FISICA APPLICATA
Modulo: FISICA APPLICATA
GRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALI
La Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità
di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e
sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure
dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza
associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e
differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale.
MECCANICA
Cinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità
media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto
rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del
moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione
tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico.
Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio
della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di
gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica.
Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del
corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di
primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano.
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una
forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di
energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative;
energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di
conservazione dell’energia meccanica.
MECCANICA DEI FLUIDI
Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la
pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli.
Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità;
ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi;
fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un
condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di
Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa; il sistema
respiratorio: la resistenza delle vie aeree e flusso laminare/turbolento nelle vie aeree; il circuito
idrodinamico del sangue.
ELETTRICITA’
Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti;
elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; elettroscopio a foglie: definizione
operativa di carica elettrica; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella
materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il
lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la
differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la
capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i
circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale:
resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano:
l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone; la corrente elettrica nel corpo umano: effetti
dell’elettricità sul corpo umano.
MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Le proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la
permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli
magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di
forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo:
esperienza di Oersted e azione di correnti su magneti; esperienza di Faraday e esperienza di
Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un
filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la
propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda
periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico.
OTTICA
La luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la
materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la
riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i
sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e
divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la
costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; .
Applicazioni: il microscopio composto; la fisica dell’occhio: le proprietà ottiche dell’occhio;
l’accomodamento; punti prossimo e remoto; il modello dell’occhio ridotto; il potere risolutivo
dell’occhio.
IL SUONO
Fenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali;
onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale
e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo,
velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono;
la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri
caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e
intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore:
assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza
delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione,
interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la
risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il
livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza
fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro.
Applicazioni: la fonazione: le frequenze formanti, il sonogramma e l’analisi del parlato. La fisica
dell’apparato uditivo: orecchio esterno, inter-aural time difference e inter-aural intensity
difference; il meato acustico e le onde stazionarie; l’orecchio medio come amplificatore di pressione; l’orecchio medio come adattatore di impedenza e meccanismi di protezione; l’orecchio
interno come analizzatore di spettro; la fisica della coclea.
TERMODINAMICA
Sistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la
temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio
termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore:
conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il
calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; le leggi dello
stato gassoso ideale: legge di Boyle-Mariotte e leggi di Gay-Lussac; l’equazione di stato dei gas
perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e
temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una
trasformazione termodinamica.
Modulo: BIOCHIMICA
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE
Proprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.
PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, struttura quaternaria.
Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina.
Enzimi: classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi. Transaminazione e deaminazione degli amminoacidi. Ciclo dell’urea.
CARBOIDRATI – Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. Regolazione della glicemia: insulina e glucagone.
LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.
Metabolismo degli acidi grassi (beta-ossidazione), lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.
METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. Strategie di regolazione delle vie metaboliche.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: GENETICA MEDICA
PROGRAMMA BIOLOGIA APPLICATA La cellula
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: FISICA APPLICATA
- l corso si svolge attraverso 20 ore di didattica frontale nel
corso delle quali verranno affrontati gli argomenti descritti nel programma
- Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente (slide, dispense) e
parti dei testi di riferimento indicati durante le lezioni.
Modulo: BIOCHIMICA
delle conoscenze preliminari di chimica
- Testi di riferimento: Materiale
fornito dal docente su classroom
- Gli aminoacidi. Struttura delle proteine
- Testi di riferimento: Introduzione
alla biochimica di Lehninger. Capitoli 3 e 4
funzioni delle proteine
- Testi di riferimento: Capitolo
5
- enzimi
- Testi di riferimento: Capitolo 6
- Carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo 7
- Metabolismo
dei carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo
14, 16 e 19
e membrane
- Testi di riferimento: Capitolo
10
lipidico
- Testi di riferimento: Capitolo
17
degli aminoacidi
- Testi di riferimento: Capitolo
18
ormonale del metabolismo
- Testi di riferimento: Capitolo 12
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
- Le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanale seguendo il calendario del Corso
Modulo: GENETICA MEDICA
- le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanake seguendo il Calendario delle lezioni del Corso
- Lessons will be held on a weeklybasis followingthe lesson calendar
BIOCHIMICA
Modulo: FISICA APPLICATA
GRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALI
La Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità
di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e
sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure
dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza
associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e
differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale.
MECCANICA
Cinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità
media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto
rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del
moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione
tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico.
Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio
della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di
gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica.
Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del
corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di
primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano.
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una
forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di
energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative;
energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di
conservazione dell’energia meccanica.
MECCANICA DEI FLUIDI
Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la
pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli.
Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità;
ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi;
fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un
condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di
Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa; il sistema
respiratorio: la resistenza delle vie aeree e flusso laminare/turbolento nelle vie aeree; il circuito
idrodinamico del sangue.
ELETTRICITA’
Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti;
elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; elettroscopio a foglie: definizione
operativa di carica elettrica; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella
materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il
lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la
differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la
capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i
circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale:
resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano:
l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone; la corrente elettrica nel corpo umano: effetti
dell’elettricità sul corpo umano.
MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Le proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la
permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli
magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di
forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo:
esperienza di Oersted e azione di correnti su magneti; esperienza di Faraday e esperienza di
Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un
filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la
propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda
periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico.
OTTICA
La luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la
materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la
riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i
sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e
divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la
costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; .
Applicazioni: il microscopio composto; la fisica dell’occhio: le proprietà ottiche dell’occhio;
l’accomodamento; punti prossimo e remoto; il modello dell’occhio ridotto; il potere risolutivo
dell’occhio.
IL SUONO
Fenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali;
onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale
e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo,
velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono;
la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri
caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e
intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore:
assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza
delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione,
interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la
risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il
livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza
fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro.
Applicazioni: la fonazione: le frequenze formanti, il sonogramma e l’analisi del parlato. La fisica
dell’apparato uditivo: orecchio esterno, inter-aural time difference e inter-aural intensity
difference; il meato acustico e le onde stazionarie; l’orecchio medio come amplificatore di pressione; l’orecchio medio come adattatore di impedenza e meccanismi di protezione; l’orecchio
interno come analizzatore di spettro; la fisica della coclea.
TERMODINAMICA
Sistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la
temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio
termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore:
conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il
calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; le leggi dello
stato gassoso ideale: legge di Boyle-Mariotte e leggi di Gay-Lussac; l’equazione di stato dei gas
perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e
temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una
trasformazione termodinamica.
Modulo: BIOCHIMICA
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE
Proprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.
PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, struttura quaternaria.
Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina.
Enzimi: classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi. Transaminazione e deaminazione degli amminoacidi. Ciclo dell’urea.
CARBOIDRATI – Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. Regolazione della glicemia: insulina e glucagone.
LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.
Metabolismo degli acidi grassi (beta-ossidazione), lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.
METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. Strategie di regolazione delle vie metaboliche.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: GENETICA MEDICA
PROGRAMMA BIOLOGIA APPLICATA La cellula
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: FISICA APPLICATA
- l corso si svolge attraverso 20 ore di didattica frontale nel
corso delle quali verranno affrontati gli argomenti descritti nel programma
- Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente (slide, dispense) e
parti dei testi di riferimento indicati durante le lezioni.
Modulo: BIOCHIMICA
delle conoscenze preliminari di chimica
- Testi di riferimento: Materiale
fornito dal docente su classroom
- Gli aminoacidi. Struttura delle proteine
- Testi di riferimento: Introduzione
alla biochimica di Lehninger. Capitoli 3 e 4
funzioni delle proteine
- Testi di riferimento: Capitolo
5
- enzimi
- Testi di riferimento: Capitolo 6
- Carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo 7
- Metabolismo
dei carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo
14, 16 e 19
e membrane
- Testi di riferimento: Capitolo
10
lipidico
- Testi di riferimento: Capitolo
17
degli aminoacidi
- Testi di riferimento: Capitolo
18
ormonale del metabolismo
- Testi di riferimento: Capitolo 12
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
- Le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanale seguendo il calendario del Corso
Modulo: GENETICA MEDICA
- le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanake seguendo il Calendario delle lezioni del Corso
- Lessons will be held on a weeklybasis followingthe lesson calendar
BIOLOGIA APPLICATA
Modulo: FISICA APPLICATA
GRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALI
La Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità
di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e
sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure
dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza
associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e
differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale.
MECCANICA
Cinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità
media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto
rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del
moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione
tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico.
Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio
della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di
gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica.
Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del
corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di
primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano.
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una
forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di
energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative;
energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di
conservazione dell’energia meccanica.
MECCANICA DEI FLUIDI
Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la
pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli.
Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità;
ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi;
fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un
condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di
Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa; il sistema
respiratorio: la resistenza delle vie aeree e flusso laminare/turbolento nelle vie aeree; il circuito
idrodinamico del sangue.
ELETTRICITA’
Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti;
elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; elettroscopio a foglie: definizione
operativa di carica elettrica; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella
materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il
lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la
differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la
capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i
circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale:
resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano:
l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone; la corrente elettrica nel corpo umano: effetti
dell’elettricità sul corpo umano.
MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Le proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la
permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli
magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di
forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo:
esperienza di Oersted e azione di correnti su magneti; esperienza di Faraday e esperienza di
Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un
filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la
propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda
periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico.
OTTICA
La luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la
materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la
riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i
sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e
divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la
costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; .
Applicazioni: il microscopio composto; la fisica dell’occhio: le proprietà ottiche dell’occhio;
l’accomodamento; punti prossimo e remoto; il modello dell’occhio ridotto; il potere risolutivo
dell’occhio.
IL SUONO
Fenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali;
onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale
e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo,
velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono;
la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri
caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e
intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore:
assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza
delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione,
interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la
risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il
livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza
fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro.
Applicazioni: la fonazione: le frequenze formanti, il sonogramma e l’analisi del parlato. La fisica
dell’apparato uditivo: orecchio esterno, inter-aural time difference e inter-aural intensity
difference; il meato acustico e le onde stazionarie; l’orecchio medio come amplificatore di pressione; l’orecchio medio come adattatore di impedenza e meccanismi di protezione; l’orecchio
interno come analizzatore di spettro; la fisica della coclea.
TERMODINAMICA
Sistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la
temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio
termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore:
conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il
calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; le leggi dello
stato gassoso ideale: legge di Boyle-Mariotte e leggi di Gay-Lussac; l’equazione di stato dei gas
perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e
temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una
trasformazione termodinamica.
Modulo: BIOCHIMICA
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE
Proprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.
PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, struttura quaternaria.
Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina.
Enzimi: classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi. Transaminazione e deaminazione degli amminoacidi. Ciclo dell’urea.
CARBOIDRATI – Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. Regolazione della glicemia: insulina e glucagone.
LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.
Metabolismo degli acidi grassi (beta-ossidazione), lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.
METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. Strategie di regolazione delle vie metaboliche.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: GENETICA MEDICA
PROGRAMMA BIOLOGIA APPLICATA La cellula
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: FISICA APPLICATA
- l corso si svolge attraverso 20 ore di didattica frontale nel
corso delle quali verranno affrontati gli argomenti descritti nel programma
- Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente (slide, dispense) e
parti dei testi di riferimento indicati durante le lezioni.
Modulo: BIOCHIMICA
delle conoscenze preliminari di chimica
- Testi di riferimento: Materiale
fornito dal docente su classroom
- Gli aminoacidi. Struttura delle proteine
- Testi di riferimento: Introduzione
alla biochimica di Lehninger. Capitoli 3 e 4
funzioni delle proteine
- Testi di riferimento: Capitolo
5
- enzimi
- Testi di riferimento: Capitolo 6
- Carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo 7
- Metabolismo
dei carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo
14, 16 e 19
e membrane
- Testi di riferimento: Capitolo
10
lipidico
- Testi di riferimento: Capitolo
17
degli aminoacidi
- Testi di riferimento: Capitolo
18
ormonale del metabolismo
- Testi di riferimento: Capitolo 12
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
- Le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanale seguendo il calendario del Corso
Modulo: GENETICA MEDICA
- le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanake seguendo il Calendario delle lezioni del Corso
- Lessons will be held on a weeklybasis followingthe lesson calendar
GENETICA MEDICA
Modulo: FISICA APPLICATA
GRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALI
La Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità
di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e
sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure
dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza
associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e
differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale.
MECCANICA
Cinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità
media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto
rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del
moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione
tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico.
Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio
della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di
gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica.
Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del
corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di
primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano.
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una
forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di
energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative;
energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di
conservazione dell’energia meccanica.
MECCANICA DEI FLUIDI
Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la
pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli.
Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità;
ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi;
fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un
condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di
Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa; il sistema
respiratorio: la resistenza delle vie aeree e flusso laminare/turbolento nelle vie aeree; il circuito
idrodinamico del sangue.
ELETTRICITA’
Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti;
elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; elettroscopio a foglie: definizione
operativa di carica elettrica; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella
materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il
lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la
differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la
capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i
circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale:
resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano:
l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone; la corrente elettrica nel corpo umano: effetti
dell’elettricità sul corpo umano.
MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Le proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la
permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli
magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di
forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo:
esperienza di Oersted e azione di correnti su magneti; esperienza di Faraday e esperienza di
Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un
filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la
propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda
periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico.
OTTICA
La luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la
materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la
riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i
sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e
divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la
costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; .
Applicazioni: il microscopio composto; la fisica dell’occhio: le proprietà ottiche dell’occhio;
l’accomodamento; punti prossimo e remoto; il modello dell’occhio ridotto; il potere risolutivo
dell’occhio.
IL SUONO
Fenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali;
onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale
e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo,
velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono;
la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri
caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e
intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore:
assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza
delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione,
interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la
risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il
livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza
fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro.
Applicazioni: la fonazione: le frequenze formanti, il sonogramma e l’analisi del parlato. La fisica
dell’apparato uditivo: orecchio esterno, inter-aural time difference e inter-aural intensity
difference; il meato acustico e le onde stazionarie; l’orecchio medio come amplificatore di pressione; l’orecchio medio come adattatore di impedenza e meccanismi di protezione; l’orecchio
interno come analizzatore di spettro; la fisica della coclea.
TERMODINAMICA
Sistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la
temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio
termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore:
conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il
calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; le leggi dello
stato gassoso ideale: legge di Boyle-Mariotte e leggi di Gay-Lussac; l’equazione di stato dei gas
perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e
temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una
trasformazione termodinamica.
Modulo: BIOCHIMICA
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE
Proprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.
PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, struttura quaternaria.
Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina.
Enzimi: classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi. Transaminazione e deaminazione degli amminoacidi. Ciclo dell’urea.
CARBOIDRATI – Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. Regolazione della glicemia: insulina e glucagone.
LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.
Metabolismo degli acidi grassi (beta-ossidazione), lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.
METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. Strategie di regolazione delle vie metaboliche.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: GENETICA MEDICA
PROGRAMMA BIOLOGIA APPLICATA La cellula
Procarioti. Organizzazione strutturale e funzionale di una cellula eucariotica. Componenti chimici di una cellula (mono e polisaccaridi, lipidi, proteine). Struttura delle membrane Trasporto di membrana. Organelli intracellulari: reticolo endoplasmatico, apparato del golgi, lisosomi, perossisomi. Il nucleo e i cromosomi.
Gli Acidi Nucleici
I Nucleotidi. Struttura e funzione dell’RNA (mRNA, rRNA , snRNA e tRNA) e del DNA.
La Duplicazione del DNA
Duplicazione bidirezionale, semiconservativa e semidiscontinua.
Gli enzimi della duplicazione in vivo: le DNA polimerasi, Le DNA topo isomerasi, Le elicasi , le primasi, le DNA ligasi.
La PCR e le sue applicazioni.
La trascrizione del DNA
I Promotori. Le RNA polimerasi. I fattori trascrizionali eucariotici
Sintesi delle proteine
Maturazione dell’mRNA nel nucleo (Splicing dell’mRNA) Il codice genetico. I ribosomi. Meccanismo di sintesi di una proteina a livello dei ribosomi.
Meccanismi di controllo dell’espressione genica
Controllo trascrizionale (repressori, Attivatori, fattori trascrizionali eucariotici). Esempi di controlli post-trascrizionali (splicing alternativo)
La comunicazione cellulare
Recettori superficiali ed intracellulari. Vie di trasduzione del segnale. Via dell’AMPc e dell’IP3. Recettori tirosina chinasici. Meccanismo molecolare di azione di: glucagone, insulina, adrenalina. Recettori per gli ormoni steroidei.
PROGRAMMA DI GENETICA
La divisione cellulare
Il ciclo cellulare. Il controllo del ciclo cellulare. La mitosi.
Riproduzione sessuata e le basi genetiche dell’ereditarietà.
Diploidia e aploidia. La meiosi. Gli esperimenti di Mendel. Le leggi di Mendel. Caratteri dominanti e recessivi. Omozigosi ed eterozigosi. Determinazione cromosica del sesso. Caratteri legati al sesso. Ricombinazione genica.
Le lezioni seguiranno l'ordine temporale indicato dal programma
Modulo: FISICA APPLICATA
- l corso si svolge attraverso 20 ore di didattica frontale nel
corso delle quali verranno affrontati gli argomenti descritti nel programma
- Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente (slide, dispense) e
parti dei testi di riferimento indicati durante le lezioni.
Modulo: BIOCHIMICA
delle conoscenze preliminari di chimica
- Testi di riferimento: Materiale
fornito dal docente su classroom
- Gli aminoacidi. Struttura delle proteine
- Testi di riferimento: Introduzione
alla biochimica di Lehninger. Capitoli 3 e 4
funzioni delle proteine
- Testi di riferimento: Capitolo
5
- enzimi
- Testi di riferimento: Capitolo 6
- Carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo 7
- Metabolismo
dei carboidrati
- Testi di riferimento: Capitolo
14, 16 e 19
e membrane
- Testi di riferimento: Capitolo
10
lipidico
- Testi di riferimento: Capitolo
17
degli aminoacidi
- Testi di riferimento: Capitolo
18
ormonale del metabolismo
- Testi di riferimento: Capitolo 12
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
- Le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanale seguendo il calendario del Corso
Modulo: GENETICA MEDICA
- le lezioni si svolgeranno con cadenza settimanake seguendo il Calendario delle lezioni del Corso
- Lessons will be held on a weeklybasis followingthe lesson calendar
