Asignaturas antecedentes y subsecuentes

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Juan Manuel Soto Castilla
hace 6 años
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1 PROGRAMA DE ESTUDIOS BIOFÍSICA Área a la que pertenece: Área de Formación Integral Profesional Horas teóricas: 4 Horas prácticas: 2 Créditos: 10 Clave: F0119 Asignaturas antecedentes y subsecuentes PRESENTACIÓN La biofísica es el área de la ciencia en donde confluyen la física y la biología, constituye en la actualidad un amplio y dinámico campo cuyo objeto de estudio son los procesos biológicos abordados desde la perspectiva de las ciencias físicas. Su valor formativo en la carrera de físico es fundamental, sobre todo en aquellas propuestas curriculares que como la nuestra contienen una subespecialización relacionada con la física-médica. OBJETIVO GENERAL Estudiar utilizando los métodos de la física, algunos procesos biológicos relevantes a nivel molecular y celular, haciendo énfasis en aspectos de tipo termodinámico, estadístico y energéticos, así como también en los fenómenos de transporte y fenómenos bioeléctricos CONTENIDO Unidad No. 1 BIOFÍSICA MOLECULAR Objetivo Identificar los aspectos físicos a nivel molecular que caracterizan a particular los sistemas biológicos. Hrs estimadas Temas 1.1. Difusión Ley de Fick. Resultados del aprendizaje El alumno: - Comprenderá los procesos principales F0119_Biofísica 1/5

2 Relación de Einstein Sedimentación Centrifugación Movimiento browniano Procesos aleatorios Ecuación de Fokke Planck Configuración de polímeros 1.3. Modelos sencillos de procesos en el ADN Desnaturalización Desacoplamiento de las hélices 1.4. Electròlitos Teoría De Debye- Manning Poli electrólitos Teoría de Manning de transporte que se presentan en el ámbito de los sistemas biológicos. - Estudiará la formación de polímeros, su relación con el mínimo de energía libre y el equilibrio estable y conocerá la importancia de los mismos en la formación y funcionamiento de los organismos vivos. - El alumno conocerá los modelos fisicomatemáticos más simples aplicados al estudio de la dinámica y mecánica estadística del ADN. - conocerá los principios de la teoría molecular de los líquidos y el modelo de poli electrólitos de Manning. Unidad No. 2 BIOFÍSICA CELULAR Objetivo Identificar los aspectos físicos a nivel celular que caracterizan a los particular sistemas biológicos Hrs estimadas Temas 2.1. Termodinámica de procesos irreversibles Procesos disipativos y producción de entropía Relaciones de reciprocidad de Onsager Transporte pasivo a través de Osmosis y presión osmótica Permeabilidad en las Flujos de volumen en intercambio a través de una membrana Coeficientes de filtración mecánica, de permeabilidad y de reflexión Ecuaciones de kedem katchalsky. Resultados del aprendizaje El alumno: - Generalizará el segundo principio de la termodinámica para sistemas abiertos, analizará las magnitudes fundamentales de los procesos irreversibles en las proximidades del equilibrio, los estados estacionarios y su estabilidad así como la termodinámica de procesos muy alejados del equilibrio. - Aplicará la física básica involucrada en los procesos de transporte a través de la membrana celular así como los factores que los modifican. - Conocerá y estudiará la composición iónica de los líquidos intra y extracelulares, así como también comprenderá el origen del potencial de la membrana celular. - Analizará el modelo eléctrico de la F0119_Biofísica 2/5

3 2.3. Electrodifusión a través de Equilibrio electroquímico Potencial de Nernst Equilibrio de Donan Flujo electrodifusivo Aproximación de campo eléctrico constante: Flujo de Goldman-Hodgkin- Katz Potencial de Golman- Hodgkin- katz 2.4. Transporte facilitado y transporte activo Transporte facilitado a través de biológicas Ecuación de Michaelis Menten Transporte activo Bombas electrógenas Modelo termodinámico de la bomba de sodio Grado de acoplamiento 2.5. Electricidad en las Capacidad especifica y resistencia de la membrana Medidas de potencial y de intensidad Potenciales de acción Programación de un potencial de acción ( no propagado y autopropagado) Modelos de excitación de la bicapa lipidica Esquema del modelo de Hodking- Huxley Fijación de voltaje intracelular Pacht- Clamb Umbrales de excitación membrana celular, sus propiedades pasivas y activas a la vez que comprenderá las bases iónicas y moleculares del impulso nervioso. Sugerencias didácticas En la unidad 1 se sugiere que el profesor: Presente los procesos de transporte como un intento de los sistemas de alcanzar un F0119_Biofísica 3/5

4 estado de equilibrio. Desarrolle la temática ilustrando la misma mediante ejemplos de sistemas biológicos. Propicie la lectura y discusión de artículos seleccionados relativos a los tópicos que comprenden el programa. Promueva la interacción con profesionales del área existentes en la universidad mediante la implementación de seminarios, talleres o cursos cortos. En la unidad 2 se sugiere que el profesor: Desarrolle la temática ilustrando la misma mediante ejemplos de sistemas biológicos. Propicie la lectura y discusión de artículos seleccionados relativos a los tópicos que comprenden el programa. Promueva la interacción con profesionales del área existentes en la universidad mediante la implementación de seminarios, talleres o cursos cortos. Estrategias de evaluación del aprendizaje Se sugiere se tomen en cuenta los siguientes puntos para evaluar el logro del objetivo de esta asignatura. El profesor podrá designar un porcentaje a cada uno de estos. - Tareas - Examen escrito - Exposiciones orales - Trabajo en equipo - Bibliografía Básica. 1 Frumento, A. S. Biofísica tercera edición. Mosby/Doyma. Madrid, España Blumenfeld, L.A. and Thikonov, A.N. Biophysical Thermodinamics and Intracellular Processes. Springer Verlag, New York, Complementaria. 1 Vàzquez,J. Biofísica: Principios Fundamentales. EYPASA. Madrid, España Jou, D., Llebot, J.E. Introducción a la termodinámica de los procesos biológicos, F0119_Biofísica 4/5

5 Editorial Labor. Barcelona, España Volkenstein,M. Biofísica, Editorial Mir. Moscù, Rusia F0119_Biofísica 5/5

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