PROGRAMMA DI CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA CLASSE V SEZ. D. Liceo A. Labriola a.s. 2015/2016

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1 PROGRAMMA DI CHIMICA E SCIENZE DELLA TERRA CLASSE V SEZ. D Liceo A. Labriola a.s. 2015/2016 CHIMICA: Testo in adozione: J. E. Brady, F. Senese, N. Taddei, H. Kreuzer, A. Massey Dal carbonio al biotech. Chimica organica, biochimica e biotecnologie. 1 La chimica organica 1.1 La chimica organica studia i composti del carbonio Le caratteristiche delle catene carboniose Le famiglie di composti organici sono definite dai gruppi funzionali L isomeria giustifica l esistenza di moltissimi composti organici Le formule di struttura delle molecole organiche Principi generali che correlano la struttura alle proprietà fisiche 1.2 la nomenclatura dei composti organici segue le regole IUPAC La nomenclatura dei composti organici fa riferimento agli alcani 1.3 gli idrocarburi sono costituiti esclusivamente da atomi di carbonio e idrogeno Gli alcani contengono solo legami singoli La conformazione degli alcani lineari Le reazioni degli alcani avvengono per scissione omolitica Gli alcheni e gli alchini presentano legami doppi e tripli L isomeria geometrica degli alcheni Reazioni di addizione agli alcheni Gli idrocarburi aromatici contengono anelli benzenici I composti policlinici aromatici 1.4 gli alcoli e gli esteri sono derivati organici dell acqua L importanza della funzione alcolica Reazioni degli alcoli Anche gli eteri sono derivati organici dell acqua 1.5 La chiralità è un fattore importante nello studio delle molecole organiche 1.6 aldeidi e chetoni contengono il gruppo carbossile Reazioni delle aldeidi e dei chetoni 1.7 Gli acidi carbossilici contengono il gruppo carbossile Gli esteri si ottengono per condensazioni tra un acido carbossilico e un alcol 1.8 Le ammine sono derivati organici dell ammoniaca Le ammidi derivano dalla condensazione tra acidi carbossilici e ammoniaca 1.9 I polimeri sono costituiti dalla ripetizione di molte unità molecolari Alcuni polimeri si formano per addizione di unità monomeriche I polimeri si possono formare tramite reazioni di condensazione Le reticolazioni danno maggiore resistenza alle fibre dei polimeri La cristallinità di un polimero influenza le sue proprietà fisiche Catene di polimeri inorganici contengono atomi diversi del carbonio

2 2 Le biomolecole: carboidrati e lipidi 2.1 I monosaccaridi e i disaccaridi Funzione e classificazione strutturale Le unità costitutive dei carboidrati: i monosaccaridi La struttura ciclica dei monosaccaridi in soluzione L unione di due molecole di monosaccaride: i disaccaridi 2.2 I polisaccaridi Polisaccaridi con funzione di riserva: l amido e il glicogeno Polisaccaridi con funzione strutturale: cellulosa e chitina 2.3 I lipidi Funzione e classificazione strutturale Precursori lipidici: gli acidi grassi Lipidi con funzione di riserva; i trigliceridi Lipidi con funzione strutturale: i fosfogliceridi Lipidi con funzione strutturale: gli sfingolipidi Struttura e funzione del colesterolo 2.4 Le vitamine e i derivati lipidici Le vitamine sono liposolubili o idrosolubili 3 Le biomolecole: proteine e acidi nucleici 3.1 Le proteine Funzione delle proteine Le unità costitutive delle proteine: gli amminoacidi Classificazione strutturale degli α-amminoacidi Il legame peptidico La struttura primaria delle proteine Struttura secondaria Struttura terziaria Struttura quaternaria 3.2 Rapporti struttura-funzione nelle proteine La denaturazione delle proteine Le molecole proteiche sono flessibili Proteine che legano l ossigeno L emoglobina è un tetramero Regolazione della funzione dell emoglobina: l effetto bohr Una proteina fibrosa: il collagene 3.3 Gli enzimi Struttura e funzione degli enzimi Classificazione e nomenclatura degli enzimi Cofattori, coenzimi e vitamine idrosolubili L azione catalitica di un enzima L attività enzimatica Regolazione dell attività enzimatica 3.4 Gli acidi nucleici Funzione degli acidi nucleici Le unità strutturali degli acidi nucleici: i nucleotidi Il DNA

3 La doppia elica del DNA Il dogma centrale della biologia L RNA mrna r RNA e t RNA 4 Il metabolismo 4.1 Le trasformazioni chimiche all interno di una cellula Anabolismo e catabolismo sono le due facce del metabolismo Le reazioni nella cellula sono organizzate in vie metaboliche Le vie metaboliche sono divergenti, convergenti e cicliche L ATP è la principale fonte di energia per le reazioni metaboliche NAD e FTD trasportano elettroni nel metabolismo I processi metabolici sono finemente regolati 4.2 Il metabolismo dei carboidrati La glicolisi è la principale via catabolica del glucosio Le fermentazione permettono di ossidare il glucosio in assenza di ossigeno Il controllo della glicolisi e la via dei pentoso fosfati La gluconeogenesi è la biosintesi di glucosio da piruvato, lattato e amminoacidi Il glicogeno è un importante riserva energetica 4.5 Il metabolismo terminale La decarbossilazione ossidativa dell acido piruvico porta alla produzione di acetil-coa Il ciclo dell acido citrico ossida l acetil-coa a CO2 4.6 La produzione di energia nelle cellule L ossigeno è l accettore finale della catena di trasferimento elettronico mitocondriale Le fosforilazione ossidativa accoppia le ossidazioni terminali alla sintesi dell ATP La fotosintesi trasforma in energia chimica la luce del sole 4.7 La regolazione delle attività metaboliche: il controllo della glicemia La glicemia è il più importante parametro ematochimico Durane il digiuno viene prodotto glucagone Il metabolismo differenziato delle cellule dell organismo 5 Che cosa sono le biotecnologia 5.1 Una visione d insieme sulle biotecnologie Biotecnologie classiche e nuove biotecnologie 5.2 La tecnologia delle colture cellulari 5.3 La tecnologia del DNA ricombinante Produrre DNA ricombinante Tagliare il DNA Separare miscele di frammenti di DNA Incollare il DNA Individuare sequenze specifiche di basi Copiare il DNA Amplificare il DNA; la PCR Sequenziare il DNA 5.4 Il clonaggio e la clonazione Clonaggio del DNA

4 Biblioteche di DNA Clonare organismo complessi 5.7 L ingegneria genetica e gli OGM L ingegneria genetica applicata agli animali 6 Le applicazioni delle biotecnologie 6.1 Le biotecnologie mediche La diagnostica I trattamenti terapeutici SCIENZE DELLA TERRA: Testi in adozione: A. Bosellini C. Atmosfera, fenomeni metereologici, geomorfologia climatica L atmosfera: 1 Composizione e caratteristiche fisiche dell atmosfera Composizione dell atmosfera Bassa e alta atmosfera La pressione atmosferica Suddivisione dell atmosfera 2 Bilancio termico ed effetto serra L energia solare e l atmosfera L effetto serra 3 La temperatura dell aria Riequilibrio termico della Terra La temperatura atmosferica L influenza del mare e della vegetazione sulla temperatura 4 La pressione atmosferica e i moti dell aria Moti convettivi e pressione atmosferica Aree cicloniche e anticicloniche 5 Circolazione dell aria nella bassa e nell alta troposfera e le correnti a getto I venti La circolazione nell alta troposfera Le correnti a getto I fenomeni metereologici: 6 L acqua dall idrosfera all atmosfera L umidità dell aria La nebbia e le nuvole La forma delle nuvole 7 Le precipitazioni Le precipitazioni atmosferiche I temporali 8 Le perturbazioni delle medie latitudini e le previsioni del tempo Le perturbazioni atmosferiche

5 Cicloni tropicali e tornado Le previsioni del tempo 9 L inquinamento atmosferico L inquinamento dell atmosfera Contaminanti nell aria Le piogge acide L inquinamento radioattivo Il buco dell ozono 10 Elementi e fattori del clima Tempo e clima Fattori ed elementi climatici 11 Il sistema clima Classificazione dei climi Testi in adozione: A. Bosellini D. Tettonica delle placche L interno della terra: 1 Costruzione di un modello dell interno terrestre La struttura stratificata della terra Il calore interno della terra 2 Litologia dell interno della terra Il nucleo Il mantello La crosta 3 Il magnetismo terrestre Il campo magnetico della terra Il paleomagnetismo La tettonica delle placche: una teoria unificante 4 La suddivisione della litosfera in placche Concetti generali e cenni storici Che cosa è una placca litosferica I margini delle placche Quando sono nate le placche Placche e moti convettivi Il mosaico globale 5 Terremoti, attività vulcanica e tettonica delle placche Placche e terremoti Placche e vulcani L espansione del fondo oceanico: 6 Morfologia e struttura del fondo oceanico Le dorsali medio-oceaniche La struttura della crosta oceanica 7 Modalità e prove dell espansione oceanica Espansione del fondo oceanico

6 Il meccanismo dell espansione Prove dell espansione oceanica I margini continentali: 8 I tre tipi di margine continentale Tipi di margine continentale Margini continentali passivi Margini continentali trasformi Margini continentali attivi 9 Collisione e orogenesi Tettonica delle placche e orogenesi Gli oceani perduti : le ofioliti Tettonica delle placche e risorse naturali Il docente Prof.ssa Anna Claudia Mangiarotti Gli alunni