Topic outline

  • General

  • Topic 1


    0) Introduzione al corso
    1) Richiami di Fisica, Chimica, Termodinamica (cap. 1 Nelson)
    1.1) Elementi di Termodinamica applicata alla Biologia
    1.2) Analisi dimensionale
    1.3) Moli, molecole, atomi
    1.4) Legge universale dei gas a bassa densita'
    1.4) Esercizi

    • Topic 2

      2) Complementi di Matematica
      2.1) Integrali
      2.2) Serie di Taylor
      2.3) Equazioni differenziali ordinarie
      2.4) Funzioni di piu' variabili - Derivate parziali
      2.5) Serie di Taylor in piu' variabili
      2.6) Equazioni alle derivate parziali
      2.7) Integrali multipli
      2.8) Trasformazioni di coordinate

      • Topic 3

        3) Fisica dalla scala nanometrica alla scala metrica (cap. 3 Nelson)
        3.1) Elementi di Teoria della Probabilita'
        3.3) Interpretazione della legge dei gas a bassa densita' in termini probabilistici
        3.4) Distribuzione delle velocita' nei gas a bassa densita'
        3.5) Barriere di attivazione, velocita' di reazione e rilassamento all'equilibrio

        4) Moto Browniano, diffusione e dissipazioine (cap. 4 Nelson)
        4.1) Moto Browniano: fenomenologia
        4.2) Random Walk
        4.3) Attrito nel regime super-smorzato
        4.4) Relazione di Einstein
        4.5) Conformazione dei polimeri

        • Topic 4


          4.6) Diffusione a livello sub-cellulare
          4.7) L'Equazione di Diffusione
          4.8) Applicazioni dell'Equazione di Diffusione in Biologia:
          4.8.1) Permeabilita' di membrane artificiali
          4.8.2) Diffusione e metabolismo batterico
          4.8.3) Relazione di Nernst e potenziale di membrana
          4.8.4) Resistenza elettrica di una soluzione
          • Topic 5


            6) Entropia, Temperatura, ed Energia Libera (cap. 6 Nelson)
            6.1) L'Entropia
            6.2) Sistema isolato
            6.3) Temperatura
            6.4) Approfondimenti sul secondo principio della termodinamica
            6.5) Sistemi aperti, che scambiano energia

            • Topic 6

              6.6) Forze entropiche
              6.7) La distribuzione di Boltzmann
              6.8) Sistemi a due stati


              • Topic 7

                7) L'azione delle forze entropiche (cap. 7 Nelson)

                7.1) Pressione osmotica
                7.2) Interazione di "depletion"
                7.3) Interazione idrofobica
                8) Forze chimiche

              • Topic 8

                9) La pompa sodio-potassio e la trasmissione degli impulsi nervosi (cap. 11 Nelson, cenni del cap. 12)
                9.1) Effetti elettro-osmotici
                9.1.1) Equilibrio di Gibbs-Donnan
                9.1.2) La questione della pressione osmotica
                9.2) L'anomalia del sodio
                9.3) Flusso passivo
                9.4) Flusso attivo
                9.5) Cenni sulla trasmissione degli impulsi nervosi

                Esercizi di riepilogo