Scienze delle Attività Motorie e Sportive L-22 - Torino

Modulo di Chimica

L’insegnamento si inserisce nel generale obiettivo del corso di studio di fornire durante i primi due anni conoscenze di base utili alla successiva specializzazione professionale dello studente. In particolare il modulo ha come obiettivi:

• la conoscenza degli strumenti matematici e fisici di base necessari per la comprensione di  contenuti scientifici più specifici in ambito chimico e biochimico;
• la conoscenza di base della struttura e delle proprietà della materia, in termini di struttura atomica e legame chimico;
• la conoscenza delle basi della chimica generale e 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)
• i meccanismi biochimici alla base del mantenimento dell'omeostasi negli organismi viventi (metabolismo, respirazione)
• le basi biochimiche del movimento e aspetti del metabolismo relativo all'esercizio fisico in funzione del tipo, intensità e durata dell'esercizio

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i concetti fondamentali di chimica inorganica e organica utili in ambito professionale e le basi molecolari della struttura e delle funzioni degli organismi viventi. Inoltre, ci si aspetta da parte dello studente di acquisire familiarità di linguaggio in un contesto biochimico, di acquisire una capacità nel saper applicare i citati fondamenti a temi di interesse biologico incontrati in ambito professionale.

Più in dettaglio, lo studente dovrà:

• Saper lavorare con potenze e logaritmi. • Conoscere i livelli su cui si organizza la materia  e le sue principali proprietà. • Conoscere e utilizzare il concetto di mole, massa atomica, massa molecolare. • Conoscere le principali grandezze fisiche, le loro unità di misura e caratteristiche e padroneggiare la notazione scientifica. • Conoscere le forze fondamentali e il loro ambito di azione. • Conoscere a livello semplice la struttura dell'atomo quantistico e la natura dei principali tipi di legame chimico. • Conoscere alcune reazioni chimiche elementari. • Conoscere il concetto di pH e di equilibrio chimico. • Conoscere i principali composti organici e gruppi funzionali di interesse in ambito biochimico. •Conoscere la struttura e la funzione delle macromolecole biologiche (carboidrati, proteine, acidi nucleici, lipidi). •Conoscere i principi del funzionamento degli organismi viventi, il ruolo e le funzioni delle principali vie metaboliche. • Conoscere le basi biochimiche del movimento e dell'adattamento metabolico prodotto dall'esercizio fisico in funzione del tipo, dell'intensità e della durata dell'esercizio. •Capacità di applicare la biochimica a temi di interesse più generale che vengono incontrati in ambito professionale. •Capacità di applicare le conoscenze, di comprensione e abilità nel risolvere problemi a tematiche nuove o non familiari.

 

Autonomia di giudizio

Lo studente acquisirà gli strumenti di base per valutare gli alimenti più adatti per una certa attività fisica. Essi potranno costituire una base per approfondimenti nell’ambito della nutrizione che potranno essere applicati in ambito professionale (ad esempio per allenatori e tecnici sportivi)

 

Abilità comunicative

Lo studente acquisirà dimestichezza con il linguaggio tecnico in ambito chimico-biochimico e ci si aspetta una capacità comunicativa dei temi trattati anche verso altri interlocutori.

 

Modulo di Chimica: Il corso si compone di 24 ore di lezioni teoriche e esercitazioni in aula. Le slide presentate a lezione sono fornite agli studenti nel materiali didattico online.

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. 

 

Regole generali

Per iscriversi all'esame occorre prenotarsi sul sito UNITO: la prenotazione è OBBLIGATORIA

Per poter effettuare l’esame gli studenti devono OBBLIGATORIAMENTE registrarsi alla pagina Moodle del corso (si vedano le istruzioni riportate nel file "Regole esame Elementi Chimica Biologica" disponibile insieme al materiale didattico).

Occorre presentarsi all'esame con un documento di identità valido.

Non si può sostenere l'esame più di 3 volte durante l'anno accademico.

 

Modalità d'esame e calcolo del punteggio

L’esame è informatizzato

Le domande sono del tipo quiz a risposta multipla (si veda il file d’esempio disponibile sul sito campusnet del CCL unitamente al materiale didattico).

Il numero totale delle domande (32) rispecchia il peso dei due diversi moduli (20 di biochimica e 12 di chimica) in termini di crediti: 5 +3 CFU.

Ogni risposta corretta vale +1 punto, mentre un punteggio di -0.25 è applicato per ogni risposta errata, le risposte in bianco valgono 0.

Ai fini del superamento dell’esame devono essere verificate due condizioni, ovvero: i) almeno il 50% delle risposte corrette in ciascuno dei due moduli, cioè almeno 6 risposte corrette di chimica e 10 di biochimica e comunque ii) il raggiungimento di 18 considerando i singoli punteggi positivi e negativi delle risposte corrette e errate.

 

 

MODULO DI CHIMICA:

Presentazione del modulo e modalità d'esame

Richiami di matematica e fisica:

• Potenze e proprietà delle potenze
• Radici e alcune proprietà delle radici
• Definizione di logaritmo, logaritmi decimali e naturali
• Richiami introduttivi: concetti di fenomeno, grandezza fisica, strumento di misura e legge fisica
• Grandezze fisiche fondamentali e derivate e Sistema Internazionale delle unità di misurapi
• Notazione scientifica esponenziale, concetto di ordine di grandezza e relativi prefissi del Sistema Internazionale
• Interazione fondamentali (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e debole), loro caratteristiche e rilevanza alla scala atomica-molecolare

Richiami di struttura e proprietà della materia

• L'atomo: modello "planetario", numero atomico e numero di massa atomica
• Isotopi, abbondanza isotopica, stabilità dei nuclidi e radioattività
• Unità di massa atomica, massa atomica e molecolare
• Richiami sulla tavola periodica degli elementi
• Concetto di mole, numero di Avogadro, massa molare
• Conversioni tra numero di moli e massa di sostanza

Soluzioni, reazioni ed equilibrio chimico

• 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 ed 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. Reazioni di scambio e doppio scambio. Reazioni di sintesi e di dissociazione. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Esercizi.
• 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.
• Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle reazioni REDOX. Esempi.

Atomo quantistico e legame chimico

• Modello atomico a shell e concetto di quantizzazione
• Orbitali atomici e interpretazione probabilistica, numeri quantici, configurazione elettronica, livello di valenza
• Concetto di legame chimico e energia di legame
• Regola dell'ottetto
• Legame ionico e covalente, definizione di elettronegatività
• Legame covalente puro e polare
• Strutture di Lewis: procedura, esempi e esercitazioni
• Cenni alle eccezioni alla regola dell'ottetto ed alla risonanza
• Geometria molecolare e teoria VSEPR
• Cenni alla teoria del legame di valenza: legame come sovrapposizione di orbitali, legami covalenti di tipo sigma e pi-greco, ibridazione, orbitali ibridi sp, sp², sp³
• Legami intermolecolari: legame a idrogeno

Cenni di Chimica Organica

• 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).
• 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.
• Alcuni esempi di legame ammidico: il nylon e il Legame peptidico. Gli amminoacidi. L'isomeria. Isomeria di catena, stereoisomeria, isomeria conformazionale e configurazionale, isomeri geometrici e stereoisomeri.

 

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.

 

 

Modulo di Chimica:

-Slide presentate a lezione (sufficienti per preparare adeguatamente l'esame)

- Qualsiasi testo di livello scuola superiore di Matematica, Fisica o Chimica a seconda degli argomenti trattati.

Testo di riferimento per rivedere ed approfondire la parte di chimica: M. Stefani e N. Taddei. Chimica, biochimica e biologia applicata. Terza edizione. Zanichelli. (Capitoli 1-10).

 

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