Biofisica e Istituzioni di informatica - Prof. Annalaura Sabatucci - a.a. 2023/2024
ATTENZIONE: i contenuti di questo corso sono relativi all'anno accademico 2023/2024
Indice degli argomenti
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Laureata in Fisica presso l’Università degli Studi di Bologna con una tesi di tipo sperimentale in ambito biofisico.
Ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Biologia Evoluzionistica presso l’Università degli Studi di Padova (Italia), ed il Dottorato di Ricerca in Cristallografia ed NMR Biologiche Presso l’Universitè Paris XI di Parigi (Francia) dove ha approfondito le tecniche di diffusione (SAXS) ed assorbimento (EXAFS) dei raggi X per lo studio di macromolecole biologiche presso l’installazione di luce di sincrotrone LURE.
Vincitrice di 4 assegni di ricerca presso le università degli Studi di Ancona (1995); Camerino (2000) e Teramo (2001-2003), durante i quali ha svolto attività di ricerca e seminariali in ambito biofisico.
ATTIVITÀ‘ DIDATTICA
Nell'ambito del C.d.S. Biotecnologie, Università degli Studi di Teramo: ha collaborato alle Esercitazioni per il Modulo di Biofisica (Corso di Matematica, Fisica, Informatica Statistica).
Nell’a.a. 2016-2017 ha svolto esercitazioni laboratoriali per il modulo ‘Analisi strutturali e computazionali mirata al drug design’ Corso in Biotecnologie Molecolari e Cellulari presso l’Università degli Studi di Teramo, Progetto ‘Torno Subito 2016’ della Regione Lazio.
Nell’a.a. 1996-1997 ha svolto attività didattica presso l’Università degli Studi di Ancona come coadiutore nell'assistenza tecnico didattica al corso di Fisica mod.1 (meccanica) per il diploma universitario in Ingegneria Meccanica.
Membro delle Commissioni di Profitto dell’Università degli Studi di Teramo quale cultore della materia nel CdS in Biotecnologie per gli insegnamenti di Biologia Molecolare, Metodologie Biochimiche e Biofisica; nel CdS Magistrale in Medicina Veterinaria nel CdL in Tutela e Benessere Animale per l’insegnamento di Biochimica.
- Pubblicazioni didattiche
Coautrice del libro: METODOLOGIE BIOCHIMICHE E BIOMOLECOLARI Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio (2019) Zanichelli, Bologna. Curatore Mauro Maccarrone. ISBN 978.8808.52055.5
Collaborazione all’edizione italiana del libro HARPER’S BIOCHIMICA ILLUSTRATA 29 edizione (2013) EMSI, Casoria (Na) ISBN 978-88-86669-91-7
ATTIVITÀ’ SCIENTIFICA
Membro Scientifico dell’OPBA (Organismo Preposto al Benessere Animale) presso Università Degli Studi di Teramo.
Ha collaborato in qualità di Membro Scientifico a numerosi progetti europei finanziati per l’accesso a stazioni sperimentali di luce di sincrotrone (EMBL Grenoble, Francia, SOLEIL Parigi, Francia, DIAMOND LIGHT SOURCE, Didcot, Inghilterra) per lo studio strutturale di proteine in soluzione mediante metodica SAXS.
- Pubblicazioni Scientifiche
Coautrice di oltre 36 pubblicazioni su riviste scientifiche indicizzate (SCOPUS, WoS).
Profilo ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8004-2547
INFO SUL CORSO
OBIETTIVI GENERALI DEL CORSO-
Le nozioni del corso forniscono una base teorica per la comprensione di alcuni insegnamenti caratterizzanti il CdS in Biotecnologie, in particolare i corsi finalizzati alle applicazioni laboratoriali, nonché una base operativa per sviluppare competenze informatiche volte alla risoluzione di problemi scientifici in ambito biotecnologico.
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente dovrà conoscere i principi della fisica classica e moderna; le nozioni fondamentali dell'informatica e dell’information technology moderna, soprattutto in relazione alle loro applicazioni in campo biotecnologico.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a lezione anche alle altre discipline e di tradurre tali competenze in capacità di problem solving, mirate al settore delle biotecnologie.
Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà mostrare un atteggiamento aperto, critico ed orientato alla scelta dell'approccio più adatto per la soluzione di problemi complessi ed articolati.
Abilità comunicative: Lo studente dovrà essere in grado di saper comunicare informazioni, idee, e soluzioni a problemi scientifici con linguaggio matematico appropriato e l’utilizzo di applicativi dedicati alla divulgazione scientifica.
Capacità di apprendimento: Lo studente dovrà acquisire la capacità di comprendere e trattare argomenti di informatica, fisica, biofisica e correlati, in modo autonomo e critico anche mediante l’utilizzo di materiali diversi da quelli proposti nel corso.
PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'
Non sono previste propedeuticità ma si consiglia agli studenti, per affrontare al meglio il corso, di ripassare le nozioni di base dell’algebra e della trigonometria, nonché i concetti fondamentali della matematica di base.
UNITA' DIDATTICA 1:INFORMATICA:
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Nozioni minime di navigazione nel sito di ateneo, inizializzazione utente unite (e-learning, posta elettronica)
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Introduzione all’ informatica.
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HARDWARE: Architettura dei calcolatori. Modello di Von Neumann; Codifica dell’informazione: il Sistema binario
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SOFTWARE: Algoritmi e Programmi; i sistemi operativi; i linguaggi di Programmazione; Software applicativi I parte i Fogli di calcolo
FISICA: Meccanica Classica
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Concetti di base di Fisica: misura ed errore, notazione scientifica, unità di misura, il S.I., grandezze fondamentali e derivate, analisi dimensionale.
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Cinematica unidimensionale: Posizione e spostamento. Velocità media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme. Accelerazione e Moto uniformemente accelerato.
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Vettori e cinematica bidimensionale: Misurabili scalari e vettoriali. Sistemi di riferimento: il sistema cartesiano. Definizione di vettore e versore. Calcolo delle componenti di un vettore: richiami di trigonometria. Operazioni con i vettori. Moto in 2 dimensioni: moto di un proiettile.
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Dinamica: Forza e massa. Leggi di Newton. Forza peso e Legge di gravitazione universale. Forza Elastica. Tensione. Forza Normale. Attrito.
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Lavoro ed Energia: Lavoro di una forza costante, energia, teorema dell'energia cinetica, forze conservative e non conservative, lavoro di una forza variabile, energia potenziale, teorema di conservazione dell'energia meccanica, lavoro della forza elastica, potenza.
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Quantità di moto ed Urti: Principio di conservazione della quantità di moto; Impulso; teorema dell'impulso; Forza ed Impulso; Studio di urti elastici e completamente anelastici a 2 corpi in 1 dimensione.
UNITA' DIDATTICA 2
INFORMATICA: i software di videoscrittura e grafica; il web e i database
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Le licenze software
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Software Applicativi II parte:videoscrittura; grafica
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Reti e Internet: il WEB; il cloud computing; i Database (approfondimento: database biologici e IA in bioinformatica)
FISICA: Onde, Fluidi, Termodinamica, Elettromagnetismo
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Moti rotazionali: velocità ed accelerazioni angolari; Moto circolare uniforme; Grandezze caratteristiche: periodo e frequenza; Forza centripeta e forza centrifuga. Approfondimento di biofisica: metodi centrifugativi per la separazione di macromolecole biologiche.
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Moti periodici ed oscillazioni: Moto armonico: legge oraria, velocità, accelerazione. Esempi di moto armonico: corpo appeso ad una molla; pendolo semplice. Oscillazioni smorzate Onde meccaniche: grandezze caratteristiche. Onde sonore: grandezze caratteristiche. Approfondimento di Biofisica: utilizzo di onde sonore in ricerca e diagnostica.
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Fluidostatica e fluidodinamica. Stati della materia. Fluidi ideali. Pressione. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Il principio di Archimede ed il galleggiamento. Fluidodinamica: equazione di continuità. Fluidi reali: viscosità; legge di Stokes, velocità di sedimentazione. Approfondimento di Biofisica: eritrosedimentazione
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Termodinamica: temperatura e scale di temperatura, Principio zero della termodinamica, Equazione di stato dei gas ideali, energia interna, calore, lavoro, Primo principio della termodinamica, trasformazioni reversibili; Secondo Principio della termodinamica Macchine termiche e teorema di Carnot; Entropia.
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Elettricità. La carica elettrica, Proprietà elettriche dei materiali, la legge di Coulomb; Campi di Forza (campo gravitazionale ed elettrico), Flusso del campo elettrico e legge di Gauss, Lavoro ed energia potenziale elettrica, potenziale elettrico e differenza di potenziale, Corrente elettrica, batterie e forza elettromotrice, Resistenza, conduttanza. legge di Ohm; Approfondimento di Biofisica: proprietà elettriche dell'acqua e delle membrane biologiche.
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Magnetismo ed elettromagnetismo. Proprietà magnetiche dei materiali; induzione magnetica, il campo magnetico terrestre. Elettromagnetismo: Esperienza di Oersted, forza magnetica in un filo percorso da corrente, forma generale della forza di Lorentz, legge di Biot-Savart. Approfondimento di Biofisica: principi fisici dello spettrometro di massa
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Radiazioni elettromagnetiche. Esperienza di Hertz; spettro em; radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Approfondimento di Biofisica: tecniche spettroscopiche per lo studio di campioni biologici
LEZIONI SETTIMANALI (I semestre)
- Giovedì ore 11-13
- Venerdì ore 9-11
MATERIALE DI APPROFONDIMENTO
METODOLOGIE BIOCHIMICHE E BIOMOLECOLARI
Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio
(2019) Zanichelli, Bologna. Curatore Mauro Maccarrone. ISBN 978.8808.52055.5PROVE INTERMEDIE
PROVA INTERMEDIA 1- Unità didattica di riferimento: Unità 1
- Data: a metà corso
- Tipologia di prova: scritta di tipo misto (domande a risposta multipla ed a risposta aperta)
PROVA INTERMEDIA 2- Unità didattica di riferimento: Unità 2
- Data: alla fine del corso
- Tipologia di prova: scritta di tipo misto (domande a risposta multipla ed a risposta aperta)
MODALITA' DI VALUTAZIONE
L’esame totale prevede una prova scritta ed un colloquio orale volti a verificare il raggiungimento degli obiettivi del corso.-
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Per poter svolgere le prove scritte di biofisica-informatica aa 23/24 siete invitati ad iscrivervi,
utilizzando la MAIL ISTITUZIONALE,
alla GOOGLE CLASSROOM del corso
codice: e7wz24k
https://classroom.google.com/c/NjE3MTA1MzYwODEz?cjc=e7wz24k
Modalità di svolgimento e di prenotazione, nonché le scadenze sono riportate nella google classroom.
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E' possibile prenotare un ricevimento inviando una mail alla docente:alsabatucci@unite.it
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Nella google classroom (codice e7wz24k) sono depositate le slides del corso (coperte da password) per scopo unicamente di studio e personale.
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- James S. Walker, Fondamenti di Fisica Sesta Edizione. A cura di Giovanni Organtini. Pearson Italia, Milano - Torino, 2020
- Informatica di base. Con Connect. Con aggiornamento online, a cura di A. Marengo, A. Pagano, McGraw-Hill Education, 2021
- Fondamenti di bioinformatica, Manuela Helmer Citterich Fabrizio Ferrè Giulio Pavesi Graziano Pesole Chiara Romualdi, Zanichelli, 2018
- Metodologie biochimiche e biomolecolari, M. Maccarrone, Zanichelli, 2019
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