La chimica del carbonio e le biomolecole

Conoscenze

• Idrocarburi saturi: alcani 
• Idrocarburi insaturi: alcheni e alchini
• Idrocarburi aromatici: il benzene
• I gruppi funzionali e le famiglie di molecole organiche da essi caratterizzate: alogenuri, alcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, ammine
• I polimeri di poliaddizione e di policondensazione le plastiche

Competenze

• Rappresentare le diverse strutture molecolari degli idrocarburi evidenziando, in base al modello di legame covalente, analogie e differenze.
• Spiegare che cosa si intende per isomeria.
• Descrivere le proprietà fisiche degli idrocarburi.
• Descrivere la struttura dei principali gruppi funzionali.
• Saper spiegare la struttura delle principali biomolecole e le funzioni svolte nella cellule e nell’organismo.

Le biomolecole

CONOSCENZE

Consolidamento e approfondimento sulla struttura e la funzione delle principali biomolecole, con particolare attenzione a:

 - la struttura delle proteine e ruolo degli enzimi;

- la struttura chimica del DNA e dell’RNA;

- la duplicazione del DNA;

- la sintesi proteica e il concetto di gene;

 - le mutazioni.

COMPETENZE

• Saper spiegare la struttura delle principali biomolecole e le funzioni svolte nella cellule e nell’organismo.
• Saper spiegare il funzionamento di un enzima e il significato di catalizzatore biologico.
• Conoscere la struttura del DNA e dell’RNA ed evidenziare le loro differenze.
• Sapere in che modo il DNA viene duplicato e perché il processo è semi-conservativo.
• Descrivere il processo di trascrizione.
• Spiegare come un gene codifica la sequenza di amminoacidi di una proteina e il ruolo svolto dai vari tipi di RNA coinvolti nel processo.
• Spiegare le possibili conseguenze di un errore nella duplicazione o trascrizione del DNA

Il metabolismo

CONOSCENZE

Le trasformazioni chimiche nella cellula

Cenni al metabolismo dei carboidrati:

- la glicolisi;

- la fermentazione;

- il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa;

COMPETENZE

• Saper spiegare il significato dei termini metabolismo, anabolismo e catabolismo.
• Definire in cosa consiste una via metabolica e come viene regolata attraverso l’attività degli enzimi.
• Spiegare il ruolo dell’ATP e dei coenzimi.
• Descrivere le vie metaboliche in cui è coinvolto il glucosio evidenziando sia le vie anaboliche che cataboliche, distinguendo tra ossidazione aerobica e anaerobica.

Le biotecnologie

CONOSCENZE

• Il significato di biotecnologia
• La tecnologia del DNA ricombinante e il clonaggio del DNA
• Librerie genomiche e a cDNA
• Organismi transgenici e knock-out
• La clonazione
• Le applicazioni delle biotecnologie:

 - produzione di farmaci e vaccini ricombinanti;

- le piante geneticamente modificate e il loro utilizzo;

- le cellule staminali e la terapia genica;

- la PCR e il DNA fingerprinting)

COMPETENZE

• Definire il termine “Biotecnologie”
• Spiegare che cosa significa DNA ricombinante e illustrare le tecniche legate alla manipolazione del DNA
• Spiegare la differenza fra clonaggio e clonazione e descrivere le tecniche legate al clonaggio di un frammento di DNA e alla clonazione di interi organismi.
• Illustrare alcune possibili applicazioni delle biotecnologie con particolare riferimento agli organismi geneticamente modificati.
• Conoscere il meccanismo d’azione dei vaccini per poter fare scelte consapevoli
• Spiegare l’utilità di coltivare cellule in vitro con particolare riferimento alle cellule staminali adulte ed embrionali ed accennare alle potenzialità della terapia genica.