- Oggetto:
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Elementi di chimica biologica - Torino B
- Oggetto:
ELEMENTS OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
- Oggetto:
Anno accademico 2017/2018
- Codice dell'attività didattica
- SUI0159_TOB
- Docenti
- Dott. Federico Cesano (Titolare del corso)
Dott. Roberto Mazzoli (Titolare del corso) - Corso di studi
- [f091-c701] SCIENZE DELLE ATTIVITÀ MOTORIE E SPORTIVE
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
CHIM/02 - chimica fisica - Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Modulo di Chimica
Il corso si propone di fornire le basi di chimica ed in particolare:
i) conoscenza degli strumenti matematici e fisici di base per la comprensione dei fenomeni chimici e biochimici;
ii) conoscenza della struttura della materia e delle proprietà, a partire dalla struttura dell'atomo e dal legame chimico;
iii) basi di chimica generale e di chimica organica.Modulo di Biochimica
Il corso si propone di fornire le conoscenze di base sulla chimica degli organismi viventi. Tali conoscenze comprendono la struttura e l'organizzazione della materia vivente (struttura e funzione delle principali macromolecole biologiche) ed i meccanismi biochimici alla base del mantenimento dell'omeostasi negli organismi viventi (metabolismo, respirazione).
Chemistry module
The course aims at providing the basics of Chemistry, as follows:
i) knowledge of mathematical and physical tools for the understanding of simple chemical/biochemical processes;
ii) knowledge of the structure/properties of matter, starting from the atomic structure and the chemical bonding;
iii) basics of Chemistry and Organic Chemistry.Biochemistry module
The present course aims at providing essential information on biochemistry of living organisms. This information includes structure and organization of living organisms (structure and fuction of the main biological macromolecules) and biochemical mechanisms used by living organisms for maintenance of homeostasis (metabolism, respiration)
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Modulo di Biochimica: Conoscenza delle basi molecolari della struttura e delle funzioni degli organismi viventi.
Modulo di Chimica: Conoscenza di base del linguaggio scientifico e dei concetti basilari di chimica.
Biochemistry module: Essential knowledge of molecular basis of structure and functions of living organisms.
Chemistry module: Basic knowledge of the scientific language and of basic concepts in Chemistry.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Modulo di Chimica: lezioni frontali (24 ore)
Modulo di Biochimica: Il corso si compone di 40 ore di lezioni teoriche. Le slide presentate a lezione sono fornite agli studenti nel materiali didattico online.
Chemistry module: lectures (24 hours).
Biochemistry module: The course consists of 40 hours of lectures. The slides presented during lectures are available to students as online material.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Per iscriversi all'esame occorre prenotarsi sul sito UNITO: la prenotazione è OBBLIGATORIA
Per la registrazione ad un esame si ricorda che gli studenti DEVONO AVER PRECEDENTEMENTE COMPILATO I QUESTIONARI EDUMETER.
Occorre presentarsi all'esame con il libretto universitario o con un documento di identità valido.
Non si può sostenere l'esame più di 3 volte durante l'anno accademico.
Modulo Chimica
Test scritto : 17 domande a risposta multipla (30 minuti)
Modulo Biochimica
Test scritto : 26 domande a risposta multipla (30 minuti): risposta corretta 1 o 2 punti (a seconda della domanda) , risposta sbagliata o non data 0 punti. Massimo totalizzabile = 33 punti. Punteggio uguale a 30 punti voto = 30/30. Punteggio uguale o maggiore di 31 punti voto = 30 L.
Calcolo del voto complessivo
I test sufficienti (voti compresi tra 18/30 e 30/30 L) dei singoli moduli saranno utilizzati per calcolare il VOTO COMPLESSIVO DELL'ESAME (modulo biochimica + modulo chimica) attraverso la MEDIA PESATA (valore modulo chimica 3/8, valore modulo biochimica 5/8).
Saranno considerati «validi» anche voti pari o superiori a 15 per il singolo modulo (chimica o biochimica) a patto che la media complessiva sia ≥ 18
PER IL SUPERAMENTO DELL'ESAME SARÀ NECESSARIO SUPERARE ENTRAMBI I MODULI NEL CORSO DELLO STESSO APPELLO. I VOTI PARZIALI NON SARANNO CONSERVATI DA UN APPELLO ALL'ALTRO.
To register to the written test students should use the UNITO platform: online registration is MANDATORY
In order to register for an exam, students MUST FULFIL EDUMETER QUESTIONNAIRE PREVIOUSLY.
To attend to the written test, valid university card or identity card is mandatory.
A maximum of 3 attempts per academic year is allowed.
Chemistry module
Written multiple choice test composed by 17 questions (30 minutes)
Biochemistry module
Written multiple choice test composed by 26 questions (30 minutes): each correct answer = 1/30 or 2/30 depending on the answer, incorrect answer or not-given answer = 0 points. Maximum points achivable = 33. With a number of points >30 the note will be = 30L.
Calculation of the final note
Valid tests (notes comprised between 18/30 and 30/30 L) for the single modules will be used to calculate to final note of the exam (chemistry plus biochemistry) by using the wieghted mean (chemistry module value 3/8; biochemoistry module value 5/8).
Also single module (chemistry or biochemistry) tests with a note higher than 14 will be considered valid only if the global weighted mean is ≥ 18
For successfully passing the exam it will be necessary to pass both modules in the same exame date. Partial notes will not be conserved in the following exams.
- Oggetto:
Programma
MODULO DI CHIMICA:
Richiami di matematica e di fisica: numeri, misure, grandezze, Sistema Internazionale (SI). Prefissi e suffissi nel SI, notazione scientifica. Operazioni con i numeri esponenziali e logaritmi. Esercizi.
Cos'è la chimica? Il metodo sperimentale. Gli Stati della materia. Gli stati della materia. Atomo e struttura della materia. Massa atomica, peso atomico, isotopi, mole, massa molecolare.
Il sistema periodico, la tavola periodica degli elementi. Principali gruppi della tavola periodica: metalli (alcalini, alcalino terrosi), metalli di transizione, non-metalli (alogeni), gas nobili. Variazioni di alcune proprietà chimico fisiche lungo i periodi e lungo i gruppi. Il numero di Avogadro.
Mole, formule e reazioni. Il concetto di mole. Simboli e formule. Formula bruta e di struttura. Alcune reazioni chimiche (sintesi, decomposizione, scambio, doppio scambio). Bilanciamento. Calcoli stechiometrici. Esercizi.
Atomi, ioni, molecole. Elettronegatività. Il legame chimico. Legame covalente puro. Legame covalente polare. Legame ionico. Legame idrogeno. Forze di van der Waals. Gli stati di aggregazione della materia: interazioni intramolecolari e intermolecolari. Interazioni dipolari, legame ad idrogeno, forze di Van der Waals. Liquidi, solidi e transizioni di fase. Struttura elettronica dell'atomo.
Le onde. La propagazione delle onde. La diffrazione. Natura ondulatoria e corpuscolare della luce. Cenni di Meccanica Quantistica. Definizione di orbitale. Orbitali s, p, e d. Orbitali atomici. Configurazione elettronica. Livelli energetici. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Principio di esclusione di Pauli. Principio di Aufbau. Orbitali degeneri. Regola di Hund. Spiegazione delle proprietà chimico fisiche degli elementi mediante la struttura elettronica. Elettroni del guscio di valenza. Regola dell'ottetto.
Formule di struttura di Lewis. Costruzione di strutture di Lewis a partire da formule molecolari. Cenni sulla teoria del legame di valenza. Orbitali atomici ibridi. Ibridazione. Ibridazione del carbonio (sp, sp2, sp3). Legami sigma e legami pigreco. Esercizi.
Le soluzioni. Definizioni di soluto e solvente. La concentrazione. La concentrazione molare: la Molarità. La solubilità. Le regole di solubilità. Equilibrio chimico. Equilibri in soluzione. Soluzioni acquose e elettroliti. L'equilibrio di dissociazione dell'acqua. Elettroliti forti e deboli. Costante di equilibrio. Legge di azione di massa. Coefficienti stechiometrici. Alcune reazioni chimiche. Reazioni di precipitazione.
Definizione di acido e di base (acidi/basi di Brönsted). Reazioni acido-base. Acidi e basi forti, acidi e basi deboli. Acidi poliprotici. pH. Calcolo del pH in varie soluzioni. Dissoluzione di sali e relativo pH. Curve di titolazione acido-base (acido forte più base forte, acido debole più base forte, acido forte più base debole, acido debole più base debole). Gli indicatori. Reazioni di idrolisi. Sostanze anfotere. Soluzioni tampone. Esercizi.
Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle reazioni REDOX. Esempi.
Definizione di chimica organica. Alcuni dei principali elementi chimici delle molecole organiche: H, C, N, O, S, alogeni. Formula bruta e formula di struttura in chimica organica. Formule di Lewis.
Orbitali ibridi e ibridazione del carbonio (sp3, sp2, sp). L'isomeria. Isomeria di catena, stereoisomeria, isomeria conformazionale e configurazionale, isomeri geometrici e stereoisomeri.
I Gruppi funzionali e alcuni dei principali composti organici: idrocarburi alifatici (alcani, alcheni, alchini) aliciclici (cicloalcani, cicloalcheni, ciclodieni, cicloalchini), idrocarburi aromatici e composti polinucleari ed eterociclici, alcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, esteri, eteri, ammine, ammidi. Cenni di nomenclatura. Esercizi.
Modulo di Biochimica
PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
BIOCHIMICA STRUTTURALE E DESCRITTIVA.
Che cos'è la biochimica, studio delle molecole biologiche. Principi generali della nutrizione.
CARBOIDRATI. Monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi
LIPIDI. Triacilgliceroli, acidi grassi; colesterolo e derivati; lipidi di membrana e cenni sulla struttura e la funzione delle membrane biologiche.
ACIDI NUCLEICI, BASI MOLECOLARI DELL'EREDITARIETA' ED ESPRESSIONE GENICA. Nucleotidi. Struttura del DNA e del RNA. Cenni sui meccanismi di replicazione, trascrizione e traduzione.
AMMINOACIDI, PEPTIDI E PROTEINE. Funzione delle proteine. Amminoacidi. Legame peptidico e peptidi. Struttura delle proteine. Classificazione e proprietà delle proteine. Collagene.
INTRODUZIONE AL METABOLISMO
ENZIMI. Ruolo degli enzimi nel metabolismo. Principali caratteristiche biochimiche degli enzimi. Meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica.
VITAMINE. Ruoli e funzioni biologiche delle vitamine liposolubili e idrosolubili
BIOENERGETICA E CATABOLISMO. Metabolismo energetico, sintesi di ATP. Glicolisi, acidosi lattica. Ciclo degli acidi tricarbossilici. Trasporto elettronico e fosforilazione ossidativa. Catabolismo dei lipidi e degli amminoacidi. Ureogenesi. Cenni alla digestione delle macromolecole biologiche.
ARGOMENTI SPECIALISTICI
EMOPROTEINE. Emoglobina, mioglobina, citocromi. Il trasporto dell'ossigeno e della CO2.
SISTEMA CONTRATTILE. Le proteine contrattili actina e miosina, il meccanismo della contrazione muscolare. Fonti energetiche per la contrazione muscolare.
CHEMISTRY MODULE:
Basis in Mathematics and Physics: Numbers, Measures, Base Units, The International System (SI) of Units. Prefixes and suffixes in SI, Scientific notation. Operations with exponential and logarithmic numbers. Exercises.
What is Chemistry? The experimental method. The states of matter. Atom and structure of Elements. Atomic mass and atomic weight numbers, isotopes, molecular mass and Mole concept.
The basis of the periodic system: the Periodic Table of the elements. Main group elements: Alkali Metals, Alkaline Earth Metals, Transition Metals group, Boron group, Carbon Group, Nitrogen Group, Chalcogens, Halogens, Noble Gases. Variations of some physical & chemical properties over periods and groups. The Avogadro's number.
Symbols and chemical formulas, chemical reactions, stoichiometry and Mole relations in balanced equations. Empirical formula, molecular formula, structural formula. Some chemical reactions (synthesis, decomposition, exchange and double exchange reactions). Balance chemical equation and stoichiometric calculations. Exercises.
Atoms, ions, molecules. Electronegativity. Chemical bonds. Pure covalent bond. Polar covalent bond. Ionic bond. Hydrogen bond. Aggregation states of matter: intramolecular and intermolecular interactions. Dipolar interactions, hydrogen bonding, van der Waals forces. Liquids, solids and phase transitions. Electronic atomic structure.
Waves, wave propagation. Diffraction. Wavy and corpuscular theory of light. Quantum Mechanics. Definition of orbital. s, p, and d orbital. Atomic orbitals. Electronic configuration. Energy levels. Heisenberg's principle. Pauli's principle. Aufbau's principle. Hund's rule for degenerate orbitals. Physical properties of elements as provided by the electronic structure. Valence electrons.
Lewis structure formulas. Valence bond theory. Hybrid atomic Orbitals. Hybridization. Hybridization of carbon (sp, sp2, sp3). Sigma and pi bonds. Exercises.Definitions of Solute, solvent and solutions. Concentration. Molar concentration: Molarity. Solubility. The solubility rules. Chemical equilibrium and equilibrium solutions examples. Water solutions and electrolytes. The water dissociation equilibrium. Strong and weak electrolits. Equilibrium constant. Law of mass action. Stoichiometric coefficients. Some chemical reactions. Precipitation reactions.
Brønsted concept of Acids and Bases. Acid-base reactions. Strong acids/bases, weak acids/bases. Polyprotic acids. pH. Calculation of pH in various solutions. Dissolution of salts and related pH values. Acid-base titration curves (strong acid + strong base, weak acid + strong base, strong acid + weak base, weak acid + weak base). The pH indicators. Hydrolysis reactions. Amphoteric substances. Exercises.
Oxidation number. Redox Reactions and balancing. Examples.
Organic chemistry definition. Some of the main chemical elements in Organics: H, C, N, O, S, halogens. condensed formula and skeletal formulas in Organic Chemistry. Lewis Formulas.
Hybrid Orbitals and carbon hybridization (sp3, sp2, sp). The isomers. Structural isomers, stereoisomers, conformational and configurational isomers, geometric isomers and stereoisomers.
The functional groups and some of the main organic compounds: alicyclic hydrocarbons (cycloalkanes, cycloalkenes, cyclodienes, cycloalkanes), aromatic hydrocarbons and polynuclear and etherocyclic compounds, alcohols, aldehydes and ketones, carboxylic acids, esters, ethers , amines, amides. Nomenclature. Exercises.Biochemistry module
INTRODUCTORY BIOCHEMISTRY
STRUCTURAL BIOCHEMISTRY.
What is the biochemistry, the study of biological molecules. General principles of nutrition.
Carbohydrates. Monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides
LIPID. Triacylglycerols, fatty acids; cholesterol and derivatives; membrane lipids and notes on the structure and function of biological membranes.
NUCLEIC ACIDS, MOLECULAR BASIS OF GENE HEREDITY AND GENE EXPRESSION. Nucleotides. Structure of DNA and RNA. Outline of the mechanisms of replication, transcription and translation.
Amino acids, peptides and proteins. Protein function. Amino acids. Peptides and peptide bond. Protein structure. Classification and properties of proteins. Collagen.
INTRODUCTION TO METABOLISM
ENZYMES. Role of enzymes in metabolism. Main biochemical characteristics of enzymes. Mechanisms of regulation of enzyme activity.
VITAMINS. Roles and biological functions of fat soluble and water-soluble vitamins.
BIOENERGETICS and catabolism. Energy metabolism, synthesis of ATP. Glycolysis, lactic acidosis. Citric acid cycle. Electron transport and oxidative phosphorylation. Catabolism of lipids and amino acids. Ureogenesis. Digestion of biological macromolecules.
SPECIAL TOPICS
Heme proteins. Hemoglobin, myoglobin, cytochromes. The transport of oxygen and CO2.
MUSCLE CONTRACTION. Contractile proteins actin and myosin, the mechanism of muscle contraction. Sources of energy for muscle contraction.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Modulo di Chimica
Materiale fornito dal docente.
M. Stefani e N. Taddei, "Chimica, biochimica e biologia applicata" (III edizione), Zanichelli, 2015. (Capitoli 1-10).
T. Bellini, "Chimica medica e propedeutica biochimica", Zanichelli, 2017. (per integrazioni).
Modulo di Biochimica
Slides del corso
A. Di Giulio, A. Fiorilli, C. Stefanelli. Biochimica per le scienze motorie, 2011, Casa Editrice Ambrosiana.
D.L. Nelson, M. M. Cox. Introduzione alla biochimica di Lehninger, 4° Edizione, 2011, Zanichelli Editore.
F.A. Betteheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell. Chimica e Propedeutica Biochimica, Edises
Chemistry module
Slides.
M. Stefani e N. Taddei, "Chimica, biochimica e biologia applicata" (III edizione), Zanichelli, 2015. (Capitoli 1-10).
T. Bellini, "Chimica medica e propedeutica biochimica", Zanichelli, 2017. (per integrazioni).
Biochemistry module
Slides of the lectures
A. Di Giulio, A. Fiorilli, C. Stefanelli. Biochimica per le scienze motorie, 2011, Casa Editrice Ambrosiana.
D.L. Nelson, M. M. Cox. Introduzione alla biochimica di Lehninger, 4° Edizione, 2011, Zanichelli Editore.
F.A. Betteheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell. Chimica e Propedeutica Biochimica, Edises
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Mercoledì 15:30 - 18:30 Giovedì 13:30 - 16:30 Lezioni: dal 16/10/2017 al 02/02/2018
Nota: Le lezioni si terranno presso la SAA, via Ventimiglia 115, Torino.
- Oggetto:
Moduli didattici
- Oggetto:
