PROGRAMMAZIONE DI SCIENZE A.S. 2014-2015 In base alla Delibera del Collegio dei docenti del liceo Nomentano e in base alla suddivisione del periodo scolastico in trimestre e pentamestre, i docenti effettueranno in ogni classe: 2 verifiche nel TRIMESTRE 3 verifiche nel PENTAMESTRE Il Dipartimento stabilisce che,considerato il numero esiguo di ore settimanali e la varietà di conoscenze e competenze che devono essere acquisite dagli alunni,verranno effettuate varie tipologia di verifiche: interrogazioni classiche, test a risposta multipla, domande aperte , domande con completamento, preparazione e presentazione di argomenti anche in forma multimediale, valutazione del livello di interesse e partecipazione durante l’anno scolastico. Si prevede per ogni periodo dell’anno scolastico almeno una verifica orale. Per quanto riguarda le strategie metodologiche si concorda di: fornire agli alunni all’inizio dell’anno il programma preventivo di lavoro e di commentarlo; indicare le modalità delle verifiche e i criteri di valutazione; guidare all’uso del testo in adozione; rendere note agli allievi le valutazioni assegnate e commentarle opportunamente, affinché ciascuno possa migliorare il rendimento nelle verifiche successive. presentare le scienze Biologiche, Chimiche, Astronomiche e Geologiche nel loro sviluppo storico per una consapevole comprensione dell’evoluzione del pensiero scientifico; effettuare lezioni attive e non solo spiegazioni ed interrogazioni tradizionali al fine di sollecitare la partecipazione per il chiarimento dei dubbi, per la riflessione sui fenomeni e la coordinazione dei concetti relativi ad essi; stimolare la riflessione interdisciplinare; fare uso di sussidi audiovisivi e software didattici Effettuare eventuali visite guidate a musei e laboratori di ricerca Per le finalità si è concordato di lavorare in modo da contribuire allo sviluppo globale degli allievi e ad una crescita mentale armonica e critica, attraverso una esperienza scolastica serena instaurando rapporti improntati alla lealtà ed al rispetto. Gli obiettivi culturali-formativi sono acquisizione di adeguate competenze in relazione alla capacità di analizzare e coordinare i contenuti appresi. padronanza del lessico specifico; sviluppo delle capacità di osservazione e descrizione dei fenomeni in relazione alle conoscenze acquisite. capacità di coordinazione logica anche sul piano interdisciplinare; possesso di un metodo di studio e di approfondimento autonomo. Ai fini della valutazione finale si terrà conto: delle effettive acquisizioni; del livello di partenza; dell’interesse mostrato e della partecipazione al dialogo educativo; del grado e della continuità dell’impegno; delle attitudini e capacità personali. Ci si propone di usare i seguenti criteri per l’assegnazione dei voti: voto fino a 4: grosse lacune nelle conoscenze; difficoltà nella comprensione dei dati; esposizione confusa e stentata; impegno nullo o saltuario; uso scorretto del lessico specifico. voto 5: conoscenza superficiale e/o mnemonica; esposizione incerta; modesto uso del lessico specifico; impegno discontinuo. voto 6: conoscenza lineare degli argomenti fondamentali; esposizione semplice ma corretta anche sul piano lessicale. voto 7: padronanza dei contenuti curricolari; esposizione chiara e sicura. voto 8: conoscenza completa, ben assimilata e logicamente coordinata; esposizione fluida ed organica; buona documentazione delle analisi. voto 9: incisiva capacità di analisi e di sintesi delle problematiche; conoscenza approfondita; capacità di collegamento anche interdisciplinare; esposizione rigorosa. voto 10: ottime conoscenze, particolarmente approfondite anche autonomamente; attitudini spiccate per la disciplina. Le attività di laboratorio , che fanno parte integrante del programma, rappresentano una parte integrante e fondamentale dell’attività didattica delle discipline scientifiche : saper progettare, saper eseguire, saper interpretare le attività sperimentali significa acquisire metodologie e procedure proprie dell’indagine scientifica. . Programmazione classi QUINTE CHIMICA ORGANICA,BIOCHIMICA E BIOTECNOLOGIE CAPITOLO 1 Competenze Traguardi formativi Dal carbonio agli idrocarburi Comprendere i caratteri distintivi della chimica organica Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. Cogliere la relazione tra la struttura delle molecole organiche e la loro nomenclatura Contenuti Indicatori Prerequisiti - Sa fornire una definizione di chimica organica Atomi e molecole - Sa motivare le ragioni della grande varietà di composti organici Modello a orbitali - Sa assegnare il nome a semplici molecole organiche - Sa scrivere la formula di La configurazione elettronica e le proprietà degli elementi -Composti organici -Gli idrocarburi saturi: Alcani e Cicloalcani Cogliere l’importanza della struttura spaziale nello studio delle molecole organiche semplici composti di cui gli sia fornito il nome IUPAC - Sa riconoscere dalla formula molecole già incontrate o simili Conoscere le principali reazioni degli alcani Cogliere il significato e la varietà dei casi di isomeria Comprendere le caratteristiche distintive degli idrocarburi insaturi Comprendere e utilizzare il concetto di aromaticità per giustificare le proprietà dei derivati del benzene - Sa rappresentare la formula di struttura delle molecole organiche con la formula condensata e semplificata - Sa interpretare e utilizzare i diversi modi studiati di rappresentare la tridimensionalità delle molecole - Sa mettere correttamente in relazione il tipo di ibridazione di un dato atomo e i legami che esso può fare Orbitali ibridi sp3, sp2 e sp Il legame covalente La condivisione degli elettroni - È in grado di riconoscere due o più isomeri dalle loro formule -L’isomeria L’energia di legame Legami (orbitali) σ e π -La nomenclatura degli Idrocarburi saturi Legami doppi e tripli Il legame ionico - Descrive correttamente le reazioni degli alcani - Sa distinguere i diversi casi di isomeria studiati -I Cicloalcani -Proprietà fisiche e chimiche degli Idrocarburi saturi Cationi e anioni -Gli Idrocarburi insaturi: Alcheni e Alchini - Prevede le differenze chimiche e fisiche tra diversi isomeri - Sa chiarire le caratteristiche particolari e l’importanza biologica dell’isomeria ottica -Gli Idrocarburi aromatici - Sa fornire la definizione di idrocarburo insaturo - È in grado di utilizzare le conoscenze sui legami σ e π CAPITOLO 2 Competenze Contenuti Traguardi formativi Comprendere il concetto di gruppo funzionale Conoscere la nomenclatura degli alogenoderivati Descrivere e utilizzare le proprietà degli alogenoderivati. Conoscere la nomenclatura di alcoli, fenoli ed eteri Descrivere e utilizzare le proprietà chimiche e fisiche di alcoli, fenoli ed eteri Dai gruppi funzionali ai polimeri Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. Conoscere la nomenclatura di aldeidi e chetoni Descrivere e utilizzare le proprietà chimiche e fisiche di aldeidi e chetoni Indicatori Prerequisiti - Sa elencare, scrivere, riconoscere e distinguere i gruppi funzionali studiati La tavola periodica - Sa giustificare gli effetti della presenza di un dato gruppo funzionale sulla reattività dei una molecola organica Proprietà periodiche: l’elettronegatività Gruppo funzionale Gli alogeni - Sa passare dalla formula al nome di un alogenoderivato e viceversa Alogenoderivati Nomenclatura degli alogenoderivati - Sa descrivere le reazioni tipiche degli alogenoderivati - Sa scrivere in modo formale le reazioni studiate - Sa passare dalla formula al nome di un alcol, fenolo o etere e viceversa Nomenclatura di alcoli, fenoli ed eteri - Distingue e sa scrivere diversi tipi di alcoli e fenoli Alcoli primari, secondari e terziari Conoscere la nomenclatura degli acidi carbossilici - Sa motivare la maggiore acidità dei fenoli rispetto agli alcoli Descrivere e utilizzare le proprietà chimiche e fisiche degli acidi carbossilici Conoscere la nomenclatura degli esteri Descrivere e utilizzare le proprietà chimiche e fisiche degli esteri - Sa scrivere e descrivere le categorie di reazioni di alcoli e fenoli - Sa passare dalla formula al nome di un’aldeide o di un chetone e viceversa - Sa descrivere la geometria spaziale e le caratteristiche chimiche del gruppo carbonile Il legame idrogeno La teoria acido-base di Brønsted pH, pKa e pKb Ossidazione parziale e totale di alcoli e fenoli Conoscere la nomenclatura delle ammine Descrivere e utilizzare le proprietà chimiche e fisiche delle ammine Conoscere le caratteristiche delle molecole eterocicliche - Sa passare dalla formula al nome di un acido carbossilico e viceversa Monomeri, polimeri - Sa utilizzare le caratteristiche chimiche del carbossile per spiegare le proprietà fisiche degli acidi carbossilici Nomenclatura di aldeidi e chetoni Ossidazione di aldeidi e chetoni - Sa passare dalla formula al nome di un estere e viceversa Gli Acidi Carbossilici e i loro derivati - Sa scrivere e descrivere la sintesi di un estere Reazioni con basi forti - Sa passare dalla formula al nome di un’ammina e viceversa - Sa riconoscere composti eterociclici Reazioni di esterificazione e di idrolisi (saponificazione) - Sa distinguere tra eterociclici aliciclici e aromatici Ammine primarie, secondarie e terziarie Composti eterociclici contenenti azoto o ossigeno CAPITOLO 3 Le basi della biochimica Competenze Traguardi formativi Contenuti Indicatori Prerequisiti Sapere porre in relazione la varietà dei monosaccaridi con la loro diversità molecolare - Sa rappresentare molecole di monosaccaridi e disaccaridi secondo le diverse formule in uso - Conosce e sa utilizzare i diversi criteri di distinzione dei monosaccaridi Le biomolecole I Carboidrati Forma lineare e ciclica Disaccaridi Polisaccaridi I Lipidi Amminoacidi L-α amminoacidi Amminoacidi essenziali Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. Sapere utilizzare la rappresentazione di molecole di disaccaridi e polisaccaridi per spiegarne le proprietà - Sa riconoscere la formula dei principali disaccaridi Le Proteine - Sa scrivere la formula dei principali disaccaridi Legame peptidico - Sa riconoscere la formula del monomero dei polisaccaridi studiati - Sa riconoscere la formula di uno dei polisaccaridi studiati - Motiva le differenze di proprietà biologiche tra i polisaccaridi studiati sulla base dei loro legami Riconoscere la varietà dei lipidi - Sa fornire una definizione di lipide - Distingue tra lipidi semplici e complessi (non saponificabili e saponificabili) - Sa riconoscere e scrivere la formula condensata e la formula semplificata di un acido grasso e Struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria α-elica e foglietto β Proteina globulare Legame disolfuro Proteina coniugata Gruppo prostetico di un trigliceride - Sa riconoscere e scrivere l’anello base degli steroidi Enzima e substrato Classi enzimatiche Conoscere unità e varietà degli amminoacidi - Sa fornire la definizione di amminoacido -Sa scrivere la formula generale di un amminoacido Conoscere i diversi livelli strutturali delle proteine - Sa individuare il gruppo R di un amminoacido e prevederne i caratteri chimici Sa scrivere la reazione di sintesi di un dipeptide - Individua somiglianze e differenze nelle strutture secondarie Conoscere i caratteri distintivi degli enzimi - Sa giustificare il modo in cui la struttura secondaria influisce sulle proprietà macroscopiche di una proteina - Sa evidenziare le differenze tra struttura secondaria e terziaria - Sa evidenziare le differenze tra struttura terziaria e quaternaria Conoscere le caratteristiche Modello chiaveserratura Modello dell’adattamento indotto Regolazione enzimatica Nucleotidi e Acidi Nucleici Basi puriniche e basi pirimidiniche Filamenti antiparalleli Filamenti complementari RNA messaggero, ribosomiale e di trasporto - Conosce le classi enzimatiche Complesso di duplicazione - Sa rappresentare con un modello grafico l’azione catalitica di un enzima dato Primasi, DNA polimerasi, DNA ligasi, telomerasi - Sa comparare i diversi tipi di inibizione enzimatica Duplicazione semiconservativa Geni dei nucleotidi e degli acidi nucleici - Descrive e riconosce la struttura tipica di un nucleotide Codoni Trascrizione - Sa riconoscere i diversi nucleotidi Inizio – allungamento – terminazione - Sa spiegare le differenze tra diversi nucleotidi - Sa spiegare a livello molecolare le regole di appaiamento - Sa descrivere la direzionalità dei polinucleotidi Descrivere la duplicazione del DNA e la sintesi proteica - Nomina i diversi tipi di RNA studiati - Nomina gli enzimi che prendono parte al processo di duplicazione - Descrive a parole e graficamente la duplicazione Citoplasma, ribosomi CAPITOLO 4 Competenze Traguardi formativi Descrivere le caratteristiche e le logiche del metabolismo cellulare Il metabolismo Contenuti Indicatori - Fornisce la definizione di metabolismo Prerequisiti Energia potenziale Anabolismo e catabolismo Energia libera - Nomina e giustifica le funzioni fondamentali del metabolismo Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. - Distingue le due fasi del metabolismo in termini di tipo di reazioni, intervento di ADP/ATP e segno della variazione di energia Vie cataboliche e vie anaboliche - Spiega il concetto di via metabolica e ne descrive l’andamento Vie convergenti, vie divergenti, vie cicliche - Riconosce dallo schema il tipo di via metabolica e sa rappresentare schematicamente un tipo dato - Conosce e sa giustificare la struttura più tipica delle vie cataboliche e quella delle vie anaboliche Conoscere e motivare il ruolo dei principali coenzimi nel metabolismo - Collega struttura e funzione dell’ATP - Spiega il concetto di reazione accoppiata ATP, NAD e FAD Equilibrio chimico Accoppiamento energetico Fosforilazione - Descrive le reazioni in cui intervengono NAD e FAD Descrivere e distinguere tra loro le modalità di regolazione del metabolismo Descrivere il metabolismo degli zuccheri a livello molecolare e a livello anatomico Reazioni di ossidoriduzione Tappa ed enzima chiave - Nomina i diversi modi di regolare l’attività enzimatica Feedback negativo - Discute le differenze tra le diverse modalità Compartimentazione - (Scrive e) descrive le tappe della glicolisi Glicolisi Fase di preparazione e fase di recupero energetico - Comprende il diverso ruolo delle fosforilazioni nella fase iniziale e in quella successiva - Chiarisce il concetto di fosforilazione a livello del substrato Fosforilazione e esteri fosforici Fermentazione lattica, fermentazione alcolica - Scrive le reazioni delle fermentazioni studiate Piruvato carbossiasi, - Comprende e chiarisce la funzione delle fermentazioni fosfatasi - Distingue le caratteristiche della glicolisi Glicogenosintesi, fosfoglucomutasi - Compara la glicolisi e la gluconeogenesi, individuando i passaggi unici di quest’ultima NADPH Il metabolismo dei Lipidi - Chiarisce la relazione tra la struttura del glicogeno e le sue funzioni biologiche β-ossidazione Coenzima A - Descrive le particolarità del metabolismo dei grassi a livello anatomico-fisiologico Descrivere il metabolismo dei lipidi a livello molecolare e a livello anatomico - Motiva a livello molecolare l’elevato contenuto energetico dei grassi Corpi chetonici - Descrive la natura chimica e le funzioni biologiche dei corpi chetonici - Descrive a parole la sintesi degli acidi grassi e del colesterolo Bilancio azotato - Descrive le condizioni particolari del catabolismo degli amminoacidi Amminoacidi glocogenici e chetogeneici - Distingue tra i diversi tipi di catabolismo degli amminoacidi Metabolismo terminale Descrivere il metabolismo degli amminoacidi a livello molecolare e a livello anatomico - Confronta e discute le diverse modalità di eliminazione dell’azoto Piruvato deidrogenasi - Descrive a parole il ciclo dell’urea - Chiarisce le relazioni che legano le tre fasi del metabolismo terminale - Sa scrivere e descrivere la reazione della piruvato deidrogenasi e la struttura dell’enzima Ciclo dell’acido citrico La produzione di energia nelle cellule Apparato escretore nella specie umana e escrezione in altri gruppi animali - (Scrive e) descrive le reazioni del ciclo dell’acido citrico Discutere il carattere convergente del metabolismo terminale Respirazione cellulare - È in grado di elencare le specie chimiche in ingresso e in uscita dal ciclo dell’acido citrico e di chiarire le funzioni che esso svolge - Sa chiarire il ruolo anfibolico del ciclo dell’acido citrico Fosforilazione ossidativa e teoria chemio-osmotica (cenni) - Distingue tra respirazione polmonare e respirazione cellulare - Descrive la catena respiratoria - Descrive le variazioni di forma dell’energia nel corso della respirazione cellulare - Descrive la struttura e il funzionamento dell’ATP sintasi - Sa calcolare la resa energetica del glucosio - Sa descrivere le tappe principali della fotosintesi Apparato respiratorio Fotosintesi, reazioni alla luce, reazioni al buio, ciclo di Calvin La regolazione delle attività metaboliche: il controllo della glicemia -Sa individuare la glicemia come il più importante parametro ematochimico CAPITOLO 5 Competenze Traguardi formativi Conoscere le biotecnologie di base e descriverne gli usi e i limiti Che cosa sono le biotecnologie Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. Comprendere le tecniche e gli usi delle pratiche legate al DNA ricombinante Contenuti Indicatori Prerequisiti - Sa definire biotecnologie, “biotecnologie classiche” e “nuove biotecnologie” Metodi di ricombinazione naturale - Descrive i possibili usi dei diversi tipi di colture cellulari Colture cellulari e bioreattori - Distingue tra cellule staminali adulte (AS) e staminali embrionali (ES) Totipotenza, pluripotenza, AS e ES - Descrive le tappe da seguire per ottenere un DNA ricombinante e ne chiarisce adeguatamente le funzioni La tecnologia del DNA ricombinante - Confronta gli usi naturali e quelli biotecnologici degli enzimi usati nella tecnologia del DNA ricombinante Comprendere la tecnica e gli usi della PCR e del sequenziamento del DNA - Descrive la base delle tecniche di sequenziamento - Distingue tra clonaggio e clonazione Clonaggio del DNA, vettori, , geni marcatori - Chiarisce il significato di biblioteca di DNA Conoscere le tecniche di clonaggio e di clonazione Virus, genetica dei virus Clonazione - Descrive i diversi possibili scopi della clonazione - Elencare e discutere i principali campi di azione della bioinformatica - Descrive i metodi di studio delle proteine Comprendere gli usi della tecnica dei microarray e della bioinformatica Comprendere le difficoltà e le possibilità uniche date dall’analisi delle proteine - Definisce ingegneria genetica e Organismo Geneticamente Modificato (OGM) - Descrive la varietà degli RNA al di là di quelli coinvolti nella sintesi proteica - Descrive in quali modi possa avvenire il silenziamento di un gene Sa discutere la produzione, le possibilità e i dubbi sull’utilizzo degli OGM - Descrive i ruoli svolti dai miRNA L’ingegneria genetica e gli OGM Il ruolo dell’RNA RNA antisenso, RNAi, siRNA, miRNA Chiarire il ruolo degli RNA come è emerso a cavallo tra XX e XXI secolo CAPITOLO 6 Competenze Traguardi formativi Sapere discutere le relazioni tra ricerca scientifica, tecnologia e applicazioni Contenuti Indicatori - Discute i possibili effetti delle limitazioni alla ricerca Prerequisiti Neoplasie Le biotecnologie mediche (cenni ) - Discute le relazioni tra ricerca pura e applicata Conoscere le principali biotecnologie di importanza medica Le applicazioni delle biotecnologie - Descrive la procedura della terapia genica - Descrive la procedura della terapia cellulare Saper effettuare connessioni logiche e stabilire relazioni. - Definisce oncogeni e oncosoppressori e chiarisce la loro importanza nelle terapie anticancro Conoscere le principali biotecnologie - Definisce i vaccini Le biotecnologie agrarie (cenni ) Le biotecnologie ambientali (cenni) SCIENZE DELLA TERRA CAPITOLO 1 COMPETENZE Traguardi formativi Saper effettuare connessioni stabilendo le relazioni che legano i costituenti della Terra alle caratteristiche del campo gravitazionale terrestre e alla distribuzione degli elementi chimici nel sistema solare CONTENUTI Indicatori Prerequisiti Sa individuare la natura a strati della Terra Caratteristiche delle onde La struttura stratificata della Terra Il calore interno della Terra Sa valutare l’origine del calore interno della Terra Fusione e solidificazione Il nucleo L’INTERNO DELLA TERRA Saper valutare il modo in cui la temperatura e la pressione litostatica condizionano il comportamento reologico dei materiali all’interno della Terra Sa individuare i meccanismi responsabili del calore primordiale della Terra Il mantello Energia cinetica e gravitazionale La crosta Il magnetismo Il campo magnetico della Terra Il paleomagnetismo CAPITOLO 2 COMPETENZE Traguardi formativi CONTENUTI Indicatori Prerequisiti Concetti generali e cenni storici Saper analizzare le relazioni esistenti tra l’attività sismica e i diversi tipi di margini di placca Sa individuare la differenza tra placche oceaniche e placche continentali Litosfera Che cos’è una placca litosferica I margini delle placche Terremoti LA TETTONICA DELLE PLACCHE: UNA TEORIA UNIFICANTE Quando sono nate le placche Saper analizzare le relazioni tra attività vulcanica e i limiti di placca, attività vulcanica e zone di subduzione,o lungo le dorsali oceaniche. Vulcani Placche e moti convettivi Il mosaico globale Placche e terremoti Placche e vulcani CAPITOLO 3 COMPETENZE Traguardi formativi CONTENUTI Indicatori Prerequisiti Le dorsali mediooceaniche Saper analizzare il meccanismo dell’espansione del fondo oceanico e della dinamica delle faglie trasformi L’ESPANSIO NE DEL FONDO OCEANICO Sa comprendere la morfologia dei fondi oceanici, le variazioni del campo magnetico terrestre,la distribuzione del flusso di calore La struttura della crosta oceanica Espansione del fondo oceanico Il meccanismo dell’espansione Prove dell’espansione oceanica CAPITOLO 4 COMPETENZE Traguardi formativi Saper individuare le caratteristiche distintive dei margini continentali : passivi, trasformi, attivi Saper analizzare le dinamiche e le relazioni che legano la tettonica delle placche e l’orogenesi CONTENUTI Indicatori Sa comprendere gli stadi di un processo collisionale e la nascita di una catena montuosa Prerequisiti Tipi di margine continentale Struttura interna della Terra: crosta, mantello e nucleo Margini continentali passivi Margini continentali trasformi Margini continentali attivi I MARGINI CONTINEN TALI Tettonica delle placche e orogenesi Gli oceani perduti: le ofioliti Tettonica delle placche e risorse naturali
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