Italiano

Principi di Chimica Generale ed Inorganica per la comprensione delle leggi fondamentali della materia, della sua struttura e delle sue trasformazioni. Comprensione, interpretazione ed applicazione delle leggi che governano l’equilibrio chimico, ed in particolare le reazioni acido-base. Concetti chiave della Chimica organica con particolare attenzione alla struttura e reattività dei gruppi funzionali. Studio della struttura, delle proprietà e funzioni delle macromolecole biologiche, carboidrati, proteine e lipidi, al fine di fornire una chiave di lettura molecolare di strutture e fenomeni biologici.

- Massimo Stefani, Niccolò Taddei. Chimica & Biochimica a - Zanichelli
- Rita Roberti e Giovanni Alunni Bistocchi. Elementi di Chimica e Biochimica The McGraw-Hill Companies srl, PUBLISHING GROUP Italia
- Tiziana Bellini. Chimica Medica e Propedeutica Biochimica - Zanichelli

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito le conoscenze di base di Chimica Generale, Inorganica ed Organica indispensabili per la comprensione della struttura, della funzione e delle trasformazioni delle molecole di interesse biologico, nonché del loro coinvolgimento nei principali processi metabolici. Lo studente avrà inoltre familiarità con i concetti fondamentali relativi alla struttura, alle proprietà e al ruolo funzionale delle principali macromolecole di interesse biologico.
Sarà, inoltre, in grado di applicare le conoscenze acquisite per comprendere e risolvere problemi relativi al calcolo delle concentrazioni delle soluzioni e agli equilibri chimici in soluzione acquosa, incluso il calcolo del pH e del pOH; riconoscere i principali gruppi funzionali delle molecole di interesse biologico e individuarne le caratteristiche di reattività.
Lo studente svilupperà autonomia di giudizio, interpretando semplici fenomeni chimici e biochimici applicando i concetti appresi, collegando la struttura molecolare alle proprietà e alla funzione biologica delle molecole.
Al termine del corso, lo studente avrà sviluppato abilità comunicative atte a descrivere e discutere in modo appropriato concetti e problemi di chimica di base, utilizzando un linguaggio scientifico corretto.
Le conoscenze e le competenze acquisite consentiranno allo studente di affrontare con adeguata autonomia lo studio di discipline successive in ambito chimico e biologico.

Il Corso è inserito in un modulo di base (I semestre I anno) e pertanto non è richiesta propedeuticità. I prerequisiti consistono nelle conoscenze di Matematica, Fisica e Chimica necessarie per superare la prova di accesso al Corso.

Lezioni frontali con proiezione di presentazioni in PowerPoint.
Discussione interattiva sugli argomenti trattati.
Condivisione del materiale didattico utilizzato durante le lezioni.

La valutazione comprende una prova scritta seguita da un colloquio orale.
La prova scritta consiste in 15 test a risposta multipla o aperta, con semplici problemi inerenti il calcolo delle concentrazioni delle soluzioni e degli equilibri chimici in soluzione acquosa e del pH delle soluzioni, principi di chimica, struttura e funzione delle principali biomolecole, nonché sui fondamenti dei processi e delle vie metaboliche.
La verifica è finalizzata ad accertare il conseguimento degli obiettivi formativi, in coerenza dei risultati di apprendimento attesi e con i descrittori di Dublino.
Un voto minimo di 18/30 è necessario per essere ammesso all’esame orale, che coprirà tutti gli argomenti di Chimica e Biochimica inclusi nel programma del corso. Il voto finale sarà valutato in trentesimi, dove 18 rappresenta il minimo e 30 il massimo e verrà attribuito sulla base della prova scritta e/ orale.
La prova d’esame sarà sostenuta congiuntamente alle prove degli insegnamenti di Fisica e di Biologia; il voto finale sarà unico e complessivo.

Il materiale utilizzato per le lezioni e per le esercitazioni del corso sarà condiviso in formato elettronico (file PDF).
Questo è da considerarsi un supporto allo studio sui libri di testo.

INTRODUZIONE
Introduzione alla Chimica. Proprietà fisiche e chimiche della materia. Sostanze pure e miscele. Sostanze elementari e sostanze composte.
ATOMO
La struttura dell’atomo, numero atomico e numero di massa. Teoria atomica. Numeri quantici e orbitali; configurazione elettronica. Tavola periodica e reattività chimica degli elementi. Proprietà periodiche degli elementi.
LEGAME CHIMICO
Il legame chimico: molecole e ioni; legame ionico; legame covalente; legame dativo; forze intermolecolari; legame a idrogeno.
LA QUANTITÁ IN CHIMICA
Massa atomica e massa molecolare. Concetto di mole.
MISCELE E SOLUZIONI
Soluzioni e concentrazione delle soluzioni; esercizi di calcolo delle concentrazioni di soluzioni e di conversione fra le diverse unità di misura.
REAZIONI CHIMICHE
Reversibilità ed irreversibilità delle reazioni chimiche. Stechiometria delle reazioni chimiche. Equilibrio chimico. Legge dell’azione di massa e costante di equilibrio di una reazione. Definizione di velocità di una reazione chimica. Costante di velocità di equilibrio.
ACIDI E BASI
Acidi e basi secondo Arrenhius, Bronsted e Lowry e Lewis. Forza degli acidi e delle basi. Ionizzazione dell’acqua. pH di una soluzione. Soluzione tampone. Equazione di Henderson-Hasselbalch.
PRINCIPI GENERALI DI CHIMICA ORGANICA
Guppi funzionali. Stereoisomeria. Definizione di centro chirale. Definizione di enantiomeri o isomeri ottici.
PROTEINE
Funzioni delle proteine. Amminoacidi. Struttura e proprietà degli amminoacidi. Legame peptidico, proprietà del legame peptidico. Livelli di organizzazione delle proteine: struttura primaria, secondaria, alfa-elica, foglietto beta, strutture supersecondarie, struttura terziaria e quaternaria. Funzioni delle proteine: concetti fondamentali sulle proteine trasportatrici dell’ossigeno, enzimi, proteine della dieta. Cenni sul metabolismo degli amminoacidi
CARBOIDRATI O GLUCIDI
Carboidrati, funzioni dei carboidrati. Carboidrati come fonte di energia e come molecole di riserva energetica nell’organismo. Differenze rispetto ai lipidi. Monosaccaridi: strutture chimiche, classificazione, proprietà ottiche. Principali aldosi e chetosi. Strutture cicliche. Disaccaridi: lattosio e saccarosio. Ipolattasia ed intolleranza al lattosio. Polisaccaridi: amido, cellulosa e glicogeno. Caratteristiche strutturali e funzionali.
Importanza del glucosio nel metabolismo dell’uomo. Valori normali di glicemia. Iperglicemia e diabete mellito. Principali destini metabolici del glucosio.
LIPIDI
Funzioni dei lipidi. Lipidi di riserva, lipidi di membrana e lipidi con attività biologiche specifiche. Acidi grassi. Caratteristiche strutturali. Acid grassi saturi ed insaturi. Acidi grassi essenziali. Trigliceridi. Fosfolipidi. Glicolipidi. Lipidi della dieta. Cenni sul metabolismo dei lipidi.

Italian

Principles of General and Inorganic Chemistry for the comprehension of the fundamental laws of the matter, of its structure and its transformations. Knowledge, interpretation and application of the laws driving the chemical equilibrium, particularly the acid-base reactions. Key concepts of Organic Chemistry, with emphasis on the structure and reactivity of the functional groups. Study of the structure and properties of the biological macromolecules, such as carbohydrates, proteins and lipids, providing a molecular interpretation of the biochemical structure and of the biological phenomena

- Massimo Stefani, Niccolò Taddei. Chimica & Biochimica a - Zanichelli
- Rita Roberti e Giovanni Alunni Bistocchi. Elementi di Chimica e Biochimica The McGraw-Hill Companies srl, PUBLISHING GROUP Italia
- Tiziana Bellini. Chimica Medica e Propedeutica Biochimica - Zanichelli

At the end of the course, students will have acquired the basic knowledge of General, Inorganic, and Organic Chemistry necessary for understanding the structure, function, and transformations of molecules of biological interest, as well as their involvement in major metabolic processes. Students will also be familiar with the fundamental concepts related to the structure, properties, and functional role of the main macromolecules of biological interest.
Furthermore, students will be able to apply the acquired knowledge to understand and solve problems related to the calculation of solution concentrations and chemical equilibria in aqueous solutions, including the calculation of pH and pOH, as well as to recognize the main functional groups of molecules of biological interest and identify their reactivity characteristics.
Students will develop autonomy of judgment by interpreting simple chemical and biochemical phenomena through the application of the concepts learned, linking molecular structure to the properties and biological function of molecules.
By the end of the course, students will have developed communication skills enabling them to appropriately describe and discuss basic chemistry concepts and problems using correct scientific terminology.
The knowledge and skills acquired will enable students to independently pursue further studies in chemical and biological disciplines with an adequate level of autonomy.

The Course Is in the framework of a basic module (I semester, I year, therefore the prerequisites simply consist of the knowledge of Mathematics, Physics and Chemistry necessary to pass the entrance test to the Course.

Lectures supported by PowerPoint presentations.
Interactive discussion of the topics covered.
Sharing of the teaching materials used during the lectures.

The evaluation of proficiency is based on both written and oral test (viva voce).
The written test consists of 15 questions, including multiple-choice questions on all topics, open questions and problems concerning the calculation of solution concentrations and of pH, principles of chemistry, the structure and function of the main biomolecules, as well as the fundamentals of metabolic processes and pathways.
The assessment is aimed at verifying the achievement of the learning objectives, in alignment with the expected learning outcomes and the Dublin descriptors.
In order to pass the written part of the exam and access to the viva voce, the student must obtain a score of 18/30. The oral exam covers all Chemistry and Biochemistry topics included in the Course program.
The final grade is expressed in 30/30, where 18/30 represents the minimum and 30/30 the maximum and it is established during the written and oral examination.
The examination will be taken jointly with the exams for the Physics and Biology courses; a single, overall final grade will be awarded.

The material used for the lectures and exercises that are integrated in the course will be shared electronically (PDF file).
This should be considered a supplementary study aid to the textbooks.

INTRODUCTION
Introduction to the Chemistry. Physical and chemical properties of the matter. Pure substances and mixtures. Elementary and composed substances.
ATOMS
Atom structure. Atomic number and mass number. Atomic theory. Quantum numbers and orbitals; electronic configuration. Periodic table of elements and chemical reactivity. Periodic properties of the elements.
CHEMICAL BINDING
The chemical bond: molecules and ions; ionic bonding; covalent bonding; dative bonding; intermolecular forces; hydrogen bonding.
QUANTITY IN CHEMISTRY
Atomic mass and molecular mass. Concept of mole.
MIXTURES AND SOLUTIONS
Solutions and concentration of solutions; exercises for calculating concentrations of solutions and conversion between different units.
CHEMICAL REACTIONS
Reversibility and irreversibility of chemical reactions. Stoichiometry of chemical reactions. Chemical equilibrium. Law of mass action and equilibrium constant of a reaction. Definition of the chemical reaction rate. Equilibrium rate constant.
ACIDS AND BASES
Acids and bases according to Arrenhius, Bronsted and Lowry and Lewis. Strength of acids and bases. Water ionization. pH of a solution. Buffer solution. Henderson-Hasselbalch equation.
GENERAL PRINCIPLES OF ORGANIC CHEMISTRY
Functional groups. Stereoisomery. Definition of chiral center. Definition of enantiomers or optical isomers.
PROTEINS
Proteins’ functions. Amino acids. Structure and properties of amino acids. Peptide bonding, properties of peptide bonding. Levels of protein organization: primary, secondary, alpha-helical structure, beta-sheet, supersecondary structures, tertiary and quaternary structure. Protein functions: basic concepts on oxygen transport proteins, enzymes, diet proteins. Overview of amino acid metabolism.
CARBOHYDRATES OR CARBOHYDRATES
Carbohydrates, functions of carbohydrates. Carbohydrates as a source of energy and as energy reserve molecules in the body. Differences from lipids. Monosaccharides: chemical structures, classification, optical properties. Major aldoses and ketoses. Cyclic structures. Disaccharides: lactose and sucrose. Hypolactasia and lactose intolerance. Polysaccharides: starch, cellulose and glycogen. Structural and functional characteristics. Importance of glucose in human metabolism. Normal values of blood glucose. Hyperglycemia and diabetes mellitus. Main metabolic fates of glucose.
LIPIDS
Functions of lipids. Reserve lipids, membrane lipids and lipids with specific biological activities. Fatty acids. Structural characteristics. Saturated and unsaturated fatty acids. Essential fatty acids. Triglycerides. Phospholipids. Glycolipids. Dietary lipids. Notes on lipid metabolism.