DADES IDENTIFICATIVES 2020_21
Assignatura (*) BIOFÍSICA Codi 13214113
Ensenyament
Grau de Bioquímica i Biologia Molecular (2009)
Cicle 1r
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
6 Obligatòria Segon 2Q
Llengua d'impartició
Català
Departament Bioquímica i Biotecnologia
Coordinador/a
RODRÍGUEZ GALLEGO, ESTHER
Adreça electrònica gerard.pujadas@urv.cat
enric.olle@urv.cat
esther.rodriguez@urv.cat
Professors/es
PUJADAS ANGUIANO, GERARD
OLLE CORBELLA, ENRIC
RODRÍGUEZ GALLEGO, ESTHER
Web http://moodle.urv.net/moodle/
Descripció general i informació rellevant <div> Que l’alumne adquireixi els coneixements essencials sobre les bases de fenomenologia biològica a partir dels principis de la física. Analitzar els processos biològics com a combinació de fluxos i forces conjugats; i la bioenergètica associada en aquests processos.</div><div><br /></div><div><b> La docència de teoria i problemes serà mixta (presencial i a distància, simultàniament) amb horari programat, és a dir, els estudiants es dividiran en dos grups: un grup seguirà la classe a l’aula (presencial) alhora que l’altre grup segueix la classe a distància (online). Els dos grups alternaran els modes presencial i online en dies establerts. L’organització concreta s'especificarà en l'espai Moodle de l’assignatura en funció de la situació d'emergència sanitària. </b></div>

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 CE1 Entendre i aplicar els coneixements bàsics de física, matemàtiques i química a la Bioquímica i Biologia Molecular.
 CE14 Descriure la manera en la qual els éssers vius extreuen, transformen i utilitzen l'energia del seu entorn.
Tipus B Codi Competències Transversals
Tipus C Codi Competències Nuclears

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 CE1 Aplicar mètodes deterministes i estocàstics en l'estudi de l'evolució dels sistemes biològics
 CE14 Descriure les estratègies de gestió de l'energia que posseïxen els sistemes biològics
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge

Continguts
Tema Subtema
I PROCESSOS
1 Bases físiques del món bioquímic. La lògica molecular i característiques fonamentals de la matèria viva. Producció i consum d'energia en els sistemes biològics. Estat estacionari dels sistemes biològics. Flux de la informació biològica.
2 Principis de la termodinàmica en sistemes biològics. Energia, calor, treball. Primera llei. Entropia i matèria viva. Energia lliure i concentració. Potencial químic. Compostos fosfat d'alt nivell energètic.
3 Transport a través de membranes. Model de mosaic fluid. Significació dels moviments moleculars en la membrana. Difusió i moviment brownià. Llei de Fick. Mecanismes generals de transport a través de membrana. Model termodinàmic de la bomba de sodi.
4 Transducció d'energia a nivell de membranes. Translocació de protons i força protomotriu en cadenes de transport d'electrons. Model quimiosmòtic. Acoblament entre les cadenes transportadores d'electrons i la síntesi d'ATP. Exemples de processos associats amb la força protomotriu.
5 Captació d'energia lluminosa. Excitació de molècules per acció de la llum. Pigments i fotosistemes. Transport d'electrons en sistemes fotosintètics. Fotofosforilació.
6 L'ull com a instrument òptic. Estructura general, bastons i cons. Bases moleculars de la visió. Absorció i emissió de la llum. Altres aplicacions del sistema rodopsina.
7 Potencial de membrana. Membranes excitables. Potencial d'acció. Conducció de l'impuls nerviós. Canals iònics en membranes de cèl•lules nervioses. Transmissió sinàptica.
8 Contracció muscular. El muscle i la seva diversitat. Organització del múscul esquelètic. Proteïnes contractils del múscul. Mecanisme i regulació de la contracció muscular. Energètica de la contracció muscular.
9 Citoesquelet, cilis i flagels. Sistemes motrius dependents de l'actina. Sistemes de microtúbuls. Moviment dels cilis i flagels. Transport intracel.lular. Motilitat bacteriana.
II VARIACIONS TEMPORALS
10 Generalització del segon principi en sistemes oberts. Funció de dissipació. Equacions fenomenològiques. Teorema de mínima producció d'entropia. Estabilitat dels estats estacionaris. Processos lluny de l'equilibri.
11 Anàlisi determinista de sistemes. Processos cinètics considerats com sistemes d'equacions diferencials. Solucions estacionaries. Model de Lotka-Volterra. Dinàmica de sistemes. Estabilitat estructural i bifurcacions.
12 Oscil.lacions biològiques. Autoorganització a nivell temporal en els éssers vius. Comportaments periòdics en sistemes biològics. Ritmes. Oscil•lacions de la glicòlisi. Ritmes d'activitat enzimàtica. Caos.
13 Anàlisi estocàstic de sistemes. Dinàmica d'un sistema a través d'un tractament estocàstic. Cadenes de Markov. Simulació de processos estocàstics. Mètode de Montecarlo.
14 Evolució, un procés irreversible. Evolució prebiòtica. Modelització d'un procés de selecció i evolució. Hipercicles. tRNA com a fòssils d'evolució prebiòtica. Hipòtesi RNY.
15 Fluxos i forces en l'evolució molecular. Velocitat d'evolució. Matrius estocàstiques d'evolució de proteïnes i de gens. Distàncies genòmiques. Models d'evolució molecular.

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
1 0 1
Sessió Magistral
CE1
CE14
39 45 84
Seminaris
CE1
CE14
15 45 60
Atenció personalitzada
0 0 0
 
Proves mixtes
CE1
CE14
6 0 6
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries Presentació genèrica de l' assignatura.
Sessió Magistral Exposició teòrica dels blocs temàtics a l’aula, els quals s'imparteixen durant un quatrimestre.
Seminaris Exposició teòrica dels blocs temàtics a l’aula, els quals s'imparteixen durant un quatrimestre.
Atenció personalitzada Resolució de les qüestions que els alumnes plantegin sobre el contingut i/o desenvolupament de l'assignatura.

Atenció personalitzada
Descripció

A causa de l’emergència sanitària, l’atenció a l’estudiant es podrà realitzar mitjançant reunions on line en horaris concertats prèviament per correu electrònic.


Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Proves mixtes
CE1
CE14
Avaluació continuada:
Mitjana de tres exàmens parcials.
100%
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Els exàmens es realitzaran de forma presencial. A causa de l'emergència sanitària, en cas de confinament o de restriccions en la mobilitat, les activitats avaluatives, inclosos els exàmens, es faran online en les dates previstes. En l'espai del Campus Virtual de cada assignatura hi podreu consultar la informació actualitzada.

L'avaluació és continuada. Per a aprovar l'assignatura la nota final mínima ha de ser de 5 sobre 10. Cada exàmen parcial computarà en la mitjana final si la nota és major o igual 4. En cas contrari, les parts suspeses hauran de recuperar-se a segona convocatòria.

Durant les proves d'avaluació, els telèfons mòbils, tablets i altres aparells que no siguin expressament autoritzats per la prova, han d'estar apagats i fora de la vista.

La realització demostrativament fraudulenta d'alguna activitat avaluativa d'alguna assignatura tant en suport material com virtual i electrònic comporta a l'estudiant la nota de suspens d'aquesta activitat avaluativa. Amb independència d'això, davant la gravetat dels fets, el centre pot proposar la iniciació d'un expedient disciplinari, que serà incoat mitjançant resolució del rector o rectora.


Fonts d'informació

Bàsica Blumenfeld, L.A., Tikhonov, A., Biophysical thermodynamics of intracellular processes, Spring.Verlag, New York, 1994
Córdoba, C.V., González, M.E.L., Biofísica, Sintesis, Madrid, 1992
Criado, M., Casas, J., Termodinámica química y de los procesos irreversibles, Addison-Wesley Iberoamericana, Madrid, 1997
Darwin, CH., L'origen de les espècies, Edicions 62, Barcelona, 1982
Goldbeter, A., Biochemical oscillations and cellular rhythms, Cambridge University Press, Cambridge, 1996
Jou, D., Introducció a la termodinàmica de processos biològics, Institut d'Estudis Catalans, Barcelona, 1985
Hoppe, W., Biophysics, Springer Verlag, Berlin, 1983
Laskowski, W., Pohlit, W., Biofísica, Omega, Barcelona, 1976
Montero, F., Morá, F., Biofísica, Eudema Universidad, Madrid, 1992
Montero, F., Sanz, J.C., Andrade, M.A., Evolución prebiótica, Eudema, Madrid, 1993
Nelson, P., Física Biológica, Reverté, Barcelona, 2005
Oparin, A.I., El origen de la vida, Grijalbo S.A., Mexico, 1968
Prigogine, I., Introducción a la termodinámica de procesos biológicos, Alianza Editorial, Madrid, 1983
Schrödinger, E., ¿Qué es la vida?, Tusquets Editores, Barcelona, 1992

Biophysics textbook online (http://www.biophysics.org/biophys/society/btol/).

Prigogine, I. (1983) Introducción a la termodinámica de procesos biológicos. Alianza Editorial. Madrid.

Schrödinger, E. Qué es la vida?. (1992) Tusquets Editores. Barcelona.

Complementària

Recomanacions


(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent