ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “CRISTOFORO MARZOLI”
con sezioni associate: Istituto Tecnico Industriale Statale “C. Marzoli”
Liceo Scientifico Statale “Galileo Galilei”
ANNO SCOLASTICO 2014/2015
CLASSE: 5D ITIS- INDIRIZZO: CHIMICA, MATERIALI E BIOTECNOLOGIE
DISCIPLINA: CHIMICA ORGANICA E BOCHIMICA
DOCENTI: PAOLO D’ASTE – LUCIANO MUTO
LIBRI DI TESTO E SUSSIDI DIDATTICI:
a) Maria Pia Boschi, Pietro Rizzoni -“Biochimicamente- Le biomolecole” vol.1-Ed.
Zanichelli; b) Maria Pia Boschi, Pietro Rizzoni “Biochimicamente- L’energia e i
metabolismi” vol.2- Ed. Zanichelli; c) Appunti del docente su specifici argomenti (capitoli
1,2,3,4); d) Presentazioni in PowerPoint per illustrare alcuni argomenti.
ARGOMENTI SVOLTI:
1-Aminoacidi e proteine
Caratteristiche
e
classificazione
degli
aminoacidi.
Proprietà
chimico-fisiche
degli
aminoacidi. Il legame peptidico. Funzioni delle proteine. Classificazione delle proteine.
Struttura delle proteine: struttura primaria, struttura secondaria (-elica, -foglietto,
regioni loop), strutture supersecondarie, struttura terziaria, struttura quaternaria. Il
folding delle proteine. Chaperoni molecolari. Complesso GroEL/GroES. Denaturazione
delle proteine. Emoglobina e mioglobina: struttura e funzione. Confronto delle cinetiche
di legame dell'ossigeno di mioglobina ed emoglobina.
2-Enzimi e cinetica enzimatica
Definizione e caratteristiche degli enzimi. Specificità. Il complesso Enzima-Substrato
(ES): modello chiave-serratura e modello dell'adattamento indotto. Struttura chimica
degli enzimi. Classificazione internazionale e nomenclatura. Elementi di cinetica chimica:
teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Distribuzione dell’energia cinetica.
Meccanismo di azione di un enzima. Equazione cinetica. Ordine di una reazione chimica.
Equazione di Arrhenius. Reazioni del primo ordine. Reazioni del secondo ordine. Reazioni
di ordine zero. Integrazione delle equazioni cinetiche. Cinetica enzimatica: modello di
Michaelis-Menten. Fattori che influenzano le reazioni catalizzate dagli enzimi: effetto
della concentrazione del substrato, effetto della concentrazione dell'enzima, effetto della
concentrazione dei cofattori, effetto della temperatura, effetto del pH. Inibizione
Via Levadello 25036 Palazzolo S/O (BS) - C.F. 91011920179 - Tel. 0307400391; Fax 0307302627;
Codice istituzione: BSIS01800P - e-mail: [email protected]; http://www.istitutomarzoli.it
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enzimatica. Regolazione dell’attività enzimatica nelle vie metaboliche: enzimi allosterici
e modificazione covalente reversibile ed irreversibile (attivazione degli zimogeni).
3-Acidi nucleici
Gli acidi nucleici. Struttura chimica delle basi azotate. Struttura chimica di nucleosidi e
nucleotidi. Struttura dell'adenosina trifosfato (ATP). Struttura a doppia elica dell'acido
deossiribonucleico (DNA). Conformazioni alternative del DNA: A-DNA e Z-DNA. Struttura
e tipologie funzionali dell'acido ribonucleico (RNA). RNA messaggero e codice genetico,
RNA ribosomiale, RNA transfer.
4-Funzioni degli acidi nucleici
La struttura della cromatina. I livelli di compattamento del DNA. Replicazione
semiconservativa del DNA. La trascrizione. Contatto tra mRNA e ribosomi. La
traduzione: sintesi delle proteine. Le mutazioni (cenni). Enzimi di restrizione. Sequenze
palindromiche. Tecnologia del DNA ricombinante: clonaggio di un segmento di DNA.
5-Principi di bioenergetica
I sistemi biologici e i principi della Termodinamica. Entalpia, entropia, energia libera di
Gibbs. Le reazioni accoppiate. Composti ad alta energia. Il trasferimento di gruppi
fosforici e l’ATP come trasportatore di energia. Le ossidazioni di interesse biologico.
Trasportatori di elettroni e ioni idrogeno: NAD e NADP; FAD ed FMN. Struttura e
funzione dell’ acetil-CoA. Coenzima Q. La produzione di ATP. Respirazione cellulare.
Mitocondri.
La
fosforilazione
ossidativa:
catena
di
trasporto
degli
elettroni
e
chemiosmosi.
6-Il metabolismo glucidico anaerobico
Descrizione della glicolisi: fase di investimento e fase di rendimento. Esame dettagliato
della glicolisi. Glicolisi: controllo enzimatico e velocità di flusso. Fermentazione lattica.
Fermentazione alcolica.
7-Il metabolismo glucidico aerobico
La formazione dell'acetil-coenzima A. Il ciclo di Krebs. Il bilancio energetico della
respirazione cellulare. Punti di regolazione del ciclo di Krebs.
8-Il metabolismo dei lipidi
Digestione e trasporto dei gliceridi. Il catabolismo dei gliceridi. Ingresso degli acidi
grassi nei mitocondri. La -ossidazione degli acidi grassi saturi. Il bilancio energetico
della -ossidazione degli acidi grassi saturi. La -ossidazione degli acidi grassi insaturi.
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Laboratorio di Chimica organica e Biochimica
Struttura ed utilizzo del polarimetro. Elettroforesi. Riconoscimento di aminoacidi
(asparagina e prolina) mediante: a) saggio della Ninidrina; b) reattivo di Fehling A.
Determinazione delle proteine con il metodo del biureto. Riconoscimento delle proteine
con acido nitrico e acetato di piombo. Prova pratica di determinazione delle proteine in
vari campioni (uovo, carne, frutta, fagioli etc.) con il metodo del biureto e con acido
nitrico. Separazione delle proteine del latte (caseina, lactoglobuline, lactalbumine).
Valutazione dello stato di freschezza del latte con il reattivo di Nessler e con soluzione
alcolica. Determinazione del lattosio. Determinazione dell'acidità. Determinazione della
vitamina C nella frutta. Determinazione dell’acido ascorbico in un succo di frutta
commerciale. Effetto dell’enzima bromelina. Effetto dell’enzima catalasi. Estrazione del
DNA da cellule vegetali e animali. Osservazione del DNA al microscopio. Estrazione del
limonene con Soxhlet. Estrazione della caffeina dal caffè. Fermentazione alcolica.
Palazzolo s/O, 05/06/2015
I Docenti
Paolo D’Aste
Luciano Muto
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