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Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia

01MZZMB

A.A. 2018/19

2018/19

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di biologia molecolare e microbiologia)

L'insegnamento è composto da due moduli e ha i seguenti obiettivi formativi: - la conoscenza della chimica organica necessaria per un ingegnere chimico, attraverso lo studio dei composti organici (struttura, nomenclatura, tecniche comuni di caratterizzazione spettroscopica) e della loro reattività e l'interpretazione razionale dei meccanismi di reazione (natura dei reagenti, intermedi, aspetti cinetici e termodinamici, stereochimica) - la conoscenza di base dei meccanismi molecolari che regolano i processi di fermentazione (produzione di monomeri e polimeri, farmaci, alimenti). - la conoscenza di base della microbiologia alimentare (fattori chimico-fisici che influenzano la crescita dei microrganismi negli alimenti, interazioni dei microrganismi con gli alimenti).

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di chimica organica)

L'insegnamento è composto da due moduli e ha i seguenti obiettivi formativi: - la conoscenza della chimica organica necessaria per un ingegnere chimico, attraverso lo studio dei composti organici (struttura, nomenclatura, tecniche comuni di caratterizzazione spettroscopica) e della loro reattività e l'interpretazione razionale dei meccanismi di reazione (natura dei reagenti, intermedi, aspetti cinetici e termodinamici, stereochimica) - la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare, con particolare riferimento alla morfologia e fisiologia cellulare, ai meccanismi molecolari inerenti la trasmissione dell'informazione e l'espressione genica, ai fondamenti della biochimica cellulare. - la conoscenza di base dei meccanismi molecolari che regolano i processi di fermentazione (produzione di monomeri e polimeri, farmaci, alimenti).

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The course is made of two parts. The first one focusses on organic chemistry and the main topics are: – basics of organic chemistry, i.e. the organic compounds and their main reactions with their mechanisms; – basics of UV, IR and NMR spectroscopies; – the chemical literature for organic chemists. The second part is molecular biology and microbiology and the main topics are: - basics of cellular and molecular biology (cellular morphology and physiology, molecular mechanisms of the transmission of information, gene expression) and cell biochemistry. - basics of fermentation processes (production of building blocks, biopolymer, biopharmaceuticals). - basics of food microbiology (chemical-physical factors that influence the growth of microorganisms in food and the interactions of microorganisms with food).

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The course is made of two parts. The first one focusses on organic chemistry and the main topics are: – basics of organic chemistry, i.e. the organic compounds and their main reactions with their mechanisms; – basics of UV, IR and NMR spectroscopies; – the chemical literature for organic chemists. The second part is on molecular biology and microbiology and the main topics are: - basics of cellular and molecular biology (cellular morphology and physiology, gene expression and biochemistry; - basics of fermentation processes (production of: building blocks, biopolymer, biopharmaceuticals).

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L'obiettivo della prima parte del corso è sviluppare nell'allievo l'abilità di riconoscere le principali classi di composti organici con le loro strutture e le principali reazioni chimiche, interpretandole attraverso i meccanismi di reazione. L'allievo deve anche rendersi capace di indicare metodi spettroscopici per l'identificazione di prodotti organici, di usare la nomenclatura IUPAC per i composti organici, di reperire dati attraverso le fonti della letteratura scientifica. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere le classi dei composti organici e la loro nomenclatura IUPAC - conoscere i meccanismi principali delle reazioni chimiche di base - conoscere le spettroscopie e la loro applicabilità per l'identificazione dei composti organici e il controllo delle loro reazioni - conoscere l'organizzazione della letteratura scientifica Lo studente saprà anche proporre delle strategie di preparazione di composti che richiedano processi semplici con non più di due passaggi sintetici. Attraverso il lavoro sperimentale in laboratorio verrà acquisita minima manualità in semplici operazioni sperimentali quali la preparazione e diluizione di soluzioni, la conduzione di analisi spettroscopiche (spettroscopia UV-Vis, una reazione chimica. L'obiettivo della seconda parte del corso è acquisire la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare, con particolare riferimento alla morfologia e fisiologia cellulare e ai meccanismi molecolari inerenti la trasmissione dell'informazione e l'espressione genica. L'allievo dovrà inoltre acquisire i fondamenti dell'applicazione dei sistemi cellulari in campo biotecnologico industriale. Quindi al termine dell'insegnamento si richiederà allo studente di: - conoscere le classi di macromolecole biologiche - conoscere la struttura cellulare e i microrganismi - conoscere i fondamenti del metabolismo cellulare - conoscere i fondamenti della microbiologia alimentare Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica l'allievo deve essere inoltre in grado di - redigere una relazione di laboratorio - consultare la letteratura scientifica - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese. Queste conoscenze e abilità vengono acquisite attraverso le esercitazioni di laboratorio e la preparazione di una ricerca bibliografica semplice.

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L'obiettivo della prima parte del corso è sviluppare nell'allievo l'abilità di riconoscere le principali classi di composti organici con le loro strutture e le principali reazioni chimiche, interpretandole attraverso i meccanismi di reazione. L'allievo deve anche rendersi capace di indicare metodi spettroscopici per l'identificazione di prodotti organici, di usare la nomenclatura IUPAC per i composti organici, di reperire dati attraverso le fonti della letteratura scientifica. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere le classi dei composti organici e la loro nomenclatura IUPAC - conoscere i meccanismi principali delle reazioni chimiche di base - conoscere le spettroscopie e la loro applicabilità per l'identificazione dei composti organici e il controllo delle loro reazioni - conoscere l'organizzazione della letteratura scientifica Lo studente saprà anche proporre delle strategie di preparazione di composti che richiedano processi semplici con non più di due passaggi sintetici. Attraverso il lavoro sperimentale in laboratorio verrà acquisita minima manualità in semplici operazioni sperimentali quali la preparazione e diluizione di soluzioni, la conduzione di analisi spettroscopiche (spettroscopia UV-Vis, una reazione chimica. L'obiettivo della seconda parte del corso è acquisire la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare, con particolare riferimento alla morfologia e fisiologia cellulare e ai meccanismi molecolari inerenti la trasmissione dell'informazione e l'espressione genica. L'allievo dovrà inoltre acquisire i fondamenti dell'applicazione dei sistemi cellulari in campo biotecnologico industriale. Quindi al termine dell'insegnamento si richiederà allo studente di: - conoscere le classi di macromolecole biologiche - conoscere la struttura cellulare e i microrganismi - conoscere i fondamenti del metabolismo cellulare Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica l'allievo deve essere inoltre in grado di - redigere una relazione di laboratorio - consultare la letteratura scientifica - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese. Queste conoscenze e abilità vengono acquisite attraverso le esercitazioni di laboratorio e la preparazione di una ricerca bibliografica semplice.

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At the end of the first part of the course, students will be able to recognise the main classes of organic compounds and their most common reactions along with their chemical mechanisms. Students will also know: a) basic spectroscopic methods for the identification of organic molecules b) use of IUPAC nomenclature c) basic ideas on scientific literature. They will approach problem-solving strategies in chemical synthesis, limited to products requiring no more than two synthetic steps. The main objective of the second part of the course is the basic knowledge of cellular and molecular biology, in particular cellular morphology and physiology and molecular mechanisms of gene expression. Students will be able to recognize the fundamentals of cellular systems in the field of industrial biotechnology. At the end of the second part of the course, the student will be asked for: - knowledge of classes of biological macromolecules - knowledge of cellular structure and microorganisms - knowledge of cellular metabolism fundamentals - knowledge of food microbiology fundamentals. In order to reach assessment autonomy and technical communication, the students must be able to: – write a laboratory report – analyze scientific literature – know international terms, in particular English ones These knowledges and skills shall be achieved through laboratory practices and bibliography research. Lab work will include simple experiments with the use of UV-Vis spectrophotometer, tensiometer and polarimeter.

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At the end of the first part of the course, students will be able to recognise the main classes of organic compounds and their most common reactions along with their chemical mechanisms. Students will also know: a) basic spectroscopic methods for the identification of organic molecules b) use of IUPAC nomenclature c) basic ideas on scientific literature. They will approach problem-solving strategies in chemical synthesis, limited to products requiring no more than two synthetic steps. The main objective of the second part of the course is the basic knowledge of cellular and molecular biology, in particular cellular morphology and physiology and molecular mechanisms of gene expression. Students will be able to recognize the fundamentals of cellular systems in the field of industrial biotechnology. At the end of the second part of the course, the student will be asked for: - knowledge of classes of biological macromolecules - knowledge of cellular structure and microorganisms - knowledge of cellular metabolism fundamentals In order to reach assessment autonomy and technical communication, the students must be able to: – write a laboratory report – analyze scientific literature – know international terms, in particular English ones These knowledges and skills shall be achieved through laboratory practices and bibliography research. Lab work will include simple experiments with the use of UV-Vis spectrophotometer, tensiometer and polarimeter.

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L'allievo deve conoscere i fondamenti della chimica generale, in particolare i concetti di legami chimici primari e secondari, la stechiometria, gli equilibri chimici, nonché le basi della termodinamica, della fisica e della analisi matematica. Per il modulo di biologia molecolare e microbiologia, l'allievo deve avere acquisito i fondamenti della chimica organica (classi di composti organici e meccanismi principali delle reazioni chimiche).

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L'allievo deve conoscere i fondamenti della chimica generale, in particolare i concetti di legami chimici primari e secondari, la stechiometria, gli equilibri chimici, nonché le basi della termochimica. Per il modulo di biologia molecolare e microbiologia, l'allievo deve avere acquisito i fondamenti della chimica organica (classi di composti organici e meccanismi principali delle reazioni chimiche).

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Students should know the basic concepts of general chemistry (atom structure, chemical bonding, stoichiometry, thermochemistry, chemical equilibria, kinetics). For the molecular biology and microbiology modulus, students should know the fundamentals of organic chemistry (main classes of organic compounds and their main reactions with their mechanisms).

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Students should know the basic concepts of general chemistry (atom structure, chemical bonding, stoichiometry, thermochemistry, chemical equilibria, kinetics). For the molecular biology and microbiology modulus, students should know the fundamentals of organic chemistry (main classes of organic compounds and their main reactions with their mechanisms).

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Prima parte: Fondamenti di chimica organica Ibridizzazioni e legami primari del C. I composti organici di base e relativa nomenclatura essenziale. I composti eterociclici. Composti derivati: classificazione delle principali famiglie di composti contenenti ossigeno e di composti contenenti azoto. Composti organici clorurati e fluorurati: i CFC Regole principali di nomenclatura IUPAC sostitutiva. Legami secondari dei composti organici: effetto sulle proprietà fisiche e sulla solubilità. Classificazione dei solventi. I tensioattivi. Isomeria dei composti organici: metamerie e stereoisomerie conformazionali, geometriche, ottiche. Stati energetici delle molecole organiche (stabilità, reattività) attraverso la teoria della risonanza: effetti elettronici dei gruppi funzionali organici. Processi di separazione di Isomeri ottici. Composti acidi e basici secondo Arrehnius, Bronsted-Lowry, Lewis. Equilibrio acido-base nei composti organici. Elementi di spettroscopia UV-visibile: transizioni elettroniche tipiche, gruppi cromofori e batocromici, il colore. Elementi di spettroscopia infrarossa: cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, modi di risonanza (stretching, bending). Elementi di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare NMR (1H e 13C): cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, chemical shifts, regole per la previsione dei segnali di risonanza e della loro molteplicità. Determinazioni quantitative con tecniche spettroscopiche: legge di Lambert-Beer, metodi della retta di taratura, metodo delle aggiunte standard. Utilizzo delle spettroscopie per il monitoraggio della cinetica di una reazione. Reazioni chimiche dei composti organici: classificazione secondo esito e secondo meccanismo di reazione. Reazioni di addizione con meccanismo radicalico, reazioni di addizione con meccanismo elettrofilo, addizioni nucleofile al carbonile. Reazioni di sostituzione elettrofile aromatiche. Reazioni di sostituzione con meccanismo radicalico su idrocarburi saturi, meccanismo radicalico di inibizione con composti organici antiossidanti; Sostituzioni nucleofile alifatiche con meccanismi Sn1 e Sn2, sostituzioni nucleofile aciliche. Eliminazioni unimolecolari e bimolecolari. La letteratura scientifica: sorgenti primarie e secondarie, cenni di ricerca bibliografica. Seconda parte: Biologia molecolare e microbiologia Le caratteristiche fondamentali degli organismi viventi Metabolismo, informazione, riproduzione, eredità ed evoluzione. Composizione chimica della cellula Le principali molecole organiche di interesse biologico (amminoacidi, nucleotidi, glucidi, acidi grassi): struttura e funzione. Le macromolecole biologiche (polisaccaridi, lipidi, acidi nucleici e proteine). DNA, RNA e proteine L'informazione genetica e le molecole informazionali: introduzione generale e cenni storici. Struttura, funzione e metabolismo del DNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione dei processi di replicazione. Struttura, funzione e metabolismo degli RNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione del processo di trascrizione. Sintesi proteica in procarioti ed eucarioti: attivazione degli amminoacidi, codice genetico ed interazione codone-anticodone, struttura dei ribosomi, fasi della sintesi proteica. Struttura e funzione delle proteine: proteine fibrose, globulari, enzimi. Sintesi chimica di peptidi. Cenni di ingegneria proteica: la mutagenesi mirata e la manipolazione delle proteine. La tecnologia del DNA ricombinante Isolamento e caratterizzazione dei geni: enzimi di restrizione, vettori di clonaggio, preparazione e screening di banche genomiche. La manipolazione dell'espressione genica nei procarioti. La produzione di proteine ricombinanti negli eucarioti. Colture cellulari e animali transgenici Metabolismo cellulare Vie cataboliche e vie anaboliche. Energia libera delle reazioni biochimiche. Idrolisi dei composti fosforilati. Legami energetici. ATP e ADP. Metabolismo dei carboidrati: la glicolisi ed i suoi meccanismi di regolazione. La gluconeogenesi. Il ciclo degli acidi carbossilici: regolazione e significato del ciclo, vie anfiboliche, reazioni anaplerotiche. Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa. Sistemi cellulari in campo biotecnologico e alimentare Proprietà generali delle cellule procariotiche ed eucariotiche: struttura e organizzazione, modalità di riproduzione. Classi di microrganismi di interesse biotecnologico: batteri, lieviti, funghi filamentosi. Microbiologia industriale: principali processi e prodotti biotecnologici (biomasse microbiche, acidi organici, antibiotici) Microbiologia alimentare: microrganismi e trasformazione degli alimenti. Le tossinfezioni alimentari. Controllo della crescita microbica negli alimenti.

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Prima parte: Fondamenti di chimica organica Ibridizzazioni e legami primari del C. I composti organici di base e relativa nomenclatura essenziale. I composti eterociclici. Composti derivati: classificazione delle principali famiglie di composti contenenti ossigeno e di composti contenenti azoto. Composti organici clorurati e fluorurati: i CFC Regole principali di nomenclatura IUPAC sostitutiva. Legami secondari dei composti organici: effetto sulle proprietà fisiche e sulla solubilità. Classificazione dei solventi. I tensioattivi. Isomeria dei composti organici: metamerie e stereoisomerie conformazionali, geometriche, ottiche. Stati energetici delle molecole organiche (stabilità, reattività) attraverso la teoria della risonanza: effetti elettronici dei gruppi funzionali organici. Processi di separazione di Isomeri ottici. Composti acidi e basici secondo Arrehnius, Bronsted-Lowry, Lewis. Equilibrio acido-base nei composti organici. Elementi di spettroscopia UV-visibile: transizioni elettroniche tipiche, gruppi cromofori e batocromici, il colore. Elementi di spettroscopia infrarossa: cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, modi di risonanza (stretching, bending). Elementi di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare NMR (1H e 13C): cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, chemical shifts, regole per la previsione dei segnali di risonanza e della loro molteplicità. Determinazioni quantitative con tecniche spettroscopiche: legge di Lambert-Beer, metodi della retta di taratura, metodo delle aggiunte standard. Utilizzo delle spettroscopie per il monitoraggio della cinetica di una reazione. Reazioni chimiche dei composti organici: classificazione secondo esito e secondo meccanismo di reazione. Reazioni di addizione con meccanismo radicalico, reazioni di addizione con meccanismo elettrofilo, addizioni nucleofile al carbonile. Reazioni di sostituzione elettrofile aromatiche. Reazioni di sostituzione con meccanismo radicalico su idrocarburi saturi, meccanismo radicalico di inibizione con composti organici antiossidanti; Sostituzioni nucleofile alifatiche con meccanismi Sn1 e Sn2, sostituzioni nucleofile aciliche. Eliminazioni unimolecolari e bimolecolari. La letteratura scientifica: sorgenti primarie e secondarie, cenni di ricerca bibliografica. Seconda parte: Biologia molecolare e microbiologia Le caratteristiche fondamentali degli organismi viventi: metabolismo, informazione, riproduzione, eredità ed evoluzione. Composizione chimica della cellula: le principali molecole organiche di interesse biologico (amminoacidi, nucleotidi, glucidi, acidi grassi): struttura e funzione. Le macromolecole biologiche (polisaccaridi, lipidi, acidi nucleici e proteine). Cenni sulla struttura e funzione delle vitamine DNA, RNA e proteine: l'informazione genetica e le molecole informazionali, introduzione generale e cenni storici. Struttura, funzione e metabolismo del DNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione dei processi di replicazione. Struttura, funzione e metabolismo degli RNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione del processo di trascrizione. Sintesi proteica in procarioti ed eucarioti: attivazione degli amminoacidi, codice genetico ed interazione codone-anticodone, struttura dei ribosomi, fasi della sintesi proteica. Struttura e funzione delle proteine: proteine fibrose, globulari, enzimi. Sintesi chimica di peptidi. Cenni di ingegneria proteica: la mutagenesi mirata e la manipolazione delle proteine. La tecnologia del DNA ricombinante: isolamento e caratterizzazione dei geni (enzimi di restrizione, vettori di clonaggio), preparazione e screening di banche genomiche. La manipolazione dell'espressione genica nei procarioti. La produzione di proteine ricombinanti negli eucarioti. Colture cellulari e animali transgenici Metabolismo cellulare: vie cataboliche e vie anaboliche. Energia libera delle reazioni biochimiche. Idrolisi dei composti fosforilati. Legami energetici. ATP e ADP. Metabolismo dei carboidrati: la glicolisi ed i suoi meccanismi di regolazione. La gluconeogenesi. Il ciclo degli acidi carbossilici: regolazione e significato del ciclo, vie anfiboliche, reazioni anaplerotiche. Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa. Sistemi cellulari in campo biotecnologico e alimentare. Proprietà generali delle cellule procariotiche ed eucariotiche: struttura e organizzazione, modalità di riproduzione. Classi di microrganismi di interesse biotecnologico: batteri, lieviti, funghi filamentosi. Microbiologia industriale: principali processi e prodotti biotecnologici (biomasse microbiche, acidi organici, antibiotici). Microbiologia alimentare: microrganismi e trasformazione degli alimenti. Le tossinfezioni alimentari. Controllo della crescita microbica negli alimenti.

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Organic Chemistry Ibridisation and bonding theory. Primary and secondary bonds in organic compounds. Effects on physico-chemical properties and solubility. Classification of solvents. Surfactants. Classification of organic compounds and basics of IUPAC nomenclature. Hydrocarbons, heterocyclic compounds, derived compounds. Chloro-fluorocompounds. Main organic functions and substitutive IUPAC nomenclature. Isomerisms, enatiomers separation processes. Theory of resonance. Electronic effects of organic functions. Acids and bases in organic chemistry. Absorption spectroscopies: UV-Vis, IR, H-NMR, 13C-NMR. Main chemical reactions: radical and electrophilic additions (on alkenes and dienes), nucleophilic additions (on aldehydes and ketones); electrophilic aromatic substitution, radical substitutions on alkanes, nucleophilic aliphatic substitution (Sn1,SN2 on halides and alcohols); acylic nucleophilic substitution (on carboxylic acids and their derivatives. Elimination (unimolecular and bimolecular mechanism). Basics on scientific literature and bibliographic search. Molecular biology and microbiology Characteristics of living organisms: cellular structure, metabolism, gene expression, reproduction and evolution. Chemical composition of cell. Biological organic molecules (amminoacids, nucleotides, carbohydrates, fatty acids). Biomacromolecules (polysaccharides, lipids, nucleic acids and protein). Basics of vitamins. DNA, RNA and proteins. Structure, function and metabolism of DNA and RNA: replication and transcription. Protein synthesis: amino-acid activation, genetic code, codon-anticodon interaction, ribosome structure. Protein structure and function: fibrous and globular proteins, enzymes. Chemical synthesis of peptides. Basics of protein engineering. Recombinant DNA technology. Isolation and characterization of genes: restriction enzymes, cloning vectors, microbial and cellular expression systems, pharming. Cellular metabolism. Catabolic and anabolic pathways: control of metabolic flux. ATP and "high-energy" compounds. Coupled reactions. Redox reaction. Metabolism of carbohydrates: glycolysis and gluconeogenesis. Krebs cycle: mechanisms and regulation, electron transport and oxidative phosphorilation. Cellular systems in biotechnology and food microbiology. General features of prokaryotic and eukaryotic cells: cellular structure and organization, reproduction. Microorganism classes: bacteria, yeasts, and filamentous fungi. Industrial microbiology: biotechnological products (microbial biomasses, organic acids, antibiotics). Food microbiology: microorganisms and food interactions, food pathogens, control of microorganism growth in food.

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Organic Chemistry Ibridisation and bonding theory. Primary and secondary bonds in organic compounds. Effects on physico-chemical properties and solubility. Classification of solvents. Surfactants. Classification of organic compounds and basics of IUPAC nomenclature. Hydrocarbons, heterocyclic compounds, derived compounds. Chloro-fluorocompounds. Main organic functions and substitutive IUPAC nomenclature. Isomerisms, enatiomers separation processes. Theory of resonance. Electronic effects of organic functions. Acids and bases in organic chemistry. Absorption spectroscopies: UV-Vis, IR, H-NMR, 13C-NMR. Main chemical reactions: radical and electrophilic additions (on alkenes and dienes), nucleophilic additions (on aldehydes and ketones); electrophilic aromatic substitution, radical substitutions on alkanes, nucleophilic aliphatic substitution (Sn1,SN2 on halides and alcohols); acylic nucleophilic substitution (on carboxylic acids and their derivatives. Elimination (unimolecular and bimolecular mechanism). Basics on scientific literature and bibliographic search. Molecular biology and microbiology Characteristics of living organisms: cellular structure, metabolism, gene expression, reproduction and evolution. Chemical composition of cell. Biological organic molecules (amminoacids, nucleotides, carbohydrates, fatty acids). Biomacromolecules (polysaccharides, lipids, nucleic acids and protein). Basics of vitamins. DNA, RNA and proteins. Structure, function and metabolism of DNA and RNA: replication and transcription. Protein synthesis: amino-acid activation, genetic code, codon-anticodon interaction, ribosome structure. Protein structure and function: fibrous and globular proteins, enzymes. Chemical synthesis of peptides. Basics of protein engineering. Recombinant DNA technology. Isolation and characterization of genes: restriction enzymes, cloning vectors, microbial and cellular expression systems, pharming. Cellular metabolism. Catabolic and anabolic pathways: control of metabolic flux. ATP and "high-energy" compounds. Coupled reactions. Redox reaction. Metabolism of carbohydrates: glycolysis and gluconeogenesis. Krebs cycle: mechanisms and regulation, electron transport and oxidative phosphorilation. Cellular systems in biotechnology and food microbiology. General features of prokaryotic and eukaryotic cells: cellular structure and organization, reproduction. Microorganism classes: bacteria, yeasts, and filamentous fungi. Industrial microbiology: biotechnological products (microbial biomasses, organic acids, antibiotics). Food microbiology: microorganisms and food interactions, food pathogens, control of microorganism growth in food.

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E' prevista una attività di laboratorio relativa alla determinazione di acidi nucleici e proteine.

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Il principio guida di questo corso elementare è presentare la chimica organica come una disciplina basata su idee e concetti unificanti, scoraggiando la pura memorizzazione. Pertanto si enfatizzeranno le relazioni tra le strutture e le proprietà dei composti; inoltre si discuterà molto di meccanismi di reazione, presentando i processi di sintesi per similarità meccanicistica e non per gruppo funzionale. Ciò significa, ad esempio, trattare la reattività degli alcheni, illustrando la sintesi di molti diversi composti ottenibili a partire da essi (si tratterà soprattutto di reazioni di addizione elettrofila), ma escludendo la preparazione degli alcheni; d'altra parte la sintesi degli alcheni sarà trattata discutendo di reazioni di eliminazione che si basano sulla reattività di alcoli o alogenuri alchilici. La trattazione teorica sarà integrata da esercitazioni in aula, con esercizi sull'identificazione dei composti organici, la loro nomenclatura, i loro spettri (UV, IR e NMR) e con problemi sulle reazioni chimiche e i loro meccanismi, mettendo a punto strategie per la soluzione di problemi di preparazione di composti (retrosintesi) limitatamente a processi che richiedano non più di due passaggi sintetici. Sono previste delle esercitazioni di laboratorio, in cui gli allievi a piccoli gruppi, si applicano in modo diretto all'esecuzione di esperienze qualitative e quantitative di facili sintesi, di polarimetria, di misure di tensione superficiale, di spettrofotometria UV anche applicata al dosaggio di proteine e degli acidi nucleici. Gli studenti eseguiranno anche una piccola ricerca bibliografica su un tema a scelta.

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Molecular biology lab work includes the determination of nucleic acids and proteins in samples deriving from different sources.

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The course aims to present organic chemistry as an exciting science. It is designed to discourage rote memorisation. To this end, the presentation of functional groups is organised around mechanistic similarities. Tis means that discussing the reactivity of a functional group, e.g. a double bond of an alkene or alkyne, the synthesis of compounds that are formed from those unsaturated products as a result of that reactivity, is covered. Emphasis will be on the type of reaction and mechanism through which the transformation of alkenes and alkynes take place (e.g. electrophilic addition), independently of the identity of the final product. Then the synthesis of the compounds themselves (alkenes and alkynes) is presented when the reactivity of alcohols and alkyl halides is discovered, presenting elimination reactions. Tutorials on most topics are made to teach problem-solving strategies, e.g. establishing a mechanism of a certain reaction or proposing a retrosynthetic route (limited to cases where the process requires no more than two synthetic steps. Lab work, although is limited in time, will include UV-spectroscopy determination of the concentration of a dye in aqueous solution, polarimetry, tensiometry and setting a simple chemical reaction.

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I testi di riferimento consigliati per la parte di biologia sono: B.Alberts et al., L'essenziale di biologia molecolare della cellula,II edizione, Zanichelli, Bologna 2005 I testi per approfondimenti sono: T.A.Brown Biotecnologie molecolari Principi e tecniche, I edizione, Zanichelli, Bologna, 2007 D.L.Nelson, M.M.Cox I principi di biochimica di Lehninger, IV edizione, Zanichelli,Bologna, 2006

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Attraverso il Portale della Didattica saranno messe a disposizione degli studenti dispense riguardanti tutti gli argomenti del corso, e schede a guida del lavoro in laboratorio e della ricerca bibliografica. I testi di riferimento consigliati sono: J. Smith Gorzynski, Fondamenti di chimica organica, II edizione, McGraw-Hill, Milano, 2014 (o edizione precedente) W.H. Brown, Introduzione alla chimica organica, V edizione, Edises, Napoli, 2014 (o edizioni precedenti). W.H. Brown, Guida alla risoluzione dei problemi da Introduzione alla chimica organica, IV edizione, Edises, Napoli, 2011 (o edizioni precedenti). Il testo per approfondimenti è: M.B. Smith, J. March, March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure, VII Edizione, Wiley, New York, 2013 (o edizioni precedenti).

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Handouts will be available on the web page of the course. T.A. Brown, Biotecnologie molecolari Principi e tecniche, I edizione, Zanichelli, Bologna, 2007 D.L.Nelson, M.M.Cox, I principi di biochimica di Lehninger, V edizione, Zanichelli, Bologna, 2010. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. L’essenziale di Biologia molecolare della cellula, III edizione, Zanichelli, Bologna, 2011

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Handouts will be available on the web page of the course. The recommended textbooks for organic chemistry are J. Smith Gorzynski, Fondamenti di chimica organica, II edizione, McGraw-Hill, Milano, 2014 (o edizione precedente) W.H. Brown, Introduzione alla chimica organica, V edizione, Edises, Napoli, 2014 (o edizioni precedenti). W.H. Brown, Guida alla risoluzione dei problemi da Introduzione alla chimica organica, IV edizione, Edises, Napoli, 2011 (o edizioni precedenti) (both are translated from English, ask the instructors for details if you want to find the original texts in English). Advanced textbook: M.B. Smith J. March, March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure, VII Edizione, J.Wiley, New York, 2013 (also e-book).

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Modalità di esame: prova orale obbligatoria;

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Modalità di esame: prova scritta; prova di laboratorio; elaborato scritto prodotto in gruppo;

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Per il modulo di biologia molecolare e microbiologia la verifica prevede una prova orale (sino ad un massimo di punti 28). Sarà inoltre valutata la relazione di laboratorio (sino ad un massimo di punti 2). Il voto complessivo è la media pesata delle valutazioni ottenute per le due parti del corso (50% per la parte di Fondamenti di Chimica Organica e 50% per la parte di Fondamenti di Biologia e Microbiologia).

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di chimica organica)

E' prevista una prova scritta che accerta l'acquisizione delle conoscenze sugli argomenti elencati nel programma: consiste in sei domande sugli argomenti del programma e dura 1,5 ore. Non è consentito l'uso di appunti o libri, lo studente può utilizzare alcune tabelle come indicato nella sezione relativa al materiale dell’insegnamento. La valutazione della prova scritta è integrata dalla valutazione degli elaborati relativi alle esercitazioni di laboratorio e della piccola ricerca bibliografica, ad accertamento dell’acquisizione di competenze sperimentali di laboratorio e di conoscenze riguardo la letteratura scientifica. Il peso della prova scritta è 80%, il peso delle altre valutazioni è 10% . Il voto complessivo è la media pesata delle valutazioni ottenute per le due parti del corso (50% per la parte di Fondamenti di Chimica Organica e 50% per la parte di Fondamenti di Biologia e Microbiologia).

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di biologia molecolare e microbiologia)

Exam: compulsory oral exam;

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di chimica organica)

Exam: written test; practical lab skills test; group essay;

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di biologia molecolare e microbiologia)

For the part of the course on molecular biology and microbiology: oral test (maximum 28 marks). Report of results obtained in lab tests will be evaluated (maximum 2 marks). The final grade is the weight average of the marks of the two parts (50% Organic Chemistry, 50% Biology and Microbiology)

Fondamenti di chimica organica, biologia molecolare e microbiologia (Fondamenti di chimica organica)

For organic chemistry the grade is determined by a written test assessing the knowledge of the topics (1,5-hour, closed-book, closed-notes examination; some tables are authorized as listed on the web site of the course), by the evaluation of the lab work and of a simple bibliographic search. The grade is the weight average of the different marks (80% for the written test, 10% for each report). The final grade is the weight average of the marks of the two parts (50% Organic Chemistry, 50% Biology and Microbiology).



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