Química Biológica I

Código:

MV117

Sigla:

QBI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Básicas

Ocorrência: 2024/2025 - 1S (de 16-09-2024 a 10-01-2025)

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIMV	110	Plano Oficial em Vigor	1	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Pretende-se que o estudante aprenda a utilizar os princípios básicos da Química para compreender a importância dos elementos químicos essenciais numa perspetiva dos seus ciclos biogeoquímicos e possa interpretar os processos bioquímicos numa perspetiva estrutural e reacional.

Pretende-se que o estudante fique apto a manusear uma ferramenta que lhe permita interpretar qualitativa e quantitativa os mecanismos através dos quais a energia flui numa célula viva.

Pretende-se que o estudante integre os conhecimentos das várias áreas da Química para interpretar a Química Biológica.

Resultados de aprendizagem e competências

O estudante deverá ser capaz de visualizar  os processos da vida de uma forma integrada, numa perspetiva molecular e celular.

O estudante deverá ser capaz de compreender os conceitos de ligação química intra e intermolecular,. Deverá ser capaz de usar conceitos de so termodinâmica e cinética química para analizar os processos bioquímicos numa perspetiva estrutural e reacional

O estudante deverá ser capaz de identificar o papel dos elementos químicos essenciais na Vida.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Programa aulas teóricas

1. Estrutura atómica e  molecular - Conceitos e modelos de ligação química. 

2. Estereoquímica – Definição de Isomeria e estereoisomeria. Exemplos biológicos. Quiralidade e sua importância biológica. Enantiómeros e Diastereoisómeros. Representações de Newmann, Fischer, cunha e perspetiva. Configuração absoluta: o sistema R/S. Atividade ótica. Mistura racémica. Compostos meso. O sistema D e L em glúcidos e aminoácidos. Isomeria geométrica: cis/trans e E/Z. Análise conformacional: confórmeros em estrela e em eclipse em compostos alicíclicos e cíclicos. Exemplos biológicos. Estereoisomeria configuracional em compostos cíclicos. Exemplos biológicos.

3. Bioenergética
Energia e Vida: fontes e transformação de energia. Os Elementos Químicos da Vida.
Primeiro Princípio da Termodinâmica Energia Interna e Entalpia de reação
Segundo e Terceiro Princípios da Termodinâmica. Entropia e Função de Gibbs Função de Gibbs molar: o potencial químico. Equilíbrio químico, aplicação a reacções ácido-base de Bronsted. Energética de reacções de oxidação-redução. Energética de transporte através de membranas. 

4. Cinética Química. Conceitos de velocidade de reação. Leis integradas de velocidade. Modelos cinéticos de reação química. Conceito de energia de ativação e estado de transição. Perfis reacionais de energia.

5. Reatividade -  Teoria das colisões. Variação da Energia Gibbs. Intermediários e estados de transição. Curvas de distribuição de Maxwell-Boltzmann. Disponibilidade eletrónica. Efeitos Indutivo e Mesomérico e sua influência na reatividade. Momento dipolar. Exemplos biológicos. Acidez e basicidade dos compostos orgânicos: efeitos indutivo, mesomérico e do tamanho. Estabilidade e reatividade da ligação fosfoanidrido: ATP, fosfoenolpiruvato, 1,3-bifosfoglicerato. Mecanismo Reacional. Tipo de reações. Reações homolíticas e heterolíticas e seus intermediários: Nucleófilos, eletrófilos e radicais livres. Exemplos de processos homolíticos biológicos e não biológicos.

6. Hidrocarbonetos Saturados e Insaturados – Alcanos e alcenos: propriedades físicas. Estrutura, ligações e energia de ligação dos alcenos. Exemplos biológicos representativos. Hidrogenação catalítica. Estabilidade relativa. Adição eletrofílica a alcenos: mecanismo geral. Diagrama de energia. Adição de ácidos a alcenos. Regra de Markovnikov. Estabilidade dos carbocatiões: Hiperconjugação e ressonância. Hidratação de alcenos. Exemplo Biológico. Adição a dienos conjugados. Adição de halogéneos. Formação de Halo-hidrinas. Reação com peroxiácidos. Hidratação de epóxidos. Exemplos biológicos. Formação de glicóis. 

7. Bioinorgânica - Metais de transição em sistemas biológicos: propriedades e regulação. 

8. Química da Fotosíntese e respiração celular.

Bibliografia Obrigatória

P. W. Atkins and Julio de Paula; Physical Chemistry for the Life Sciences 2nd Edition, W H Freeman & Co, 2011
D. L. Nelson and M.M.Cox; Principles of Biochemistry 6th Edition, Freeman, New York, 2013
T.W. GRAHAM SOLOMONS and CRAIG B. FRYHLE; Organic Chemistry 10th Edition, John Wiley & Son, 2011
Raymond Chang; Physical Chemistry for the Biosciences, University Science Books, Sausalito, 2005

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas ministradas com apoio de  apresentações ilustrativas da matéria. Aulas teórico-práticas de resolução de exercícios e discussão dos aspectos teóricos relativos às aulas práticas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	92,00
Frequência das aulas	70,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Segundo os regulamentos da Universidade do Porto.

Fórmula de cálculo da classificação final

Os estudantes podem optar por ser avaliados apenas em exame final ou através de um esquema de avaliação alternativo compreendendo a realização de duas provas parcelares (A1 e A2). 
No esquema alternativo de avaliação os estudantes realizam uma prova de avaliação parcial cuja classificação será denominada A1. Continuando neste esquema os estudantes realizarão na época Normal de exames uma segunda prova, cuja classificação se denomina A2. O conjunto destas 2 provas é equivalente ao exame realizado na época Normal. Não existe nota mínima em nenhuma das provas A1 ou A2.


Classificação final, F, opções permitidas:

1. Por exame repartido nas avaliações A1 e A2:
F = ( A1 + A2 ) / 2

2. Por exame final, E1:
F = E1

Na Época de Recurso há apenas um exame com toda a matéria lecionada.

Melhoria de classificação

Segundo os regulamentos da Universidade do Porto.