Biología (plan 1997) 2018-2

Optativas, Biofísica

Lo siguiente incluye únicamente la presentación de la parte que imparte el Dr. Arturo Picones Medina

NOTA PRELIMINAR IMPORTANTE: Con la excepcion del viernes 2 de febrero de 2018 (primer viernes del curso), todas las sesiones de los viernes se llevarán a cabo en el Instituto de Fisiología Celular, UNAM-CU, Aula A, ubicada en la planta baja del Edificio Principal (donde se localiza la Oficina de la Dirección)

CURSO DE BIOFISICA

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 forma conceptual de estudio y análisis de 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 cuantificación y análisis matemático de un fenómeno biológico.

III. Bioenergética: Termodinámica de Sistemas Biológicos.

Principios de Termodinámica Clásica y su extensión a Sistemas Abiertos.

Las Leyes de la Termodinámica

Conceptos y Funciones Termodinámicas Fundamentales

Energía, Calor, Trabajo, Temperatura, Energía Interna, Entropía

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

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: 85% 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. 10% de la calificación final).

BIBLIOGRAFIA BASICA

Ackerman E., Ellis L.B.M. and Williams L.E. 1979. Biophysical Science (2° Ed). Prentice Hall, N.Y..

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.

Borgethon P. 1998. The physical Basis of Biochemistry: The foundations of molecular biophysics. Springer Verlag. Berlin.

Bogdanov K. 2000. Biology in Physics. Academic Press, San Diego.

Cambell G.S. and Norman, J.M. 1998. Environmental Biophysics Springer Verlag, New York.

Coterril Rodney M.J. 2003. Biophysics. John Wiley &Sons Ltd., England.

Halliday D, Resnick R, and Walker J. 2008. Fundamentals of Physics. John Willey & Sons Inc. 8^th Ed.

Nobel PS. 2009. Physicochemical Plant Physiology. Elsevier Inc. 4^th Ed.

Stevens CF. 1995. The Six Core Theories of Modern Physics. “A Bradford book”. Massachusetts Institute of Technology.