Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

Propedeutica biochimica e fisica

Oggetto:

Propaedeutic biochemistry and physics

Oggetto:

Anno accademico 2016/2017

Codice dell'attività didattica
VET0003
Docenti
Dott. Silvia MIOLETTI (Responsabile)
Dott. Francesco Massaro (Affidatario)
Dott. Claudio Garino (A contratto)
Anno
1° anno
Tipologia
Corso integrato
Crediti/Valenza
10
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligo frequenza 80% delle ore esercitative
Tipologia d'esame
Scritto con orale a seguire
Prerequisiti
lo studente deve possedere conoscenze sulla classificazione della materia: elementi, composti, sistemi omogenei ed eterogenei, componenti dell’atomo, tavola periodica, masse atomiche, moli e massa molare,molecole e composti, nomenclatura chimica, composizione percentuale. Classificazione e nomenclatura dei composti organici in base alla struttura molecolare e ai gruppi funzionali. Concetto di isomeria. Formula minima, molecolare, di struttura, contratta. Scissione omolitica ed eterolitica. Reagenti elettrofilie nucleofili. Sono prerequisiti indispensabili i concetti di matematica elementare, la conoscenza delle principali unità di misura del Sistema Internazionale e la conversione da multipli a sottomultipli e la capacità di impostare semplici esercizi numerici.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti le competenze chimiche di base affinché acquistino familiarità con la terminologia chimica, la formazione dei legami, gli equilibri in soluzione, le nozioni basilari riguardanti la chimica dei composti del carbonio, con particolare riferimento alla struttura, nomenclatura e reattività dei principali gruppi funzionali, nonchè le caratteristiche strutturali delle più importanti molecole organiche di interesse biologico, allo scopo di poter correttamente interpretare i processi biologici e i fenomeni naturali. Il modulo di Fisica si propone di fornire allo studente 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.

Provide students with the basic chemical skills to develop a firm understanding of chemical terminology, chemical bond formation, solution equilibrium, basic notions concerning the chemistry of carbon compounds, with particular attention to the structure, nomenclature and reactivity of the main functional groups, as well as to the structural characteristics of the most important organic molecules of biological interest, with the aim of being able to correctly interpret the biological processes and natural phenomena. 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

Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze necessarie a comprendere la struttura degli atomi, leggere la tavola periodica e prevedere le proprietà chimiche e fisiche degli elementi, interpretare e scrivere le formule di composti ionici e molecolari, comprendere la natura dei composti, la loro formazione, composizione e nomenclatura, bilanciare le reazioni chimiche e utilizzarle nei calcoli stechiometrici (reazioni di equilibrio, ossido riduzioni, acido-base), comprendere la natura delle diverse forme della materia, le proprietà delle soluzioni acquose, e le teorie che descrivono il comportamento di acidi e basi, comprendere la natura e le caratteristiche dello stato di equilibrio. Inoltre sarà in grado di riconoscere i diversi gruppi funzionali dei composti organici e la formula di semplici molecole in cui sono presenti, descrivere le principali reazioni, gestire i concetti fondamentali della stereochimica, aiutato nelle esercitazioni pratiche dall’utilizzo di modellini molecolari. Lo studente conoscerà le caratteristiche e le proprietà chimiche dei composti organici di interesse biologico (glicidi, lipidi, proteine, nucleotidi), comprendendone la relazione con altre discipline. Durante le esercitazioni pratiche, svolte a piccoli gruppi in laboratorio, lo studente avrà acquisito manualità, coordinamento e consapevolezza nelle varie operazioni e preso confidenza con i principali strumenti di un laboratorio chimico (es. pipette graduate automatiche e manuali, agitatori magnetici, bilance analitiche e tecniche, spettrofotometri) e, mediante collaborazione diretta con i compagni e il docente, sarà in grado di risolvere semplici esercizi di "problem solving" su tracce fornite dal docente. Infine, lo studente avrà acquisito le conoscenze basilari dei principi della fisica necessari a comprendere il funzionamento degli organismi viventi, capacità di ragionamento logico e proprietà di linguaggio.

Upon completion of this course, the student will be able to: understand the structure of atoms, apply the periodic laws to predict chemical and physical properties of the elements, comprehend the nature of compounds, their formation, composition, and nomenclature, comprehend chemical equations, apply stoichiometric calculations to a variety of different chemical reactions (equilibrium, oxidation-reduction, acid-base), understand the nature and variety of forms of matter, understand the properties of aqueous solutions systems and the theories describing the behaviour of acids and bases in aqueous systems, understand and apply the principles of chemical equilibrium. Moreover the student will be able to: identify different functional groups of organic compounds and molecules of simple formula in which they are present, describe the main organic reactions, understand basic concepts of stereochemistry, helped in practical work with the use of molecular models. The student will have clear the chemical properties of organic compounds of biological interest (carbohydrates, lipids, proteins, nucleotides) and their relationship with other disciplines. During the practical lab activities, conducted in small groups, the student will have acquired dexterity, coordination and awareness in various operations and will be familiar with the main tools of a chemical laboratory (e.g. manual and automatic graduated pipettes, magnetic stirrers, analytical and technical scales, spectrophotometers) and through direct collaboration with classmates and the teacher, will be able to solve simple exercises. The student will demonstrate capacity of logical reasoning and language properties. The student will also acquire the basic knowledge of the principles of physics necessary for understanding the functioning of living organisms.

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.

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.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

MD Propedeutica Biochimica I

Le conoscenze acquisite sono verificate mediante una prova scritta basata su 7 quesiti (bilanciamento di reazioni, disegno di formule di struttura, esercizi di stechiometria, domande a risposta aperta), seguita da un colloquio orale volto ad accertare la padronanza dei principali concetti di chimica inorganica. Per poter accedere alla prova orale occorre totalizzare almeno 18 punti nella prova scritta. Nella prova orale si hanno a disposizione altri 12 punti per un punteggio finale tra prova scritta e prova orale fino a 30 punti.

MD Propedeutica Biochimica II

Prerequisito: superamento del MD Propedeutica Biochimica I.

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. Per il colloquio orale si hanno a disposizione fino 30 punti.

MD Fisica

Le conoscenze relative al modulo di Fisica vengono accertate mediante una prova scritta a risposte multiple nella quale lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito la capacità operativa di risolvere semplici problemi di fisica concernenti gli argomenti svolti a lezione. Per la prova scritta si hanno a disposizione fino a 30 punti.

N.B. il punteggio finale del corso integrato si ottiene calcolando la media ponderata sui 3 crediti di Fisica, 3 crediti di Propedeutica Biochimica I e  4 crediti di Propedeutica Biochimica II.

MD Propaedeutic Biochemistry I

The exam is based on a written test composed by 7 questions (reaction balancing, drawing structural formulae, stoichiometry problems and open-ended questions), followed by an oral examination to verify the knowledge of the main inorganic chemistry concepts. To access the oral exam, a minimum of 18 points must be scored in the written test. The oral test provides other 12 points for a final score up to 30 points.

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. For the interview students have up to 30 points.

MD Physics

The exam includes a series of 10 written exercises with multiple choices to test if the student assimilates the physical concepts taught during the course. The maximum grade available for the exam is 30. The student can also request to perform the oral exam to increase the grade obtained with the written exercise.

N.B. The final score of the course is obtained by calculating the weighted average of the 3 credits of Physics, 3 credits of Propaedeutic Biochemistry I and 4 credits of Propaedeutic Biochemistry II.

Oggetto:

Attività di supporto

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

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

Oggetto:

Programma

MD Propedeutica biochimica I

Natura atomica della materia. Elementi di struttura dell’atomo. Funzione d’onda e densità di probabilità. Orbitali atomici e numeri quantici. Atomi polielettronici e proprietà periodiche degli elementi. 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.

MD Propedeutica biochimica II

Studio di alcani e cicloalcani, alcheni, alchini. Polieni. Isomeria conformazionale e geometrica. Benzene e composti aromatici. Eterocicli. Principali reazioni degli idrocarburi: reazioni di combustione e di sostituzione radicalica, formazione degli alogenuri alchilici, reazioni di sostituzione e di addizione elettrofila e nucleofila. Alcoli, fenoli, tioli, eteri ed epossidi. Stereoisomeria. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici e derivati: esteri, anidridi, ammidi. Ammine. 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. Peptidi e legame peptidico. Proteine e loro principali funzioni. Organizzazione strutturale delle proteine. Denaturazione delle proteine. Basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Cenni sulla struttura primaria dei polinucleotidi.

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.

Argomenti delle esercitazioni

Esercitazioni sugli aspetti quali–quantitativi delle reazioni chimiche, bilanciamento di reazioni, reazioni redox, resa di reazione, calcoli stechiometrici, nomenclatura. Costruzione di alcune strutture molecolari organiche mediante l’ausilio di modellini molecolari e determinazione dei piani e dei centri di simmetria. Reazioni sul potere riducente dei monosaccaridi.

MD Propaedeutic Biochemistry I

Atomic nature of matter. Basics of atomic structure. Electron wave function and probability density. 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.

MD Propaedeutic Biochemistry II

Systematic chemistry of alkanes, alkenes, alkynes, alcohols, and ethers. Polyenes. Conformational and geometric isomers. Benzene and aromatic compounds. Heterocycles. Main hydrocarbon reactions: combustion and radical substitution, formation of alkyl halides, 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.

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 and fundamentals of electromagnetism with biochemical applications.  

Exercises

Exercises concerning qualitative and quantitative aspects of chemical reactions, chemical equation balancing, redox reactions, reaction yield, stoichiometry, nomenclature. Construction of simple organic structures with molecular models, reactions on the reducing power of monosaccharides.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Materiale didattico presentato durante il corso, necessariamente integrato con un libro di testo, ad esempio:

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

- J. McMurry - Fondamenti di Chimica Organica –IV Ed.  Italiana – Zanichelli

- Harold Hart et al. – Chimica Organica – Zanichelli

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

Altri testi consultabili

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

- Binaglia-Giardina – Chimica e Propedeutica Biochimica- Terza Ed.-McGrawHill

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

Fisica

- Ezio Ragozzino- Elementi di Fisica-EdiSES.

- 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

- J. McMurry - Fondamenti di Chimica Organica –IV Ed.  Italiana – Zanichelli

- Harold Hart et al. – Chimica Organica – Zanichelli

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

Other examples of textbook:

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

- Binaglia-Giardina – Chimica e Propedeutica Biochimica- McGrawHill

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

Fisica

- Ezio Ragozzino- Elementi di Fisica-EdiSES.

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



Oggetto:

Note

Nessuna propedeuticità.

No prerequisites.

Oggetto:

Moduli didattici

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 08/09/2016 14:23
Location: https://www.clmveterinaria.unito.it/robots.html
Non cliccare qui!