PROGRAMMAZIONE DIDATTICA CLASSI PRIME
a. s. 2013 – 2014
SCIENZE NATURALI
Competenze
Abilità/Capacità - Riconosce i rapporti esistenti tra Uomo, altri viventi e natura inanimata - Applica il metodo scientifico - Sa descrivere la struttura generale dell’universo e del sistema solare - Individua i principali corpi celesti e ne schematizza la struttura - Sa individuare la posizione di una località dalle sue coordinate geografiche - Usa correttamente una carta geografica - Riconosce gli eventi quotidiani, stagionali e annuali legati ai moti della Terra e della Luna -Conosce la ripartizione delle acque nell’idrosfera
Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità
- la forma della Terra e l’orientamento - le caratteristiche di un prodotto cartografico - i moti della Terra e della Luna
- Classifica gli elementi in base alla tavola periodica -Riconosce i composti binari.
-Significato di una formula chimica.
-Descrive le parti di un atomo e ne spiega le funzioni
- Modelli atomici in forma elementare
- È in grado di tracciare i grandi circuiti delle correnti oceaniche - Riconosce la preziosità della risorsa acqua nelle attività umane quotidiane -Sa individuare le forme del modellamento fluviale, glaciale, marino -Distingue gli stati fisici e i passaggi di stato - Individua processi di trasformazioni chimiche -Identifica sostanze pure e miscugli
Sa utilizzare il numero atomico e il numero di massa
Essere consapevole delle potenzialità delle tecnologie rispetto al contesto culturale e sociale in cui vengono applicate
- le fasi del metodo scientifico - le caratteristiche dei vari corpi celesti, la loro struttura e i fenomeni ad essi legati
- il ciclo dell’acqua, la quantità d’acqua dolce esistente sulla Terra e la sua distribuzione - origine di fiumi, laghi, acque sotterranee, ghiacciai - cause e caratteristiche dei movimenti del mare -L’acqua come risorsa. -Inquinamento delle acque. -la degradazione delle rocce, il suolo, l’azione delle acque superficiali, il modellamento delle coste, l’azione del vento e della gravità -Proprietà e caratteristiche della materia - Concetto di fenomeno fisico e chimico - Concetto di sostanza pura e miscuglio - Proprietà delle soluzioni (solvente e soluto) -Concetto di atomo e molecola - Significato di una formula chimica -Riconosce i metalli,i non metalli e i metalloidi.
-Classifica la materia in elementi e composti
Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza
Conoscenze - la complessità e i limiti della Terra
- Descrive il sistema periodico e illustra le parti che lo compongono -Distingue le reazioni esotermiche dalle reazioni endotermiche
-Leggi ponderali: teoria atomica di Dalton, concetto di molecola, massa atomica e molecolare relativa. -La tavola periodica - Concetto di calore e di temperatura
-Descrive come l’azione di diversi parametri possano influenzare la velocità di reazione
-Concetto di velocità di reazione - Fattori che influenzano la velocità di reazione
-Sa spiegare il principio di funzionamento e la struttura dei principali dispositivi chimici
I principali dispositivi chimici
-Sa cogliere le interazioni tra esigenze di vita e processi tecnologici
-Legame tra sviluppo economico e qualità di vita -Concetti di protezione e di prevenzione -Concetto di pericolo e di riduzione del rischio
Scansione temporale dei CONTENUTI UNITÀ di APPRENDIMENTO N°1
Tempi: settembre - metà ottobre
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°2
Tempi: ottobre - metà novembre
Il Sistema solare – Com’è fatto il Sistema solare – La nascita della Terra – Il nostro satellite:la luna – Com’è fatto il Sole – Le leggi di Keplero – La legge della gravitazione universale – Le caratteristiche dei pianeti del Sistema solare – I corpi minori Prerequisiti: – Le unità di misura nel Sistema Internazionale – Le grandezze fisiche (velocità, accelerazione, densità, massa, peso, calore, temperatura, pressione) La Terra – La forma e le dimensioni della Terra – Le coordinate geografiche – Il moto di rotazione della Terra attorno al proprio asse – Il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole – Le stagioni
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°3
Tempi: fine novembre
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°4
Tempi: dicembre – gennaio
– La stratificazione della terra – La terra: sfera in movimento – Il paesaggio come prodotto di interazione – Il suolo
L’idrosfera continentale – Il ciclo dell’acqua – Le caratteristiche che rendono una roccia permeabile o impermeabile – Che cos’è una falda idrica – Le caratteristiche dei fiumi ed i loro bacini idrografici – Tipologie di laghi – Caratteristiche e movimenti dei ghiacciai – Origine, caratteristiche e tipologie di laghi 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 – Origine e caratteristiche del moto ondoso – Le cause e il ritmo delle maree – L’origine delle correnti marine e la loro importanza per il clima e la vita sul pianeta – L’ecosistema marino
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°5
Tempi: febbraio – marzo - aprile
– – – – – – – – –
Atomi, molecole, elementi e composti Le leggi della chimica Modelli atomici in forma elementare La tavola periodica degli elementi Nomenclatura dei composti binari Le trasformazioni chimiche e fisiche Gli stati di aggregazione della materia ed i passaggi di stato Sostanze pure, miscugli e soluzioni Equazioni chimiche – Reazioni chimiche esotermiche ed endotermiche
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°6
CITTADINANZA E COSTITUZIONE – L’acqua come risorsa – L’inquinamento delle acque - Determinazioni chimiche e biologiche – Il rischio idrogeologico in Italia
Tempi: maggio – giugno
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA CLASSI SECONDE
a. s. 2013 – 2014
SCIENZE NATURALI
Competenze
Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità
Abilità/Capacità Sa descrivere il significato di un’organizzazione strutturale di tipo gerarchico Sa descrivere le caratteristiche di ogni livello strutturale I livelli gerarchici strutturali (ecosistema, comunità, popolazione, organismo, sistemi, organi, tessuti, cellule, molecole) Concetto di proprietà emergente Sa collegare tra loro, tramite una rete di interazioni, gli organismi produttori, consumatori e decompositori all’interno di uno specifico ecosistema Sa ipotizzare che cosa si potrebbe verificare se in un ecosistema si interrompesse il flusso dell’energia solare Sa spiegare perché i procarioti hanno colonizzato ogni tipo di ambiente, considerando la varietà di forme e di processi metabolici; descrivere le forme più comuni di batteri, distinguendoli dagli Archei Sa descrivere le forme unicellulari più comuni; evidenziare le relazioni tra le forme pluricellulari, i funghi o le piante. Sa distinguere funghi e licheni spiegare che cosa sono micelio, ife e corpi fruttiferi. Sa spiegare che sono gli animali; descrivere l’organizzazione in tessuti, organi e sistemi; distinguere animali diblastici e triblastici, classificare le strutture corporee considerando simmetria, segmentazione, arti ed appendici, cavità corporee, spiegare che cosa sono gli invertebrati. Sa che cosa sono i vertebrati, riconoscendo le caratteristiche comuni e considerando gli specifici adattamenti di pesci, anfibi, rettili e mammiferi. Sa distinguere il metodo descrittivo dal ragionamento induttivo Sa descrivere i processi di una logica deduttiva Sa applicare le tecniche d’indagine scientifica apprese a realtà e contesti nuovi Sa descrivere le caratteristiche dei microscopi ottico ed elettronico Sa capire se le fotografie di certi preparati cellulari sono state eseguite mediante microscopi ottici o elettronici Sa valutare le dimensioni cellulari, utilizzando le appropriate unità di misura, anche in base al rapporto superficie e volume
Sa analizzare le caratteristiche strutturali delle cellule procariotiche ed eucariotiche Sa mettere a confronto le cellule procariotiche con quelle eucariotiche
Conoscenze I livelli gerarchici strutturali (ecosistema, comunità, popolazione, organismo, sistemi, organi, tessuti, cellule, molecole) Concetto di proprietà emergente Cellule procariotiche ed eucariotiche
Il ruolo ecologico di produttori consumatori e decompositori I flussi delle sostanze chimiche e dell’energia all’interno di un ecosistema Il metabolismo dei batteri: produttori, azotofissatori nitrificanti, denitrificanti decompositori; la varietà di forme nei batteri; le caratteristiche degli Archei. L’organizzazione e le innovazioni dei protisti; i protisti unicellulari; i protisti pluricellulari Le caratteristiche dei funghi e dei licheni. Le caratteristiche degli animali; lo sviluppo embrionale, l’organizzazione gerarchica e la struttura del corpo; gli invertebrati. Le caratteristiche distintive dei cordati e dei vertebrati; le caratteristiche dei pesci, degli anfibi, dei rettili, degli uccelli, dei mammiferi. Il metodo sperimentale quale ricerca delle cause dei fenomeni naturali Il metodo ipotetico deduttivo quale processo di indagine di tipo investigativo Esempi di ragionamenti ipotetici deduttivi Il microscopio ottico –Ingrandimento e potere di risoluzione –La teoria cellulare Il microscopio elettronico a scansione e a trasmissione Le dimensioni delle cellule e le loro unità di misura Struttura delle cellule procariotiche Struttura generale delle cellule eucariotiche e loro suddivisioni in compartimenti tramite membrane Struttura della membrana plasmatica e il modello a mosaico fluido I reticoli endoplasmatici ruvido e liscio L’apparato di Golgi I lisosomi Il nucleo I vacuoli I mitocondri I cloroplasti
Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza
Sa spiegare perché un atomo che perde o acquista uno o più elettroni diventa uno ione Sa motivare perché un atomo tende a legarsi con un altro costituendo dei legami Sa distinguere tra legame ionico e legame covalente Comprende le conseguenze della polarità della molecola dell’acqua Capisce come diverse e peculiari caratteristiche fisiche dell’acqua siano conseguenza dei legami idrogeno Comprende la tendenza dell’acqua a comportarsi come solvente Applica il concetto di acidità e basicità Coglie l’importanza del ruolo centrale del carbonio nella costruzione delle molecole organiche Comprende che le diverse molecole organiche possono essere classificate in base ai rispettivi gruppi funzionali Capisce che la straordinaria complessità delle biomolecole deriva dall’assemblaggio di molecole piccole (i monomeri) simili tra loro Capisce in che modo avvengono i processi di assemblaggio e di demolizione delle macromolecole organiche Saper distinguere il fruttosio dal glucosio in base alla disposizione dei loro atomi Saper descrivere la funzione biologica del glucosio Saper ricavare la formula di struttura di un disaccaride tramite condensazione di due monosaccaridi (e, viceversa, saper idrolizzare un disaccaride) Saper distinguere tra le funzioni di riserva e di struttura dei polisaccaridi Coglie l’importanza biologica dei lipidi Acquisisce informazioni di educazione alimentare a partire dalla struttura delle molecole lipidiche Comprende le funzioni biologiche dei fosfolipidi, degli steroidi e delle cere Coglie l’importanza biologica delle proteine distinguendo tra le loro molteplici funzioni Capisce la struttura delle proteine Comprende come la funzione di una proteina sia strettamente collegata alla sua specifica configurazione Capisce le caratteristiche dei quattro diversi livelli strutturali delle proteine Comprende la funzione di trasferimento di energia da parte delle molecole di ATP Comprende la struttura di base degli acidi nucleici, le molecole portatrici di informazioni per la costruzione delle proteine
Il legame ionico e gli ioni Il legame covalente
Il legame a idrogeno Le reazioni chimiche Tipi di reazioni chimiche e bilanciamento. Esempi di reazioni in soluzione acquosa Gli idrocarburi e lo scheletro carbonioso I gruppi funzionali: ossidrilico, carbonilico, carbossilico e amminico Polimeri e monomeri La condensazione e l’idrolisi Principali monosaccaridi e i gruppi funzionali a essi associati
I disaccaridi e la condensazione di due monosaccaridi I polisaccaridi di riserva e di struttura di origine animale e vegetale I lipidi e la loro insolubilità in acqua Caratteristiche strutturali dei trigliceridi Acidi grassi saturi e insaturi Struttura e funzione di fosfolipidi, cere e steroidi Le sette categorie funzionali delle proteine Analogie e differenze tra i diversi tipi di amminoacidi Il legame peptidico La forma di una proteina e il processo di denaturazione La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine Le componenti dei nucleotidi La molecola di ATP e la sua funzione biologica La struttura degli acidi nucleici Concetto di gene Glicoproteine, glicolipidi, nucleoproteine e lipoproteine La specializzazione delle superfici cellulari Lavoro ed energia Flusso di energia nelle reazioni chimiche
Essere consapevole delle potenzialità delle tecnologie rispetto al contesto culturale e sociale in cui vengono applicate
Sa spiegare il principio di funzionamento e la struttura dei principali dispositivi chimici
Sa cogliere le interazioni tra esigenze di vita e processi tecnologici
Il controllo del metabolismo delle cellule viventi: catalizzatori ed enzimi Reazioni accoppiate e molecole trasportatrici di energia: ATP La Terra primordiale e l’origine della vita. Darwin e la teoria dell’evoluzione Ecologia: ecosistemi, biomi, comunità I principali dispositivi chimici Legame tra sviluppo economico e qualità di vita Concetti di protezione e di prevenzione Concetto di pericolo e di riduzione del rischio
Scansione temporale dei CONTENUTI UNITÀ di APPRENDIMENTO N°1 – Massa molecolare e massa molare. – La composizione delle sostanze e i calcoli stechiometrici.
Tempi: settembre – ottobre
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°2
Tempi: ottobre - novembre
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°3
Tempi: dicembre
– La struttura dell’atomo – La configurazione elettronica e proprietà periodiche degli elementi chimici – Legami chimici: covalente (polare e non), ionico – – – – –
Concetto di sistema: biosistema e geosistema Metodo scientifico sperimentale Il microscopio ottico ed elettronico Caratteristiche comuni a tutti gli organismi viventi ed i loro livelli di organizzazione I 5 regni della natura (domini, regni, fila, classi principali) – La formazione delle prime cellule
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°4
Tempi: gennaio-febbraio
– Monomeri e polimeri. – Le macromolecole organiche. – Carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°5
Tempi: marzo-aprile
– Le dimensioni delle cellule – Cellula procariota e eucariota – Struttura e organizzazione cellulare: membrana e parete cellulare, citoplasma, nucleo, cloroplasto, mitocondrio, reticolo endoplasmatico, ribosoma, apparato del Golgi, vacuolo, lisosoma, citoscheletro, ciglia e flagello Cellula animale e vegetale – – Struttura della membrana plasmatica ed il trasporto attraverso essa
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°6
Tempi: maggio
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°7
Tempi: maggio-giugno
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°8
Tempi: giugno
– La specializzazione delle superfici cellulari – Lavoro ed energia – Flusso di energia nelle reazioni chimiche – Il controllo del metabolismo delle cellule viventi: catalizzatori ed enzimi – Reazioni accoppiate e molecole trasportatrici di energia: ATP – La Terra primordiale e l’origine della vita – Darwin e la teoria dell’evoluzione
CITTADINANZA E COSTITUZIONE – La composizione degli alimenti e le necessità nutrizionali del nostro organismo – Anoressia e bulimia. – Ecologia: ecosistemi, biomi, comunità
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA CLASSI TERZE
a.s. 2013 – 2014
SCIENZE NATURALI
Argomenti di Chimica COMPETENZE
Saper riconoscere e stabilire relazioni
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Distinguere e confrontare i diversi legami chimici (ionico, covalente, metallico) 1b. Stabilire in base alla configurazione elettronica esterna il numero e il tipo di legami che un atomo può formare 1c. Definire la natura di un legame sulla base della differenza di elettronegatività
- Riconosce il tipo di legame esistente tra gli atomi, data la formula di alcuni composti - Scrive la struttura di Lewis di semplici specie chimiche che si formano per combinazione dei primi 20 elementi - Individua le cariche parziali in un legame covalente polare
2a. Descrivere la formazione di un legame in termini energetici
- Formula ipotesi sulla formazione di alcuni semplici legami, per esempio in H2, mettendola in relazione con i parametri energetici
I legami chimici e le loro caratteristiche energetiche -Gli atomi e i legami chimici sono caratterizzati da uno stato energetico ben preciso -L’energia interna è l’energia totale contenuta in un corpo materiale -La rottura e la formazione dei legami chimici implicano assorbimento o liberazione di energia -I legami ionici si formano per trasferimento di elettroni -I simboli di Lewis evidenziano gli elettroni di valenza -I legami covalenti si formano per condivisione di elettroni -I legami covalenti possono presentare cariche parziali alle loro estremità
Saper formulare ipotesi in base ai 2b. Prevedere, in base alla posizione nella tavola dati forniti periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi
COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Comprendere il concetto di risonanza
- Scrive le formule limite di una determinata struttura chimica
Dai legami alla forma delle molecole - La simbologia di Lewis permette di ricostruire le formule di struttura - La risonanza: quando le strutture di Lewis falliscono - Nel legame covalente di coordinazione la coppia di elettroni di legame proviene dallo stesso atomo - La forma delle molecole deriva da cinque strutture di base - La teoria VSEPR consente di prevedere la forma delle molecole - Le molecole polari sono asimmetriche
1b. Prevedere, in base alla teoria VSEPR, la geometria di semplici molecole Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti
- Utilizza la tavola periodica per prevedere la formazione di specie chimiche e la loro natura
1c. Spiegare la teoria del legame di valenza e l’ibridazione degli orbitali atomici 1d. Comprendere i diagrammi di energia degli orbitali molecolari
- Spiega la geometria assunta da una molecola nello spazio in base al numero di coppie solitarie e di legame dell’atomo centrale - Utilizza il modello dell’ibridazione degli orbitali per prevedere la geometria di una molecola e viceversa - Utilizza il diagramma dell’energia degli orbitali molecolari per spiegare le proprietà magnetiche dell’ossigeno
COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Utilizzare le diverse teorie sui legami chimici per spiegare le proprietà e le strutture delle molecole
- Individua i casi limite in cui la teoria di Lewis non è in grado di spiegare dati sperimentali e propone adeguati correttivi
1b. Aver compreso il concetto di modello in ambito scientifico
- Attribuisce il corretto significato alle diverse teorie di legame
1c. Aver compreso l’evoluzione storica dei modelli riguardanti la formazione dei legami chimici
- È in grado di individuare punti di forza e punti di debolezza delle diverse teorie di legame
La teoria sulla formazione dei legami chimici - La teoria del legame di valenza indica che i legami si formano per sovrapposizione degli orbitali Gli orbitali ibridi consentono di spiegare le geometrie molecolari ottenute sperimentalmente - Gli orbitali ibridi spiegano anche la formazione dei legami multipli - La teoria dell’orbitale molecolare fornisce un’altra interpretazione del legame - Le molecole con strutture di risonanza sono descritte da orbitali molecolari delocalizzati
COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
- Riconosce la classe di appartenenza dati la formula o il nome di un composto
Saper classificare
1a. Classificare le principali categorie di composti inorganici in binari/ternari, ionici/molecolari
Classificazione e nomenclatura dei composti La nomenclatura dei composti molecolari segue un sistema - Anche la nomenclatura dei composti ionici segue un sistema - La classificazione dei composti chimici
Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici
1b. Raggruppare gli ossidi in base al loro comportamento chimico
- Distingue gli ossidi acidi, gli ossidi basici e gli ossidi con proprietà anfotere - Distingue gli idruri ionici e molecolari
1c. Raggruppare gli idruri in base al loro comportamento chimico
Saper risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici
2a. Applicare le regole della nomenclatura IUPAC e tradizionale per assegnare il nome a semplici composti e viceversa 2b. Scrivere le formule di semplici composti 2c. Scrivere la formula di sali ternari
- Assegna il nome IUPAC e tradizionale ai principali composti inorganici - Utilizza il numero di ossidazione degli elementi per determinare la formula di composti - Scrive la formula di un composto ionico ternario utilizzando le tabelle degli ioni più comuni
COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Individuare l’origine delle forze che si stabiliscono tra molecole
- Mette in relazione le forze intermolecolari con i concetti di dipolo, dipolo istantaneo e indotto, polarizzabilità
Gli stati condensati della materia - Le forze intermolecolari dipendono dalla distanza fra le molecole e spiegano le differenze fra gas, liquidi e solidi - Le attrazioni intermolecolari sono determinate dall’interazione fra cariche elettriche - Le proprietà fisiche dei liquidi e dei solidi sono influenzate dalle forze intermolecolari - I cambiamenti di stato implicano equilibri dinamici - La pressione di vapore dipende dalla temperatura e dalle interazioni intermolecolari - Un liquido bolle quando la sua pressione di vapore è uguale alla pressione atmosferica - I diagrammi di fase rappresentano graficamente le relazioni fra temperatura e pressione - Lo stato solido è caratterizzato da una struttura interna ordinata - Le nanotecnologie consentono di controllare la struttura molecolare
1b. Correlare le forze che si stabiliscono tra le molecole alla loro eventuale miscibilità
Saper riconoscere e stabilire relazioni
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale
1c. Correlare le proprietà fisiche dei solidi e dei liquidi alle interazioni interatomiche e intermolecolari
2a. Comprendere l’importanza del legame a idrogeno in natura 2b. Comprendere come la diversa natura delle forze interatomiche e intermolecolari determini stati di aggregazione diversi a parità di temperatura
- Spiega la miscibilità di due o più sostanze in base alla natura delle forze intermolecolari - Mette in relazione le proprietà fisiche delle sostanze alle forze di legame
- Giustifica le proprietà fisiche dell’acqua, la struttura delle proteine e di altre molecole in base alla presenza del legame a idrogeno -Riconduce a un modello il comportamento dello stato solido e dello stato liquido
COMPETENZE
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Interpretare i processi di dissoluzione in base alle forze intermolecolari che si possono stabilire tra le particelle di soluto e di solvente
- Riconosce la natura del soluto in base a prove di conducibilità elettrica
Le soluzioni - Le soluzioni richiedono l’uso di una terminologia specifica - Le sostanze si miscelano spontaneamente in assenza di barriere energetiche - Le soluzioni acquose dei composti ionici conducono la corrente elettrica - La solubilità dei gas è maggiore a basse temperature e a pressioni elevate - La composizione di una soluzione è espressa dalla sua concentrazione - Alcune proprietà delle soluzioni dipendono dal numero di particelle disciolte - Le soluzioni hanno un punto di congelamento più basso e un punto di ebollizione più alto dei solventi puri - L’osmosi è il flusso di solvente attraverso una membrana semipermeabile - I soluti ionici hanno un effetto particolare sulle proprietà colligative - I colloidi sono costituiti da particelle sospese in un solvente
1b. Organizzare dati e applicare il concetto di concentrazione e di proprietà colligative 1c. Leggere diagrammi di solubilità (solubilità/temperatura; solubilità/pressione)
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale
2a. Conoscere i vari modi di esprimere le concentrazioni delle soluzioni 2b. Comprendere le proprietà colligative delle soluzioni 2c. Comprendere l’influenza della temperatura e della pressione sulla solubilità
- Determina la massa molare di un soluto a partire da valori delle proprietà colligative - Stabilisce, in base ad un grafico, le condizioni necessarie per ottenere una soluzione satura
- Valuta correttamente informazioni sui livelli di inquinanti presenti in alcuni fluidi - Utilizza il concetto di pressione osmotica per spiegare la necessità di un ambiente ipertonico al fine di impedire la decomposizione batterica dei cibi -È in grado di spiegare il rischio di embolia gassosa per chi pratica attività subacquea
Argomenti di Biologia L’organizzazione del corpo umano COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere che il corpo umano è un’unità integrata formata da tessuti specializzati e sistemi autonomi strettamente correlati.
Spiegare le relazioni tra funzione e specializzazione cellulare; riconoscere i diversi tipi di tessuti in base alle loro caratteristiche istologiche. Descrivere le funzioni di apparati e sistemi, evidenziando le relazioni tra sistema endocrino e nervoso, le differenze tra sierose e mucose; spiegare perché la cute è considerata un apparato e descriverne componenti e struttura. Illustrare come segnali specifici inducono risposte mirate.
1 Il corpo umano presenta un’organizzazione gerarchica La specializzazione cellulare, le caratteristiche dei tessuti epiteliali, connettivi, muscolari, nervoso. 2 Organi, sistemi e apparati, uno sguardo d’insieme L’organizzazione di sistemi e apparati, le funzioni del sistema endocrino e del sistema nervoso, le funzioni e l’organizzazione delle membrane interne e della cute. 3 La comunicazione tra le cellule e la regolazione
dell’attività cellulare La specificità dei segnali, recettori e trasduzione del segnale, le giunzioni serrate. Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Comprendere i meccanismi che consentono di controllare il metabolismo cellulare, regolare lo sviluppo e la rigenerazione dei tessuti.
Spiegare funzioni e potenzialità dei diversi tipi di staminali, descrivendo i fattori che le attivano.
4 Nel corpo umano la rigenerazione dei tessuti è controllata Le cellule staminali e i segnali che le attivano; le cellule tumorali e la perdita del controllo; le sostanze cancerogene.
Distinguere neoplasie e iperplasie.
Spiegare le differenze tra cellule sane e tumorali, per quanto riguarda differenziamento, ciclo cellulare, morte.
5 Il ciclo cellulare I fattori di crescita, il controllo del ciclo cellulare, la morte per necrosi o apoptosi.
Saper mettere in relazione il buon funzionamento del proprio corpo con il mantenimento di condizioni fisiologiche costanti.
Illustrare i meccanismi dell’omeostasi, distinguendo i sistemi a feedback negativo da quelli a feedback positivo. Descrivere la regolazione a feedback negativo della temperatura corporea.
6 L’omeostasi: come mantenere costante l’ambiente interno I meccanismi dell’omeostasi, la regolazione della temperatura corporea. Scheda: La febbre, una trovata contro le infezioni
I neuroni e il tessuto nervoso COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere come l’organizzazione dei neuroni e delle cellule gliali nel SN consente di recepire stimoli ed effettuare risposte rapide e complesse.
Spiegare le relazioni tra recettori sensoriali, neuroni e organi effettori, considerando l’organizzazione del SNC e del SNP.
1 L’organizzazione e la funzione del sistema nervoso Come opera il sistema nervoso, l’encefalizzazione, il sistema nervoso centrale e periferico, i neuroni e le cellule gliali.
Comprendere che tutti i neuroni hanno la medesima fisiologia; spiegare l’eccitabilità e la conduttività dei neuroni considerando gli eventi di natura elettrochimica connessi con il potenziale di membrana.
Spiegare come viene mantenuto il potenziale di riposo, come si genera il potenziale d’azione, come si propaga l’impulso nervoso; distinguere tra propagazione continua e saltatoria; spiegare perché i potenziali d’azione sono sempre uguali indipendentemente dall’intensità dello stimolo che li ha prodotti. Spiegare come si progettano esperimenti per lo studio della fisiologia dei neuroni.
2 I neuroni generano e conducono segnali elettrici L’eccitabilità dei neuroni, il potenziale di riposo e il potenziale di azione, i fattori che condizionano la velocità di propagazione del potenziale d’azione, la costanza del potenziale di azione. Scheda: Dall’assone del calamaro gigante al patch clamping
Comprendere come i neuroni comunicano tra loro o con le cellule
Spiegare la differenza tra sinapsi chimiche ed elettriche, spiegare come è
3 Le sinapsi trasmettono lo stimolo nervoso da una cellula all’altra
bersaglio, descrivendo organizzazione e funzione delle sinapsi.
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale
Comprendere gli effetti e le cause di alcune malattie neurodegenerative.
organizzata e come funziona la giunzione neuromuscolare, Distinguere una sinapsi eccitatoria da una inibitoria Spiegare come il neurone postsinaptico integra le informazioni.
Le caratteristiche della giunzione neuromuscolare, le sinapsi tra neuroni, i neurotrasmettitori, le sinapsi elettriche.
Descrivere le cause e i caratteri della sclerosi multipla e della SLA.
4 Igiene e medicina La sclerosi multipla e la SLA.
Il sistema nervoso COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere che le funzioni di integrazione e controllo svolte dal SNC dipendono dall’organizzazione e dalle connessioni tra le diverse zone funzionali dell’encefalo e del midollo spinale.
Descrivere e spiegare l’organizzazione e le funzioni della sostanza grigia e bianca negli emisferi cerebrali, nel diencefalo, nel tronco cerebrale, nel cervelletto; identificare nelle meningi e nel liquido cerebrospinale i sistemi di protezione del sistema nervoso centrale.
1 Il sistema nervoso centrale L’organizzazione funzionale di telencefalo, diencefalo, tronco encefalico, le meningi e le cavità nel SNC, le funzioni del liquido cerebrospinale.
Comprendere che il midollo spinale non è soltanto una via di connessione tra SNP e SNC, ma è in grado di elaborare risposte motorie semplici.
Spiegare che cosa sono i nervi misti, distinguendo la componente afferente da quella efferente, spiegare come funziona il riflesso spinale, descrivere i nervi cranici e le rispettive funzioni.
2 Il midollo spinale e i nervi trasmettono informazioni Le componenti dei nervi spinali, i riflessi spinali, i nervi cranici.
Spiegare l’organizzazione del SNA, evidenziando le relazioni con il SNC.
Descrivere le divisioni del sistema autonomo, spiegando le differenze anatomiche e funzionali tra sistema ortosimpatico e parasimpatico.
3 Le divisioni del sistema nervoso periferico Le funzioni delle divisioni ortosimpatica e parasimpatica del sistema nervoso autonomo.
Comprendere che la corteccia cerebrale è una struttura sofisticata, che controlla i movimenti volontari ed è coinvolta nello sviluppo delle capacità mentali come la memoria e il ragionamento.
Spiegare l’organizzazione e le funzioni della corteccia motoria, sensoriale, associativa; identificare nel lobo temporale la capacità di udire e di riconoscere i volti; identificare nel lobo occipitale la capacità di ricevere ed elaborare gli stimoli visivi.
4 La consapevolezza e il controllo del comportamento derivano dall’attività del telencefalo L’organizzazione funzionale della corteccia cerebrale.
Comprendere che anche piccole alterazioni nel funzionamento dell’encefalo possono
Descrivere le differenze tra le varie fasi del sonno, spiegare che cos’è l’EEG indicando le informazioni
5 Igiene e medicina Le fasi del sonno e l’EEG, la malattia di Alzheimer, la malattia di Parkinson.
Saper applicare le conoscenze acquisite
alla vita reale.
provocare notevoli anomalie sia fisiche, sia comportamentali.
che fornisce; collegare i caratteri della malattia di Alzheimer e della malattia di Parkinson con le cause che le determinano.
Il sistema endocrino COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere l’importanza degli ormoni per modulare e integrare le funzioni del corpo umano in risposta alle variazioni dell’ambiente interno ed esterno.
Elencare le caratteristiche delle molecole che si comportano da ormoni; mettere a confronto ormoni idrosolubili e liposolubili, per quanto concerne il trasporto nel plasma, il legame con i recettori, gli effetti nelle cellule; spiegare come viene modulata la secrezione ormonale.
1 L’organizzazione e la funzione del sistema endocrino La natura chimica e le funzioni degli ormoni, i meccanismi di azione degli ormoni idrosolubili e liposolubili; le caratteristiche e le funzioni delle diverse ghiandole endocrine; il controllo della secrezione ormonale.
Comprendere il meccanismo di controllo esercitato dal sistema ipotalamo-ipofisario sull’attività di molte ghiandole endocrine e saper spiegare perché è importante l’integrazione tra sistema nervoso e sistema endocrino.
Mettere a confronto l’organizzazione e la secrezione ormonale dell’adenoipofisi e della neuroipofisi evidenziando le relazioni anatomiche e funzionali con l’ipotalamo; spiegare le funzioni delle tropine ipofisarie, dei fattori ipotalamici di rilascio e di inibizione.
2 L’integrazione tra funzioni nervose ed endocrine avviene a livello dell’ipofisi e dell’ipotalamo L’organizzazione dell’ipofisi e le connessioni con l’ipotalamo; gli ormoni rilasciati dalla neuroipofisi, gli ormoni prodotti dell’adenoipofisi, gli ormoni ipotalamici.
Saper descrivere le funzioni specifiche degli ormoni prodotti da ciascuna ghiandola e spiegare i meccanismi che ne controllano la produzione, indicando caso per caso i segnali che attivano e disattivano la secrezione ormonale.
Descrivere la funzione del TH nell’adulto e durante la crescita e spiegare il controllo esercitato dal TSH e dal TRH sulla tiroide; spiegare perché è importante il controllo della calcemia e descrivere l’azione antagonista di calcitonina e PTH; distinguere l’azione della vitamina D dalle altre vitamine. Distinguere pancreas esocrino e pancreas endocrino; spiegare come insulina e glucagone controllano la glicemia, descrivendo la loro azione a livello cellulare; spiegare le funzioni della somatostatina. Descrivere le ghiandole surrenali, distinguendo tra regione midollare e corticale; descrivere gli effetti dell’adrenalina su
3 Tiroide e paratiroidi regolano il metabolismo e l’omeostasi La struttura della tiroide e delle paratiroidi; l’azione e la produzione dell’ormone tiroideo, la calcitonina e il paratormone, la vitamina D. 4 Il pancreas endocrino e il controllo della glicemia La struttura del pancreas; l’insulina e il glucagone, la somatostatina. 5 Il surrene è costituito da due ghiandole endocrine distinte La struttura delle ghiandole surrenali; adrenalina e noradrenalina, glucocorticoidi, mineralcorticoidi, steroidi sessuali. 6 Le gonadi producono ormoni sessuali La determinazione dei caratteri sessuali primari e secondari; ormoni sessuali e sviluppo
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Saper descrivere e spiegare le conseguenze di una variazione nella normale produzione ormonale causata da una specifica patologia o da doping.
diverse cellule bersaglio e le azioni delle tre classi di ormoni steroidei prodotti dalla corticale surrenale. Elencare gli ormoni prodotti dalle gonadi maschili e femminili; spiegare come gli androgeni inducono il differenziamento embrionale in senso maschile, mettere in relazione l’azione degli ormoni ipofisari con lo sviluppo in età puberale.
embrionale; ormoni sessuali e cambiamenti puberali.
Spiegare l’effetto di un malfunzionamento dell’ipofisi, le cause e le conseguenze dell’ipotiroidismo e dell’ipertiroidismo, le cause e gli effetti del diabete mellito, le cause e gli effetti della malattia di Cushing; descrivere i casi studiati di doping sportivo, specificando le sostanze interessate e la loro azione.
7 Igiene e medicina Le patologie legate alle ghiandole endocrine; il doping sportivo.
L’apparato cardiovascolare e il sangue COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Spiegare e descrivere correttamente l’organizzazione e le funzioni dell’apparato cardiovascolare.
Descrivere con la terminologia specifica la circolazione polmonare e la circolazione sistemica, indicando le relazioni funzionali tra i due circuiti.
1 L’organizzazione dell’apparato cardiovascolare L’anatomia dell’apparato cardiovascolare e i movimenti del sangue.
Comprendere il ruolo svolto dal cuore nel sistema cardiovascolare e l’importanza di una perfetta coordinazione dei meccanismi che attivano e regolano il ciclo cardiaco.
Descrivere gli eventi del ciclo cardiaco spiegando come insorge e si propaga il battito cardiaco. Leggere correttamente l’ECG e capire come si misura la pressione sanguigna.
2 Il cuore è il motore dell’apparato cardiovascolare L’anatomia del cuore, le fasi e il controllo del ciclo cardiaco. Schede: Il ciclo cardiaco e la pressione sanguigna; L’ECG registra l’attività elettrica del cuore
Descrivere la struttura e l’organizzazione dei vasi sanguigni in relazione alle loro rispettive funzioni.
Saper spiegare la relazione tra struttura di arterie, vene e capillari, pressione e velocità del sangue.
3 I vasi sanguigni e il movimento del sangue Struttura e funzioni di arterie, vene, letti capillari.
Comprendere i meccanismi di scambio tra sangue e tessuti, evidenziando le funzioni del sangue e i fattori che ne controllano il
Spiegare come vengono regolati il flusso sanguigno e gli scambi nei capillari tra sangue e tessuti.
4 I meccanismi di scambio e la regolazione del flusso sanguigno I meccanismi degli scambi nei
flusso e la composizione.
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Comprendere le indicazioni fornite da una lettura corretta delle analisi del sangue, spiegare le differenze tra i diversi tipi di anemia; collegare le leucemie con il processo emopoietico; adottare comportamenti corretti per la prevenzione delle più diffuse patologie cardiovascolari.
Descrivere le funzioni dei componenti del sangue e la generazione degli elementi figurati.
capillari, il controllo del flusso sanguigno a livello locale; il controllo a livello generale operato da ormoni e stimoli nervosi. 5 La composizione e le funzioni del sangue Funzioni e caratteristiche del plasma, degli eritrociti, dei leucociti e delle piastrine; il processo di emopoiesi.
Descrivere le informazioni fornite dall’emocromo; spiegare le cause delle diverse forme di anemia e leucemia; descrivere effetti e cause di aterosclerosi, infarto del miocardio, ictus.
6 Igiene e medicina Le analisi del sangue, i diversi tipi anemie; le leucemie; le più comuni malattie cardiovascolari.
L’apparato respiratorio e gli scambi gassosi COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere le relazioni tra le strutture e le funzioni delle diverse parti dell’apparato respiratorio.
Descrivere le funzioni degli organi dell’apparato respiratorio; spiegare il significato delle espressioni “ventilazione polmonare”, “trasporto dei gas respiratori”, “scambi gassosi”. Spiegare la meccanica della respirazione confrontando il controllo di questa funzione con quello del battito cardiaco.
1 L’organizzazione e la funzione dell’apparato respiratorio I due processi della respirazione polmonare, l’anatomia dell’apparato respiratorio umano. 2 La meccanica della respirazione: la ventilazione polmonare Inspirazione ed espirazione, le secrezioni del tratto respiratorio, il controllo della ventilazione.
Saper mettere in relazione le funzioni dell’apparato respiratorio con quelle dell’apparato cardiovascolare, comprendendo la loro stretta interdipendenza.
Descrivere i meccanismi degli scambi respiratori evidenziando le relazioni tra respirazione cellulare e respirazione polmonare; spiegare le differenze e le relazioni tra il trasporto di O2 ed il trasporto di CO2 nel sangue. Spiegare il ruolo di globuli rossi ed emoglobina, considerando gli adattamenti a particolari situazioni ambientali.
3 Il sangue e gli scambi dei gas respiratori Il meccanismo degli scambi polmonari e sistemici, l’emoglobina e il trasporto di O2, il trasporto di CO2, le funzioni della mioglobina. Schede: La disponibilità di ossigeno diminuisce se l’altitudine aumenta; L’affinità dell’emoglobina per lì ossigeno può variare
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Conoscere alcune co-muni patologie e malattie genetiche dell’apparato respiratorio.
Spiegare perché l’apparato respiratorio è particolarmente esposto a infezioni; correlare le alterazioni patologiche ai sintomi che le caratterizzano.
4 Igiene e medicina Le principali malattie dell’apparato respiratorio.
Il sistema linfatico e l’immunità COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere che il nostro organismo utilizza due diverse strategie di difesa e spiegare le relazioni tra immunità e sistema linfatico.
Spiegare le differenze tra immunità innata e adattativa; comparare l’organizzazione e le funzioni del sistema linfatico con quelle della circolazione sistemica; distinguere organi linfatici primari e secondari.
1 Il sistema linfatico e gli organi linfatici e la difesa immunitaria Immunità innata e immunità adattativa, vasi linfatici, linfonodi, organi linfatici primari e secondari.
Identificare le situazioni in cui interviene l’immunità innata, spiegando le differenze e le interazioni tra barriere fisiche, cellulari e chimiche.
Spiegare la funzione e l’azione delle molecole e delle cellule coinvolte nella immunità innata.
2 L’immunità innata: la prima linea di difesa dell’organismo Le barriere meccaniche, cellulari e chimiche, l’infiammazione.
Comprendere le strategie messe in atto dal nostro organismo per distinguere il self dal non self, produrre una risposta specifica, generare una memoria.
Distinguere antigeni self e non self; spiegare come i linfociti diventano immunocompetenti; descrivere il processo di selezione clonale, distinguendo le cellule effettrici dalle cellule della memoria.
3 I linfociti sono responsabili della immunità adattativa La definizione di antigene, il riconoscimento degli antigeni e i recettori antigenici, la selezione clonale, le differenze tra linfociti T e B.
Riconoscere le interazioni e le differenze tra immunità umorale e immunità cellulare descrivendo funzioni e modalità di azione delle cellule e delle molecole coinvolte.
Spiegare la sequenza di passaggi che dà luogo alla risposta umorale, descrivere struttura e modalità di azione degli anticorpi. Spiegare come i linfociti TH e le proteine MHC II contribuiscono alla risposta umorale; spiegare come i linfociti Tc e le proteine MHC contribuiscono al riconoscimento e all’eliminazione di cellule infettate o anomale.
4 La risposta immunitaria umorale Le plasmacellule e la risposta immunitaria primaria, le caratteristiche degli anticorpi. 5 La risposta immunitaria cellulare Le proteine MHC di classe I e di classe II, linfociti, l’azione dei linfociti T helper e citotossici, la tolleranza nei confronti del self.
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Comprendere l’importanza per la salute di una corretta integrazione tra le cellule e le molecole coinvolte nella risposta immunitaria; indicare quando e come conviene adottare strategie opportune per stimolare la memoria immunitaria o per fornire una immunità passiva.
Spiegare perché la risposta secondaria è più rapida di quella primaria; descrivere come si producono i vaccini; distinguere tra immunità attiva e passiva dal punto di vista degli esiti e dei casi in cui si rendono necessarie. Spiegare perché alcune vaccinazioni sono obbligatorie; distinguere allergie, malattie autoimmuni, immunodeficienze; spiegare come si trasmette e si manifesta l’AIDS.
6 La memoria immunologica La risposta immunitaria secondaria, l’immunità acquisita, i vaccini, le vaccinazioni, l’immunità passiva. 7 Igiene e medicina Vaccinazioni obbligatorie e non, immunodeficienze malattie autoimmuni e allergie; l’AIDS e le terapie anti-retrovirali.
Scansione temporale dei CONTENUTI UNITÀ di APPRENDIMENTO N°1
Tempi: settembre -ottobre
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°2
Tempi: novembre - dicembre
– I legami chimici e le loro caratteristiche energetiche – Dai legami alla forma delle molecole – – – –
La teoria sulla formazione dei legami chimici Classificazione e nomenclatura dei composti Gli stati condensati della materia Le soluzioni
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°3 – – – –
Tempi: gennaio - marzo
L’organizzazione del corpo umano I neuroni e il tessuto nervoso Il sistema nervoso Il sistema endocrino
UNITÀ di APPRENDIMENTO N°4 – L’apparato cardiovascolare e il sangue – L’apparato respiratorio e gli scambi gassosi – Il sistema linfatico e gli organi linfatici e l’immunità
Tempi: aprile - giugno
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA CLASSI QUARTE
a. s. 2013 – 2014
SCIENZE NATURALI
Argomenti di Chimica COMPETENZE
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Interpretare i processi di dissoluzione in base alle forze intermolecolari che si possono stabilire tra le particelle di soluto e di solvente
- Riconosce la natura del soluto in base a prove di conducibilità elettrica
Le soluzioni - Le soluzioni richiedono l’uso di una terminologia specifica - Le sostanze si miscelano spontaneamente in assenza di barriere energetiche - Le soluzioni acquose dei composti ionici conducono la corrente elettrica - La solubilità dei gas è maggiore a basse temperature e a pressioni elevate - La composizione di una soluzione è espressa dalla sua concentrazione - Alcune proprietà delle soluzioni dipendono dal numero di particelle disciolte - Le soluzioni hanno un punto di congelamento più basso e un punto di ebollizione più alto dei solventi puri - L’osmosi è il flusso di solvente attraverso una membrana semipermeabile - I soluti ionici hanno un effetto particolare sulle proprietà colligative - I colloidi sono costituiti da particelle sospese in un solvente
1b. Organizzare dati e applicare il concetto di concentrazione e di proprietà colligative 1c. Leggere diagrammi di solubilità (solubilità/temperatura; solubilità/pressione)
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale
2a. Conoscere i vari modi di esprimere le concentrazioni delle soluzioni 2b. Comprendere le proprietà colligative delle soluzioni 2c. Comprendere l’influenza della temperatura e della pressione sulla solubilità
- Determina la massa molare di un soluto a partire da valori delle proprietà colligative - Stabilisce, in base ad un grafico, le condizioni necessarie per ottenere una soluzione satura
- Valuta correttamente informazioni sui livelli di inquinanti presenti in alcuni fluidi - Utilizza il concetto di pressione osmotica per spiegare la necessità di un ambiente ipertonico al fine di impedire la decomposizione batterica dei cibi -È in grado di spiegare il rischio di embolia gassosa per chi pratica attività subacquea
COMPETENZE
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Prevedere se una reazione di ossidoriduzione avviene oppure no
- Usa correttamente la serie di attività
Reazioni chimiche con trasferimento di elettroni - Le reazioni di ossidoriduzione comportano un trasferimento di elettroni - Come bilanciare le reazioni redox con il metodo delle semireazioni - I metalli si ossidano quando reagiscono con gli acidi - Un metallo più reattivo «sposta» un metallo meno reattivo da un suo composto
1b. Individuare la maggiore o minore reattività di un metallo rispetto a un altro sulla base di semplici esperimenti 1c. Distingue le reazioni che avvengono in ambiente acido e quelle che avvengono in ambiente basico
- Individua quale, tra due metalli, viene spostato da un proprio composto, classificandolo così come meno attivo - Fornisce esempi di reazioni che avvengono in ambiente acido o basico e di reazioni che sono influenzate dal pH dell’ambiente in cui avvengono
Saper riconoscere e stabilire relazioni
COMPETENZE
Saper riconoscere e stabilire relazioni
2a. Riconoscere in una reazione di ossido – riduzione, l’agente che si ossida e quello che si riduce
- Individua l’agente ossidante e riducente applicando le regole per la determinazione del n.o.
2b. Scrivere le equazioni redox bilanciate sia in forma molecolare sia in forma ionica
- Bilancia le reazioni redox col metodo della variazione del n.o. e con il metodo ionico – elettronico
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Comprendere che le reazioni redox spontanee possono generare un flusso di elettroni
- Spiega il funzionamento della pila Daniell
L’elettrochimica - Le celle galvaniche sfruttano le reazioni redox per produrre elettricità - I potenziali di cella dipendono dai potenziali di riduzione - I potenziali standard di riduzione consentono di prevedere la spontaneità delle reazioni - Le batterie sono applicazioni pratiche delle celle galvaniche - L’elettrolisi utilizza energia elettrica per fare avvenire reazioni chimiche - Le trasformazioni quantitative durante l’elettrolisi
1b. Avere consapevolezza della relazione fra energia libera e potenziale standard di una pila
- Utilizza la scala dei potenziali standard per stabilire la spontaneità di un processo
1c. Conoscere i fattori da cui dipende il valore della differenza di potenziale agli elettrodi di una pila
Sa applicare le conoscenze acquisite alla vita reale
2a. Collegare la posizione di una specie chimica nella tabella dei potenziali standard alla sua capacità riducente 2b. Stabilire confronti fra le celle galvaniche e le celle elettrolitiche 2c. Comprendere l’importanza delle reazioni redox nella produzione di energia elettrica
COMPETENZE
Saper riconoscere e stabilire relazioni
- Interpreta correttamente i fenomeni di corrosione - Riconosce il ruolo dei processi ossidoriduttivi nei metodi di isolamento e purificazione di specie chimiche - Analizza le prestazione dei diversi tipi di pile in commercio
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Riconoscere il carattere sperimentale dell’equazione cinetica, non deducibile dall’equazione chimica bilanciata di reazione
Interpreta l’equazione cinetica di una reazione e sa definirne l’ordine
La velocità delle reazioni chimiche - La velocità di una reazione si misura seguendo la variazione della concentrazione dei reagenti o dei prodotti nel tempo - I cinque fattori che influenzano la velocità di reazione - La velocità di reazione è misurata osservando le variazioni di concentrazione nel tempo - La legge cinetica fornisce la velocità di reazione in funzione della concentrazione dei reagenti
1b. Spiegare la cinetica di reazione alla luce della teoria degli urti 1c. Riconoscere nell’equazione cinetica lo strumento per definire il meccanismo di una reazione
- Illustra il ruolo dei fattori che determinano la velocità di reazione - Sa definire la molecolarità di una reazione elementare
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
2a. Interpretare grafici concentrazione/tempo
- Interpreta il grafico del profilo energetico di una reazione con meccanismo a più stadi
- Le teorie sulla velocità di reazione spiegano le leggi sperimentali in termini di urti molecolari - Le leggi sperimentali della velocità possono confermare o invalidare un meccanismo di reazione - I catalizzatori modificano le velocità di reazione generando nuovi percorsi fra reagenti e prodotti
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Comprendere che il valore di Keq di un sistema chimico non dipende dalle concentrazioni iniziali
- Applica la legge dell’azione Equilibrio chimico: concetti generali di massa - Un equilibrio dinamico si - Riconosce il carattere stabilisce quando le velocità di endo/esotermico di una due processi opposti sono uguali - L’equazione chimica bilanciata reazione nota la dipendenza consente di ottenere una legge di Keq dalla temperatura che mette in relazione le - Individua le reazioni in cui i concentrazioni all’equilibrio - Le leggi dell’equilibrio per le valori di kc e kp coincidono reazioni gassose possono essere espresse in termini di concentrazioni o pressioni - Stabilisce il senso in cui - Il valore numerico di K procede una reazione noti i all’equilibrio indica la ricchezza valori di Keq e Q in prodotti oppure in reagenti di - Valuta gli effetti una miscela di reazione sull’equilibrio della - Un sistema all’equilibrio che variazione di uno dei viene perturbato reagisce in parametri indicati dal modo da opporsi principio di Le Châtelier alla perturbazione - Prevede la solubilità di un - Dalle concentrazioni composto in acqua pura o in all’equilibrio si possono ricavare le costanti di equilibrio e soluzione viceversa
2b. Costruire il profilo energetico a partire dai valori di Eatt e ΔH 2c. Comprendere in quale stadio intervenire con un catalizzatore per accelerare la reazione
COMPETENZE
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
1b. Interpretare la relazione fra i valori di Keq e le diverse temperature 1c. Conoscere la relazione fra kc e kp 2a. Prevedere l’evoluzione di un sistema, noti i valori di Keq e Q
Saper formulare 2b. Acquisire il significato ipotesi in base ai concettuale del principio di dati forniti Le Châtelier 2c. Conoscere la relazione fra kps e solubilità di una sostanza
COMPETENZE
Saper classificare
- Distingue fra energia di reazione ed energia di attivazione
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Comprendere l’evoluzione storica e concettuale delle teorie acido – base
- Classifica correttamente una sostanza come acido/base di Arrhenius, Brönsted – Lowry, Lewis
1b. Individuare il pH di una soluzione
- Assegna il carattere acido o basico di una soluzione in base ai valori di [H+] o [OH-]
Gli acidi e le basi - Gli acidi e le basi di BrönstedLowry si scambiano protoni - Forze relative di acidi e basi coniugati - Andamenti periodici della forza degli acidi - Gli acidi e le basi di Lewis implicano la formazione di legami covalenti di coordinazione - L’equilibrio di ionizzazione dell’acqua è legato all’acidità o basicità di una soluzione - La scala del pH permette di stabilire se una soluzione diluita
1c. Stabilire la forza di un acido/base, noto il valore di Ka/Kb
Saper riconoscere e stabilire relazioni
- Utilizza i dati sperimentali per stabilire l’ordine di reazione
2a. Scegliere la relazione opportuna per determinare il pH
- Ordina una serie di specie chimica in base al criterio di acidità crescente - Calcola il pH di soluzioni di acidi/basi forti e deboli - Individua, consultando la
2b. Correla alla tavola periodica la forza degli acidi binari e degli ossiacidi 2c. Riconosce la relazione che intercorre tra ligando e accettore in un complesso di coordinazione
COMPETENZE
Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti
- Descrive la formazione dei composti di coordinazione
è acida, basica o neutra - Gli equilibri di acidi e basi deboli sono indicati dalle costanti di ionizzazione - Calcolo delle concentrazioni all’equilibrio da Ka (o Kb) e dalle concentrazioni iniziali
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
1a. Prevedere l’effetto di un sale sul pH di una soluzione
- Spiega il carattere acido, neutro o basico di una soluzione salina
Le applicazioni degli equilibri in soluzione acquosa - Le soluzioni dei sali non sono neutre se i loro ioni sono acidi o basi deboli - I tamponi consentono di controllare il pH - Gli acidi poliprotici sono coinvolti in equilibri multipli - Le titolazioni acido-base mostrano brusche variazioni di pH al punto di equivalenza - Alcune titolazioni utilizzano reazioni di ossidoriduzione come indicatori - Un sale indisciolto è in equilibrio con la soluzione che lo circonda
1b. Valutare l’efficienza di una soluzione tampone in seguito all’aggiunta di un acido o di un sale 1c. Prevede il comportamento di una soluzione alla quale viene aggiunto uno ione a comune
Saper trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti
tavola periodica, l’acido più forte tra due proposti
2a. Interpretare i grafici delle curve di titolazione 2b. Individuare, da un punto di vista sperimentale, il punto equivalente di una titolazione 2c. Sapere individuare i criteri per scegliere un indicatore per una titolazione
- Stima le variazioni di pH nelle soluzioni tampone - Ipotizza i prodotti che si possono formare in una soluzione che contiene ioni a comune, valutando la solubilità dei sali - Descrive la reazione di titolazione a partire dalla relativa curva - Individua il punto di viraggio e sa descriverne il significato - Individua l’intervallo di viraggio di una titolazione e lo confronta con il pKIn dell’indicatore
Argomenti di Biologia La divisione cellulare e la riproduzione degli organismi COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Individuare analogie e differenze tra i processi di divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti.
Descrivere i tre eventi della divisione cellulare e spiegare l’importanza dei segnali riproduttivi; correlare la divisione cellulare con il ciclo vitale degli organismi; descrivere la scissione binaria.
1 La divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti La divisione cellulare e i segnali di controllo; la scissione binaria dei procarioti.
Comprendere le relazioni tra mitosi, citodieresi e ciclo cellulare negli organismi eucarioti unicellulari e
Descrivere gli stadi del ciclo cellulare, distinguere mitosi e citodieresi; spiegare che cosa sono e come si formano i cromatidi fratelli, descrivere gli eventi della
2 La mitosi e il ciclo cellulare Il ciclo cellulare; la duplicazione del DNA e i cromatidi fratelli; le fasi della mitosi e la citodieresi; la mitosi
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
pluricellulari, evidenziando l’importanza della mitosi per la riproduzione asessuata e per il rinnovamento dei tessuti.
mitosi, individuando le funzioni del fuso e spiegando come avviene la segregazione; mettere a confronto la citodieresi nelle cellule animali e vegetali.
e la riproduzione asessuata.
Acquisire la consapevolezza che la riproduzione sessuata implica sempre meiosi e fecondazione spiegando come, attraverso la meiosi si ottengono cellule aploidi a partire da cellule diploidi.
Mettere in relazione riproduzione sessuata meiosi e fecondazione, distinguendo cellule somatiche, gameti e zigote; spiegare che cosa sono i cromosomi omologhi, i geni e gli alleli; utilizzare correttamente i termini “aploide” e diploide”; descrivere i diversi cicli vitali degli organismi a riproduzione sessuata, individuando gli aspetti comuni e le differenze; spiegare gli eventi della meiosi I e della meiosi II.
3 La riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione Fecondazione e meiosi; i cicli vitali degli organismi aplonti, diplonti, aplodiplonti; le fasi della meiosi I e della meiosi II.
Saper spiegare come la riproduzione sessuata contribuisce a determinare la variabilità genetica nell’ambito di una specie, distinguendo il contributo della meiosi da quello della fecondazione.
Spiegare che cos’è la variabilità intraspecifica considerando le caratteristiche comuni e le differenze di cariotipo degli individui della stessa specie; spiegare l’importanza per la variabilità dell’’assortimento indipendente, del crossingover, della fecondazione.
4 La riproduzione sessuata e la varietà dei viventi Il cariotipo e le specie; la variabilità intraspecifica e la riproduzione sessuata.
Da Mendel ai modelli di ereditarietà COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti.
Comprendere l’originalità e il rigore scientifico del metodo adottato da Mendel e saper spiegare i punti fondamentali della sua teoria, evidenziando le relazioni tra dati sperimentali e interpretazione.
Spiegare perché i dati di Mendel smentiscono la teoria della mescolanza; enunciare le leggi di Mendel utilizzando correttamente i concetti di gene e allele, carattere dominante e carattere recessivo.
1 La prima e la seconda legge di Mendel Gli esperimenti e il metodo di Mendel; la legge della dominanza, la legge della segregazione dei caratteri.
Saper trarre conclusioni in base ai risultati ottenuti.
Comprendere le relazioni tra alleli, geni e cromosomi; utilizzare correttamente la simbologia e il linguaggio della genetica per esprimere tali relazioni, per stabilire genotipi o prevedere i risultati di un incrocio.
Rappresentare con la simbologia corretta il genotipo distinguendolo dal fenotipo; spiegare la disgiunzione degli alleli di un gene considerando la meiosi; spiegare come si costruisce e interpreta il quadrato di Punnet; comprendere l’utilità del test-cross. Discutere limiti e utilità della legge
2 Le conseguenze della seconda legge di Mendel Il quadrato di Punnett, le basi molecolari del-l’ereditarietà, il test-cross. 3 La terza legge di Mendel La legge dell’assortimento indipendente dei caratteri, gli alberi genealogici, le malattie genetiche.
dell’assortimento indipendente dei caratteri, considerando la meiosi; spiegare come si costruisce e si utilizza un albero genealogico per studiare le malattie ereditarie. Risolvere situazioni problematich e utilizzando linguaggi specifici.
Comprendere come le conoscenze delle complesse interazioni tra geni o tra alleli hanno ampliato la teoria di Mendel.
Distinguere i diversi casi di eredità, e utilizzare correttamente la terminologia e la simbologia specifiche per rap-presentare le relazioni tra fenotipo e genotipo; spiegare l’esempio dei gruppi sanguigni.
4 Come interagiscono gli alleli? Mutazioni e nuovi alleli, poliallelia, dominanza incompleta, codominanza, pleiotropia. 5 Come interagiscono i geni? Epistasi, geni soppressori, il vigore degli ibridi, fenotipi complessi e ambiente, eredità poligenica. Scheda: I gruppi sanguigni
Comprendere, considerando gli studi di Morgan come si progettano esperimenti e si analizzano correttamente i dati sperimentali per risalire ai genotipi partendo dai fenotipi, mappare i cromosomi, effettuare previsioni sulla trasmissione dei caratteri legati al sesso.
Spiegare come si riconoscono e come si ricombinano i geni associati; collegare il crossing-over con la frequenza di ricombinazione genica, descrivere come si come si costruiscono le mappe genetiche. Confrontare il ruolo di cromosomi, geni e ambiente nel determinare il sesso in diverse specie; descrivere le modalità di trasmissione dei caratteri legati al sesso nella specie umana, rappresentare correttamente il genotipo emizigote distinguendolo dall’eterozigote e dall’omozigote.
6 In che rapporto stanno geni e cromosomi I geni associati, la ricombinazione genetica dovuta al crossing-over, le mappe genetiche. 7 La determinazione cromosomica del sesso Autosomi e cromosomi sessuali, la determinazione del sesso, l’eredità dei caratteri legati al sesso.
Il linguaggio della vita COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti.
Comprendere le funzioni del materiale genetico nelle cellule e conoscere i metodi utilizzati per identificarne la natura.
Descrivere e spiegare il significato degli esperimenti che hanno portato alla scoperta delle funzioni del DNA nelle cellule; spiegare l’esempio dei virus.
1 Come si dimostra che i geni sono fatti di DNA? Le basi molecolari dell’ereditarietà, il »fattore di trasformazione» di Griffith, l’esperimento di Avery, gli esperimenti di Hershey e Chase. Scheda: I virus
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Saper spiegare le relazioni tra struttura e funzione delle molecole del DNA.
Rappresentare correttamente la struttura della molecola del DNA, evidenziando la funzione
2 Qual è la struttura del DNA? La composizione chimica del DNA, il modello a doppia elica
Comprendere l’importanza della duplicazione semiconservativa del DNA evidenziando la complessità del fenomeno e le relazioni con la vita cellulare.
dei diversi tipi di legami e le caratteristiche delle parti costanti e variabili della molecola.
di Watson e Crick, la struttura del DNA.
Descrivere le fasi della duplicazione del DNA, indicando la funzione degli enzimi coinvolti e i meccanismi di correzione degli errori.
3 La duplicazione del DNA è semiconservativa Le fasi della duplicazione del DNA, il complesso di duplicazione e le DNA polimerasi, i telomeri, i meccanismi di riparazione del DNA.
Il genoma in azione COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper formulare ipotesi in base ai dati forniti.
Cogliere l’origine e lo sviluppo storico della genetica molecolare comprendendo come viene applicato il metodo scientifico in questa disciplina.
Spiegare gli esperimenti che hanno consentito di chiarire le relazioni tra geni e proteine.
1 I geni guidano la costruzione delle proteine Gli esperimenti di Beadle e Tatum a relazione tra geni e polipeptidi.
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Comprendere le relazioni tra DNA, RNA e polipeptidi nelle cellule e spiegare i complessi meccanismi che consentono di costruire proteine partendo dalle informazioni dei geni.
Spiegare il significato e l’importanza del dogma centrale, distinguendo il ruolo dei diversi tipi di RNA nelle fasi di trascrizione e traduzione.
2 In che modo l’informazione passa dal DNA alle proteine? Il «dogma centrale della biologia», la struttura e le funzioni dell’RNA messaggero, ribosomiale, transfer. 3 La trascrizione: dal DNA all’RNA La trascrizione del DNA, il codice genetico. 4 La traduzione: dall’RNA alle proteine Il ruolo del tRNA e quello dei ribosomi; le tappe della traduzione: inizio, allungamento e terminazione; la formazione di una proteina funzionante.
Spiegare come vengono trascritte e tradotte le informazioni contenute in un gene, indicando le molecole coinvolte in ogni fase ed evidenziando l’importanza de codice genetico.
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Descrivere le cause e gli effetti dei diversi tipi di mutazione, spiegandone l’importanza per la vita umana e per la comprensione della storia della vita.
Spiegare perché le mutazioni non sono sempre ereditarie; distinguere e descrivere i diversi tipi di mutazioni puntiformi, cromosomiche, genomiche; descrivere le sindromi umane riconducibili a mutazioni cromosomiche; spiegare le relazioni tra mutazioni spontanee ed evoluzione; riportare le tappe storiche della scoperta delle mutazioni.
5 Che cosa sono le mutazioni? Mutazioni somatiche ed ereditarie; i diversi tipi di mutazioni puntiformi, cromosomiche e genomiche; malattie genetiche umane causate da mutazioni cromosomiche; mutazioni spontanee e indotte; mutazioni ed evoluzione. Scheda: La scoperta delle mutazioni
La regolazione genica in virus e batteri COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper applicare le conoscenze acquisite alla vita reale.
Comprendere i complessi meccanismi di interazione tra il genoma dei virus e le cellule ospiti, evidenziando le l’importanza delle scoperte sul genoma virale per lo sviluppo della genetica e per lo studio di molte malattie umane.
Distinguere i virus dalle cellule, spiegare le differenze tra ciclo litico e ciclo lisogeno, distinguere i batteriofagi dai virus animali, descrivere i cicli riproduttivi dei virus a RNA indicando le differenze tra il virus dell’influenza e il virus HIV.
1 La genetica dei virus La struttura dei virus, i cicli riproduttivi dei batteriofagi e dei virus animali, i virus a RNA.
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Acquisire consapevolezza che il genoma dei procarioti si può modificare grazie alla ricombinazione genica, ai plasmidi e ai trasposoni.
Spiegare che cos’è la ricombinazione genica e la sua funzione per l’evoluzione del genoma; descrivere e distinguere i tre meccanismi di ricombinazione genica dei procarioti. Descrivere i diversi tipi plasmidi, spiegando il loro ruolo di vettori di informazione da una cellula all’altra, descrivere le caratteristiche dei trasposoni, paragonandoli ai plasmidi e ai virus.
2 La ricombinazione genica nei procarioti La trasformazione; trasduzione generalizzata e specializzata, la coniugazione. 3 I geni che si spostano: plasmidi e trasposoni I diversi tipi di plasmidi, i plasmidi F e R; caratteristiche e funzioni dei trasposoni.
Comprendere come i meccanismi di regolazione genica consentono di modulare l’azione dei geni, adattandola alle variazioni ambientali.
Spiegare che cos’è un operone, descrivendo le funzioni di promotore, operatore e gene regolatore; spiegare le differenze tra sistemi inducibili e reprimibili, utilizzando come esempi l’operone lac e l’operone trp; spiegare l’importanza delle proteine regolatrici.
4 L’operone: come i procarioti regolano l’espressione genica L’operone lac, l’operone trp, operoni inducibili e reprimibili a confronto; regolazione genica e studio del DNA.
La regolazione genica negli eucarioti COMPETENZE
TRAGUARDI FORMATIVI
INDICATORI
CONTENUTI
Saper riconoscere e stabilire relazioni.
Acquisire la consapevolezza della complessità e versatilità del genoma eucariotico.
Confrontare l’organizzazione del genoma eucariotico con quella del genoma procariotico, evidenziando le differenze. Descrivere un tipico gene eucariotico distinguendo gli esoni dagli introni, illustrare il processo di maturazione dell’mRNA; identificare nella presenza delle famiglie geniche un’importante fonte di
1 Il genoma eucariotico è più complesso di quello procariotico Le caratteristiche del genoma eucariotico gli organismi modello, le sequenze ripetitive i trasposoni. 2 Quali sono le caratteristiche dei geni eucariotici? L’organizzazione dei geni eucarioti interrotti e il processo di splicing; le famiglie geniche e gli pseudogeni.
variabilità, definire pseudogeni.
gli
Acquisire la consapevolezza che la regolazione genica negli eucarioti pluricellulari è indispensabile per la specializzazione cellulare delle cellule somatiche.
Descrivere le complesse strategie messe in atto dalla cellula eucariotica per controllare l’espressione dei suoi geni evidenziando i diversi momenti in cui ciò accade.
3 La regolazione prima della trascrizione Il processo di trascrizione negli eucarioti, la struttura della cromatina. 4 La regolazione durante la trascrizione La trascrizione differenziale, i fattori di trascrizione le sequenze di regolazione, l’amplificazione genica, lo splicing alternativo. 5 La regolazione dopo la trascrizione I controlli traduzionali, i controlli post-traduzionali, i miRNA.
Acquisire la consapevolezza dello stretto legame che intercorre tra espressione genica, differenziamento cellulare e corretto sviluppo embrionale.
Distinguere proliferazione cel-lulare, differenziamento e morfogenesi; spiegare come avviene il processo di differenziamento cellulare e la morfogenesi di un organismo modello come la drosofila, definire i geni omeotici spiegare l’importanza evolutiva della sequenza homeobox, descrivere il fenomeno dell’apoptosi.
6 La regolazione genica interviene nello sviluppo embrionale Le tappe fondamentali dello sviluppo, l’espressione differenziale dei geni; i geni omeotici, la sequenza homeobox, l’apoptosi.
Acquisire la consapevolezza che alcune cellule specializzate dello stesso individuo possono contenere genomi lievemente diversi, spiegando come perché ciò accade.
Distinguere gli anticorpi dagli antigeni, descrivere la struttura delle immunoglobuline, spiegare come possono essere generati milioni di anticorpi a partire da un numero limitato di geni.
7 La versatilità del genoma eucariotico La variabilità degli anticorpi, le relazioni tra i geni e gli anticorpi. Scheda: Altri meccanismi aumentano la diversità degli anticorpi
Argomenti di Scienze della Terra OBIETTIVI
conoscenze 1. I materiali della Terra solida
–Le caratteristiche e le proprietà dei minerali –I principali gruppi di minerali –I tre gruppi principali di rocce –Il ciclo litogenetico –Formazione delle rocce magmatiche –Formazione delle rocce
abilità
competenze
–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
-Saper osservare e analizzare fenomeni naturali complessi -Saper cercare e controllare le informazioni, formulare ipotesi e utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni -Comunicare nella propria lingua, utilizzando un lessico specifico
sedimentarie –Formazione delle rocce metamorfiche –I metodi per stabilire l’età di una roccia –I principi della Stratigrafia –Il significato del termine radioattività riferito ad alcuni elementi chimici
–Risalire all’ambiente di sedimentazione di una roccia sedimentaria clastica –Stabilire se una roccia metamorfica è scistosa o meno –Stabilire l’età relativa di una roccia sedimentaria che contiene un fossile guida
2. 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
–Distinguere un vulcano centrale da uno lineare –Riconoscere un vulcano a scudo, un vulcano-strato, un cono di scorie –Leggere la carta che riporta la distribuzione dei vulcani attivi sulla superficie terrestre
-Saper osservare e analizzare fenomeni naturali complessi -Saper cercare e controllare le informazioni, formulare ipotesi e utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni -Comunicare nella propria lingua, utilizzando un lessico specifico
3. 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 –La magnitudo –La scala Richter –L’intensità di un terremoto –La scala MCS –La distribuzione degli ipocentri dei terremoti sulla Terra –I possibili interventi di difesa dai terremoti
–Determinare la posizione dell’epicentro di un terremoto dai sismogrammi di tre stazioni sismiche –Determinare la magnitudo di un sisma da un sismogramma usando la scala Richter –Interpretare la carta della distribuzione dei terremoti –Tenere i comportamenti adeguati in caso di terremoto
-Saper osservare e analizzare fenomeni naturali complessi -Saper cercare e controllare le informazioni, formulare ipotesi e utilizzare modelli appropriati per interpretare i fenomeni -Analizzare le relazioni tra l’ambiente abiotico e le forme viventi per interpretare le modificazioni ambientali di origine antropica e comprenderne le ricadute future -Partecipare in modo costruttivo alla vita sociale -Comunicare nella propria lingua, utilizzando un lessico specifico
Scansione temporale dei CONTENUTI UNITÀ di APPRENDIMENTO della CHIMICA – – – – – – –
UNITÀ di APPRENDIMENTO della BIOLOGIA – – – – – –
Tempi: settembre - dicembre
Le soluzioni Reazioni chimiche con trasferimento di elettroni L’elettrochimica La velocità delle reazioni chimiche Equilibrio chimico: concetti generali Gli acidi e le basi Le applicazioni degli equilibri in soluzione acquosa
Tempi: gennaio - aprile
La divisione cellulare e la riproduzione degli organismi Da Mendel ai modelli di ereditarietà Il linguaggio della vita Il genoma in azione La regolazione genica in virus e batteri La regolazione genica negli eucarioti
UNITÀ di APPRENDIMENTO della SCIENZE della TERRA – I materiali della Terra solida – I fenomeni vulcanici – I fenomeni sismici
Tempi: maggio - giugno
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA CLASSI QUINTE
a. s. 2013 – 2014
SCIENZE NATURALI
: 5^ A - 5^ AS - 5^ B – 5C Sc.Tec DISCIPLINA : Scienze Naturali, Chimica e Geografia CLASSI
Obiettivi di apprendimento 1. utilizzare i linguaggi e le modalità di comunicazione delle Scienze della Terra; 2. analizzare fenomeni attuali per comprendere ed interpretare i principi del passato, alla luce del principio dell'attualismo; 3. riferire le conoscenze geologiche e problematiche scientifiche e/o ambientali, individuare traguardi, raccogliere dati, cercare relazioni, elaborare ipotesi; 4. inquadrare la Terra come corpo celeste nell'universo; 5. localizzare il sistema Terra nello spazio e nel tempo ed individuare le tappe fondamentali della sua evoluzione; 6. evidenziare le caratteristiche che fanno della Terra un pianeta dinamico; 7. conoscere la struttura del sistema solare e le caratteristiche dei corpi celesti che ne fanno parte; 8. descrivere le caratteristiche delle stelle, la loro origine e la loro evoluzione; 9. conoscere le teorie sulla formazione dell'universo; 10. descrivere i principali moti della Terra e le loro conseguenze; 11. interpretare il sistema Terra - Luna; 12. riconoscere i più comuni ed importanti tipi di rocce , inquadrandoli in schemi classificativi; 13. conoscere la distribuzione generale delle rocce nella crosta continentale e nella crosta oceanica; 14. distinguere le principali strutture tettoniche della superficie terrestre; 15. descrivere in modo esaustivo i fenomeni vulcanici e sismici; 16. distinguere le teorie che spiegano la morfologia della superficie terrestre; 17. distinguere, nell'ambito di semplici situazioni geologiche che possono assumere carattere di rischio, quali eventi siano prevedibili e quali imprevedibili, quali naturali e quali determinati o indotti dalle attività umane; 18. distinguere tra risorse esauribili e rinnovabili e descrivere le possibili conseguenze sull'ambiente dello sfruttamento delle risorse materiali ed energetiche. Obiettivi minimi di apprendimento -
Relazionare con un linguaggio puntuale, effettuando le dovute correlazioni con le altre discipline. Spiegare e interpretare fenomeni complessi, utilizzare semplici modelli, comprendendone analogie e limiti di confrontabilità. Rilevare, descrivere e interpretare le caratteristiche fondamentali dell'assetto geologico locale, riconoscendo i più comuni e importanti tipi di rocce presenti, inquadrandoli in schemi classificativi. Riconoscere le relazioni e le interazioni fra realtà geologica e realtà biologica, anche in riferimento all'attività umana. Reperire in modo autonomo, comprendere ed utilizzare l'informazione geologica ed astronomica in forma chiara, sintetica e con linguaggio appropriato.
Contenuti I materiali della litosfera I minerali La litosfera Che cos'è un minerale Le proprietà dei minerali La struttura dei cristalli (cenni) La composizione dei minerali Tipi di minerali I silicati Le rocce Che cosa sono le rocce. Il processo magmatico La composizione e la struttura delle rocce magmatiche La classificazione delle rocce magmatiche Dualismo dei magmi e cristallizzazione frazionata Il processo sedimentario La struttura e le caratteristiche delle rocce sedimentarie La classificazione delle rocce sedimentarie
Tempi: settembre – ottobre
Il fenomeno carsico Il processo metamorfico La struttura e la composizione delle rocce metamorfiche La classificazione delle rocce metamorfiche Il ciclo delle rocce La Terra è un pianeta instabile Tempi: novembre - gennaio I fenomeni vulcanici Vulcani e plutoni: manifestazioni diverse di uno stesso processo Classificazione dei corpi magmatici intrusivi I vulcani I prodotti dell'attività vulcanica Le forme degli edifici vulcanici Le diverse modalità di eruzione La geografia dei vulcani Il vulcanismo secondario I fenomeni sismici Cause e distribuzione geografica dei terremoti I meccanismi dei terremoti tettonici: la teoria del rimbalzo elastico Le onde sismiche Sismografi e sismogrammi Intensità e magnitudo dei terremoti Previsione dei terremoti e previsione dei danni La struttura interna e le caratteristiche fisiche della Terra La struttura interna e le caratteristiche fisiche della Terra La densità della Terra Le onde sismiche consentono di radiografare l’interno della Terra Le superfici di discontinuità La terra è costituita da zone concentriche La temperatura all’ interno della terra Il flusso geotermico Il calore interno della Terra Il magnetismo terrestre Le rocce sono documenti magnetici Tre teorie per spiegare la dinamica della litosfera La scoperta dell’isostasia La teoria della deriva dei continenti Lo studio dei fondali oceanici La teoria dell'espansione dei fondali oceanici La prova dell’espansione: il paleomagnetismo La teoria della tettonica a zolle I movimenti delle zolle: margini divergenti, convergenti, conservativi e faglie trasformi Il motore della tettonica a zolle I punti caldi Tettonica a zolle e attività sismica e vulcanica Alla scoperta della storia della Terra Tempi: gennaio La tettonica ed i fenomeni orogenetici Introduzione alla tettonica Il linguaggio della tettonica Deformazioni e rotture delle rocce: diaclasi, faglie, pieghe Le principali strutture della crosta continentale I fenomeni orogenetici L’accrescimento crostale Reazioni nucleari Tempi: febbraio Conservazione della massa-energia Energie nucleari leganti Radioattività Transmutazione Come si misura la radioattività e le sue applicazioni Fissione nucleare Fusione nucleare Astronomia e Astrofisica Osservare il cielo La posizione della Terra nell’Universo La sfera celeste
Tempi: febbraio – marzo - aprile
Le coordinate astronomiche I movimenti apparenti degli astri sulla sfera celeste Le costellazioni La luce Gli strumenti per osservare il cielo La spettroscopia Nascita, vita e morte delle stelle Le stelle La distanza delle stelle Le unità di misure delle distanze in astronomia La luminosità e le classi di magnitudine L’analisi spettrale della luce delle stelle L’effetto Doppler e gli spettri delle stelle Massa e dimensioni delle stelle Il diagramma di Hertzsprung - Russell Le forze che agiscono sulle stelle La nascita delle stelle Le stelle della sequenza principale Dalla sequenza principale alle giganti rosse La morte di una stella: nane bianche, stelle a neutroni, buchi neri Le stelle modificano la composizione dell’Universo L'evoluzione delle stelle Le galassie e l’Universo Le galassie La nostra galassia: la Via Lattea Il red-shift delle galassie e la scoperta dell’espansione dell’Universo L’origine dell’Universo secondo la teoria del big bang Le prove a favore del big bang Le possibili evoluzioni dell’Universo Il sistema solare L'origine del sistema solare La stella Sole La struttura del Sole I pianeti e i loro movimenti: le leggi di Keplero Le caratteristiche fisico-chimiche dei pianeti terrestri e gioviani Gli altri corpi del sistema solare Il pianeta Terra Tempi: aprile – giugno Le caratteristiche del pianeta Terra La Terra: un pianeta unico in continua evoluzione L'interno della Terra è caldo e non è omogeneo La forma e le dimensioni Il sistema di riferimento sulla Terra La posizione di un punto sulla superficie terrestre I movimenti della Terra Il movimento di rotazione: prove e conseguenze Il movimento di rivoluzione: prove e conseguenze Le stagioni astronomiche Le zone astronomiche del globo terrestre I moti secondari della Terra La Luna: satellite o pianeta? Le caratteristiche della Luna La struttura della luna I movimenti della Luna Le ipotesi di formazione della Luna
: 5C Tec DISCIPLINA: Biologia e Lab. CLASSI
Obiettivi di apprendimento: 1) acquisire la consapevolezza che gran parte dei fenomeni biologici consistono in trasformazioni chimiche; 2) recepire che le trasformazioni chimiche sono interpretabili facendo riferimento alla natura e al comportamento di molecole, atomi e ioni; 3) comprendere i concetti ed i procedimenti che stanno alla base degli aspetti bio-chimici delle trasformazioni naturali e le loro applicazioni tecnologiche; 4) possedere le conoscenze essenziali per la comprensione delle basi chimiche della vita. Obiettivi minimi di apprendimento: - conoscere un contenuto in forma semplice ma coerente con quella nella quale è stato presentato; - riassumere un contenuto nei suoi temi fondamentali, sapendo determinare conseguenze ed effetti; - applicare i contenuti in situazioni realistiche; - dimostrare di saper scindere un contenuto nei suoi costituenti fondamentali, riuscire a tracciare le linee fondamentali di relazione tra un aggregato di contenuto e un altro; - manifestare capacità di organizzare un contenuto. 1° MODULO: Le macromolecole Tempi: settembre – ottobre – novembre Introduzione alla Biochimica: I Lipidi: classificazione – acidi grassi: caratteristiche strutturali e proprietà- trigliceridi: struttura e caratteristiche – cere: caratteristiche generali – fosfolipidi – glicolipidi – terpeni e steroidi - vitamine liposolubili – reazione di saponificazione I Carboidrati: classificazione – stereochimica dei monosaccaridi – strutture dei monosaccaridi – muta rotazione – reazioni dei monosaccaridi – principali monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi Amminoacidi, peptidi e proteine: Struttura e nomenclatura degli amminoacidi – stereochimica degli amminoacidi - le reazioni più importanti - peptidi – legame peptidico – le proteine e loro strutture – chimismo e fattori esterni che influenzano il loro funzionamento 2° MODULO Tempi: novembre – dicembre - gennaio Elementi di bioenergia: ATP e coenzimi I sistemi biologici (aspetti generali) Le reazioni accoppiate e la produzione di ATP – gli stadi della produzione d’energia – trasportatori di elettroni e ioni idrogeno – i potenziali redox e la formazione di acqua (aspetti generali) – la regolazione della produzione di ATP . Metabolismo dei carboidrati: metabolismo come flusso di energia – produzione di energia negli esseri aerobici e anaerobici –glicolisi –attivazione del CoA- ciclo di Krebs –fosforilazione ossidativa – fermentazione 3° MODULO Le biotecnologie Tempi: gennaio – giugno Gli enzimi: origine, natura e composizione; denominazione e classificazione – attività enzimatica – fattori che influenzano l’attività enzimatica – inibizione enzimatica – meccanismo di azione dell’enzima; I Microrganismi: i laboratori della fermentazione Origini- classificazione e nomenclatura – morfologia e struttura dei batteri – attività e funzione dei batteri – fisiologia batterica: tipi nutrizionali, esigenze chimiche e fisiche, metabolismo; I microrganismi per le produzioni industriali: I lieviti – le muffe – la cellula di mammifero Introduzione ai processi biotecnologici Le materie prime - le fasi di produzione –l’impianto biotecnologico – il fermentatore – classificazione dei fermentatori Esempi di fermentatori: strumentazioni e controlli di processo Evoluzione delle tecniche e dei processi di fermentazione – tipi di fermentatori: caratteristiche e dimensionamento –misure e controlli nei processi biotecnologici Il DNA e l’ingegneria genetica Il DNA – il DNA e l’informazione genetica - la biosintesi proteica – genetica microbica – ingegneria genetica La cinetica della crescita microbica nei reattori Il modello cinetico per gli organismi unicellulari – il modello cinetico della crescita non limitata – la cinetica di una produzione biotecnologia. Processi aerobici e anaerobici. Trattamenti di depurazione per le acque reflue civili e industriali Produzioni biotecnologiche: alcool etilico – amminoacidi – enzimi – proteine unicellulari SCP – antibiotici e vitamine – vaccini – anticorpi – ormoni.