Italia · Traguardi per lo Sviluppo delle Competenze
5a Liceo Biologia Moderna: Dalle Molecole alla Biosfera
Un percorso approfondito sulle basi molecolari della vita, l'ereditarietà e le biotecnologie. Il corso analizza la complessità dei sistemi viventi e le sfide etiche poste dal progresso scientifico contemporaneo.
01Le Basi Molecolari dell'Ereditarietà
Studio della struttura del DNA, della sua replicazione e dei meccanismi di espressione genica che portano alla sintesi proteica.
Gli studenti analizzano le tappe storiche che hanno portato alla scoperta del DNA e ne descrivono la struttura a doppia elica.
Gli studenti esplorano il processo di replicazione semiconservativa del DNA, identificando gli enzimi chiave e i meccanismi di correzione degli errori.
Gli studenti studiano il processo di trascrizione, dalla formazione dell'mRNA alla maturazione degli RNA eucariotici.
Gli studenti decifrano il codice genetico e analizzano il processo di traduzione, dalla sintesi proteica alle modifiche post-traduzionali.
Gli studenti classificano i diversi tipi di mutazioni e ne valutano l'impatto sul fenotipo e sull'evoluzione.
Gli studenti esaminano il modello dell'operone lattosio come esempio di regolazione genica nei batteri.
Gli studenti esplorano i complessi meccanismi di regolazione genica negli eucarioti, dal DNA alla proteina funzionale.
Gli studenti studiano i meccanismi epigenetici come la metilazione del DNA e la modificazione degli istoni, e il loro impatto sull'espressione genica e l'ereditarietà.
02Biotecnologie e Ingegneria Genetica
Analisi delle tecniche di manipolazione del DNA e delle loro applicazioni in campo medico, agricolo e industriale.
Gli studenti apprendono l'uso degli enzimi di restrizione per tagliare il DNA e dei vettori (plasmidi) per clonare frammenti genici.
Gli studenti studiano i principi e le applicazioni della PCR per l'amplificazione selettiva di sequenze di DNA.
Gli studenti esplorano le tecniche di sequenziamento del DNA e le loro applicazioni nello studio dei genomi.
Gli studenti esaminano la creazione e l'utilizzo di OGM in agricoltura, medicina e industria, discutendo i pro e i contro.
Gli studenti studiano l'applicazione delle biotecnologie nella produzione di farmaci, vaccini e nella diagnostica medica.
Gli studenti approfondiscono la tecnologia CRISPR-Cas9, i suoi meccanismi e le sue rivoluzionarie applicazioni.
Gli studenti esaminano le strategie di terapia genica per correggere difetti genetici e le applicazioni della terapia cellulare.
Gli studenti analizzano i processi di clonazione riproduttiva e terapeutica e il potenziale delle cellule staminali.
03Evoluzione e Filogenesi
Approfondimento dei meccanismi evolutivi post-darwiniani e della ricostruzione della storia della vita sulla Terra.
Gli studenti introducono i concetti di pool genico, frequenze alleliche e genotipiche, e il principio di Hardy-Weinberg.
Gli studenti esaminano la selezione naturale, la deriva genetica e il flusso genico come motori del cambiamento evolutivo.
Gli studenti studiano il ruolo delle mutazioni come fonte primaria di variabilità genetica e del flusso genico nel mescolare i pool genici.
Gli studenti definiscono il concetto di specie e analizzano i meccanismi pre- e post-zigotici che impediscono l'incrocio.
Gli studenti esplorano i diversi modelli di speciazione (allopatrica, simpatrica, parapatrica) e i fattori che li guidano.
Gli studenti studiano le grandi estinzioni di massa nella storia della Terra e le successive radiazioni adattative.
Gli studenti apprendono come ricostruire le relazioni evolutive tra gli organismi utilizzando dati morfologici e molecolari.
Gli studenti ripercorrono le tappe fondamentali dell'evoluzione umana, dai primi ominidi all'Homo sapiens.
Gli studenti esplorano l'interazione tra evoluzione biologica e culturale nella storia dell'uomo.
04Anatomia e Fisiologia dei Sistemi di Controllo
Studio integrato del sistema nervoso e del sistema endocrino come regolatori dell'omeostasi corporea.
Gli studenti identificano le componenti del neurone e comprendono come generano e trasmettono segnali elettrici.
Gli studenti studiano la trasmissione sinaptica, i tipi di sinapsi e il ruolo dei neurotrasmettitori.
Gli studenti esplorano l'anatomia e le funzioni del sistema nervoso centrale (cervello, midollo spinale) e periferico.
Gli studenti studiano i meccanismi di plasticità sinaptica e il loro ruolo nella memoria e nell'apprendimento.
Gli studenti identificano le principali ghiandole endocrine, i tipi di ormoni e i loro meccanismi d'azione.
Gli studenti studiano i meccanismi di feedback negativo e positivo che regolano la secrezione ormonale e l'omeostasi.
Gli studenti esaminano la risposta del corpo allo stress, il ruolo degli ormoni dello stress e le conseguenze sulla salute.
Gli studenti studiano i circuiti cerebrali della ricompensa e come le sostanze psicoattive li alterano, portando alla dipendenza.
Gli studenti esplorano le strategie di prevenzione e i diversi approcci terapeutici per le dipendenze.
05Il Sistema Immunitario e le Patologie
Analisi delle difese dell'organismo contro i patogeni e delle disfunzioni del sistema immunitario.
Gli studenti studiano le barriere fisiche e chimiche e le cellule dell'immunità innata (fagociti, cellule NK).
Gli studenti esplorano i linfociti B e T, la risposta umorale e cellulare, e il concetto di memoria immunologica.
Gli studenti studiano i principi della vaccinazione, i diversi tipi di vaccini e la loro importanza per la salute pubblica.
Gli studenti esaminano la biologia dei virus, i loro cicli replicativi e le malattie che causano.
Gli studenti studiano la struttura dei batteri, i fattori di virulenza e le strategie per combattere le infezioni batteriche.
Gli studenti apprendono i principi dell'epidemiologia, la diffusione delle malattie e le strategie di controllo.
Gli studenti studiano le patologie in cui il sistema immunitario attacca i tessuti propri dell'organismo.
Gli studenti esaminano le reazioni di ipersensibilità, le cause delle allergie e le strategie terapeutiche.
Gli studenti studiano le immunodeficienze (es. HIV/AIDS) e il ruolo del sistema immunitario nella sorveglianza tumorale.
06Ecologia Globale e Sostenibilità
Studio delle interazioni tra organismi e ambiente e dell'impatto antropico sugli equilibri della biosfera.
Gli studenti distinguono i diversi livelli di organizzazione ecologica, dall'individuo alla biosfera.
Gli studenti analizzano le leggi della termodinamica applicate agli ecosistemi e le reti trofiche.
Gli studenti studiano il ciclo del carbonio, il suo ruolo nel sistema climatico e l'impatto delle attività umane.
Gli studenti esaminano i cicli biogeochimici dell'azoto e del fosforo e il loro impatto sull'ambiente.
Gli studenti valutano l'importanza della biodiversità a diversi livelli e le principali minacce alla sua conservazione.
Gli studenti esplorano le strategie in situ ed ex situ per la conservazione della biodiversità.
Gli studenti calcolano l'impronta ecologica e discutono il concetto di limiti planetari e capacità di carico.
Gli studenti esplorano le strategie per mitigare il cambiamento climatico e adattarsi ai suoi effetti inevitabili.
Gli studenti studiano i principi dell'economia circolare e il suo potenziale per un futuro sostenibile.