SCIENZE PROPEDEUTICHE

8 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

LUCIA CALCAGNO - Modulo FISICA APPLICATA - FIS/07 - 3 CFU
SALVATORE ALAIMO - Modulo INFORMATICA - INF/01 - 3 CFU
LORENZO LUPO - Modulo STATISTICA MEDICA - MED/01 - 2 CFU

Obiettivi formativi

FISICA APPLICATA
Il corso ha lo scopo di dare le conoscenze di base sugli argomenti di fisica generale con particolare

riguardo alle applicazione medico-biologiche
INFORMATICA
Obiettivo del corso è l’acquisizione di metodi per l’analisi di sequenze e strutture biologiche e per la ricerca in database biologici (es. geni, sequenze, domini funzionali). Partendo da sequenze primarie di acidi nucleici o proteine è possibile ipotizzarne la funzione, la storia evolutiva e la struttura. Gli strumenti utilizzati per raggiungere questi obiettivi sono i database pubblici e i programmi di analisi e visualizzazione.
1. Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Gli studenti acquisiranno una conoscenza sui metodi per l’analisi di sequenze biologiche e per la ricerca in database biologici. In particolare approfondiranno la ricerca su database di sequenze, di domini, ed una buona familiarità con i database pubblici e i programmi di analisi e visualizzazione. Infine gli studenti potranno acquisire gli strumenti di base per l'analisi del trascrittoma.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): identificare gli strumenti idonei per manipolare i dati ed estrare la conoscenza sottostante; risolvere problemi attraverso l'uso di software opportuni in ambito bioinformatico.
3. Autonomia di giudizio (making judgements): Attraverso le esercitazioni guidate, gli studenti acquisiranno le competenze di base necessarie per affrontare l'analisi di nuove sequenze biologiche, ipotizzandone la funzione, studiare il trascrittoma.
4. Abilità comunicative (communication skills): lo studente acquisirà le necessarie abilità comunicative e di appropriatezza espressiva nell'impiego del linguaggio tecnico nell'ambito generale dell’analisi dei dati biologici.
5. Capacità di apprendimento (learning skills): il corso si propone, come obiettivo, di fornire allo studente le necessarie metodologie di base teoriche e pratiche per poter affrontare e risolvere autonomamente problemi nell’ambito dell’analisi dei dati biologici.
STATISTICA MEDICA
Il corso intende fornire elementi di base per la descrizione dei fenomeni biologici individuali e collettivi mediante indicatori sintetici, nonchè la capacità di individuare metodologie elementari di analisi di dati numerici

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

FISICA APPLICATA
L’esame è costituito da una prova orale che consiste nella discussione degli argomenti svolti durante il corso.

La valutazione ﬁnale dell'esame è determinata dai seguenti criteri: livello di conoscenza degli argomenti richiesti, capacità espressiva e proprietà di linguaggio, capacità di collegamento dei diversi temi del programma di insegnamento.
INFORMATICA
Lezioni frontali
STATISTICA MEDICA
Lezioni frontali con utilizzo di lavagna luminosa e lucidi

Prerequisiti richiesti

FISICA APPLICATA
Elementi di base di matematica
INFORMATICA
Conoscenze di base sull'uso di un computer.
STATISTICA MEDICA
Capacità di utilizzare operatori algebrici elementari,

Frequenza lezioni

FISICA APPLICATA
E’ richiesta la frequenza di due terzi delle lezioni
INFORMATICA
Frequenza obbligatoria
STATISTICA MEDICA
Obbligatoria per l'importanza delle informazioni originali fornite nel corso delle lezioni frontali

Contenuti del corso

FISICA APPLICATA
- Grandezze fisiche. Unità di misura. Vettori e scalari. Moto dei corpi. Traiettoria. Velocità. Accelerazione. Moto uniforme, uniformemente accelerato e circolare uniforme.
- Leggi di Newton. Forza gravitazionale, elastica e di attrito. Momento di una forza. Leve. Lavoro. Forze conservative. Energia cinetica e potenziale. Conservazione energia meccanica.
- Pressione. Legge di Stevino. Fluidi ideali. Pressione atmosferica. Portata. Lavoro piezometrico. Teorema di Bernoulli. Aneurisma. Stenosi. Fluidi reali. Viscosità.
- Calore. Temperatura. Termometri. Calore specifico e calore latente. Esperimento di Joule. Sistema termodinamico. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Gas perfetti. Legge di Avogadro. Metabolismo. Propagazione del calore. Termoregolazione.
- Ciclo termico. Diagramma p-V. Macchine termiche. Secondo principio della termodinamica. Temperatura assoluta. Macchina termica: rendimento. Ciclo di Carnot.
- Elettrostatica. Forza di Coulomb. Lavoro elettrico. Potenziale elettrico. Corrente elettrica. Resistenza. Leggi di Ohm. Effetto Joule. Potenza elettrica.
- Onde meccaniche. Velocità di propagazione delle onde. Lunghezza d’onda. Spettro onde sonore. Intensità sonora. Decibel. Effetto Doppler.
- Spettro onde elettromagnetiche. Indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione. Prisma. Riflessione totale. Fibre ottiche. Lenti sottili.
- Radiazioni ionizzanti: classificazione. Azione delle radiazioni ionizzanti nei tessuti. Danni biologici delle radiazioni ionizzanti. Raggi X. Unità di misure dosimetriche.
INFORMATICA
Il corso è organizzato in lezioni che prevedono una base teorica affiancata a esercitazioni i per l’apprendimento dell’uso di programmi di analisi e visualizzazione dei risultati.

PROGRAMMA
1. Introduzione
2. Allineamento Pairwise e Multiplo
3. Banche Dati Biologiche: Banche Dati Generali (NCBI, EMBL), Banche Dati Speciali (OMIM, CIVIC, Drugbank, KEGG Pathway)
4. Strumenti per l'analisi del Trascrittoma: Microarray, Next Generation Sequencing, Analisi del trascrittoma: Biomarcatori
STATISTICA MEDICA
1. Tipi di dati: numerici, ordinali, nominali

2. Indicatori descrittivi sintetici: indicatori di tendenza centrale e di variabilità

3. Principi di calcolo delle probabilità

4. Leggi elementari di probabilità, Poisson, binomiale, gaussiana

5. Test di ipotesi e loro significato

6. Cenni di epidemiologia: sensibilità, specificità, valore predittivo, incidenza e prevalenza

Testi di riferimento

FISICA APPLICATA
E.Ragozzino Elementi di Fisica – Edises
INFORMATICA
- Anna Tramontano “Bioinformatica”, Zanichelli
- Krane, Raymer. “Fondamenti di Bioinformatica” Pearson
- Jambeck, Gibas “Developing Bioinformatics Computer Skills, O'Reilly
- Pascarella-Paiardini “Bioinformatica” Zanichelli
STATISTICA MEDICA
STATISTICA

J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes "Statistica per le professioni sanitarie" Ed. EdiSES

Altro materiale didattico

FISICA APPLICATA
Tesine degli argomenti trattati ed esercizi forniti dal docente durante il corso
INFORMATICA
Sul portale studium.unict.it saranno forniti i lucidi delle lezioni.
STATISTICA MEDICA
lucidi utilizzati nel corso delle lezioni da consegnare al rappresentante degli studenti

Programmazione del corso

FISICA APPLICATA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Grandezze fisiche. Unità di misura. Vettori e scalari. Moto dei corpi. Traiettoria. Velocità. Accelerazione. Moto uniforme, uniformemente accelerato e circolare uniforme. Leggi di Newton. Forza gravitazionale, elastica e di attrito. Momento di una forza. Leve. Lavoro. Forze conservative. Energia cinetica e potenziale. Conservazione energia meccanica. Pressione. Legge di Stevino. Fluidi ideali. Pressione atmosferica. Portata. Lavoro piezometrico. Teorema di Bernoulli. Aneurisma.Stenosi. Fluidi reali	E.Ragozzino Elementi di Fisica – Edises
2	Calore. Temperatura. Termometri. Calore specifico e calore latente. Esperimento di Joule. Sistema termodinamico. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Gas perfetti. Legge di Avogadro. Metabolismo. Propagazione del calore. Termoregolazione. Ciclo termico. Diagramma p-V. Macchine termiche. Secondo principio della termodinamica. Temperatura assoluta. Macchina termica: rendimento. Ciclo di Carnot. Elettrostatica. Forza di Coulomb. Lavoro elettrico. Potenziale elettrico.	E.Ragozzino Elementi di Fisica – Edises
3	Onde meccaniche. Velocità di propagazione delle onde. Lunghezza d’onda. Spettro onde sonore. Intensità sonora. Decibel. Effetto Doppler. Spettro onde elettromagnetiche. Indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione. Prisma. Riflessione totale. Fibre ottiche. Lenti sottili. Radiazioni ionizzanti: classificazione. Azione delle radiazioni ionizzanti nei tessuti. Danni biologici delle radiazioni ionizzanti. Raggi X. Unità di misure dosimetriche.	E.Ragozzino Elementi di Fisica – Edises
INFORMATICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alla bioinformatica: tipi di dati, problemi, strumenti.	materiale didattico fornito dal docente
2	Allineamento pairwise e multiplo: concetti di base, teoria sull'allineamento, formati, algoritmo BLAST e ClustalW	materiale didattico fornito dal docente
3	Attività pratica sull'allineamento di sequenze	materiale didattico fornito dal docente
4	Banche dati biologiche generali: NCBI (Gene, Nucleotide, Protein, SNP, Pubmed), Uniprot	materiale didattico fornito dal docente
5	Banche dati biologiche per la medicina: OMIM, Kegg Pathway, CIVIC, Drugbank	materiale didattico fornito dal docente
6	Altre banche dati biologiche	materiale didattico fornito dal docente
7	Attività pratica sulle banche dati biologiche	materiale didattico fornito dal docente
8	Cenni sull'analisi del trascrittoma	materiale didattico fornito dal docente
STATISTICA MEDICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Tipi di dati: numerici, ordinali, nominali	lucidi
2	Indicatori descrittivi sintetici: indicatori di tendenza centrale e di variabilità	J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes ''Statistica per le professioni sanitarie'' Ed. EdiSES + lucidi
3	Principi di calcolo delle probabilità	J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes ''Statistica per le professioni sanitarie'' Ed. EdiSES + lucidi
4	Leggi elementari di probabilità, Poisson, binomiale, gaussiana	J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes ''Statistica per le professioni sanitarie'' Ed. EdiSES + lucidi
5	Test di ipotesi e loro significato	J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes ''Statistica per le professioni sanitarie'' Ed. EdiSES + lucidi
6	Cenni di epidemiologia: incidenza e prevalenza	J. Fowler, P. Jarvis, M. Chevannes ''Statistica per le professioni sanitarie'' Ed. EdiSES + lucidi

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

FISICA APPLICATA
Si prevedono esercitazioni svolte in aula dopo ogni argomento del programma
INFORMATICA
L'esame finale consiste in una prova scritta. La prova scritta è costituita da esercizi e domande di teoria.

Salvo diversa comunicazione l'esame scritto si svolge alle ore 9:00

Note:
- Per sostenere gli esami è obbligatorio prenotarsi utilizzando l'apposito modulo del portale studente.
- Non sono ammesse prenotazioni tardive tramite email. In mancanza di prenotazione, l'esame non può essere verbalizzato.
STATISTICA MEDICA
Test a risposta multipla con cumulo dei punteggi a ciascuna risposta. Non viene dato punteggio negativo a risposte non date o sbagliate

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

FISICA APPLICATA
Leggi di Newton

Conservazione energia

Le leve: applicazioni al corpo umano

Statica dei fluidi

Dinamica dei fluidi

Calore e temperatura

Primo principio della termodinamica

Metabolismo e termoregolazione

Secondo principio della termodinamica

Onde sonore: decibel, effetto Doppler con applicazioni

Ottica: leggi della riflessione e rifrazione

Le lenti e il microscopio

Radiazioni ionizzanti: effetti biologici e unità dosimetriche

,
INFORMATICA
Durante il corso saranno forniti diversi esercizi risolti che verranno pubblicati sul portale studium.unict.it
STATISTICA MEDICA
Lo studente deve sapere individuare in una serie numerica data quale indicatore richiesto é quello corretto tra quelli elencati

Deve sapere quale valore di probabilità in un esempio numerico dato é quello corretto tra quelli indicati

Deve sapere individuare quale legge di probabilità è quella giusta in un esempio numerico dato

Deve sapere quale indicatore epidemiologico descrive meglio l'andamento di un problema sanitario

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