72576 - CHIMICA FISICA PER BIOLOGIA CON LABORATORIO

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze approfondite dei principi e delle leggi fisiche fondamentali che permettono di razionalizzare e comprendere il comportamento dei sistemi chimici e biochimici. In particolare, lo studente è in grado di: - applicare i concetti della termodinamica alla reattività chimica e biochimica; - applicare concetti cinetici all'analisi della variazione temporale di una reazione; - comprendere come le proprietà microscopiche governano i processi macroscopici; - utilizzare strumenti matematici, di calcolo e sperimentali per la descrizione quantitativa dei processi chimici e biochimici.

Programma/Contenuti

Comprensione dei principi chimici fisici alla base del funzionamento della cellula:

1. Stati della materia, sistemi a più componenti e più fasi. Soluzioni di nanoelettroliti.

2. I principi della Termodinamica e le funzioni di stato derivate: applicazioni alle reazioni chimiche e agli equilibri di fase. Equilibrio chimico e meccanico. Esempi nella cellula.

3. Sistemi a più componenti e a piu' fasi. Grandezze molari parziali. Potenziale chimico. Soluzioni ideali e deviazioni dall'idealità. Proprietà colligative.

4. Soluzioni di elettroliti. L'attività ionica e la legge limite di Debye- Huckel. Le proprietà colligative delle soluzioni di elettroliti. Le membrane biologiche.

5. Termodinamica dei sistemi elettrochimici. L'ossidazione biologica.

6. La cinetica chimica: velocità, ordine e e molecolarità delle reazioni. Reazioni complesse e reazioni in soluzioni. Catalisi enzimatica. Dimanica nella cellula e motori molecolari.

7. Cenni di spettrofotometria e spettrofluorimetria.

8. Cenni di tecniche di immagine funzionale della cellula. Biosensoristica.

Testi/Bibliografia

Appunti di lezione e slides

P.W. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Biologica, Zanichelli 2012

D. Eisemberg, D. Crothers, Physical Chemistry with applications to the life sciences, Benjamin /Cummings Company 1979

Rob Phillips, Jane Kondev, Julie Theriot "Physical Biology of the Cell". 2nd Ed. 2012

Metodi didattici

Lezioni frontali (32 ore) . Le lezioni frontali verranno affiancate da esercitazioni numeriche (ca 2 ore alla settimana per un totale di 12 ore) e da esercitazioni di laboratorio (15 ore per studente) durante le quali verranno proposti esempi relativi agli argomenti esposti a lezione e che permetteranno allo studente di acquisire competenza nella trattazione quantitativa dei sistemi reattivi.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova di accertamento consiste in una parte scritta ed una orale. Durante la prova scritta allo studente verrà richiesto di risolvere alcuni esercizi numerici simili a quelli svolti durante il corso. Lo studente che avrà superato lo scritto potrà sostenere la prova  orale volta all'accertamento della comprensione della parte teorica del corso e delle esercitazioni di laboratorio. Verrà inoltre valutata la partecipazione al laboratorio attraverso una relazione scritta sulle attività svolte che potrà essere  preparata anche in gruppo.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, laboratori, PC

Link ad altre eventuali informazioni

https://www.unibo.it/sitoweb/stefania.rapino3

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefania Rapino