La chimica del carbonio

Conoscenze

• Idrocarburi saturi: alcani 
• Idrocarburi insaturi: alcheni e alchini
• Idrocarburi aromatici: il benzene
• Idrocarburi derivati: riconoscere i principali gruppi funzionali e le famiglie di molecole organiche da essi caratterizzate.

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 e la natura dei composti organici.

Le biomolecole

Conoscenze

• Struttura e funzione delle molecole della vita, con particolare attenzione a:
• La formazione dei polimeri a partire dai monomeri;
• Carboidrati semplici e polisaccaridi;
• Lipidi , lipoproteine e vitamine;
• Amminoacidi e proteine;
• Attività e funzione delle proteine;
• Attività e funzione degli enzimi;
• Struttura e funzione degli Acidi nucleici  DNA, RNA e ATP.

Competenze

• Elencare i principali elementi chimici presenti negli esseri viventi;
• Distinguere tra monomeri e polimeri; reazioni di condensazione e di idrolisi;
• Saper spiegare la struttura delle principali biomolecole e le loro funzioni svolte nella cellula e nell’organismo;
• Mettere in relazione le caratteristiche e le funzioni dei diversi tipi di biomolecole;
• 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;
• Conoscere l'importanza di un corretto stile di vita per il benessere psicofisico dell'organismo.

Il metabolismo

Conoscenze

• Le trasformazioni chimiche nella cellula;
• Anabolismo e catabolismo:
• Le vie metaboliche;
• Cenni alla glicolisi, fermentazione, fotosintesi clorofilliana.

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.
• Avere una visione d'insieme delle vie metaboliche in cui è coinvolto il glucosio evidenziando sia le vie anaboliche che cataboliche, distinguendo tra ossidazione aerobica e anaerobica.

Biologia molecolare

Conoscenze

• Studio delle molecole dell'ereditarietà;
• Funzioni e struttura del DNA;
• Il processo di Replicazione del DNA;
• Il ruolo dei Telomeri;
• L'espressione genica attraverso la Trascrizione del DNA e i meccanismi di maturazione del trascritto primario;
• Il Codice genetico;
• Il processo di Traduzione e il ruolo del RNA;
• Il Genoma procariotico e i batteriofagi;
• Regolazione dell'espressione genica i il ruolo degli Operoni lac e trp;
• Meccanismi di variabilità genetica dei batteri;
• Controllo dell'espressione genica negli eucarioti;
• Le mutazioni.

Competenze

• 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 i meccanismi del Codice Genetico e le sue potenzialità;
• Spiegare i diversi livelli della regolazione genetica;
• Saper riconoscere il ruolo e la funzione degli acidi nucleici e delle proteine;
• Spiegare le possibili conseguenze di un errore nella duplicazione o trascrizione del DNA.

Le biotecnologie

Conoscenze

• Il significato di biotecnologie tradizionali e moderne;
• La tecnologia del DNA ricombinante e degli enzimi di restrizione;
• Elettroforesi e PCR;
• Vettori di clonaggio del DNA;
• Librerie genomiche;
• Sequenziamento del DNA e impronta genetica;
• Il sistema CRISPR/Cas9;
• Applicazioni delle biotecnologie.

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.