Biología (plan 1997) 2016-1

Optativas, Biofísica

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE CIENCIAS

BIOFISICA

Materia optativa impartida por: Dra Clara Esquivel Huesca y Dr. Arturo Picones Medina

Nota Importante: A continuación aparece el programa del Curso de Biofísica correspondiente a la sección impartida por APM

OTRA NOTA IMPORTANTE: Las clases teóricas con APM se efecturán en la Sala Redonda del edificio de Neurociencias del Instituto de Fisiología Celular en CU.

PROGRAMA DE LA MATERIA

PROFESOR: Dr. Arturo Picones Medina

OBJETIVOS:

Al terminar el curso los alumnos deberán ser capaces de:

1. Identificar fenómenos básicos físicos subyacentes a la fenología biológica discutida en los contenidos del temario.

2. Haberse familiarizado con el concepto de modelo matemático, los distintos formalismos y las ecuaciones específicas analizadas dentro del temario.

3. Aplicar los fundamentos de una caracterización y análisis cuantitativos, a nivel celular y/o molecular de un fenómeno y/o sistema biológico.

4. Entender críticamente la literatura científica publicada en el área de la biofísica, tanto en textos generales como en artículos de investigación.

CONTENIDO TEMATICO

I. Definición(es) de Biofísica: Su aproximación a los Fenómenos Biológicos.

II. Modelos Matemáticos en la Física y la Biología. Conceptualización y Aplicaciones.

El Modelo Lineal. Deducción del Método de Regresión Lineal como un ejercicio de Matemáticas.

III. Bioenergética: Termodinámica de Sistemas Biológicos.

Principios de Termodinámica Clásica y Extensión a Sistemas Abiertos.

Las Leyes de la Termodinámica

Conceptos y Funciones Termodinámicas Fundamentales

Energía, Calor, Trabajo, Temperatura, Energia Interna, Entropia

Procesos Termodinámicos a Presión y Temperatura Constantes.

Energía Libre de Gibbs en Sistemas Biológicos.

Análisis Energético de la Fotosíntesis.

Bioenergética de la Mecánica Molecular de la ATP-Sintetasa (FoF1-ATPasa).

IV. Fenomenología Bioeléctrica

El Fenómeno de la Difusión. Leyes de Fick.

Conceptos Básicos de Circuitos Eléctricos.

Carga, Corriente, Voltaje, Resistencia/Conductancia. Ley de Ohm. Campo Eléctrico

Equivalente Eléctrico de Membrana Biológica

Ecuación de Nernst y sus Extensiones

Cálculo de las Propiedades Eléctricas Lineales/pasivas de Membrana

Teoría Iónica de la Excitabilidad Celular.

Biología Molecular de Proteínas Formadoras de Canales Iónicos

Modelos Matemáticos en la Fenomenología Bioeléctrica.

EVALUACION DE LOS ALUMNOS PARTICIPANTES

1. Exámenes Conceptuales (Dos, uno por cada tema: Bioenergética y Bioelectricidad: 80% de la calificación final).

2. Tareas en Clase (Numero abierto, para ser entregadas antes de la clase siguiente clase a la que se asignaron, 5% de la calificación final).

3. Prácticas de Laboratorio (Participación y entrega por escrito de los reportes de las practicas. 15% de la calificación final).

BIBLIOGRAFIA BASICA

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, and Walter P. (Watson JD). 2008. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. 5^th Ed.
2. Halliday D, Resnick R, and Walker J. 2008. Fundamentals of Physics. John Willey & Sons Inc. 8^th Ed.
3. Nobel PS. 2009. Physicochemical Plant Physiology. Elsevier Inc. 4^th Ed.
4. Stevens CF. 1995. The Six Core Theories of Modern Physics. “A Bradford book”. Massachusetts Institute of Technology. 4th Printing (1998).
5. Schrodinger E. What is Life? 1949. Cambridge University Press. 16th Printing (2006).
6. Se incluirá la revisión de un número de artículos de investigación básica en cada tema del curso.