Insegnamento BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI
| Nome del corso di laurea | Scienze e tecnologie agro-alimentari |
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| Codice insegnamento | 80053506 |
| Curriculum | Viticoltura e enologia |
| Docente responsabile | Daniele Del Buono |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | AGR/13 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Gli argomenti del corso riguarderanno la materia vivente, dai più semplici eventi chimici che avvengono nelle cellule fino alle recenti tecnologie. Il corso sarà articolato in maniera tale da affrontare il ruolo che le principali classi di molecole esplicano nel metabolismo, gli aspetti cinetici e di enzimologia, la termodinamica e la bioenergetica. Saranno poi trattati i principali processi metabolici ovvero fotosintesi, metabolismo di carboidrati, lipidi e amminoacidi, metabolismo proteico e informazione genica. |
| Testi di riferimento | D. DEL BUONO, Dispense dalle lezioni. PINTON R., COCUCCI M., NANNIPIERI P., TREVISAN M., Fondamenti di Biochimica Agraria. Pàtron Editore, Bologna DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX, I Principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Il corso ha come obiettivo principale quello di offrire agli studenti delle nozioni di base sulla Biochimica. Risultati d'apprendimento previsti: Conoscenze 1. Flussi energetici lungo le vie del metabolismo. 2. Valutazione dei passaggi endoergonici ed esoergonici nei processi metabolici. 3. Catalisi enzimatica ed effetto di regolatori ed inibitori. 4. Processo fotosintetico. 5. Metabolismo dei carboidrati nelle cellule vegetali e animali. 6. Processi di fermentazione e respirazione. 7. Vie della biosintesi e del catabolismo dei principali lipidi. 8. Metabolismo di amminoacidi e proteine. 9. Caratteristiche strutturali e chimiche di DNA e RNA, e loro coinvolgimento nella sintesi proteica. Abilità 1. Valutazione della spontaneità o meno delle reazioni biochimiche. 2. Capacità di identificare gli enzimi che intervengono nei vari “pathways” metabolici. 3. Calcolo dell’energia ricavabile dal catabolismo dei carboidrati. 4. Calcolo dell’energia metabolica necessaria per la biosintesi di acidi grassi e trigliceridi e di quella ricavabile dal loro catabolismo. 5. Valutazione del contenuto proteico di prodotti di interesse agro-alimentare. 6. Collegamenti tra le varie vie metaboliche. |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere la Biochimica è necessario aver sostenuto l'esame di Chimica del primo anno. In particolare, agli studenti è richiesta la capacità di saper applicare i concetti base della chimica inorganica e di riconoscere i gruppi funzionali caratteristici delle molecole organiche, così da poter prevedere la loro reattività in un contesto cellulare. |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato in: - lezioni frontali che tratteranno gli argomenti riportati nel programma; - esercitazioni in aula che riguarderanno il calcolo della variazione di energia libera associata a reazioni del metabolismo cellulare, nonché la stima dei bilanci energetici relativi al metabolismo di carboidrati e lipidi; - esercitazioni di laboratorio durante le quali sarà determinato il contenuto di pigmenti e di proteine nei vegetali, e saggiata l’attività di alcuni enzimi. |
| Altre informazioni | Ricevimento: tutti i pomeriggi dal lunedì al venerdì dalle 14:30 alle 16:00 presso l'U.R. di Chimica Agraria . |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova finale della durata di circa 40 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunta dallo studente relativamente ai contenuti del programma. La discussione verterà su 3/4 argomenti dell'insegnamento tra i seguenti: bioenergetica, struttura delle proteine e catalisi, fotosintesi, metabolismo primario, ciclo dell'azoto nei vegetali, DNA ed RNA, biosintesi proteica. Griglia di valutazione 18-21: conoscenza sufficiente degli argomenti di base del corso; comprensione sufficiente dei concetti. 22-24: conoscenza buona degli argomenti del corso; comprensione buona dei concetti. 25-27: conoscenza molto buona degli argomenti del corso; comprensione molto buona dei concetti 28-30: conoscenza ottima degli argomenti del corso; comprensione ottima dei concetti. La prova d'esame consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione e di esposizione dello studente degli argomenti trattati. Infine, la prova consentirà di accertare le abilità dello studente nell'applicare le conoscenze acquisite alla soluzione di casi pratici elaborando soluzioni in autonomia di giudizio. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità, visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Bioenergetica e catalisi enzimatica. Elementi di termodinamica applicati alle reazioni biochimiche; concetti di entalpia, entropia ed energia libera, reazioni esoergoniche ed endoergoniche e loro accoppiamento. Concetto generale di metabolismo e natura dei flussi di energia nelle fasi cataboliche ed anaboliche. Meccanismo della catalisi enzimatica, struttura e caratteristiche degli enzimi, teoria di Michaelis-Menten e definizione dei parametri cinetici di un enzima. Inibizione e regolazione dell'attività enzimatica. Isoenzimi, zimogeni ed enzimi allosterici. Meccanismo d’azione e ruolo biochimico di: idrolasi, ossidoriduttasi, transferasi, liasi, isomerasi e ligasi. La fotosintesi e la sintesi dei carboidrati: I pigmenti fotosintetici. II ruolo della luce e la reazione di Hill. I fotosistemi ed il trasporto fotosintetico degli elettroni. Fotofosforilazione ciclica e non ciclica. Organicazione della CO2 e ciclo di Calvin. Fotorespirazione. Formazione di monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi. Respirazione e metabolismo dei carboidrati: Glicolisi e processi fermentativi. La via del fosfogluconato. Gluconeogenesi. Ciclo dell’acido citrico e via del gliossilato. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Resa energetica dei processi fermentativi e respiratorio. Il metabolismo delle sostanze grasse: Natura e struttura chimica delle sostanze grasse. Biogenesi degli acidi grassi, dei gliceridi e relative richieste energetiche. Catabolismo degli acidi grassi e dei trigliceridi. Bilanci energetici del catabolismo di acidi grassi e gliceridi. Ruolo biochimico e metabolismo di fosfolipidi, sfingolipidi e steroli. II metabolismo dei composti azotati: Cenni sul ciclo dell’azoto in natura. Aspetti biochimici della fissazione dell’azoto elementare, della riduzione dei nitrati e dell’organicazione dell’azoto ammoniacale. Formazione di amminoacidi e proteine. Catabolismo proteico: proteolisi, degradazione ossidativa degli amminoacidi e mineralizzazione dell’azoto. Gli acidi nucleici: Struttura del DNA. Replicazione del DNA: azione delle DNA polimerasi e ruolo di elicasi, topoisomerasi, primasi e DNA-ligasi. Riparazione del DNA. Struttura e sintesi dei RNA, ruolo delle RNA polimerasi, trascrizione e modificazioni post-trascrizionali. Codice genetico e sua traduzione nella sintesi proteica. |