37200 - CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE (A-KA)

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 AMS Campus - AlmaDL - Università di Bologna (http://campus.unibo.it/) previa iscrizione a una lista di distribuzione aperta dal docente ( http://www.unibo.it/Portale/Guida/Liste+distribuzione/liste.htm).

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.

Considerata la diversa provenienza degli studenti, al fine di portare tutti gli studenti ad un livello base di conoscenza della Chimica, viene offerto un precorso di 10 ore, senza obbligo di frequenza e senza crediti (23-27 settembre, dalle 11 alle 13 Aula Polo Carinci, ex-“Olivo”, Dipartimento di Istologia, Via Belmeloro 8)

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli appelli di gennaio, febbraio e aprile consisteranno in una prova scritta della durata di 2h 30' che verterà contestualmente su argomenti di Chimica e Biochimica generale. Per quanto riguarda la Chimica, la prova scritta presenterà esercizi stechiometrici, domande a risposta aperta e a risposta multipla. Gli appelli successivi prevedranno un colloquio orale contestuale su argomenti di Chimica e Biochimica generale. La prova di esame (sia essa scritta o orale) si intenderà superata se lo studente avrà acquisito una valutazione sufficiente in entrambe le discipline. La votazione acquisita nel modulo di Chimica e Biochimica generale 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 sulla piattaforma AMS Campus - AlmaDL - Università di Bologna (http://campus.unibo.it/) previa iscrizione a una lista di distribuzione aperta dal docente ( http://www.unibo.it/Portale/Guida/Liste+distribuzione/liste.htm).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Taddei