PD:Bioquímica i Biofísica

Pla docent de l'assignatura

Català

Castellano

Tanca

Dades generals

Nom de l'assignatura: Bioquímica i Biofísica

Codi de l'assignatura: 360370

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Anna Manzano Cuesta

Departament: Departament de Ciències Fisiològiques

Crèdits: 6

Programa únic: S

IDIOMA

Català/Castellà

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

Activitats presencials i/o no presencials

- Teoria	Presencial	54
- Pràctiques d'ordinadors	Presencial	6
- Pràctiques de laboratori	Presencial	6
- Pràctiques orals comunicatives	Presencial	3
- Seminari	Presencial	10

Treball tutelat/dirigit

Aprenentatge autònom

Recomanacions

— Per al bon seguiment de l’assignatura cal tenir coneixements mínims de química de nivell de 2n de batxillerat.
— Per a la resolució dels problemes que es plantegen al llarg de l’assignatura calen uns coneixements mínims de matemàtiques: saber resoldre equacions de primer i de segon grau, sistemes de 3 equacions amb 3 incògnites, treballar amb logaritmes i trigonometria bàsica.

Competències que es desenvolupen

-	Capacitat d'aprenentatge i responsabilitat (capacitat d'anàlisi, de síntesi, de visions globals i d'aplicació dels coneixements a la pràctica / capacitat de prendre decisions i d'adaptació a noves situacions).
-	Capacitat comunicativa (capacitat de comprendre i d'expressar-se oralment i per escrit en català, castellà i una tercera llengua, amb domini del llenguatge especialitzat / capacitat de cercar, usar i integrar la informació).

-	Identificar els principis biològics i epidemiològics dels processos infecciosos i les seves característiques específiques.
-	Conèixer el desenvolupament, l'estructura i les funcions del cos humà.

Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements

Biomolècules i enzims
— Descriure les característiques estructurals i funcionals dels components inorgànics de la matèria viva, dels diferents tipus de biomolècules orgàniques simples, dels seus derivats d’importància biològica i de les unitats estructurals de les biomolècules complexes.
— Descriure les característiques estructurals i funcionals dels diferents tipus de biopolímers complexos (polisacàrids, lípids, proteïnes i àcids nucleics), i indicar-ne les unitats constituents, els enllaços existents, la conformació i l’agrupació de subunitats.
— Identificar, entre un conjunt de fórmules, esquemes o models moleculars, les corresponents als diferents tipus de biomolècules.
— Explicar i raonar les propietats fisicoquímiques dels diferents tipus de biomolècules d’importància biològica.
— Comentar les funcions biològiques dels components inorgànics i de les biomolècules simples, i explicar-ne les bases estructurals. Adquirir un coneixement complet d’aquestes funcions més endavant, en altres assignatures. Tenir-ne una visió introductòria i panoràmica.
— Descriure les característiques estructurals dels enzims; explicar i raonar les seves propietats funcionals i el seu paper en el control dels fluxos metabòlics.

Genètica molecular
— Conèixer la composició del genoma humà, els principals tipus de components, codificants i no codificants i les seves característiques.
— Conèixer els processos moleculars implicats en la replicació, reparació i recombinació del DNA.
— Conèixer els mecanismes moleculars de transcripció de l’RNA i de les seves modificacions posttranscripcionals.
— Explicar els processos de traducció dels mRNA, els posttraduccionals, els de la degradació proteica i explicar el significat biològic del control de tots aquests processos.
— Conèixer i comprendre les bases moleculars dels mecanismes de control de la transcripció, mecanismes posttranscripcionals i síntesi de proteïnes. Relacionar aquests mecanismes amb els processos moleculars de transducció de senyals.

Metabolisme energètic
— Explicar els principis generals de funcionament del metabolisme energètic cel·lular.
— Explicar i esquematitzar les vies oxidatives dels monoglícids i dels àcids grassos.
— Explicar i esquematitzar les vies oxidatives dels aminoàcids i el cicle de la urea.
— Conèixer i comprendre el metabolisme del glucogen i dels triglicèrids i les seves funcions com a reserva energètica.
— Explicar i esquematitzar les vies oxidatives finals mitocondrials: cicle oxidatiu tricarboxílic i cadena respiratòria mitocondrial, així com el seu acoblament amb la síntesi d’ATP.
— Explicar el metabolisme de l’oxigen, la formació de radicals lliures i les seves conseqüències.

Biofísica
— Explicar els processos de difusió a través de membranes.
— Descriure els processos de transport d’aigua a través de membranes.
— Explicar els processos de transport d’ions en un gradient de potencial elèctric.
— Descriure i explicar la solubilitat d’un gas en un líquid i el transport de gas a través d’una membrana.
— Explicar els mecanismes moleculars de transport a través de membranes, esquematitzant els diferents tipus de transport.
— Interpretar el fenomen d’aparició de potencials de difusió i descriure l’instrumental necessari per al seu enregistrament i quantificació.
— Descriure els mecanismes de generació del potencial de membrana.
— Descriure el potencial d’acció i relacionar-lo amb les modificacions de la conductància iònica.
— Conèixer les condicions d’equilibri d’un cos rígid.
— Avaluar l’efecte rotacional d’una força a partir del seu moment.
— Avaluar les forces musculars i les de compressió en les articulacions.
— Interpretar la resposta mecànica del múscul.
— Interpretar les gràfiques tensió-longitud de la resposta d’un múscul estriat en resposta a un estímul i a una elongació passiva.

Referits a habilitats, destreses

Competències d’habilitats i destreses
— Resoldre problemes numèrics a partir de la formulació d’hipòtesis de treball i a partir de valoracions crítiques dels resultats obtinguts.
— Relacionar i integrar els coneixements teòrics de biofísica i de bioquímica.
— Aplicar els coneixements adquirits a la resolució de problemes i a qüestions biofísiques i bioquímiques.
— Fer treballs en grup.
— Utilitzar el llenguatge adequat per a la comunicació científica.
— Dur a terme l’aprenentatge autònom i l’actualització permanent dels coneixements i les habilitats.

Competències transversals
— Conèixer els principis del mètode científic.
— Analitzar críticament la informació biomèdica.
— Formular hipòtesis de treball i aplicar models teòrics per a la resolució de problemes.
— Interpretar gràfiques.
— Treballar en equip.
— Utilitzar amb autonomia un ordinador per al tractament i la interpretació de dades.
— Utilitzar les eines i el llenguatge adequats per a la presentació i comunicació de resultats.

Blocs temàtics

1. Biomolècules i enzims

* 1.1. Introducció. El nivell molecular en biologia

1.2. Bioelements i biomolècules

1.3. Aigua

1.4. Ions inorgànics i sistemes amortidors inorgànics

1.5. Monoglícids, oligoglícids i poliglícids

1.6 i 7 Lípids

1.8. Aminoàcids i pèptids

1.9 i 10.Proteïnes

1.11. Enzims

1.12. Cinètica enzimàtica

1.13. Estructura de nucleòtids i àcids nucleics

2. Genètica molecular

*
2.1. El genoma humà

2.2. Replicació, reparació i recombinació del DNA

2.3. Transcripció i processament de l’RNA

2.4. Traducció i processos posttraduccionals

2.5. Control de l’expressió gènica

3. Metabolisme energètic

* 3.1. Principis de bioenergètica

3.2. Metabolisme de la glucosa. Glicòlisi

3.3. Gluconeogènesi i via de les pentoses

3.4. Cicle de Krebs

3.5. Cadena respiratòria mitocondrial

3.6. Metabolisme del glucogen

3.7. Metabolisme humà dels àcids grassos i triacilglicèrids

3.8. Metabolisme humà dels aminoàcids. Cicle de la urea

3.9. Metabolisme dels nucleòtids

4. Comunicació intercel·lular. Vies de transducció de senyals. Bases moleculars de la proliferació i apoptosi

* 4.1. Senyals extracel·lulars i mecanismes de transducció de senyals I

4.2. Senyals extracel·lulars i mecanismes de transducció de senyals II

4.3. Bases moleculars de la proliferació i diferenciació cel·lular

4.4. Bases moleculars de l’apoptosi cel·lular

5. Biofísica

*
5.1. Flux de soluts a través de membranes

5.2. Filtració i osmosi

5.3. Flux de soluts iònics. Equilibri d’electrodifusió

5.4. Gènesi del potencial de membrana

5.5. Equilibri de Donnan

5.6. Manteniment del potencial de membrana. Bombes iòniques

5.7. Membranes excitables. Electrotons i potencial d’acció

5.8. Gènesi i propagació del potencial d’acció

5.9. Forces i moments. Condicions d’equilibri

5.10. Càlcul de forces en el sistema musculoesquelètic

5.11. Mecànica de la contracció en el múscul esquelètic

5.12. Resposta del múscul a un estímul

5.13. Relacions tensió-longitud

Metodologia i activitats formatives

Per tal d’assolir els objectius proposats s’utilitza una metodologia que combina la docència teòrica amb les pràctiques de laboratori, que complementen i aclareixen conceptes estudiats a la teoria. També hi ha sessions pràctiques de casos, així com seminaris de problemes i exercicis pràctics de BQ. Els estudiants han de fer treballs complementaris relacionats amb la matèria i exposicions orals dels continguts. Per a aquestes tasques poden utilitzar la llengua anglesa. Els continguts es difonen mitjançant el Campus Virtual, on es proposen activitats de discussió i reflexió de diversos temes, i amb l’elaboració d’un glossari que reculli de conceptes clau dels temes. La distribució de les diferents activitats proposades es detalla a continuació.

La docència presencial de l’assignatura es distribueix en:

— Classes de teoria (3 hores setmanals).
— Sessions de seminaris per aprofundir conceptes relacionats amb la teoria:

3 sessions de seminaris de BQ (50 minuts): 1. Proteïnes i enzims, 2. Biologia molecular, 3. Metabolisme humà.
3 sessions de seminaris de BF (50 minuts): 1. Potencial de membrana, 2. Potencial d’acció, 3. Biomecànica.

— Sessions de pràctiques (sessions de 2 h):

3 sessions de pràctiques de laboratori de BQ: 1. pH i amortidors 2. Biomolècules. 3. Biologia molecular (pràctica ludificada)
3 sessions de pràctiques d’ordinador de BF: 1. Fenòmens osmòtics, 2. Fenòmens de membrana, 3. Biomecànica.

Innovació docent

Per millorar la docència s’ha proposat un nou projecte d’innovació per a aquest curs basat en la ludificació i la utilització de mapes conceptuals i iconografies per organitzar els blocs i facilitar l’estudi:

Així la pràctica del bloc de biologia molecular es farà en format d’escape room i hi haurà activitats ludificades a classe.

També es posarà en marxa el projecte «Atèn i Atent» per fomentar l’assistència i la participació i fer una avaluació continuada dels coneixements.

També s’utilitzarà la metodologia d’aula inversa en format team based learnig per a alguns seminaris i activitats docents.

En cas d’haver de recórrer a la docència semipresencial o no presencial, la metodologia docent constarà de:

— Classes de teoria en línia (3 hores setmanals) via Collaborate

— Tasques al Campus Virtual relacionades amb els continguts de les classes de teoria, algunes de les quals seran avaluables

— Seminaris i de pràctiques adaptats al format virtual, mitjançant eines de simulació i activitats al Campus Virtual, amb alguna sessió via Collaborate

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

Avaluació continuada
La part de BIOQUÍMICA (2/3 de la nota final) i la de BIOFÍSICA (1/3 de la nota final) s’avaluen per separat. Cal aprovar les dues parts per tal d’aprovar l’assignatura.

Concretament, l’avaluació de BIOQUÍMICA consta de:

— 10 activitats avaluables (sigui en format presencial a l’aula o en format no presencial a través del Campus Virtual) que comptabilitzaran un 50 % de la nota final.

— prova final de síntesi (40 %)

— L’assistència a les pràctiques i la participació activa en els seminaris i/o altres aportacions al Campus Virtual val un 10 %

Pel que fa a la BIOFÍSICA, l’avaluació consta de:

— 6 activitats avaluables (sigui en format presencial a l’aula o en format no presencial a través del Campus Virtual) que comptabilitzaran un 50 % de la nota final.

— prova final de síntesi que inclou problemes i teoria (40 %)

— assistència i participació en pràctiques, seminaris i Campus Virtual (10 %)

Està prohibit utilitzar el telèfon mòbil o qualsevol altre dispositiu electrònic en les proves d’avaluació.

En cas d’haver de recórrer a la docència semipresencial o no presencial, l’avaluació continuada seguirà els mateixos criteris definits anteriorment amb petites variacions en els percentatges (50-70 % de puntuació obtinguda en les tasques avaluables, 20-40 % de puntuació obtinguda en una prova final que pot ser en línia o presencial, i el 10 % restant s’obtindria de la participació en les activitats voluntàries i complementàries presents al Campus Virtual).

Reavaluació

La reavaluació només es preveu en els casos següents:

— Haver aprovat una de les dues parts (bioquímica o biofísica).

— Haver obtingut una nota igual o superior a 4 en les dues parts (bioquímica i biofísica).

Avaluació única

Si no es poden complir els requisits de l’avaluació continuada, cal demanar l’avaluació única durant la primera setmana del curs.

Hi ha una prova única global al final del període lectiu (95 % de la nota). El 5 % restant s’aconsegueix amb l’assistència a les pràctiques i amb la participació activa als seminaris.

Contingut i criteris d’avaluació de la prova global:

— Preguntes d’elecció múltiple: 30 % de la puntuació màxima.

— Resolució de problemes i preguntes curtes: 70 % de la puntuació màxima.

En cas d’haver de recórrer a la docència semipresencial o no presencial, l’avaluació única constarà d’una única prova que pot ser presencial o en línia, que comptabilitzarà un 90 % de la nota final, i el 10 % restant provindrà de la participació i la realització d’activitats complementàries en el Campus Virtual.

Reavaluació

La reavaluació només es preveu en els casos següents:

— Haver aprovat una de les dues parts (bioquímica o biofísica).

— Haver obtingut una nota igual o superior a 4 en les dues parts (bioquímica i biofísica).