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ASIGNATURA Física de la Biología Grado en Biología Sanitaria Universidad de Alcalá Curso Académico 2009/2010 Curso 1 – Cuatrimestre 2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Física de la Biología Grado de Biología Sanitaria Física / Física Aplicada Carácter: Créditos ECTS: Troncal 6 Curso: 1º Armando del Romero Guerrero José C. Otero Gutiérrez Profesorado: Horario de Tutoría: Martes, miércoles y jueves, 13 a 15h (pendiente de confirmación de horarios por Junta Facultad) Idioma en el que se imparte: Español 1. PRESENTACIÓN La asignatura pretende contribuir a que el futuro biólogo incorpore el componente físico a su comprensión de los procesos fundamentales que tienen lugar en los seres vivos. Por extensión de lo anterior, se espera que el alumno entienda que las leyes de la naturaleza subyacen al funcionamiento de los sistemas biológicos y que, por tanto, la sinergia entre Biología y Física ha aportado y seguirá aportando importantes respuestas sobre los seres vivos y sus interacciones. La asignatura, además, pretende estimular el interés por un enfoque interdisciplinario de los fenómenos biológicos y contribuir al aprendizaje de los métodos de la ciencia y el desarrollo de las destrezas necesarias para su uso. Prerrequisitos y Recomendaciones La asignatura demanda conocimientos y destrezas básicas de Física y Matemáticas, al nivel teórico de 1º Bachillerato de la rama científica. 2 2. COMPETENCIAS Competencias genéricas: 1. Comprender los procesos y fenómenos procesos y fenómenos naturales. 2. Analizar el componente biológicos importantes físico de biológicos algunos como fenómenos 3. Relacionar teoría científica y experimento 4. Comprender el concepto de modelo físico-matemático de un proceso o fenómeno biológico. 5. Fortalecer la habilidad de aprendizaje autónomo y de trabajo en equipo. Competencias específicas: 1. Comprender conceptos de la mecánica, termodinámica, electricidad y óptica implicados en la explicación de los fenómenos biológicos. 2. Analizar la transporte de ópticos en los en términos de locomoción, transformaciones energéticas, masa, fenómenos eléctricos y fenómenos seres vivos, el ser humano en particular, los conceptos de la Física. 3. Comprender el fundamento físico de instrumentación relevante para el estudio de los fenómenos biológicos y biosanitarios. 4. Ser capaz de medir magnitudes, directa e indirectamente, y de calcular el error, tanto en un laboratorio como en la naturaleza. 3. CONTENIDOS 1. 2. 3. 4. 5. 6. Termodinámica de la vida Física de la locomoción animal Física del potencial de membrana celular Física del potencial de acción Física de las radiaciones (ionizantes y no ionizantes) Óptica y visión. Los microscopios. Programación de los contenidos 3 1. Termodinámica de la vida - Las reglas del juego (leyes de la Termodinámica) - Entropía, orden y vida. - La gestión del orden y desorden (animales y plantas) - La regulación de la temperatura corporal de los animales (homeotermos y poiquilotermos). 2. Física de la locomoción animal - Locomoción de los mamíferos terrestres - El vuelo de las aves - La natación de los peces 3. Física del potencial de membrana celular - Electrodifusión en un medio libre - Electrodifusión a través de una membrana - Caracterización eléctrica de la membrana celular - Equilibrio electroquímico de la célula, bomba de iones y permeabilidad de la membrana. 4. Física del potencial de acción - Procesar y gestionar la información en los animales. - Estímulos pequeños. Modelo eléctrico de axón. - Estímulos suficientes: disparo del potencial de acción. - Propagación del potencial de acción; el factor mielina. 5. Física de las radiaciones (ionizantes y no ionizantes) - Naturaleza de las radiaciones - Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes - Dosimetría 6. Óptica y visión. Los microscopios. - Optica ondulatoria y óptica geométrica. - Lentes. - Fundamentos del microscopio. - El ojo como sistema óptico. Temas Unidades temáticas 1. Termodinámica de la vida 2. Física de la locomoción animal 3. Física del potencial de membrana celular Total horas, clases, créditos o tiempo de dedicación 1 crédito ECTS 1 crédito ECTS 1 crédito ECTS 4 4. Física del potencial de acción 5. Física de las radiaciones (ionizantes y no ionizantes) 7. Óptica y visión. Los microscopios. 1 crédito ECTS 1 crédito ECTS 1 crédito ECTS Cronograma (Optativo) Contenido Semana / Sesión 01ª Introducción general 02ª Termodinámica de la vida 03ª Termodinámica de la vida 04ª Física de la locomoción animal 05ª Física de la locomoción animal 06ª Física del potencial de membrana celular 07ª Física del potencial de membrana celular 08ª Física del potencial de acción 09ª Física del potencial de acción 10ª Física de las radiaciones (ionizantes y no ionizantes) 11ª Física de las radiaciones (ionizantes y no ionizantes) 12ª Óptica y visión. Los microscopios 13ª Óptica y visión. Los microscopios 14ª 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS Número de horas totales: 5 Número de horas presenciales: Número de horas del trabajo propio del estudiante: Estrategias metodológicas Clase expositiva magistral Lecturas individuales, resolución de problemas y trabajos prácticos en pequeños grupos Trabajo grupo. de laboratorio en Materiales y recursos -Transparencias -Material impreso -Recursos informáticos -Material de laboratorio 5. EVALUACIÓN Criterios de evaluación Grado de consecución de objetivos relacionados con - Comprensión de los conceptos básicos - Aplicación de conceptos y leyes a nuevas situaciones - Análisis de procesos biológicos en términos de los conceptos físicos Criterios de calificación La asistencia a todas las clases (controlada con un procedimiento pendiente de definición) se considera necesaria, y por tanto obligatoria. La calificación obtenida en las pruebas se ponderará de la siguiente manera: - Fundamento teórico y seminarios, 80% - Laboratorio, 20% Procedimientos de evaluación 6 - Tres pruebas de opción múltiple, una para cada dos temas de la asignatura, que libera esa parte del examen final si el alumno obtiene una puntuación igual o superior a seis puntos - Una prueba de opción múltiple de laboratorio - Un examen final 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica J.W. Kane & M.M. Sternheim 1992, 2ª ed.). Física. Reverté A.H. Cromer (1986, 2ª ed.). Física para las ciencias de la vida. Reverté J. González Ibeas (1975). Biofísica. Alhambra M. Ortuño (1996). y... Crítica Introducción a la Física y a la Física para Biología, Medicina, Veterinaria G.Benedek & F.Villars (1974). Physics with illustrative examples(vols. I,II,III). Addison-Wesley F. Cussó, C. López y R. Villar (2004). Física de los Procesos Biológicos….Ariel P. Nelson (2005). Física Biológica. Reverté M. Parisi (2001). Temas de Biofísica. McGraw Hill R. McNeil Alexander (1999). University Press Energy for animal life. Oxford Laboratorio La medida y su expresión. Departamento de Física UAH Bibliografía Complementaria C.Blomberg (2007). Physics of Life. Elsevier. K. Bogdánov (1989). El físico visita al biólogo. Mir L. Margulis & D. Sagan (1996). ¿Qué es la vida?. Tusquets Eds. R. McNeil Alexander (1996) Optima for Animals. Princeton University Press (revised edition) R. McNeil Alexander (1992). Animals in motion. Scientific American Library 7 R. McNeil Alexander (1975). Biomechanics. Chapman M. Parisi (2001). Temas de Biofísica. McGraw Hill D.H. Paul (1975). Fisiología de la célula nerviosa. Blume Ed. M.P. Murphy & L.A.J. O´Neill (1999). La Biología del futuro. Tusquets Eds. Problemas: D. Jou, J. Llebot, y C. Pérez García (1994). Física para Ciencias de la Vida. McGraw-Hill 8