Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
FISICA
Insegnamento
FISICA BIOLOGICA
SCN1037754, A.A. 2014/15

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2014/15

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
FISICA (Ord. 2014)
SC1171, ordinamento 2014/15, A.A. 2014/15
N0
porta questa
pagina con te
Curriculum SPERIMENTALE [001PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese BIOLOGICAL PHYSICS
Sito della struttura didattica http://fisica.scienze.unipd.it/2014/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile FLAVIO SENO FIS/03

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative FIS/07 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2015
Fine attività didattiche 12/06/2015
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2017/18 Ord.2014

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 Fisica Biologica 01/10/2017 30/11/2019 SENO FLAVIO (Presidente)
TROVATO ANTONIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)
5 Fisica Biologica 01/10/2016 30/09/2017 SENO FLAVIO (Presidente)
TROVATO ANTONIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)
4 Fisica Biologica 01/10/2015 30/09/2016 SENO FLAVIO (Presidente)
TROVATO ANTONIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)
3 Fisica Biologica 01/10/2014 30/09/2015 SENO FLAVIO (Presidente)
TROVATO ANTONIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Non previsti
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di illustrare agli studenti alcune delle piu’ stimolanti sfide culturali e scientifiche poste dalla biologia moderna e di mostrare loro come i metodi fisici possano permettere di dare risposte e di sviluppare nuovi modelli e nuove teorie
Modalita' di esame: La verifica finale consiste in una prova orale nella quale puo' essere richiesta anche la soluzione di qualche specifico problema.
Criteri di valutazione: La prova d'esame mira ad accertare l'acquisione delle conoscenze di base fornite dal corso, la capacita' di ragionamento e di comprensione dello studente
Contenuti: Cenni di teoria dei polimeri.
Microstruttura dei polimeri. Omo-polimeri ed etero-polimeri. Natura frattale delle conformazioni
polimeriche. Meccanismi di flessibilita’ nei polimeri. Conformazioni di catene ideali. Rapporto caratteristico
di Flory. Lunghezza di Khun. Modello freely rotating chain. Lunghezza di persistenza. Modello worm like
chain. Raggio di girazione. Distribuzioni di probabilita’. Energia libera di una catena ideale. Stretching di una
catena ideale. Tecniche di scattering per la misura delle dimensioni polimeriche. Fattore di forma. Misure
a basso angolo. Funzione di Debye. Effetto del volume escluso. Teoria di Flory.

Forze molecolari nelle strutture biologiche.
Origine elettrica delle energie di interazione. Interazioni tra cariche e dipoli permanenti. Dipoli indotti.
Forze di dispersione. Legami idrogeno. Repulsione sterica. Potenziali di Lennard-Jones. Force fields .
Transizioni globali nelle biomolecole.
Transizioni indotte dalla temperatura. Cooperativita’. Transizioni indotte dal voltaggio. Strutture ad elica. La
transizione helix-coil. Il modello di Zimm e Bragg.

Acidi nucleici e proteine.
Il dogma centrale della biologia. Struttura primaria del DNA. La struttura a doppia elica. Proprieta’ del DNA
circolare. Elettroforesi. Polimorfismo e flessibilita’ del DNA. La transizione di denaturazione. Struttura del
RNA. Pseudonodi. Amminoacidi e struttura primaria delle proteine. Struttura secondaria e struttura
terziaria. Diagramma di Ramachandran. Interazioni intramolecolari. Effetto idrofobico. Protein folding.
Protein design. Aggregazione amiloide. Proteine di membrana.

Diffusione e moto Browniano
Variabili casuali. Processi stocastici. Funzioni di autocorrelazione. Moto browniano e coefficienti di
diffusione. Leggi di Fick. Equazione di Langevin . Relazione di Einstein. Moto browniano con forze esterne.
Equazione generale per fenomeni di trasporto. Elettroforesi. Sedimentazione. Biopolimeri in potenziali
elettrochimici.

Cinetica di cambi conformazionali.
Elementi di cinetica chimica. Reazioni di primo e secondo ordine. Reazioni accoppiate. Reazioni
bimolecolari controllate dalla diffusione. Rilassamento chimico. Energie di attivazione. Cordinata di
reazione e bilancio dettagliato. Relazioni di energia libera lineare. Costanti di reazione dipendenti dal
voltaggio. La teoria dello stato attivato. Teoria di Eyring. Teoria di Kramer. Coordinata di reazione per una
transizione globale. Phi values.

Metodi sperimentali
Spettroscopia Raman. Depolarizzazione di fluorescenza. Scambio protonico. Cinetica di reazioni veloci:
techniche dello stopped flow e del temperature jump.

Dalla permeabilita’ cellulare alle neuroscienze
Potenziali di Nerst. Potenziali di Donnan. Potenziali di membrana. Neuroni. Permeabilita’ selettiva dei
canali. Flusso di Ussing. L’equazione di voltaggio di Goldman-Hodgin-Katz(GHK), L’equazione di corrente di
GHK. Il potenziale di azione. La tecnica del voltage clamp. Le equazioni di Hodgkin-Huxley. Curve tensionecorrente
e potenziali di soglia. Teoria dei cavi. Propagazione dei segnali.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercizi in aula
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:
Testi di riferimento:
  • M. Daune, Molecular Biophysics. --: Oxford University Press, 1999. Cerca nel catalogo
  • Meyer B. Jackson, Molecular and Cellular Biophysics. --: Cambridge University Press, 2006. Cerca nel catalogo