37200 - CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE (AK-A)

Anno Accademico 2021/2022

  • Docente: Paola Taddei
  • Crediti formativi: 9
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Medicina e chirurgia (cod. 8415)

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

CHIMICA GENERALE

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.

Equilibrio chimico. 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.

Acidi e basi in soluzione acquosa. 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. Titolazioni acido-base.

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

Cenni sulla struttura degli ioni complessi.

CHIMICA ORGANICA

Introduzione alla chimica organica. Configurazione elettronica del carbonio e stereochimica. Classificazione dei meccanismi di reazione.

Stuttura, proprietà e reattività delle principali classi di composti organici. Idrocarburi alifatici. Alcani e cicloalcani, alcheni, alchini. Isomeria (di struttura, cis/trans). Idrocarburi aromatici e risonanza. Composti aromatici eterociclici. 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.

Biomolecole. 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 Virtuale (https://virtuale.unibo.it/).

Metodi didattici

Oltre alle lezioni frontali di Chimica (che comprendono 4 CFU, pari a 32 ore di lezione) 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 e valutazione dell'apprendimento

Appelli Scritti di Chimica e Biochimica Generale in tutte le sessioni d'esame. La prova scritta si intende superata se lo studente avrà acquisito una valutazione sufficiente in entrambe le discipline (Chimica-Prof.ssa P. Taddei e Biochimica Generale-Prof.ssa A. Baracca e Prof. G. Solaini) nell’ambito della stessa sessione (quindi anche in appelli distinti, purché all’interno della stessa sessione). Per quanto riguarda la modalità di verifica di apprendimento delle conoscenze di Biochimica generale si rimanda alle guide web della Prof.ssa A. Baracca e del Prof. G. Solaini.

Per quanto riguarda la Chimica, la verifica dell'apprendimento avviene attraverso lo svolgimento di una prova scritta che accerta l'acquisizione delle conoscenze attese e il raggiungimento degli obiettivi didattici. La prova scritta ha la durata di 50 minuti e presenta esercizi stechiometrici e domande a risposta aperta, ossia 2 domande di chimica generale e 2 domande di chimica organica/biomolecole. Ogni domanda prevede un massimo di 8 punti se svolta in modo corretto ed esauriente; il punteggio calerà man mano in caso di errori o incompletezza della risposta. La valutazione della prova di chimica è quindi espressa in trentaduesimi. La prova si intende superata con un punteggio minimo di 18. Esempi di prove di esame sono resi disponibili agli studenti su Virtuale (https://virtuale.unibo.it). Durante la prova non è ammesso l'uso di materiale di supporto quale libri di testo, appunti, supporti informatici. Negli esercizi numerici non è richiesta la risoluzione di calcoli; viene valutata la correttezza del procedimento. E’ richiesta la consegna della curva di titolazione dell’acido acetico, relativa all’esperienza di laboratorio (Laboratorio di Biochimica C1A, https://www.unibo.it/it/didattica/insegnamenti/insegnamento/2020/351654) prima di sostenere l’esame.

Il superamento della prova scritta di Chimica e Biochimica Generale è obbligatorio affinché lo studente possa partecipare agli appelli orali di Biochimica Metabolica e Biologia Molecolare. La valutazione acquisita nel modulo di Chimica e Biochimica generale è valida un anno solare. Il voto conseguito nel C.I. di Biochimica corrisponderà alla media ponderata delle valutazioni conseguite nel I e nel II semestre

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 Virtuale (https://virtuale.unibo.it/).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Taddei