Fisicoquímica i Química Orgànica

Esteu aquí

Inici » Estudis » Graus » Grau en Bioinformàtica » Pla d'estudis » Assignatures » Fisicoquímica i Química Orgànica
Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
UB
Aquest pla de curs assegura que els estudiants tinguin una comprensió integral dels principis de la Química, combinant coneixements teòrics amb habilitats pràctiques de resolució de problemes. Aquest curs engloba conceptes bàsics i essencials de Química per al desenvolupament posterior de moltes de les assignatures que constitueixen el grau en Bioinformàtica. Alguns d'aquests conceptes poden haver estat introduïts ja en els programes de batxillerat. La resta és material nou que es tracta d'una manera gradual i raonada amb l'ajut de classes de resolució de problemes i exercicis pràctics d'aplicació per a destacar la utilitat significativa de la química i entendre fins a quin punt determina o afecta el món que ens envolta.

Professorat

Responsable

  • Joan Carles Domingo Pedrol ( )

Altres

  • Federica Battistini ( )
  • Josep Lluis Gelpi Buchaca ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
2
Laboratori
0
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
6

Resultats d'aprenentatge

Resultats d'aprenentatge

Coneixements

  • K1 - Reconèixer els principis bàsics de la biologia, des de l'escala cel·lular a la de l'organisme, i com aquests es relacionen amb els coneixements actuals en els camps de la bioinformàtica, de l'anàlisi de dades, i de l'aprenentatge automàtic; assolint així una visió interdisciplinar amb especial èmfasi en aplicaciones biomèdiques.
  • K6 - Reconèixer els problemes ètics que s'esdevenen del progrés en el coneixement i en l'aplicació dels conceptes biològics i el seu processament computacional.

Habilitats

  • S6 - Identificar i interpretar les dades rellevants, dins de l'àrea d'estudi, per emetre judicis que incloguin reflexions de caire social, científic o ètic
  • S8 - Enfrontar-se a la presa de decisions, i defensar-les amb arguments, en la resolució de problemes de les àrees de biologia, així com, dins dels àmbits adequats, les ciències de la salut, les ciències de la computació i les ciències experimentals.
  • S9 - Explotar la informació biològica i biomèdica per a transformar-la en coneixement; en particular, extreure i analitzar informació de bases de dades per a resoldre nous problemes biològics i biomèdics.

Competències

  • C6 - Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per a ampliar aquest coneixement.

Objectius

  1. Entendre els principis químics de la vida i els conceptes bàsics de la química de la vida
    Competències relacionades: C6, K1, S8, S9,
  2. Capacitat d'aplicar els coneixements a la pràctica
    Competències relacionades: C6, S8, S6, K6,

Continguts

  1. Fonaments
    Química en Bioinformàtica- Elements i àtoms. Compostos. Tipus de compostos químics i la seva formulació. Nomenclatura i formulació de compostos inorgànics. Mols i masses molars. Fòrmules empíriques i moleculars. Reaccions i equacions químiques. Tipus de reaccions químiques i estequiometria. Reactiu limitant i rendiments de reacció. Reaccions en dissolució aquosa. Mescles i solucions. Tipus de solucions. Expressió de la concentració de solucions.
  2. Estructura atòmica i enllaç químic
    Constituents dels àtoms. Nucli atòmic i isòtops. Orbitals atòmics i configuració electrònica. Tipus d'enllaços químics. Enllaç covalent. Fòrmules de Lewis. Polaritat de l'enllaç. Geometria molecular: mètode de l'enllaç de valència i teoria de la hibridació d'orbitals. Forces intermoleculars: forces de Van der Waals, enllaços d'hidrogen i interaccions hidrofòbiques.
  3. Termodinàmica Química
    Sistemes termodinàmics. Treball, calor i energia. Primera llei de la termodinàmica: energia interna. Processos a pressió constant: entalpia. Energia en reaccions químiques. Calor de reacció: llei de Hess. Processos espontanis. Segona llei de la termodinàmica: entropia. Entropia i probabilitat. Entropies absolutes i la tercera llei de la termodinàmica. Balanç d'entropia d'una reacció. Energia de Gibbs: espontaneïtat i energia lliure.
  4. Cinètica i Catàlisi
    Velocitat de reacció. Lleis de velocitat. Ordre de reacció. Variació de la constant de velocitat amb la temperatura. Equació d'Arrhenius. Energia d'activació. Teoria de col·lisions. Teoria de l'estat de transició. Mecanismes de reacció. Pas determinant de la velocitat. Catàlisi. Catalitzadors biològics: enzims.
  5. Equilibri químic
    El concepte d'equilibri: constants d'equilibri. Expressió de les constants d'equilibri: equilibris homogenis i heterogenis. Consideracions sobre la constant d'equilibri i la seva expressió matemàtica. Quocient de reacció. Factors que afecten l'equilibri químic: principi de Le Châtelier. Relació entre la constant d'equilibri i l'energia lliure de reacció.
  6. Equilibris àcid-base
    Naturalesa dels àcids i les bases. Concepte d'Arrhenius. Concepte de Brönsted-Lowry. Concepte d'àcid-base de Lewis: caràcter àcid o bàsic i estructura electrònica. Àcids i bases en solució aquosa. Força d'un àcid o una base. Autoionització de l'aigua. Concepte de pH. Àcids i bases polipròtics.
  7. Reaccions d'oxidació-reducció
    Reaccions d'oxidació-reducció: oxidants i reductants. Balanç de reaccions redox. Cèl·lules galvàniques. Potencials d'electrode estàndard: la sèrie electroquímica. Forces relatives d'oxidants i reductants. Equació de Nernst. Criteris per a canvis espontanis. Transferència d'electrons en sistemes biològics.
  8. Química orgànica i química de les biomolècules.
    Carboni i química orgànica, Hibridació i tipus de vincles de CC. Fórmules, Estructures, Representacions, Formats de fitxers. Tipus i estructura de compostos orgànics.
  9. Hidrocarburs
    Sistemes ressonants i hidrocarburs aromàtics. Isomeria. Estereoisomeria. Isomeria de conformació.
  10. Grups funcionals
    Classificació general i rellevància en biologia. Alcohols/Tiols. Colesterol, esteroides. Èters/Tioèters. Amines. Amines cíclics. Purines. Pirimidines. Aldehids i cetones. Sucres. Isomeria i conformació. Conformació i arrissament de la ribosa. Enllaç glicosídic i polisacàrids. Nucleòsids. Àcids carboxílics. Àcids grassos. Aminoàcids. Estructures/tipus. Problemes àcid-base. Papers en les proteïnes. Esters/tioèsters. Triglicèrids, fosfolípids. Nucleòtids. Papers en biologia. Nucleòtids rellevants (ATP, etc.). Enllaç fosfodièster, amides. Enllaç peptídic.
  11. Reactivitat bàsica dels compostos orgànics
    Oxidació/reducció. Coenzims redox, NAD(P), FMN, FAD. Hidròlisi. Nucleòfils en biologia. Transferència de grup. Fosforilació/desfosforilació. Transaminació.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu




Visualització de molècules


Objectius: 2
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
10h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
30h

Metodologia docent

Activitats presencials:

Conferències: Dues hores per setmana (tot el grup).
Resolució de problemes i visualització de molècules: Dues hores per setmana (el grup teòric es divideix en dos subgrups).

Mètode d'avaluació

Per a l'avaluació de l'assignatura, es tindrà en compte la nota de l'examen parcial (P), la nota de l'examen final (F) i la nota de les tasques durant el curs (T), combinades amb la següent fórmula:
Nota = max(0.25P + 0.1T + 0.65*F)

Un estudiant es considera que ha superat l'assignatura si realitza l'examen final. Si l'estudiant ha realitzat l'assignatura però ha suspès, llavors podrà fer l'examen de recuperació (RT) i, en aquest cas, la nota per a l'assignatura serà 1*RT (la puntuació del parcial no s'utilitza).

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

Capacitats prèvies

Conceptes bàsics de química, familiaritzar-se amb els principis bàsics que regeixen les reaccions químiques, incloent l'estequiometria (relacions quantitatives en les reaccions químiques), elements químics i compostos.