Programmazione Disciplinare: Chimica Organica e Biochimica ... · PDF filemodelli Monod e...

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Istituto Tecnico Tecnologico Basilio Focaccia

Salerno

Programmazione Disciplinare: Chimica Organica e Biochimica

Classi: V

Anno scolastico 2014 - 2015

I Docenti della Disciplina Salerno, l ........ settembre 2014

Istituto Tecnico Tecnologico Basilio Focaccia Salerno Programmazione Disciplina Chimica Organica e Biochimica

Anno scolastico 2014 - 2015

Finalit della Disciplina:

Applicare i concetti ed i meccanismi basilari della chimica organica allinterpretazione dei processi biochimici.

Definire le principali caratteristiche funzionali dei microrganismi impiegati nei processi industriali.

Affrontare i problemi generali relativi allallestimento di terreni di laboratorio e industriali.

Descrivere la curva di crescita di un microrganismo ed i fattori che la influenzano.

Comprendere e descrivere i pi importanti processi metabolici ed i relativi sistemi di regolazione enzimatica.

Descrivere le fermentazioni pi usate per ottenere metaboliti primari e/o secondari.

Descrivere i meccanismi delle trasformazioni genetiche e alcuni esempi di produzioni biotecnologiche con la tecnica del DNA r icombinante

Reperire, anche in lingua inglese, e selezionare le informazioni su enzimi, gruppi microbici e virus. Modulo n.1 : BIOMOLECOLE - Obiettivi generali del Modulo in termini di :

Conoscenze Competenze Capacit

Lipidi

Carboidrati

Amminoacidi e proteine

Acidi nucleici

Saper descrivere le caratteristiche funzionali delle principali biomolecole.

Correlare la struttura delle molecole e delle macromolecole biorganiche con la loro funzione biologica.

Saper scrivere le strutture delle biomolecole

- Obiettivi minimi del Modulo

conoscere le strutture e le caratteristiche chimiche fondamentali delle biomolecole

conoscere le basi della nomenclatura delle biomolecole

- Prerequisiti: Per affrontare lo studio del Modulo lalunno deve: conoscere i composti carbonilici, derivati degli acidi, ammine e composti eterociclici - Contenuti: Lipidi: classificazione, caratteristiche strutturali e propriet degli acidi grassi, struttura e propriet dei gliceridi, cere, fosfolipidi, glicolipidi, prostaglandine, terpeni e steroidi. Idrogenazione degli oli vegetali, Saponificazione dei grassi e degli oli. I saponi e i detergenti sintetici . Transesterificazione degli oli vegetali per ottenere il biodiesel. Carboidrati: classificazione, stereochimica, proiezioni di Fisher, struttura ciclica semiacetalica, proiezioni di Haworth, anomeria e mutarotazione, Strutture furanosiche e piranosiche. Reazioni dei monosaccaridi. Glicosidi. Principali Monosaccaridi, Disaccaridi e Polisaccaridi. Fosfati degli zuccheri, desossi zuccheri, ammino zuccheri. Amminoacidi, peptidi e proteine: propriet e classificazione degli amminoacidi naturali, stereochimica. Propriet acido-base, punto isoelettrico. Elettroforesi. Reazione della ninidrina. Peptidi e legame peptidico. Proteine. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Conformazione nativa di una proteina ed agenti denaturanti. Classificazione delle proteine in base alla loro funzione biologica. Nucleotidi ed acidi nucleici: basi azotate e struttura dei nucleosidi e dei nucleotidi. DNA: struttura primaria e Struttura secondaria del DNA (doppia elica). Struttura e funzioni dell RNA. Il codice genetico. Nucleotidi biologicamente importanti: ATP, Coenzima A, NAD e FAD. Nota sul Modulo 1: Questo modulo viene parzialmente inserito anche nella programmazione del quarto anno. Pertanto alcuni argomenti ( lipidi, carboidrati) devono considerarsi a cavallo tra la classe quarta e la classe quinta e saranno affrontati in quinta a seconda del programma che si riuscito a svolgere durante il precedente anno scolastico. - Periodo di svolgimento del Modulo: settembre- ottobre-novembre

- Numero ore previste per lo svolgimento del Modulo: 15 ore

Modulo n.2 : ENZIMI - Obiettivi generali del Modulo in termini di :

Conoscenze Competenze Capacit

Meccanismo dazione degli enzimi

Cinetica enzimatica

Inibizione enzimatica

Controllo dellattivit enzimatica

Enzimi immobilizzati

Rappresentare lequazione cinetica di Michaelis-Menten,

Valutare i parametri pi significativi (Km e Vmax) anche in presenza di inibitori reversibili (competitivi e non)

Conoscere le tecniche di immobilizzazione degli enzimi

Saper spiegare lazione degli enzimi nel metabolismo cellulare

Saper spiegare la cinetica degli enzimi

Valutare i parametri che incidono sulla cinetica (enzimatica) delle reazioni.

Saper spiegare i vantaggi dellutilizzo degli enzimi immobilizzati.

- Obiettivi minimi del Modulo Conoscere il meccanismo dazione degli enzimi e il modello cinetico di Michaelis Menten Conoscere il meccanismo del controllo dellattivit enzimatica

Istituto Tecnico Tecnologico Basilio Focaccia Salerno Programmazione Disciplina Chimica Organica e Biochimica

Anno scolastico 2014 - 2015

- Prerequisiti: Per affrontare lo studio del Modulo lalunno deve:

Conoscere largomento : amminoacidi e proteine - Contenuti : Classificazione internazionale degli enzimi. Cofattori enzimatici. Meccanismo dazione degli enzimi e sito catalitico. Cinetica delle reazioni catalizzate da enzimi: equazione di Michaelis-Menten e significato della KM e Vmax. Retta dei doppi reciproci (Lineweaver-Burk). Fattori di regolazione della velocit di una reazione enzimatica: concentrazione del substrato, concentrazione dellenzima, pH, temperatura. lnibitori dellattivit enzimatica: inibizione reversibile competitiva e non competitiva, Variazione della KM e Vmax ed esempi di inibitori; Inibizione irreversibile. Enzimi allosterici: modelli Monod e Koshland. Effettori allosterici. Cinetica degli enzimi allosterici. Applicazione degli enzimi in campo industriale. Enzimi extracellulari ed endocellulari. Enzimi in soluzione ed enzimi immobilizzati. Generalit su tecniche di immobilizzazione. Vantaggi nellapplicazione degli enzimi immobilizzati in campo industriale. Periodo di svolgimento del Modulo: novembre, maggio - Numero ore previste per lo svolgimento del Modulo: 5 ore Modulo n.3 : MICROBIOLOGIA - Obiettivi generali del Modulo in termini di :

Conoscenze Competenze Capacit

Cellula procariotica e eucariotica

Batteri, lieviti e muffe

Coltivazione microrganismi

Terreni di coltura

Allestimento di una coltura cellulare

Tecniche di sterilizzazione

Descrivere la curva di crescita di un microrganismo ed i fattori che la influenzano.

Distinguere i terreni di coltura .

Conoscere le caratteristiche dei materiali utilizzati in un laboratorio di microbiologia

Considerare i microrganismi come laboratori delle fermentazioni.

Saper descrivere le caratteristiche morfologiche e funzionali della cellula e dei principali organuli.

Saper descrivere i fattori ambientali e nutrizionali che influenzano lo sviluppo di una popolazione batterica

Saper descrivere la cinetica di crescita batterica

Saper preparare i terreni di coltura

- Obiettivi minimi del Modulo

Conoscere la classificazione dei viventi e la morfologia delle cellule microbiche

Conoscere le condizioni di crescita cellulare

Conoscere i processi di crescita microbica

Conoscere le tecniche di sterilizzazione

- Prerequisiti: Per affrontare lo studio del Modulo lalunno deve:

Conoscere le biomolecole - Contenuti : Lorganizzazione cellulare: cellula eucariotica e cellula procariotica. I virus e ciclo litico. Riproduzione dei microrganismi. Suddivisione dei microrganismi: fonti nutritive, fonti energetiche, richiesta di O2, temperatura, pH, salinit. Nomenclatura. I procarioti. Morfologia e componenti della cellula batterica. Composizione chimica della parete cellulare dei batteri Gram

+ e Gram

- : Colorazione di

Gram. Formazione dellendospora. Gli eucarioti. I Protisti: protozoi (paramecio e vorticella) e protisti algali. I lieviti: generalit, classificazione, riproduzione ed esigenze nutrizionali. Le muffe: classificazione, riproduzione ed esigenze nutrizionali. Terreni di coltura: classificazioni e Costituenti dei terreni colturali. Controllo della crescita microbica e fattori chimici e fisici che la influenzano. Sterilit e metodi di sterilizzazione. Processi di coltivazione: crescita limitata e non limitata. Modello cinetico di crescita non limitata, curva di crescita di un microrganismo e produzione di metaboliti. Tasso di crescita specifico e tempo di raddoppio. Crescita in discontinuo e coltura in batch, cinetica di formazione dei prodotti. Crescita in continuo e controllo ( turbidostato e chemostato). Applicazione dei microrganismi in campo industriale. ESPERIENZE DI LABORATORIO previste (Microscopia e allestimento di vetrini. Osservazione di cellule animali, cellule vegetali, cellule di lievito, fermenti lattici nello yogurt. Sterilizzazione. Preparazione dei Terreni di coltura. Colorazione di Gram). - Periodo di svolgimento del Modulo: novembre, dicembre, gennaio - Numero ore previste per lo svolgimento del Modulo: 12 ore Modulo n.4 : METABOLISMO MICROBICO e REGOLAZIONE Periodo di realizzazione: febbraio-marzo - Obiettivi generali del Modulo in termini di :

Istituto Tecnico Tecnologico Basilio Focaccia Salerno Programmazione Disciplina Chimica Organica e Biochimica

Anno scolastico 2014 - 2015

Conoscenze Competenze Capacit

Trasmissione dellinformazione genica e sintesi prot