Despacho 3832/2004 (2.ª série). - Na sequência da aprovação pela secção permanente do senado na reunião de 19 de Dezembro de 2003, a seguir se publica a reestruturação da licenciatura em Química Aplicada da Faculdade de Ciências e Tecnologia, que assenta essencialmente na redução da duração do curso de cinco para quatro anos, bem como da carga horária semanal e do número de disciplinas em cada período lectivo, conforme mapa anexo:
Plano de estudos
Reformulação da licenciatura em Química Aplicada
Tronco comum + ramo Biotecnologia
(ver documento original)
Ramo Biotecnologia
Unidades de crédito (UC) mínimas para obtenção do grau - 240 ECTS - 126 UC.
Duração - quatro anos (incluindo estágio).
1 - Distribuição de UC por áreas científicas obrigatórias (119 UC):
... ECTS ... UC
a) Biologia ... 12 ... 7
Biologia Molecular ... 6 ... 3,5
Microbiologia ... 6 ... 3,5
b) Bioquímica ... 13 ... 7
Bioquímica Geral ... 6,5 ... 3,5
Bioquímica Avançada I ... 6,5 ... 3,5
c) Ciências Humanas e Sociais ... 6 ... 3,5
Gestão Empresarial ... 6 ... 3,5
d) Física ... 14 ... 7
Física I ... 7 ... 3,5
Física III ... 7 ... 3,5
e) Genética ... 12 ... 7
Genética Molecular ... 6 ... 3,5
Engenharia Genética ... 6 ... 3,5
f) Informática ... 7 ... 3,5
Programação para as Ciências Experimentais ... 7 ... 3,5
g) Matemática ... 26 ... 14
Álgebra Linear e Geometria Analítica ... 7 ... 3,5
Análise Matemática I ... 7 ... 3,5
Análise Matemática II ... 7 ... 3,5
Probabilidades e Estatística D ... 5 ... 3,5
h) Química ... 69,5 ... 42
Técnicas de Laboratório e Segurança ... 4,5 ... 3,5
Teoria da Ligação Química ... 6 ... 3,5
Introdução à Química Física ... 5,5 ... 3,5
Química Orgânica I ... 6 ... 3,5
Química Inorgânica ... 5 ... 3,5
Química Orgânica II ... 6 ... 3,5
Química Analítica Geral ... 5,5 ... 3,5
Termodinâmica Química ... 6 ... 3,5
Métodos Espectroscópicos de Análise ... 6 ... 3,5
Mecanismos das Reacções Químicas ... 6 ... 3,5
Métodos Electroanalíticos ... 7 ... 3,5
Química Física ... 6 ... 3,5
i) Tecnologia Bioquímica ... 17,5 ... 10,5
Tecnologia de Enzimas ... 6 ... 3,5
Bioenergética Industrial ... 5 ... 3,5
Engenharia Bioquímica ... 6 ... 3,5
j) Tecnologia Microbiana ... 6 ... 3,5
Microbiologia Aplicada ... 6 ... 3,5
Os créditos correspondentes à disciplina de Estágio contribuirão para a área científica obrigatória no âmbito da qual o estágio for realizado.
2 - Lista de disciplinas de opção B sugeridas.
Sugerem-se, em particular, as seguintes:
(ver documento original)
3 - Por razões de ordem pedagógica e de funcionamento docente, é de toda a conveniência que a nova licenciatura em Química Aplicada entre em funcionamento em frente de onda. Para tal será necessário estabelecer um regime de transição que salvaguarde os interesses dos alunos da LQA, seja qual for a situação curricular em que se encontrem. Assim sendo, as disciplinas do novo currículo da LQA deverão entrar em funcionamento apenas quando os alunos matriculados na FCT em 2004-2005 no 1.º ano nelas se inscrevam de acordo com o novo plano curricular.
Em conformidade com o acima referido, verificar-se-á a seguinte situação:
(ver documento original)
A - Inscrição em LQA até 2003-2004; N - Inscrição em LQA segundo o novo currículo.
Tronco comum + ramo Química Orgânica
(ver documento original)
Ramo Química Orgânica
Unidades de crédito (UC) mínimas para obtenção do grau - 240 ECTS - 126 UC.
Duração - quatro anos (incluindo estágio).
1 - Distribuição de UC por áreas científicas obrigatórias (188 ECTS; 119 UC):
... ECTS ... UC
a) Biologia ... 6 ... 3,5
Biologia Molecular ... 6 ... 3,5
b) Bioquímica ... 6,5 ... 3,5
Bioquímica Geral ... 6,5 ... 3,5
c) Física ... 14 ... 7
Física I ... 7 ... 3,5
Física III ... 7 ... 3,5
d) Informática ... 7 ... 3,5
Programação para as Ciências Experimentais ... 7 ... 3,5
e) Matemática ... 26 ... 14
Álgebra Linear e Geometria Analítica ... 7 ... 3,5
Análise Matemática I ... 7 ... 3,5
Análise Matemática II ... 7 ... 3,5
Probabilidades e Estatística D ... 5 ... 3,5
f) Química ... 62,5 ... 38,5
Técnicas de Laboratório e Segurança ... 4,5 ... 3,5
Teoria da Ligação Química ... 6 ... 3,5
Introdução à Química Física ... 5,5 ... 3,5
Química Orgânica I ... 6 ... 3,5
Química Inorgânica ... 5 ... 3,5
Química Orgânica II ... 6 ... 3,5
Química Analítica Geral ... 5,5 ... 3,5
Termodinâmica Química ... 6 ... 3,5
Métodos Espectroscópicos de Análise ... 6 ... 3,5
Mecanismos das Reacções Químicas ... 6 ... 3,5
Métodos Electroanalíticos ... 7 ... 3,5
Química Física ... 6 ... 3,5
g) Química Orgânica ... 66 ... 35
Química Orgânica Avançada ... 6 ... 3,5
Biossíntese de Produtos Naturais ... 6 ... 3,5
Análise Estrutural ... 6 ... 3,5
Sistemas de Informação, Documentação e Propriedade Industrial ... 6 ... 3,5
Química dos Produtos Naturais I ... 6 ... 3
Síntese Orgânica I ... 6 ... 3
Síntese Orgânica II ... 6 ... 3
Química dos Produtos Naturais II ... 6 ... 3
Mecanismos Avançados em Química Orgânica ... 6 ... 3
Química Orgânica Computacional ... 6 ... 3
Técnicas Analíticas Avançadas ... 6 ... 3
Os créditos correspondentes à disciplina de Estágio constribuirão para a área científica obrigatória no âmbito da qual o estágio for realizado.
2 - Lista de disciplinas de opção sugeridas.
Sugerem-se, em particular, as seguintes:
(ver documento original)
3 - Por razões de ordem pedagógica e de funcionamento docente, é de toda a conveniência que a nova licenciatura em Química Aplicada entre em funcionamento em frente de onda. Para tal será necessário estabelecer um regime de transição que salvaguarde os interesses dos alunos da LQA, seja qual for a situação curricular em que se encontrem. Assim sendo, as disciplinas do novo currículo da LQA deverão entrar em funcionamento apenas quando os alunos matriculados na FCT em 2004-2005 no 1.º ano nelas se inscrevam de acordo com o novo plano curricular.
(ver documento original)
A - Inscrição em LQA até 2003-2004; N - Inscrição em LQA segundo o novo currículo.
Sinopse das disciplinas obrigatórias para a licenciatura em Química Aplicada
Álgebra Linear e Geometria Analítica:
Matrizes: álgebra das matrizes; característica; matriz invertível. Sistemas de equações lineares: discussão e resolução. Determinantes. Espaços vectoriais: subespaço; e. v. finitamente gerado; dependência e independência linear; base; dimensão; espaço-linha e espaço-coluna de uma matriz. Aplicações lineares: núcleo; subespaço-imagem; isomorfismo; matriz de uma aplicação linear. Valores próprios e vectores próprios: teoria conducente à diagonalização. Produto interno, produto externo e produto misto. Geometria analítica no espaço ordinário: representações da recta e do plano; questões de incidência, paralelismo, ortogonalidade e questões métricas.
Análise Matemática I:
Noções topológicas em R, indução matemática e sucessões de números reais. Funções reais de variável real. Limites e continuidade. Teorema de Bolzano. Continuidade uniforme. Derivadas. Teoremas de Rolle, Darboux, Lagrange e Cauchy. Indeterminações. Teorema de Taylor. Primitivação. Primitivação por partes e por substituição. Primitivação de funções racionais. Substituições mais usuais. Integral de Riemann. Áreas de figuras planas.
Técnicas de Laboratório e Segurança:
Introdução. O laboratório químico. Instalações e equipamento. Material de laboratório. Reagentes;
Segurança no laboratório. Normas de segurança e manutenção. Protecção ambiental;
Métodos de trabalho no laboratório. Preparação dos trabalhos. Execução experimental. Registo de resultados. Elaboração e apresentação de relatórios;
Técnicas gerais de laboratório. Medição, mistura, dissolução, aquecimento/arrefecimento, agitação, variações de pressão. Montagens para trabalho laboratorial;
Determinação de propriedades físicas. Pontos de ebulição e fusão, densidade, índice de refracção;
Operações unitárias. Filtração, secagem, recristalização, sublimação, destilação, extracção, cromatografia;
Determinações quantitativas e métodos de cálculo. Recolha e tratamento de resultados experimentais. Precisão e exactidão. Tipos de erros. Cálculo de erros. Índices de dispersão. Algarismos significativos.
Teoria da Ligação Química:
Estrutura atómica: equação de Schrödinger. Equação de valores próprios. Normalização das funções de onda. Movimento translacional. Caso da partícula livre e numa caixa unidimensional. Movimento vibracional. Caso do movimento harmónico linear. Funções de onda e polinómios de Hermite. Movimento rotacional. Caso do rotor rígido. Momento angular orbital e momento angular de spin. O átomo de hidrogénio. Orbitais atómicas e níveis de energia. A função de distribuição radial;
Estrutura molecular: ligação iónica, energia de rede cristalina. Ligação covalente. Teoria de enlace de valência. Método das combinações lineares de orbitais atómicas (TOM). Diagramas de orbitais moleculares de moléculas poliatómicas. Aproximação de Born-Oppenheimer. Resolução aproximada da equação de valores próprios. O determinante secular. Método do electrão livre e a aproximação de Hückel. Ligação metálica e teoria de bandas.
Introdução à Química Física:
Gases. Pressão de um gás. Leis dos gases. Gás perfeito. Teoria cinética dos gases. Gases reais. Equações de estado de gases reais. Misturas de gases. Lei de Dalton das pressões parciais. Sólidos e líquidos. Forças intermoleculares. Termoquímica. Energia. Variações de energia em reacções químicas. 1.ª Lei da Termodinâmica. Entalpias de reacção. Calor específico. Entropia, energia de Gibbs e equilíbrio. Processos espontâneos. 2.ª Lei da Termodinâmica. Entropia e energia de Gibbs. Equilíbrio físico. Fases e transições de fases. Pressão de vapor. Diagramas de fase. Soluções ideais. Lei de Raoult. Diagramas de fase de misturas binárias. Destilação. Propriedades coligativas. Soluções não ideais. Equilíbrio químico. Formas de expressar constantes de equilíbrio. Factores que afectam o equilíbrio químico. Princípio de Le Châtelier. Equilíbrio ácido-base. pH de soluções. Ácidos e bases polipróticos. Soluções tampão. Oxidação-redução. Potenciais padrão. Equação de Nernst. Célula galvânica. Electrólise. Corrosão. Cinética química. Velocidades de reacção. Determinação de leis de velocidade. Método integral e diferencial. Lei de Arrhenius e energia de activação. Mecanismo reaccional.
Análise Matemática II:
Integrais impróprios. Critérios de convergência. Séries numéricas. Convergência. Séries alternadas. Convergência absoluta. Séries de termos não negativos. Multiplicação de séries. Séries de funções. Convergência pontual e convergência uniforme. Séries de potências. Série de Taylor. Noções Topológicas em RN. Funções de várias variáveis. Funções reais. Funções vectoriais. Limites e continuidade. Cálculo diferencial em RN. Diferencial. Derivada segundo um vector. Derivada da função composta.
Física I:
1 - Introdução. 2 - Mecânica da partícula. 3 - Trabalho e energia. 4 - Momento angular. 5 - Movimento do corpo rígido.
Química Orgânica I:
Introdução. Conceitos fundamentais. Origens da química orgânica. Compostos orgânicos. Estrutura electrónica e molecular. Reactividade. Deslocalização electrónica. Ressonância. Aromaticidade. Grupos funcionais. Nomenclatura. Noções básicas de termodinâmica e cinética. Perfil e mecanismo reaccionais. Tipos de mecanismos. Acidez e basicidade. Propriedades físicas.
Compostos saturados de carbono e hidrogénio. Alcanos e cicloalcanos. Estrutura e propriedades. Isomeria estrutural. Análise conformacional. Reacções radicalares.
Estereoquímica. Isomeria estrutural e estereoisomeria. Quiralidade. Enanteomeria e diastereomeria. Simetria molecular. Especificação de configuração. Actividade óptica. Racemização.
Reacções de substituição nucleófila alifática e de eliminação. Substituição nucleófila alifática. Nucleofilia e basicidade. Mecanismos, cinética, estereoquímica e efeitos estruturais. Reacções de eliminação. Mecanismos, orientação e reactividade. Competição substituição/eliminação.
Métodos espectroscópicos em química orgânica. Espectroscopias de 1H-RMN, IV e UV-Vis.
Química Inorgânica:
Metais de transição. Química dos compostos de coordenação: definições; tipos de ligandos possíveis; estequiometria (Métodos de Job e das Razões molares); isomerismo; regras de nomenclatura; afinidade de metais para certos tipos de ligandos; estabilidade (efeito de pH; efeito de quelação e constantes de estabilidade).
Teorias de ligação química em compostos de coordenação: teoria do enlace de valência (breve referência); teoria do campo cristalino/campo de ligandos. Interpretação de propriedades magnéticas, espectros electrónicos e propriedades termodinâmicas. Acoplamento Spin-órbita. Diagramas de Orgel e Tanabe-Sugano. Propriedades de oxidação-redução de metais de transição - Diagramas de Latimer e Frost.
Previsão da geometria de complexos. Teoria das orbitais moleculares - modelo de sobreposição angular.
Reacções de transferência electrónica: mecanismo de camada externa e de camada interna.
Reacções de substituição em complexos quadrangulares planos (efeito trans) e em complexos octaédricos, aplicação do modelo de sobreposição angular à previsão da labilidade dos complexos. Reacções de isomerisação.
Compostos organometálicos: regra dos 18 ou 16 electrões; ligação em compostos organometálicos; retrodoacção p; reactividade de compostos organometálicos: eliminação redutiva e adição oxidativa; reacções em que intervêm compostos organometálicos como catalizadores.
Química bioinorgânica - o papel biológico dos iões metálicos.
Programação para as Ciências Experimentais:
Utilização técnica dos computadores, seu funcionamento e programação. Principais algoritmos para a análise de dados experimentais. Utilizar a folha de cálculo para tratamento de dados e sua representação gráfica (MS-Excel). Utilizar a folha de cálculo para executar regressões lineares e não lineares. Modelações, ajustes e análise de variância. Conceito de algoritmo. Necessidade e vantagens da utilização de linguagens de programação. Técnicas de programação para implementação de algoritmos de análise de dados sobre a linguagem Matlab. Simulações de sistemas descritos por equações diferenciais. A problemática do erro. Introdução aos algoritmos para a segmentação e análise de agrupamento.
Probabilidades e Estatística D:
Experiência aleatória; espaço de resultados; acontecimentos; álgebra dos acontecimentos.
Axiomática das probabilidades e consequências.
Probabilidade condicional; teorema da probabilidade total; teorema de Bayes.
Variável aleatória; função de distribuição.
Variável aleatória discreta; função de probabilidade.
Variável aleatória contínua; função densidade.
Par aleatório discreto; função de probabilidade conjunta.
Momentos de v.a's; valor médio; variância, covariância, coeficiente de correlação. Propriedades. Distribuição hipergeométrica, binomial, Poisson, exponencial, normal e t.
Teorema limite central.
Conceito de estatística.
Estimação pontual do valor médio, variância e proporção.
Estimação por intervalo de confiança do valor médio.
Física III:
Introdução. A Lei de Coulomb. O campo eléctrico. Cargas em campos eléctricos. Distribuições de carga. A superfície de condutores. Carga superficial. Função potencial eléctrica. Cálculo do campo eléctrico a partir do potencial. Capacidade eléctrica. Energia electrostática. Estudo de dieléctricos. Corrente eléctrica e circuitos de corrente contínua. O campo magnético. Indução magnética. Circuitos de corrente alternada. As equações de Maxwell. Luz e óptica geométrica: reflexão e refracção, imagens, espelhos, lentes, instrumentos ópticos. A incluir também: estudo das interferências/difração (forte complementaridade com química, i. e., estudos de relaxação dielétrica, espectroscospia).
Química Orgânica II:
Compostos insaturados de carbono e hidrogénio. Alcenos e cicloalcenos. Estrutura, nomenclatura, propriedades físicas e espectroscópicas. Hidrogenação catalítica. Reacções de adição electrófila e radicalar. Alcinos. Estrutura, nomenclatura e propriedades. Acidez dos alcinos terminais. Reacções de alcinos. Dienos conjugados. Reacções de polimerização. Polímertos.
Compostos aromáticos. Benzeno e aromaticidade. Ressonância. Regra de Hückel. Nomenclatura, propriedades físicas e espectroscópicas. Reacções de substituição electrófila aromática. Reactividade e orientação. Reacções da cadeia lateral. Halogenação, oxidação e redução. Reacções de substituição nucleófila aromática. Acoplamento diazóico. Síntese aromática. Compostos aromáticos heterocíclicos.
Compostos de carbonilo e carboxilo. Aldeídos e cetonas. Estrutura e propriedades. Reacções de adição ao grupo carbonilo. Redução e oxidação. Reacções no carbono a. Ácidos carboxílicos e derivados. Reacções envolvendo a ligação O-H. Reacções no carbono carbonílico. Reacções no carbono a. Derivados de ácidos carboxílicos. Compostos carbonílicos polifuncionais e a,b-insaturados.
Química Analítica:
Soluções aquosas; electrólitos - condutimetria. Aplicação das reacções de ácido-base, complexomertria e redox em análise quantitativa; reacções de precipitação; gravimetria. Aplicações em química analítica (marcha geral de análise). Equilíbrios de distribuição entre fases. Técnicas separativas: extracção por solventes (em batch, contínua e contra-corrente), extracção em fase sólida (spe, spme). Destilação e extracção simultâneas (sde) e técnicas de head-space. Teoria geral de cromatografia. Introdução de várias técnicas cromatográficas (líquida e gasosa - com referência breve a hifenação e incluindo também cromatografia planar, papel e camada fina, permuta iónica, gel, electroforese). Erros: aplicação dos conhecimentos e métodos adquiridos em Probabilidades e Estatística e Introdução aos Computadores e Programação.
Biologia Molecular:
Fundamentos dos mecanismos responsáveis pela transmissão e expressão da informação genética em sistemas (modelos) procariontes (vírus e bactérias) e de eucariontes.
Estrutura molecular e topologia dos ácidos nucleicos; replicação; transcrição; tradução; recombinação e mutação. Mecanismos de regulação da actividade dos genes.
Bioquímica Geral:
As macromoléculas biológicas: revisão geral. As proteínas: aspectos estruturais; métodos analíticos usados no estudo das proteínas. Estrutura-função: a mioglobina e a hemoglobina; a actina e a miosina/contracção muscular; anticorpos/antigenes. Mecanismos catalíticos: exemplos. As enzimas: conceitos gerais, cinética enzimática, inibição, o efeito do pH, cinética a dois substratos, alosteria. Membranas: transporte biológico; comunicação química entre células e transdução de sinal. Introdução à bioenergética. Metabolismo central (glicolise, ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa). Reacções luminosas da fotossíntese.
Termodinâmica Química:
Energia interna. Trabalho e calor. 1.ª Lei da Termodinâmica. Trabalho pV. Capacidade calorífica. Termodinâmica do gás perfeito. 2.ª Lei da Termodinâmica. Ciclo de Carnot. Entropia. Escalas de temperatura. Base molecular da entropia. Energias de Helmholtz e de Gibbs. Termoquímica. Escalas de entalpia e de entropia. 3.ª Lei da Termodinâmica. Equações fundamentais para sistemas fechados e sua extensão para sistemas abertos ou sistemas fechados com variações de composição. Potencial químico. Equilíbrio de fases. Regra das fases. Equação de Clapeyron. Gases perfeitos e gases reais. Fugacidade. Princípio dos estados correspondentes. Soluções. Grandezas parciais molares. Equação de Gibbs-Duhem. Modelo de solução líquida ideal. Lei de Raoult. Depressão crioscópica e elevação ebulioscópica. Solubilidade ideal de um sólido num líquido. Pressão osmótica. Modelo de solução líquida diluída ideal. Lei de Henry. Desvios aos modelos de idealidade. Convenções I e II. Funções de excesso. Imiscibilidade de fases. (c I a partir da energia de Gibbs de excesso. (c II do soluto a partir da equação de Gibbs-Duhem. Equilíbrio reaccional. Constante de equilíbrio.
Métodos Espectroscópicos de Análise:
Interacção entre a radiação electromagnética e a matéria. Aspectos ondulatórios e corpusculares da radiação electromagnética. Fundamentos teóricos e aspectos experimentais. Espectroscopia de absorção e emissão (vísivel, UV, IR, Raman, dicroísmo circular, fluorescência e fosforescência). Teoria de grupos. Métodos de chama (absorção atómica e fotometria de chama). Aspectos fundamentais da ressonância magnética nuclear e electrónica - parâmetros, aplicações e análise de espectros.
Mecanismos das Reacções Químicas:
Reacções elementares, mecanismo concertado, complexo activado, estado de transição, molecularidade, coordenadas de reacção, controlo cinético e termodinâmico, postulado de Hammond, métodos de determinação de mecanismos, estabilidade de intermediários iónicos, grupos de saída, nucleófilos, electrófilos, bases e ácidos. Elaboração de mecanismos reaccionais, reacções de nucleófilos e de bases, reacções de electrófilos e de ácidos, rearranjos de carbocatiões e de intermediários contendo átomos de azoto e de oxigénio electrodeficientes, reacções envolvendo a formação de espécies carbenóides e de espécies nitróides. Mecanismos reaccionais relevantes: formação de ligações C-C (ex. Aldol), oxidação (ex. Swern) e inversão (ex. Mitsunobu) de álcoois, redução do grupo carbonilo (ex. Meerwein-Ponndorf-Verley) e acoplamento do grupo carbonilo (ex. DCC). Conceito de centro mole e duro. Implicações na reactividade e na estrutura conformacional preferencial.
Métodos Electroanalíticos:
Introdução aos métodos electroanalíticos. Célula electroquímica, correntes faradaicas e não faradaicas, potencial de junção líquida. Potenciais de eléctrodo. Potencial formal. Transporte de massa. Polarização e sobretensão. Equação de Butler-Volmer. Potenciometria. Eléctrodos de referência. Eléctrodos indicadores metálicos (1.ª, 2.ª e 3.ª ordem, redox), de membrana (vidro, ISFET, sondas para gases, biosensores e outros). Potenciómetros. Polarografia/voltametria. Tipos de polarografia (clássica, amostragem, normal com impulsos e diferencial com impulsos). Equação de onda polarográfica (efeitos da complexação e do pH). Equação de Cottrel e de Ilkovic. Eléctrodo gotejante de mercúrio. Métodos de redissolução. Voltametria cíclica. Titulações amperométricas. Eléctrodo de Clark. Coulometria. Coulometria a potencial aplicado constante. Problemas de co-deposição. Experiências a corrente constante ou a potencial do cátodo controlado. Titulações coulométricas.
Bioquímica Avançada I:
Estratégias metabólicas e conceitos gerais. Metabolismo dos hidratos de carbono: regulação recíproca da glicólise e da gluconeogénese. O ciclo de Cori. O ciclo de Calvin e a via das pentoses fosfatadas. Metabolismo do glicogénio e regulação hormonal. Metabolismo dos lípidos. Oxidação dos ácidos gordos. Cetogénese. Biossíntese dos ácidos gordos, triglicéridos, lípidos membranares, isoprenóides e seus derivados. Metabolismo dos aminoácidos. Degradação de aminoácidos. Ciclo da ureia e ciclo alanina-glucose. Biossíntese de aminoácidos e seus derivados. Biossíntese e degradação de nucleótidos. Integração e regulação metabólica (alostérica, hormonal e genética). Adaptações metabólicas. Mecanismos de acção de substâncias tóxicas. Doenças associadas a disfunções metabólicas.
Genética Molecular:
Organização celular, estrutura subcelular e ciclo celular. Estrutura do cromossoma eucariôntico. Organização e evolução dos genomas (elementos repetitivos, famílias de genes, genes paralogos e homólogos). Replicação, reparação e recombinação do DNA eucariôntico. Biossíntese de RNA e sua regulação (splicing de exões normal e alternativo, utilização selectiva de exões, edição de RNA, destruição de RNA). Biossíntese de proteínas e regulação (síntese e folding, controlo de qualidade de proteínas, radicais glicosídicos). Ciclo celular e controlo da divisão celular (genes envolvidos no controlo do estado do DNA; apoptose celular programada). Genética molecular do cancro (genes supressores de tumores e oncogenes). Projecto do genoma humano e consequências: chips DNA; proteómica; detecção precoce de doenças genéticas.
Microbiologia:
A disciplina tem como objectivo a apreciação da diversidade microbiana nos seus diferentes aspectos, a nível molecular, estrutural, morfofisiológico, metabólico, taxonómico e ecológico.
Relevância dos microrganismos. Unidade e diversidade do mundo vivo. Ultrastrutura celular: organização e componentes da célula procariontica; comparação com a célula eucariontica. Origem da célula eucariontica: hipóteses simbiogénicas e quiméricas. Nutrientes e metabolismo microbiano. Bioenergética comparada: fotossíntese, respiração e fermentação. Integração do metabolismo energético e biossintético. Consequências do metabolismo microbiano (ciclos biogeoquímicos, isolamento de microrganismos, etc.). Classificação e evolução dos microrganismos: conceitos clássicos e desenvolvimentos recentes. Micologia: taxonomia, fisiologia e relevância dos fungos. Bacteriologia: taxonomia, fisiologia e relevância das bactérias. Virologia: conceito de vírus, tipos estruturais e classificação, processos de replicação viral, exemplos de ciclos virais.
Química Física:
Termodinâmica estatística: configurações e microestados. A distribuição de Boltzman. A função de partição molecular. Entropia e energia interna. A função de partição canónica. Funções termodinâmicas: energia de Helmoltz, pressão, entalpia, energia de Gibbs. Funções de partição: translacional, rotacional, vibracional e electrónica. Energias médias, calores específicos, equações de estado, constantes de equilíbrio. Química física de superfícies: tensão superficial. Excesso de concentração superficial. Variação com a temperatura e com a composição numa mistura binária. Adsorção: isotérmicas de Langmuir e BET. Adsorção química. Cinética química: as leis de velocidade de reacção. Dependência com a temperatura. Aproximação de estado estacionário. Mecanismos reaccionais complexos. Dinâmica molecular e catálise: teoria das colisões. A distribuição de Maxwell-Boltzman. Teoria do complexo activado. Dinâmica das colisões moleculares. Catálise.
Tecnologia de Enzimas:
Enzimas - aplicações e mercados. Processos e métodos de produção e extracção de enzimas. Métodos de purificação de enzimas. Reactores enzimáticos com o enzima livre. Imobilização de enzimas. Reactores enzimáticos com o enzima imobilizado. Aplicações industriais, analíticas, clínicas e de diagnóstico.
Engenharia Genética:
Clonagem molecular. Sistemas de modificação/restrição. Enzimas de restrição e outras enzimas usadas em clonagem molecular. Características fundamentais dos vectores de clonagem e dos hospedeiros. Sistemas de expressão. Bibliotecas genómicas, de cDNA e de expressão. Transformação dos hospedeiros e selecção dos recombinantes. Técnicas de PCR: RT-PCR e PCR inverso (IPCR). Análise de DNA: mapas físicos e genéticos; "chromosome walking and jumping"; RFLP; "DNA fingerprinting"; PFGE; mutagénese in vitro; "Southern blotting"; "dot-blots"; sequenciação do DNA. Interacção DNA/proteína: retardação em gel e "DNA footprinting". "Northern bloting" e "dot-bloting". Determinação do início da transcrição pela nuclease S1 e por "primer extension". Análise de proteínas: sistemas de tradução in vitro e in vivo; sistemas acoplados de transcrição/tradução; imunodeteção por "Western-blotting"; imunoprecipitação. Aplicações da engenharia genética. Sociedade e engenharia genética.
Bioenergética Industrial:
I - Utilização de energias renováveis como alternativa às energias convencionais. 1.1 - Balanço anual de energia na biosfera. 1.2 - Energia solar, energia eólica, energia geotérmica. 1.3 - Biomassa como fonte de energia. II - Processos biológicos de produção de produtos energéticos a partir de resíduos. 2.1 - Utilização de resíduos florestais, agrícolas e industriais como substratos energéticos. 2.2 - Produção de etanol, acetona-butanol, ácidos orgânicos, biopolímeros e metano a partir de resíduos. III - Reactores biológicos para produção de produtos energéticos. IV - Processos de recuperação de produtos a partir de meios biológicos. 4.1 - Processos de membranas, adsorção, extracção por solventes, processos de mudança de fase. V - Processos de remoção biológica de poluentes. 5.1 - Remoção biológica de carbono, azoto e fósforo. 5.2 - Digestão anaeróbia. 5.3 Biorremediação. 5.4 - Biocorrosão.
Gestão Empresarial:
Estratégia da Empresa e Marketing. O que é o Marketing? Análise do meio envolvente. Análise SWOT. Segmentação de mercado. Posicionamento concorrencial. O Marketing Mix.
Organização e planeamento da empresa: estruturas organizacionais, processos organizacionais.
Recursos humanos: motivação. Satisfação no trabalho. Liderança. Gestão de recursos humanos: planeamento, análise e descrição de funções. Formação e desenvolvimento. Avaliação de desempenho.
Finanças: o balanço e a demonstração de resultados. Rácios financeiros. O valor temporal do dinheiro. Valor presente e valor futuro. Algumas noções de análise de projectos de investimento.
Engenharia Bioquímica:
I - Cinética de utilização de substrato, de formação de produto e de crescimento celular. 1.1 - Cinética de crescimento em reactores descontínuos. 1.2 - Cinética de crescimento em reactores contínuos. 1.3 - Cinética de formação de produto e utilização de substrato. 1.4 - Reactores não ideais. 1.5 - Modelação da cinética de reactores biológicos. II - Transferência de massa em sistemas biológicos. 2.1 - Transferência de massa gás-líquido em sistemas com convecção natural e convecção forçada. III - Interacção entre a reacção biológica e o transporte de massa. 3.1 - Limitações difusionais externas e internas em agregados microbianos. IV - Transferência de calor em sistemas biológicos. 4.1 - Transferência de calor em biorreactores. 4.2 - Esterilização contínua e descontínua de reactores. V - Aumento de escala (scale up) de biorreactores. 5.1 - Métodos de scale up de biorreactores.
Microbiologia Aplicada:
Diversidade microbiana e suas aplicações: marcos históricos. Etapas de um processo biotecnológico microbiano. Selecção de estirpes: isolamento, rastreio e conservação. Condições de cultura e produção: sistemas de cultura abertos e fechados. Desenho de meios de cultura. Cinética e energética do crescimento microbiano. Curva de crescimento de uma população e significado biológico das diferentes fases. Produtividade e coeficientes de rendimento. Cinética do crescimento em sistemas abertos. Teoria do quimiostato simples. Desvios da equação de Monod. Quimiostato com reciclagem de biomassa. Cultura semicontínua: exemplos de aplicação. Critérios que condicionam a escolha do sistema de cultura adequado. Melhoramento da estirpe do processo biotecnológico: mutagénese e rastreio, engenharia genética. Mutação e recombinação. Produtos do metabolismo microbiano: primários e secundários. Exemplos de metabolitos primários e secundários: ácidos orgânicos, aminoácidos, vitaminas, nucleotídeos, enzimas, solventes, antibióticos, biopolímeros, bioinsecticidas e alcalóides. Microrganismos produtores, métodos de produção e aplicações. Biotransformações. Os microrganismos como "fábricas celulares" na produção de proteínas homólogas e heterólogas. Produtos intracelulares e extracelulares. Mecanismos de translocação de proteínas em bactérias e em levedura. Os procariontes e eucariontes como hospedeiros na produção de proteínas heterólogas: manipulação genética e vectores de expressão.
Química Orgânica Avançada:
Química dos compostos heterocíclicos: pirrole, indole, piridina, quinolina, isoquinolina e tiazole. Referência especial a iletos. Reacções importantes de formação da ligação C - C, C - N, C - O, C - S: métodos envolvendo espécies radicalares e iónicas. Reacções pericíclicas, com especial referência à reacção de Diels-Alder. Par dieno-dienófilo. Requisitos electrónicos e compatibilidade. Abordagem empírica para prever regiosselectividade e estereosselectividade em cicloadições. Catálise ácida de Lewis.
Biossíntese dos Produtos Naturais:
Esta disciplina introduz a biossíntese de produtos naturais resultantes do metabolismo secundário. 1 - Principais vias biossintéticas. 2 - Métodos de estudo biossintético. 3 - Poliacetatos. Cadeias policetónicas. Reacções mais comuns da cadeia policetónica. Poliacetatos aromáticos. 4 - Isoprenoides. Origem da unidade C5. Tipos de polimerização mais comum em isoprenoides. Biossíntese de monoterpenos, diterpenos e triterpenos. Modos de ciclização do esqualeno. A biossíntese do colesterol. Borracha natural. 5 - Biossíntese do ácido xiquímico. Os aminoácidos C6 C3. Referência breve às principais famílias de compostos derivados dos ácidos hidroxicinâmicos. 6 - Alcalóides. Alcalóides derivados de aminoácidos alifáticos. Alcalóides derivados da fenilalanina e dos seus derivados oxigenados. Biossíntese dos alcalóides do ópio. Breve referência a alcalóides derivados do triptofano.
Análise Estrutural:
Espectrometria de massa. Aspectos instrumentais. Ionização e fragmentação. Mecanismos de fragmentação mais comuns. Contribuição para a elucidação de estruturas. Ressonância magnética nuclear. Revisão de alguns aspectos teóricos. Aspectos práticos de RMN de alta resolução. Resolução de estruturas com recurso a espectros de UV/Vis, IV, Massa e RMN. Técnicas unidimensionais. Exemplificação de alguns programas de pulsos mais comuns. Simulação de espectros. RMN de hetero-átomos. Informação estrutural. Introdução às técnicas bidimensionais - correlação através da ligação química: correlação homonuclear.
Sistemas de Informação, Documentação e Propriedade Industrial:
Publicações. Fontes primárias, secundárias e terciárias de informação em química. O Beilstein e o Gmelin. Serviços de indexação e de resumos; Chemical Abstracts, Chemical Titles e Current Contents. Bases de dados automatizadas.
Sistemas de informação. Mecanismos de edição e visualização de informação química, estruturas 2D e 3D, reacções, cromatogramas, espectros, incorporação de informação química em aplicações para WWW, a linguagem CML - Chemical Mark-up Language. Arquivo de informação química: formatos para armazenamento de informação química (ficheiros mol, pdb e JCAMP).
Propriedade Industrial. Sistemas de patentes. Condições de patenteabilidade. Invenção, propriedade e relações contratuais. Estratégias para patentear; portefólios de patentes. A convenção europeia de patentes. O código de patentes dos EUA. A legislação portuguesa de patentes. Patentes de processo e de produto.
Química dos Produtos Naturais I:
Os produtos naturais e os compostos de carbono. Determinação estrutural de produtos naturais. Configuração absoluta e relativa. Métodos físicos e químicos de elucidação estrutural. 1 - Ácidos gordos. Breve referência a outros compostos com cadeias lineares. O bombicol. Função biológica. 2 - Terpenoides. Esteróides. Ácidos biliares. Hormonas sexuais. Esteroides do cortex. Vitamina D. Hormonas de muda de insectos. Saponinas. Diosgenina. Tetraterpenos. Carotenos. Licopeno e b- caroteno. A formação do retinol e do retinal. O mecanismo químico da visão monocromática. Breve referência à química de terpenos. Aplicações da reacção de Robinson-Michael na indústria de esteróides.
Síntese Orgânica I:
Importância do conhecimento dos mecanismos das reacções químicas envolvidas na síntese de moléculas orgânicas complexas. A contribuição dos conhecimentos biossintéticos para a estratégia sintética: síntese biomimética.
Conceitos gerais de retrossíntese, desconexão, sintão, sintão equivalente, transformada de grupos funcionais, interconversão de grupos funcionais. Grupos protectores, quimiosselectividade. Inversão da polaridade inerente a um grupo funcional - conceito de "umpolung" e sua aplicação a grupos funcionais comuns (acilo, enamina). Uso de grupos activadores: alquilação regiosselectiva.
Análise retrossintética de sistemas 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- e 1,6-dioxigenados em esqueletos de carbono. Controlo da estereoquímica no centro proquiral.
Análise retrossintética na preparação de anéis pequenos: ciclopropano, aziridina.
Aplicação de reacções radicalares (cascata) na construção de compostos policíclicos, tais como esteróides e seus derivados.
Mecanismos Avançados em Química Orgânica:
Reacções radicalares: comparação com a química iónica. Natureza da espécie radicalar, geometria, reactividade, selectividade e estabilidade. Interacções preferenciais SOMO/HOMO e SOMO/LUMO e efeito dos substituintes. Abordagem mecanística de metodologias sintéticas envolvendo reacções radicalares (ex. descarboxilação de Barton, método de xantatos, radicais de boro e de silício). Teoria das orbitais moleculares e reacções pericíclicas: reacções de cicloadição permitidas e não permitidas, reacções quelotrópicas, sigmatrópicas e rearranjo de Cope. Efeitos electrónicos secundários. Selectividade e coeficientes de orbitais fronteira. Catálise em química orgânica: reacções de cicloadição, hidrogenação de olefinas e de cetonas, isomerização, di-hidroxilação, amino-hidroxilação e ciclopropanação de olefinas, condensação de aldol e hidroboração.
Química Orgânica Computacional:
Modelação molecular computacional. Mecânica molecular. Aspectos teóricos. Possibilidades e limitações. Problemas passíveis de tratamento pelos modelos de mecânica molecular. Métodos electrónicos. Aproximação às soluções da equação de Shrödinger. Métodos ab-initio. Teoria de Hartree-Fock. Métodos semiempíricos. Métodos pós-Hartree-Fock. Correlação electrónica. Noção de base. Bases mínimas. Bases duplas. Funções de polarização. Funções difusas. Bases com momentos angulares elevados. Cálculos de energia em single point. Cálculos de energia por optimização de estruturas. Estados de transição. Cálculos de frequências. Abordagens teóricas para a compreensão da reactividade química. Modelação de estados excitados. Modelação de sistemas em solução. Introdução à dinâmica molecular. Introdução aos programas de "Docking". Relações quantitativas entre estrutura química e propriedades moleculares (QSPR) e entre estrutura química e actividade biológica (QSAR).
Química dos Produtos Naturais II:
Disciplina complementar de Química de Produtos Naturais I. As principais famílias a serem tratadas incluem: 1 - Açúcares. Monossacáridos. Dissacáridos. Lactose. Sacarose. A inversão da sacarose. Polissacáridos. Homopolissacáridos e heteropolissacáridos. A celulose. A quitina. O amido e o glicogéneo. 2 - Xiquimatos. Ácidos cinâmicos. Lenhanos e lenhina. Fenilpropanóides. Cumarinas. Flavonóides. 3 - Alcalóides pirrolidínicos e tropânicos. A cocaína. A nicotina. Breve referência a substâncias de abuso. Alcalóides tetra-hidroisoquinolínicos. O ópio. Morfina e heroína. O ácido lisérgico. O LSD. 4 - Antibióticos. Tetraciclinas. Antibióticos beta-lactâmicos. Penicilinas e cefalosporinas. 5 - Produtos naturais com propriedades biológicas úteis. Breve referência a produtos medicinais.
Técnicas Analíticas Avançadas:
Técnicas cromatográficas/espectrometria de massa. Análise qualitativa e quantitativa em cromatografia de alta resolução. Índices de retenção de Kovats, padrão interno e externo, análise isotópica. Preparação da amostra; métodos de extracção e derivatização. Técnicas hifenadas: GC-FTIR, GC-MS, GC-MS/MS e HPLC/micro HPLC-MS; interfaces e técnicas de ionização. Cromatografia multidimensional.
RMN utilizando gradientes de campo. Correlação através da ligação química. Correlação hetero-nuclear a uma ligação. Correlação hetero-nuclear a múltiplas ligações. Técnicas de NOE homo- e hetero-nucleares. Técnicas especiais de RMN. Pulsos selectivos, supressão de solvente, determinação de constantes de acoplamento protão-carbono a longa distância.
Cristalografia de raios X. Conceitos básicos e exemplos de aplicação.
Espectroscopia de ressonância paramagnética electrónica. Fundamentos. Identificação de estruturas de radicais orgânicos. Simulação de espectros.
Propriedades quiróticas. Noções e algumas aplicações.
Síntese Orgânica II:
Processos químicos de etapas múltiplas. Uso de metais de transição na síntese de moléculas complexas (reacções dominó). Reacções de formação de olefinas, desenvolvimentos recentes. Síntese assimétrica: indução de quiralidade. Uso de auxiliares quirais, de catalisadores quirais e de catalisadores de transferência de fase quirais para indução de quiralidade (ee, de). Breve referência à síntese combinatória e a reacções sintéticas em matrizes sólidas. A química "verde". Importância na química fina.
16 de Janeiro de 2004. - O Vice-Reitor, Mário Vieira de Carvalho.