Laurea in Fisioterapia (Vicenza)
(abilitante alla professione sanitaria di fisioterapista) d.m. 270/04

Scienze propedeutiche fisiche e biologiche (2019/2020)

Codice insegnamento
4S01837
Crediti
7
Coordinatore
Monica Mottes

L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
BIOCHIMICA 2 BIO/10-BIOCHIMICA FISIO VI 1A1S Ilaria Dando
FISICA APPLICATA 2 FIS/07-FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) FISIO VI 1A1S Davide Conte
STATISTICA DESCRITTIVA 1 MED/01-STATISTICA MEDICA FISIO VI 1A1S Francesca Locatelli
BIOLOGIA APPLICATA 2 BIO/13-BIOLOGIA APPLICATA FISIO VI 1A1S Monica Mottes
Maria Romanelli

Obiettivi formativi

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base di biologia, biochimica, fisica e statistica, tenendo in particolare considerazione quelle maggiormente utili alla comprensione ed all’approfondimento di problematiche biomediche associate alla fisioterapia e di fornire i fondamenti del metodo sperimentale alla base delle moderne discipline scientifiche e tecnologiche, per educare lo studente al rigore scientifico e alla valutazione critica dei dati sperimentali. A completamento del corso lo studente avrà acquisito le competenze necessarie per comprendere, descrivere e analizzare i fenomeni naturali, biologici e fisici, con particolare riguardo alle problematiche biomediche e sarà in grado di spiegare i meccanismi molecolari e cellulari alla base del funzionamento dell’intero organismo e cogliere il significato patogenetico di eventuali alterazioni di essi, dimostrando inoltre la capacità di esporre le argomentazioni relative alle conoscenze acquisite in modo preciso, con valutazione critica e con linguaggio scientifico appropriato. Avrà infine sviluppato la capacità di affrontare con buona autonomia ulteriori approfondimenti specialistici che saranno oggetto degli insegnamenti dei successivi anni di corso. MODULO: FISICA APPLICATA Fornire conoscenze di base sulle grandezze e sulle leggi fondamentali della Fisica, in particolare della meccanica e sulla loro applicazione in fenomeni e situazioni concrete di interesse biomedico e far acquisire capacità di risolvere semplici problemi di Fisica, soprattutto di Biomeccanica, anche applicati a situazioni concrete. MODULO: BIOCHIMICA Fornire conoscenze di base di chimica organica e biochimica sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche, sulla regolazione metabolica a livello molecolare e sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e sulle trasformazioni energetiche ad essi connesse. MODULO: BIOLOGIA APPLICATA Fornire competenze di biologia e genetica umana, in una visione evoluzionistica, relative alle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari dei processi cellulari comuni agli organismi viventi e in particolare dei meccanismi di base che regolano attività, riproduzione, interazioni cellulari e la trasmissione dei caratteri ereditari normali e patologici nell’uomo. MODULO: STATISTICA DESCRITTIVA Fornire competenze nell'ambito della bio-statistica con particolare riguardo ai metodi statistici di base per l'analisi di dati biomedici come la modalità di raccolta e sintesi dei dati di ricerca clinica o epidemiologica, calcolo delle probabilità, generalizzare le informazioni raccolte su un campione alla popolazione di origine, la rappresentazione grafica di sintesi e l’interpretazione dei principali risultati statistici.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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ELEMENTI DI CHIMICA (in parte nei saperi minimi) 1. La struttura dell’atomo e le proprietà periodiche degli elementi: composizione della materia; atomo e particelle subatomiche; teoria atomica; numeri quantici e orbitali; configurazione elettronica; tavola periodica e reattività chimica degli elementi; affinità elettronica, elettronegatività. 2. Il legame chimico: molecole e ioni; legame ionico; legame covalente; forze intermolecolari; legame a idrogeno. 3. Soluzioni e reazioni acido-base: concentrazione delle soluzioni, teoria acido-base secondo Arrhenius e Brőnsted-Lowry; idracidi, idrossidi, ossiacidi; reazioni acido-base; il pH e le soluzioni tampone. 4. Elementi di chimica organica e propedeutica biochimica: proprietà dell’atomo di carbonio, orbitali ibridi, classificazione dei composti organici: i gruppi funzionali; idrocarburi; alcoli; eteri; tioli; ammine; aldeidi e chetoni; acidi carbossilici; esteri e anidridi. BIOCHIMICA 1. Elementi costitutivi della materia vivente: la struttura polimerica delle macromolecole biologiche. 2. Struttura e funzione delle proteine: classificazione degli aminoacidi; potere tamponante; legame peptidico; i livelli strutturali delle proteine; proteine fibrose; proteine globulari; emoglobina e mioglobina: struttura, funzione, fattori che influenzano il legame dell’ossigeno, varianti dell’emoglobina; enzimi: classificazione, ruolo nelle reazioni chimiche, regolazione dell’attività enzimatica. 3. Vitamine idrosolubili, e liposolubili, co-enzimi. 4. Concetti di bioenergetica: il metabolismo; trasformazioni chimiche nella cellula; spontaneità delle reazioni metaboliche; l’ATP come “moneta di scambio energetico”; ossido-riduzioni di interesse biologico. 5. Struttura e metabolismo dei carboidrati: monosaccaridi e disaccaridi, polisaccaridi, glicoconiugati; glicolisi e sua regolazione; gluconeogenesi; cenni sulla via del pentoso fosfato; e glicogeno-sintesi. 6. Il ciclo dell’acido citrico e la fosforilazione ossidativa nei mitocondri; sintesi dell’acetil-CoA; ciclo dell’acido citrico e sua regolazione; catena respiratoria e trasporto degli elettroni; sintesi di ATP. 7. Struttura e metabolismo dei lipidi: lipidi strutturali e membrane biologiche; il colesterolo; i lipidi di riserva; digestione dei lipidi e β-ossidazione degli acidi grassi; chetogenesi; cenni sulla biosintesi degli acidi grassi. 8. Metabolismo degli amminoacidi: cenni su amminoacidi gluco- e cheto-genici, transamminazione, deamminazione ossidativa, ciclo dell’urea. La modalità didattica utilizzata in questo insegnamento è esclusivamente di tipo frontale.
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MM: FISICA APPLICATA
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NOZIONI DI BASE esempi introduttivi unità di misura e analisi dimensionale CINEMATICA DEL PUNTO posizione, spostamento, velocità, accelerazione moto rettilineo uniforme moto rettilineo uniformemente accelerato grandezze scalari e vettoriali, rappresentazione di un vettore, operazioni tra vettori moto circolare, velocità angolare, accelerazione angolare esempi DINAMICA DEL PUNTO principio d'inerzia, nozione di forza seconda legge di Newton, massa inerziale, terza legge di Newton quantità di moto, impulso risultante delle forze, equilibrio delle forze forza peso forze di attrito forze elastiche lavoro, potenza, energia cinetica, energia potenziale forze conservative, principio di conservazione dell'energia meccanica forze non conservative, variazione dell'energia meccanica sistemi di punti esempi DINAMICA ROTAZIONALE ED EQUILIBRIO STATICO cinematica del corpo rigido, traslazione, rotazione, rototraslazione momento d'inerzia momento della forza equilibrio statico esempi
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MM: STATISTICA DESCRITTIVA
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Utilizzo della statistica in ambito sanitario Raccolta e presentazione dei dati: Misurazione e tipi di variabili Precisione e accuratezza di un procedimento di misurazione Costruzione tabelle a 1 e 2 entrate Frequenze assolute e relative Frequenze cumulate Rappresentazione grafica dei dati: (istogrammi orizzontali o verticali, poligoni delle frequenze semplici e cumulate, grafici per punti e per spezzate, diagrammi circolari) Misure di posizione e dispersione: Moda Quantili e mediana Media aritmetica semplice e ponderata Range e deviazione standard Coefficiente di variazione Cenni di calcolo delle probabilità Definizione di probabilità Regola dell’addizione e della moltiplicazione Probabilità indipendenti e condizionate
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MM: BIOLOGIA APPLICATA
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Caratteristiche generali degli esseri viventi e temi fondamentali della biologia. Origine della vita sulla terra. Teoria cellulare. Domini e Regni biologici. Evoluzione e Selezione naturale. Acqua: caratteristiche e importanza biologica. Cellula procariota ed eucariota e virus: caratteristiche generali e differenze. Teoria endosimbiontica ed evoluzione da procarioti a eucarioti a organismi pluricellulari. Struttura, organizzazione e funzioni della cellula: Principali caratteristiche e funzioni degli organelli cellulari e del citoscheletro. Ruolo della compartimentazione interna. Membrane biologiche: struttura e funzione. Passaggio di materiali attraverso le membrane: trasporto passivo (osmosi, diffusione semplice, diffusione facilitata) e attivo (primario e secondario, endocitosi ed esocitosi). Giunzioni cellulari. Comunicazione cellulare. Invio e ricezione del segnale: ligandi e diversi tipi di recettori. Trasduzione del segnale: secondi messaggeri, meccanismi di trasduzione e amplificazione del messaggio. Risposta al segnale. Architettura del genoma umano. Struttura e composizione dei cromosomi. Nucleosomi e cromosoma condensato. Eterocromatina ed eucromatina. Ciclo cellulare: definizione, significato delle diverse fasi e sua regolazione. Cenni su morte cellulare e cellule staminali. Divisione cellulare e riproduzione. Riproduzione sessuata e Mitosi. Riproduzione sessuata e Meiosi. Crossing-over. Gametogenesi nell’uomo. Basi cromosomiche dell'ereditarietà. Autosomi e cromosomi sessuali. Compensazione del dosaggio genico e inattivazione del cromosoma X nei mammiferi. Cariotipo umano normale e patologico. Anomalie cromosomiche, di numero e di struttura. Basi molecolari dell'informazione genetica: il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà. Caratteristiche e replicazione del DNA. Definizione di gene. Flusso dell'informazione genetica: trascrizione, il processamento dell’RNA messaggero (splicing). Codice genetico, traduzione e sintesi proteica. Cenni su regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Mutazioni del DNA. Le varie classi di mutazioni. Mutazioni spontanee e indotte da agenti chimici e fisici. Meccanismi di riparazione del DNA. Mutazioni somatiche e cancro. Ereditarietà e Mendelismo. Definizione di fenotipo, genotipo, locus, gene, allele dominante e recessivo, omozigote ed eterozigote. Leggi di Mendel. Segregazione degli alleli e assortimento indipendente dei geni. Relazione tra geni e cromosomi: indipendenza e associazione; ricombinazione genica. Genetica dei gruppi sanguigni ABO e Rh. Modalità di trasmissione dell'informazione genetica: ereditarietà autosomica (dominante e recessiva) e legata al sesso (dominante e recessiva). Cenni sulla trasmissione di caratteri complessi. Esempi di Malattie genetiche ed ereditarie. Estensioni della genetica mendeliana: penetranza, espressività, dominanza incompleta e codominanza, allelia multipla, epistasi, eredità poligenica, eredità mitocondriale, influenza dell’ambiente.

Modalità d'esame

L’esame consiste di 4 prove scritte, una per ciascun modulo, basate sui contenuti didattici di tutto il corso. Le prove sono superabili separatamente purché entro lo stesso Anno Accademico. Sono previsti 6 appelli per ciascun anno accademico: 2 nella Sessione Invernale alla fine del corso, 2 nella Sessione Estiva e 2 nella sessione Autunnale. Per accedere all’esame è necessario aver prima assolto gli eventuali debiti formativi di biologia, chimica e/o fisica e matematica.
Per superare l'esame è necessario ottenere un punteggio non inferiore a 18/30 in ciascuna prova. Il voto finale, espresso in trentesimi, è dato dalla media ponderata sui crediti dei punteggi riportati nelle singole prove. Lo studente può ritirarsi o rifiutare il voto proposto: in tal caso sarà annullato ogni credito parziale e lo studente dovrà ripetere tutte le prove d’esame ad un successivo appello.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Catani et all Appunti di biochimica (Edizione 2) piccin 2017 978-88-299-2843-9
Stefani M, Taddei N Chimica Biochimica e Biologia Applicata. Zanichelli ed., Bologna  
M. Samaja, R. Paroni Chimica e Biochimica Piccin 2016
Solomon, Martin, Martin, Berg Elementi di Biologia (Edizione 7) EdiSES 2017 978-88-7959-938-2
Raven, Johnson, Mason, Losos, Singer Elementi di biologia e genetica (Edizione 2) Piccin 2019
Sadava, Hillis, Craig Heller, Hacker Elementi di Biologia e Genetica (Edizione 5) Zanichelli 2019
Lantieri PB, Risso D, Ravera G Elementi di Statistica Medica McGraw-Hill 2007
Verlato G, Zanolin ME Esercizi di Statistica Medica, Informatica ed Epidemiologia Libreria Cortina Editrice, Verona 2000
Walker James S FISICA - MECCANICA (Edizione 1) Zanichelli 2004 8808076814
Halliday D., Resnick R., Walker J. Fondamenti di FISICA (Edizione 4) Casa Editrice Ambrosiana 2001 8840809651
David L Nelson, Michael M Cox Introduzione alla Biochimica del Lehninger Zanichelli 2018
Glantz SA Statistica per Discipline Biomediche (Edizione 6) McGraw-Hill 2007 9788838639258




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