Scheda programma d'esame
BIOCHIMICA E BIOLOGIA
GINO GIANNACCINI
Anno accademico2022/23
CdSINFERMIERISTICA (ABILITANTE ALLA PROFESSIONE SANITARIA DI INFERMIERE)
Codice356EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
BIOLOGIABIO/13LEZIONI24
ANTONELLA CECCHETTINI unimap
CHIMICA E BIOCHIMICABIO/10LEZIONI24
GINO GIANNACCINI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Saranno appresi 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.

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.

Knowledge

On successful completion of this course, students will be able to demonstrate an understanding of nomenclature, stoichiometry, and other fundamental chemical and biochemical notions, including the knowledge of the structure and function of major biomolecules, organization and regulation of metabolic pathways.

The student will be able to demonstrate knowledge of fundamental principles that guide cellular organization and function. He or she will be also able to demonstrate a solid knowledge of molecular genetics, basic mechanisms of gene expression as well as cell cycle regulation.

 

Modalità di verifica delle conoscenze

Esame scritto contestuale per i due moduli

Assessment criteria of knowledge

Final written exam

During the written exam (2 hours, multiple choice and open questions) the student should be able to demonstrate his/her knowledge of the course topics using the appropriate terminology.

 

 

Capacità

lo studente dovrà essere in grado di illustrare nozioni basilari di biologia, chimica generale, organica e biochimica

Skills

Students should illustrate basic notions of cell biology, general organic chemistry and biochemistry

Modalità di verifica delle capacità

Compitini in itinere ed esame finale scritto

Assessment criteria of skills

Ongoing tests and final written exam

Comportamenti

La frequenza alle lezioni è obbligatoria

Behaviors

Lecture attendance is mandatory

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali

Frequenza obbligatoria

Attività di apprendiento:

  • frequentare le lezioni
  • partecipazione a seminari
  • partecipazione a discussioni
  • studio individuale

Metodi di insegnamento:

  • lezioni frontali
  • siminari
  • Compiti ed esercitazioni

 

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • participation in seminar
  • participation in discussions
  • individual study

Attendance: Mandatory

Teaching methods:

  • Lectures
  • Seminar
  • Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning

Delivery: face to face

Attendance: Mandatory

Learning activities:

  • attending lectures
  • participation in seminar
  • participation in discussions
  • individual study

 

Teaching methods:

  • Lectures
  • Seminar
  • Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning

 

Programma (contenuti dell'insegnamento)

CORSO INTEGRATO DI

BIOCHIMICA E BIOLOGIA

 

Chimica e biochimica BIO/10: Gino Giannaccini

Biologia BIO/13: Antonella Cecchettini

 

MODULO DI CHIMICA E BIOCHIMICA (CFU 3)

 

Descrizione programma:

Chimica

  1. Chimica generale

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.

  1. Elementi di chimica organica.

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

  1. Struttura e funzione delle macromolecole

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.

  1. Il metabolismo

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.

 

 

 

 

Testi consigliati:

I testi consigliati verranno indicati a lezione.

Modalità di esame:

Esame scritto contestuale a quello del modulo di biologia.

Contatti docenti e modalità ricevimento:

Pisa: Prof Giannaccini, su appuntamento, gino.giannaccini@unipi.it

 

 

 

 

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.

Testi consigliati:

I testi consigliati verranno indicati a lezione.

Modalità di esame:

Esame scritto contestuale a quello del modulo di chimica.

Ricevimento studenti: su appuntamento

Contatti docenti:

Dott.ssa Antonella Cecchettini: antonella.cecchettini@unipi.it;

 

Syllabus

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.

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.

 

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)

Syllabus:

Biology

  1. Introduction to Cell Biology. Characteristics of living organisms. Cell theory. Evolutionary theory and the origin of life. The scientific method. Prokaryotes: cell morphology and basic structures. Eukariotes: an overview.
  2. Components of biological membranes. The fluid mosaic model. Membrane transport and selective permeability: diffusion and active transport. Endocytosis.
  3. Nucleus, structure and functions. Nucleosomes, chromosome morphology and the karyotype. Hints on mitocondria.
  4. Structure and function of organelles in eukaryotic cells. Moving proteins into membrane and organelles: Endoplasmic reticulum and Golgi complex. Vesicular traffic. Exocytosis pathway.
  5. Lysosome: structure and functions. Cytoskeleton: microfilaments, intermediate filaments and microtubules. Cell junctions.
  6. Basic chemical structure of DNA. Replication. “Central Dogma” of molecular biology.
  7. Basic chemical structure of RNA and how it differs from DNA. Transcription. RNA classes and functions. Eukariote RNA maturation.
  8. The genetic code. Translation: an overview. Control of gene expression. Hints on cell differentiation and stem cells.

Genetics

  1. Cell cycle and its control. Cell death. Mitosis.
  2. Meiosis and reproduction.
  3. Mendel’s law and examples of transmission of traits that deviate from these lows. Multiple alleles. The genetics of AB0 and Rh blood groups Human pedigrees analyses to determine if a trait is dominant or recessive, located on autosome or sex chromosomes.
  4. Mutations. Chromosomal and point mutations. Numerical aberrations of chromosomes. Structural aberrations of chromosomes.

 

   

Required texts:

Required texts will be suggested during the lectures.

Course material and video lectures will be posted on: elearning.med.unipi.it  - Biologia per Infermieristica (Cecchettini)-  https://elearning.med.unipi.it/course/view.php?id=845

Exams:

Exams will be written and will consist of a combination of multiple-choice, short answer and short essay questions

Student reception

By appointment via email: antonella.cecchettini@unipi.it

 

 

Bibliografia e materiale didattico

Tutte le slides presentate e il materiale didattico sono scaricabili sul sito elearning.med.unipi.it 

I testi consigliati verranno indicati a lezione.

 

Bibliography

Course material and video lectures will be posted on: elearning.med.unipi.it 

 

 

Indicazioni per non frequentanti

il materiale presentato a lezione può essere scaricato dal sito e-learning dell'università di Pisa

Non-attending students info

Slides shown during lectures and all material will be loaded on the university platform elearning.med.unipi.it 

Modalità d'esame

esame scritto contestuale per i due moduli.

Assessment methods

Written exam, occasionally followed by oral discussion

Altri riferimenti web

e-learning unipi

Ultimo aggiornamento 29/07/2022 15:35