Per la chimica generale ed organica:
M. Stefani & N. Taddei, "Chimica, Biochimica e biologia applicata", Ed. Zanichelli, terza edizione
Per la biochimica:
D.L. Nelson e M.M. Cox “Introduzione alla Biochimica di Lehninger” Ed. Zanichelli
Obiettivi Formativi
Lo studente al termine del corso deve possedere le conoscenze necessarie a gestire il rischio chimico e biologico nell'ambito dell'attività professionale, nei processi produttivi, nell'ambiente e nei luoghi di lavoro.
Prerequisiti
nessuno
Metodi Didattici
lezioni frontali ed una sola esperienza di laboraotrio
Modalità di verifica apprendimento
Verifica finale scritta, una per chimica (sia generale che organica) ed una per biochimica
Programma del corso
Programma di chimica generale:
- Struttura dell’atomo, neutroni, protoni ed elettroni
- Numero atomico e numero di massa
- Isotopi
- Peso atomico
- orbitali: denominazione, forma ed energia
- Regole dell’Aufbau per il riempimento degli orbitali
- Esempi di riempimento di orbitali per alcuni atomi
- Sistema periodico degli elementi
- Mole
- Energia di ionizzazione e affinità elettronica
- Elettronegatività
- Legame ionico
- Legame covalente come sovrapposizione di orbitali atomici
- Legami covalenti sigma e pi greco
- Esempi di molecole biatomiche e multiatomiche
- Geometria delle molecole. Principio della repulsione delle coppie elettroniche
- Formule molecolari (o brute) e formule di struttura
- Regole per la scrittura di formule di struttura
- Esempi di formule di struttura
- Peso molecolare e peso formula
- Forze di Van der Waals.
- Legame a idrogeno.
- I tre stati di aggregazione della materia: solido, liquido e gassoso.
- equazione di stato dei ga ideali e relativi esercizi
- Definizione di soluzione, solvente e soluto.
- Esempi di soluzioni.
- Solubilità, solvatazione, soluzioni sature e insature.
- Concentrazioni delle soluzioni. Molarità, molalità, frazione molare e percentuale.
- Pressione osmotica di una soluzione
- Equazione chimica. Reagenti, prodotti e coefficienti stechiometrici.
- Sistema aperto, chiuso e isolato.
- Prima legge della termodinamica. Energia interna, calore e lavoro.
- Definizione di entalpia e suo significato.
- Reazioni esotermiche ed endotermiche.
- Seconda legge della termodinamica. Entropia e disordine
- Energia libera di Gibbs e spontaneità di una reazione
- Variazioni di entalpia, entropia ed energia libera in condizioni standard
- Cinetica chimica. Reazioni reversibili e irreversibili.
- Legge cinetica e costante di velocità. Equazione di Arrhenius
- Fattori che influenzano la velocità di una reazione: energia cinetica e orientamento delle molecole.
- Energia di attivazione e complesso attivato. Diagramma della reazione.
- Criteri termodinamici e cinetici per stabilire se una reazione può avvenire.
- Azione della temperatura e dei catalizzatori per aumentare la velocità di reazione.
- Equilibrio chimico. Velocità di reazione diretta e inversa.
- Legge di azione di massa. Costante di equilibrio.
- Costante di equilibrio in un sistema eterogeneo.
- Reazioni reversibili e irreversibili.
- Relazione tra costante di equilibrio e ∆G°.
- Definizione di numero di ossidazione
- Reazioni di ossido-riduzione (redox). Ossidanti e riducenti.
- Bilanciamento di reazioni non redox.
- Bilanciamento di reazioni redox.
- Potenziale di elettrodo standard
- Definizione di acido e base
- Reazioni acido-acqua e base-acqua.
- Acidi poliprotici e basi poliacide. Sostanze anfotere. Sali
- Prodotto ionico dell’acqua. Concentrazione di ioni idrogeno e idrossido.
- pH e pOH. Soluzioni neutre, acide e basiche.
- Costanti di dissociazione acida e basica.
- Acidi e basi deboli e forti.
- Soluzioni tampone: composizione e utilità.
- Rischio chimico in laboratorio
- nuova e vecchia etichettatura CLP
- Frasi dei Pericolo (H) e le Frasi di Prudenza (P)
- Composti chimici con alto rischio chimico
- principali formule di chimica per elementare preparazione di soluzioni di laboratorio
- preparazione di soluzioni di laboratorio (esperienza in laboratorio)
Programma di chimica organica:
- gruppi funzionali
- nomenclatura
- proprietà e principali reazioni
- Idrocarburi saturi e insaturi e alifatici e aromatici
- Composti aliciclici
- Isomeria strutturale
- Stereoisomeria
- Alcoli
- Fenoli
- Aldeidi e chetoni
- Ammine
- Acidi carbossilici e loro derivati
Programma di biochimica:
Struttura e funzione delle biomolecole:
- Monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.
- Saccarosio, lattosio, maltosio, amido, glicogeno e cellulosa
- Lipidi. Acidi grassi, triacilgliceridi, fosfogliceridi. Colesterolo e suoi derivati
- Amminoacidi delle proteine, classificazione dei 20 aminoacidi delle proteine.
- Legame peptidico. Le proteine, importanza biologica.
- Struttura delle proteine, proteine coniugate, lipoproteine, glicoproteine e glicosamminoglicani.
- Emoglobina e mioglobina: struttura e funzione, regolazione da parte di fattori esterni: pH, 2,3 fosfoglicerato, curve di saturazione
Fondamenti di enzimologia:
- Gli enzimi: importanza biologica fattori che ne influenzano l'attività (pH, temperatura, concentrazione del substrato, equazione di Mechaelis e Menten. Catalisi enzimatica.
- Coenzimi. Vitamine idrosolubili e liposolubili.
- Allosterismo: Regolazione attività enzimatica.
- Inibizione degli enzimi. Cenni su importanza medica e farmacologica degli enzimi
Metabolismo:
- forme di energia utilizzate dagli esseri viventi
- principi generali del metabolismo
- metabolismo degli zuccheri: glicolisi e fermentazioni. Via del pentoso-fosfato. Gluconeogensi. Metabolismo del glicogeno.
- Metabolismo dei lipidi: trasporto nel mitocondrio sintesi e demolizione acidi grassi (Beta ossidazione, ACP). Sintesi ed utilizzazione dei corpi chetonici. Cenni sulla biosintesi del colesterolo.
- Metabolismo degli amminoacidi. Deamininazioni e transaminazioni. Carbamilfosfato, Ureogenesi (ciclo dell'urea). Cenni sul metabolismo basi azotate (produzione acido urico).
- Metabolismo terminale: ciclo degli acidi tricarbossilici, catena respiratoria e fosforilazione ossidativa.
Ormoni e controllo del metabolismo:
- controllo del metabolismo. Fondamentali della trasduzione del segnale: vie di segnalazioni cellulare: ormoni e fattori di crescita, classificazione degli ormoni.