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Oggetto:
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Propedeutica biochimica e fisica

Oggetto:

Propaedeutic biochemistry and physics

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
VET0003
Docenti
Dott. Silvia Mioletti (Responsabile)
Prof. Francesco Massaro (Affidatario)
Maura Tomatis (Affidatario)
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Corso integrato
Crediti/Valenza
10
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligo frequenza 80% delle ore esercitative
Tipologia esame
Scritto con orale a seguire
Prerequisiti
Non ci sono esami propedeutici.
Conoscenza dei numeri cardinali e ordinali, delle unità di misura del Sistema Internazionale, delle operazioni aritmetiche e algebriche (equazioni di I e II grado, uso di proporzioni, numeri frazionari e potenze), capacità di conversione tra multipli e sottomultipli.
There are no propaedeutic exams.
Key concepts in elementary mathematics (cardinal and ordinal number, arithmetic and algebraic operations, conversion from multiples to submultiples), units of measurement of the International System of Units and ability to set up simple numerical exercises.
Propedeutico a
VET006 - Biochimica
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Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Collocato all’inizio del biennio formativo, l’insegnamento di Propedeutica biochimica si propone di fornire conoscenze chimiche di base a carattere propedeutico-formativo necessarie per capire e descrivere le più importanti molecole organiche di interesse biologico e le reazioni alla base dei processi fisiologici.  Il modulo di Fisica si propone di fornire le conoscenze dei principi fisici di base necessari alla comprensione dei processi fisiologici caratteristici degli organismi viventi, e di sviluppare la capacità di comprendere e utilizzare in pratica le espressioni formali delle relazioni quantitative tra le grandezze fisiche.

The course aims to provide basic chemical skills to become familiar with chemical terminology and to understand the structural characteristics of the most important organic molecules of biological interest and the reactions underlying physiological processes (which will be studied in the Biochemistry course).Provide the fundamentals of classical physics necessary for a better understanding of the physiological processes occurring in human being and animals and for the use of quantitative relations between physical quantities.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Al termine dell'insegnamento, si dovranno avere le conoscenze necessarie a leggere la tavola periodica, riconoscere i vari composti inorganici, prevedere le proprietà chimiche degli elementi e il tipo di reazioni a cui possono dare luogo. Si dovranno, inoltre, saper scrivere le formule di composti ionici e molecolari, bilanciare le reazioni chimiche e utilizzarle nei calcoli stechiometrici. Si dovranno conoscere le caratteristiche e le proprietà chimiche dei composti organici di interesse biologico (glicidi, lipidi, proteine, nucleotidi). Infine, si dovrà dimostrare di  possedere le conoscenze basilari dei principi della fisica necessari a comprendere il funzionamento degli organismi viventi. Dopo aver seguito il modulo di Fisica si dovranno possedere le conoscenze necessarie per lo studio dei problemi fisici di cinematica e dinamica, nonchè le basi per affrontare lo studio di fenomeni legati alla fluidodinamica ed alla termodinamica.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Si dovrà essere in grado di descrivere le principali reazioni dei diversi gruppi funzionali in base alle loro caratteristiche chimiche, gestire i concetti fondamentali della stereochimica, anche mediante l'ausilio di modellini molecolari nelle esercitazioni pratiche. Si dovrà iniziare a comprendere la relazione delle varie molecole di interesse biologico con le altre discipline. Durante le esercitazioni pratiche, svolte a piccoli gruppi in laboratorio, si dovranno acquisire manualità, coordinamento e consapevolezza nelle varie operazioni e si prenderà confidenza con i principali strumenti di un laboratorio chimico (es. pipette graduate automatiche e manuali, agitatori magnetici, bilance analitiche e tecniche, spettrofotometri). Si dovrà essere   in grado di risolvere semplici esercizi proposti, dimostrando di avere capacità di ragionamento logico e proprietà di linguaggio. Per il modulo di fisica dovranno essere apprese le tecniche necessarie per risolvere problemi con metodi analitici.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

At the end of the course, students will be able to read the periodic table, recognize inorganic compounds, and predict the chemical properties of the elements and the type of reactions they can give rise to.The students will also be able to write the formulas of ionic and molecular compounds, to balance chemical reactions and use them in stoichiometric calculation. They will know the characteristics and chemical properties of organic compounds of biological interest (glycides, lipids, proteins, nucleotides). Finally, they will have acquired the basic knowledge of the principles of physics necessary to understand the functioning of living organisms. After following the physics module of the course students will have the required knowledge to investigate problems of kinematics and dynamics in addition to the ability to address the study of phenomena related to fluidodynamics and thermodynamics.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Students will be able to describe the main reactions of the different functional groups according to their chemical properties, manage the basic concepts of stereochemistry, helped in the practical use of molecular models. They will have to start to understand the relationship of the various molecules of biological interest with the other disciplines. During practical exercises, carried out in small groups in the laboratory, students will acquire dexterity, coordination and awareness in the various operations and become familiar with the main tools of a chemical laboratory (eg automatic and manual graduated pipettes, magnetic stirrers, analytical and technical scales , spectrophotometers) and, through direct collaboration with the classmates and the teacher, will be able to solve simple "problem solving" exercises on the tracks provided by the teacher, demonstrating that they have the capacity for logical reasoning and language properties. For the physics module, students will be develop the necessary techniques to solve basic problems via anlytical solutions.  

 

 

Oggetto:

Programma

MD Propedeutica biochimica I

  • Natura atomica della materia.
  • Elementi di struttura dell'atomo.
  • La tavola periodica e le proprietà degli elementi
  • Orbitali atomici e numeri quantici.
  • Legame chimico.
  • Elettronegatività e polarità dei legami.
  • L'approccio di Lewis. Geometrie molecolari e teoria della minima repulsione (VSEPR).
  • Teoria del legame di valenza. Risonanza, ibridazione. Forze intermolecolari. Stati di aggregazione della materia: stato gassoso, liquido e solido e loro caratteristiche.
  • Passaggi di stato e diagrammi di stato.
  • Stechiometria e reazioni chimiche, bilanciamento di reazioni, il calcolo della mole, quantità di reagenti e di prodotti, reagente limitante.
  • Soluzioni: generalità, concentrazione, proprietà colligative.
  • Acidi e basi forti e deboli, definizioni di acido-base secondo le teorie di Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis.
  • Equilibrio chimico, costanti di equilibrio e legge di azione di massa.
  • Equilibri in soluzione acquosa, prodotto ionico dell'acqua, pH, pOH, acidi e basi forti e deboli, pH delle soluzioni saline, soluzioni tampone.

Esercitazioni:

  • nomenclatura
  • aspetti quali-quantitativi delle reazioni chimiche
  • bilanciamento e resa di reazioni
  • preparazione di soluzioni
  • calcolo del pH

MD Propedeutica biochimica II

  • Idrocarburi. Benzene e composti aromatici.
  • Eterocicli aromatici e non aromatici.
  • Alcoli, fenoli, tioli, eteri ed epossidi. 
  • Aldeidi e chetoni.
  • Ammine.
  • Acidi carbossilici e derivati: esteri, anidridi, ammidi. 
  • Isomeria costituzionale e stereoisomeria.
  • Reazioni di combustione e di sostituzione radicalica.
  • Reazioni di sostituzione e di addizione elettrofila e nucleofila.
  • Glicidi: monosaccaridi e principali derivati, disaccaridi, polisaccaridi. Glucosidi e legame glicosidico.
  • Lipidi: acidi grassi, lipidi semplici e complessi. Steroidi.
  • Protidi: principali aminoacidi e loro classificazione. Legame peptidico. Proteine, loro principali funzioni e organizzazione strutturale . Denaturazione.
  • Basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Cenni sulla struttura primaria dei polinucleotidi.

Esercitazioni

  • Costruzione di alcune strutture molecolari organiche mediante l'ausilio di modellini molecolari. Determinazione dei piani e dei centri di simmetria.
  • Reazioni sul potere riducente dei monosaccaridi.

MD Fisica

Panoramica delle leggi della fisica classica rilevanti per la fisiologia degli organismi viventi.

In particolare:

  • concetti di grandezza fisica, misura ed errore
  • leggi fondamentali della dinamica con applicazioni al moto e alla statica degli animali
  • concetti di energia e lavoro in vista dello studio del metabolismo
  • elementi di dinamica dei fluidi con applicazioni alla cirolazione sanguigna
  • leggi della termodinamica e dei gas
  • nozioni di elettricità rilevanti per applicazioni biochimiche e fisiologiche

MD Propaedeutic Biochemistry I

  • Atomic nature of matter.
  • Atomic structure.
  • The periodic table and the properties of the elements.
  • Atomic orbitals and quantum numbers. Multi-electron atoms and periodic properties of elements.
  • Chemical bond.
  • Electronegativity and polarity of bonds.
  • The Lewis' approach.
  • Molecular geometry and valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory.
  • Valence bond theory.
  • Resonance and hybridization.
  • Intermolecular forces.
  • States of matter: gas, liquid and solid, and their characteristics.
  • Phase transitions and states diagram of matter.
  • Chemical reactions and stoichiometry, chemical equation balancing, chemical equilibrium, mole calculations, amount of reactants and products; limiting reagent.
  • Solutions: background information, concentration, colligative properties.
  • Strong and weak acids and bases, definition of acids and bases according to the theories of Arrhenius, Brønsted-Lowry and Lewis.
  • Chemical equilibrium, equilibrium constants and law of mass action.
  • Equilibria in aqueous solutions, ionic product, pH, pOH, strong and weak acids and bases, pH of salt solutions, buffer solutions.

Exercises

  • Nomenclature
  • Qualitative and quantitative aspects of chemical reactions
  • Chemical equation balancing and reaction yield
  • Preparation of solutions
  • pH calculation

 

MD Propaedeutic Biochemistry II

  • Systematic chemistry of alkanes, alkenes, alkynes, alcohols, and ethers.
  • Benzene and aromatic compounds. Heterocycles. 
  • Combustion and radical substitution.
  • Substitution reactions, electrophilic and nucleophilic addition.
  • Alcohols, phenols, thiols, ethers and epoxides. Stereochemistry. Aldehydes and ketones. Amines. Carboxylic acids and derivatives: esters, anhydrides, amides.
  • Carbohydrates: monosaccharides and main derivatives, disaccharides, polysaccharides. Glucosides and glycosidic bond.
  • Lipids. Steroids.
  • Proteins: main amino acids and their classification. Peptides and peptide bond. Proteins and their main functions. Structural organization of proteins. Denaturation of proteins.
  • Nitrogenous bases, nucleosides and nucleotides. Notes on the primary structure of the polynucleotides.

Exercises

  • Construction of simple organic structures with molecular models
  • Reactions on the reducing power of monosaccharides.

MD Physics

Overview of physical laws relevant for a better understanding of the physiological aspects discussed in the upcoming courses. In particular, the main arguments that will be presented can be listed as:

  • mechanics with applications to statics of animals
  • basic concepts underlying the definition of energy discussing examples related to the metabolism
  • fluid dynamics with applications to the blood flow
  • thermodynamics
  • fundamentals of electromagnetism with biochemical applications  

 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Il modulo di Propedeutica Biochimica I (30 ore) è articolato in 28 ore di didattica frontale e 2 ore di esercitazioni collettive in aula (esercizi di stechiometria).

Il modulo di Propedeutica Biochimica II (40 ore) comprende 35 ore di didattica frontale e 5 ore di attività esercitativa svolta nei laboratori didattici a piccoli gruppi.

Il modulo di Fisica (18 ore) è suddiviso in 15 ore di didattica frontale e 3 ore di esercitazioni collettive in aula.

Nel corso delle lezioni teoriche sono somministrati alcuni test di autovalutazione per la verifica dell'apprendimento delle nozioni acquisite fino a quel momento. Durante le esercitazioni a piccoli gruppi vengono proposti dei semplici problemi che possono essere risolti praticamente con l'ausilio di modellini molecolari, formulari o mediante l'utilizzo di metodiche di laboratorio e strumentazione specifica (spettrofotometro, pipette automatiche, pHmetri, ecc..)

 

Propaedeutic Biochemistry I (30 hours) is divided into 28 hours of theoretical aspects teaching plus 2 hours of group classroom exercises (stoichiometry).

Propaedeutic Biochemistry II (40 hours) includes 35 hours of theoretical aspects teaching plus 5 hours of practical laboratory exercises in small groups.

Physics is divided in 15 hours of theoretical aspects teaching plus 3 hours of exercises.

During the theoretical lessons some self-assessment tests are given to the students to verify the learning of the concepts acquired up to that moment. During small group exercises, simple problems are proposed that can be solved practically with the aid of molecular models, forms or through the use of laboratory methods and specific instrumentation (spectrophotometer, automatic pipettes, pH meters, etc.).

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Propedeutica biochimica e fisica

L’esame del Corso Integrato consiste in una prova scritta riguardante gli argomenti del MD Fisica e del MD Propedeutica Biochimica I seguita da una prova orale sugli argomenti del MD Propedeutica Biochimica II. Alla prova orale di Propedeutica Biochimica II si accede previo superamento della prova scritta all’interno della stessa sessione. Nel caso di non superamento di una delle prove lo/a studente/essa dovrà risostenere l’intero esame in un appello successivo. Più nel dettaglio:

MD Propedeutica Biochimica I

Le conoscenze acquisite sono verificate mediante una prova scritta contenente 10 tra domande a risposta chiusa ed esercizi di stechiometria semplici. Le domande a risposta chiusa includono domande a scelta multipla con una o più alternative corrette, domande a completamento, domande vero/falso e domande tipo corrispondenza. Ad ogni domanda/esercizio è assegnato un punteggio legato al grado di difficoltà. Il punteggio totale, fino a un massimo di 30 punti, è ottenuto sommando il punteggio ottenuto in ogni domanda/esercizio.

MD Fisica

Le conoscenze concernenti il MD Fisica sono accertate mediante una prova scritta a risposte multiple nella quale si dovrà dimostrare di aver acquisito la capacità operativa di risolvere semplici problemi di fisica concernenti gli argomenti svolti a lezione.

MD Propedeutica Biochimica II

I risultati dell'apprendimento dei principali concetti di chimica organica e delle molecole di interesse biologico vengono valutati mediante colloquio orale sugli argomenti specificati nel programma e svolti a lezione.

 

N.B. Il CI ha un totale di 10 CFU e il punteggio finale si ottiene calcolando la media ponderata su 6 crediti della prova scritta (riguardante 3 crediti degli argomenti del MD Fisica e 3 crediti degli argomenti del MD Propedeutica Biochimica I) e  su 4 crediti della prova orale riguardante gli argomenti del MD Propedeutica Biochimica II. Per ciascuna prova il punteggio minimo per il superamento dev’essere pari a 18/30.

 

 

Propaedeutic biochemistry and physics

Assessment of the Integrated Course consists in a written and in an oral test. The written test concerns topics of Propaedeutic Biochemistry I and Physics whereas the oral examination concerns topics of Propaedeutic Biochemistry II. The written and the oral tests have to be attended in the same session and the oral test can be accessed after passing the written test within the same session. In the event of not passing the test of one of the three MDs, the student must take the entire exam in a subsequent appeal. More in detail:

 

MD Propaedeutic Biochemistry I

The acquired knowledge is verified through a written test containing 2 stoichiometry exercises and 8 multiple choice theory questions (from 3 to 5 choice options, which include only one correct answer, at least one partially correct answer and at least one incorrect answer). The theory questions will be associated with a score of 3 in case of correct answer, 1.5 in case of partially correct answer and 0 in case of wrong answer or no answer. The exercises will be assigned 3 or 0 points for correct and incorrect answers, respectively.

MD Propaedeutic Biochemistry II

The learning outcomes of the major concepts of organic chemistry and biological molecules are evaluated by discussion on the topics specified in the program and during the lessons.

MD Physics

The exam includes a series of written exercises with multiple choices to test if the student assimilates the physical concepts taught during the course.

N.B. The CI has a total of 10 CFU and the final score is obtained by calculating the weighted average on 6 credits of the written test (concerning 3 credits of the topics of the MD Physics and 3 credits of the topics of the MD Propedeutica Biochimica I) and on 4 credits of the oral test concerning the topics of the MD Propedeutica Biochimica II. For each test, the minimum score for passing must be 18/30.

 

Oggetto:

Attività di supporto

Ripassi pre esame e chiarimenti/approfondimenti sugli argomenti dei moduli su richiesta, previo appuntamento via mail (singoli o piccoli gruppi).

Clarification / further information on the topics of the course at the request of the students by appointment via e-mail (individual or small groups).

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Chimica Medica e propedeutica Biochimica
Anno pubblicazione:  
2017
Editore:  
Zanichelli
Autore:  
Tiziana Bellini
ISBN  
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Altri testi di possibile consultazione:

Propedeutica Biochimica I

- Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. - Chimica- Piccin

- Michelin Lausarot P., Vaglio G.A.- Stechiometria per la chimica generale- Piccin

Propedeutica Biochimica II

- Bruno Botta (curatore) - Chimica organica essenziale - edi-ermes

- D.Butera, M. Lauricella - La chimica organica e le macromolecole biologiche - Piccin

- D.Klein - Fondamenti di Chimica Organica - Pearson

- W.H. Brown., T. Poon - Introduzione alla Chimica Organica- V Ed. - EdiSES

- K.J. Denniston-J.J. Topping-R.L. Caret- Chimica generale, Chimica organica, Propedeutica biochimica- McGraw-Hill

Fisica

- Ezio Ragozzino- Elementi di Fisica-EdiSES.

Per approfondimenti

- J. Jewett, R.  Serway- Principi di Fisica-EdiSES.

Teaching resources presented during the course, necessarily integrated with a textbook e.g.:

Propedeutica Biochimica I

- Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. - Chimica- Piccin

- Michelin Lausarot P., Vaglio G.A.- Stechiometria per la chimica generale- Piccin

Propedeutica Biochimica II

- Bruno Botta (curatore) - Chimica organica essenziale - edi-ermes

- D.Butera, M. Lauricella - La chimica organica e le macromolecole biologiche - Piccin

- D.Klein - Fondamenti di Chimica Organica - Pearson

- W.H. Brown., T. Poon - Introduzione alla Chimica Organica- V Ed. - EdiSES

- K.J. Denniston-J.J. Topping-R.L. Caret- Chimica generale, Chimica organica, Propedeutica biochimica- McGraw-Hill

Fisica

- Ezio Ragozzino- Elementi di Fisica-EdiSES.

Additional readings

- J. Jewett, R.  Serway- Principi di Fisica-EdiSES.



Oggetto:

Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso.  Non sono richieste propedeuticità.

The methods of carrying out the teaching activity may undergo variations based on the limitations imposed by the current health crisis.  No prerequisites.

 

Oggetto:

Moduli didattici

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 28/10/2022 16:36
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