Codice insegnamento

4S000166

Crediti

4

Coordinatore

Elisabetta Trabetti

Lingua di erogazione

Italiano

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base di biochimica, biologia cellulare e genetica umana, necessarie per l'apprendimento degli argomenti più avanzati che verranno trattati negli anni successivi del corso triennale. L'insegnamento prevede di fornire: - conoscenze di base di chimica generale e organica propedeutiche alla biochimica - conoscenze sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche e regolazione metabolica a livello molecolare - conoscenze sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e le trasformazioni energetiche ad essi connesse - conoscenze sulle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari degli organismi viventi, in una visione evoluzionistica - conoscenza dei concetti fondamentali della genetica e della trasmissione dei caratteri ereditari nell'uomo Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le nozioni utili per una analisi critica dei processi biochimici vitali in modo da conseguire autonomia di valutazione critica e globale dei processi stessi. Inoltre dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze di base dei meccanismi che regolano le interazioni intra- e intercellulari, fra organismi e ambiente, che regolano la riproduzione cellulare e che sono alla base delle mutazioni. Dovrà inoltre dimostrare di aver acquisito le conoscenze sui meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari con particolare riferimento ai caratteri patologici nell'uomo. Lo studente dovrà inoltre dimostrare di aver acquisito la capacità di esporre le proprie argomentazioni in maniera critica, precisa e con linguaggio scientifico appropriato.

MODULO BIOCHIMICA Obiettivi formativi: Il Corso si propone di fornire: -Conoscenze di base di chimica generale e organica propedeutiche alla biochimica. -Conoscenze sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche e sulla regolazione metabolica a livello molecolare. -Conoscenze sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e le trasformazioni energetiche ad essi connesse. Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovranno dimostrare di aver acquisito terminologie e nozioni utili per un’analisi critica dei processi biochimici vitali in modo da conseguire autonomia di valutazione critica e globale dei processi stessi.

MODULO BIOLOGIA APPLICATA Obiettivi formativi: Il corso si propone di: - fornire le conoscenze di base sulle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari degli organismi viventi, in una visione evoluzionistica - descrivere i concetti fondamentali della genetica e della trasmissione dei caratteri ereditari nell'uomo, con esempi specifici di malattie genetiche. L'insegnamento mira quindi a far acquisire allo studente le conoscenze di base della biologia umana, in particolare dei meccanismi che regolano le interazioni intra- e intercellulari, fra organismi e ambiente, che regolano la riproduzione cellulare e che sono alla base delle mutazioni. Lo studente dovrà inoltre dimostrare di aver acquisito le conoscenze sui meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari con particolare riferimento ai caratteri patologici nell'uomo. Lo studente dovrà inoltre dimostrare di aver acquisito la capacità di esporre le proprie argomentazioni in maniera critica, precisa e con linguaggio scientifico appropriato.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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ELEMENTI DI CHIMICA (in parte nei saperi minimi) 1. La struttura dell’atomo e le proprietà periodiche degli elementi: composizione della materia; atomo e particelle subatomiche; teoria atomica; numeri quantici e orbitali; configurazione elettronica; tavola periodica e reattività chimica degli elementi; affinità elettronica, elettronegatività. 2. Il legame chimico: molecole e ioni; legame ionico; legame covalente; forze intermolecolari; legame a idrogeno. 3. Soluzioni e reazioni acido-base: concentrazione delle soluzioni, teoria acido-base secondo Arrhenius e Brőnsted-Lowry; idracidi, idrossidi, ossiacidi; reazioni acido-base; il pH e le soluzioni tampone. 4. Elementi di chimica organica e propedeutica biochimica: proprietà dell’atomo di carbonio, orbitali ibridi, classificazione dei composti organici: i gruppi funzionali; idrocarburi; alcoli; eteri; tioli; ammine; aldeidi e chetoni; acidi carbossilici; esteri e anidridi. BIOCHIMICA 1. Elementi costitutivi della materia vivente: la struttura polimerica delle macromolecole biologiche. 2. Struttura e funzione delle proteine: classificazione degli aminoacidi; potere tamponante; legame peptidico; i livelli strutturali delle proteine; proteine fibrose; proteine globulari; emoglobina e mioglobina: struttura, funzione, fattori che influenzano il legame dell’ossigeno, varianti dell’emoglobina; enzimi: classificazione, ruolo nelle reazioni chimiche, regolazione dell’attività enzimatica. 3. Vitamine idrosolubili, e liposolubili, co-enzimi. 4. Concetti di bioenergetica: il metabolismo; trasformazioni chimiche nella cellula; spontaneità delle reazioni metaboliche; l’ATP come “moneta di scambio energetico”; ossido-riduzioni di interesse biologico. 5. Struttura e metabolismo dei carboidrati: monosaccaridi e disaccaridi, polisaccaridi, glicoconiugati; glicolisi e sua regolazione; gluconeogenesi; cenni sulla via del pentoso fosfato; e glicogeno-sintesi. 6. Il ciclo dell’acido citrico e la fosforilazione ossidativa nei mitocondri; sintesi dell’acetil-CoA; ciclo dell’acido citrico e sua regolazione; catena respiratoria e trasporto degli elettroni; sintesi di ATP. 7. Struttura e metabolismo dei lipidi: lipidi strutturali e membrane biologiche; il colesterolo; i lipidi di riserva; digestione dei lipidi e β-ossidazione degli acidi grassi; chetogenesi; cenni sulla biosintesi degli acidi grassi. 8. Metabolismo degli amminoacidi: cenni su amminoacidi gluco- e cheto-genici, transamminazione, deamminazione ossidativa, ciclo dell’urea. La modalità didattica utilizzata in questo insegnamento è esclusivamente di tipo frontale.
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MM: BIOLOGIA APPLICATA
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• Caratteristiche degli esseri viventi • Concetti base sulle macromolecole: carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine • Cellula procariota ed eucariota: organizzazione e funzione della cellula, membrane e compartimentazione interna; organelli, caratteristiche e funzioni: nucleo, ribosomi, RER, REL, Golgi, lisosomi, perossisomi, citoscheletro; parete extracellulare e matrice extracellulare, mitocondri e cloroplasti; citoscheletro; teoria endosimbiontica • Le membrane biologiche: struttura e modelli proposti; il passaggio di materiali attraverso le membrane: passivo, attivo, endocitosi ed esocitosi; le giunzioni cellulari • La comunicazione cellulare: endocrina, paracrina, iuxtacrina ed autocrina; ricezione e trasduzione del segnale • I cromosomi, il ciclo cellulare e la divisione cellulare: DNA e proteine, nucleosomi, eterocromatina, eucromatina, cromosoma condensato. Le fasi del ciclo cellulare. Mitosi, riproduzione sessuata e meiosi • Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà: caratteristiche e replicazione del DNA • Espressione genica: trascrizione, codice genetico e traduzione • Le mutazioni del DNA: i diversi tipi di mutazione e le diverse cause di mutazione; mutazioni somatiche e cancro • I principi dell’ereditarietà, da Mendel alla genetica moderna: definizione di fenotipo, genotipo, locus, gene, allele dominante e recessivo, omozigote ed eterozigote. Segregazione e assortimento indipendente. Indipendenza e associazione. Crossing-over e ricombinazione. Determinazione genetica del sesso • Diversi tipi di ereditarietà: autosomica dominante, autosomica recessiva, legata al sesso dominante e recessiva. Analisi del cariotipo umano normale e patologico. Anomalie cromosomiche numeriche e strutturali. Esempi di alberi genealogici e di malattie con trasmissione AR, AD, legate all’X. MODALITA' DIDATTICA La frequenza al corso è obbligatoria. Le modalità didattiche adottate per l'insegnamento consistono in lezioni frontali. Oltre ai testi consigliati, vengono proposte integrazioni di approfondimento sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento. Durante tutto l'anno accademico è disponibile il servizio di ricevimento individuale, in orario flessibile, previo appuntamento richiesto per email.

Si invitano gli studenti a scegliere un libro di Biochimica e di Biologia tra quelli indicati nelle schede dei singoli moduli.

Bibliografia

Modalità d'esame

Obiettivo dell'esame di Scienze biologiche e biochimiche: accertare una avanzata comprensione dei contenuti in programma dell'intero insegnamento e la capacità di esporre le proprie argomentazioni in maniera critica, precisa e con linguaggio scientifico appropriato.

Sono previsti 6 appelli: 2 nella Sessione Invernale alla fine del corso, 2 nella Sessione Estiva e 2 nella sessione Autunnale.
Gli studenti possono iscriversi all'esame se hanno frequentato almeno il 75% dell’attività didattica frontale dell'intero insegnamento. L' esame riguarderà entrambi i moduli dell'insegnamento e consiste in quiz a scelta multipla e domande aperte. Si rimanda alle schede dei singoli moduli per ulteriori informazioni.

Il voto viene espresso in trentesimi. L'esame si ritiene superato se lo studente riceve valutazione positiva(≥ 18/30) per entrambi i moduli. La valutazione finale si basa sulla media ponderata degli esiti dei singoli moduli. Lo studente può ritirarsi o rifiutare il voto proposto.
Gli studenti che non superano tutti e due i moduli dell'esame nello stesso appello dovranno sostenere solo il modulo mancante/insufficiente in uno degli appelli successivi, purché all'interno dello stesso Anno Accademico, ovvero entro la sessione autunnale. Dalla sessione invernale successiva sarà necessario ripetere entrambi i moduli.