- Oggetto:
Chimica ambientale ed elementi di biochimica
- Oggetto:
Environmental chemistry and elements of biochemistry
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- SAF0396
- Docenti
- Ivana Fenoglio (Affidamento interno)
Danilo Correddu (Affidamento interno)
Maura Tomatis (Affidamento interno) - Corso di studio
- [1706L31] SCIENZE E TECNOLOGIE PER LA MONTAGNA
- Anno
- 1° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- A - Di base
- Crediti/Valenza
- 9
- SSD attività didattica
- CHIM/03 - chimica generale e inorganica
- Erogazione
- Convenzionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Notazione esponenziale dei numeri, cifre significative ed arrotondamento, equazioni di primo e secondo grado, logaritmi decimali.
Unità di misura delle grandezze fisiche, prefissi, conversioni metriche.
International units’ system and prefixes; significant figures; scientific notation of numbers; first and second order equations and their graphical representation; decimal logarithms.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
La parte di chimica si propone di introdurre gli studenti e le studentsse al linguaggio e alla metodologia scientifica con particolare riguardo ai fenomeni chimici, id fornire le nozioni necessarie a comprendere le proprietà della materia inorganica e organica, della sua reattività, e di fornire le nozioni necessarie a comprendere le proprietà delle miscele di più sostanze.
La parte di biochimica si propone di fornire i fondamenti della chimica delle biomolecole, con particolare riferimento alle proteine, la catalisi enzimatica e concetti base del metabolismo.
The chemistry teaching unit of the course is aimed at providing students with the basic knowledge of the scientific language and methodology, with a special attention to chemical processes; at providing students with the basic knowledge necessary to understand the properties inorganic and organic substances and their reactivity; at providing students with the basic knowledge necessary to understand the properties of mixtures of substances
The biochemistry teaching unit of the course will provide students with the fundamental concepts of chemistry of biomolecules, with a particular focus on protein chemistry, enzyme catalysis and basic concepts of metabolism.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza dei formalismi chimici e delle nomenclature utilizzate per i composti, conoscenza dei principi alla base delle trasformazioni chimiche, conoscenza della struttura della materia nei suoi diversi stati di aggregazione
Acquisizione dei concetti fondamentali della biochimica da un punto di vista della struttura, delle proprietà chimico-fisiche delle biomolecole e delle sue unità fondamentali.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Saper prevedere della struttura delle stanze organiche e inorganiche, e le loro proprietà. Conoscere e interpretare le strutture molecolari di base, il loro ruolo nei cicli metabolici fondamentali e nella catalisi.
Autonomia di giudizio
Valutazione e interpretazione di dati qualitativi e numerici legati alle reazioni enzimatiche.
Abilità comunicative
Acquisizione e utilizzo in maniera appropriata del linguaggio chimico e biochimico. Capacità di descrivere le proprietà chimico-fisiche ed i meccanismi coinvolti nei cicli metabolici fondamentali.
Capacità di apprendere
Capacità di valutazione dell'apprendimento autonome; saper valutare l’importanza degli argomenti trattati in relazione anche agli insegnamenti successivi che verranno affrontati durante il corso di studi.
Knowledge and understanding
Knowledge of chemical symbols, chemical nomenclature, and symbolization of reactions, knowledge of principles of chemical transformations, knowledge of the structure of the matter in the different aggregation states
Acquisition of the fundamental concepts of biochemistry from a point of view of the structure, of the chemical-physical properties of biomolecules and of its fundamental units.
Applying knowledge and understanding
The student will be able to predict the structure and the properties of inorganic and organic substances, to recognize and interpret the basic molecular structures, their role in the fundamental metabolic cycles, and catalysis.
Making judgements
Evaluation and interpretation of qualitative and numerical data related to enzymatic reactions.
Communication skills
Acquisition and proper use of chemical and biochemical language. Ability to describe the chemical-physical properties and mechanisms involved in the fundamental metabolic cycles.
Learning skill
Independent learning evaluation skills; being able to assess the importance of the topics covered also in relation to the subsequent topics that will be addressed during the course of study.
- Oggetto:
Programma
L'insegnamento appartiene all’area di apprendimento delle discipline di base
CHIMICA GENERALE
Concetti di base
- Stati di aggregazione della materia, sostanze elementari e composti, miscugli omogenei ed eterogenei, numero atomico, numero di massa, isotopi, massa atomica, molecole: formule, massa molecolare, mole, costante di Avogadro, massa molare, reazioni chimiche: formalismi e bilanciamento.
L’atomo
- Radiazioni elettromagnetiche e particelle subatomiche.
- Teorie atomiche: teoria di Bohr e teoria quanto-meccanica, numeri quantici, orbitali atomici, spin elettronico.
- Struttura degli atomi polielettronici, configurazione elettronica e configurazione elettronica esterna.
Tavola degli elementi e proprietà periodiche.
- Dimensione degli atomi, energia di ionizzazione e affinità elettronica.
Il legame chimico
- Legame ionico.
- Legame covalente, simbologia e strutture di Lewis, regola dell’ottetto, risonanza.
- Legame covalente dativo.
- Elettronegatività, polarità dei legami.
- Geometria e polarità delle molecole.
- Teoria del legame di valenza, teoria dell’ibridazione.
- Il legame metallico e il legame coordinativo
I principali composti inorganici
- Numero di ossidazione.
- Sistematica dei composti inorganici e nomenclatura: ossidi, idruri, acidi, idrossidi, sali.
Le forze intermolecolari
- Interazione dipolo-dipolo.
- Forze e dispersione (London), polarizzabilità delle molecole.
- Il legame a idrogeno
Gli stati di aggregazione della materia
- Stato solido: solidi amorfi e cristallini. Cenni sulle proprietà dei solidi ionici, covalenti, covalenti macromolecolari, metallici.
- Stato liquido: pressione vapore e tensione superficiale.
- Stato gassoso: legge dei gas ideali, miscele di gas e pressioni parziali, gas reali ed equazione di Van der Waals.
- Transizioni di fase e diagrammi di stato.
Le soluzioni
- miscibilità delle sostanze, legame dipolo-dipolo indotto, ione-dipolo.
- Soluzioni, concentrazione delle soluzioni.
- Soluzioni elettrolitiche.
- Proprietà colligative delle soluzioni: tensione di vapore, legge di Raoult, variazione di punti di ebollizione e congelamento, pressione osmotica.
Dispersioni colloidali
Come avvengono le trasformazioni chimiche
- Calore e lavoro, energia interna, entalpia, entropia, energia libera, spontaneità dei fenomeni chimici.
- Equilibrio chimico: quoziente di reazione e costante di equilibrio, spostamento dell’equilibrio (principio di Le Chatelier)
- Velocità delle reazioni chimiche, cenni di teoria delle collisioni, energia di attivazione, catalisi.
Equilibri in soluzione acquosa
- Definizioni di acidi e basi (Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis).
- Acidità/basicità di una soluzione acquosa: scala di pH e metodi per misurare il pH.
- Acidi forti e deboli, Ka e pKa, grado di dissociazione.
- Proprietà acido-base dei sali.
- Soluzioni tampone
- Solubilità e prodotto di solubilità, reazioni di precipitazione.
Elettrochimica
- Reazioni di ossido-riduzione.
- Celle voltaiche, potenziali standard di riduzione.
Radioattività naturale (cenni)
CHIMICA ORGANICA
Nomenclatura, proprietà chimiche e fisiche delle seguenti classi di sostanze:
- Alcani e ciclo alcani, alcheni e alchini
- Composti aromatici.
- Alogenuri alchilici e arilici, alcoli e fenoli, eteri.
- Derivati carbonilici
- Ammine e sali quaternari.
- Acidi carbossilici e derivati
BIOCHIMICA
Carboidrati, nucleotidi e acidi nucleici, lipidi, metaboliti secondari:
- Struttura, proprietà e funzioni principali delle biomolecole e il loro ruolo in ambiente montano e nell’industria casearia.
Aminoacidi:
- Struttura, composizione e proprietà.
Peptidi e proteine:
- Composizione, legame peptidico, classificazione e attività biochimiche.
- Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
Funzione delle proteine:
- Legame di una proteina con un ligando.
- Proteine che legano l’ossigeno (con particolare riferimento all’emoglobina e all’effetto dell’altitudine).
Introduzione al metabolismo:
- Composti ad alta energia, enzimi, catalisi enzimatica.
Glicolisi:
- Il catabolismo del glucosio.
- Ossidazione del piruvato.
- La fermentazione.
Ciclo dell’acido citrico e sintesi di ATP:
- Reazioni del ciclo dell’acido citrico.
- Catena del trasporto di elettroni.
- Fosforilazione ossidativa.
- Accettori di elettroni alternativi all’ossigeno.
The course belongs to the learning area of the core disciplines
GENERAL CHEMISTRY
Fundamental concepts
- the physical state of the substances, elemental substances and compounds, homogeneous and heterogeneous systems, atomic number, mass number, isotopes, atomic mass, molecules: formulae, molecular mass, ions, mole, Avogadro constant, molar mass, symbolizing and balancing chemical reactions,
The atom
- Electromagnetic waves and subatomic particles.
- Atomic theories: Bohr theory, quantum-mechanical theory, quantum numbers, atomic orbitals, electronic and nuclear spin, diamagnetism, paramagnetism and ferromagnetism.
- The structure of polyelectronic atoms, electronic configuration and external electronic configuration.
- Periodic table and periodic properties of elements: dimension of atoms, ionization energy and electronic affinity.
The chemical bonds
- Ionic bond.
- Covalent bond, Lewis structures, octet rule, resonance, radicals.
- Dative covalent bond.
- Electronegativity, polarity of covalent bonds.
- Geometry and polarity of molecules.
- Valence bond theory, theory of hybridization, molecular bond theory (outlines).
- Metallic and coordinative bonds.
Inorganic compounds
- Oxidation number.
- Inorganic compounds and chemical nomenclature: oxides, hydrides, acids, hydroxides, salts.
Intermolecular forces
- Dipole-dipole interactions.
- London dispersion forces.
- Hydrogen bond
The physical state of the substances
- Solid state: amorphous and crystalline solids. Outlines on the properties of ionic, covalent, macromolecular and metallic solids.
- Liquid state: Vapour pressure, surface tension.
- Gases: ideal gases law, gases solutions and partial pressure, real gases and Van der Waals equation.
- Phase transitions and phase diagrams.
The solutions
- Miscibility of substances, dipole- induced dipole interactions and ione-dipole interactions.
- Solutions, concentration.
- Electrolytic solutions.
- Colligative properties: vapour pressure, Raoult law, boiling point, melting point, osmotic pressure
Colloids
Chemical reactions
- Chemical equilibrium: equilibrium constants and Le Chatelier principle.
- Heat and work, internal energy, enthalpy, entropy, Gibbs free energy, spontaneous reactions (outlines)
- The rates of reactions, kinetic equations, reaction order and mechanisms, theory of collisions, activation energy, catalysis.
Equilibrium in aqueous solutions
- Acids and bases (Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis).
- Acidity/alkalinity of aqueous solutions, pH and methods to measure the pH.
- Strong and weak acids, Ka e pKa, dissociation degree.
- Acidic/alkaline character of salts.
- Buffer solutions.
- Solubility and solubility equilibria, precipitation reactions.
Electrochemistry
- Redox reactions.
- Standard reduction potential.
Natural radioactivity
ORGANIC CHEMISTRY
Nomenclature, chemical and physical properties of the following classes:
- Alkanes and cycloalkanes
- Alkenes and alkynes
- Aromatic compounds
- Alkyl and aryl halides, alcohols, phenols
- Carbonyl derivatives
- Amines and quaternary salts
BIOCHEMISTRY
Carbohydrates, nucleotides and nucleic acids, lipids, secondary metabolites:
- Structure, properties and main functions of biomolecules and their role in mountain ecosystem and in dairy industry.
Amino acids:
- Structural features, composition, and properties.
Peptides and proteins:
- Composition, peptide bond, classification and biochemical activities.
- The structure of proteins: primary, secondary, tertiary and quaternary structures.
Protein function:
- Binding of a protein to a ligand.
- Oxygen-binding proteins (focus on hemoglobin and the effect of altitude).
Introduction to metabolism:
- High energy compounds, enzymes, and enzyme catalysis.
Glycolysis:
- Glucose catabolism.
- Pyruvate oxidation.
- Fates of pyruvate: fermentation.
The citric acid cycle and ATP synthesis:
- Reactions of the citric acid cycle.
- Electron transport chain.
- Oxidative phosphorylation.
- Other electron acceptors.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento consiste in 90 ore di attività frontale in aula in cui vengono fornite le nozioni teoriche della materia ed alcuni esempi di applicazione.
90 hours of face-to-face classes in which theoretical concepts of the subject and some examples of application are provided.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta composta da 4 domande di nomenclatura, 2 semplici esercizi di calcolo e 3 domande di biochimica sugli argomenti trattati durante il corso.
Per accedere all’esame scritto è necessario iscriversi attraverso la piattaforma MYUNITO. In caso di problemi è necessario contattare il docente.
È inoltre necessario contattare il docente per effettuare prove di integrazione o speciali (DSA)
Written test consisting of 4 questions on nomenclature, 2 simple calculations and 3 biochemistry questions on the topics covered in the course.
Students may access the written exam by registering on the MYUNITO platform. In the event of technical issues, please contact the lecturer.
Students with learning disabilities who wish to take integrations or special tests should contact the lecturer.
- Oggetto:
Attività di supporto
Non sono previste attività di supporto
No support activities are foreseen
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Elementi di chimica e biochimica
- Anno pubblicazione:
- 2007
- Editore:
- McGraw-Hill
- Autore:
- Rita Roberti, Giovanni Alunni Bistocchi
- ISBN
- Permalink:
- Obbligatorio:
- Si
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Introduzione alla biochimica di Lehninger
- Anno pubblicazione:
- 2018
- Editore:
- Zanichelli
- Autore:
- David L. Nelson, Michael M. Cox
- ISBN
- Permalink:
- Obbligatorio:
- Si
- Oggetto:
Roberti, G. Alunni Bistocchi ELEMENTI DI CHIMICA e BIOCHIMICA - Mc Graw Hill
A. Bettelheim, W. H. Brown, M. K. Campbell, S. O. Farrell, CHIMICA e PROPEDEUTICA BIOCHIMICA EdiSES
D.L. Nelson, M.M. Cox INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER -; Zanichelli
Pinton, M. Cocucci, P. Nannipieri, M. Trevisan FONDAMENTI DI BIOCHIMICA AGRARIA -; Pàtron Editore
Roberti, G. Alunni Bistocchi ELEMENTI DI CHIMICA e BIOCHIMICA - Mc Graw Hill
A. Bettelheim, W. H. Brown, M. K. Campbell, S. O. Farrell, CHIMICA e PROPEDEUTICA BIOCHIMICA EdiSES
D.L. Nelson, M.M. Cox LEHNINGER PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY - macmillan
Pinton, M. Cocucci, P. Nannipieri, M. Trevisan FONDAMENTI DI BIOCHIMICA AGRARIA -; Pàtron Editore
- Oggetto:
Note
- Oggetto:
