Obiettivi Formativi

Conoscenza dei componenti chimici degli organismi viventi e dei meccanismi molecolari alla base della vita.

Metodi didattici

Lezioni frontali con supporto visivo (proiezione diapositive) e supporto di lavagna. Domande di verifica verranno effettuate durante lo svolgimento delle lezioni.

Prerequisiti

- Conoscenza dei principi di base della chimica generale ed organica. -Chimica propedeutica alla biochimica.

Verifiche dell'apprendimento

Un esame in itinere di Chimica può essere eseguito prima dell'esame orale del Corso Integrato di Living Matter.

Programma del Corso

PROGRAMMA DI CHIMICA: Studio dell’atomo. Teoria quantica. Funzioni d’onda e livelli energetici. L’atomo di idrogeno. Atomi con più di un elettrone. Periodicità. Molecole: legame ionico. Legame covalente. Carica formale. Eccezioni alla regola dell’ottetto. Le proprietà dei legami. Il modello VSEPR. La teoria del legame di valenza. La teoria dell’orbitale molecolare. Stati della materia: la natura dei gas. Forze intermolecolari. Liquidi. Solidi. Equilibrio: tensione di vapore. Equilibri di fase in sistemi bi-componenti. Solubilità. Mole e massa molare. Molalità. Proprietà colligative. Equilibrio chimico. Forme alternative della costante di equilibrio. Calcoli dell’equilibrio. Risposta dell’equilibrio alle variazioni di condizioni. Reazioni: la natura degli acidi e delle basi. La scala del pH. Acidi e basi deboli. Il pH delle soluzioni acquose. Acidi e basi poliprotici. Tamponi. Titolazioni acido-base. Equilibri in soluzione. Rappresentazione delle reazioni di ossidoriduzione. Cinetica: velocità di reazione. Leggi cinetiche integrate. Meccanismi di reazione. Modelli di reazione. Catalisi. Termodinamica. Lavoro e calore. Energia interna. Entalpia. Termochimica. Contributi all’entalpia. Entropia. L’interpretazione molecolare dell’entropia. Entropie assolute. Energia libera di Gibbs. Composti di coordinazione. Decadimento nucleare. Radioattività. Energia nucleare. Struttura dei composti organici. Risonanza. Gruppi funzionali. Nomenclatura. Alcani e cicloalcani. Ossidazione ed alogenazione. Alcheni ed alchini. Isomeri geometrici. Idrogenazione ed ossidazione. Reazioni di addizione. Dieni. Composti aromatici. Sostituzione elettrofila aromatica. Stereochimica. Configurazione, chiralità, attività ottica. Proiezioni di Fischer. Reazioni di sostituzione nucleofila ed eliminazione. Alcoli e fenoli. Eteri ed epossidi. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici ed esteri. Ammine ed ammidi. Carboidrati. Aminoacidi, peptidi e proteine. Principi di spettroscopia e cromatografia PROGRAMMA DI BIOCHIMICA: Principali componenti cellulari. Micro e macrocostituenti. Ruolo biochimico delle macromolecole. Membrane biologiche: strutture e sistemi di trasporto. Enzimi: classificazione, cinetica e controllo. Vitamine e coenzimi di Allostery. Bioenergetica e metabolismo ossidativo. La progettazione e la regolazione dei percorsi metabolici. Meccanismi di sintesi di ATP. Fosforilazione ossidativa. Il ciclo dell'acido tricarbossilico. Metabolismo dei carboidrati: principali vie metaboliche e loro controllo: glicolisi. Metabolismo del glicogeno. Gluconeogenesi. Via del fosfato pentoso. Acido glucuronico ciclico. Biosintesi di carboidrati complessi. Proteoglicani. Metabolismo dei lipidi e suo controllo. Biosintesi e ossidazione degli acidi grassi. Lipogenesi. Biosintesi e degradazione dei fosfolipidi. Steroli. Corpi chetonici. Eicosanoidi. Metabolismo degli aminoacidi e di altri composti azotati. Reazioni generali degli amminoacidi Il ciclo dell'urea. Metabolismo dei singoli amminoacidi. Metabolismo dell'eme Poliammine. Carnitine. Metabolismo del nucleotide della purina e della pirimidina. Biochimica degli ormoni. Classificazione chimica dei meccanismi molecolari di azione. Regolazione ormonale del metabolismo intermedio. Metabolismo dei singoli tessuti: muscolo scheletrico, muscolo cardiaco, tessuto adiposo, fegato, cellule del sangue, tessuto nervoso. Digestione e adsorbimento dei costituenti nutrizionali di base.