monomeri e polimeri Condensazione e idrolisi dei polimeri Caratteristiche dei carboidrati Caratteristiche delle proteine Gli amminoacidi Le quattro strutture delle proteine Caratteristiche dei lipidi Caratteristiche degli acidi nucleici I nucleotidi DNA, RNA e ATP
Mettere in relazione la struttura molecolare dell’acqua con le sue proprietà
Distinguere una sostanza idrofila da una idrofobica Spiegare le caratteristiche delle soluzioni Distinguere i monomeri dai polimeri Comprendere le funzioni delle reazione di
condensazione e di idrolisi Distinguere le categorie di carboidrati
biologicamente importanti e comprendere la relazione tra struttura e funzione
Elencare le funzioni svolte dalle proteine negli organismi viventi
Descrivere la struttura degli amminoacidi Descrivere i quattro livelli della struttura di una
proteina e correlare a ogni livello di organizzazione la funzione delle relative proteine
Spiegare le caratteristiche dei fosfolipidi e le loro interazioni con l’acqua
Illustrare le funzioni svolte dagli acidi nucleici Descrivere la struttura dei nucleotidi Evidenziare le differenze strutturali e funzionali tra
DNA e RNA e il ruolo energetico svolto dall’ATP
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
Comprendere che le trasformazioni di alcune molecole organiche sono alla base di tutte le attività svolte dalle cellule
Modulo IILE CELLULE:STRUTTURE E FUNZIONI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
65
Le dimensioni delle cellule Microscopio ottico e microscopio
elettronico Caratteristiche delle cellule procariotiche Caratteristiche generali delle cellule
eucariotiche La cellula animale e la cellula vegetale Struttura generale delle membrane
cellulari Diffusione semplice e facilitata L’osmosi Il trasporto attivo Endocitosi Esocitosi Gli organuli cellulari Il nucleo e il nucleolo La parete delle cellule vegetali Gli enzimi L’energia di attivazione La specificità degli enzimi Gli enzimi ed i processi metabolici
Spiegare perché le dimensioni delle cellule devono essere molto limitate
Mettere in relazione le dimensioni delle cellule con gli strumenti utilizzati per osservarle
Descrivere la struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche
Distinguere la cellula animale da quella vegetale Descrivere secondo il modello a mosaico fluido la
struttura chimica della membrana cellulare 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 Comprendere il significato funzionale di
endocitosi ed esocitosi Elencare gli organuli cellulari e le rispettive
funzioni Saper evidenziare l’importanza nelle cellule di un
sistema interno di membrane e del citoscheletro Saper individuare l’esatto ruolo svolto dai
cloroplasti e dai mitocondri in relazione al fabbisogno energetico.
Descrivere la struttura e le funzioni del nucleo, del nucleolo
Spiegare la funzione dei catalizzatori nelle reazioni chimiche ed in particolare in quelle biologiche
Descrivere gli enzimi e la loro relazione con i substrati
Comprendere il ruolo degli enzimi nei processi di trasformazione dell’energia
Sapere individuare la sostanziale unitarietà dei viventi in tutti i suoi aspetti
Individuare nella cellula un sistema aperto che scambia continuamente materia ed energia con l’ambiente
Saper comprendere che la capacità di prelevare energia e materia dall’ambiente e trasformarla secondo i propri scopi è una proprietà peculiare dei viventi
Modulo IIILA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
66
La scissione binaria nei procarioti Il ciclo cellulare comprende l’interfase e
la fase mitotica La preparazione del nucleo alla mitosi Strutture coinvolte nella mitosi Le fasi della mitosi: profase, , metafase,
anafase, telofase La citodieresi nelle cellule animali e
vegetali Mitosi e riproduzione asessuata Riproduzione sessuata e variabilità
genetica La prima e la seconda divisione meiotica Mitosi e meiosi a confronto Meiosi e variabilità genetica Autosomi e cromosomi sessuali Differenze tra il cromosoma X e il
cromosoma Y Il cariotipo Anomalie del cariotipo
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 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 relazione tra riproduzione sessuata e
variabilità genetica Spiegare la prima divisione meiotica Descrivere il crossing-over evidenziando il suo
contributo alla variabilità genetica Spiegare la seconda divisione meiotica Confrontare la meiosi con la mitosi evidenziando
analogie e differenze Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali Saper cogliere le differenze tra i due processi di
gametogenesi nell’uomo e nella donna Descrivere quali conseguenze si possono verificare
nei gameti in seguito a errori del processo meiotico Specificare le anomalie che si possono osservare
nel cariotipo Mettere in relazione la presenza o l’assenza di un
cromosoma con l’insorgenza di una sindrome Collegare il cariotipo delle principali anomalie
numeriche degli autosomi e degli eterosomi con gli aspetti distintivi delle relative sindromi e con la loro incidenza sulla popolazione umana
Essere in grado di 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 e la biodiversità
Modulo IVMENDEL E LA GENETICA CLASSICA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
67
Il lavoro di Mendel Le leggi di Mendel L’ampliamento del concetto di gene:
mutazioni, interazioni alleliche, interazioni geniche, effetti multipli di un singolo gene, geni e ambiente.
Determinazione del sesso Caratteri legati al sesso Gruppi di associazione e di
ricombinazione genica
Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione e della legge dell’indipendenza dei caratteri
Spiegare le linee pure in termini di genotipo Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo
e fenotipo, e tra omozigote ed eterozigote Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i
genotipi degli individui che si incrociano Elencare alcuni caratteri umani dominanti e
recessivi Applicare un testcross per determinare il genotipo
relativo a un fenotipo dominante Leggere in termini fenotipici il rapporto 9:3:3:1 Costruire un quadrato di Punnett per due caratteri
diversi da quelli scelti da Mendel Distinguere, ipotizzando i possibili fenotipi della
prole, tra dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli
Comprendere che l’espressione genica è il frutto dell’interazione tra geni ed ambiente
Distinguere tra il cromosoma X e il cromosoma Y Dimostrare che è il padre, e non la madre, a
determinare il sesso dei figli Spiegare che cosa si intende per carattere legato al
sesso e descrivere le modalità della sua trasmissione Fornire una spiegazione dei dati ottenuti da
Morgan incrociando i moscerini «occhi rossi» con quelli «occhi bianchi»
Definire, per quanto riguarda i caratteri legati al sesso, il genotipo dei genitori conoscendo il fenotipo dei figli
Spiegare il significato e le conseguenze dei gruppi di associazione
Spiegare quali effetti potrebbe generare il crossing over se i geni non fossero posti sui cromosomi in modo ordinato e lineare
Ipotizzare i risultati di un incrocio in cui due caratteri ereditari siano posti sullo stesso cromosoma
Saper leggere e interpretare gli alberi genealogici
Saper comprendere la complessità della trasmissione dei caratteri e spiegarla secondo il modello mendeliano e non mendeliano
Saper comprendere come mai in una popolazione possano comparire tanti diversi fenotipi e comprenderne il valore.
Saper comprendere il ruolo dell’ambiente nell’espressione dei geni
Saper mettere in relazione le mutazioni e il processo evolutivo.
68
Modulo VI VIVENTI E LA BIODIVERSITA'
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze La classificazione dei viventi Concetto di specie Il sistema di classificazione di Linneo Filogenesi e classificazione I regni Principali caratteristiche morfologiche e
funzionali e relativi adattamenti evolutivi di monere, protisti, funghi, vegetali e animali
Definire il concetto di specie Indicare il criterio adottato per definire una specie
biologica Individuare nell’isolamento riproduttivo il criterio
più importante per il riconoscimento di una specie Fare qualche esempio di nomenclatura binomia
distinguendo tra genere e specie Rilevare come le somiglianze morfologiche spesso
non sono attendibili per classificare correttamente un organismo
Spiegare perché uno studio filogenetico viene reso molto più attendibile dall’analisi delle sequenze dei filamenti di DNA e delle proteine
Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi vegetali
Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi animali
Distinguere gli organismi vertebrati e invertebrati Elencare i principali phyla di invertebrati e
vertebrati Descrivere analogie e differenze tra i vari
organismi
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
Individuare negli organismi procarioti i primi colonizzatori della Terra capaci di adattarsi agli ambienti più diversi e inospitali
Comprendere che molti organismi procarioti rivestono un ruolo di fondamentale importanza per la salvaguardia degli equilibri ambientali
Saper evidenziare l’enorme varietà dei protisti, unicellulari e pluricellulari, presenti sul nostro pianeta, riconoscendo quelle caratteristiche che li rendono i probabili antenati di piante, animali e funghi
Comprendere l’importanza ecologica dei funghi per il loro ruolo nei processi di riciclaggio delle sostanze nutritive e dei viventi stessi
Comprendere che nel corso dell’evoluzione gli organismi vegetali sono andati incontro a una diversificazione e a una complessità sempre maggiore, sviluppando strutture via via più adatte a risolvere problemi di natura ambientale e climatica
Percorrere le principali tappe evolutive che, nel corso di centinaia di milioni di anni, hanno portato gli animali ad acquisire caratteristiche anatomiche e fisiologiche sempre più specializzate e complesse
Comprendere il valore della biodiversità
Modulo VIORIGINE DELLA VITA E TEORIE EVOLUTIVE
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
69
Le caratteristiche del vivente Evoluzione chimica e comparsa dei primi
organismi cellulari Evoluzione metabolica: anaerobi e
aerobi, autotrofi ed eterotrofi La cellula procariote e relativa
evoluzione La cellula eucariote e relativa evoluzione La pluricellularità La scala geocronologica Fissismo ed evoluzionismo La teoria di Lamarck La teoria darwiniana Prove a favore dell’evoluzione La selezione naturale
Identificare nei procarioti i primi esseri viventi comparsi sulla Terra
Spiegare come i primi organismi hanno risolto il problema dell’energia e del nutrimento
Spiegare come i primi organismi foto sintetici hanno modificato l’atmosfera terrestre
Descrivere come si ritiene si siano formate le cellule eucariote (endosimbiosi)
Collocare nella scala geocronologica i principali eventi della storia della vita
Spiegare la differenza tra le teorie fissiste e l’evoluzionismo
Descrivere la teoria evolutiva di Lamarck individuandone gli aspetti più innovativi Descrivere le prove a favore dell’evoluzione
fornite dalla paleontologia, dalla biogeografia e dall’anatomia comparata e le osservazioni di Darwin
Spiegare il legame tra variabilità all’interno di una specie e selezione naturale
Spiegare il significato di adattamento e di equilibrio dinamico
Saper collocare i viventi nell’ambiente e comprenderne l’evoluzione
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa della vita
Saper cogliere lo sviluppo storico delle teorie evolutive evidenziando la novità e complessità della teoria darwiniana
Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa di nuove specie
Comprendere come il successo evolutivo di una specie sia in relazione con il suo grado di adattamento all’ambiente e con la sua capacità di modificarsi insieme ad esso
Modulo VIIECOLOGIA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
70
Concetto di e ecosistema Livelli trofici e catene alimentari Produttività primaria Trasferimenti di energia all’interno di un
ecosistema Piramidi del flusso di energia, del
numero di organismi e della biomassa Cicli biogeochimici: componenti
geologiche e biologiche Concetto di popolazione: struttura e
crescita Concetto di comunità e tipi di interazione La nicchia ecologica Le successioni ecologiche e le comunità
climax Azione antropica, gestione delle risorse
naturali e impronta ecologica
Definire il concetto di ecosistema e descrivere i rapporti che intercorrono tra i componenti di una catena alimentare e tra gli stessi e l’ambiente
Definire i termini catena alimentare e rete alimentare evidenziandone le differenze.
Elencare i livelli trofici più comuni facendo alcuni esempi di organismi. Distinguere tra consumatori primari e secondari
Evidenziare l’importanza dei detritivori distinguendo tra saprofagi e decompositori
Mettere in rapporto la lunghezza di una catena alimentare con la quantità di energia che può essere trasferita da un livello trofico a un altro
Spiegare l’utilità delle piramidi del flusso di energia, del numero di organismi e della biomassa per lo studio di un ecosistema
Individuare i principali eventi caratteristici dei cicli del carbonio,dell’azoto e del fosforo
Definire il termine popolazione e saper individuare i principali fattori che influenzano la struttura e la crescita di una popolazione
Spiegare da che cosa è determinata la capacità portante
Prevedere la crescita demografica nei prossimi anni in base ai dati disponibili
Definire in modo completo la nicchia ecologica distinguendo fra fondamentale e realizzata e evidenziando la relazione tra nicchia e organismo
Saper comprendere l’importanza delle diverse strategie messe in atto da ogni specie di una comunità e del loro significato adattativo.
Spiegare il processo che attraverso una successione ecologica porta alla comunità climax e distinguere fra i tipi di successione
Saper comprendere la complessità delle relazioni che intercorrono tra gli organismi e tra gli organismi e l’ambiente
Saper comprendere che la continua disponibilità di sostanze inorganiche in un ecosistema dipende da complessi processi che coinvolgono molti organismi ma anche lenti processi di natura geochimica
Saper comprendere che la sopravvivenza di un ecosistema dipende da un continuo apporto di energia e di risorse e che la Terra ha risorse limitate
Essere consapevole dell'interdipendenza tra l'uomo, gli altri organismi viventi e l'ambiente, per comprendere quanto l’attività umana ha inciso e incida sugli equilibri naturali in modo da maturare comportamenti responsabili.
Modulo VIII ECOLOGIA APPLICATA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
71
La biologia della conservazione La biodiversità I livelli di biodiversità La distribuzione della
biodiversità Il valore diretto e indiretto della
biodiversità La grande estinzione in corso e
le cause Misurare la biodiversità Gli indicatori biologici Il metodo IBE Ecotossicologia e bioaccumulo Conservare la biodiversità Strategia della Unione Europea
sulla Biodiversità fino al 2020
Definire e caratterizzare il campo di studio e azione della biologia della conservazione
Definire la biodiversità secondo i quattro livelli di studio
Conoscere il valore diretto della biodiversità riguardo i possibili utilizzi in medicina nell’agricoltura e come valore di consumo
Conoscere il valore indiretto della biodiversità riguardo i servizi eco sistemici indispensabili forniti dalle aree naturali
Conoscere le cinque cause principali della cospicua perdita di biodiversità in corso
Conoscere l’indice di diversità di Simpson
Conoscere le caratteristiche di un buon indicatore biologico per il biomonitoraggio
Conoscere il metodo IBE nell’applicazione allo studio della qualità dell’acqua e dell’aria
Spiegare quale contributo dà la eco tossicologia al monitoraggio ambientale
Spiegare i criteri di scelta delle specie da conservare e le metodologie più adatte
Comprendere gli scopi e le metodologie per il ripristino degli ecosistemi degradati
Capire la concezione e l’utilità di una rete ecologica ben strutturata
Sapere che la perdita di biodiversità viene contrastata da normative a vari livelli
Comprendere la complessità delle relazioni che intercorrono tra gli organismi che fanno parte dell’ecosistema
Comprendere il ruolo che ha avuto ed ha l’uomo con le sue attività nel determinare le attuali condizioni del pianeta
Comprendere che salvaguardare la biodiversità significa anche salvaguardare il nostro futuro
Comprendere che sono necessari dei cambiamenti nelle scelte e nei comportamenti di ciascuno di noi per salvaguardare il pianeta
Modulo IXLA MATERIA SI TRASFORMA
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze
72
I reagenti e i prodotti di una reazione chimica
La legge di Lavoisier. La legge di Proust. La legge di Dalton La teoria atomica di Dalton
Saper utilizzare il linguaggio grafico e simbolico per rappresentare una semplice trasformazione chimica.
Identificare i reagenti e i prodotti di una reazione chimica
Definire le leggi ponderali Spiegare perché, a differenza dei miscugli, i
composti hanno un rapporto di combinazione costante.
Identificare i fenomeni fisici macroscopici che sono associati all’instaurarsi di una reazione chimica
Comprendere il significato delle leggi ponderali Correlare la teoria atomica di Dalton con le leggi ponderali
Modulo XSTECHIOMETRIA DEI COMPOSTI CHIMICI E DELLE REAZIONI
Conoscenze Abilità/Capacità Competenze Il numero di Avogadro La mole Determinazione della composizione
percentuale degli elementi in un composto Determinazione della formula minima e
molecolare di un composto Equazioni di reazione Bilanciamento delle equazioni chimiche Calcoli stechiometrici Reagente limitante e reagente in eccesso Resa di reazione
Saper eseguire calcoli semplici con le moli Definire i rapporti di combinazione esistenti tra le
quantità dei vari elementi in un composto Ricavare la formula di un composto conoscendo la
percentuale di ogni suo elemento Bilanciare una reazione chimica Leggere un’equazione chimica bilanciata sia sotto
l’aspetto macroscopico sia sotto l’aspetto microscopico Saper effettuare calcoli stechiometrici Riconoscere il reagente in eccesso e quello
limitante rispetto alle quantità stechiometriche
Comprendere i concetti di mole e di massa molare Essere in grado di svolgere esercizi con le moli, con
le composizioni percentuali Usare la mole come unità di misura della quantità
di sostanza e come ponte tra sistemi macroscopici (solidi, liquidi e gas) e i sistemi microscopici (atomi, molecole e ioni)
Saper ricavare una formula minima e molecolare note le sue composizioni percentuali
Individuare i criteri per scrivere le formule chimiche di elementi e composti
Comprendere che le reazioni procedono fino all'esaurimento del reagente limitante
Comprendere il significato di "resa" di una reazione
SECONDO BIENNIO
CLASSI TERZE (BIOLOGIA, CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA)
Modulo IDNA, CODICE GENETICO, SINTESI PROTEICA, ESPRESSIONE GENICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
73
Il ruolo del DNA; Il modello di Watson e Crick La duplicazione del DNA Il DNA come portatore di informazioni Il codice genetico e la sua traduzione:
geni e proteine Il ruolo dell'RNA Il codice genetico La sintesi proteica Implicazioni biologiche: mutazioni
puntiformi Struttura dei cromosomi e regolazione
dell'espressione genica: il cromosoma procariote Regolazione dell'espressione genica nei
procarioti Il cromosoma eucariote Regolazione dell'espressione genica negli
eucarioti Il DNA del cromosoma eucariote Trascrizione ed elaborazione dell'mRNA
negli eucarioti
Spiegare il ruolo svolto dal DNA negli esseri viventi Descrivere in linea generale il modello di DNA
proposto da Watson e Crick Spiegare che cosa si intende per codice genetico Evidenziare le differenze tra la struttura dell’RNA e
quella del DNA Spiegare in che cosa consiste il processo di
trascrizione mettendo in evidenza la funzione dell’RNA messaggero
Descrivere la funzione dei ribosomi e dell’RNA di trasporto
Definire il termine mutazione e spiegare che cosa si intende per puntiforme
Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di se stesso
Evidenziare in che cosa la duplicazione del DNA di una cellula eucariote differisce da quella di una cellula procariote
Considerare le forme viventi quali espressioni diverse e diversificate di un unico patrimonio di caratteri genetici
Modulo IIL'ATOMO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il problema dell'atomo Scoperta dell'esistenza di particelle più
piccole dell'atomo I primi modelli atomici Struttura dell'atomo, numero atomico,
numero di massa, isotopi L'atomo di Bohr Il principio di indeterminazione di
Heisenberg La teoria atomica moderna e gli orbitali La configurazione elettronica degli
elementi La configurazione elettronica esterna
Descrivere la struttura dell’atomo e conoscere le caratteristiche fisiche di protoni, neutroni ed elettroni.
Distinguere il numero atomico dal numero di massa Definire gli isotopi Descrivere le teorie dei modelli atomici da Thomson
fino alla teoria degli orbitali Conoscere le regole per costruire le configurazioni
elettroniche degli elementi
Individuare la disposizione e il ruolo delle particelle subatomiche in un atomo
Comprendere il significato del numero atomico e del numero di massa
Essere consapevoli che gli isotopi di un elemento hanno identiche proprietà chimiche ma proprietà fisiche non coincidenti
Saper costruire le configurazioni elettroniche degli elementi
Modulo IIIIL SISTEMA PERIODICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
74
Il sistema periodico di Mendeleev Corrispondenza tra sistema periodico e
configurazione elettronica degli elementi Dimensioni degli atomi, volume atomico,
energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività
La configurazione elettronica stabile e l'ottetto
Descrivere la disposizione degli elementi nella tavola periodica
Descrivere le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Distinguere tra gruppi e periodi della tavola periodica
Definire i termini di volume atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività
Spiegare perché gli atomi tendono ad assumere la configurazione elettronica dei gas nobili
Comprendere l’importanza della tavola periodica nella classificazione degli elementi
Identificare le proprietà fisiche e chimiche di metalli, non metalli e semimetalli
Comprendere che le proprietà fisiche e chimiche variano periodicamente in funzione del numero atomico e della configurazione elettronica degli atomi.
Mettere in relazione la disposizione degli elettroni con la tendenza di un atomo a reagire
Modulo IVIL LEGAME CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Il concetto di legame chimico I vari tipi di legame: ionico,
covalente, dativo, a idrogeno, metallico Le forze di Van der Waals Legame chimico ed energia Ibridazione degli orbitali e
geometria delle molecole La determinazione della struttura
delle molecole
Spiegare il motivo per cui si forma un legame chimico Definire i vari tipi di legami Saper distinguere tra legame covalente puro, covalente
polare, ionico, dativo. Individuare quali molecole con legami covalenti polari sono
dipoli Saper distinguere una sostanza polare da una apolare. Rappresentare la geometria della molecola dell’acqua Spiegare quando e come si forma il legame a idrogeno Definire l’energia di legame Saper applicare la teoria VSEPR per determinare la
geometria molecolare
Comprendere il significato degli elettroni di valenza e il loro ruolo nella formazione di un legame chimico
Comprendere il significato della diversa disposizione degli elettroni tra il legame covalente puro e il legame covalente polare
Comprendere che il tipo di legame che si forma tra due o più elementi dipende dalla loro elettronegatività.
Capire che le caratteristiche fisiche degli elementi e dei composti dipendono dalla natura del legame che li lega
Mettere in relazione le proprietà dei metalli con le caratteristiche del legame metallico
Comprendere perché le proprietà fisiche dell’acqua sono determinate dalla sua polarità e dalla presenza del legame a idrogeno tra le molecole dell’acqua
Saper distinguere quali legami intermolecolari sono presenti in una sostanza
Modulo VPRINCIPALI TIPI DI COMPOSTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
75
Il numero di ossidazione e la valenza
Leggere e scrivere le formule più semplici
La classificazione dei composti inorganici
Proprietà dei composti binari Nomenclatura dei composti binari Proprietà dei composti ternari Nomenclatura dei composti ternari
Spiegare la differenza tra simbolo e formula Saper determinare il numero di ossidazione di un elemento
in un composto Conoscere la classificazione e la nomenclatura dei composti
inorganici binari, ternari (tradizionale, di Stock, IUPAC)
Ricavare informazioni dalle formule chimiche sulla composizione di un composto
Saper classificare i vari tipi di composti Data una formula chimica, saper assegnare correttamente
il nome. Dato il nome di un composto, saper scrivere la corretta
formula chimica corrispondente
Modulo VILE SOLUZIONI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Solvatazione e idratazione Ionizzazione e dissociazione Elettroliti La solubilità Concentrazione delle soluzioni Proprietà colligative Innalzamento ebullioscopico e
abbassamento crioscopico Osmosi e pressione osmotica
Spiegare perché le sostanze si sciolgono nei solventi Provare la solubilità di una sostanza in acqua o in altri
solventi Preparare soluzioni di data concentrazione Descrivere le proprietà colligative delle soluzioni Costruire la curva di solubilità in acqua in funzione della
temperatura, di una sostanza solida. Capire come variano le proprietà di un liquido in presenza
di un soluto
Preparare soluzioni a concentrazione nota e spiegare la solubilità nei solventi con il modello cinetico-molecolare, e le proprietà colligative delle soluzione
Risolvere problemi quantitativi riguardanti le soluzioni
Modulo VIITIPI DI REAZIONI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Classificazione delle reazioni
chimiche Reazione di sintesi Reazione di analisi Reazione di combinazione Reazione di decomposizione Reazione di spostamento o di
scambio Reazione di doppio scambio Equazione ionica netta Equazioni acido-base
Saper classificare e riconoscere i principali tipi di reazione chimica
Comprendere il significato e le modalità di ogni tipo di reazione chimica
Modulo VIIITERMODINAMICA CHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
76
Energia nelle reazioni chimiche Calore di reazione Misura del calore di reazione Reazioni esotermiche ed
endotermiche Primo principio della
termodinamica Entalpia Variazione di entalpia nelle
reazioni Reazioni di combustione Legge di Hess Secondo principio della
termodinamica Variazioni di entropia in una
trasformazione fisica e in un sistema chimico
Energia libera Spontaneità di una reazione
chimica
Stabilire e descrivere i concetti di sistema e ambiente Applicare il primo e il secondo principio della
termodinamica Analizzare gli scambi di energia termica e chimica in una
reazione esotermica ed endotermica Applicare la legge di Hess per calcolare la variazione di
entalpia standard di reazione Prevedere la variazione di entropia in una trasformazione
fisica e in un sistema chimico e calcolare la variazione di entropia standard di reazione
Applicare l’equazione di Gibbs per calcolare la variazione di energia libera standard
Comprendere che una reazione avviene spontaneamente quando sono soddisfatte alcune condizioni
Modulo IXCINETICA CHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Velocità delle reazioni chimiche Dinamica delle reazioni Teoria delle collisioni Teoria del complesso attivato Diagrammi di energia di
attivazione Fattori che influenzano la velocità
di reazione Natura dei reagenti Concentrazione dei reagenti Temperatura del sistema reagente Stato di suddivisione dei reagenti Catalizzatori
Definire l’espressione della velocità di reazione Esaminare le reazioni chimiche in relazione alla teoria delle
collisioni e del complesso attivato Analizzare il decorso energetico di una reazione chimica Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione Giustificare la relazione che lega il meccanismo di reazione
all’ordine di reazione
Descrivere i fattori che influenzano la velocità di reazione Comprendere il significato dell'energia di attivazione e correlarla
all'uso dei catalizzatori
Modulo XI MINERALI E LE ROCCE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
77
Cristalli minerali e loro proprietà Sistematica dei minerali Introduzione allo studio delle
rocce: le rocce della crosta terrestre, come riconoscere le rocce
Il ciclo litogenetico
Riconoscere e definire un minerale Saper distinguere un minerale da un non- minerale Identificare gli elementi più comuni sulla Terra Identificare i silicati, in base alla composizione chimica e
alla struttura Comunicare i criteri in base ai quali sono classificati Identificare i non silicati e la loro struttura e
composizione Descrivere le caratteristiche generali e l’aspetto delle
rocce e formulare ipotesi sulla loro formazione Interpretare il ciclo litogenetico.
Considerare la dinamicità del pianeta, che dà vita a una continua ciclicità della materia, delle rocce, della vita
Utilizzare le conoscenze teoriche acquisite, applicandole al riconoscimento dei diversi tipi di rocce
Modulo XIPROCESSO MAGMATICO E ROCCE IGNEE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Processo magmatico, genesi ed
evoluzione dei magmi Cristallizzazione magmatica e
differenziazione Classificazione delle rocce ignee
Distinguere tra magma felsico e mafico Classificare le rocce ignee Riferire, con linguaggio appropriato, i processi che hanno
portato alla formazione delle rocce ignee
Riconoscere le rocce ignee nel paesaggio
Modulo XIIPROCESSO SEDIMENTARIO E ROCCE SEDIMENTARIE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze La formazione dei sedimenti
(degradazione fisica e chimica) Proprietà delle rocce sedimentarie Dai sedimenti alle rocce
sedimentarie: la diagenesi Le proprietà fondamentali delle
rocce sedimentarie La classificazione delle rocce
sedimentarie Le rocce sedimentarie più comuni; Principi di stratigrafia Il suolo
Descrivere le caratteristiche delle rocce sedimentarie Analizzare i diversi processi di fossilizzazione e di
diagenesi Interpretare i modelli della formazione delle rocce
sedimentarie clastiche, organogene e chimiche Conoscere la struttura del suolo
Riconoscere le caratteristiche dei vari tipi di paesaggio Riconoscere l'importanza della salvaguardia del paesaggio Riconoscere le rocce sedimentarie nel paesaggio Riconoscere il legame tra facies e ambienti di sedimentazione Riconoscere la relazione tra sequenza stratigrafica e
ricostruzione paleoecologica Riconoscere il legame tra clima e suolo Riconoscere l'importanza del suolo e la sua salvaguardia
Modulo XIII
PROCESSO METAMORFICO E ROCCE METAMORFICHEConoscenze Capacità/Abilità Competenze
78
Il metamorfismo Tipi di metamorfismo: regionale,
di contatto, cataclastico, idrotermale Facies metamorfiche Minerali indice Struttura delle rocce metamorfiche Classificazione delle rocce
metamorfiche
Spiegare il processo del metamorfismo e il ruolo di pressione e temperatura
Descrivere le caratteristiche delle rocce metamorfiche Classificare le rocce metamorfiche in base alla loro
struttura Spiegare il significato dei minerali indice
Riconoscere le rocce metamorfiche nel paesaggio
Modulo XIVI VULCANI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze La composizione dei magmi Tipi di magma Morfologia e classificazione dei
vulcani Distribuzione geografica dei
vulcani Il meccanismo eruttivo Tipi di eruzione I prodotti dell’attività vulcanica Attività vulcanica esplosiva Attività vulcanica effusiva Manifestazioni gassose Rischio vulcanico: previsione e
prevenzione
Conoscere la composizione del magma e la sua viscosità, e classificarlo in base al contenuto in silice
Spiegare le cause della risalita del magma Confrontare le eruzioni esplosive ed effusive Riconoscere e descrivere i prodotti dell’attività vulcanica Riconoscere e descrivere le diverse forme degli apparati
vulcanici
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra
Valutare il rischio sismico nel caso di eruzioni vulcaniche e correlare i due fenomeni
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei vulcani e dei terremoti
Modulo XVI TERREMOTI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
79
Definizione di terremoto Comportamento elastico delle
rocce Ciclicità statistica dei fenomeni
sismici Onde sismiche Misura delle vibrazioni sismiche Determinazione dell’epicentro di
un terremoto Distribuzione geografica dei
terremoti Energia e intensità dei terremoti Scala Richter e Mercalli Previsione e controllo dei
terremoti Il rischio sismico L’importanza della prevenzione
Sapere che le rocce si possono deformare e saper analizzare le forze che provocano le deformazioni
Conoscere e applicare la teoria del rimbalzo elastico Spiegare il ciclo sismico Descrivere un terremoto e riconoscere le onde sismiche in
un sismogramma Comprendere come i sismogrammi siano fondamentali
per ricavare i dati relativi ad un evento sismico (ipocentro, epicentro, magnitudo....)
Saper confrontare intensità e magnitudo Sapere cosa si intende per rischio sismico
Riconoscere cause ed effetti dei fenomeni sismici e saperli interpretare
Essere consapevoli della differenza tra “pericolosità” e rischio sismico
Riflettere sulla vulnerabilità delle costruzioni realizzate dall’uomo
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi e strutture litosferiche
CLASSI QUARTE (BIOLOGIA E CHIMICA)
Modulo ISTUDIO DEL CORPO UMANO INTRODUZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Organizzazione corporea dei
mammiferi Giunzioni tra cellule I tessuti del corpo umano Tessuto epiteliale, connettivo,
ghiandolare Tessuto osseo, muscolare, nervoso. Alcune importanti funzioni
dell’organismo: omeostasi, integrazione e controllo
Sapere quali organi sono contenuti nella cavità toracica e addominale;
Saper che cosa differenzia gli animali ectotermi da quelli endotermi;
Sapere quali sono alcune caratteristiche distintive dei mammiferi
Conoscere l’organizzazione gerarchica del corpo umano Conoscere con quale criterio vengono classificati i tessuti
Saper quali sono le caratteristiche dei tre tipi di tessuto muscolare
Sapere illustrare i diversi tipi di neuroni Conoscere il ruolo dell’omeostasi Sapere cosa si intende per metabolismo Conoscere il meccanismo a feedback
Modulo IISISTEMA SCHELETRICO, SISTEMA MUSCOLARE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
80
Struttura micro e macroscopica delle ossa
Classificazione delle ossa Difetti e osteopatie Struttura micro e macroscopica del
muscolo Il meccanismo della contrazione La regolazione della contrazione
Sapere cosa si intende per endoscheletro Saper descrivere la struttura dello scheletro umano Sapere i criteri di classificazione delle ossa Sapere cosa sono i tendini e i legamenti Saper descrivere la struttura di un muscolo scheletrico Spiegare il meccanismo della contrazione
Comprendere i concetti di funzionamento delle ossa Essere in grado di distinguere le varie forme delle ossa Saper spiegare il ruolo dell’ATP nella contrazione muscolare Individuare i criteri per descrivere una unità motoria
Modulo IIIIL SISTEMA DIGERENTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema digerente; Introduzione istologica ed
organizzativa del sistema digerente umano
La bocca, la faringe e l’esofago Lo stomaco, l’intestino tenue e
crasso Ghiandole annesse Regolazione del glucosio ematico Elementi per una corretta
alimentazione: la dieta mediterranea
Descrivere le funzioni del processo digestivo Descrivere il ruolo dei vari componenti dell’apparato digerente Definire in che modo il cibo riesce a passare nell’esofago e non
nel canale respiratorio Definire i principali componenti dei succhi gastrici Distinguere la differenza fra pepsina e pepsinogeno
Comprendere quale ruolo riveste il muco che riveste le pareti dello stomaco
Capire quali soluzioni strutturali consentono di ampliare la superficie intestinale
Comprendere quale ruolo hanno il fegato e il pancreas nella demolizione del cibo
Comprendere in che modo e in quale forma vengono assorbite le molecole organiche
Comprendere l’importanza di una corretta alimentazione
Modulo IVIL SISTEMA RESPIRATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione dei sistemi
respiratorio; Introduzione istologica ed
organizzativa del sistema respiratorio umano
Le prime vie respiratorie Bronchi e polmoni Infezioni delle vie respiratorie Trasporto e scambio di gas Il controllo della respirazione Educazione antifumo
Capire i processi che permettono lo scambio gassoso Descrivere la struttura degli apparati coinvolti nel
processo respiratorio Saper analizzare la meccanica respiratoria
Comprendere quali fattori e organi entrano nel meccanismo del controllo respiratorio
Conoscere l’importanza delle variazioni di livello della CO2
nel sangue Comprendere l’importanza dei danni derivanti dal fumo
Modulo VIL SISTEMA CIRCOLATORIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
81
Evoluzione del sistema cardiovascolare
Organizzazione del sistema circolatorio umano
Il sangue: composizione I vasi sanguigni e le loro patologie Il cuore Regolazione del battito cardiaco.
Patologie. La pressione sanguigna Il sistema linfatico
Descrivere i componenti del sistema cardiovascolare Sapere le funzioni svolte dal cuore e dal sangue Conoscere la differenza tra circolazione sistemica e
circolazione polmonare Sapere quali sono i componenti del sangue Sapere come avviene lo scambio gassoso tra sangue e
tessuti
Descrivere il percorso che fa il sangue all’interno del cuore Conoscere il ruolo delle principali valvole cardiache Sapere dove si origina il battito cardiaco e come avviene il
suo controllo Conoscere i principali problemi legati al sistema
circolatorio Conoscere il ruolo del sistema linfatico
Modulo VIIL SISTEMA ESCRETORE E LA TERMOREGOLAZIONE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema escretore Anatomia del sistema escretore
umano Funzione del rene Regolazione della funzione renale Patologie associate al rene Regolazione della temperatura
corporea.
Conoscere gli organi che costituiscono il sistema escretore
Sapere quali sono i processi fondamentali coinvolti nella regolazione dell’ambiente chimico interno
Conoscere i quattro processi fondamentali mediante cui avviene la formazione dell’urina
Sapere il ruolo degli ormoni nella regolazione operata dal rene
Riconoscere le cause dell’insufficienza renale Descrivere il rapporto tra attività enzimatica e temperatura
corporea
Modulo VIISISTEMA ENDOCRINO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Anatomia e fisiologia del sistema
endocrino Il meccanismo di azione degli
ormoni. I feromoni Le principali ghiandole endocrine: L’ipofisi L’ipotalamo La tiroide e le paratiroidi Le ghiandole surrenali Il pancreas La ghiandola pineale Altri tessuti secernenti ormoni
Descrivere il ruolo del sistema endocrino e nervoso Conoscere le differenze tra cellule neurosecretrici e
cellule bersaglio Conoscere la posizione e il ruolo delle principali
ghiandole secretrici Sapere il funzionamento del meccanismo di controllo a
feedback
Per ogni ghiandola conoscere gli ormoni prodotti e il loro ruolo
Capire il diverso meccanismo di azione degli ormoni Sapere i danni provocati da un errato funzionamento nella
produzione e/o regolazione ghiandolare
82
Modulo VIIIIL SISTEMA NERVOSO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Evoluzione del sistema nervoso L’impulso nervoso e sua
propagazione La sinapsi; i neurotrasmettitori Struttura del sistema nervoso
centrale e periferico: somatico ed autonomo, simpatico e parasimpatico
La percezione sensoriale e i suoi recettori
L’occhio, l’orecchio Le endorfine; gli psicofarmaci. Le
droghe L’encefalo: anatomia Elaborazione delle informazioni e
delle emozioni Malattie neurovegetative e disturbi
mentali
Saper descrivere i diversi tipi di neuroni e la loro organizzazione
Sapere la funzione delle cellule gliali Conoscere le parti che formano il SNC Sapere il funzionamento di un arco riflesso Descrivere la differenze tra sistema somatico e autonomo,
simpatico e parasimpatico e le loro funzioni
Capire il funzionamento della propagazione dell’impulso nervoso
Conoscere la differenza tra sinapsi chimiche ed elettriche Descrivere la differenza tra sinapsi eccitatoria ed inibitoria Conoscere i quattro tipi principali di neurotrasmettitori Saper descrivere la struttura e la funzione del SNC Conoscere le principali malattie neurodegenerative e
disturbi mentali
Modulo IXIL SISTEMA RIPRODUTTORE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Richiamo alla gametogenesi nella
specie umana Il sistema riproduttore maschile Regolazione della produzione di
ormoni maschili Il sistema riproduttore femminile Regolazione della produzione di
ormoni femminili Malattie a trasmissione sessuale La contraccezione e metodi
contraccettivi Lo sviluppo dell’embrione Il ruolo della placenta; i tre
trimestri intrauterini; il parto
Conoscere l’anatomia del sistema riproduttore umano Sapere come avviene la produzione e la regolazione della
produzione dei gameti Conoscere gli ormoni coinvolti nella gametogenesi Sapere le principali infezioni e malattie a trasmissione
sessuale
Conoscere i principali metodi anticoncezionali Conoscere i principali esami diagnostici da attuare per una
efficace prevenzione Sapere le principali cause di sterilità Conoscere lo sviluppo embrionale fino al parto
Modulo XIL SISTEMA IMMUNITARIO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
83
I meccanismi di difesa del corpo umano
Immunità innata; risposta infiammatoria
Immunità acquisita Linfociti B e immunità mediata da
anticorpi I vaccini Struttura e funzione degli
anticorpi; le allergie; malattie autoimmuni
Linfociti T e immunità mediata da cellule
Trapianti di organi e trasfusioni di sangue
Malattie da immunodeficienza; l’AIDS
Sapere quali sono i principali agenti patogeni Sapere la differenza tra immunità acquisita e innata Conoscere i vari tipi di leucociti Sapere il ruolo svolto dall’istamina Conoscere gli eventi che caratterizzano una risposta
infiammatoria Conoscere i principali componenti del sistema
immunitario Sapere cosa caratterizza una risposta immunitaria
Sapere cosa si intende per antigene e anticorpi Sapere quali funzioni hanno le plasmacellule e le cellule
della memoria Sapere cosa sono i vaccini e quali vaccinazioni sono
obbligatorie in Italia Conoscere le principali malattie autoimmuni Conoscere il ruolo dei linfociti T e B Conoscere le principali malattie da immunodeficienza
Modulo XIEDUCAZIONE ALLA SALUTE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Rischi connessi a errata
alimentazione, abuso di alcoolici, danni da fumo, uso di droghe o psicofarmaci
Rischi derivanti dall’assunzione di sostanze dopanti e/o anabolizzanti
Rischi derivanti da malattie trasmissibili anche sessualmente
Rischi derivanti da abitudini di vita sedentaria associata a scorretta alimentazione
Saper descrivere gli effetti nocivi prodotti dall'assunzione di sostanze pericolose
Saper descrivere gli effetti legati ad abitudini di vita scorrette
Correlare i comportamenti errati con i possibili effetti sull'organismo
Modulo XIIEQUILIBRIO CHIMICO
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
84
Reazioni irreversibili e reversibili Equilibrio chimico Legge di azione di massa La costante di equilibrio Kc
La costante di equilibrio Kp
Equilibri eterogenei Applicazioni della costante di
equilibrio Grado di avanzamento di una
reazione Verso di svolgimento di una
trazione Concentrazione all’equilibrio di
una specie chimica Tabelle dell’equilibrio Il principio di Le Chatelier Effetto sull’equilibrio della
variazione della concentrazione dei componenti
Effetto sull’equilibrio della variazione di pressione o di volume
Effetto sull’equilibrio della variazione di temperatura
Reazioni a completamento
Descrivere l’equilibrio chimico sia da un punto di vista macroscopico sia microscopico
Utilizzare il quoziente di reazione per prevedere in quale direzione evolverà una reazione
Calcolare la costante di equilibrio di una reazione dai valori delle concentrazioni
Applicare il valore numerico della costante di equilibrio per calcolare la concentrazione dei componenti di una reazione che ha raggiunto l’equilibrio
Utilizzare il principio di Le Chatelier allo scopo di prevedere l’effetto del cambiamento del numero di moli, del volume o della temperatura sulla posizione dell’equilibrio.
Comprendere il concetto di equilibrio dinamico Spiegare le proprietà dei sistemi chimici all’equilibrio e
comprenderne l'evoluzione in seguito a perturbazioni
Modulo XIIIEQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
85
Elettroliti Acidi e basi Teoria di Arrhenius Teoria di Brønsted-Lowry Coppie coniugate acido-base Reazioni di protolisi Composti anfoteri Acidi forti e deboli Costante di dissociazione acida Basi forti e deboli Costante di dissociazione basica Basi e acidi monoprotici e
poliprotici Teoria di Lewis Reazione di dissociazione
dell’acqua Prodotto ionico dell’acqua Soluzioni acide, neutre, basiche Gradi di acidità o basicità di una
soluzione: ph e pOH Calcolo del pH di soluzioni di
acidi o basi forti o deboli Determinazione sperimentale del
pH di una soluzione Reazioni di neutralizzazione Equivalente chimico Massa equivalente Normalità Titolazione acido-base Curve di titolazione Idrolisi salina Soluzioni tampone Equilibri di solubilità
Effetto dello ione comune
Rappresentare le reazioni di dissociazione ionica di una elettrolita
Esaminare gli acidi e le basi secondo la teoria di Arrhenius e quella di Brønsted-Lowry
Definire e identificare una coppia coniugata acido-base Mettere in relazione la forza di un acido o di una base con
i valori di Ka e Kb
Definire gli acidi e le basi secondo la teoria di Lewis Definire e calcolare il pH di una soluzione Descrivere la determinazione sperimentale del pH con gli
indicatori Descrivere le reazioni di neutralizzazione Prevedere la natura acida, neutra o basica della soluzione
di un sale Analizzare il meccanismo delle soluzioni tampone Utilizzare il valore del Kps per calcolare la solubilità di
un solido ionico.
Comprendere il comportamento degli acidi, delle basi e dei sali in acqua
Spiegare le proprietà di acidi e basi e risolvere problemi quantitativi riguardanti queste sostanze
Modulo XIVELETTROCHIMICA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
86
Bilanciamento delle reazioni redox Metodo della variazione del
numero di ossidazione Metodo delle semireazioni Reazione di dismutazione Cella elettrochimica Pila Daniell Diagramma di cella Forza elettromotrice di una pila Elettrodi Potenziale standard di elettrodo Serie di potenziali standard di
riduzione Pile a secco, pile reversibili, pila a
combustione Equazione di Nernst Cella elettrolitica Prodotto dell’elettrolisi in
soluzione acquosa Elettrolisi di una soluzione acida,
elettrolisi di una soluzione basica Elettrolisi dell’acqua Leggi di Faraday Applicazioni industriali
dell’elettrolisi
Distinguere gli ossidanti dai riducenti Bilanciare le reazioni redox con il metodo ionico-elettronico Descrivere la pila di Daniell Rappresentare il diagramma di cella e calcolare la f.e.m. di una
cella elettrochimica Spiegare il funzionamento delle pile a secco e degli
accumulatori Descrivere il funzionamento della cella elettrolitica Prevedere i prodotti che si formano in una cella elettrolitica in
soluzione acquosa Applicare le leggi di Faraday ai processi elettrolitici Descrivere le principali applicazioni dell’elettrolisi
Applicare i principi delle reazioni di ossido riduzione per costruire pile e celle elettrolitiche e risolvere i relativi problemi quantitativi
QUINTO ANNO (SCIENZE DELLA TERRA, CHIMICA E BIOLOGIA)
Modulo IL’INTERNO DELLA TERRA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
87
La struttura stratificata della Terra Crosta, mantello e nucleo Litosfera, astenosfera e mesosfera Il calore interno della Terra Origine del calore interno Gradiente geotermico Il flusso di calore Il nucleo La zona d’ombra Composizione del nucleo Il mantello Composizione del mantello Correnti convettive nel mantello Tomografia sismica La crosta Il campo magnetico terrestre Il paleomagnetismo Le inversioni di polarità Stratigrafia magnetica
Conoscere la composizione dell’interno della Terra secondo le più recenti scoperte
Distinguere tra crosta e litosfera Descrivere le caratteristiche dell'astenosfera Spiegare le cause del calore interno terrestre Descrivere i modelli dell'interno della Terra e
confrontare le informazioni che le varie indagini forniscono in modo da ricostruire un modello tridimensionale della struttura terrestre
Descrivere la convezione Descrivere le differenze tra crosta oceanica e
continentale Riconoscere l’importanza del campo magnetico
terrestre e conoscere le ipotesi sulla sua origine Riconoscere l'importanza del paleomagnetismo
come prova dell'espansione del fondale oceanico
Riuscire a riconoscere e stabilire relazioni tra i fenomeni che si osservano in superficie con quelli che avvengono all’interno della Terra.
Riconoscere la relazione tra la distribuzione geografica delle variazioni della densità della crosta terrestre e la sua composizione
Modulo IILA TETTONICA DELLE PLACCHE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
88
Concetti generali e cenni storici Che cosa è una placca litosferica I margini delle placche Quando sono “nate” le placche Placche e moti convettivi Il mosaico globale Placche e terremoti Placche e vulcani Tettonica delle placche e risorse
naturali L’espansione del fondo oceanico Le dorsali medio-oceaniche Espansione del fondo oceanico La struttura della crosta oceanica Il meccanismo dell’espansione Prove dell’espansione oceanica I margini continentali Tipi di margine continentale Margini continentali passivi Margini continentali trasformi Margini continentali attivi Tettonica delle placche e
orogenesi Gli “oceani perduti”: le ofioliti
Sapere le cause della disposizione attuale delle terre emerse
Conoscere e applicare la teoria della deriva dei continenti
Spiegare il motivo del limite di profondità dei terremoti
Descrivere la relazione tra margini di placca e risorse naturali
Comprendere come la crosta oceanica sia più giovane della continentale
Saper descrivere la struttura e il funzionamento di una dorsale oceanica
Sapere correlare la batimetria degli oceani con l’età della crosta oceanica
Spiegare l’importanza delle anomalie magnetiche in relazione al movimento delle placche
Capire il significato della parola “orogenesi” Evidenziare il ruolo dell’isostasia nel processo di
innalzamento delle catene montuose Spiegare il significato attribuito alle ofioliti
Riconoscere ed interpretare il significato della parola “relativo” riferito al movimento delle placche
Essere consapevoli della differenza tra reattività vulcanica di una dorsale e quella di un arco magmatico
Riflettere sui fenomeni geologici superficiali che consentono di individuare i margini di placca
Riconoscere la relazione tra distribuzione geografica dei sismi, dei vulcani e delle zone di frattura delle placche
Interpretare in modo corretto la distribuzione morfo-geologica in un sistema arco-fossa
Saper spiegare perché la velocità di espansione del fondo oceanico cambia a seconda del luogo
Interpretare correttamente la presenza di “punti caldi”
Modulo IIICOMPOSTI ORGANICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze Proprietà dell’atomo di carbonio Formule dei composti organici Isomeria di struttura e
stereoisomeria Proprietà fisiche Reattività Gruppi funzionali Reazione omolitica ed eterolitica Reagenti elettrofili e nucleofili Classificazione
Descrivere le proprietà dell’atomo di carbonio Rappresentare i composti organici tramite i diversi
tipi di formule Descrivere i vari tipi di isomeria Descrivere le modalità con cui si svolge una rottura omolitica o
etero litica di un legame covalente Spiegare il significato di carbanione, e carbocatione, di reagente
elettrofilo e nucleofilo Analizzare la classificazione dei composti organici in base ai
gruppi funzionali
Comprendere quali sono le proprietà che permettono al carbonio di formare milioni di composti organici
Comprendere i fattori che determinano la reattività dei composti del carbonio
Modulo IVIDROCARBURI E GRUPPI FUNZIONALI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
89
Ibridazione sp3, sp2, sp Alcani: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Cicloalcani: nomenclatura,
proprietà fisiche, reazioni Alcheni: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Alchini: nomenclatura, proprietà
fisiche, reazioni Idrocarburi aromatici monociclici Benzene: struttura, reazioni Idrocarburi aromatici policiclici Alogenuri alchilici: nomenclatura,
classificazione, proprietà fisiche, reazioni
Alcoli: nomenclatura, classificazione, proprietà fisiche, reazioni
Eteri: nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Fenoli: nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Aldeidi e chetoni: il gruppo funzionale carbonile, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Acidi carbossilici: il gruppo funzionale carbossilico, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni, derivati degli acidi carbossilici, acidi carbossilici polifunzionali
Ammine: il gruppo funzionale amminico, nomenclatura, proprietà fisiche, reazioni
Spiegare la natura dei legami semplici, doppi e tripli Attribuire il nome IUPAC ai composti organici Descrivere le serie degli alcani, dei cicloalcani, degli alcheni,
degli alchini, degli idrocarburi aromatici e dei gruppi funzionali in termini di formule generali, di formule di struttura
Giustificare le proprietà fisiche di tutti i composti organici Analizzare le reazioni di tutti i composti organici
Distinguere alcani, alcheni, alchini, idrocarburi ciclici aromatici in base alle loro proprietà fisiche e chimiche
Confrontare le proprietà degli idrocarburi alifatici e ciclici con quelle degli idrocarburi aromatici
Correlare i gruppi funzionali con le proprietà e le funzioni dei composti che li contengono
Modulo VLE BIOMOLECOLE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
90
I CARBOIDRATI: caratteristiche generali e classificazione; i monosaccaridi (isomeria strutturale; chiralità, proiezioni di Fischer; struttura ciclica: proiezioni di Haworth; reazioni tipiche del gruppo carbonile); i disaccaridi e i polisaccaridi.
I LIPIDI: caratteristiche generali e classificazione; struttura e proprietà dei trigliceridi; le reazioni di idrogenazione e di idrolisi alcalina (saponi); i fosfolipidi; le cere; gli steroidi; le vitamine liposolubili e la loro importanza biologica.
GLI AMMINOACIDI, I PEPTIDI e LE PROTEINE: gli amminoacidi: chiralità, nomenclatura e classificazione, struttura ionica dipolare e comportamento anfotero; peptidi: caratteristiche del legame peptidico e relative reazioni; proteine: costituzione, strutture caratteristiche e denaturazione; gli enzimi.
GLI ACIDI NUCLEICI: composizione chimica; nucleosidi e nucleotidi; la struttura del DNA: la doppia elica; la struttura e le funzioni degli acidi ribonucleici
Saper rappresentare la formula di struttura delle molecole organiche con le varie rappresentazioni;
Saper rappresentare correttamente la struttura tridimensionale di una molecola usando il modello a cunei e la proiezione di Fischer;
Saper utilizzare la nomenclatura per attribuire il nome agli isomeri dei composti;
Saper distinguere i diversi isomeri in base alle loro proprietà fisiche o chimiche.
Giustificare il diverso stato fisico dei grassi e degli oli;
Saper rappresentare la reazione di idrolisi alcalina dei trigliceridi;
Analizzare il ruolo biologico degli steroidi e delle vitamine liposolubili.
Giustificare il comportamento anfotero degli AA; Analizzare i livelli di organizzazione delle proteine; Spiegare il ruolo biologico degli enzimi e
riconoscere i meccanismi d’azione enzima-substrato e ormone-recettore
Analizzare la composizione chimica dei nucleosidi e dei nucleotidi;
Saper esaminare la struttura del DNA e saper individuare le implicazioni biochimiche ad essa connesse;
Descrivere il ruolo biologico dei diversi tipi di RNA.
Correlare la struttura dei composti e la presenza di gruppi funzionali con la loro reattività.
Capire la relazione tra struttura e funzione delle biomolecole Riconoscere il ruolo che carboidrati, lipidi, proteine
e acidi nucleici ricoprono negli esseri viventi. Essere in grado di mettere in relazione la struttura
del DNA con la conservazione, la trasmissione e l’espressione dei caratteri ereditari
Modulo VISCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
91
Energia e organismi viventi Metabolismo cellulare:
anabolismo e catabolismo Sintesi delle biomolecole. Demolizione delle biomolecole. Strategie metaboliche. Reazioni di ossido-riduzione Gli enzimi Cofattori dell’azione enzimatica. I coenzimi NAD e FAD
trasportatori di elettroni. Sequenze biochimiche La valuta energetica della cellula:
l'ATP. La glicolisi La fermentazione. La respirazione cellulare. Struttura dei mitocondri. L’ossidazione dell’acido piruvico. Il ciclo di Krebs. Trasporto finale di elettroni. Meccanismo della fosforilazione
ossidativa. Bilancio energetico totale I primi organismi fotosintetici. Luce, clorofilla e altri pigmenti. Struttura dei cloroplasti. I fotosistemi I e II. Reazioni luce-dipendenti. Reazioni luce-indipendenti: il
ciclo di Calvin. Soluzioni alla carenza di CO2:
fotorespirazione e ciclo C4. Le piante CAM. Reazioni e prodotti della
fotosintesi
Riconoscere la differenza tra catabolismo e anabolismo e tra reazioni esoergoniche e endoergoniche
Riconoscere le principali vie metaboliche e la loro regolazione.
Conoscere la funzione degli enzimi, la loro struttura ed il meccanismo con cui agiscono.
Spiegare che cosa sono i cofattori e i coenzimi. Conoscere la formula dell’ATP e spiegare la sua funzione. Capire che l’ATP si trasforma mediante l’idrolisi o
la fosforilazione. Sapere qual è la reazione di demolizione del glucosio e
che tale reazione avviene in diverse fasi. Descrivere i vari tipi di fermentazione. Conoscere il processo di glicolisi. Descrivere la struttura dei mitocondri. Esporre le fasi della respirazione cellulare: ossidazione
dell'acido piruvico, ciclo di Krebs, trasporto finale di elettroni. Descrivere il meccanismo della fosforilazione ossidativa. Fare un bilancio energetico totale del processo di
demolizione del glucosio. Conoscere l'evoluzione degli organismi fotosintetici. Individuare la differenza tra cellule chemiosintetiche e
fotosintetiche Sapere qual è la reazione principale della fotosintesi e che
tale reazione avviene in diverse fasi. Conoscere la natura della luce e che cosa sono i pigmenti. Conoscere la struttura dei cloroplasti. Spiegare le funzioni dei fotosistemi I e II e i processi che
avvengono in essi. Descrivere le reazioni luce-dipendenti che costituiscono il
primo stadio della fotosintesi Descrivere le reazioni luce-indipendenti: il ciclo di
Calvin. Capire quando si attua nelle piante il processo della
fotorespirazione Conoscere gli altri metodi delle piante per fissare la CO2:
la via del C4, le piante CAM. Conoscere quali sono i prodotti finali della
fotosintesi
Comprendere che il vivente è un sistema aperto inserito in un flusso di energia
Comprendere che l'energia metabolica serve al mantenimento del livello di organizzazione
Comprendere il ruolo centrale del glucosio nel metabolismo degli esseri viventi
Capire l'importanza dei coenzimi nelle reazioni di ossido riduzione
Comprendere l’importanza dell’ATP come valuta energetica delle cellule
Individuare i processi attraverso cui tutte le cellule trasformano l’energia contenuta negli alimenti in energia utilizzabile per compiere le varie funzioni vitali.
Comprendere l’importanza dei processi fotosintetici per la sintesi delle molecole organiche.
Riconoscere la centralità del processo fotosintetico nei flussi di materia e di energia all’interno della biosfera
Modulo VIIGENETICA DI VIRUS E BATTERI E TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
92
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze I plasmidi Il processo di coniugazione I virus Ciclo litico e lisogeno Il processo di trasduzione Il meccanismo di infezione dei
retrovirus I trasposoni Gli enzimi di restrizione La separazione dei frammenti di
restrizione Il sequenziamento dei frammenti Ibridazione degli acidi nucleici Clonaggio genico Il “montaggio” del DNA
ricombinante Le librerie genomiche La PCR Anticorpi monoclonali La terapia genica Gli OGM La clonazione animale Applicazioni a livello
agroalimentare e sanitario Il Progetto Genoma Umano Profilo genetico e crimine
Descrivere le peculiarità strutturali del plasmide F Spiegare i meccanismi che sono alla base della
coniugazione Descrivere la struttura generale dei virus mettendo in
evidenza la loro funzione di vettori nei batteri e nelle cellule eucariote
Mettere a confronto un ciclo litico con un ciclo lisogeno Spiegare in che cosa consiste il processo di trasduzione
distinguere tra trasduzione generale e trasduzione specializzata Descrivere il meccanismo di azione dei retrovirus Descrivere le caratteristiche dei trasposoni evidenziando
quali conseguenze può comportare la loro mobilità Mettere a confronto le caratteristiche dei diversi vettori Spiegare che cosa si intende per DNA ricombinante Descrivere le proprietà degli enzimi di restrizione Spiegare la tecnica di separazione e sequenziamento Spiegare la tecnica dell’ibridazione Spiegare che cosa è una libreria genomica Illustrare il processo con cui si possono clonare sequenze di
DNA Descrivere il meccanismo della reazione a catena
della polimerasi evidenziando lo scopo di tale processo
Spiegare i che modo è possibile indurre i batteri a sintetizzare proteine utili
Spiegare la tecnica di produzione degli anticorpi monoclonali
Spiegare che cosa si intende per transgenico e OGM Evidenziare vantaggi e svantaggi dei prodotti OGM Spiegare in che cosa consiste una terapia genica e in quali casi
può essere applicata Descrivere le tappe del Progetto Genoma Umano
mettendo in evidenza obiettivi, difficoltà e limiti
Saper capire l’importanza dei vettori cellulari per la naturale trasmissione di informazioni genetiche a favore di una maggiore variabilità
Comprendere l’importanza di queste conoscenze per gli sviluppi delle scienze biologiche e delle loro potenzialità di applicazione
Considerare come una nuova rivoluzione scientifica la manipolazione di questi meccanismi naturali
Saper seguire le varie tappe del processo con cui gli scienziati riescono ad individuare, sequenziare, isolare e copiare un gene di particolare interesse biologico
Saper comprendere l’enorme potenzialità delle attuali conoscenze di ingegneria genetica evidenziando quali nuove soluzioni la tecnica del DNA ricombinante ha individuato e quali nuove prospettive potrà fornire a problemi di carattere agroalimentare e medico finora insoluti
Saper evidenziare l’importanza delle più recenti conquiste dell’uomo nel campo della medicina ottenute grazie alle attuali conoscenze di genetica molecolare
Modulo IXATMOSFERA, FENOMENI METEOROLOGICI E CLIMA
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
93
Composizione, suddivisione e limite dell'atmosfera
L'atmosfera nel tempo geologico Il bilancio termico del pianeta
Terra La pressione atmosferica e i venti La circolazione atmosferica
generale: circolazione nella bassa e alta troposfera
L'umidità atmosferica e le precipitazioni
Stabilità atmosferica e saturazione Come si formano le precipitazioni Le perturbazioni atmosferiche;
masse d'aria e fronti Dalla meteorologia alla
climatologia Processi climatici e loro
interazioni con litosfera e biosfera (i suoli)
Distribuzione geografica dei diversi climi (interazione atmosfera e idrosfera)
Saper illustrare caratteristiche e specificità dell’atmosfera
Saper indicare i fattori che influenza no la pressione atmosferica
Saper descrivere le aree cicloniche e anticicloniche Saper spiegare la circolazione nella bassa e nella alta atmosfera Saper definire il concetto di stabilità dell'aria Saper spiegare come si formano le precipitazioni Saper definire le masse d'aria e le loro zone di origine Saper definire i fronti Saper indicare gli elementi e i fattori del clima Saper indicare la classificazione dei climi secondo
Koppen Saper esaminare i fattori che determinano la
variabilità delle condizioni meteorologiche e climatiche
Riuscire a riconoscere e stabilire l’importanza dei fenomeni meteorologici
Conoscere gli strumenti con cui poter rilevare il clima di una data zona
Riconoscere la relazione tra la distribuzione geografica delle variazioni climatiche
Conoscere le informazioni e i limiti di un modello climatico
Saper raccogliere ed utilizzare semplici dati meteorologici per disegnare un diagramma climatico
Modulo XINTERAZIONI TRA GEOSFERE E CAMBIAMENTI CLIMATICI
Conoscenze Capacità/Abilità Competenze
94
Il riscaldamento globale (interazione atmosfera-idrosfera-criosfera-biosfera)
La temperatura dell’atmosfera terrestre e il ruolo dei gas serra
I dati sull’andamento della temperatura annua nel tempo
Variazioni di temperatura connesse a processi naturali
Gli effetti dell’attività solare Gli effetti dell’attività vulcanica Moti millenari della Terra e
variazioni climatiche; le glaciazioni I processi di retroazione L’assorbimento di CO2 e le
correnti oceaniche La fusione nel permafrost Le attività antropiche che
modificano il clima L'andamento attuale della
temperatura dell'atmosfera terrestre Il ritiro dei ghiacci La tropicalizzazione del clima La frequenza e l’intensità degli
uragani Le conseguenze sulla fauna e sulla
vegetazione Come ridurre le emissioni dei gas
serra Il Protocollo di Kyoto
Saper leggere e analizzare i grafici dell'IPCC e descrivere i diversi scenari per il riscaldamento globale
Riconoscere l’importanza delle variazioni di temperatura media
Conoscere gli effetti di un riscaldamento globale Sapere cosa è l’effetto serra Saper indicare le cause naturali del cambiamento climatico:
ruolo dell'attività vulcanica e la variabilità solare Sapere cosa si intende per processi di retroazione Saper indicare le possibili conseguenze delle variazioni dei
regimi climatici in relazione alle risorse idriche, all'agricoltura, agli oceani, alla riduzione del ghiaccio marino e del permafrost
Saper valutare l'impatto delle attività umane sul clima globale; il ruolo della CO2 come interruttore dei gas serra
Saper visualizzare il pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera è intimamente connessa all'altra (atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera)
Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare rapporto uomo ambiente
95