72576 - CHIMICA FISICA PER BIOLOGIA CON LABORATORIO

Anno Accademico 2018/2019

  • Docente: Stefania Rapino
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: CHIM/02
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Biologia molecolare e cellulare (cod. 8021)

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.

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 e valutazione 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