b. - Habilidades específicas. Los estudiantes deben ser capaces de:

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1 Facultat de Medicina PLAN DOCENTE ASIGNATURA DE BIOFÍSICA Información general sobre el curso Nombre del curso: Biofísica Campus: Medicina Código: Año académico: Departamentos implicados: Ciencias Fisiológicas I Créditos ECTS: 6 Impartido en: Primer año - segundo semestre Tipo: Formación Básica - obligatoria Idioma del curso: Inglés Coordinador: Pere Roca-Cusachs Profesorado Pere Roca-Cusachs (Departament de Ciències Fisiològiques I) Jordi Alcaraz (Departament de Ciències Fisiològiques I Requisitos Ninguno. Se recomienda que los estudiantes tengan las competencias (conocimientos y capacidad para resolver problemas) que corresponden a los temas anteriores de Física y Matemáticas. Competencias adquiridas en el curso a. - Competencias genéricas. Los estudiantes deben ser capaces de: - Aplicar las leyes de la física para interpretar los fenómenos biológicos y analizar y comprender los mecanismos físicos a nivel molecular, celular y orgánico, y las funciones fisiológicas normales y patológicas. - Aplicar los conceptos, métodos y técnicas de biofísica a el estudio de las funciones del organismo humano. - Resolver problemas numéricos basados en la formulación de hipótesis y hacer una evaluación crítica de los resultados. - Comprender los modelos biofísicos teóricos y experimentales de las funciones fisiológicas. - Comprender los fundamentos de las técnicas diagnósticas y terapéuticas y explicar el funcionamiento, las aplicaciones y limitaciones de la instrumentación y la tecnología disponible. - Usar un lenguaje apropiado para la comunicación científica. b. - Habilidades específicas. Los estudiantes deben ser capaces de: - Relacionar los cambios en la estructura electrónica de átomos y moléculas a la absorción o emisión de energía. - Describir el espectro electromagnético y explicar los efectos de la radiación electromagnética sobre los diferentes átomos y moléculas. 1

2 - Describir las bases de las técnicas espectroscópicas de uso común en medicina. - Relacionar la estructura molecular con sus características polares. - Interpretar el fenómeno de la desintegración nuclear y aplicar la ley de desintegración radiactiva. - Describir la interacción de la radiación ionizante electromagnética y corpuscular con la materia. - Describir el principio de funcionamiento de un tubo de rayos X. - Describir las bases físicas de las técnicas de imagen para la emisión y la atenuación de la radiación ionizante. - Caracterizar termodinámicamente los procesos y sistemas biológicos. - Cuantificar el balance energético de los procesos biológicos y del metabolismo humano a través de la primera ley de la termodinámica. - Aplicar la segunda ley de la termodinámica a los sistemas biológicos. - Relacionar el estado de equilibrio de un sistema a los cambios de energía libre. - Justificar la necesidad de acoplamiento entre los procesos endergónicos y exergónicos en los sistemas biológicos. - Explicar los procesos de difusión a través de las membranas. - Describir los procesos de transporte de agua a través de membranas. - Explicar los procesos de transporte de iones en un gradiente de potencial eléctrico. - Explicar los mecanismos moleculares de transporte a través de las membranas, describiendo los diferentes tipos. - Interpretar el aspecto del potencial de difusión y describir la instrumentación necesaria para registrar y cuantificar el mismo. - Describir los mecanismos para la generación del potencial de membrana. - Describir el potencial de acción y relacionarlo con cambios en la conductancia iónica. - Explicar los mecanismos de transporte del impulso nervioso en el axón. - Explicar el mecanismo de propagación del sonido y la forma en que depende del medio ambiente. - Definir y explicar la intensidad del sonido y el uso de la escala decibélica. - Definir y explicar la impedancia acústica de la reflexión y la transmisión de sonido en una interfaz. - Explicar el mecanismo de transmisión del sonido en el oído. - Explicar el fundamento de la utilización de los ultrasonidos en la medicina. - Describir las características del ojo como un sistema óptico, que explica la formación de imágenes en la retina. - Describir los principales defectos ópticos del ojo, y cómo corregirlos. - Entender el concepto de la agudeza visual y explicar las características de la visión del color. c. - Habilidades generales. Los estudiantes deben ser capaces de: 1. Aprender a analizar y sintetizar la información 2. Tener la capacidad de organizar y planificar 3. Conocer las herramientas de software relevantes para el tema 4. Comprender los principios del método científico 5. Analizar críticamente la información biomédica 6. Formular hipótesis y aplicar modelos teóricos para resolver problemas 7. Interpretar gráficos 8. Trabajar en equipo 9. Utilizar las herramientas y el lenguaje apropiado para la comunicación escrita y la presentación de los resultados 2

3 Esquema del curso 1. ESTRUCTURA ATÓMICA Y MOLECULAR 1.1. Estructura atómica 1.2. Estructura Molecular 1.3. Absorción y emisión de luz por átomos y moléculas 1.4. Láser 1.5. Termografía 1.6. Resonancia magnética (RM) 2. RADIOFÍSICA 2.1. Radiactividad 2.2. Aplicaciones de los isótopos médicos 2.3. Rayos X 2.4. Interacción fotón-materia 2.5. Efectos celulares y moleculares de las radiaciones ionizantes 3. TERMODINÁMICA BIOLÓGICA 3.1. Conservación de la energía 3.2. Metabolismo humano y disipación de calor 3.3. Entropía e irreversibilidad 3.4. Energía libre y espontaneidad 3.5. Reacciones metabólicas 4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS 4.1. Difusión 4.2. Ósmosis 4.3. Flujo de iones 4.4. Equilibrio de electrodifusión 5. BIOELECTRICIDAD 5.1. Potencial de difusión 5.2. Potencial de membrana 5.3. Potencial de acción 5.4. Conducción del potencial de acción 6. BIOFÍSICA DE LA AUDICIÓN 6.1. Naturaleza del sonido 6.2. Ultrasonidos. Aplicaciones Médicas 6.3. Transmisión del sonido en el oído 6.4. Transducción del sonido en el oído 7. BIOFÍSICA DE LA VISIÓN 7.1. Sistema óptico del ojo 7.2. Transducción de la luz en el ojo 3

4 7.3. Defectos refractivos y su corrección 7.4. Agudeza visual 7.5. Visión del color Organización general del curso - Total de horas estimadas de dedicación de los estudiantes: Horas lectivas: 75 - Horas de estudio independiente: 75 Las horas lectivas se distribuirán entre clases teóricas (37 horas) y la enseñanza práctica (20 horas de clases presenciales y 18 horas de prácticas de laboratorio). Los estudiantes pueden solicitar sesiones de tutoría durante el curso. Evaluación Los estudiantes serán evaluados durante todo el curso, y la calificación final se obtendrá a partir de evaluaciones durante el proceso de aprendizaje (40% de la nota final) y la prueba de síntesis (60% de la nota final). a) Evaluación durante el proceso de aprendizaje: Esta evaluación se obtendrá de una prueba realizada durante el curso (con características similares a la prueba de síntesis) y de un informe por escrito de parte de la enseñanza práctica. b) Prueba de Síntesis Evaluación global de la competencia. Se evaluará el conocimiento correspondiente a las clases teóricas y prácticas, así como a las prácticas de laboratorio. Contenido de la prueba: Preguntas de opción múltiple Preguntas abiertas con una extensión limitada Resolución de problemas Criterios de Evaluación Comprensión de conceptos generales Conocimiento de las leyes, los fenómenos y procesos Capacidad para relacionar e integrar los conocimientos teóricos Capacidad de aplicar conocimientos para resolver problemas Capacidad para resolver ejercicios numéricos Capacidad para describir e interpretar los datos mediante gráficos. Un mínimo del 50% de la puntuación total será necesario para aprobar la asignatura. 4

5 Bibliografía Básica: R. K. Hobbie, B. J. Roth. Intermedio Física de Medicina y Biología. 4 ª edición. Springer Nelson P.. Física Biológica. Reverté, 1 ª edición, A. H. Cromer. Física párrafo las Ciencias de la Vida. Reverté. 2 ª edición Tipler P., G. Mosca. Física Para La Ciencia y la Tecnología. Reverte. 6 ª edición. Adicional: R. Phillips, J. Kondev, J. Theriot. Biología Física de la célula. Ciencia Garland. 1 ª edición. W. F. Boro, Emilio. Boulpaep L.. Fisiología Médica. Saunders. 2 ª edición B. Alberts. Biología Molecular de la Célula. Ciencia Garland. 5 ª edición