BIENNIO TECNOLOGICO COMPETENZE DI BASE DELL’ASSE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Disciplina: SCIENZE INTEGRATE (BIOLOGIA) PROGRAMMAZIONE CLASSE PRIMA: SCIENZE DELLA TERRA INTRODUZIONE Questa introduzione fa parte integrante della programmazione di Scienze della terra e di Biologia, materie che vengono svolte rispettivamente nelle classi Prime e Seconde. Nella programmazione vengono elencati argomenti, conoscenze e abilità relativi al piano di studi delle classi del biennio per tali discipline. L’effettivo svolgimento degli argomenti terrà tuttavia conto: Ă delle conoscenze e abilità apprese nelle scuole precedentemente frequentate dagli allievi, Ă della omogeneità di tale preparazione nella classe; Ă del ritmo di apprendimento della classe; Ă del comportamento degli alunni. In base alla situazione effettiva l’insegnante elabora il piano di lavoro annuale individuale preventivo di ciascuna classe. COMPETENZE DISCIPLINARI: 1. osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità 2. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza 3. essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate 1 BIENNIO TECNOLOGICO Macroargomento Conoscenze Abilità periodo competenze 1 L’AMBIENTE CELESTE IL SISTEMA SOLARE LA TERRA E LA LUNA L’ORIENTAMENTO E LA MISURA DEL TEMPO • Le caratteristiche delle stelle e la loro luminosità • La radiazione elettromagnetica • La posizione delle stelle − Individuare la Stella polare nel cielo notturno • Come procede l’evoluzione stellare • I raggruppamenti di stelle: le galassie • L’origine dell’Universo trimestre X − Ricondurre le caratteristiche dei pianeti alla tipologia cui appartengono trimestre X • La forma e le dimensioni della Terra • Le coordinate geografiche • Il moto di rotazione della Terra attorno al − Individuare la posizione di un oggetto sulla proprio asse superficie terrestre attraverso le sue coordinate • Il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole geografiche • Le stagioni − Identificare le conseguenze dei moti di rotazione e di • I moti millenari della Terra rivoluzione della terra • Le caratteristiche della Luna • I moti della Luna e le loro conseguenze trimestre X • I punti cardinali • La misura delle coordinate geografiche • La forma e la probabile origine del campo magnetico terrestre • Come si determina la durata del giorno • Come si determina la durata dell’anno • Il sistema di fusi orari e la sua utilità trimestre X • Com’è fatto il Sistema solare • Com’è fatto il Sole • Le leggi di Keplero • La legge della gravitazione universale Ă Le caratteristiche dei pianeti del Sistema solare − Posizionare i punti cardinali sull’orizzonte − Orientarsi con le stelle − Orientarsi con la bussola 2 3 X X 2 BIENNIO TECNOLOGICO IL DISEGNO DELLA TERRA − Scegliere la carta geografica più adatta per un • Le difficoltà di rappresentazione della superficie determinato scopo terrestre − Calcolare la distanza linea d’aria tra due località, conoscendo la scala di riduzione della carta • Le caratteristiche delle carte geografiche − Calcolare le dimensioni reali di un’area, conoscendo • La classificazione delle carte geografiche la scala di riduzione della carta • I principi fondamentali su cui si basa il − Leggere i segni convenzionali di una carta geografica telerilevamento − Orientare la carta geografica trimestre X LA STRUTTURA DELLA TERRA • La struttura interna della Terra • Il meccanismo di espansione dei fondi oceanici • Le placche litosferiche − Collegare fenomeni sismici e vulcanici al movimento • I tipi di margini tra placche litosferiche e i delle placche movimenti delle placche a essi associati − Distinguere alcuni risultati conseguenti ai diversi • Come si originano una catena montuosa e un rapporti intercorsi fra placche oceano − Riconoscere formazioni rocciose piegate • Le modalità di propagazione del calore all’interno della Terra • Le probabili cause del movimento delle placche trimestre pentamestre X X I FENOMENI VULCANICI • Che cosa sono i vulcani • Quali sono i prodotti dell’attività vulcanica • Che forme hanno i vulcani • I diversi tipi di eruzioni vulcaniche • I fenomeni legati all’attività vulcanica • La distribuzione dei vulcani sulla superficie terrestre trimestre pentamestre X X I FENOMENI SISMICI • Il meccanismo all’origine dei terremoti • I tipi di onde sismiche e il sismografo • Come vengono utilizzate le onde sismiche nello studio dell’interno della Terra − Determinare la magnitudo di un sisma da un • La magnitudo sismogramma usando la scala Richter • La scala Richter − Interpretare la carta della distribuzione dei terremoti • L’intensità di un terremoto − Tenere i comportamenti adeguati in caso di terremoto • La scala MCS • La distribuzione degli ipocentri dei terremoti sulla Terra • I possibili interventi di difesa dai terremoti pentamestre X X − Distinguere un vulcano centrale da uno lineare − Riconoscere un vulcano a scudo, un vulcano-strato, un cono di scorie X X 3 BIENNIO TECNOLOGICO I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA • Cenni su: caratteristiche e proprietà dei minerali, principali gruppi di minerali • I tre gruppi principali di rocce • Il ciclo litogenetico • Formazione delle rocce magmatiche • Formazione delle rocce sedimentarie • Formazione delle rocce metamorfiche • I metodi per stabilire l’età di una roccia • I principi della stratigrafia − Distinguere le rocce magmatiche, le sedimentarie e le metamorfiche − Distinguere una roccia magmatica intrusiva da una effusiva − Classificare una roccia sedimentaria clastica in base alle dimensioni dei frammenti che la costituiscono − Stabilire se una roccia metamorfica è scistosa o meno − Stabilire l’età relativa di una roccia sedimentaria che contiene un fossile guida pentamestre X L’IDROSFERA MARINA • La ripartizione dell’acqua nei serbatoi naturali del nostro pianeta • Le caratteristiche delle acque marine • Le differenze tra oceani e mari • Le caratteristiche dei fondi oceanici • Cenni su: origine e caratteristiche del moto ondoso, inquinamento delle acque marine − Individuare i fattori responsabili dei principali moti dell’idrosfera marina pentamestre X • Il ciclo dell’acqua • Le caratteristiche che rendono una roccia permeabile o impermeabile − Calcolare la pendenza media di un fiume • Che cos’è una falda idrica − Calcolare la portata di un fiume date l’area della • Le caratteristiche dei fiumi sezione trasversale dell’alveo e la velocità dell’acqua • Il bacino idrografico di un fiume − Distinguere i vari elementi che formano un ghiacciaio • Tipologie di laghi • Cenni su: caratteristiche e movimenti dei ghiacciai, inquinamento delle acque continentali pentamestre X • La composizione dell’aria • Le suddivisioni dell’atmosfera • Le origini dell’atmosfera • Il riscaldamento terrestre • L’inquinamento atmosferico • La pressione atmosferica • Cenni su: venti e circolazione generale dell’aria, umidità dell’aria, le precipitazioni pentamestre X L’IDROSFERA CONTINENTALE L’ATMOSFERA E I FENOMENI METEOROLOGICI − Misurare la temperatura massima e minima in un certo luogo − Calcolare l’escursione termica − Stabilire la direzione da cui spira il vento − Misurare la quantità di pioggia caduta X X 4 BIENNIO TECNOLOGICO LIVELLI MINIMI DI APPRENDIMENTO NEL BIENNIO Alla fine della classe prima l’alunno/a deve: − Distinguere i differenti componenti del sistema solare conoscendone i caratteri fondamentali − Aver acquisito la conoscenza delle differenti tipologie di moti della terra e della luna conoscendone le conseguenze − Distinguere le differenti tipologie di carte conoscendo gli elementi basilari di una carta e il loro significato − Saper individuare le differenti parti della struttura della terra e le cause ed effetti dei fenomeni sismici e vulcanici − Aver compreso i processi di formazione dei differenti tipi rocce e le caratteristiche di ciascun tipo − Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell’idrosfera (dolce e salata) e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane − Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell’atmosfera e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Alla fine della classe seconda l’alunno/a deve: − Aver acquisito i contenuti base relativi all’origine e all’evoluzione della vita − Sapersi orientare nella classificazione dei viventi − Distinguere i caratteri tipici di ciascuno dei 5 regni evidenziando differenze e similitudini fra regni − Aver compreso il processo di evoluzione delle specie e la sua articolazione − Aver acquisito i contenuti principali dell’ecologia − Essere capaci di distinguere le caratteristiche e le funzioni delle principali biomolecole − Comprendere la complessità cellulare, la sua struttura e le sue funzioni − Sapersi orientare distinguendo gli scambi energetici nella cellula − Saper individuare le differenze nella divisione cellulare fra mitosi e meiosi partendo dalla conoscenza di ciascuna − Aver acquisito i principi della genetica mendeliana − Aver compreso la complessità del corpo umano dopo aver acquisito le conoscenze basilari dei sistemi che lo compongono e le relative funzioni OBIETTIVI TRASVERSALI Alla fine del biennio l’allievo/a relativamente al metodo di lavoro dovrà: Ă saper prendere appunti; Ă individuare l’essenziale di un argomento Ă acquisire la capacità di valutare il proprio lavoro Per la partecipazione all’attività scolastica dovrà: Ă essere attento durante la lezione Ă essere impegnato nel lavoro in classe Ă rispettare le scadenze degli impegni scolastici 5 BIENNIO TECNOLOGICO Per il comportamento dovrà: Ă essere corretto e rispettoso verso i compagni, gli insegnanti e il personale scolastico Ă rispettare le attrezzature, il materiale e l’ambiente scolastico Ă acquisire la capacità di valutare il proprio comportamento Ă acquisire autonomia e autocontrollo METODOLOGIA − Lezione frontale − Uso della LIM − Proiezioni di filmati − Visite in laboratorio VERIFICA E VALUTAZIONE Si terrà conto di: − risultati rispetto agli obiettivi prefissati − situazione di partenza − progressi compiuti nel tempo Si effettuerà la verifica, valutando i risultati e l’uso un linguaggio corretto e di un vocabolario specifico, tramite: verifiche orali − test scritti 6 BIENNIO TECNOLOGICO COMPETENZE DI BASE DELL’ASSE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Disciplina: SCIENZE INTEGRATE (BIOLOGIA) PROGRAMMAZIONE CLASSE SECONDA: BIOLOGIA INTRODUZIONE Questa introduzione fa parte integrante della programmazione di Scienze della terra e di Biologia, materie che vengono svolte rispettivamente nelle classi Prime e Seconde. Nella programmazione vengono elencati argomenti, conoscenze e abilità relativi al piano di studi delle classi del biennio per tali discipline. L’effettivo svolgimento degli argomenti terrà tuttavia conto: Ă delle conoscenze e abilità apprese nelle scuole precedentemente frequentate dagli allievi, Ă della omogeneità di tale preparazione nella classe; Ă del ritmo di apprendimento della classe; Ă del comportamento degli alunni. In base alla situazione effettiva l’insegnante elabora il piano di lavoro annuale individuale preventivo di ciascuna classe. COMPETENZE DISCIPLINARI: 1. osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità 2. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza 3. essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate 1 BIENNIO TECNOLOGICO Macroargomento Argomenti Conoscenze Abilità periodo Competenze 1 La nascita dell’Universo e del Sistema solare • Ipotesi sull’origine dell’Universo • Particelle che compongono un atomo • Ipotesi sull’origine del Sistema solare − Spiegare come può avere avuto origine l’Universo a partire dal Big Bang − Descrivere la struttura generale di un atomo − Spiegare come può avere avuto origine il Sistema solare − Enunciare che cosa si intende per biosfera Le caratteristiche dei viventi • Viventi e non viventi − Mettere in evidenza le 5 caratteristiche comuni a tutti i viventi L’origine della vita • Ipotesi di Oparin sulla comparsa della vita sulla Terra • Esperimento di Miller • Ipotesi sull’origine extraterrestre della vita − Descrivere le 4 caratteristiche che distinguono una cellula da un aggregato di macromolecole − Spiegare l’ipotesi di Oparin sull’evoluzione chimica e prebiologica dell’origine della vita − Descrivere l’esperimento di Miller analizzandone le conclusioni • Cellule procariote ed eucariote • Teoria endosimbiontica − Elencare le strutture comuni alle cellule procariote e a quelle eucariote − Individuare alcune strutture e organuli presenti solo nella cellula eucariote − Spiegare la teoria endosimbiontica Eterotrofi e autotrofi • Respirazione cellulare e fotosintesi clorofilliana • Differenze tra eterotrofi e autotrofi • Esigenze energetiche delle prime cellule − Descrivere le modalità di nutrizione di una cellula eterotrofa − Spiegare in che modo le cellule autotrofe ottengono le molecole organiche I primi organismi pluricellulari • Comparsa della pluricellularità • Organismi coloniali − Distinguere tra organismi unicellulari, colonie e organismi pluricellulari ORIGINE ED EVOLUZIONE DELLA VITA Procarioti ed eucarioti trimestre 2 3 X 2 BIENNIO TECNOLOGICO La storia della vita • Ere geologiche − Conoscere la scansione temporale delle ere geologiche − Riassumere i principali avvenimenti delle varie ere geologiche Definizione di specie • Definizione di specie e di genere • Linneo e la nomenclatura binomia − Definire il concetto di specie e di genere Fare qualche esempio di nomenclatura binomia distinguendo tra genere e specie La classificazione gerarchica • Tassonomia e sistematica • Unità tassonomiche • Cenni ai diversi criteri di classificazione − Spiegare che cos’è un’unità tassonomica − Distinguere i diversi criteri di classificazione Una questione di regni e di domini • Caratteristiche dei cinque regni • Dominio, un livello superiore al regno − Spiegare quali parametri risultano fondamentali nel modello di classificazione a cinque regni − Motivare l’esigenza per gli scienziati di utilizzare un’ulteriore categoria tassonomica, quella dei domini Biodiversità in pericolo • Specie in pericolo di estinzione • Concetto di biodiversità − Mettere in relazione il fenomeno dell’estinzione delle specie con la questione del degrado ambientale − Elencare i motivi per cui è necessario salvaguardare la biodiversità Il regno Monera: i procarioti • Caratteristiche dei procarioti • Classificazione dei procarioti in eubatteri e archeobatteri • Eubatteri: parassiti, cianobatteri, spirochete e batteri Gram-positivi • Archeobatteri: alofili e termoacidofili • Batteri eterotrofi • Batteri autotrofi: fotosintetici e chemiosintetici − Distinguere tra eucarioti e procarioti − Elencare le caratteristiche di base degli organismi procarioti anche in riferimento alla loro comparsa sulla Terra e alla loro diffusione − Distinguere i procarioti in eubatteri e archeobatteri − Elencare alcuni tipi di eubatteri e in particolare descrivere le caratteristiche dei cianobatteri − Fare alcuni esempi di archeobatteri specificando le loro peculiarità − Distinguere i batteri eterotrofi da quelli autotrofi sottolineandone le differenze − Distinguere i batteri autotrofi in fotosintetici e chemiosintetici CLASSIFICAZIO NE DEI VIVENTI BATTERI, PROTISTI E FUNGHI trimestre X trimestre X 3 BIENNIO TECNOLOGICO • Caratteristiche specifiche dei protisti • Cenni ai gruppi di protisti : protozoi, funghi mucillaginosi e muffe d’acqua, alghe • Fenomeno dell’eutrofizzazione delle acque − Descrivere le caratteristiche dei protisti specificando quanti gruppi fanno parte di questo regno − Descrivere la struttura delle alghe unicellulari e pluricellulari − Mettere in relazione la proliferazione delle alghe con l’inquinamento Il regno dei funghi • Struttura dei funghi • Importanza economica dei lieviti • Funghi e malattie • Simbiosi dei funghi: licheni e micorrize − Descrivere la struttura di base dei funghi − Elencare alcuni prodotti alimentari che si ottengono grazie all’attività dei funghi − Spiegare il concetto di simbiosi − Illustrare le caratteristiche dei licheni spiegando il loro particolare ruolo di indicatori biologici − Descrivere le micorrize tra funghi e radici delle piante specificandone i vantaggi che ne derivano per entrambi gli organismi Le piante non vascolari • Conquista delle terre emerse e adattamenti di base delle piante • Briofite: caratteristiche strutturali e riproduttive − Descrivere le caratteristiche delle piante non vascolari − Spiegare il motivo delle ridotte dimensioni delle briofite − Spiegare per quali motivi le briofite sono ancora dipendenti dall’ambiente acquatico • Classificazione delle piante vascolari • Tendenze evolutive delle piante vascolari • Felci • Gimnosperme − Spiegare per quali aspetti le felci sono ancora dipendenti dall’ambiente acquatico − Descrivere le peculiarità delle gimnosperme − Fare alcuni esempi di conifere • Caratteristiche generali delle angiosperme • Caratteristiche distintive delle monocotiledoni e delle dicotiledoni • fiore, frutto − Elencare le parti di cui è composto un fiore − Spiegare il ruolo del fiore nelle angiosperme − Spiegare il ruolo del frutto nelle angiosperme Il regno dei protisti Le piante vascolari IL REGNO DELLE PIANTE Le piante vascolari con fiori trimestre X X 4 BIENNIO TECNOLOGICO La struttura delle piante • Funzioni e struttura della radice • Struttura interna del fusto • Tessuti conduttori: floema e xilema • Tessuti di sostegno del fusto: collenchima e sclerenchima • Struttura della foglia • Adattamenti delle foglie alle diverse situazioni climatiche − Descrivere i due tessuti di sostegno del fusto − Elencare le varie parti che compongono il fusto di una pianta matura partendo dal centro − Distinguere tra cellule dell’epidermide e cuticola − Descrivere la struttura e la funzione degli stomi − Mettere in relazione il tipo di foglia con l’ambiente in cui vive la pianta Origine e classificazione degli animali • Caratteri distintivi del regno degli animali • Cenni sintetici: Poriferi, Cnidari, Platelminti, Molluschi, Anellidi, Artropodi, Echinodermi − Evidenziare gli aspetti fondamentali degli organismi animali − Distinguere i diversi Phylum Le caratteristiche dei cordati • Caratteristiche dei cordati • Cenni: Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi − Distinguere le differenze fra Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi Verso la teoria evolutiva • Breve biografia di Darwin • Aristotele e la Scala Naturae • Concetto di creazionismo • Concezione creazionista di Carl von Linné (Carlo Linneo) − Spiegare il pensiero aristotelico sulla struttura gerarchica del mondo dei viventi − Distinguere tra fissismo e creazionismo − Riassumere l’ipotesi creazionista di Linneo L’evoluzione prima di Darwin • Teorie filosofiche e scientifiche prima del 1800; James Hutton e l’attualismo • William Smith e lo studio degli strati di rocce • Importanza dei «fossili guida» • Georges Cuvier e la teoria delle catastrofi • Pensiero di Jean-Baptiste de Lamarck − Nominare alcuni precursori del pensiero evoluzionista − Sottolineare gli aspetti evolutivi della teoria dell’attualismo di Hutton − Mettere in relazione il ritrovamento sempre più consistente di reperti fossili con le nuove concezioni evoluzioniste − Riassumere la teoria di Cuvier − Individuare nel pensiero di Lamarck sia le intuizioni innovative sia i concetti ancora legati alle antiche teorie Lo sviluppo della teoria darwiniana • Viaggio di Darwin e sue conseguenze − Individuare le basi socio-scientifiche su cui Darwin sulla formulazione della sua teoria costruì la sua teoria • Importanza scientifica dei trattati di − Riassumere le osservazioni di Darwin riguardo la IL REGNO DEGLI ANIMALI DARWIN E L’ORIGINE DELLE SPECIE ECOLOGIA trimestre X trimestre X 5 BIENNIO TECNOLOGICO Lyell e Malthus • Concetto di selezione naturale • Importanza del caso nell’evoluzione dei viventi • Punti chiave della teoria evolutiva − − − − − Prove a favore del processo evolutivo Il risultato della selezione naturale: l’adattamento • Microevoluzione • Selezione artificiale • Mimetismo della farfalla Biston betularia • Resistenza di alcuni insetti agli insetticidi • Resistenza di ceppi batterici ai farmaci • Studi di biogeografia • Importanza dei reperti fossili • Presenza di strutture omologhe in organismi diversi • Adattamento come risultato della selezione naturale • Coevoluzione − − − − − − varietà di organismi incontrati durante il suo viaggio intorno al mondo Definire il concetto di selezione naturale Sottolineare l’importanza della varietà di caratteri all’interno di una popolazione Evidenziare il ruolo dell’ambiente nel selezionare i caratteri vincenti Evidenziare le differenze tra il pensiero di Darwin e quello di Lamarck Enunciare i concetti di base su cui Darwin e Wallace hanno costruito la loro teoria Elencare alcuni casi di selezione artificiale Spiegare in che modo gli insetti possono diventare resistenti agli insetticidi Spiegare perché gli antibiotici possono perdere di efficacia nella lotta contro le malattie batteriche Spiegare perché la distribuzione di piante e animali sul nostro pianeta è una prova dei processi evolutivi in atto Sottolineare l’importanza degli studi geologici e del ritrovamento di reperti fossili nello sviluppo del pensiero evoluzionistico Evidenziare l’importanza evolutiva dello studio delle strutture omologhe tra specie diverse − Elencare i diversi significati di «adattamento» in biologia − Sottolineare l’importanza dell’adattamento nei processi evolutivi − Mettere in evidenza le cause e gli effetti del processo di coevoluzione 6 BIENNIO TECNOLOGICO I diversi modelli evolutivi • Concetto di specie e speciazione • Macroevoluzione • Evoluzione convergente e divergente • Cambiamento filetico • Cladogenesi e radiazione adattativi • Estinzioni di massa − Definire i termini «specie» e «speciazione» − Fare alcuni esempi di evoluzione convergente e divergente − Descrivere in che modo una linea evolutiva può modificarsi lentamente per cambiamento filetico − Spiegare in che cosa consiste il modello evolutivo chiamato cladogenesi − Mettere in relazione la cladogenesi con il fenomeno della radiazione adattativa − Sottolineare l’importanza che hanno avuto le estinzioni di massa nella storia degli organismi viventi sulla Terra Una visione evolutiva moderna: gli equilibri intermittenti • Ipotesi degli equilibri intermittenti − Illustrare la teoria degli equilibri intermittenti − Spiegare perché la teoria degli equilibri intermittenti ben si adatta alla documentazione fossile giunta finora in nostro possesso Gli ecosistemi • Definizione di ecologia • Concetto di ecosistema • Condizioni per la realizzazione di un ecosistema − Definire i termini «ecologia» ed «ecosistema» − Spiegare il significato e l’importanza per la sopravvivenza di un ecosistema dell’esistenza di una fonte di energia primaria, della presenza di un flusso unidirezionale di energia e dello svolgimento dei cicli biogeochimici − Spiegare perché la Terra può essere considerata un unico ecosistema L’ecosistema Terra in pericolo • Relazione tra l’energia del Sole e la vita sulla Terra • Percentuali di energia solare che giungono sulla superficie terrestre • Ciclo dell’acqua • Effetto serra • Buco nell’ozono • La crescita della popolazione umana e le relative conseguenze (sanitarie, alimentari, economiche) − Spiegare le cause, le conseguenze e i possibili interventi per limitare l’effetto serra − Spiegare le cause e le conseguenze del buco nell’ozono trimestre X X 7 BIENNIO TECNOLOGICO Trasferimenti di energia tra i viventi • Catene alimentari • Livelli trofici: produttori, consumatori e detritivori • Saprofagi e decompositori − Definire le espressioni «catena alimentare» e «rete alimentare» evidenziandone le differenze − Elencare i livelli trofici facendo alcuni esempi di organismi − Distinguere tra consumatori primari e secondari − Distinguere tra saprofagi e decompositori Il ruolo centrale del carbonio • Biomolecole • Atomo di carbonio e scheletro carbonioso • Concetto di isomeria • Monomeri e polimeri • Reazioni di idrolisi e condensazione − Individuare le quattro classi di biomolecole e la loro composizione chimica − Confrontare le formule di struttura lineare e ad anello Trimestre/ di glucosio e fruttosio X pentamestre − Definire i termini «monomero» e «polimero» − Spiegare in che cosa consistono le reazioni di idrolisi e di condensazione I carboidrati • Principali monosaccaridi e disaccaridi • Polisaccaridi di riserva e di struttura di origine sia animale sia vegetale − Individuare i monomeri che formano alcuni disaccaridi − Distinguere tra zuccheri di riserva e di struttura, collegando alle due tipologie i relativi polisaccaridi • Caratteristiche dei lipidi • Trigliceridi • Fosfolipidi • Cere • Colesterolo − Distinguere tra trigliceridi di origine animale e trigliceridi di origine vegetale facendo alcuni esempi − Spiegare perché i lipidi di origine animale possono essere dannosi per la salute − Descrivere le caratteristiche dei fosfolipidi − Definire la funzione strutturale delle cere − Spiegare la funzione e i possibili effetti patologici legati alla presenza nel sangue del colesterolo Le proteine • Struttura e tipi di amminoacidi • Formazione dei legami peptidici • Livelli di organizzazione delle proteine • Anticorpi ed enzimi − Riconoscere la struttura di base degli amminoacidi − Spiegare come si forma il legame peptidico tra due amminoacidi − Mettere in relazione il livello di organizzazione delle proteine con le rispettive funzioni − Spiegare la funzione degli enzimi Gli acidi nucleici • Struttura dei nucleotidi • Molecole di RNA e DNA e relative funzioni • Concetto di gene − Specificare le sub-unità che costituiscono i nucleotidi − Elencare i cinque tipi di basi azotate che possono comporre i nucleotidi − Riconoscere l’importanza degli acidi nucleici negli organismi viventi LE BIOMOLECOLE I lipidi X 8 BIENNIO TECNOLOGICO − Descrivere i ruoli biologici del DNA e dell’RNA • Composizione e funzione della molecola di ATP − Elencare le parti che costituiscono una molecola di ATP − Elencare i prodotti dell’idrolisi dell’ATP • Cellule procariote ed eucariote • Organismi eterotrofi e autotrofi • Metabolismo cellulare − Elencare le differenze basilari tra le cellule eucariote e quelle procariote − Spiegare la differenza tra organismi eterotrofi e autotrofi pentamestre X − Distinguere tra organismi fotosintetici e chemiosintetici − Spiegare perché, in genere, le cellule più attive sono quelle più piccole Tipi diversi di microscopi • Potere di risoluzione • Microscopi ottici, elettronici a trasmissione e a scansione − Descrivere il funzionamento dei tre tipi di microscopi − Riconoscere con quale tipo di microscopio sono state effettuate alcune microfotografie presenti nel libro di testo Le cellule procariote • Struttura delle cellule batteriche • Definizione di nucleoide, capsula, pili e flagelli • Suddivisione dei batteri in base alla morfologia − Descrivere la struttura delle cellule batteriche con particolare riferimento al nucleoide − Motivare la grande diffusione dei batteri − Descrivere i criteri di classificazione dei batteri Le cellule eucariote: membrana cellulare e parete esterna • Struttura della membrana cellulare • Struttura della parete cellulare − Descrivere la struttura chimica della membrana cellulare − Descrivere la struttura chimica della parete cellulare Il nucleo • Membrana nucleare e pori • Funzione del nucleo • Cromatina e nucleolo − Descrivere la funzione di alcune componenti del nucleo quali gli acidi nucleici, il nucleolo e la membrana nucleare La molecola di ATP, la valuta energetica della cellula Tipi di cellule LA CELLULA: STRUTTURA E FUNZIONI X 9 BIENNIO TECNOLOGICO Il citoplasma • Citoplasma e citosol • Struttura e funzioni del reticolo endoplasmatico, dei lisosomi, degli apparati di Golgi, dei cloroplasti, dei mitocondri e del citoscheletro • Struttura e funzione delle ciglia e dei flagelli • Differenze tra cellula animale e cellula vegetale − Spiegare il ruolo e la struttura del citoscheletro − Spiegare il ruolo dei vacuoli e delle vescicole − Descrivere la struttura e la funzione dei reticoli endoplasmatici e dei ribosomi − Descrivere la struttura e la funzione dell’apparato di Golgi, specificando le diverse tipologie di utilizzo dei prodotti elaborati − Descrivere la funzione di lisosomi, proteasomi e perossisomi − Descrivere la struttura di un cloroplasto mettendola in relazione alla funzione fotosintetica − Descrivere la struttura dei mitocondri, sottolineandone la presenza nelle cellule sia autotrofe sia eterotrofe − Descrivere la struttura delle ciglia e dei flagelli Scambi di sostanze tra cellule e ambiente esterno • Concetto di trasporto passivo • Fenomeno della diffusione • Processo di osmosi • Caratteristiche del trasporto attivo • Esocitosi ed endocitosi − Definire il fenomeno della diffusione − Mettere a confronto un movimento di molecole «secondo gradiente» con uno «contro gradiente» − Spiegare il fenomeno dell’osmosi − Descrivere il fenomeno della diffusione facilitata − Spiegare il concetto di trasporto attivo − Distinguere tra endocitosi ed esocitosi nelle cellule Energia e organismi viventi • Dipendenza degli organismi dal flusso di energia solare • Accumulo di energia nei legami delle biomolecole • Il metabolismo cellulare − Spiegare il concetto di metabolismo − Spiegare perché tutte le cellule hanno bisogno di pentamestre X biomolecole La fotosintesi: sintesi di biomolecole • Cellule fotosintetiche • Reazione di fotosintesi • Fase luce-dipendente e fase luceindipendente • Caratteristiche fisiche della luce • Tappe che portano alla formazione del glucosio • Importanza e peculiarità dei pigmenti fotosintetici − Scrivere l’equazione generale del processo di fotosintesi − Spiegare perché una cellula fotosintetica ha bisogno dell’energia solare − Spiegare che cosa si intende per fissazione del carbonio − Analizzare lo spettro elettromagnetico delle radiazioni solari mettendo in risalto le peculiarità delle radiazioni luminose − Spiegare la funzione dei pigmenti e la relazione tra pigmenti e lunghezza d’onda della luce solare SCAMBI ENERGETICI NELLE CELLULE X 10 BIENNIO TECNOLOGICO LA DIVISIONE DELLE CELLULE: MITOSI E MEIOSI La respirazione cellulare: demolizione delle biomolecole • Concetti di ossidazione delle molecole energetiche e di respirazione cellulare • Fasi di demolizione del glucosio • Glicolisi e suoi prodotti • Processi aerobici e anaerobici • Ciclo di Krebs e trasporto finale di elettroni • Tipi di fermentazione • Metabolismo degli zuccheri, dei grassi e delle proteine • Catabolismo e anabolismo − Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno − Riassumere il processo della glicolisi nelle sue linee generali − Spiegare l’importanza per la cellula del ciclo di Krebs e del trasporto finale di elettroni − Evidenziare le caratteristiche dei processi di fermentazione citando alcuni prodotti finali − Spiegare in che modo nei processi metabolici del glucosio siano coinvolti anche i grassi e le proteine − Distinguere tra anabolismo e catabolismo Gli enzimi • Concetto di energia di attivazione • Proprietà dei catalizzatori • Ruolo dei coenzimi − Spiegare perché l’energia di attivazione si abbassa in presenza di un enzima − Illustrare con un disegno l’importanza della complementarietà tra sito attivo e substrato La divisione cellulare negli organismi procarioti • Concetto di mitosi • Divisione cellulare nei procarioti − Descrivere il processo di divisione cellulare in un batterio pentamestre X − Individuare le funzioni della mitosi negli organismi procarioti La divisione cellulare negli organismi eucarioti • Divisione cellulare negli organismi eucarioti • Ciclo cellulare e sua regolazione • Differenti ritmi di divisione cellulare Mitosi e citodieresi • Fuso mitotico • Eventi che caratterizzano le quattro fasi della mitosi • Citodieresi Meiosi e riproduzione sessuata • Vantaggi della riproduzione sessuata • Definizione di gamete e di zigote • Cellule aploidi e diploidi − Interpretare il ciclo cellulare come il processo al cui interno si realizza la divisione cellulare − Descrivere le varie fasi del ciclo cellulare − Descrivere le peculiarità delle cellule staminali del midollo osseo − Mettere in relazione i ritmi di divisione cellulare con il cancro − Descrivere l’origine e la funzione del fuso mitotico − Descrivere in modo preciso gli eventi di ognuna delle quattro fasi mitotiche − Motivare, attraverso lo studio del processo mitotico, l’uguaglianza genetica delle due cellule figlie − Confrontare la citodieresi delle cellule animali con quella delle cellule vegetali − Spiegare la differenza tra cellule somatiche e gameti − Spiegare la differenza tra aploide e diploide − Individuare perché è importante che la meiosi 11 BIENNIO TECNOLOGICO • Cromosomi omologhi avvenga prima della fecondazione − Descrivere le analogie tra cromosomi omologhi, spiegando anche la loro diversa origine Fasi della meiosi: formazione di gameti • Principali eventi della prima divisione meiotica • Processo di crossing over • Seconda divisione e conclusione del processo meiotico − Analizzare le fasi della meiosi I individuando gli eventi che portano alla formazione di due nuclei aploidi − Spiegare perché il crossing over è un meccanismo che genera una maggiore variabilità genetica − Descrivere le fasi della meiosi II, sottolineando le analogie con il processo mitotico − Confrontare il contenuto genetico dei nuclei formatisi al termine della prima divisione meiotica con quelli della seconda divisione meiotica Errori nel processo meiotico • Autosomi e cromosomi sessuali • Differenze tra il cromosoma X e il cromosoma Y • Fenomeno della non-disgiunzione • Caratteristiche dei portatori della sindrome di Down • Altre trisomie negli autosomi: sindromi di Patau ed Edwards • Trisomie nei cromosomi sessuali: individui XXX, XYY; sindromi di Klinefelter e Turner − Distinguere tra autosomi e cromosomi sessuali − Descrivere quali conseguenze si possono verificare nei gameti in seguito a errori del processo meiotico − Spiegare le cause genetiche della sindrome di Down e descrivere gli aspetti dei portatori di tale sindrome − Mettere in relazione la presenza di un cromosoma in più con le caratteristiche morfologiche e genetiche delle persone affette da sindrome di Down − Spiegare le caratteristiche delle sindromi di Patau ed Edwards − Spiegare le caratteristiche delle sindromi di Klinefelter e Turner La nascita della genetica • Importanza del lavoro di Mendel • Metodo sperimentale di Mendel • Linee pure − Elencare i dati a disposizione di Mendel agli inizi dei suoi lavori di ricerca pentamestre X − Spiegare come si può ottenere una linea pura − Elencare i punti di forza del metodo seguito da Mendel nei suoi esperimenti con le piante di pisello La legge della segregazione • Caratteri delle piante di pisello scelti da Mendel • Concetto di generazione P, F1 e F2 • Caratteri dominanti e recessivi • Enunciato della legge della segregazione • Definizione di allele − Illustrare le fasi del lavoro sperimentale di Mendel che ha portato alla formulazione della legge della segregazione − Mettere in relazione i dati espressi dalla legge della segregazione con l’esistenza degli alleli − Distinguere tra dominante e recessivo, tra genotipo e fenotipo, e tra omozigote ed eterozigote DA MENDEL ALLE NUOVE SCOPERTE DI GENETICA X 12 BIENNIO TECNOLOGICO • Genotipo omozigote ed eterozigote • Concetto di genotipo e di fenotipo • Trasmissione dei caratteri umani • Costruzione del quadrato di Punnett DNA E SINTESI DELLE PROTEINE − Elencare alcuni caratteri umani dominanti e recessivi − Costruire un quadrato di Punnett conoscendo i genotipi degli individui che si incrociano − Spiegare perché, nell’incrocio tra un dominante omozigote e un recessivo omozigote, il rapporto genotipico è diverso dal rapporto fenotipico Legge dell’assortimento indipendente • Trasmissione ereditaria di due caratteri • Enunciato della legge dell’assortimento indipendente − Enunciare la legge dell’assortimento indipendente − Costruire il quadrato di Punnett relativo all’incrocio di due caratteri La genetica classica • Mutazioni e loro importanza nel processo evolutivo • Interazioni tra alleli dello stesso gene: dominanza incompleta e codominanza; alleli multipli • Interazioni tra alleli di geni diversi: eredità poligenica; pleiotropia • Influenza dell’ambiente sui geni − Spiegare perché possono comparire fenotipi completamente diversi da quelli dei genitori − Distinguere tra dominanza incompleta, codominanza e alleli multipli − Spiegare come mai alcuni caratteri appaiono in una popolazione con una notevole gradazione di effetti allelici differenti − Saper cogliere le interazioni tra espressione genica e ambiente Malattie genetiche umane legate al sesso • Particolarità della trasmissione dei caratteri ereditari legati al sesso − Spiegare le condizioni necessarie perché una donna sia malata di emofilia Il modello di Watson e Crick • Modello di Watson e Crick • Capacità di portare informazioni del DNA − Descrivere in linea generale il modello di DNA proposto da Watson e Crick − Spiegare perché il modello di Watson e Crick mostra pentamestre in che modo il DNA può portare le informazioni genetiche La duplicazione del DNA • Processo di duplicazione del DNA − Illustrare il meccanismo mediante cui un filamento di DNA può formare una copia complementare di se stesso Dal DNA alla proteina: ruolo dell’RNA • Traduzione del DNA • Ruolo dell’RNA nelle cellule • Ruolo dell’RNA messaggero • Processo di trascrizione del DNA − Spiegare in che cosa consiste il processo di trascrizione mettendo in evidenza la funzione dell’RNA messaggero Il codice genetico • Concetto di codice genetico • Relazione tra codoni e amminoacidi, − Spiegare che cosa si intende per codice genetico − Spiegare perché un codone è formato da tre X 13 BIENNIO TECNOLOGICO e determinazione delle possibili combinazioni di triplette • Universalità del codice genetico nucleotidi − Spiegare perché a ogni amminoacido corrispondono più codoni − Spiegare in che cosa consiste l’universalità del codice genetico La sintesi delle proteine • Struttura dei ribosomi • Funzione dell’RNA di trasporto • Localizzazione e ruolo degli anticodoni • Processo di traduzione − Descrivere la funzione dei ribosomi e dell’RNA di trasporto − Descrivere la particolare struttura del tRNA − Illustrare il processo di traduzione che avviene a livello dei ribosomi L’organizzazione corporea dei mammiferi • Principali cavità del corpo umano e organi presenti al loro interno • Organizzazione strutturale degli esseri viventi • Cenno all’evoluzione dell’uomo − Elencare le principali cavità del corpo umano specificando gli organi in esse contenuti − Descrivere l’organizzazione gerarchica della struttura pentamestre corporea degli animali − Ricostruire sinteticamente la storia evolutiva degli esseri umani I tessuti del corpo umano • Cenni sui tessuti − Distinguere i diversi tipi di tessuti Alcune importanti funzioni dell’organismo • Elenco dei sistemi del corpo umano • Concetto di omeostasi • Energia e metabolismo • Sistemi di integrazione e controllo − Mettere in relazione i diversi sistemi del corpo umano con le rispettive funzioni − Spiegare il concetto di omeostasi − Spiegare il significato di metabolismo − Definire la differenza tra sistema nervoso ed endocrino Le malattie: prevenzione e stili di vita • fumo, alcool, droghe e sostanze stupefacenti, prevenzione infezioni sessualmente trasmissibili − Conoscere i fattori di rischio e stili di vita corretti per la prevenzione di malattie IL CORPO UMANO X X apparati e/o sistemi 14 BIENNIO TECNOLOGICO LIVELLI MINIMI DI APPRENDIMENTO NEL BIENNIO Alla fine della classe prima l’alunno/a deve: • • • • • • • Distinguere i differenti componenti del sistema solare conoscendone i caratteri fondamentali Aver acquisito la conoscenza delle differenti tipologie di moti della terra e della luna conoscendone le conseguenze Distinguere le differenti tipologie di carte conoscendo gli elementi basilari di una carta e il loro significato Saper individuare le differenti parti della struttura della terra e le cause ed effetti dei fenomeni sismici e vulcanici Aver compreso i processi di formazione dei differenti tipi rocce e le caratteristiche di ciascun tipo Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell’idrosfera (dolce e salata) e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Aver acquisito le conoscenze fondamentali dell’atmosfera e di alcuni fenomeni di alterazione di essa causati dalle attività umane Alla fine della classe seconda l’alunno/a deve: • • • • • • • • • • • Aver acquisito i contenuti base relativi all’origine e all’evoluzione della vita Sapersi orientare nella classificazione dei viventi Distinguere i caratteri tipici di ciascuno dei 5 regni evidenziando differenze e similitudini fra regni Aver compreso il processo di evoluzione delle specie e la sua articolazione Aver acquisito i contenuti principali dell’ecologia Essere capaci di distinguere le caratteristiche e le funzioni delle principali biomolecole Comprendere la complessità cellulare, la sua struttura e le sue funzioni Sapersi orientare distinguendo gli scambi energetici nella cellula Saper individuare le differenze nella divisione cellulare fra mitosi e meiosi partendo dalla conoscenza di ciascuna Aver acquisito i principi della genetica mendeliana Aver compreso la complessità del corpo umano dopo aver acquisito le conoscenze basilari dei sistemi che lo compongono e le relative funzioni OBIETTIVI TRASVERSALI Alla fine del biennio l’allievo/a relativamente al metodo di lavoro dovrà: saper prendere appunti; Ă individuare l’essenziale di un argomento Ă acquisire la capacità di valutare il proprio lavoro Ă Ă Ă Ă Per la partecipazione all’attività scolastica dovrà: essere attento durante la lezione essere impegnato nel lavoro in classe rispettare le scadenze degli impegni scolastici 15 BIENNIO TECNOLOGICO Ă Ă Ă Ă Per il comportamento dovrà: essere corretto e rispettoso verso i compagni, gli insegnanti e il personale scolastico rispettare le attrezzature, il materiale e l’ambiente scolastico acquisire la capacità di valutare il proprio comportamento acquisire autonomia e autocontrollo METODOLOGIA • Lezione frontale • Uso della LIM • Proiezioni di filmati • Visite in laboratorio VERIFICA E VALUTAZIONE Si terrà conto di: • risultati rispetto agli obiettivi prefissati • situazione di partenza • progressi compiuti nel tempo Si effettuerà la verifica, valutando i risultati e l’uso un linguaggio corretto e di un vocabolario specifico, tramite: • verifiche orali • test scritti 16
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