NOMBRE DE LA ASIGNATURA Bioquímica y Fisiología CLAVE DE LA ASIGNATURA: 1003 OBJETIVOS GENERAL(ES) DE LA ASIGNATURA: Introducir a los estudiantes en el conocimiento de los principales componentes estructurales de los seres vivos y su asociación con los procesos fisiológicos que los rigen, adquiriendo con ello conceptos y principios teóricos aplicables en el uso, manejo y conservación de los recursos naturales. MÓDULO I. BIOQUÍMICA TEMAS Y SUBTEMAS 1. INTRODUCCIÓN 1.1 Organización y profesores del curso. 1.2 Mecánica de las evaluaciones. 1.3. Que estudia la Bioquímica y la Fisiología. Interacción entre las mismas. 2. AGUA 2.1 Propiedades físicas y químicas del agua. 2.2 Relevancia de los puentes de hidrógeno. 2.3 El equilibrio iónico. Ácidos y bases débiles y su capacidad de amortiguación. Importancia del ph y fuerza iónica sobre las interacciones entre macromoléculas 2.4 El agua y las moléculas orgánicas (interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas). 2.5 El papel del agua en los procesos fisiológicos. 3. CARBOHIDRATOS 3.1 Estructura y función 3.1.1. Concepto de glúcido 3.1.2. Funciones biológicas (energética, estructural, otras). 3. 2 Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos. 3.2.1. Concepto y nomenclatura. 3.2.2 Propiedades químicas y físicas. 3.2.3. Estructura. 3.3 Glúcidos asociados a lípidos y proteínas 3.4 Metabolismo 3.4.1 Digestión y absorción de los carbohidratos. 3.4.2 Vías de degradación y biosíntesis de la glucosa (glucólisis y gluconeogénesis) Su regulación en distintas situaciones fisiológicas. Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa. Relación con el metabolismo de lípidos y proteínas. 3.4.3 Metabolismo del glucógeno. Su regulación. 3.4.4 Biosíntesis de otros polisacáridos. Biosíntesis de aminoglúcidos y glicoconjugados (participación en funciones biológicas)
4. ÁCIDOS NUCLEICOS 4.1 Ácidos nucleicos: Estructura y funciones 4.1.1 Monómeros 4.1.2 ADN 4.1.3 ARN 4.2 Metabolismo de monómeros 4.2.1 Biosíntesis 4.2.2 Degradación 4.3 Dogma central de la Biología Molecular en núcleo-mitocondria-cloroplasto 4.2.1 Replicación del ADN. 4.2.2 Transcripción del ADN 4.2.3 Traducción del ADN. EXAMEN AGUA, CARBOHIDRATOS Y ACIDOS NUCLEICOS 5. PROTEÍNAS Y CATALISIS 5. 1 Aminoácidos 5.1.1 Características de los aminoácidos, componentes y propiedades 5.1.2 Biosíntesis de los aminoácidos 5.1.3 Papel en el metabolismo y en el ciclo del nitrógeno 5.1.4 Degradación oxidativa de los aminoácidos 5.2 Estructura primaria de las proteínas 5.2.1 Papel de los aminoácidos en la estructura y función de proteínas 5.2.2 El enlace peptídico y la estructura primaria 5.3 Estructura tridimensional de las proteínas 5.3.1 Factores que determinan la estructura tridimensional 5.3.2 Descripción de la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria 5.3.3 Elementos que estabilizan la estructura tridimensional 5.3.4 Plegamiento y desnaturalización de proteínas. 5.4 Clasificación de las proteínas 5.4.1 Clasificación según su forma (fibrosas, globulares, mixtas). 5.4.2 Clasificación según su composición química (simples, conjugadas o heteroproteínas). 5.4.3 Herramientas de laboratorio y bioinformática 5.5 Función 5.5.1 Proteínas conjugadas y papel que desempeña el grupo prostético en la función. 5.5.2 Formas de interacción entre proteínas: sitios activos, sitios de unión y receptores. 5.5.3 Ejemplos de sitios específicos de proteínas implicados en la función: extremos amino-carboxilo, dominios y aminoácidos particulares. 5.5.4 Propiedades (solubilidad, capacidad electrolítica, especificidad, amortiguador de ph, desnaturalización). 5.6 Catálisis 5.6.1 Diversidad de la función enzimática (clasificación general de enzimas). 5.6.2 Conceptos básicos de cinética enzimática: Km y Kcat 5.6.3 Tipos de inhibición y factores que inactivan la actividad enzimática
5.6.4 Coenzimas: iones, metales y vitaminas 5.6.5 Regulación enzimática: enzimas alostéricas y modificaciones covalentes (fosforilación y activación proteolítica). 6. LÍPIDOS 6.1 Estructura y función 6.1.1 Introducción 6.1.2 Clases de lípidos, características y función 6.2. Metabolismo 6.2.1. Digestión 6.2.2. Asimilación 6.2.3. Oxidación de ácidos grasos y cetogénesis 6.2.4 Síntesis (elongación y desaturación) de ácidos grasos. 6.2.8. Lipogénesis EXAMEN PROTEINAS Y LIPIDOS PARTE II. FISIOLOGÍA VEGETAL 1. ESTRUCTURA GENERAL Y LA UNIDAD BASICA DE UNA PLANTA SUPERIOR. 1.1. La célula vegetal. 1.1.1 Organelos y estructura celulares: pared celular, vacuolas, plastidios, microcuerpos, citoesqueleto, plasmodemos. 1.2.-.Estructura Vegetal: 1.2.1 Meristemos. 1.2.2 Tejidos. 1.2.3 Organos 2. TRANSPORTE Y TRANSLOCACION DE AGUA Y SOLUTOS 2.1- El agua en la vida de las plantas. 2.2 Balance hídrico en las plantas. 2.2.1 El agua en el suelo. 2.2.2 Absorción de agua por las raíces. 2.2.3 Transporte de agua a través del xilema. 2.2.4 Movimiento de agua a la atmósfera. 2.3.- Nutrición mineral: 2.3.1 Los elementos esenciales y sus funciones. 2.3.2 Síntomas por deficiencia nutricional 2.3.4 Suelos, raíces y microorganismos. 3. BIOQUÍMICA Y METABOLISMO EN PLANTAS 3.1. Fase luminosa de la fotosíntesis. 3.1.1 Luz. 3.1.2 Hoja. 3.1.3 Cloroplastos. 3.1.4 Oxígeno
3.1.5 ATP 3.1.6 NADPH. 3.2. Fase oscura de la fotosíntesis: fijación de CO 2 y síntesis de carbohidratos. 3.3 Respiración en las plantas. 3.4. Aspectos ecológicos y fisiológicos de la fotosíntesis. 3.5. Asimilación de nitrógeno y azufre. 3.6.- Metabolismo secundario y mecanismos de defensa vegetal 4. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 4.1. Embriogenesis: el origen de la polaridad 4.2. Meristemos apicales: En raíz y tallo. 4.3 Organogenesis. 4.3.1 Divisones celulares periclinales. 4.3.2 Concentraciones locales de auxinas 4.4 Fitocromo y control de la luz en el desarrollo de las plantas. 4.5 Fitohormonas y reguladores de crecimiento 4.6. Fisiología del estrés. 4.6.1 Déficit de agua y tolerancia a la sequía. 4.6.2 Estrés y choque térmico. 4.6.3 Estrés salino. 4.6.4 Deficiencia de oxígeno. PARTE III. FISIOLOGÍA ANIMAL-BIOENERGÉTICA 1. Introducción 1.1 Integración y control. 1.1.1. Adaptación fisiológica. 1.1.2. Conformación y Regulación. Homeostasis. 1.1.3. Tipos de control: Bases de neurofisiología y endocrinología. 1.2 Bases de bioenergética. 1.2.1. Oxidación biológica y flujo de electrones. Estrés oxidativo. 1.2.2. Papel central del ATP e índices energéticos celulares. 1.2.3. Anabolismo y catabolismo. Reservas, combustibles y valores energéticos. 1.2.4. Trabajo Biológico 2. Obtención de energía 2.1. Requerimientos tróficos e ingestión. 2.2. Digestión y absorción. 2.3. Metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas y relación entre ellos 2.4. Almacenamiento y movilización de combustibles: alimentación, ayuno y actividad física. 2.5. Tasa metabólica: medición y relación con peso corporal. 2.6. Flujo de energía en los organismos y balance energético. 2.7. Temperatura. Relaciones térmicas entre el organismo, el ambiente y el metabolismo: Ectotermos y Endotermos:
3. Captación y transporte de O2: Respiración y circulación 3.1. Ambiente e intercambio de gases: Aspectos fisicoquímicos. 3.2. Respiración externa 3.2.1. Intercambio de gases en agua. 3.2.2. Intercambio de gases en aire. 3.2.3. Control de la respiración 3.3. Transporte de gases: Pigmentos respiratorios. Transporte de O 2. Transporte de CO 2. 3.4. Sistemas circulatorios: Principios generales. Esquemas circulatorios. 3.5. Circulación en sistemas cerrados. Intercambio a nivel capilar. 4. Usos de energía 4.1. Membranas y transporte. Equilibrio iónico y osmótico. 4.1.1. Tipos y mecanismos de transporte transmembranal 4.1.2. Regulación iónica a nivel celular. Potencial de membrana y potencial de acción. Potencial de receptor y potenciales postsinápticos. 4.1.3. Integración de la información en membranas excitables como base de la función neural. 4.1.4. Regulación de agua y solutos (osmorregulación) a nivel organismo. Aspectos comparados y situaciones ambientales extremas 4.2. Movimiento. 4.2.1. Movimiento ciliar y flagelar 4.2.2. Contracción muscular: características estructurales y funcionales. Acople excitación-contracción. Aspectos metabólicos. 4.2.3. Costo energético de la locomoción. 4.2.4. Bases motoras del comportamiento animal. 4.3. Crecimiento y Reproducción 4.3.1. Procesos metabólicos involucrados y costos energéticos 4.3.2. Ciclos de utilización y almacenamiento de reservas energéticas en distintos modelos animales. 4.3.3. Bases del control hormonal: hormonas anabólicas ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE - Exposiciones orales de los profesores - Mesas redondas en las que se discutirán los temas expuestos en la clase, complementados con bibliografía adicional, y su aplicación en la vida cotidiana o en los temas de tesis. MODALIDADES DE EVALUACION DE LA ASIGNATURA - Exámenes escritos extraclase: 2 por módulo, i.e. 6 de todo el curso a promediar; posibles preguntas cortas de repaso al inicio o final de cada clase (máximo 20% de la calificación). La escala de calificaciones es de 0 a 10 y la calificación final mínima aprobatoria es de 8.0. BIBLIOGRAFÍA BIOQUIMICA
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