Insegnamento BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI
| Nome del corso | Scienze e tecnologie agro-alimentari |
|---|---|
| Codice insegnamento | 80053506 |
| Curriculum | Tecnologie agro-alimentari |
| Docente responsabile | Daniele Del Buono |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline della tecnologia alimentare |
| Settore | AGR/13 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | La Chimica Agraria è una disciplina che ha per oggetto sia il suolo che la pianta considerati come facenti parte di un sistema unitario che mira ad ottimizzare le caratteristiche dell'uno in funzione delle esigenze dell'altra. L'impostazione di questo corso è volta a conseguire tale obiettivo. Nella parte che riguarda la pianta, viene posto l'accento sui principali processi metabolici che avvengono in essa (fotosintesi, metabolismo del C, dei composti lipidici ed azotati) in modo da fornire agli studenti le basi per essere in grado, nei corsi di approfondimento successivi, di comprendere la natura delle esigenze nutrizionali, idriche ed ambientali della pianta e, sulla base delle eventuali anomalie riscontrate, mettere in atto pratiche agronomiche in grado di correggerle. Nella parte che riguarda il suolo, viene posto l'accento sulla genesi e composizione chimica dei suoi costituenti, sulle proprietà dei colloidi, sul potere di ritenzione degli elementi, pH e potere tampone. Infine verranno esaminati i fattori che condizionano la fertilità dei suoli, cercando di suggerire metodologie in grado di minimizzare eventuali criticità. |
| Testi di riferimento | D. DEL BUONO, Dispense dalle lezioni. PINTON R., COCUCCI M., NANNIPIERI P., TREVISAN M., Fondamenti di Biochimica Agraria. Pàtron Editore, Bologna DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX, I Principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Il corso ha come obiettivo principale quello di offrire agli studenti delle nozioni di base sulla Biochimica. Risultati d'apprendimento previsti: Conoscenze 1. Flussi energetici lungo le vie del metabolismo. 2. Valutazione dei passaggi endoergonici ed esoergonici nei processi metabolici. 3. Catalisi enzimatica ed effetto di regolatori ed inibitori. 4. Processo fotosintetico. 5. Metabolismo dei carboidrati nelle cellule vegetali e animali. 6. Processi di fermentazione e respirazione. 7. Vie della biosintesi e del catabolismo dei principali lipidi. 8. Metabolismo di amminoacidi e proteine. 9. Caratteristiche strutturali e chimiche di DNA e RNA, e biosintesi proteica. Abilità 1. Valutazione della spontaneità o meno delle reazioni biochimiche. 2. Capacità di identificare gli enzimi che intervengono nei vari “pathways” metabolici. 3. Calcolo dell’energia ricavabile dal catabolismo dei carboidrati. 4. Calcolo dell’energia metabolica necessaria per la biosintesi di acidi grassi e trigliceridi e di quella ricavabile dal loro catabolismo. 5. Valutazione del contenuto proteico di prodotti di interesse agro-alimentare. 6. Collegamenti tra le varie vie metaboliche. |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere la Biochimica è necessario aver sostenuto l'esame di Chimica del primo anno. In particolare, agli studenti è richiesta la capacità di saper applicare i concetti base della chimica inorganica e di riconoscere i gruppi funzionali caratteristici delle molecole organiche, così da poter meglio comprendere le loro reazioni in un contesto cellulare. |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato nel modo seguente: - Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso; - Esercitazioni nel laboratorio di Chimica Agraria riguardanti: principi chimico-fisici dell’analisi spettrofotometrica, saggi di attività enzimatiche e determinazioni spettrofotometriche del contenuto di proteine, clorofille e caroteni nei vegetali. Utilizzo di modelli molecolari per la comprensione della struttura dei silicati. Utilizzo di calcimetri per la determinazione del calcare totale del suolo. Determinazione del contenuto di sostanza organica del suolo. Determinazione della capacità di scambio cationico. Determinazione del pH di un suolo con il metodo potenziometrico (pHmetro). Esame, interpretazione dei dati e valutazione critica del certificato di analisi di un suolo. Le esercitazioni vengono effettuate a turno unico (un solo gruppo), gli studenti seguiranno esercitazioni guidate di 2 ore ciascuna, precedute da una lezione di presentazione in aula. Al termine di ogni esercitazione pratica in laboratorio, lo studente dovrà individualmente compilare una scheda riportante nome, dati, calcoli e risultati ottenuti: tale scheda, che verrà consegnata alla docente al termine della lezione, consentirà la verifica della partecipazione dello studente. |
| Altre informazioni | Prof.ssa Daniela Businelli Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali, DSA3. Unità di Ricerca di Chimica Agraria. Ubicazione: Edificio nuovo, piano terra, a destra della porta d’ingresso. Tel. 075/5856228 E-mail daniela.businelli@unipg.it Orario di ricevimento su appuntamento previo e-mail di richiesta. E’ possibile anche inviare domande e ricevere risposte per e-mail. Calendario e orario delle lezioni: link al sito web del DSA3 http://dsa3.unipg.it/didattica/informazioni-per-studenti/ Appunti, slides delle lezioni ed informazioni sul corso sono disponibili nella piattaforma UNISTUDIUM.https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/ Frequenza al corso: facoltativa, ma fortemente consigliata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova finale della durata di circa 40 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunta dallo studente relativamente ai contenuti del programma. La discussione verterà su 3/4 argomenti dell'insegnamento tra i seguenti: bioenergetica, struttura delle proteine e catalisi, fotosintesi, metabolismo primario, ciclo dell'azoto nei vegetali, DNA ed RNA, biosintesi proteica. Griglia di valutazione 18-21: conoscenza sufficiente degli argomenti di base del corso; comprensione sufficiente dei concetti. 22-24: conoscenza buona degli argomenti del corso; comprensione buona dei concetti. 25-27: conoscenza molto buona degli argomenti del corso; comprensione molto buona dei concetti 28-30: conoscenza ottima degli argomenti del corso; comprensione ottima dei concetti. La prova d'esame consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione e di esposizione dello studente degli argomenti trattati. Infine, la prova consentirà di accertare le abilità dello studente nell'applicare le conoscenze acquisite alla soluzione di casi pratici elaborando soluzioni in autonomia di giudizio. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità, visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Bioenergetica e catalisi enzimatica. Elementi di termodinamica applicati alle reazioni biochimiche: concetti di entalpia, entropia ed energia libera, reazioni esoergoniche ed endoergoniche e loro accoppiamento. Concetto generale di metabolismo e natura dei flussi di energia nelle fasi cataboliche ed anaboliche. Meccanismo della catalisi enzimatica, struttura e caratteristiche degli enzimi, teoria di Michaelis-Menten e definizione dei parametri cinetici di un enzima. Inibizione e regolazione dell'attività enzimatica. Isoenzimi, zimogeni ed enzimi allosterici. Meccanismo d’azione e ruolo biochimico di: idrolasi, ossidoriduttasi, transferasi, liasi, isomerasi e ligasi. La fotosintesi e la sintesi dei carboidrati: pigmenti fotosintetici e iI ruolo della luce e la reazione di Hill. I fotosistemi e il trasporto fotosintetico degli elettroni. Fotofosforilazione ciclica e non ciclica. Organicazione della CO2 e ciclo di Calvin. Fotorespirazione. Formazione di monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi. Respirazione e metabolismo dei carboidrati: Glicolisi e processi fermentativi. La via del fosfogluconato. Gluconeogenesi. Ciclo dell’acido citrico e via del gliossilato. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Resa energetica dei processi fermentativi e respiratorio. Il metabolismo delle sostanze grasse: Natura e struttura chimica delle sostanze grasse. Biogenesi degli acidi grassi, dei gliceridi e relative richieste energetiche. Catabolismo degli acidi grassi e dei trigliceridi. Bilanci energetici del catabolismo di acidi grassi e gliceridi. Ruolo biochimico e metabolismo di fosfolipidi, sfingolipidi e steroli. II metabolismo dei composti azotati: Cenni sul ciclo dell’azoto in natura. Aspetti biochimici della fissazione dell’azoto elementare, della riduzione dei nitrati e dell’organicazione dell’azoto ammoniacale. Formazione di amminoacidi e proteine. Catabolismo proteico: proteolisi, degradazione ossidativa degli amminoacidi e mineralizzazione dell’azoto. Gli acidi nucleici: Struttura del DNA. Replicazione del DNA: azione delle DNA polimerasi e ruolo di elicasi, topoisomerasi, primasi e DNA-ligasi. Riparazione del DNA. Struttura e sintesi dei RNA, ruolo delle RNA polimerasi, trascrizione e modificazioni post-trascrizionali. Codice genetico e sua traduzione nella sintesi proteica. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Obiettivi: 2 (Fame zero), 3 (Salute e benessere), 15 (la vita sulla terra) |