FÍSICA APLICADA A LA BIOLOGÍA

Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos. (CG6)
Demostrar una base sólida y equilibrada de conocimientos sobre materiales de laboratorio y de la Naturaleza, junto con habilidades prácticas en ambos entornos. (CG9)

Realizar balances cuantitativos de energía y trabajo en sistemas simples. Analizar  cualitativa y cuantitativamente el comportamiento estático y dinámico de fluidos. Caracterizar estados de equilibrio de gases ideales. Entender las consecuencias de las leyes de la termodinámica en los sistemas biológicos. Caracterizar procesos de transporte de materia y energía. Calcular campos y potenciales eléctricos en sistemas simples. Analizar cuantitativamente las propiedades eléctricas de membranas biológicas. Comprender los fenómenos oscilatorios y ondulatorios y su importancia en la instrumentación biológica.

- Comprender el papel que juega la Física en la descripción de la Naturaleza y, en concreto, de los sistemas y procesos biológicos.
- Ser capaz de aplicar los principios de la Física de forma cualitativa y cuantitativa, en situaciones simples de interés biológico.

Se seguirán las líneas metodológicas generales del módulo, combinando teoría y práctica, para lograr un aprendizaje basado en la adquisición de competencias.

Las actividades formativas comprenderán:

• Clases teóricas: en ellas se expondrán claramente los objetivos principales del tema y se desarrollarán en detalle los contenidos necesarios para una correcta comprensión de los conocimientos.
• Sesiones de seminario (clases de problemas): en ellas se plantearán problemas de aplicación de los contenidos teóricos.
• Sesiones de laboratorio: el alumno realizará prácticas de laboratorio con el objetivo de familiarizarse con la instrumentación y la metodología experimental básica. 

El estudiante deberá dedicar en torno al 60% de los ECTS a trabajo y estudio autónomo. Todas las actividades formativas son obligatorias.

I. Biomecánica
II. Termodinámica biológica
III. Bioelectricidad  
IV. Ondas

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:        10% de la calificación total
a) Asistencia obligatoria a todas las sesiones.
b) Evaluación mediante la presentación de una Memoria sobre las prácticas. Para aprobar la asignatura, la nota mínima de la nota de laboratorio ha de ser de 4 sobre 10. 

TEORÍA Y PROBLEMAS:            90% de la calificación total  
a)   Evaluación continua:        25% del total  Obtenida mediante la valoración de: entrega de ejercicios propuestos, presentaciones en clase, pruebas objetivas cortas, etc.   Para aprobar la asignatura, la nota mínima de evaluación continua ha de ser de 4 sobre 10. 
b) Exámenes parcial y final:       65% del total  Para aprobar la asignatura, la nota mínima por este concepto habrá de ser de 4 puntos sobre un máximo de 10..   

TRABAJO VOLUNTARIO
Los alumnos, en grupos de 2 ó 3, podrán realizar, de forma voluntaria, un trabajo de Física y su relación con la Biología. La evaluación de este trabajo permitirá sumar hasta un 5% de la calificación total a la nota obtenida por el resto de los conceptos.

I BIOMECÁNICA                                                    (7h teoría +4h problemas)  
1.    Dinámica: Leyes de Newton.
2.    Energía cinética. Energía potencial. Trabajo.
3.    Leyes de escala.
4.    Hidrostática: presión, densidad, compresibilidad, flotación.
5.    Hidrodinámica: Teorema de Bernoulli, ley de Poiseuille, arrastre viscoso.
6.    Fenómenos de superficie.
7.    Aplicaciones biológicas.     

II  TERMODINÁMICA BIOLÓGICA                 (10h teoría +7h problemas)                  
8.    Sistemas termodinámicos.
9.    Leyes de la termodinámica.         
       -  Escalas de temperatura.          
       - Trabajo y calor. Transmisión del calor.         
       -Concepto de entropía, entalpía y energía de Gibbs.
10.      Aplicación de los principios de la termodinámica a los seres vivos.  

III   BIOELECTRICIDAD                                (8h teoría +5h problemas)       
11.      Electrostática: Campo eléctrico, potencial y condensador.
12.      Electrodinámica: Corriente eléctrica, ley de Ohm.
13.      Aplicación: propiedades eléctricas de la membrana celular.
14.      Fenómenos de transporte: difusión y ósmosis.  

IV MOVIMIENTO ONDULATORIO                     (5h teoría +2h problemas)                  
15.      Movimiento armónico simple. Movimiento ondulatorio. Resonancia. Función de onda. Tipos de ondas.
16.      Energía e intensidad de las ondas.
17.     Reflexión, refracción, emisión, absorción e interferencia. Aplicaciones biológicas e instrumentación.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO
  El alumno realizará dos prácticas en dos sesiones de tres horas cada una. Se asignarán a cada alumno dos prácticas de entre las disponibles en el laboratorio de física general que se adapten al temario de la asignatura, como por ejemplo: 
1.-  Determinación de la densidad de líquidos.
2.-  Medida del coeficiente de tensión superficial.
3.-  Entalpía de fusión del hielo.
4.-  Curva característica de una lámpara.

18 seminarios consistentes en la resolución y/o discusión de problemas y ejercicios prácticos de los temas de la asignatura.

TEXTOS DISPONIBLES EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
1 Giancoli, Douglas C., (1997) Física: principios con aplicaciones. Ed. Prentice-Hall. Hispano-Americana. México.
2 Giancoli, Douglas C., (2008-9) Física para Ciencias e Ingeniería: Principios con aplicaciones. Ed. Pearson. México.
3 Kane, J. W. and Sterheim, M. M., (1998) Física. Ed. Reverté. Barcelona.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:
4 Villar R., López C. y Cussó F., (2012) Fundamentos Físicos de los Procesos Biológicos (Vol 1, Vol 2 y Vol 3). Ed. Editorial Club Universitario, Alicante.
5 Jou, D., Llebot, J.E., y Pérez García, C., (1995) Física para Ciencias de la vida. Ed. McGraw-Hill. Madrid.
6 Ortuño, Miguel, (1996) Física para Biología, Medicina, Veterinaria y Farmacia. Ed. Crítica. Barcelona.
7 Nelson, P., (2005) Física Biológica: Energía, información y vida. Ed. Reverté. Barcelona.
8 Ahlborn, B.K., (2006) Zoological Physics: Quantitative Models of Body Design, Actions, and Physical Limitations of Animals. Ed. Springer. Berlín.
9 Burton, R.F., (1998) Biology by numbers: An Encouragement to Quantitative Thinking. Ed. Cambridge University Press. New York.
10 Vogel, S., (1996) Life in moving fluids: the physical Biology of flow. Ed. Princeton University Press. Princeton, New Jersey.
11 Vogel, S., (1998) Life´s devices: the physical world of animals and plants. Ed. Princeton University Press. Princeton, New Jersey.