OS Biologia e Chimica
Biologia - argomenti di studio
- Cicli biogeochimici: ciclo dell’azoto e ciclo del fosforo, Eutrofizzazione (cap. 3.8-10 [p. 74-76] + cap. 3.12 [p. 77-78].
- Microplastiche, Bioaccumulo nella catena alimentare [p. 63].
- Corallo: simbiosi mutualistica, sbiancamento dei coralli [p. 50].
- Cellula procariote: cellula batterica (cap. 6.6-7 [p. 153-154]).
- Cellula eucariote: cellula animale, cellula vegetale (cap. 6.8 [p. 155-157]).
- La fotosintesi: concetti fondamentali, reagenti e prodotti (cap. 7.14 [p. 196]).
- La respirazione cellulare: concetti fondamentali, reagenti e prodotti (cap. 7.6 [p. 186]).
- Cause prime e cause ultime del comportamento.
- Comportamento e concetto di fitness.
- Comportamenti innati: tassia, cinesi, riflesso, schema fisso d’azione (FAP).
- Comportamenti appresi: assuefazione, imprinting, apprendimento spaziale, mappatura cognitiva, apprendimento associativo, apprendimento sociale, risoluzione di problemi.
- Comportamenti riproduttivi: comunicazione, rituali di accoppiamento, perturbatori endocrini.
- Territorialità e combattimenti ritualizzati.
- Comportamento altruistico.
- Introduzione alle biomolecole e ai composti organici (cap. 5.1-2 [p. 113-115] + cap. 5.9-10 [p. 119] + cap. 5.12 [p. 121]).
- Carboidrati (cap. 5.13-16 [p. 122-125]).
- Lipidi (cap. 5.17-20 [p. 126-129]).
- Proteine ed enzimi (cap. 5.21-28 [p. 130-135] + cap. 7.3 [p. 183]).
- Acidi nucleici: struttura di DNA e RNA, duplicazione del DNA (cap. 5.29-30 [p. 136-137]).
Testo consigliato
I capitoli e le pagine indicati si riferiscono al seguente testo:
D. Sadava, D.M. Hillis, H.C. Heller, S. Hacker, La nuova biologia.blu S - L’ambiente, la cellula e i viventi; Seconda edizione; ISBN: 978-8808769183 (libro di testo adottato al Liceo cantonale Lugano 3).
Chimica
- Struttura atomica: particelle subatomiche, numero atomico e di massa, isotopi, modello atomico di Bohr, livelli energetici, modello atomico quantomeccanico, configurazioni elettroniche.
- L’interazione luce-materia, l’effetto fotoelettrico, l’interpretazione degli spettri di emissione atomica.
- La tavola periodica e le proprietà periodiche degli elementi.
- Cenni di nomenclatura delle sostanze inorganiche (sostanze semplici, ossidi, idrossidi, idracidi, ossiacidi, sali).
- I modelli di legame chimico primario (covalente, ionico e metallico).
- Le formule di strutture di Lewis di molecole e ioni, la geometria molecolare di molecole e ioni poliatomici secondo il modello VSEPR, polarità e apolarità delle molecole.
- I modelli di legame chimico secondario (forze di dispersione di London, interazioni dipolo-dipolo, legame a idrogeno, ione-dipolo).
- Utilizzo dei modelli di legame chimico primario e secondario per l’interpretazione di trasformazioni fisiche e chimiche.
Cinetica chimica:
- velocità di reazione e fattori che la influenzano, definizione della velocità media di reazione. Influenza dei fattori concentrazione, superficie di contatto, temperatura, catalizzatore;
- la teoria delle collisioni e l’energia d’attivazione;
- le equazioni cinetiche. Determinazione degli ordini di reazione e della costante cinetica a partire da dati sperimentali di velocità iniziali;
- il meccanismo di reazione e i criteri per poterlo accettare;
- il profilo di reazione. Aspetti energetici dei processi chimici: processi endotermici ed esotermici;
- cinetica applicata al ciclo dell’ozono stratosferico e problematiche legate ai clorofluorocarburi.
Campi di studio: ecologia, utilizzo sostenibile delle risorse ambientali
- I tipi diversi tipi di decadimento radioattivo: α, β-, cattura elettronica ed emissione di positroni (β+). Emissione di radiazioni ionizzanti
- Significato di banda di stabilità. Previsione della stabilità nucleare in termini di rapporto neutroni / protoni e previsione del tipo di decadimento in base a questo rapporto
- Le serie radioattive
- Differenza tra una reazione chimica ed una reazione nucleare
- Bilanciamenti di una reazione nucleare
Definizione dello stato d’equilibrio, costante d’equilibrio (Kc), principio di Le Châtelier e relativi calcoli.
- Definizione d’acido e base secondo Brönsted-Lowry.
- Calcolo del pH di soluzioni di acidi forti/basi forti e di acidi deboli/basi deboli.
- Titolazioni acido base di acidi forti/basi forti e di acidi deboli/basi deboli.
L’allievo candidato dovrà inoltre dimostrare di avere assimilato il programma della prima classe con particolare riferimento alle reazioni chimiche, ai calcoli stechiometrici e alle soluzioni (con i concetti di concentrazione e diluizione).
Testo consigliato
J. Atkins, La chimica di Atkins, Zanichelli.