Física
Codi: 100920 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| 2500253 Biotecnologia | FB | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Juan Manuel Apio Laguia
- Correu electrònic:
- juanmanuel.apio@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Objectius
La Física, pel seu caràcter fonamental, esdevé molt molt sovint necessària per a la correcta comprensió dels fenòmens descrits en d’altres ciències. En el cas concret de la Biotecnologia, per exemple, per compendre correctament la dinàmica de les reaccions químiques dins de cèl·lules resulta completament indispensable conèixer la física de la difusió, el camp i el corrent elèctric o la termodinàmica de potencials. Un desconeixements d’aquests conceptes porta indubtablemnent a una mala comprensió de la bioquímica de la cèl·lula.
Per altra banda la Física, a l’igual que la Química, resulta indispensable per compendre alguns dels mètodes experimentals que aquestes ciències utilitzen diàriament. En el nostre cas, per exemple, el marcatge amb isòtops radiactius o per fluorescència, la centrifugació o la ressonància magnètica són exemples de mètodes clarament basats en principis físics fonamentals.
L’objectiu d’aquesta assignatura serà l’estudi introductori a tots aquells conceptes físics necessaris més endavant tant per a la modelització com per al disseny experimental en Bioquímica.
Alguns dels temes de l’assignatura seran el punt de partida d’altres assignatures com per exemple, Termodinàmica, Bioenergètica i d’altres resultaran fonamentals per a les assignatures de Laboratoris Integrats.
Resultats d'aprenentatge
- CM04 (Competència) Calcular paràmetres i magnituds físiques associats a l'àmbit de la física, amb especial rellevància d'aquells relacionats amb la biotecnologia.
- CM05 (Competència) Comparar magnituds i unitats dels observables físics.
- CM06 (Competència) Treballar en equip i de manera col·laborativa per a la resolució de problemes i casos pràctics en l'àmbit de la física.
- KM04 (Coneixement) Definir els principis bàsics de la mecànica en els sistemes biològics.
- KM05 (Coneixement) Relacionar els mecanismes bàsics del corrent elèctric amb els impulsos nerviosos.
- KM06 (Coneixement) Descriure les bases de l'emissió de radiació electromagnètica i els principis de la termodinàmica.
- SM04 (Habilitat) Aplicar els fonaments de la física general a la resolució de problemes i fenòmens experimentals.
- SM05 (Habilitat) Interpretar correctament dades i observacions en l'àmbit de la física experimental.
- SM06 (Habilitat) Interpretar correctament les magnituds i les unitats associades a les observacions físiques fonamentals.
Continguts
1 Introducció a les característiques físiques de les molècules
Càrrega elèctrica, dipols: aminoàcids polars i no polars
Propietats magnètiques, ressonància magnètica
Forces d'interacció i enllaços entre àtoms
Energia d'interacció
Estructura: DNA, proteïnes, sucres, lípids
2 Idees bàsiques de cinemàtica i dinàmica
Velocitat, acceleració, acceleració angular, acceleració centrípeta i centrífuga
Llei de Newton: relació entre força i acceleració
Llei de Hooke. Pinces òptiques
3 Transport de molècules en fluids
Viscositat; sedimentació
Centrifugació; separació de macromolècules
Difusió; llei de Fick; moviment brownià
4 Energia
Energia cinètica, energia potencial, teorema treball-energia
Conservació de l'energia
Energia intramolecular; màquines moleculars
Energia interna, temperatura
Dissipació de l'energia. Entropia. Implicació en la dinàmica molecular i les reaccions químiques
5 Oscil·lacions
Elasticitat; oscil·lador harmònic, oscil·lacions amortides
Oscil·lacions pròpies de les molècules; absorció d'energia; ressonància
Oscil·lacions de H2O i escalfament amb microones; oscil·lacions del CO2 i efecte hivernacle
Experiments amb macromolècules: estirament de DNA i de proteïnes
6 Electricitat
Llei de Coulomb; força entre càrregues; àtoms; molècules; contribució electrostàtica a l'energia de l'ATP
Dipols; molècules polars; ponts d'hidrogen
Electroforesi
Potencial de membrana
Bombes iòniques; ATP-asa i fosforilació oxidativa
7 Magnetisme
Forces magnètiques; càrrega en un camp magnètic; espectrometria de masses
Dipol magnètic
Ressonància magnètica nuclear: aplicacions a química, a estructura molecular; a imatges mèdiques
8 Òptica física
Naturalesa ondulatòria de la llum; ones electromagnètiques
Interferència i difracció
Difracció de la llum en cristalls i en molècules; estructura molecular
Radiació sincrotró
9 Algunes idees de física quàntica
Equacions d'Einstein-Planck i de de Broglie
Quantificació de nivells energètics: partícula en una capsa
Àtom de Bohr; espetres d'absorció i d'emissió. Fluorescència
Algunes idees de física nuclear
Radioactivitat
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes de problemes | 12 | 0,48 | CM04, CM05, KM05, SM04, SM05, SM06, CM04 |
| Classes de teoria | 30 | 1,2 | CM05, KM04, KM05, KM06, SM05, SM06, CM05 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Classes de pràctiques | 4 | 0,16 | |
| Tipus: Autònomes | |||
| Experimentació a casa | 5 | 0,2 | SM04, SM04 |
| Lectura de material didàctic en biociències | 10 | 0,4 | KM04, KM04 |
| Resolució de qüestionaris d'autocorrecció a través d'ordinador | 20 | 0,8 | CM04, CM06, KM05, KM06, SM04, SM05, SM06, CM04 |
| Treball a casa | 35 | 1,4 |
L'assignatura s'impartirà alternant diferents tipus de metodologies:
- Classes magistrals on s'introduiran els conceptes generals dels diferents temes
- Classes de problemes on els professors resoldran els exercicis prèviament seleccionats en dies anteriors
- Classes de pràctiques on es proposaran qüestions on es relacioni la Física amb les biociències i on l'alumne haurà de resoldre certes qüestions en grup
- Resolució de qüestionaris d'autocorrecció a través d'ordinador utilitzant la plataforma Moodle
- Lectura de material didàctic en biociències on els conceptes físics siguin aplicables
- Pràctiques experimentals a casa.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Exàmens | 80% | 4 | 0,16 | CM04, CM05, CM06, KM04, KM05, KM06, SM04, SM05, SM06 |
| Pràctiques amb ordinador | 20% | 30 | 1,2 | CM04, CM05, SM05, SM06 |
Avaluació ordinària:
L'avaluació està composta per dues proves parcials i un conjunt de pràctiques en línia. La ponderació de cada prova parcial serà del voltant del 40% cadascuna. Aquests pesos poden variar una mica en funció de la quantitat de temes continguts en cada un. La resta de la nota (20%) sortirà de les notes obtingudes en les pràctiques realitzades durant el curs. L'estudiant ha d'obtenir una qualificació superior a 3.5 en les proves parcials perquè pugui realitzar la mitjana amb les pràctiques. En cas que no s'obtingui aquesta nota, la qualificació final no s'aprovarà encara que la mitjana total sigui més gran que 5.
Examen de recuperació:
Al final del semestre hi haurà un segon examen per a cadascuna de les proves parcials. Això serà per a tots aquells estudiants que no hagin superat les proves ordinàries o que vulguin millorar la seva nota. Si un estudiant es presenta a una d'aquestes proves de recuperació, renunciarà a la qualificació obtinguda en la prova de la part ordinària. La qualificació final es calcularà com en l'avaluació ordinària amb les notes de recuperació reemplaçant a les anteriors. Per participar en el aquest examen, els estudiants han d'haver estat avaluats prèviament en un conjunt d'activitats amb un pes sigui com a mínim dos terços de l'assignatura. Els estudiants obtindran una qualificació de "No avaluat" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació de menys del 67% en la qualificació final.
Bibliografia
Bibliografia bàsica
- Jou, D, Llebot, J.E. y Pérez Garcia, C. Física para ciencias de la vida. Mc Graw-Hill.
Bibliografia complementària
- Kane, J.W. y Sternheim, M.M. Física. Ed. Reverté.
- Tipler, P.A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Ed. Reverté
Programari
-
Llista d'idiomes
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 411 | Català | primer quadrimestre | tarda |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 412 | Català | primer quadrimestre | tarda |
| (TE) Teoria | 41 | Català | primer quadrimestre | tarda |