1003 - Intranet

NOMBRE DE LA ASIGNATURA
Bioquímica y Fisiología
CLAVE DE LA ASIGNATURA: 1003
OBJETIVOS GENERAL(ES) DE LA ASIGNATURA: Introducir a los estudiantes en el
conocimiento de los principales componentes estructurales de los seres vivos y su asociación con
los procesos fisiológicos que los rigen, adquiriendo con ello conceptos y principios teóricos
aplicables en el uso, manejo y conservación de los recursos naturales.
TEMAS Y SUBTEMAS
MÓDULO I. BIOQUÍMICA
1. INTRODUCCIÓN
1.1 Organización y profesores del curso.
1.2 Mecánica de las evaluaciones.
1.3. Que estudia la Bioquímica y la Fisiología. Interacción entre las mismas.
2. AGUA
2.1 Propiedades físicas y químicas del agua.
2.2 Relevancia de los puentes de hidrógeno.
2.3 El equilibrio iónico. Ácidos y bases débiles y su capacidad de amortiguación. Importancia del
pH y fuerza iónica sobre las interacciones entre macromoléculas
2.4 El agua y las moléculas orgánicas (interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas).
2.5 El papel del agua en los procesos fisiológicos.
3. CARBOHIDRATOS
3.1 Estructura y función
3.1.1. Concepto de glúcido
3.1.2. Funciones biológicas (energética, estructural, otras).
3. 2 Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos.
3.2.1. Concepto y nomenclatura.
3.2.2 Propiedades químicas y físicas.
3.2.3. Estructura.
3.3 Glúcidos asociados a lípidos y proteínas
3.4 Metabolismo
3.4.1 Digestión y absorción de los carbohidratos.
3.4.2 Vías de degradación y biosíntesis de la glucosa (glucólisis y gluconeogénesis) Su
regulación en distintas situaciones fisiológicas. Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa.
Relación con el metabolismo de lípidos y proteínas.
3.4.3 Metabolismo del glucógeno. Su regulación.
3.4.4 Biosíntesis de otros polisacáridos. Biosíntesis de aminoglúcidos y glicoconjugados
(participación en funciones biológicas)
4. ÁCIDOS NUCLEICOS
4.1 Ácidos nucleicos: Estructura y funciones
4.1.1 Monómeros
4.1.2 ADN
4.1.3 ARN
4.2 Metabolismo de monómeros
4.2.1 Biosíntesis
4.2.2 Degradación
4.3 Dogma central de la Biología Molecular en núcleo-mitocondria-cloroplasto
4.2.1 Replicación del ADN.
4.2.2 Transcripción del ADN
4.2.3 Traducción del ADN.
EXAMEN AGUA, CARBOHIDRATOS Y ACIDOS NUCLEICOS
5. PROTEÍNAS Y CATALISIS
5. 1 Aminoácidos
5.1.1 Características de los aminoácidos, componentes y propiedades
5.1.2 Biosíntesis de los aminoácidos
5.1.3 Papel en el metabolismo y en el ciclo del nitrógeno
5.1.4 Degradación oxidativa de los aminoácidos
5.2 Estructura primaria de las proteínas
5.2.1 Papel de los aminoácidos en la estructura y función de proteínas
5.2.2 El enlace peptídico y la estructura primaria
5.3 Estructura tridimensional de las proteínas
5.3.1 Factores que determinan la estructura tridimensional
5.3.2 Descripción de la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria
5.3.3 Elementos que estabilizan la estructura tridimensional
5.3.4 Plegamiento y desnaturalización de proteínas.
5.4 Clasificación de las proteínas
5.4.1 Clasificación según su forma (fibrosas, globulares, mixtas).
5.4.2 Clasificación según su composición química (simples, conjugadas o
heteroproteínas).
5.4.3 Herramientas de laboratorio y bioinformática
5.5 Función
5.5.1 Proteínas conjugadas y papel que desempeña el grupo prostético en la función.
5.5.2 Formas de interacción entre proteínas: sitios activos, sitios de unión y receptores.
5.5.3 Ejemplos de sitios específicos de proteínas implicados en la función: extremos
amino-carboxilo, dominios y aminoácidos particulares.
5.5.4 Propiedades (solubilidad, capacidad electrolítica, especificidad, amortiguador de
pH, desnaturalización).
5.6 Catálisis
5.6.1 Diversidad de la función enzimática (clasificación general de enzimas).
5.6.2 Conceptos básicos de cinética enzimática: Km y Kcat
5.6.3 Tipos de inhibición y factores que inactivan la actividad enzimática
5.6.4 Coenzimas: iones, metales y vitaminas
5.6.5 Regulación enzimática: enzimas alostéricas y modificaciones covalentes
(fosforilación y activación proteolítica).
6. LÍPIDOS
6.1 Estructura y función
6.1.1 Introducción
6.1.2 Clases de lípidos, características y función
6.2. Metabolismo
6.2.1. Digestión
6.2.2. Asimilación
6.2.3. Oxidación de ácidos grasos y cetogénesis
6.2.4 Síntesis (elongación y desaturación) de ácidos grasos.
6.2.8. Lipogénesis
EXAMEN PROTEINAS Y LIPIDOS
PARTE II. FISIOLOGÍA VEGETAL
1. ESTRUCTURA GENERAL Y LA UNIDAD BASICA DE UNA PLANTA SUPERIOR.
1.1. La célula vegetal.
1.1.1 Organelos y estructura celulares: pared celular, vacuolas, plastidios,
microcuerpos, citoesqueleto, plasmodemos.
1.2.-.Estructura Vegetal:
1.2.1 Meristemos.
1.2.2 Tejidos.
1.2.3 Organos
2. TRANSPORTE Y TRANSLOCACION DE AGUA Y SOLUTOS
2.1- El agua en la vida de las plantas.
2.2 Balance hídrico en las plantas.
2.2.1 El agua en el suelo.
2.2.2 Absorción de agua por las raíces.
2.2.3 Transporte de agua a través del xilema.
2.2.4 Movimiento de agua a la atmósfera.
2.3.- Nutrición mineral:
2.3.1 Los elementos esenciales y sus funciones.
2.3.2 Síntomas por deficiencia nutricional
2.3.4 Suelos, raíces y microorganismos.
3. BIOQUÍMICA Y METABOLISMO EN PLANTAS
3.1. Fase luminosa de la fotosíntesis.
3.1.1 Luz.
3.1.2 Hoja.
3.1.3 Cloroplastos.
3.1.4 Oxígeno
3.1.5 ATP
3.1.6 NADPH.
3.2. Fase oscura de la fotosíntesis: fijación de CO2 y síntesis de carbohidratos.
3.3 Respiración en las plantas.
3.4. Aspectos ecológicos y fisiológicos de la fotosíntesis.
3.5. Asimilación de nitrógeno y azufre.
3.6.- Metabolismo secundario y mecanismos de defensa vegetal
4. CRECIMIENTO Y DESARROLLO
4.1. Embriogenesis: el origen de la polaridad
4.2. Meristemos apicales: En raíz y tallo.
4.3 Organogenesis.
4.3.1 Divisones celulares periclinales.
4.3.2 Concentraciones locales de auxinas
4.4 Fitocromo y control de la luz en el desarrollo de las plantas.
4.5 Fitohormonas y reguladores de crecimiento
4.6. Fisiología del estrés.
4.6.1 Déficit de agua y tolerancia a la sequía.
4.6.2 Estrés y choque térmico.
4.6.3 Estrés salino.
4.6.4 Deficiencia de oxígeno.
PARTE III. FISIOLOGÍA ANIMAL-BIOENERGÉTICA
1. Introducción
1.1 Integración y control.
1.1.1. Adaptación fisiológica.
1.1.2. Conformación y Regulación. Homeostasis.
1.1.3. Tipos de control: Bases de neurofisiología y endocrinología.
1.2 Bases de bioenergética.
1.2.1. Oxidación biológica y flujo de electrones. Estrés oxidativo.
1.2.2. Papel central del ATP e índices energéticos celulares.
1.2.3. Anabolismo y catabolismo. Reservas, combustibles y valores energéticos.
1.2.4. Trabajo Biológico
2. Obtención de energía
2.1. Requerimientos tróficos e ingestión.
2.2. Digestión y absorción.
2.3. Metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas y relación entre ellos
2.4. Almacenamiento y movilización de combustibles: alimentación, ayuno y actividad
física.
2.5. Tasa metabólica: medición y relación con peso corporal.
2.6. Flujo de energía en los organismos y balance energético.
2.7. Temperatura. Relaciones térmicas entre el organismo, el ambiente y el metabolismo:
Ectotermos y Endotermos:
3. Captación y transporte de O2: Respiración y circulación
3.1. Ambiente e intercambio de gases: Aspectos fisicoquímicos.
3.2. Respiración externa
3.2.1. Intercambio de gases en agua.
3.2.2. Intercambio de gases en aire.
3.2.3. Control de la respiración
3.3. Transporte de gases: Pigmentos respiratorios. Transporte de O2. Transporte de CO2.
3.4. Sistemas circulatorios: Principios generales. Esquemas circulatorios.
3.5. Circulación en sistemas cerrados. Intercambio a nivel capilar.
4. Usos de energía
4.1. Membranas y transporte. Equilibrio iónico y osmótico.
4.1.1. Tipos y mecanismos de transporte transmembranal
4.1.2. Regulación iónica a nivel celular. Potencial de membrana y potencial de
acción. Potencial de receptor y potenciales postsinápticos.
4.1.3. Integración de la información en membranas excitables como base de la
función neural.
4.1.4. Regulación de agua y solutos (osmorregulación) a nivel organismo.
Aspectos comparados y situaciones ambientales extremas
4.2. Movimiento.
4.2.1. Movimiento ciliar y flagelar
4.2.2. Contracción muscular: características estructurales y funcionales. Acople
excitación-contracción. Aspectos metabólicos.
4.2.3. Costo energético de la locomoción.
4.2.4. Bases motoras del comportamiento animal.
4.3. Crecimiento y Reproducción
4.3.1. Procesos metabólicos involucrados y costos energéticos
4.3.2. Ciclos de utilización y almacenamiento de reservas energéticas en distintos
modelos animales.
4.3.3. Bases del control hormonal: hormonas anabólicas
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
- Exposiciones orales de los profesores
- Mesas redondas en las que se discutirán los temas expuestos en la clase, complementados con
bibliografía adicional, y su aplicación en la vida cotidiana o en los temas de tesis.
MODALIDADES DE EVALUACION DE LA ASIGNATURA
- Exámenes escritos extraclase: 2 por módulo, i.e. 6 de todo el curso a promediar; posibles
preguntas cortas de repaso al inicio o final de cada clase (máximo 20% de la calificación). La
escala de calificaciones es de 0 a 10 y la calificación final mínima aprobatoria es de 8.0.
BIBLIOGRAFÍA
BIOQUIMICA
Nelson, D.L., Cox, M.M. 2005. Lehninger Principles of Biochemistry. 4th Edition. Freeman and
Company. New York. 1119 pp.
Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. 2000. Harper's Biochemistry. 25th
Edition, McGraw Hill, 927 pp.
Mathews CK, KE van Holde, KG Ahern. 2000. Biochemistry. 3rd Edition, Addison Wesley
Longman Verlag, San Francisco. 1186 pp.
FISIOLOGIA VEGETAL
Taiz L., Zeiger E. 1998. Plant Physiology. 2nd Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers. 764
pp.
Salisbury F.B; Ross, C.W. 1991. Plant Physiology. Fourth Edition. Belmont California, USA;
pag. Wadsworth, Inc. 759 pp.
Nobel P. 2004. Physicochemical and Environmental Plant Physiology. S. Elsevier. 567 pp.
Larcher, W. 1995. Physiologycal Plant Ecology. Ed. Springer. 506 pp.
FISIOLOGIA ANIMAL
Hochachka P.W., Somero G.H. 2002. Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in
Physiological Evolution. Oxford University Press, Oxford. 466 p
Randall D., Burggren W., French K. 1997. Eckert: Fisiología Animal. 4rta edición. McGraw Hill,
Madrid. 795 pp.
Prosser C.L. 1991. Comparative Animal Physiology: Environmental and Metabolic Animal
Physiology. 4rt Edition. Willey-Liss, New York, 578 p.
Hill R.W., Wyse G.A., Anderson M. 2006. Fisiología Animal. Ed. Médica Panamericana,
Madrid, 916 pp.