BIOCHIMICA

INFORMAZIONI GENERALI

Obiettivi Formativi

L’insegnamento si propone di introdurre lo studente ai principi della Biochimica e della Chimica degli Alimenti. Il corso si organizza in un modulo iniziale di Biochimica (6 CFU). Per quanto riguarda il modulo di Biochimica, l’insegnamento ha lo scopo di illustrare le principali classi di biomolecole, la loro struttura e funzione nel contesto cellulare. L’acquisizione di queste conoscenze rappresenta la chiave d’accesso per la comprensione dei complessi fenomeni alla base della fisiologia, del metabolismo cellulare e dei cicli biochimici intracellulari.

Gli obiettivi specifici di ogni modulo sono:

Modulo 1:

Bioenergetica ed ossido-riduzioni cellulari: Il flusso di energia negli organismi viventi: ruolo dell’ATP. Concetti elementari di termodinamica. Reazioni esoergoniche e endoergoniche: reazioni accoppiate, meccanismo dell’ intermedio comune. Energia libera di idrolisi dei composti fosforilati: composti ad elevato potenziale di trasferimento energetico. Concetto di ossido-riduzione: i sistemi redox, i principali meccanismi cellulari di ossido-riduzione. Il meccanismo del trasporto degli equivalenti riducenti lungo la catena respiratoria e la fosforilazione ossidativa. Citocromi: struttura, funzione.

Enzimi. Nomenclatura e classificazione. Proprietà generali: capacità catalitica, specificità nei confronti del substrato. Coenzimi. Fattori che influenzano la velocità delle reazioni enzimatiche. Cinetica delle reazioni enzimatiche. La costante di Michaelis-Menten KM e la costante di substrato KS. Metodi di purificazione e caratterizzazione degli enzimi. Inibizione enzimatica: competitiva, non competitiva e incompetitiva. Cinetica delle reazioni enzimatiche con due o più substrati: reazioni a spostamento singolo, reazioni a spostamento doppio.

Meccanismi di regolazione enzimatica: regolazione della sintesi (induzione e repressione) e della degradazione, regolazione dell’attività. Gli isoenzimi.

Modulo 2:

Metabolismo dei carboidrati: Richiami della struttura chimica e delle proprietà dei monosaccaridi. La glicolisi: le singole reazioni e gli enzimi coinvolti, bilancio chimico ed energetico della glicolisi, regolazione. Il sistema multienzimatico della piruvato-deidrogenasi. Il ciclo citrico: significato generale, le singole reazioni del ciclo, gli enzimi, bilancio chimico ed energetico, regolazione. Via della ossidazione diretta del glucosio (ciclo dei pentoso-fosfati): significato biologico, reazioni del ciclo, gli enzimi. La gluconeogenesi. Richiami sulla struttura e le proprietà dei disaccaridi e dei polisaccaridi. Il catabolismo del glicogeno: il ruolo dei nucleotidi uridilici, le varie tappe della biosintesi, la degradazione, regolazione. Ossidazione del fruttosio.

Metabolismo dei lipidi: Richiami sulla struttura e le proprietà degli acidi grassi saturi ed insaturi, dei gliceridi, degli steroli. I lipidi complessi: fosfogliceridi e sfingolipidi. Catabolismo dei trigliceridi: catabolismo del glicerolo e ossidazione degli acidi grassi. Formazione dei corpi chetonici. Catabolismo dei lipidi complessi: le fosfolipasi e gli altri enzimi degradativi. Biosintesi degli acidi grassi saturi; organizzazione molecolare e funzionale dell’acido grasso sintasi. Biosintesi degli acidi grassi insaturi, biosintesi dei trigliceridi. Biosintesi del colesterolo: i più importanti composti intermedi. Il catabolismo del colesterolo, gli acidi biliari.

Metabolismo delle proteine e degli acidi nucleici. Catabolismo delle proteine: endopeptidasi e esopeptidasi. Reazioni generali del catabolismo degli aminoacidi: deaminazione, transaminazione, decarbossilazione. Metabolismo terminale dell’azoto proteico: sintesi di carbammilfosfato, ciclo dell’ornitina, bilancio energetico e fattori di regolazione del ciclo dell’ornitina. Biosintesi e catabolismo di nucleotidi: biosintesi e regolazione dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Sintesi di recupero. Metabolismo dell’eme.

Metabolismo mitocondriale: struttura e funzione dei mitocondri, struttura e funzione dell’mtDNA, la catena respiratoria e i suoi componenti, organizzazione della catena di trasporto degli elettroni. Il flusso elettronico mitocondriale: significato, reazioni, termodinamica; sintesi di ATP, teoria chemiosmotica, Regolazione della fosforilazione ossidativa.

L’integrazione del metabolismo: Effetti di ormoni adrenergici, insulina e glucagone a livello del metabolismo glucidico, lipidico e proteico nei diversi tessuti.

Le specie reattive dell’ossigeno (ROS): meccanismi di generazione ed effetti sulle macromolecole. Le difese antiossidanti (enzimatiche e non enzimatiche).

Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito:

Conoscenza e comprensione di:

Nel suo percorso formativo, lo studente deve avere già acquisito competenze di Biochimica generale e di Chimica degli Alimenti. In questo modulo, lo studente apprende dal punto di vista strutturale e funzionale le più importanti classi di molecole biologiche: lipidi, carboidrati e proteine con lo studio di mioglobina, emoglobina e proteine del connettivo. Lo scopo è sia dare gli strumenti necessari per l’apprendimento di argomenti quali il metabolismo e la fisiologia animale trattati in insegnamenti successivi, che conoscere i concetti base dell’organizzazione delle cellule eucariotiche, del flusso dell’informazione genetica.

In particolare, lo studente analizzerà:

Capacità di applicare:

Abilità di comunicare:

Capacità di apprendimento trasversale:

PROGRAMMA DEL CORSO

Modulo 1: Biochimica generale (2 CFU)

Modulo 2: Metabolismo Celluare (4 CFU)

Testi consigliati

Il docente consiglia l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con il seguente testo a cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

MODALITA’ DI ESAME, PREREQUISITI, ESAMI PROPEDEUTICI

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

L’acquisizione dei risultati di apprendimento previsti viene accertata attraverso la verifica del completamento delle attività di autovalutazione presenti alla fine di ogni modulo dell’insegnamento e attraverso la prova di esame. I test di autovalutazione permettono allo studente di monitorare la propria comprensione degli argomenti somministrati e, nel caso ci siano delle difficoltà, di attivarsi per colmare le lacune o chiedere ulteriori spiegazioni al docente che potranno essere fornite attraverso le sessioni di esercitazione in aula virtuale.

La prova scritta consentirà di valutare i risultati di apprendimento complessivamente acquisiti dallo studente. La votazione finale è espressa in trentesimi, con eventuale lode. Nell’attribuzione del punteggio finale si terrà conto: del livello di conoscenze teoriche acquisite (50%); della capacità di applicare le conoscenze acquisite (30%); dell’autonomia di giudizio (10%); delle abilità comunicative (10%).

Modalità di esame

L’esame è volto a valutare le capacità raggiunte dallo studente in relazione a:

  1. conoscenza e comprensione delle basi teoriche della chimica organica/inorganica e biochimica e capacità di collegare i vari aspetti nell’argomentazione;
  2. capacità di applicare le conoscenze acquisite per cogliere le interconnessioni fra i diversi cicli metabolici e ragionare in maniera autonoma sulle problematiche della regolazione del metabolismo energetico. Capacità di estrarre informazione da un testo e di individuare gli aspetti critici;
  3. possesso di conoscenze di carattere quantitativo per descrivere anche a livello matematico i fenomeni biochimici.

In dettaglio:

L’esame di Biochimica consiste in una prova scritta, costituita da 3 domande a risposta multipla e 2 domande a risposta aperta della stessa tipologia di quelle presenti in piattaforma e nei quiz di autovalutazione dei diversi moduli. Inoltre, lo studente è invitato a stilare un elaborato di approfondimento da caricare direttamente in piattaforma e che prevede l’ampliamento e l’approfondimento di un argomento trattato durante le videolezioni. A tale elaborato il docente assegnerà un valore massimo di 2 punti che si sommeranno al punteggio ottenuto durante l’esame scritto.

Le domande a risposta multipla e aperta hanno valore massimo di 6 punti ciascuna, per un totale di 30 punti. Il voto massimo che si può raggiungere è di 30 punti. Consegnando anche l’elaborato di approfondimento tramite piattaforma, lo studente può raggiungere i 32 punti che corrispondono al 30 e lode. La sufficienza è fissata a 18 punti.

Propedeuticità

Non sono previste propedeuticità.

 

Prerequisiti

è richiesta una familiarità con la chimica generale, organica e inorganica e con la biologia cellulare, per cui si consiglia vivamente di avere già seguito il corso di Chimica Organica e Inorganica e il corso di Biologia e Botanica sistematica.

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI) coprono un minimo di 6 ore per CFU ripartite in ugual misura tra DE (3 ore) e DI (3 ore).

Attività didattica erogativa (20 ore):

Attività didattica interattiva (18 ore):

Ricevimento studenti

Il docente è sempre reperibile via mail o tramite il forum “Comunica col docente” presente in piattaforma didattica. Su richiesta degli studenti è disponibile ad organizzare ulteriori incontri interattivi in videoconferenza in data concordata.

CHIMICA DEGLI ALIMENTI

INFORMAZIONI GENERALI

Obiettivi Formativi

Scopo del corso è introdurre i principi fondamentali della chimica degli alimenti e applicarli alla comprensione della correlazione tra la composizione molecolare dell’alimento e le sue proprietà chimiche, fisiche e nutrizionali. Saranno prese inoltre in considerazione le modifiche chimiche indotte all’alimento nel corso dei processi di produzione, trasformazione e conservazione. Particolare attenzione è posta alle applicazioni delle conoscenze e competenze acquisite nell’ambito delle Scienze dell’Alimentazione e Gastronomia.

Gli obiettivi specifici di ogni modulo sono:

  1. Conoscere macro e micro-costituenti degli alimenti;
  2. Conoscere i principali metodi di analisi;
  3. Comprendere le reazioni chimiche che avvengono negli alimenti;
  4. Comprendere le modifiche dei costituenti degli alimenti indotte dal processo produttivo;
  5. Comprendere le reazioni chimiche che avvengono negli alimenti durante la conservazione;
  6. Descrivere l’effetto di diversi fattori sulla cinetica delle reazioni chimiche;
  7. Correlare la composizione chimica con le proprietà funzionali.

Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito:

Conoscenza e comprensione di:

Capacità di applicare:

Abilità di comunicare:

Capacità di apprendimento trasversale:

PROGRAMMA DEL CORSO

MODULO 1: Acqua (0.5 CFU)

MODULO 2: Zuccheri e polisaccaridi (1 CFU)

MODULO 3: Lipidi (1 CFU)

 MODULO 4: Proteine (0.5 CFU)

 MODULO 5: Colori, aromi e conservanti (1.5 CFU)

 MODULO 6: Vitamine e sostanze minerali (1 CFU)

 MODULO 7: Sostanze indesiderabili (0.5 CFU)

 

Testi consigliati

Il docente consiglia l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) col seguente testo, cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

Altri testi consigliati, in ordine di preferenza, sono:

MODALITA’ DI ESAME, PREREQUISITI, ESAMI PROPEDEUTICI

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

L’acquisizione dei risultati di apprendimento previsti è accertata attraverso la verifica del completamento delle attività di autovalutazione presenti alla fine di ogni modulo dell’insegnamento e attraverso la prova di esame.

I test di autovalutazione permettono allo studente di monitorare la propria comprensione degli argomenti somministrati e, nel caso ci siano delle difficoltà, di attivarsi per colmare le lacune o chiedere successive spiegazioni al docente che potranno essere fornite attraverso le sessioni di esercitazione in aula virtuale.

La prova d’esame accerterà la conoscenza e la comprensione degli argomenti svolti attraverso domande di tipo teorico, e la capacità di applicare le conoscenze acquisite attraverso domande in cui è richiesto di eseguire collegamenti di causa-effetto fra trattamenti sugli alimenti e modifiche della loro composizione. La capacità di comunicazione è valutata attraverso domande aperte in cui è richiesta la descrizione di una classe di nutrienti o di reazioni chimiche.

Le domande fanno riferimento a campi di applicazione della chimica nelle scienze dell’alimentazione e gastronomia. Ciò permette di valutare l’acquisizione da parte degli studenti di conoscenze e competenze trasversali.

Modalità di esame

L’esame consiste in una prova scritta, la quale è centrata su domande a risposta aperta inerenti agli argomenti trattati durante il corso. Le domande possono anche riguardare lo svolgimento di reazioni chimiche illustrate a lezione.

Le domande a risposta aperta hanno valore massimo di 6 punti ciascuna, per un totale di 30 punti. La sufficienza è fissata a 18 punti. La valutazione di ogni domanda prende in considerazione non solamente l’esattezza della risposta ma anche la completezza delle informazioni fornite. Una risposta può essere valutata parzialmente corretta qualora le informazioni riportate nella risposta siano corrette ma non esaustive per quell’argomento.

Propedeuticità

Non sono previste propedeuticità.

Prerequisiti

è richiesta una conoscenza della chimica di base, dei gruppi funzionali e delle reazioni chimiche di base, per cui si consiglia vivamente di avere già seguito i corsi di Chimica inorganica e organica e di Biochimica.

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), coprono un minimo di 6 ore per CFU ripartite in ugual misura tra DE (3 ore) e DI (3 ore).

Attività didattica erogativa (18 ore):

Attività didattica interattiva (18 ore):

L’articolazione tra DE e DI per ciascun modulo è ripartita coerentemente con gli obiettivi formativi del modulo stesso. In ogni modulo saranno presenti almeno 1 ora di DE e 1 ora di DI.

Ricevimento studenti

Il docente è sempre reperibile via mail o tramite il forum “Comunica col docente” presente in piattaforma didattica. Su richiesta degli studenti è disponibile ad organizzare ulteriori incontri interattivi in videoconferenza in data concordata.

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