Obiettivi formativi
Il modulo ha l’obiettivo di consentire allo studente di conoscere e comprendere la delle molecole organiche, incluso le macromolecole di interesse biologico. Lo studente dovrà comprendere: 1) come reagiscono le molecole, 2) il ruolo funzionale delle biomolecole che compongono la cellula, vista come unità elementare della materia vivente, 3) gli aspetti fondamentali del metabolismo cellulare.
Risultati dell'apprendimento: Conoscenza e capacità di comprensione.
Lo studente al termine del corso dovrà dimostrare conoscenza e capacità di comprensione circa il nome e la corrispondente formula chimica delle sostanze di interesse biologico nonché il loro ruolo funzionale nella cellula. Dovrà sapere riconoscere i gruppi funzionali delle molecole responsabili della loro reattività. Dovrà acquisire una visione di insieme dei processi metabolici cellulari e del loro collegamento con il consumo e la produzione di energia. Dovrà apprendere le interconnessioni tra la chimica e la biologia.
Prerequisiti
Conoscenza dei seguenti argomenti:
La costituzione della materia, elementi e composti. Le particelle fondamentali dell’atomo. Numero atomico e numero di massa. Peso atomico e peso molecolare. Isotopi. Ioni: cationi ed anioni.
La tavola periodica e la configurazione elettronica degli elementi di interesse biologico.
Elettronegatività e legame chimico: legame ionico e legame covalente. Polarità delle molecole. Valenza e numero di ossidazione.
Fondamenti di chimica inorganica: formule e nomi dei composti inorganici più comuni.
Il principio di conservazione della massa e della carica: bilanciamento di semplici reazioni chimiche (salificazione e ossido-riduzione). Concetto di mole, conversione da grammi a moli e viceversa, calcoli stechiometrici elementari. Le soluzioni: che cosa è una soluzione; principali modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni.
Contenuti dell'insegnamento
Chimica organica: gruppi funzionali e loro reattività. Biomolecole: amminoacidi e proteine; carboidrati semplici e complessi; lipidi. Enzimi. Emoglobina. Schema generale del metabolismo: vie cataboliche e anaboliche. Ruolo dell’ATP. Respirazione cellulare e metabolismo dei carboidrati. Cenni su metabolismo dei trigliceridi e degli amminoacidi.
Programma esteso
- Acqua: proprietà chimiche e fisiche dell’acqua. Acqua come solvente: interazioni deboli nei sistemi acquosi. Dipoli e interazioni tra molecole diverse. Il legame a idrogeno. Osmosi. Ionizzazione dell’acqua. Acidi, e basi. Il pH. Le soluzioni tampone e loro funzione (significato) biologico
- Chimica del carbonio. Idrocarburi e gruppi funzionali di importanza biochimica. Formule di struttura delle molecole organiche e nomenclatura. L'isomeria delle molecole organiche. Cenni sui composti omociclici ed eterociclici e composti aromatici.
- Reazioni dei gruppi funzionali di importanza biochimica.
- Macromolecole biologiche: 1) Amminoacidi, legame peptidico e proteine. Cenni sulla struttura tridimensionale delle proteine. Relazioni struttura-funzione: mioglobina e emoglobina. Enzimi, cenni su coenzimi e cofattori. 2) Carboidrati semplici e complessi. 3) Lipidi: trigliceridi e fosfolipidi.
- Introduzione al metabolismo. Catabolismo. Anabolismo.
- Aspetti generali della regolazione del metabolismo.
- Produzione di energia e accumulo di energia nella cellula vivente. Alcuni principi di base della bioenergetica. Composti ad alta energia. ATP.
- La respirazione cellulare e il metabolismo dei carboidrati.
- Il metabolismo degli acidi grassi e dell'amminoacido
Bibliografia
Biochimica Essenziale con richiami di Chimica Generale e Chimica Organica.
Gabriele D'Andrea, Edises.
Metodi didattici
Durante le lezioni frontali verranno illustrati e discussi gli argomenti contenuti nel programma del modulo richiamando i concetti fondamentali. Ricevimento degli studenti per chiarimenti ed esercitazioni.
Modalità verifica apprendimento
L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dal modulo prevede una prova scritta con quiz a risposta multipla e domande aperte. La prova verterà su tutti gli argomenti trattati nel corso. Mediante domande riguardanti i contenuti del corso verrà accertato se lo studente ha raggiunto l’obiettivo della conoscenza e della comprensione dei contenuti
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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