CHIMICA BIOLOGICA

L’insegnamento ricade tra le attività formative di base del corso di laurea in Chimica e Tecnologie Sostenibili, e ha lo scopo di fornire agli/alle studenti/studentesse i fondamenti della chimica biologica.
Obiettivi formativi dell’insegnamento sono: i) acquisire la conoscenza e la comprensione dei principali concetti di chimica e fisica applicati alle discipline biologiche; ii) comprendere e analizzare in modo critico la struttura e funzione delle principali macromolecole biologiche; iii) favorire e stimolare l’utilizzo di un ragionamento logico e deduttivo necessario per affrontare e risolvere in modo quantitativo semplici problemi di chimica biologica, sia da soli sia in piccoli gruppi di lavoro; iv) sviluppare la capacità di esporre concetti scientifici in maniera formale e utilizzando un linguaggio appropriato.

1. Conoscenza e comprensione
i) Conoscere le proprietà chimico-fisiche e comprendere la relazione tra struttura e reattività delle principali macromolecole biologiche;
ii) Saper effettuare connessioni logiche tra i diversi argomenti del corso.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) Saper impiegare i concetti appresi per comprendere e interpretare in modo logico le proprietà chimico-fisiche delle principali macromolecole biologiche;
ii) Saper utilizzare le conoscenze apprese per risolvere problemi teorici in maniera logica e deduttiva.

3. Capacità di giudizio
i) Utilizzare le conoscenze acquisite per effettuare un’analisi critica delle proprietà chimico-fisiche delle principali macromolecole biologiche;
ii) Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato e saper formulare e argomentare semplici ipotesi alternative.

4. Abilità comunicative
i) Saper comunicare le conoscenze apprese utilizzando una terminologia appropriata;
ii) Saper interagire con il docente e con i compagni in modo rispettoso e costruttivo, in particolare durante le esercitazioni di gruppo in aula.

5. Capacità di apprendimento
i) Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni secondo la loro importanza e priorità;
ii) Saper affrontare in modo indipendente semplici problemi di chimica biologica.

Le tematiche affrontate durante il corso presuppongono una buona conoscenza della fisica, della chimica generale e organica, possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato l’esame di tali insegnamenti.

i) Fondamenti di chimica biologica
Proprietà degli elementi essenziali per gli organismi viventi. Proprietà dei principali gruppi funzionali presenti nelle biomolecole. Interazioni deboli nei sistemi acquosi. Principi di bioenergetica e termodinamica. Proprietà e meccanismi delle reazioni biochimiche più comuni. La cellula procariotica ed eucariotica, e la loro evoluzione. Descrizione storica delle principali scoperte biochimiche.

ii) Carboidrati
Proprietà chimico-fisiche dei monosaccaridi (classificazione e stereoisomeria), disaccaridi, polisaccaridi di struttura e di riserva, glicosaminoglicani, glicoproteine e loro funzioni nei sistemi biologici. Descrizione di alcuni metodi chimici ed enzimatici per la modificazione selettiva di carboidrati.

iii) Nucleotidi e acidi nucleici
Proprietà chimico-fisiche dei nucleotidi. Struttura degli acidi nucleici DNA e RNA e loro funzioni nei sistemi biologici. Nucleotidi come risorsa e trasportatori di energia, componenti di cofattori enzimatici e messaggeri chimici. Descrizione di alcuni metodi chimici ed enzimatici per la modificazione selettiva di nucleotidi e acidi nucleici.

iv) Amminoacidi e proteine
Proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi. Proprietà e struttura del legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Descrizione dei principali metodi di purificazione e caratterizzazione funzionale e strutturale delle proteine. Proprietà dell’interazione recettore-ligando. Funzione e meccanismo d’azione di alcune proteine: mioglobina, emoglobina e immunoglobuline. Descrizione di alcuni metodi chimici ed enzimatici per la modificazione selettiva di amminoacidi e proteine.

v) Enzimi e cinetica enzimatica
Proprietà generali degli enzimi e classificazione. Energia di attivazione e coordinata di reazione. Parametri cinetici degli enzimi, loro definizioni e derivazione: equazioni di Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk. Meccanismi d’inibizione enzimatica. Regolazione allosterica. Funzione e meccanismo molecolare di alcuni enzimi: chimotripsina, lisozima, transpeptidasi e β-lattamasi.

vi) Lipidi
Proprietà chimico-fisiche e funzione degli acidi grassi saturi e insaturi, triacilgliceroli, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, steroli, eicosanoidi, steroidi e vitamine. Descrizione di alcuni metodi chimici ed enzimatici per la modificazione selettiva di lipidi e liposomi.

vii) Membrane biologiche e trasporto
Composizione, architettura, proprietà e dinamicità delle membrane biologiche. Descrizione di alcune proteine di membrana e trasporto attivo o passivo di soluti attraverso la membrana.

Come supporto allo studio, ogni testo universitario contenente le nozioni di base della chimica biologica è accettabile. Si suggerisce tuttavia il seguente testo:
- D.L. Nelson, M.M. Cox: I principi di biochimica di Lehninger, VII ed., Zanichelli.
Come lettura integrativa si consigliano i seguenti testi:
- D. Van Vranken, G. Weiss: Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology, Garland Science – Taylor & Francis Group;
- G.T. Hermanson: Bioconjugate Techniques, III ed., Academic Press – Elsevier (liberamente e legalmente disponibile in formato elettronico, in rete di ateneo, al seguente sito internet: https://www.sciencedirect.com/book/9780123822390/bioconjugate-techniques ).

La verifica dell’apprendimento avviene per mezzo di una prova scritta della durata di due ore. L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare e valutare: i) il livello di conoscenza dei temi affrontati a lezione, ii) la capacità di ragionamento critico e iii) l’abilità di compiere collegamenti tra i vari contenuti del corso.
Saranno oggetto di valutazione il grado di accuratezza delle risposte e la proprietà del linguaggio scientifico utilizzato. La partecipazione costante e attiva alle lezioni saranno considerati elementi positivi di valutazione.

Nello specifico la prova scritta consiste di:
- otto domande aperte riguardanti tutte le parti del programma riportato nella sezione “Contenuti”: gli/le studenti/studentesse devono in tal modo dimostrare sia l’apprendimento degli argomenti svolti a lezione sia la capacità di esporli in maniera formale e concisa utilizzando un linguaggio scientifico appropriato;
- quattro esercizi relativi a tutte le parti del programma riportato nella sezione “Contenuti”: gli/le studenti/studentesse devono in tal modo dimostrare di riuscire a risolvere correttamente il problema sottoposto, riportando per iscritto le unità di misura e tutti i passaggi in maniera formale. Tale prova mira a verificare che gli/le studenti/studentesse abbiano acquisito i concetti affrontati durante le lezioni e li sappiano applicare con coerenza e consistenza allo scopo di risolvere dei problemi scientifici.

Durante la prova scritta è consentito l’utilizzo della sola calcolatrice scientifica. Non sono ammessi l’utilizzo di appunti, libri di testo, supporti elettronici e altro, pena l’esclusione dalla prova.

La valutazione è espressa in trentesimi. Gli appelli avverranno all’interno delle date stabilite dal calendario accademico.

L’insegnamento è organizzato in lezioni teoriche frontali, comprensive di esercitazioni con risoluzioni di problemi in aula. Le lezioni si svolgono mediante l’utilizzo combinato della lavagna tradizionale e delle diapositive su PowerPoint.
Il materiale didattico è presente e scaricabile dalla piattaforma e-learning Moodle di Ateneo.

Italiano

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile