Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
PHYSICS
Insegnamento
BIOLOGICAL PHYSICS
SCP7081737, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
PHYSICS
SC2382, ordinamento 2017/18, A.A. 2018/19
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Curriculum PHYSICS OF MATTER [002PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese BIOLOGICAL PHYSICS
Sito della struttura didattica http://physics.scienze.unipd.it/2018/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dfa/course/view.php?idnumber=2018-SC2382-002PD-2018-SCP7081737-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
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 MARIO BORTOLOZZI FIS/07

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative FIS/03 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 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
2 BIOLOGICAL PHYSICS 01/10/2018 30/11/2019 BORTOLOZZI MARIO (Presidente)
SENO FLAVIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)
TROVATO ANTONIO (Supplente)
1 BIOLOGICAL PHYSICS 01/10/2017 30/11/2018 BORTOLOZZI MARIO (Presidente)
SENO FLAVIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Supplente)
TROVATO ANTONIO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Il materiale didattico e le lezioni del docente saranno in inglese.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di illustrare agli studenti alcune delle più stimolanti sfide culturali e scientifiche lanciate dalla biologia moderna e di mostrare loro come applicare i metodi della fisica per dare risposte e sviluppare nuovi modelli e nuove teorie. Insieme a conoscenze fondamentali di biologia e biofisica, lo studente acquisirà la capacità di svolgere simulazioni numeriche mediante l'utilizzo del software Matlab.
Modalita' di esame: La verifica finale consiste in una prova scritta a risposte multiple riguardante gli argomenti del corso ed la simulazione in Matlab di un semplice modello biologico.
Criteri di valutazione: La prova d'esame mira ad accertare l'acquisizione delle conoscenze di base fornite dal corso, nonché la capacità di comprendere e risolvere problemi biofisici.
Contenuti: Acidi nucleici, proteine e lipidi: struttura della cellula vivente, il dogma centrale della biologia, struttura primaria del DNA, la struttura a doppia elica.
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.
Proprietà elementari degli ioni in soluzione: random walk, elettrodiffusione, equazione di Nernst-Planck, sfere di idratazione e coefficienti di diffusione di piccoli ioni.
Proprietà elementari dei canali: la membrana come capacitore, conduttanza di singolo canale e selettività ionica. Il canale K+.
Permeabilità selettiva delle membrane: le equazioni di Goldman-Hodgkin-Katz, permeabilità dei canali a ioni diversi, il potenziale d’azione dei neuroni.
Permeabilità selettiva dei canali: modelli a singolo e multi ione, applicazioni ai canali Na+ e K+.
Meccanismi di apertura-chiusura dei canali: modelli ed esperimenti di patch-clamp. Agenti bloccanti dei canali.
Simulazioni numeriche al livello atomico: algoritmi generali di simulazione, condizioni periodiche al contorno, termostati e barostati.
Configurazione energetica: minimizzazione dell'energia, interazioni e force field, potenziale Lennard Jones, interazioni elettrostatiche, legami chimici, polarizzazioni.
Dinamica delle proteine: analisi delle traiettorie, deviazioni, fluttuazioni, correlazioni. Ponti salini.
Tecniche avanzate: calcoli di energie libere, potenziale di forza media.
Struttura e funzione dei canali di membrana: calcolo di conduttanze e permeabilità di singolo canale di connessina.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercizi in aula.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Slide Power Point, filmati e dispense fornite dal docente.
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

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Questioning
  • Story telling
  • Problem solving
  • Work-integrated learning
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab