ECTS - University of Pisa
Per il modulo di BIOLOGIA:
Il corso fornirà conoscenze solide riguardanti l’organizzazione della cellula e le funzioni degli organuli. Alla fine del corso gli studenti avranno nozioni di base sulla genetica molecolare, sui meccanismi di espressione genica e sulla regolazione del ciclo cellulare.
Per il modulo di CHIMICA E BIOCHIMICA:
Gli studenti apprenderanno i principi di nomenclatura delle sostanze chimiche e della stechiometria e acquisiranno nozioni sulla struttura e le funzioni delle biomolecole e sulla regolazione dei pathway metabolici.
Per il modulo di FISICA:
Si richiamano le leggi fondamentali della fisica (meccanica,fluidodinamica, termologia, elettricità, conservazione della energia) per una comprensione quantitativa di alcune pratiche mediche, di alcune tecniche diagnostiche, di alcune aspetti della fisiologia e patologia.
Per il modulo di ELEMENTI DI RADIOBIOLOGIA:
La descrizione qualitativa e quantitativa dei fenomeni che producono radiazioni ionizzanti e dei meccanismi di interazione delle radiazioni con la materia sono orientati alla comprensione dei meccanismi fisici e fisiologici che spiegano il loro uso in terapia e diagnostica e orientano a una valutazione del rischio e motivano le modalità protezionistiche.
For the BIOLOGY module:
The course will provide solid knowledge regarding the organization of the cell and the functions of the organelles. At the end of the course students will have basic notions on molecular genetics, on the mechanisms of gene expression and on the regulation of the cell cycle.
For the CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY module:
Students will also learn the principles of nomenclature of chemical substances and stoichiometry and acquire knowledge on the structure and functions of biomolecules and on the regulation of metabolic pathways.
For the PHYSICS module:
The fundamental laws of physics are recalled (mechanics, fluid dynamics, thermology, electricity, energy conservation) for a quantitative understanding of some medical practices, some diagnostic techniques, some aspects of physiology and pathology.
For the RADIOBIOLOGY ELEMENTS module:
The qualitative and quantitative description of the phenomena that produce ionizing radiation and the mechanisms of interaction of radiation with matter are oriented towards understanding the physical and physiological mechanisms that explain their use in therapy and diagnostics and orientate towards a risk assessment and motivate the methods protectionist.
Esame scritto contestuale
Contextual written exam
lo studente dovrà essere in grado di illustrare nozioni basilari di chimica generale organica e di biochimica e biologia
Students should illustrate basic notions of general organic chemistry,
biochemistry and biology
Compitini in itinere ed esame scritto finale
Ongoing tests and final written exam
La frequenza alle lezioni è obbligatoria
Lectures attendance is mandatory
Lezioni frontali
Frequenza obbligatoria
Attività di apprendiento:
Metodi di insegnamento:
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
Delivery: face to face
Attendance: Mandatory
Learning activities:
Teaching methods:
Il corso fornisce nozioni generali sulla funzione e sulla struttura delle membrane cellulari e sui processi di trasporto. Si concentra anche sulla struttura e sul ruolo del nucleo, dei mitocondri e del sistema endomembranico. Inoltre, il corso si avvicina al flusso direzionale di informazioni genetiche: trascrizione, traduzione e nozioni di base sull'espressione genica. Si concentra sulla struttura del DNA, sul confezionamento, nonché sul ciclo cellulare, sulla replicazione del DNA e sulla mitosi. Questo corso coprirà anche i meccanismi di base della trasmissione dei tratti genetici avvicinando la meiosi, i principi mendeliani e alcune delle loro estensioni. Panoramica delle mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche.
Il programma Chimica / Biochimica si occupa dello studio della composizione, delle proprietà e del comportamento della materia, nonché dei processi chimici negli organismi viventi, compresa la struttura e la funzione delle principali classi di biomolecole come proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi, e il metabolismo di queste molecole.
Tutoraggio studenti: su appuntamento (via e-mail)
CORSO INTEGRATO DI
BIOCHIMICA E BIOLOGIA
(PISA MASSA LUCCA LIVORNO PONTEDERA)
Chimica e biochimica BIO/10: Alessandro Saba, Grazia Chiellini, Sandra Ghelardoni
Biologia BIO/13: Antonella Cecchettini, Alessandra Salvetti, Antonella Cecchettini, Leonardo Rossi, Alessandra Falleni.
MODULO DI CHIMICA E BIOCHIMICA (CFU 3)
Descrizione programma:
Chimica
Atomi e molecole. Struttura atomica: numero atomico, massa atomica, isotopi, numeri quantici. Tavola periodica degli elementi. Il concetto di mole. Legame chimico: legame ionico, covalente, dativo, metallico e legami intermolecolari. Valenza e numero di ossidazione. Nomenclatura dei composti inorganici.
Gli stati si aggregazione della materia. Soluzioni e proprietà colligative. Modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni. La pressione osmotica. Soluzioni isotoniche ed isosmotiche. Il concetto di “soluzione fisiologica”.
Reazioni chimiche: il concetto di reazione, velocità di reazione, equilibrio chimico e fattori che lo influenzano. Tipi di reazioni: ossidoriduzione, sostituzione, idrolisi. Acidi e basi: il pH. Soluzioni tampone.
Elementi di chimica organica: il carbonio nei composti organici, idrocarburi alifatici ed aromatici, alcoli, eteri, fenoli, composti carbonilici, acidi carbossilici, esteri, ammine, ammidi, aminoacidi.
Biochimica
Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi. Struttura dell’amido, del glicogeno e della
cellulosa.
Lipidi: definizione e classificazione. Trigliceridi e lipidi di membrana. Colesterolo e derivati.
Proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Proprietà generali e funzioni. Emoglobina e mioglobina. Enzimi: definizione e proprietà. Coenzimi. Regolazione dell’attività enzimatica. Struttura dei nucleotidi e degli acidi nucleici.
Concetto e organizzazione generale del metabolismo: anabolismo e catabolismo. Aspetti energetici: il concetto di reazione accoppiata e la molecola dell’ATP. Ruolo dell’acetil-CoA. Il concetto biochimico di respirazione. Coenzimi implicati nelle reazioni di ossidoriduzione. La via finale comune del metabolismo: ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa.
Metabolismo glucidico: glicolisi, destino metabolico del piruvato in presenza e in assenza di ossigeno, gluconeogenesi, metabolismo del glicogeno.
Metabolismo lipidico: lipolisi, beta-ossidazione degli acidi grassi, chetogenesi, sintesi degli acidi grassi e dei trigliceridi. Colesterolo: metabolismo e trasporto.
Metabolismo aminoacidico: destino metabolico del gruppo aminico e dello scheletro carbonioso degli aminoacidi. Aminoacidi glucogenici e chetogenici. Aminoacidi essenziali e non essenziali.
MODULO DI BIOLOGIA (CFU 3)
Descrizione programma:
Biologia
1. Proprietà fondamentali degli esseri viventi. La teoria cellulare. Origine della vita ed evoluzione. La cellula procariotica: morfologia e caratteristiche essenziali. La cellula eucariotica: strutture e compartimenti cellulari.
2. Le membrane cellulari: composizione e struttura. Le funzioni della membrana plasmatica: permeabilità, diffusione passiva semplice e facilitata, trasporto attivo. L’endocitosi.
3. Il nucleo, struttura e funzione: l'involucro nucleare, la cromatina e i cromosomi, il nucleolo. Il cariotipo umano: morfologia e classificazione dei cromosomi umani. Cenni sui mitocondri.
4. I compartimenti intracellulari delimitati da membrana e lo smistamento delle proteine: struttura e funzioni del reticolo endoplasmatico e dell'apparato di Golgi. Il traffico vescicolare. Il processo di esocitosi.
5. I lisosomi: struttura e funzione. Il citoscheletro. Matrice extracellualre e le giunzioni cellulari.
6. DNA: struttura e funzioni. La replicazione del DNA. Il flusso della informazione genica.
7. RNA: struttura e funzioni.Tipologie di RNA. Trascrizione e maturazione.
8. Il codice genetico e la sintesi proteica. Espressione genica e sua regolazione. Cenni su differenziamento e cellule staminali
Genetica
1. Ciclo cellulare e sua regolazione. Mitosi e morte cellulare
2. Meiosi e riproduzione.
3. Principi di genetica generale. Leggi di Mendel ed estensioni dell’analisi mendeliana. Allelia multipla e codominanza. Cenni sui gruppi sanguigni: il sistema AB0 e Rh. Ricostruzione degli alberi genealogici. Determinazione del sesso e ereditarietà legata al sesso.
4. Mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche: meccanismi di insorgenza e conseguenze.
Modulo di Fisica ed elementi di radioprotezione (2CFU)
Prof. Nicola Belcari
Il modulo inquadra ne i principi di base della fisica alcuni aspetti della fisiologia e della pratica infermieristica.
1 - Meccanica e dinamica del punto e dei corpi rigidi: forza, pressione, energia nelle sue forme, leve. Applicazioni elementari.
2 - Meccanica dei fluidi: leggi di Pascal, Bernoulli, Stevino. Applicazione alla circolazione del sangue e altri esempi.
3 - Calorimetria e processi termici elementari. Calore come forma di energia, calori specificie e calori latenti. Equivalente termico della caloria. Esempi.
4 - Elettricità, legge di Coulomb, campo elettrico, voltaggio. Leggi di Ohm, effetto Joule.
5 - Carica elementare, struttura dell'atomo, emissione di radiazioni luminosa. Vari tipi di radiazioni elettromagnetiche ed effetti fisici e biochimici delle radiazioni elettromagnetiche.
Modulo di Elementi di Radiobiologia (1 CFU)
1 - Attività, tempi di decadimento e di dimezzamento delle sostanze radioattive.
2 - Interazione con la materia di raggi X, elettroni, antielettroni, neutroni , barioni. Concetto di LET, range per le diverse radiazioni. Radiazioni ionizzanti in radioterapia e radiodiagnostica
3 - Elementi di dosimetria. Dose assorbita, dose equivalente, dose efficace. Descrizione e quantificazione del danno da radiazione ionizzante. Dose naturale, Cenni di protezionistica.
The course provides general notions on function and structure of cell membranes as well as transport processes. It also focuses on the structure and role of nucleus, mitochondria and the endomembrane system. Moreover, the course approaches the directional flow of genetic information: transcription,translation and basic notions on gene expression. It focuses on DNA structure, packaging as well as on cell cycle,DNA replication and mitosis. This course will also cover the basic mechanisms of the transmission of genetic traits by approaching meiosis, Mendelian principles and some of their extensions. Overview of gene, chromosomal and genomic mutations.
The Chemistry/Biochemistry program deals with the study of the composition, properties and behavior of matter as well as with the chemical processes in living organisms, including structure and function of the major classes of biomolecules such as proteins, nucleic acids, carbohydrates and lipids, and the metabolism of these molecules.
Student tutoring: on appointment (by email)
INTEGRATED COURSE OF
BIOCHEMISTRY AND BIOLOGY
(PISA MASSA LUCCA LIVORNO PONTEDERA)
BIO / 10 chemistry and biochemistry: Alessandro Saba, Grazia Chiellini, Sandra Ghelardoni
BIO / 13 biology: Antonella Cecchettini, Alessandra Salvetti, Antonella Cecchettini, Leonardo Rossi, Alessandra Falleni.
CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY MODULE (CFU 3)
Program description:
Chemistry
1. General chemistry
Atoms and molecules. Atomic structure: atomic number, atomic mass, isotopes, quantum numbers. Periodic table of the elements. The concept of mole. Chemical bond: ionic bond, covalent, dative, metallic and intermolecular bonds. Valence and oxidation number. Nomenclature of inorganic compounds.
The states are aggregation of matter. Colligative solutions and properties. Ways to express the concentration of solutions. Osmotic pressure. Isotonic and isosmotic solutions. The concept of "physiological solution".
Chemical reactions: the concept of reaction, reaction rate, chemical equilibrium and factors influencing it. Types of reactions: oxidation reduction, replacement, hydrolysis. Acids and bases: the pH. Buffer solutions.
2. Elements of organic chemistry.
Elements of organic chemistry: carbon in organic compounds, aliphatic and aromatic hydrocarbons, alcohols, ethers, phenols, carbonyl compounds, carboxylic acids, esters, amines, amides, amino acids.
Biochemistry
1. Structure and function of macromolecules
Carbohydrates: monosaccharides, disaccharides, polysaccharides. Structure of starch, glycogen and
cellulose.
Lipids: definition and classification. Triglycerides and membrane lipids. Cholesterol and derivatives.
Proteins: primary, secondary, tertiary and quaternary structure. General properties and functions. Hemoglobin and myoglobin. Enzymes: definition and properties. Coenzymes. Regulation of enzymatic activity. Nucleotide and nucleic acid structure.
2. The metabolism
Concept and general organization of metabolism: anabolism and catabolism. Energy aspects: the concept of coupled reaction and the ATP molecule. Role of acetyl-CoA. The biochemical concept of breathing. Coenzymes implicated in oxidation-reduction reactions. The common final pathway of metabolism: Krebs cycle and oxidative phosphorylation.
Carbohydrate metabolism: glycolysis, metabolic fate of pyruvate in the presence and absence of oxygen, gluconeogenesis, glycogen metabolism.
Lipid metabolism: lipolysis, beta-oxidation of fatty acids, ketogenesis, synthesis of fatty acids and triglycerides. Cholesterol: metabolism and transport.
Amino acid metabolism: metabolic fate of the amino group and the carbonaceous skeleton of amino acids. Glucogenic and ketogenic amino acids. Essential and non-essential amino acids.
BIOLOGY MODULE (CFU 3)
Program description:
Biology
1. Basic properties of living beings. Cell theory. Origin of life and evolution. The prokaryotic cell: morphology and essential characteristics. The eukaryotic cell: cellular structures and compartments.
2. Cell membranes: composition and structure. The functions of the plasma membrane: permeability, simple and facilitated passive diffusion, active transport. The endocytosis.
3. The nucleus, structure and function: the nuclear envelope, the chromatin and chromosomes, the nucleolus. The human karyotype: morphology and classification of human chromosomes. Notes on mitochondria.
4. The membrane-delimited intracellular compartments and the sorting of proteins: structure and functions of the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus. Vesicular traffic. The exocytosis process.
5. Lysosomes: structure and function. The cytoskeleton. Extracellual matrix and cellular junctions.
6. DNA: structure and functions. DNA replication. The flow of gene information.
7. RNA: structure and functions. Types of RNA. Transcription and maturation.
8. The genetic code and protein synthesis. Gene expression and its regulation. Notes on differentiation and stem cells
Genetics
1. Cell cycle and its regulation. Mitosis and cell death
2. Meiosis and reproduction.
3. Principles of general genetics. Mendel's laws and extensions of Mendelian analysis. Multiple alleles and codominance. Notes on blood groups: the AB0 and Rh system. Reconstruction of genealogical trees. Determination of sex and inheritance linked to sex.
4. Gene, chromosomal and genomic mutations: mechanisms of onset and consequences.
Physics module and elements of radiation protection (2CFU)
Prof. Nicola Belcari The module frames some aspects of physiology and nursing practice in the basic principles of physics.
1 - Mechanics and dynamics of the point and rigid bodies: force, pressure, energy in its forms, levers. Elementary applications.
2 - Mechanics of fluids: Pascal's, Bernoulli's, Stevin's laws. Application to blood circulation and other examples.
3 - Calorimetry and elementary thermal processes. Heat as a form of energy, specific heat and latent heat. Thermal equivalent of calorie. Examples.
4 - Electricity, Coulomb's law, electric field, voltage. Ohm's laws, Joule effect.
5 - Elementary charge, atom structure, light radiation emission. Various types of electromagnetic radiation and physical and biochemical effects of electromagnetic radiation.
Radiobiology Elements Module (1 ECTS)
1 - Activities, decay and halving times of radioactive substances.
2 - Interaction with the matter of X-rays, electrons, antielectrons, neutrons, baryons. LET concept, range for different radiations. Ionizing radiation in radiotherapy and radiodiagnostics
3 - Elements of dosimetry. Absorbed dose, equivalent dose, effective dose. Description and quantification of ionizing radiation damage. Natural dose, Elements of protection.
Tutte le slides presentate a lezione sono scaricabili sul sito e-learning
I testi consigliati verranno indicati a lezione.
Alcuni testi per Biologia:
Pierantoni, Cobellis, Meccariello, Chianese. 2018. Fondamenti di Biologia e Genetica. Edises.
Stefani e Taddei, Chimica, biochimica e biologia applicata. Zanichelli
Curtis, Barnes. Schnek, Massarini. 2017. Elementi di Biologia - Zanichelli
Solomon, Martin. Martin, Berg. 2017. Elementi di Biologia -Edises
George Popper. Principi di Biologia della cellula- Zanichelli
Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum. Elementi di Biologia e Genetica- Zanichelli
Campbell - Reece. Biologia e Genetica - Pearson
Alberts et al. L’essenziale di biologia molecolare della cellula - Zanichelli
I testi consigliati verranno indicati a lezione.
Per Chimica e Biochimica:
I testi consigliati verranno indicati a lezione.
Per Fisica e Radiobiologia:
Elementi di fisica biomedica. Scannicchio-Giroletti- Edises
Le slides sono condivise sulla piattaforma Microsoft Teams
All slides presented in class can be downloaded on the e-learning site
The recommended texts will be indicated in class.
Some texts for Biology:
Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum. Elements of Biology and Genetics- Zanichelli
Curtis, Barnes. Schnek, Massarini. 2017. Elements of Biology - Zanichelli
Solomon, Martin. Martin, Berg. 2017. Elements of Biology -Edises
George Popper. Principles of cell biology - Zanichelli
Campbell - Reece. Biology and Genetics - Pearson
Alberts et al. The essential of cell molecular biology - Zanichelli
The recommended texts will be indicated in class.
For Chemistry and Biochemistry:
The recommended texts will be indicated in class.
For Physics and Radiobiology:
Elements of biomedical physics. Scannicchio-Giroletti- Edises
The slides are shared on the Microsoft Teams platform
Tutte le diapositive mostrate a lezione saranno caricate sulla piattaforma è-learning dell'universitù
All slides shown during lectures wil be loaded on the university platform e-learning
Esame scritto, a volte seguito da discussione orale
Per il modulo di Chimica e biochimica:
Modalità di esame:
Esame scritto contestuale a quello del modulo di Biologia.
Per il modulo di Biologia:
Modalità di esame:
Esame scritto contestuale a quello del modulo di Chimica e biochimica.
Written exam, occasionally followed by oral discussion
For the Chemistry and Biochemistry module:
Exam methods:
Written exam contextual to that of the Biology module.
For the Biology module:
Exam methods:
Written exam contextual to that of the Chemistry and biochemistry module.
e-learning (unipi)
e-learning (unipi)
Contatti docenti e modalità ricevimento:
Per il modulo di Biologia:
Ricevimento studenti: su appuntamento
Contatti docenti:
Dott.ssa Antonella Cecchettini: antonella.cecchettini@unipi.it
Pisa: Dott. Alessandro Saba, su appuntamento, alessandro.saba@med.unipi.it 050-2219277
Massa: Prof. Umberto Montali, su appuntamento, umontali@med.unipi.it 050-2218657
Lucca: Prof. Gino Giannaccini
Livorno: Dott.ssa Grazia Chiellini su appuntamento, g.chiellini@bm.med.unipi.it 050-2218657
Pontedera: Dott.ssa Sandra Ghelardoni, su appuntamento, sandra.ghelardoni@med.unipi.it 050-2218677
