C u r s o a c a d é m i c o :

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C u r s o a c a d é m i c o : 2 0 1 4 - 2 0 1 5

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA

Titulación: Bioquímica Código: 4908

Asignatura: BIOFÍSICA

Curso en el que se imparte: 1 (Anual, 1Carácter: er ó 2º cuatrimestre)

2º (Troncal, Obligatoria, Optativa, Libre Tipo: elección)

Troncal

Créditos: Totales Teóricos Prácticos

LRU 6 4 2

ECTS 5.3

Idioma en el que se imparte: Dirección Web asignatura: http://www3.uco.es/moodle/ DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES

Nombre y apellidos Departamento Ubicación conocimiento Área de Responsable ó

coordinador:

Otros:

Manuel Sáez Cano

msaez@uco.es

Mª Teresa Pineda Rodríguez qf1pirot@uco.es

Física Química Física y Termodinámica Aplicada

Ed. Albert Einstein Ed. Marie Curie, 2ª

Planta

Física Aplicada Química Física

DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA Descriptores

BOE

Análisis biofísico de los procesos biológicos a nivel molecular. Situación Prerrequisitos:

Contexto dentro de la Titulación:

La asignatura se encuentra en el primer curso de la titulación, en el segundo cuatrimestre y está dentro del bloque troncal de la Licenciatura. Se imparte por dos áreas de conocimiento, lo que le da un alto carácter multidisciplinar.

Recomendaciones:

Para los alumnos que ingresan en los estudios de Bioquímica desde Biología se recomienda que hayan cursado las asignaturas de primer cuatrimestre: Fundamentos de Química Física.

Se recomienda la asistencia del alumno a las distintas actividades de la asignatura para hacer una inmersión efectiva en la materia. En cualquier caso, la asistencia a las distintas actividades académicas se considera obligatoria, en particular, la asistencia a las prácticas y a las actividades dirigidas.

Se recomienda utilizar como referencia el material docente que se pone a disposición de los alumnos. Competencias Transversales/genéricas:

Instrumentales: (a) Capacidad de análisis y síntesis; (b) Comunicación oral y escrita; (c) Capacidad de organización y planificación. Personales: (a) Trabajo en equipo; (b) Razonamiento crítico; (c) Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinario.

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Específicas:

Cognitivas (saber):

Poder describir las bases estructurales y termodinámicas de la bioenergética y del transporte a través de membranas. Poder describir los principales efectos de los diferentes tipos de radiación sobre los seres vivos.

Saber interpretar la información que aportan las técnicas de espectroscopía, dicroísmo circular, resonancia magnética nuclear y difracción de rayos-X.

Procedimentales/instrumentales (saber hacer):

Conocimiento de los conceptos fisico-químicos que tienen lugar en los procesos biológicos a nivel molecular. Conocimiento del método espectroscópico y su aplicación a problemas bioquímicos.

Habilidad para el reconicimiento de problemas estructurales que pueden resolverse mediante métodos fisico-químicos, en relación con la función biológica.

Destreza en el manejo de los conceptos fisico-químicos aplicados a los problemas biológicos.

Actitudinales (ser):

(a) Capacidad crítica y autocrítica. (b) Capacidad de generar nuevas ideas. Objetivos

Metodología Nº de horas de trabajo

del alumno Al tratarse de una -No habrá clases teóricas asignatura en extinción se realizan las siguientes consideraciones metodológicas: -No habrá prácticas

-No habrá actividades académicas dirigidas

-El estudiante podrá tener tutorías con el profesor para resolver dudas y cuestiones relacionadas con la materia.

-Se cumplimentará un examen final para superar la asignatura (según el calendario oficial establecido por el Centro para tal fin) Técnicas

Docentes Señalar con una X las técnicas que va a utilizar en el desarrollo de la asignatura

Tutorías: Se atenderá cualquier duda o cuestión relacionada con la asignatura tanto en tutorías presenciales como virtuales (plataforma moodle) en referencia al material docente que se pone a disposición de los alumnos. En cada lección se recomienda bibliografía para completar, aclarar o profundizar en los contenidos propuestos.

Bloques temáticos Dividir el temario en bloques (sin nº máximo ni mínimo)

La asignatura se divide en los bloques siguientes: Bases estructurales y termodinámicas de la bioenergética.

Bases estructurales y termodinámicas del transporte a través de membranas. Efectos de los diferentes tipos de radiación sobre la materia.

Interpretación de las técnicas de espectroscopía, dicroísmo circular, resonancia magnética nuclear y difracción de rayos-X. Bibliografía General:

C.R. Cantor y P.R. Schimmel, Biophysical Chemistry (3 Vol.) W.H. Freeman and Co. (1980)

P.R. Bergethon y E.R. Simons, Biophysical Chemistry. Molecules to Membranes, Springer-Verlag (1990)

D. Freifelder, Physical Biochemistry. Applications to Biochemistry and Molecular Biology, W.H. Freeman and Co. (1982) K.E. Van Holde, Bioquímica Física, Alhambra (1979)W. Hoppe, Biophysics, Springer-Verlag (1982)

J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum Press (1983) J. Vázquez, Biofísica : Principios fundamentales. EYTASA, Madrid 1993.

D.Jou y J.E. LLebot. Introducción a la Termodinámica de los procesos biológicos. Ed. Labor, Barcelona 1989.

S. R. Caplan y A. Essig. Bioenergetics and Linear Nonequilibrium Thermodynamics. The Steady State. Harvard University Press 1983.

A.Kotyk, K. Janacek y J.Koryta. Biophysical Chemistry of Membrane Functions. John Wiley & Sons. 1988 M.V. Volkenstein. Biofísica. Ed. Mir. Moscú 1985.

M.V. Volkenstein, General Biophysics. Vol.1-2.. Academic Press 1983. M. Cerdonio y R.W. Noble, Introductory Biophysics. World Scientific 1986

Específica:

 Artículos científicos en revistas especializadas y direcciones web que se actulizan cada curso y se proporcionan con el material didáctico de cada tema concreto.

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Técnicas de evaluación Enumerar, tomando como referencia el catálogo de la guía común. Incluir criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso)

Se realizarán exclusivamente exámenes finales de la asignatura en las convocatorias oficiales (diciembre, junio y septiembre). Los exámenes constarán de preguntas de teoría y problemas como en años anteriores relacionados con los cuatro bloques temáticos de los que consta la asignatura. El examen podrá ser sustituido total o parcialmente por la realización y exposición oral de un trabajo original sobre cada uno de los bloques temáticos de la asignatura. En este caso será necesario ponerse en contacto con los profesores de la asignatura al principio del cuatrimestre.

Organización Docente Semanal

Distribución del número de horas que se especifican en el apartado de Metodología en 18 semanas para una asignatura cuatrimestral y 36 para una anual (clases + periodo de exámenes). Indicar el número de horas que, a cada tipo de sesión, va a dedicar el estudiante cada semana.

Semanas Nº de horas de sesiones teóricas Nº de horas sesiones prácticas Nº de horas exposiciones y seminarios Nº de horas visita y excursiones Nº de horas tutorías especializadas Nº de horas de Actividades Dirigidas Exámenes Temas del temario a tratar Primer cuatrimestre 1ª semana 2ª semana 3ª semana 4ª semana 5ª semana 6ª semana 7ª semana 8ª semana 9ª semana 10ª semana 11ª semana 12ª semana 13ª semana 14ª semana 15ª semana 16ª semana Periodo de exámenes 3h 17ª semana 18ª semana Programa de contenidos Teóricos: Con indicación de las competencias que se van a trabajar en cada lección

LECCION 1. ESTRUCTURA ENERGETICA DE LAS MOLECULASIntroducción. Traslación, rotación y vibración moleculares. Estructura electrónica. Spin electrónico y nuclear. Efectos de los campos eléctricos y magnéticos sobre las moléculas. LECCION 2. PRINCIPIOS BASICOS DE LA ESPECTROSCOPIAS DE ABSORCION Y EMISION DE RADIACION.Nociones generales. Coeficientes de absorción y emisión de radiación. Anchura de banda espectral. Reglas de selección en las transiciones espectroscópicas. La función Transformada de Fourier. Aplicación de la transformada de Fourier en espectroscopía.

LECCION 3. ESPECTROSCOPIAS DE ABSORCION DE RADIACION.Introducción. Espectroscopías de IR y Raman. Espectroscopía UV-visible. Actividad óptica de las moléculas: Dispersión Optica Rotatoria y Dicroismo Circular. LECCION 4. ESPECTROSCOPIAS DE EMISION DE RADIACION.Introducción. Fluorescencia: Procesos bimoleculares competitivos. Reacciones en estado excitado. Transferencia de energía. Efecto del disolvente. Tiempos de vida en el estado excitado. Fosforescencia. Aplicaciones.

LECCION 5. ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR.Principios básicos. Desplazamiento químico. Acoplamientos. Relajación. Metodología experimental. Aplicaciones. RMN in vivo. Tomografía de RMN.

LECCION 6. CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMODINÁMICA DEL EQUILIBRIO.

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La entropía como criterio de evolución hacia el equilibrio. Criterio de evolución para sistemas cerrados. Energía libre de Gibbs. Sistemas abiertos. Equilibrio entre fases. Potencial químico.

LECCION 7. TERMODINÁMICA DE PROCESOS IRREVERSIBLES.

Producción de entropía. Flujos y fuerzas termodinámicos. Ecuaciones constitutivas lineales. Relaciones de Onsager. Estados estacionarios. Principio de mínima producción de entropía. Aplicación a los procesos acoplados.

LECCION8. REACCIONES QUÍMICAS ACOPLADAS.

Las reacciones químicas en equilibrio y fuera del equilibrio. Velocidad de reacción y afinidad. Linealidad de las ecuaciones constitutivas. Reacciones químicas acopladas. Estequiometría y grado de acoplamiento. Rendimiento energético. LECCION9. BIOENERGÉTICA.

Análisis termodinámico de la teoría quimiosmótica de la fosforilación oxidativa. Función de disipación. Relaciones fenomenológicas. Grado de acoplamiento, rendimiento energético y estequiometría aparente.

LECCION 10. ELECTRODIFUSIÓN.

Potencial electroquímico. Equilibrio de Nernst. Ecuación de Nernst-Planck. Teoría del campo constante de la electrodifusión a través de una membrana.

LECCION11. GENERACIÓN DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA.

Principio de electroneutralidad. Potenciales de Gibbs-Donnan. Potenciales de difusión. Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz. Bombas electrogénicas. La Na+,K+ -ATPasa.

LECCION 12. TRANSPORTE DE MATERIA A TRAVÉS DE MEMBRANAS.

Clasificación termodinámica de los fenómenos de transporte. Canales iónicos. Acoplamiento entre el transporte y las reacciones químicas. Transporte activo. Modelos eléctrico y termodinámico de la bomba de sodio.

Programa de contenidos Prácticos: Con indicación de las competencias que se van a trabajar:

Al tratarse de una asignatura en extinción no se desarrollarán contenidos prácticos de forma presencial.

Mecanismo de Control y Seguimiento:

Al margen de las contempladas a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogerán aquí los mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de cada asignatura

Tutorías presenciales y no presenciales donde el alumno podrá resolver dudas y cuestiones relacionadas con la asignatura durante el presente curso académico.

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Distribución ECTS

(a) 1 ECTS = 26,67 horas trabajo. (b) Estudio personal del alumno durante el curso 18 (cuatrimestral) o 36 (anual) semanas: 1,5 horas de estudio por cada hora de teoría y 0,75 horas de estudio por cada hora de prácticas.

(c)Las tutorías se encuentran incluidas en el total de Actividades Académicamente Dirigidas.

Actividad Docente Materia

Actividad Evaluación

Horas

presenciales presenciales Horas no Horas ECTSa Profesor Alumno Procedimiento Peso en la nota final

Clases en aula Teoría Teoría. Apoyo con Exposición de la audiovisuales

Tomar apuntes Se valorará razonamiento y capacidad de síntesis

Clases en laboratorio Prácticas de laboratorio

Presentación de normas. Explicación

de las prácticas

Cuaderno de laboratorio, anotaciones, experimentos,

ejercicios, informe, etc.

Evaluación continuada, cuaderno, ejercicios, informes, actitud

Actividades dirigidasc Ejercicios y problemas, realización de trabajos, informes, seminarios, etc. Preparar colección base de cuestiones teóricas, problemas y artículos científicos significativos Resolver cuestiones y problemas propuestos por

el profesor y por el alumno Ejercicios, trabajos, informes, etc.

Exámenes Teoría y/o problemas

Poner, vigilar y corregir el examen. Calificar globalmente al alumno Preparación de examen (nº horas) Realización de examen (nº horas) 100 % 3 h TOTAL CARGA

DOCENTE DEL ALUMNO

100 %

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