Obiettivi Formativi

Lo studente dovrà acquisire le conoscenze di base di chimica generale ed inorganica finalizzate specificamente alla comprensione di strutture biologiche macromolecolari e dei processi metabolici attraverso la comprensione dei processi termodinamici e della cinetica chimica. Lo studente dovrà acquisire le conoscenze di base della struttura chimico-fisica e del metabolismo degli acidi nucleici. Dovrà comprendere la regolazione dei meccanismi di reazione degli acidi nucleici (struttura chimica e funzione del DNA, il gene e le sue modalità di replicazione, riparazione, trascrizione e traduzione). Lo studente dovrà acquisire competenze nell’utilizzo in sicurezza della strumentazione di laboratorio e dei reattivi e delle tecniche di separazione e amplificazione degli acidi nucleici.

Learning Goals

The student must acquire the basic knowledge of general and inorganic chemistry, the macromolecular biological structures and the metabolic processes, with a particular focus on thermodynamic and kinetic processes. The student must be able to understand the physical-chemical structure and metabolism of nucleic acids, with special emphasis on gene replication, repair, transcription, and translation. The student must be able to use safely laboratory equipment and reagents to perform nucleic acids

Metodi didattici

Lezioni frontali con l’ausilio di materiale informatico. Esercitazioni numeriche. Video di modelli molecolari e tecniche di laboratorio.

Teaching Methods

Lectures. Simulated and numerical exercises. Videos regarding molecular models, laboratory methods.

Prerequisiti

Lo studente deve possedere conoscenze di base di Biologia e Chimica attestate dal superamento della prova di ammissione.

Prerequisites

The student must have basic knowledge of Biology and Chemistry certified by passing the admission test.

Verifiche dell'apprendimento

Il graduale apprendimento della materia da parte dello studente sarà verificato attraverso domande e colloqui in aula. La verifica dell'apprendimento finale della disciplina e l’acquisizione dei relativi CFU avverrà tramite colloquio orale. La valutazione dell’esame è espressa in trentesimi e sarà il risultato medio delle singole prove, come qui di seguito riportato: 18-20/30 (Sufficiente): Lo studente conosce gli argomenti del corso, almeno nelle linee generali, e possiede una capacità espositiva minima con una sufficiente proprietà di linguaggio. 21-23/30 (Discreto): Lo studente dimostra una discreta conoscenza e comprensione degli argomenti trattati, unitamente ad una discreta proprietà di linguaggio e capacità espositiva. 24-26/30 (Buono): Lo studente dimostra una buona conoscenza e comprensione degli argomenti trattati, unitamente ad una buona proprietà di linguaggio e capacità espositiva. 27-29/30 (Ottimo): Lo studente dimostra un ottimo livello di conoscenza, comprensione degli argomenti e capacità' di collegamento, ed un’ottima capacità espositiva e proprietà di linguaggio. 30/30-30/30 e lode (Eccellente): Lo studente dimostra una completa ed elevata padronanza degli argomenti trattati, una elevata capacità di interconnessione tra le conoscenze acquisite, elevata capacità espositiva e proprietà di linguaggio. Laddove queste capacità dovessero raggiungere un grado di eccellenza, verrà conseguita anche la lode.

Assessment

The student learning will be followed by questions and discussion during the development of the course. The final examination will consist of an interview concerning topics of the above program. The evaluation of the test is expressed out of thirty and will be the average result of the individual tests, as shown below: 18-20/30 (Sufficient): The student knows the topics of the course, at least in general lines, and has a minimum expository capacity with sufficient language properties. 21-23/30 (Fair): The student demonstrates a fair knowledge and understanding of the topics covered, together with a fair property of language and expository ability. 24-26/30 (Good): The student demonstrates a good knowledge and understanding of the topics covered, together with a good property of language and presentation skills. 27-29/30 (verygood): The student demonstrates an excellent level of knowledge, understanding of the topics and ability to connect, and excellent presentation skills and language properties. 30/30-30/30 cum laude (Excellent): The student demonstrates a complete and high command of the topics covered, a high ability to interconnect the acquired knowledge, high expository ability and language properties. Where these skills reach a degree of excellence, honors will also be achieved.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 345/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ (12 ore LT+ 12 ore ES) : Le origini della chimica come scienza moderna. La materia. Teoria atomica della materia e struttura atomica. Equazioni chimiche. Pesi atomici, unita di massa atomica. La mole (2h). Struttura elettronica degli atomi e tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche. Numero di ossidazione. Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici. Reazioni chimiche. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. Reagente in difetto. (2h). Legame chimico: Energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Strutture di Lewis. Geometria molecolare: modello VSPR. Teoria del legame di valenza (VBT). Elettronegatività (2h). Gli stati della materia. Legami deboli (1h). Termodinamica Chimica: Primo principio della termodinamica. Legge di Hess. Le soluzioni: Natura delle soluzioni. Entalpia di soluzione. Concentrazioni delle soluzioni (2h). Tensione di vapore. Transizione di fase e diagrammi di stato (H2O). Proprietà colligative. Soluzioni elettrolitiche (2h). Solubilità dei gas nei liquidi: legge di Henry. Colloidi. L’effetto Tyndall (1h). Entropia e secondo principio della termodinamica. Terzo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs e costante di equilibrio (1h). Equilibri in soluzione. Principio dell'equilibrio mobile. Prodotto ionico dell'acqua. Calcolo della concentrazione degli ioni idrogeno: pH. Soluzioni tampone. Idrolisi (2h). Cenni di cinetica chimica (1h). Esercitazioni: calcoli stechiometrici fondamentali, reazioni acido-base (2h), Analisi volumetrica. Preparazioni di soluzioni a concentrazione nota. (4h). Applicazione della legge di Hess (2h). ------------------------------------------------------------ Modulo: 345/2 - BIOLOGIA MOLECOLARE ------------------------------------------------------------ --

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 345/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ The origins of chemistry as a modern science. The basic laws of chemistry. Matter. Atomic theory of matter and atomic structure. Chemical equations. Atomic weights, atomic mass unit. Amount (2h). Electronic structure of atoms and periodic table of elements. Periodic properties. Nomenclature of inorganic compounds. Chemical reactions Weight relations in chemical reactions (2h). Chemical bonding: Bonding energy. Ionic bond. Covalent bond. Lewis structures. Molecular geometry: VSPR model. Valence bond theory (VBT). Electronegativity (2h). The states of matter: intermolecular bonds. Phase transition and state diagrams (CO2 and H2O (1h). Chemical Thermodynamics: first principle of thermodynamics. Hess's law. The solutions: nature of the solutions. Enthalpy of solution. Concentrations of solutions (2h). Vapor pressure. Phase transition and state diagrams (CO2 and H2O). Colligative properties. Electrolytic solutions. Solubility of gases in liquids: Henry's law (2h) Colloids. Tyndall-effect (1h). Entropy and second law of thermodynamics. Third principle of thermodynamics. Gibbs free energy and equilibrium constant (2h). The chemical balance: Equilibrium constant. Principle of mobile equilibrium. Equilibrium in solution. Ionic product of water, Kw . Calculation of the concentration of hydrogen ions: pH. Buffered solutions. Idrolysis (2h). Elements of chemical kinetics (1h). *********** Basic stoichiometric calculations, acid-base reactions (2h), volumetric analysis. Preparations of solutions of known concentration (2h). Application of Hess's law (2h). ------------------------------------------------------------ Modulo: 345/2 - BIOLOGIA MOLECOLARE ------------------------------------------------------------ --