DIPARTIMENTO Di Scienze -...

ITS DELEDDA-MAX FABIANI – CURRICOLO DI ISTITUTO – INDIRIZZO CHIMICA MATERIALI E BIOTECNOLOGIE- ARTICOLAZIONE BIOTEC. AMBIENTALI – BIOL. MICROBIOL. E TECN. CONT. AMBIENTALE

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ISTITUTO TECNICO STATALE

GRAZIA DELEDDA - MAX FABIANI Chimica, Materiali e Biotecnologie Costruzioni, Ambiente e Territorio

Grafica e Comunicazione

DIPARTIMENTO Di Scienze

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CURRICOLO DI ISTITUTO

INDIRIZZO: Chimica, Materiali e Biotecnologie, Articolazione: Biotecnologie Ambientali DISCIPLINA: Biologia, Microbiologia e Tecnologie di controllo ambientale Docenti: E. Fragonas, M. Zappalà,M. Burolo, E. Benci


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INDIRIZZO: CHIMICA, MATERIALI E BIOTECNOLOGIE, ARTICOLAZIONE: BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI

CLASSE: TERZA PREMESSA Il docente di “Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale” concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale:

Riconoscere gli aspetti geografici, ecologici, territoriali dell’ambiente naturale ed antropico, le connessioni con le strutture demografiche, economiche, sociali, culturali e le trasformazioni intervenute nel corso del tempo

Padroneggiare l’uso di strumenti tecnologici con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio

Intervenire nelle diverse fasi e livelli del processo produttivo, dall’ideazione alla realizzazione del prodotto, per la parte di propria competenza, utilizzando gli strumenti di progettazione, documentazione e controllo

Orientarsi nella normativa che disciplina i processi produttivi del settore di riferimento, con particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro alla tutela dell’ambiente e del territorio

Nb: I saperi essenziali ed irrinunciabili sono indicati in grassetto.


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MODULO 1: INTRODUZIONE ALLE SCIENZE AMBIENTALI – CONCETTI INTRODUTTIVI

PERIODO: SETTEMBRE – PRIMA META’ DI OTTOBRE

COMPETENZE

x Acquisire i dati ed esprimere qualitativamente e quantitativamente i risultati delle osservazioni di un fenomeno attraverso grandezze fondamentali e derivate

x Individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali

x Utilizzare i concetti, i principi e i modelli della chimica fisica per interpretare la struttura dei sistemi e le loro trasformazioni.

Elaborare progetti chimici e biotecnologici e gestire attività di laboratori

x Controllare progetti e attività, applicando le normative sulla protezione ambientale e sulla sicurezza;

Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali.

CONOSCENZE (con specificazione dei CONTENUTI) ABILITA’

Ambiente Attività antropica e influenza sui comparti ambientali Elementi di teoria dei sistemi

La Terra come sistema

Considerazioni del rapporto uomo-ambiente e tappe significative nella storia dell’uomo

Il concetto di impatto antropico

Visione biocentrica e visione antropocentrica

Il concetto di sviluppo sostenibile

L’impronta ecologica

Esempi di problemi ambientali

Modelli di analisi di problemi ambientali (es. modello DPSIR)

Individuare e riconoscere gli effetti dell’attività antropica sull’ambiente Applicare il modello DPSIR nell’analisi di un problema ambientale

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze: l’impronta ecologica Esperienza: Esempi di modelli di calcolo dell’impronta ecologica

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Saper individuare indicatori del calcolo dell’impronta ecologica Saper impiegare semplici programmi per il calcolo dell’impronta ecologica

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti)

ABILITA’

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x

VERIFICHE: xScritto XOrale Pratico


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x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

Altro:

PROGETTI:

AZIONI ASL (PER LE CLASSI DEL TRIENNIO)


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MODULO 2: LA CELLULA EUCARIOTE – STRUTTURA E FUNZIONI PERIODO: SECONDA META’ OTTOBRE – NOVEMBRE

COMPETENZE:




x Elaborare progetti chimici e biotecnologici e gestire attività di laboratori


x Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali.


Struttura e organizzazione della cellula eucariote e funzioni del sistema cellula La logica della vita, proprietà dei viventi, importanza biologica dell’acqua,

molecole organiche, molecole biologiche, cenni sulla struttura e principali funzioni

le dimensioni delle cellule e i fattori che ne limitano la crescita

organuli cellulari: struttura e funzioni

cellule animali e vegetali: similitudini e differenze

la struttura della membrana plasmatica

Trasporto di membrana: tipi di trasporto, diffusione, osmosi, trasporto passivo, facilitato, attivo

Endocitosi, esocitosi e pinocitosi e fagocitosi

Bilanci di materia ed energia: principi della termodinamica applicati ai sistemi viventi

reazioni eso ed endoergoniche

l’ATP e l’energia

gli enzimi, ruolo e fattori che ne condizionano l’attività

il metabolismo cellulare: cenni alla respirazione cellulare, fermentazione e fotosintesi

Individuare le caratteristiche strutturali e organizzative della cellula eucariote Riconoscere le principali differenze tra cellule vegetali e animali in termini strutturali e funzionali

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Descrizione e uso corretto della strumentazione e della vetreria di laboratorio Norme di sicurezza in laboratorio di biologia: specifica, rischio biologico, generale, rischio fisico, meccanico.

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Realizzare attività sperimentali attenendosi ad una metodica nel rispetto dell’ambiente e delle norme di sicurezza Utilizzare correttamente la vetreria di laboratorio


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Il microscopio ottico: principi di funzionamento, struttura: parte ottica e meccanica, corretto uso e manutenzione. Tipologie di microscopi. Preparazione, allestimento e osservazione di materiali, preparati a fresco:

lettere di giornale

amido di patata, frumento, mais, riso, fagiolo,

epidermide di foglie, cloroplasti, stomi, amiloplasti

epidermide di cipolla

cellule e microrganismi eucarioti (alghe, organismi planctonici, etc) Osservazione di funzioni cellulari: osmosi, attività enzimatiche etc.

Utilizzare correttamente un microscopio ottico Essere in grado di allestire un preparato microscopico a fresco Distinguere le varie parti delle cellule vegetali Riconoscere diversi tipi di amido Riconoscere le parti principali di una microorganismo eucariotico all’osservazione microscopica Riconoscere alcune funzioni cellulari Essere in grado di eseguire in autonomia un semplice protocollo laboratoriale

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Fisica: ottica, pressione osmotica Lab. Chimica: rischio chimico, uso e smaltimento dei coloranti

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

VERIFICHE: xScritto x Orale x Pratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 3: LE BASI CELLULARI DELLA RIPRODUZIONE, EREDITARIETA’, E MUTAZIONI

PERIODO: NOVEMBRE - DICEMBRE - GENNAIO

COMPETENZE :








Ereditarietà e mutazioni:

La molecola dell’ereditarietà: il DNA

La duplicazione del DNA

Riproduzione sessuata e asessuata

Il ciclo cellulare.

I cromosomi . Descrizione della struttura, tipi di cromosomi

La mitosi e la duplicazione degli organismi unicellulari

La meiosi e i meccanismi di ricombinazione.

Le alterazioni del numero e struttura dei cromosomi : studio di un cariotipo, poliploidie, alterazioni del numero di cromosomi

Fenotipo e genotipo

Le leggi dell’Ereditarietà mendeliana

Le eccezioni alle leggi mendeliane: codominanza, pleiotropia, ereditarietà poligenica

Eredità legata al sesso

Le mutazioni geniche

Analizzare le forme di moltiplicazione dei microrganismi eucariotici Riconoscere nelle mutazioni del genotipo una causa delle alterazioni del fenotipo

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO

Osservazione dei meccanismi di riproduzione di alcuni microrganismi (lieviti)

Estrazione ed osservazione del DNA della frutta/vegetali

Osservazione microscopica di cellule in mitosi

Test di vitalità cellulare eseguito su cellule di lievito

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Utilizzare correttamente la vetreria di laboratorio Utilizzare correttamente un microscopio ottico Essere in grado di allestire un preparato microscopico a fresco Essere in grado di eseguire in autonomia un semplice protocollo


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laboratoriale

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Lab. Chimica: uso della bilancia, preparazione di soluzioni, rischio chimico

ABILITA’ Essere in grado di preparare autonomamente le soluzioni da utilizzare e successivamente procedere ad un corretto smaltimento.

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

VERIFICHE: xScritto x Orale x Pratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 4: AMBIENTE ED ECOSISTEMI – MATRICI AMBIENTALI PERIODO: FEBBRAIO -MARZO

COMPETENZE








Ambienti ed ecosistemi Bilanci di massa ed energia Elementi della teoria dei sistemi Matrici ambientali Attività antropica ed influenze sugli ecosistemi

Elementi base di ecologia: Ecosistema, fattori abiotici e biotici, habitat e nicchia ecologica, biomi

Bilanci di massa e di materia negli ecosistemi: produzione primaria, produzione secondaria, livelli trofici, catene e reti e

piramidi alimentari, catena del pascolo e catena del detrito, efficienza ecologica, organicazione e mineralizzazione

Popolazioni e comunità, strategie di vita r e k, relazioni interspecifiche, potenziale biotico

Capacità portante di un ecosistema Biodiversità

Cenni sulle caratteristiche principali delle matrici ambientali:

Suolo: composizione chimica, struttura fisica e componente organica, contenuto di acqua e gas, acidità e fenomeni di scambio ionico

Acque: caratteristiche chimico fisiche dell’acqua, ciclo dell’acqua, esempi di ambienti acquatici

Atmosfera: proprietà generali, ciclo dell’ozono, effetto serra

Azioni antropiche e interferenze sugli ecosistemi (esempi)

Individuare ambienti ed ecosistemi Analizzare scambi di materia ed energia in un ecosistema Individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali Individuare e analizzare indicatori biotici


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ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze:

Monitoraggio ambientale – procedure e finalità

Parametri di valutazione della qualità delle matrici ambientali

Indici e indicatori di monitoraggio delle matrici ambientali

Bioindicatori Esperienze tecnico-pratiche:

Tecniche e strumenti del campionamento ambientale

Esempi di monitoraggio ambientale sul campo: raccolte di campioni, misure di parametri ambientali, ricerca di bioindicatori

Esempi di biondicatori (licheni, piante, etc)

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Essere in grado di eseguire operazioni caratteristiche di un monitoraggio ambientale (osservazioni, raccolta di campioni, semplici misure) Saper riconoscere dei bioindicatori


ABILITA’

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate x Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) : esercitazioni sul campo

VERIFICHE: xScritto XOrale Pratico Altro:

PROGETTI: Ambiente e Territorio Laboratorio all’aperto Esempi di biomonitoraggio sul campo



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MODULO 5: FENOMENI DI DISPERSIONE E ACCUMULO DI INQUINANTI PERIODO: APRILE

COMPETENZE








Dinamiche chimiche e fisica dei fenomeni di dispersione e bioaccumulo:

Concetto di inquinamento

Esempi di sostanze inquinanti. Criteri di classificazione degli inquinanti

Immissione degli inquinanti nell’ambiente

Dispersione degli inquinanti nell’atmosfera: meccanismi di trasporto rimozione e accumulo

Immissione degli inquinanti nelle acque

Immissione degli inquinanti nell’aria

Immissione degli inquinanti nel suolo

Fenomeni di bioaccumulo e biomagnificazione

Individuare gli effetti dell’attività antropica sugli ambienti Stabilire i meccanismi di dispersione e bioaccumulo degli inquinanti. Individuare inquinanti emessi nei comparti ambientali e i metodi di indagine chimica, fisica, biologica e microbiologica previsti dalla legge

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze: Monitoraggio ambientale Esperienze:

Esempi di indicatori di qualità dell’acqua, dell’aria e del suolo. Osservazioni al microscopio

Tecniche di valutazione di qualità dell’acqua, aria e suolo

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Saper riconoscere alcuni parametri quali indicatori di qualità delle matrici sulla base del confronto dei limiti di legge

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica: aspetto chimico di alcuni principali inquinanti Fisica: dinamica dei fluidi



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METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate x Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo x Altro: (specificare) : visita ai laboratori dell’Arpa


PROGETTI: Ambiente e Territorio



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MODULO 6: ELEMENTI DI TOSSICOLOGIA PERIODO: MAGGIO

COMPETENZE






x Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali


Elementi di tossicologia

Concetto di tossicità di una sostanza

Fattori che influenzano e determinano la tossicità di una sostanza

Sostanze xenobiotiche

Citotossicità. Processo ADME

Tossicità acuta e cronica

Rischio tossicologico e valutazione del rischio

Genotossicità, esempi di sostanze genotossiche ed effetti

Agenti mutageni chimici e fisici, meccanismi di azione

Individuare gli effetti dell’attività antropica Riconoscere la citotossicità quale espressione della presenza di inquinanti ambientali

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Test qualitativo di valutazione della tossicità di sostanze utilizzando microrganismi del suolo

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Utilizzare correttamente la vetreria di laboratorio Utilizzare correttamente un microscopio ottico Essere in grado di allestire un preparato microscopico a fresco Essere in grado di eseguire in autonomia un semplice protocollo laboratoriale


ABILITA’

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate x Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali



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x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

PROGETTI:



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CLASSE: QUARTA PREMESSA Il docente di “Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale” concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale:




Orientarsi nella normativa che disciplina i processi produttivi del settore di riferimento, con particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro suia alla tutela dell’ambiente e del territorio



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MODULO 1: LA CELLULA PROCARIOTE PERIODO: SETTEMBRE- OTTOBRE

COMPETENZE:








Microbiologia: ambiti di studio e metodologie specifiche di approccio allo studio dei microorganismi procarioti Cenni di criteri di classificazione dei microrganismi procarioti: Archea ed Eubatteri

Struttura e organizzazione della cellula procariote:

Dimensioni e morfologie batteriche

Parete cellulare, Parete Gram+ e Gram- , membrana citoplasmatica, citoplasma, cromosoma batterico

Capsula, appendici esterne

La sporulazione

Tossine batteriche: esempi

Le comunità microbiche

I biofilm e loro importanza sul piano ambientale

Esempi di batteri di interesse ambientale

Individuare le caratteristiche strutturali e organizzative della cellula procariote, il metabolismo e la crescita microbica Individuare l’organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali Individuare le principali interazioni che avvengono tra gli ecosistemi naturali e analizzare gli indicatori biotici Riconoscere il ruolo dei microrganismi nell’ambiente

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Sicurezza-rischio biologico: cappe di sicurezza biologica Organizzazione di un laboratorio di microbiologia e sua strumentazione Tecniche e metodi della disinfezione e sterilizzazione I terreni di coltura (tipologie e scopi d’uso) Esperienze: Preparazione di terreni per batteriologia di tipo liquido e solido Semine di batteri in terreno liquido e in piastre per striscio

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Progettare e realizzare attività sperimentali in sicurezza e nel rispetto dell’ambiente Saper condurre in autonomia semplici operazioni di allestimento di colture batteriche Caratterizzare i microorganismi mediante microscopio, terreni di


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Tecniche di colorazione (Colorazione di Gram) e riconoscimento di batteri Principi di identificazione batterica per caratteri colturali morfologici e chimici

coltura e colorazioni dei kit di identificazione

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Lab. Chimica: rischio chimico, preparazioni di soluzioni, uso e smaltimento dei coloranti Fisica: metodi fisici di Sterilizzazione (calore, filtrazione, radiazioni, ultrasuoni)

ABILITA’ Essere in grado di preparare autonomamente le soluzioni da utilizzare e successivamente procedere ad un corretto smaltimento.



PROGETTI:



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MODULO 2 : METABOLISMO, CRESCITA E RIPRODUZIONE DEI BATTERI Periodo: NOVEMBRE

COMPETENZE:








Principi generali di funzionamento del metabolismo cellulare

Fonti di energia per i microrganismi

Fonti nutritive per il metabolismo

Principali vie metaboliche nei microorganismi: respirazione, fotosintesi, respirazioni anaerobie, biodegradazioni

Biosintesi microbiche - cenni Divisione cellulare nei batteri La crescita batterica: condizioni per la crescita Curva di crescita

Individuare le caratteristiche strutturali e organizzative della cellula e il metabolismo della crescita microbica Individuare le principali vie metaboliche dei microrganismi nelle fermentazioni e nella fotosintesi Ricavare e descrivere la curva di crescita batterica

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Metodi di isolamento e ottenimento di colture pure Allestimento di colture cellule e analisi di fattori chimico-fisici che influenzano la crescita batterica (pH, temperatura, concentrazione salina, presenza di ossigeno) Test e saggi di caratterizzazione metabolica di batteri (catalasi, ossidasi)

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Progettare e realizzare attività sperimentali in sicurezza e nel rispetto dell’ambiente Saper condurre in autonomia semplici operazioni di allestimento di colture batteriche Caratterizzare i microorganismi mediante microscopio, terreni di coltura e colorazioni dei kit di identificazione

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica: preparazione di soluzioni Fisica: pressione osmotica

ABILITA’ Essere in grado di preparare autonomamente le soluzioni da utilizzare e successivamente procedere ad un coretto smaltimento.


VERIFICHE:


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xScritto XOrale X Pratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 3 : GENETICA BATTERICA PERIODO: DICEMBRE- GENNAIO

COMPETENZE:






x Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali..


Il genoma batterico Meccanismi di duplicazione del DNA Le mutazioni genetiche nei batteri. I meccanismi di riparo del DNA. Meccanismi di ricombinazione genica nei batteri: coniugazione, trasformazione e trasduzione L’espressione genica: sintesi proteica e codice genetico Regolazione dell’espressione genica: esempi di operoni

Analizzare le forme di moltiplicazione dei microrganismi Individuare le forme di moltiplicazione dei microrganismi Riconoscere nella mutazioni del genotipo una causa delle alterazioni del fenotipo Analizzare le forme di moltiplicazione dei microrganismi

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Tecniche di conta batterica:

conta totale: conta in camera di Burker, metodo spettrofotometrico

conta vitale: CMT con metodo delle diluizioni successive, MPN, MF Tecniche di controllo della crescita batterica

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Progettare e realizzare attività sperimentali in sicurezza e nel rispetto dell’ambiente Saper condurre in autonomia semplici operazioni di allestimento di colture batteriche Caratterizzare i microorganismi mediante microscopio, terreni di coltura e colorazioni dei kit di identificazione

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica analitica: spettrofotometria, preparazione di soluzioni, costruzione della retta di taratura

ABILITA’ Utilizzare in modo appropriato gli strumenti di analisi: colorimetro o spettrofotometro. Essere in grado di preparare autonomamente le soluzioni da utilizzare e successivamente procedere ad un corretto smaltimento.


VERIFICHE: xScritto XOrale X Pratico


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Altro:

PROGETTI:



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MODULO 4 : BIOTECNOLOGIE ED ELEMENTI DI INGEGNERIA GENETICA PERIODO: FEBBRAIO-PRIMA META’ MARZO

COMPETENZE:






x Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali..


Definizione di biotecnologia. Origine ed evoluzioni delle biotecnologie Scopi ed esempi di applicazioni delle biotecnologie Strumenti dell’ingegneria genetica: enzimi di restrizione, DNA ligasi Tecniche di amplificazione del DNA: PCR e clonaggio genico Elettroforesi e tecniche di separazione di DNA e proteine Vettori di clonaggio e vettori di espressione Sonde (a DNA, a mRNA, cDNA) e tecniche di ibridazione del DNA, Tecniche di trasformazione batterica e tecniche di selezione di batteri ricombinanti. Esempi di geni e proteine “marcatori” Tecnologia di Microarray. Gli anticorpi monoclonali e loro impiego Esempi di applicazioni di tecnologie di ingegneria genetica in contesti ambientali (esempi di OGM e piante GM)

Saper progettare in via teorica un protocollo sperimentale utilizzando strumenti e tecniche dell’ingegneria ambientale in contesti dati per monitorare e/o progettare azioni di risanamento di matrici ambientali inquinate.

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Descrizioni di protocolli sperimentali Casi di studio di applicazioni di tecniche di ingegneria genetica in contesti ambientali

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE


ABILITA’




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x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) : attività pratica presso i laboratori del polo didattico Universitario (p.le Valmaura)

Altro:

PROGETTI:

AZIONI ASL (PER LE CLASSI DEL TRIENNIO) Attività pratica presso i laboratori del Polo Didattico Universitario (p.le Valmaura)


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MODULO 5: MICROBIOLOGIA DEGLI ORGANISMI EUCARIOTICI Periodo: SECONDA META’ DI MARZO-APRILE

COMPETENZE








Microbiologia: ambiti di studio e metodologie specifiche di approccio allo studio dei microorganismi eucariotici Cenni di criteri di classificazione dei microrganismi eucarioti

Microbiologia degli ambienti acquatici: le microalghe. Aspetti strutturali ed ecologici.

Plancton, fitoplancton e zooplancton

Fenomeni di eutrofizzazione (cause, conseguenze e possibili rimedi)

Le mucillagini

Le biotossine

Protozoi

Funghi e miceti

Lieviti

Individuare le caratteristiche strutturali e organizzative della cellula, e il metabolismo e la crescita microbica Individuare l’organizzazione strutturale, le funzioni e classificare i microrganismi ambientali Individuare le principali interazione che avvengono tra gli ecosistemi naturali e analizzare gli indicatori biotici Riconoscere il ruolo dei microrganismi nell’ambiente

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Osservazioni al microscopio ottico di comunità microbiche delle acque dolci e salate Osservazioni di campioni protozoi, miceti e lieviti IBE (indice biotico esteso)

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Caratterizzare i microrganismi mediante l’uso del microscopio Saper mettere in relazione l’indice IBE con lo stato di qualità di un corso d’acqua dolce


ABILITA’

METODOLOGIE: VERIFICHE:


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x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

xScritto XOrale XPratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 6: CICLI BIOGEOCHIMICI PERIODO: MAGGIO- GIUGNO

COMPETENZE:








Le trasformazioni della materia e i cicli biogeochimici, risorsa e riserva Ciclo del Carbonio Ciclo dell’Azoto. Esempi di batteri azoto fissatori, nitrosanti e nitrificanti Ciclo del Fosforo Ciclo dell’Ossigeno Ciclo dello Zolfo Ciclo del Ferro

Comprendere il percorso dei principali elementi nelle diverse forme chimiche attraverso le matrici Riconoscere il ruolo dei metabolismi degli organismi e microorganismi nelle varie fasi dei cicli biogeochimici.

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Osservazioni di apparati radicali di micorizze. Riconoscimento di noduli

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Progettare e realizzare attività sperimentali in sicurezza e nel rispetto dell’ambiente Saper condurre in autonomia semplici operazioni di allestimento di colture batteriche

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica: solubilità, reazioni di solubilizzazione (in relazione con la temperatura, pH e la quantità del soluto)

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo.

METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali



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x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo □ Altro: (specificare) :

PROGETTI:



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CLASSE: QUINTA PREMESSA Il docente di “Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale” concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale:




Orientarsi nella normativa che disciplina i processi produttivi del settore di riferimento, con particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro suia alla tutela dell’ambiente e del territorio



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MODULO 1: CICLO INTEGRATO DELLE ACQUE Periodo: SETTEMBRE OTTOBRE NOVEMBRE

COMPETENZE:








Tutela e qualità delle acque Classificazione delle acque in base al loro utilizzo Inquinamento delle acque Capacità auto depurazione di sistemi acquatici Significato di ciclo integrato Captazione delle acque. Parametri di qualità Potabilizzazione delle acque. Trattamenti chimici, fisici e biologici Acque reflue: origini, caratteristiche, indicatori di inquinamento e di biodegradabilità I sistemi di raccolta delle acque Il processo di depurazione delle acque reflue: principali problematiche e fattori che influiscono sulla depurazione Depurazione delle acque: trattamenti primari, secondari e terziari. Tecnologie biologiche per la depurazione delle acque reflue: sistemi a biomassa adesa e a biomassa libera. Sistemi a fanghi attivi. La linea fanghi: trattamenti anaerobi e produzione di biogas

Analizzare lo schema di processo di un impianto di potabilizzazione e depurazione biologico e i principali parametri chimici fisici e biologici

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze: Indicatori di biodegradabilità delle acque: COD, BOD, TOC Procedure di campionamento e analisi di parametri chimico-fisici delle acque per

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Progettare e realizzare attività sperimentali in sicurezza e nel rispetto dell’ambiente Saper determinare la qualità dell’acqua mediante le analisi


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l’attribuzione del grado di qualità

Analisi microbiologiche delle acque destinate al consumo umano e alla balneazione:

CMT (conta microbica totale)

Colimetria: coliformi fecali e totali (prova presuntiva e di conferma)

ENTEROTUBE (multi test)

Ricerca degli Streptococchi fecali Acque reflue: Ricerca dei microrganismi presenti (batteri, protozoi, elminti)

microbiologiche previste dalla normativa D.Lgs 31/2001 Saper interpretare i risultati di un’analisi di qualità di acque provenienti da un processo di depurazione in termini di efficienza del processo di depurazione o del funzionamento di un impianto di depurazione

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica analitica: Campionamento e analisi per caratterizzazione delle acque naturali: - determinazione delle sostanze disciolte nelle, durezza, residuo fisso, pH,

conducibilità elettrica specifica, BOD, COD, cloruri, nitrati. Campionamento e analisi chimico fisiche per la caratterizzazione delle acque reflue prima e dopo la depurazione Fisica: metodi fisici di sterilizzazione (calore, filtrazione, radiazioni, ultrasuoni)

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo Sapere determinare la qualità dell’acqua mediante l’analisi dei parametri previsti dalla normativa D.lgs 31/2001 Saper programmare una campagna di campionamento e analisi delle acque reflue per acquisire dati operativi sull’efficienza di un singolo processo di depurazione o dell’impianto di trattamento delle acque reflue



PROGETTI:



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MODULO 2: TECNOLOGIE NATURALI PER LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE Periodo: DICEMBRE

COMPETENZE:








Potere auto depurante delle acque Comunità microbiche e decomposizione in ambienti acquatici Il lagunaggio La fitodepurazione: principi. Tipologie di impianti di fitodepurazione (sistemi a flusso superficiale e a flusso sommerso) Ruolo delle piante e dei microorganismi nella fitodepurazione

Riconoscere le proprietà di depurazione delle acque di comunità vegetali e microbiche

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Riconoscimento di piante e microrganismi con capacità depurative delle acque

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Saper riconoscere le piante e i microorganismi utili in un impianto di fitodepurazione

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Fisica: dinamica dei fluidi Chimica analitica: BOD, COD, TOC


METODOLOGIE: x Lezioni frontali x x Lezioni interattive – Lezioni dialogate □ Interazione con facilitatori, esperti o tutor, visite guidate xAttività laboratoriali x Esercitazioni pratiche – Esercitazioni ed esperienze guidate x Cooperative learning – Apprendimento cooperativo



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□ Altro: (specificare) :

PROGETTI:



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MODULO 3: IL COMPOST PERIODO: GENNAIO

COMPETENZE:








Il compost: proprietà e usi Fasi biologiche del processo di compostaggio Analisi dei principali fattori condizionanti il compostaggio Cenni alle principali tecnologie di produzione di compost

Analizzare lo schema di produzione di compost Identificare il compostaggio come sistema di riciclaggio e produzione di energia rinnovabile

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze: Descrizione di sistemi domestici per la produzione del compost Metodi microbiologici di analisi del compost

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Saper interpretare dati analitici per verificare il grado di maturazione della qualità del compost


ABILITA’


VERIFICHE: xScritto XOrale xPratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 4: TECNOLOGIE DI RECUPERO E BIORISANAMENTO DI SUOLI INQUINATI

Periodo: FEBBRAIO MARZO

COMPETENZE:








Inquinamento del suolo. Esempi. Tipologie di contaminanti del suolo Destino dei contaminanti del suolo. Processi coinvolti e relativi esempi La biodegradazione e il ruolo delle comunità microbiche del suolo Esempi di vie biochimiche implicate nella biodegradazione di xenobiotici (biodegradazione dei derivati del petrolio) Definizione di sito contaminato e sito di interesse nazionale. Cenni alla normativa di settore. Processo di caratterizzazione d un sito inquinato e analisi dei rischi Tecnologie di bonifica dei siti inquinati: esempi di trattamenti di tipo fisico e chimico Biotecnologie di bonifica di siti inquinati: esempi di biorisanamento in situ ed ex situ Il fitorisanamento Impiego di microorganismi geneticamente modificati nel biorisanamento

Progettare un intervento di biorisanamento del suolo

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze:

cenni sul processo di pedogenesi (fattori chimici e biologici)

costituenti del terreno (sostanze minerali, organiche, organismi terricoli)

proprietà chimiche fisiche e biologiche del terreno

caratteristiche e importanza delle comunità microbiologiche dei suoli Analisi di casi di studio Modalità di campionamento e conservazione dei campioni di suolo

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Conoscere le caratteristiche del suolo Saper campionare e analizzare il suolo per determinarne la qualità in base al suo utilizzo


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Analisi microbiologica del suolo: CMT Determinazione degli N-fissatori aerobi (Azotobacter) Determinazione degli N-fissatori anaerobi (Clostridium) Determinazione dei batteri proteolitici e ammonificanti

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica analitica: Proprietà chimico del suolo, determinazione di: sostanza organica, pH, calcare, azoto, capacità di scambio cationico Proprietà fisiche del suolo: granulometria, tessitura e struttura del suolo

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo Essere in grado di classificare il suolo e interpretare i risultati con il diagramma a coordinate triangolari, e saper classificare il terreno


VERIFICHE: xScritto XOrale XPratico Altro:

PROGETTI:



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MODULO 5: TRATTAMENTI DELLE EMISSIONI GASSOSE IN ATMOSFERA Periodo: APRILE

COMPETENZE:








Emissioni in atmosfera: inquinanti primari e secondari. Macroinquinanti e microinquinanti. Particolato atmosferico. Smog fotochimico Cenni alla normativa di settore: parametri di qualità dell’aria e limiti di legge Tecnologie di rimozione delle emissioni gassose: esempi di tecnologie chimiche, fisiche e biologiche Trattamenti del particolato: sistemi a secco e a umido Tecnologie per l’abbattimento dei composti organici volatili Esempi di tecnologie per la rimozione dei gas di azoto e di zolfo

Individuare le tecniche di rimozione dei composti organici, dei composti di zolfo e azoto dai fumi di scarico

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Conoscenze: Le centraline per il monitoraggio della qualità dell’aria: parametri analizzati I.P.A. indice di purezza atmosferica I.M.A. controllo microbiologico dell’aria indoor (campionamento passivo)

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Determinare la qualità dell’aria attraverso il controllo microbiologico

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica analitica: controllo della qualità dell’aria mediante analisi di parametri chimico-fisici, mediante l’utilizzo di apparecchiature per il campionamento.

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo Determinare la qualità dell’aria attraverso il controllo di parametri chimico-fisici.




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Altro:

PROGETTI: Visita ad una centralina di rilevazione della qualità dell’aria e ai laboratori per l’analisi del particolato



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MODULO 6: I RIFIUTI SOLIDI PERIODO: MAGGIO

COMPETENZE:








Il problema rifiuti: origini e cause Cenni ai principi che regolano la gestione dei rifiuti Tipologie di rifiuti solidi e criteri di classificazione Sistemi di gestione dei rifiuti: la raccolta differenziata. Organizzazione ed esempi di filiere Le discariche controllate. Ciclo di vita di una discarica. Problematiche ambientali. Controllo del percolato

Stabilire quali sono le tecniche di smaltimento e di recupero dei rifiuti

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Analisi di una filiera della raccolta differenziata Identificazione dei materiali e loro destino nella raccolta differenziata

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE Analizzare lo schema di processo nella raccolta differenziata

RACCORDI INTERDISCIPLINARI (Conoscenze/contenuti) Chimica analitica: impianti di trattamento dei materiali provenienti dal raccolta differenziata, vetro, carta, alluminio, materiale plastico

ABILITA’ Collegare tra loro le conoscenze acquisite nelle materie di indirizzo Conoscere l’importanza dell’utilizzo dei materiali riciclati nel processo di fabbricazione




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PROGETTI: Visita ad un termovalorizzatore



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MODULO 7 : TECNOLOGIE DI RECUPERO ENERGETICO DEI RIFIUTI PERIODO: MAGGIO

COMPETENZE:








L’incenerimento dei rifiuti. Problematiche ambientali I termovalorizzatori: schema di processo Produzione di biogas da discarica e da biomasse e produzione di energia

Stabilire quali sono le tecniche di smaltimento e di recupero dei rifiuti

ESPERIENZE TECNICO-PRATICHE/DI LABORATORIO Analisi di dello schema a blocchi di un termovalorizzatore

ABILITA’ TECNICO-PRATICHE SPECIFICHE


ABILITA’



PROGETTI: Visita ad un termovalorizzatore


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