37200 - CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE (AK-A)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce: le caratteristiche generali delle reazioni chimiche (stechiometria, cinetica e spontaneità); le proprietà dei costituenti chimici della materia vivente, la struttura e le proprietà di molecole semplici e complesse di natura glucidica e lipidica,; gli aspetti termodinamici dei processi biochimici ed i fondamenti della bioenergetica cellulare, le caratteristiche strutturali e funzionali delle macromolecole proteiche, il meccanismo d’azione degli enzimi, nozioni di cinetica enzimatica ed i meccanismi della regolazione della velocità dei processi biochimici; la struttura degli acidi nucleici e la descrizione dei processi coinvolti nella replicazione del DNA, nella trascrizione e nella traduzione risultante nella sintesi proteica.

Contenuti

Ioni complessi: definizione e generalità.

Reazioni chimiche: generalità. Equazioni chimiche. Legge di Lavoisier e bilanciamento delle reazioni chimiche. Definizione di mole (grammoatomo, grammomolecola, grammoformula). Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche.

Classificazione delle reazioni chimiche. Numero di ossidazione. Reazioni redox. Pile e potenziali standard di riduzione: serie elettrochimica. Equazione di Nernst. Criterio di spontaneità nelle reazioni redox. Potenziali standard in biochimica.

Soluzioni: definizioni e generalità. Soluzioni  elettrolitiche e non elettrolitiche. Espressioni della concentrazione di una soluzione. Proprietà colligative. Legge di Raoult. Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Pressione osmotica di una soluzione e implicazioni biologiche.

Cinetica chimica: velocità di una reazione chimica. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Profilo energetico di una reazione chimica. Legge cinetica e ordine di reazione. Meccanismi cinetici: processi elementari e multistadio. Molecolarità. Tempo di dimezzamento. Equazione di Arrhenius. Catalizzatori.

Definizione di equilibrio chimico e legge dell'equilibrio. Costante di equilibrio e legge di azione di massa. Fattori che influenzano la posizione dell'equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier. Equilibrio chimico in sistemi eterogenei.

Autoionizzazione dell'acqua e prodotto ionico Kw. Definizione di pH. Scala del pH. Definizione di soluzioni acide, basiche e neutre. Equilibri ionici in soluzione acquosa: acidi e basi. Teoria acido-base di Arrhenius. Teoria acido-base di Brönsted e Lowry. Coppie acido-base coniugate. Equilibri di dissociazione di acidi e basi deboli: costanti di dissociazione acida e basica. Acidi poliprotici. Idrolisi. Soluzioni tampone e equazione di Henderson-Hasselbalch. Tamponi biologici. pH di soluzioni di elettroliti anfoteri. pH isoelettrico. Teoria acido-base di Lewis.

Misura del pH. Indicatori. Titolazioni acido-base.

Equilibrio di dissociazione di elettroliti poco solubili: prodotto di solubilità. Relazione tra Kps e solubilità. Effetto dello ione comune.

Configurazione elettronica del carbonio e stereochimica. Idrocarburi alifatici. Alcani e cicloalcani, alcheni, alchini. Isomeria (di struttura, cis/trans). Idrocarburi aromatici e risonanza. Composti aromatici eterociclici. Struttura e proprietà delle principali classi di composti monofunzionali: alogenuri, alcoli, enoli e fenoli, tioalcoli, eteri e tioeteri, ammine, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati.

Meccanismi cinetici organici. Reazioni di eliminazione. Reazioni di addizione. Reazioni di sostituzione.

Carbonio chirale, stereoisomeria e attività ottica. Carboidrati: aldosi e chetosi sia in formula lineare che in formula ciclica. Mutarotazione e formazione degli anomeri. Disaccaridi e polisaccaridi. Lipidi. Acidi grassi e trigliceridi. Reazione di saponificazione in presenza di basi. Struttura e proprietà dei lipidi di membrana: glicerofosfolipidi e sfingolipidi.

Amminoacidi: struttura e proprietà. Punto isoelettrico. Titolazione degli amminoacidi.

Testi/Bibliografia

K.J. Denniston, J.J. Topping, R.L. Caret “Chimica generale Chimica Organica Propedeutica Biochimica” Ed. McGraw-Hill

A. Bertoluzza et al. “Guida allo studio della Chimica”  Ed. Esculapio.

Materiale didattico fornito dal docente e reperibile presso Insegnamenti online - Supporto online alla didattica (https://iol.unibo.it/).

Metodi didattici

Oltre alle lezioni frontali sono previste alcune ore in aula che saranno dedicate a chiarimenti su richiesta degli studenti e ad esercizi stechiometrici.

Lezioni di ripasso a richiesta degli studenti, alla fine del corso.

Ricevimento studenti per chiarimenti.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Gli appelli di gennaio e febbraio consisteranno in una prova scritta della durata di 1h 30' che verterà contestualmente su argomenti di Chimica e Biochimica generale. La prova di esame del I semestre si intenderà superata se lo studente avrà acquisito una valutazione sufficiente in entrambe le discipline. Per quanto riguarda la Chimica, la prova scritta presenterà esercizi stechiometrici e domande a risposta aperta (2 di chimica generale e 2 di chimica organica/biomolecole, ciascuno del valore di 8 punti); esempi di prove di esame saranno resi disponibili agli studenti su Insegnamenti online - Supporto online alla didattica (https://iol.unibo.it). All’esame è ammesso l’uso della tavola periodica. Negli esercizi numerici non è richiesta la risoluzione di calcoli; viene valutata la correttezza del procedimento.

Gli appelli successivi prevedranno un colloquio orale. La votazione acquisita nel modulo di Chimica e Biochimica generale (valida un anno solare) concorrerà alla valutazione finale del C.I. di Biochimica. Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione nelle apposite liste pubblicate in Alma Esami (https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm).

 

 

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico (diapositive proiettate a lezione, esercizi e esempi di prove d'esame risolti) verrà messo a disposizione degli studenti su Insegnamenti online - Supporto online alla didattica (https://iol.unibo.it/).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Taddei