Programmi dei corsi

 

FA/0112 - CHIMICA FISICA

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
FLAMINIA ​CESARE MARINCOLA (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/71] ​ ​BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE [60/71-00 - Ord. 2015] ​ ​PERCORSO COMUNE324
Obiettivi

CONOSCENZA E CAPACITA DI COMPRENSIONE: Il corso introduce gli studenti ai principali concetti alla base della spettroscopia e delle principali tecniche spettroscopiche utilizzate in ambito biologico e mira a rendere gli studenti in grado di comprenderne le potenzialità ed il loro utilizzo per lo studio della struttura e reattività di sistemi biologici.

CAPACITA APPLICATIVE: Il corso fornisce gli strumenti per utilizzare le conoscenze acquisite in ambito spettroscopico per l'acquisizione di informazioni sulla struttura e reattività di molecole d'interesse biologico. Le lezioni teoriche ed i casi di studio esaminati permetteranno agli studenti di acquisire maggiori capacità per affrontare e risolvere problemi inerenti le tematiche in studio.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Gli studenti saranno in grado di formulare un proprio giudizio su risultati sperimentali di tipo spettroscopico e discuterli in maniera logica sulla base dell'interpretazione delle informazioni disponibili.

ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE: Gli studenti miglioreranno la loro capacità di presentare con competenza e con linguaggio appropriato i concetti e le problematiche proprie della disciplina

CAPACITÀ DI APPRENDERE: Oltre agli strumenti metodologici, il corso fornisce agli studenti il linguaggio di base ed avanzato della spettroscopia, mettendo lo studente in grado di leggere e comprendere testi di base ed avanzati e di attingere con successo a diverse fonti bibliografiche al fine di acquisire nuove competenze ed un continuo aggiornamento in ambito spettroscopico.

Prerequisiti

Solida conoscenza di chimica organica, biologia e biochimica

Contenuti

• Lo spettro elettromagnetico. La radiazione elettromagnetica: modello classico e quantistico. La radiazione elettromagnetica e la sua interazione con atomi e molecole. Assorbimento ed emissione di radiazioni elettromagnetiche: principi base
• Cenni sulla spettroscopia UV-visibile. Cromoforo. Legge Lambert-Beer. Assorbimento UV di proteine e amminoacidi, di DNA e nucleotidi. Esempi di applicazioni della spettroscopia UV-visibile per lo studio di sistemi d’interesse biologico.
• Luce polarizzata linearmente e circolarmente. Attività ottica e dicroismo circolare. Spettri di dicroismo circolare. Studi conformazionali mediante spettroscopia CD.
• Spettroscopia di fluorescenza. Stati di singoletto e di tripletto. Decadimento radioattivo e non radioattivo. Conversione interna. Intersystem crossing. Quencing. Resa quantica. FRET.
• Spettroscopia IR. Modi vibrazionali di molecole lineari e non lineari. Stretching e bending. Regole di selezione. Lo spettro IR: regione delle impronte digitali e regione delle frequenze di gruppo. Esempi di applicazioni della spettroscopia IR per lo studio di sistemi d’interesse biologico. Lettura ed analisi di un lavoro scientifico pubblicato su rivista internazionale.
• Cenni sulla spettroscopia Raman. Regole di selezione. Studi strutturali mediante spettroscopia Raman
• Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). Principi base della spettroscopia NMR. Frequenza di Larmor. Spostamento chimico. Struttura fine degli spettri NMR. Confronto tra spettri NMR di campioni in soluzione e allo stato solido. Alcune applicazioni della spettroscopia NMR per lo studio di sistemi biologici. Lettura ed analisi di un lavoro scientifico pubblicato su rivista internazionale.

Metodi Didattici

Il metodo d’insegnamento prevede lezioni frontali (24h) in aula che comprendono una presentazione orale condotta attraverso il commento di materiale illustrativo durante le quali gli studenti vengono guidati alla comprensione dei concetti di base ed applicative delle principali tecniche spettroscopiche usate in ambito biologico.

Ogni lezione è strutturata nel seguente modo:
• una introduzione, che include una chiara presentazione degli obiettivi, delle idee chiave e della loro relazione con gli obiettivi dell’intero Corso. Scopi fondamentali dell’introduzione sono quelli di consolidare l’attenzione, rinforzare la motivazione e fornire un quadro d’insieme di ciò che verrà successivamente sviluppato;
• uno sviluppo, che presenta dettagliatamente i contenuti in modo da far risaltare le connessioni fra le idee o i punti-chiave.
• una conclusione, o riassunto, che salda insieme il tutto. La conclusione è intesa a rinforzare l’apprendimento e a ricollegare i contenuti della lezione con gli obbiettivi generali.

Verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dello studente avviene mediante esame orale che viene condotto per verificare
(a) l'acquisizione dei concetti di base della spettroscopia
(b) la comprensione formale e applicata di tecniche spettroscopiche per lo studio di molecole di interesse biochimico;
(c) la capacità dello studente di esporre concetti anche complessi in modo chiaro, usando adeguatamente il linguaggio tecnico-scientifico,
(d) la capacità di progettare esperimenti spettroscopici per acquisire informazioni specifiche su campioni di interesse biologico,
(e) la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per risolvere in modo propositivo problemi nuovi.

Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto di:
(1) livello di conoscenza dei contenuti dimostrato;
(2) capacità di applicare i concetti teorici :
(3) qualità personali (spirito critico; capacità di autovalutazione);
(4) modalità espositiva (capacità espressiva;utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti; capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo; capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni)


Il giudizio finale è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi che può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

• Gordon G. Hammes “Spectroscopy for the Biological Sciences”, Wiley
• Atkins-De Paula, “Chimica Fisica Biologica”, Zanichelli.
• GF Pedulli, Metodi Fisici in Chimica Organica, Piccin Editore
• Robert M. Silverstein, Francis X. Webster, David J. Kiemle Identificazione spettrometrica di composti
organici,Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli

Altre Informazioni

• i lucidi relativi al materiale presentato nel a lezione sono scaricaribili nel sito del docente: http:// people.unica.it/flaminiacesaremarincolafarmacia/

Il docente è disponibile ad incontri di approfondimento o di chiarimento sugli argomenti trattati. Si riceve ogni giorno su appuntamento (mediante richieste via e-mail).

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