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Elementi di Chimica di base e di Chimica Biologica.

Libri di testo consigliati:
Massimo Stefani Niccolò Taddei CHIMICA E BIOCHIMICA ed. ZANICHELLI.
M. Bertoldi, D. Colombo, F. Magni, O. Marin, P. Palestini CHIMICA E BIOCHIMICA ed. EDISES.
Materiale didattico supplementare verrà distribuito durante il Corso.

Nell'ambito del Corso Integrato di "Scienze Biomediche", gli obiettivi del
corso sono di fornire agli studenti le conoscenze della chimica e della
biochimica di base utili alla comprensione dei principali processi biologici.

Tale attività integrativa fornisce informazioni di base e, pertanto, non
richiede propedeuticità.

Lezioni frontali.

Esame orale. Verrà comunque svolta anche una prova intercorso scritta
allo scopo di verificare la comprensione durante lo svolgimento del corso.

Esame orale.

STUTTURA ATOMICA DELLA MATERIA. Elementi, composti e miscugli. La teoria atomica. Nucleo ed elettroni. Orbitali atomici, Sovrapposizione di orbitali. Regole di Aufbau. Configurazioni elettroniche e stabilità. La tavola periodica. Peso atomico. Numero di Avogadro e concetto di mole.
IL LEGAME CHIMICO. Formazioni di ioni. Legame ionico e nomenclatura. Legame metallico. Combinazione lineare di orbitali atomici, orbitali molecolari e legame covalente. Legame covalente delocalizzato. Legami covalenti puro, polare e di coordinazione. Elettronegatività. Peso molecolare.
LE INTERAZIONI DEBOLI. Le interazioni (legami) a idrogeno, le interazioni dipolo-dipolo e ione-dipolo, il legame idrofobico. Interazioni e stati di aggregazione della materia. Legami in biologia: teoria del riconoscimento molecolare, legame farmacorecettore, legame idrogeno nella struttura del dna.
SOLUZIONI. Soluzioni, dispersioni colloidali e sospensioni. Solubilità. Concentrazione molare e normale. Concentrazione soluti e solubilità nel sangue. Proprietà colligative. Diffusione e pressione osmotica. Permeabilità delle membrane biologiche.
ACIDI E BASI. Teoria di Arrhenius. Definizione di Brønsted e Lowry. Forza degli acidi e struttura molecolare. Equilibri acido-base e soluzioni tampone. Il pH e la sua scala. Calcolo del pH. Il pH dei liquidi corporei. Equilibri acido-base e sistemi tampone nel sangue.
CHIMICA DEL CARBONIO. Configurazione dell’atomo di carbonio. Ibridazione sp3, sp2, sp. Rappresentazione dei composti organici. Gruppi funzionali. Isomeria. Meccanismi ed intermedi di reazione in chimica organica. Nomenclatura in chimica organica.
COMPOSTI ORGANICI. Idrocarburi. Alcani e cicloalcani: nomenclatura e conformazioni. Proprietà degli alcani. Reazioni di combustione e di sostituzione radicalica degli alcani. Alcheni. Alchini. Isomeria cis-trans e reazioni caratteristiche. Reazioni di idrogenazione, di alogenazione, di idratazione. Reazioni di polimerizzazione. Idrocarburi aromatici. Struttura del benzene. Stabilità dei sistemi aromatici. Nomenclatura dei composti aromatici. Composti eterociclici. Nomenclatura, proprietà e reazioni di alogenuri, alcoli, fenoli, eteri, epossidi, tioli, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, esteri, ammine, amminoacidi, ammidi.
INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA. Molecola dell’acqua e funzioni dell’acqua. Biomolecole. Macromolecole informazionali e non informazionali.
CARBOIDRATI. Classificazione dei carboidrati. Monosaccaridi: i principali monosaccaridi. Stereoisomeria dei monosaccaridi ed epimeri. Strutture cicliche dei monosaccaridi ed anomeri. Derivati dei monosaccaridi. Legame glicosidico. Disaccaridi. Polisaccaridi: amido, glicogeno, cellulosa, chitina. Glicoconiugati.
LIPIDI. Classificazione dei lipidi. Acidi grassi. Trigliceridi. Saponi. Cere. Fosfolipidi. Glicolipidi. Derivati degli acidi grassi. Steroidi e terpeni. Colesterolo e lipoproteine.
PROTEINE. Struttura e proprietà degli amminoacidi. Il legame peptidico. Peptidi e proteine. Livelli di organizzazione strutturale delle proteine. Proteine fibrose e proteine globulari. Mioglobina ed emoglobina.
ENZIMI. Nomenclatura e classificazione. Coenzimi e cofattori. Isoenzimi. Cenni di cinetica enzimatica. Fattori che influenzano l’attività degli enzimi. Inibizione enzimatica. Regolazione degli enzimi.
INTRODUZIONE AL METABOLISMO. Vie cataboliche e vie anaboliche. Cenni del metabolismo del glucosio: glicolisi e fermentazione.

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Basic Chemistry, Organic Chemistry and Biochemistry.

Recommended text books:
Massimo Stefani Niccolò Taddei CHIMICA E BIOCHIMICA ed. ZANICHELLI.
M. Bertoldi, D. Colombo, F. Magni, O. Marin, P. Palestini CHIMICA E BIOCHIMICA ed. EDISES.
Additional learning resources will be available during the course.

As part of the Integrated Course of "Biomedical Sciences", this course aims to provide students with the basics of chemistry and biochemistry that make it possible to understand the main biological processes.

This course provides core information and therefore, a preparatory course is not required.

Frontal teaching.

Oral exam. There is a written midterm test concerning the topics covered during the course.

Oral exam.

ATOMIC STRUCTURE. Elements, compounds and mixtures. Atomic Theory. Nucleus and electrons. Atomic orbitals. Orbital Overlap. Aufbau principle. Electronic configuration of elements and stability of orbitals. Periodic table. Atomic weight. Avogadro constant and mole concept.
CHEMICAL BOND. Ion formation. Ionic bond and nomenclature. Metallic bond. Linear combination of atomic orbitals (LCAOs), molecular orbitals and covalent bond. Delocalised chemical bonding. Non-polar, polar and coordinate covalent bonds. Electronegativity. Molecular weight.
WEAK INTERACTIONS. The hydrogen bond, dipole-dipole and ion-dipole interactions, hydrophobic bond.
Intermolecular forces and states of matter. Bonds in biology: molecular recognition theory, drug-receptor binding, hydrogen bonding in DNA base pairs.
SOLUTIONS. Solutions, colloids and suspensions. Solubility. Molar and normal concentration. Solute concentration and solubility in the blood. Colligative properties. Diffusion and osmotic pressure. Diffusion through membranes and osmotic pressure. Permeability of cell membrane.
ACIDS AND BASES. Arrhenius theory. Brønsted-Lowry theory. Acid strength from molecular structure. Acid-base equilibria and buffer solutions. pH and its scale. Calculating the pH. pH values of human body fluids. Acid-base balance and pH buffer systems in the blood.
CARBON CHEMISTRY. Configuration of carbon. Sp3, sp2 and sp hybridization. Representing organic compounds. Functional groups. Isomerism. Reaction mechanisms and reaction intermediates. Organic nomenclature.
ORGANIC COMPOUNDS. Hydrocarbons. Nomenclature and Conformations of Alkanes and Cycloalkanes. Properties of Alkanes. Combustion and free radical substitution reactions of alkanes. Alkenes and Alkynes. Cis–trans isomerism. Common reactions: hydrogenation, halogenation, and hydration. Polymerization reactions. Aromatic hydrocarbons. Benzene structure. Stability of aromatic systems. Nomenclature of aromatic compounds. Heterocyclic compounds.
Nomenclature, properties and reactions of halides, alcohols, phenols, ethers, epoxides, thioles, aldehydes, ketones, carboxylic acids, esters, amines, amino acids, amides.
INTRODUCTION TO BIOCHEMISTRY.
Water as a biomolecule. Biomolecules. Informational and non-informational macromolecules.
CARBOHYDRATES. Classification of carbohydrates. Monosaccharides: the main monosaccharides. Stereoisomerism of monosaccharides and epimers. Cyclic structures of monosaccharides and anomers. Derivatives of monosaccharides. Glycosidic bond. Disaccharides. Polysaccharides: starch, glycogen, cellulose, chitin. Glycoconjugates.
LIPIDS. Classification of lipids. Fatty acids. Triglycerides. Soaps. Waxes. Phospholipids. Glycolipids. Fatty acid derivatives. Steroids and terpenes. Cholesterol and lipoproteins.
PROTEINS. Structure and properties of amino acids. The peptide bond. Peptides and proteins. Level of structural organization of protein. Fibrous and globular proteins. Myoglobin and haemoglobin.
ENZYMES. Classification and naming. Coenzymes and cofactors. Isoenzymes. Enzyme kinetics. Factors affecting enzyme activity. Enzyme Inhibition. Enzyme regulation.
INTRODUCTION TO METABOLISM. Catabolic and anabolic pathways. Glucose metabolism: glycolysis and fermentation.