Syllabus Física de Macromoléculas 2013-2

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS
SYLLABUS
I.
INFORMACION GENERAL
Nombre del curso
: Física de Macromoléculas
Código del curso
:
Semestre acadêmico
: 2013-II
Créditos
: 4.0
Numero de horas
: Teoria, (T)
Prácticas (P)
Pré-requisito
: Física General II, Matemática A3
Profesor
: Teoría: J. Fernando Márquez Pachas
2 h/sem
2 h/sem
II. SUMILLA
Asignatura de naturaleza teórico practico, del área de tecnología básica. Cuyo
propósito es estudiar la estructura física, mecánica y eléctrica de las
macromoléculas biológicas con la finalidad de entender su función biológica,
pretende conseguir que el alumno adquiera una solida base científica de forma
que sea capaz de comprender y explicar la fenomenología biológica y sus leyes, de
acuerdo a la comprensión de la biofísica como física de los fenómenos vitales
basados en la mecánica, eléctrica, magnética y termodinámica.
III. OBJETIVOS
Objetivos Generales
Conocer los fenómenos que ocurren en la naturaleza relacionados con la
mecánica, termodinámica, electricidad, magnetismo, y la física moderna.
Contribuir al desarrollo de la capacidad de análisis y destrezas manuales del
estudiante, mediante la aplicación del método científico.
Crear las condiciones de compresión de las leyes físicas con la intención de llevar
con éxito cursos posteriores relacionados con las aplicaciones a la biología.
Objetivos Específicos
Entender los conceptos de termodinámica general y aplicada a las
macromoléculas.
1
Entender la naturaleza de la estructura molecular: a nivel atómico, cuántico, y los
enlaces electrostáticos o iónicos y los covalentes.
Definir los fundamentos del movimiento térmico, orden y probabilidad: mecánica
estadística, teoría cinética y movimiento molecular.
Entender el comportamiento de la Fenómenos de hidratación, de la mecánica de las
macromoléculas.
Dar los fundamentos específicos de la física en las proteínas y los ácidos nucleídos.
Analizar los fundamentos de las ondas electromagnéticas y sus interacciones.
Dar los fundamentos de los métodos de investigación de las estructuras de las
macromoléculas.
IV. SISTEMA DE EVALUACIÓN
Se tomará un Examen Parcial en la semana VIII (comprende el contenido
programático hasta la semana VII), un Examen Final en la semana XVI (comprende
el contenido programático de la semana IX hasta la semana XV) y exámenes
parciales de Laboratorio. Los pesos de las evaluaciones son:
Examen Parcial
(EP)
Peso 1
Examen Final
(EF)
Peso 1
Nota de Seminario
(NP)
Peso 1
La nota final es obtenida de:
NF 
EP  EF  NP
3
La nota de Seminario se obtendrá del promedio de los seminarios desarrollados en
el curso.
El Examen Sustitutorio se basará sobre el total de las materias desarrolladas en el
curso y es de carácter opcional. La nota que se obtiene reemplaza
obligatoriamente a la menor nota obtenida en uno de los exámenes.
El alumno que tenga más del 30 % de inasistencias esta impedido de rendir
examen final y Sustitutorio.
V. METODOLOGÍA
La metodología del curso esta basada en:
Clases teórico-práctico, Con exposiciones orales de tipo magistral, con el apoyo del
material didáctico correspondiente, propiciando la participación activa del
alumno.
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Seminarios como discusión de temas especiales y de problemas, con prácticas
dirigidas
relacionadas con los aspectos teóricos impartidos, de mayor
importancia.
VI. PROGRAMACIÓN TEMÁTICA DE LA ASIGNATURA
Semana
Fecha
01
19-24/08/2013
02
26-31/08/2013
03
02-07/09/2013
04
09-14/09/2013
05
16-21/09/2013
06
23-28/09/2013
07
(30/09 -05/10)/2013
08
09
07-12/10/2013
14-19/10/2013
10
21-26/10/2013
11
(28/10 - 02/11)/2013
12
04-09/11/2013
13
11-16/11/2013
Tema
Fundamentos de Biofísica.
Fundamentos físicos. Métodos de la biofísica. Propiedades de los
sistemas abiertos. Instrumentación.
Fundamentos de Termodinamica I
Calor, temperatura. Dilatación lineal, superficial y volumétrica.
Cantidad de calor, energía interna. Primera ley de la termodinámica,
Procesos termodinámicos.
Fundamentos de Termodinamica II
Trabajo, entalpia, entropía y segunda ley de la termodinámica, energía
libre o función de Gibbs. Sistemas abiertos y potencial químico,
termodinámica de las reacciones químicas.
Estructura Molecular
Átomos y moléculas, elementos de mecánica cuántica, estructura
atómica, el átomo de hidrogeno, átomos multielectronicos. Enlaces
moleculares, energía de ionización, afinidad, electronegatividad,
enlace iónico y enlace covalente. Arquitectura molecular. Resonancia.
Movimiento térmico, orden y probabilidad
Mecánica estadística, distribuciones probabilísticas, discretas y
continuas. Probabilidad termodinámica, entropía y probabilidad, Ley
de distribución de Boltzmann.
Movimiento térmico, orden y probabilidad
Teoría cinética, Presión de un gas ideal, Ley de distribución de
velocidades moleculares de Maxwell.
Movimiento térmico
Movimiento traslacional, movimiento Browniano y geometría de
polímeros. Movimiento vibracional y rotacional.
EXAMEN PARCIAL
Interacciones electrostática
Iónicas y moleculares, tipos de interacciones eléctricas, energía y
fuerzas moleculares.
Fenómenos de hidratación
Estructura y propiedades del agua. Hidratación de primer orden
(hidratación de iones), hidratación de segundo orden. Iones en
disolución acuosa.
Mecánica de las Macromoléculas
Elasticidad, ovillo y glóbulos. Rotación interna e isomerica. Teoría de
rotatoria-isomerica de las macromoléculas. La macromolécula como
sistema cooperativo
Física de la proteína
Problemas de la física de la proteína, transiciones espirales y ovillos,
glóbulo proteínico e interacciones hidrofobicas.
Física de los ácidos nucleídos
Estructura de los ácidos nucleídos, interacciones moleculares en la
espiral doble, termodinámica de la espiral doble, interacciones de la
3
14
18-23/11/2012
15
25-30/11/2013
16
17
02-07/12/2013
09-14/12/2013
espiral doble con las moléculas e iones pequeños.
Fundamentos de ondas electromagnética
Métodos de investigación de las estructuras de las macromoléculas:
Espectroscopia Ultravioleta/Visible. Dispersión de la radiación
electromagnética por disoluciones de macromoléculas.
Métodos de investigación de las estructuras de las macromoléculas
Difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X, espectros electrónicos
de absorción, espectros de resonancia paramagnética nuclear.
EXAMEN FINAL
EXAMEN SUTITUTORIO
VII. BIBLIOGRAFÍA
1. M.V. Volkenshtein. Biofísica. Editorial MIR, Moscú. 1985.
2. F. Montero, F. Moran. Biofisica. Eudema, Madrid, España, 1992.
3. Ph. Nelson. Física Biologica. Editorial Reverte. Barcelona, España. 2012.
4. Meyer B. Jackson. Molecular and Cellular Biophysics. University of Wisconsin Medical
School. Cambridge University Press 2006. www.cambridge.org/9780521624411
5. Robert M. Eisberg. Fundamentos de Física Moderna. Editorial LIMUSA. México, 2010.
6. P. Tipler. Física, Tomo II. Editorial Reverte. España.
7. B. Serway. Física, Tomo II, 5a ed. McGraw-Hill. 2002.
8. M. Alonso, Finn. Física, Vol. II, Campos y Ondas. Ed. Reverté, S.A. México.
9. Otros que se encuentran en la biblioteca de la universidad.
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