Llicenciatura en Biologia (3361)

Física dels Processos Biològics (12302) 

IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA

L’assignatura Física dels Processos Biològics és una de les assignatures troncals de primer curs de la llicenciatura en Biologia de la Universitat Pompeu Fabra de Barcelona. Consta de 4,5 crèdits, dels quals 2 són teòrics i 2,5 pràctics.

COORDINACIÓ I PROFESSORAT

L’assignatura es desglossa en dos vessants, teòric i pràctico-experimental. La responsabilitat recau en tres professors pertanyents als departaments Mèdic i Radiofísic del Servei d’Oncologia Radioteràpica de l’Hospital de l’Esperança. El coordinador de l’assignatura és el professor Martí Lacruz, cap de la Secció Física, el qual serà l’encarregat d’impartir la docència teòrica, mentre que el vessant pràctic recaurà en el professor Manuel Algara, cap de la Secció Clínica del Servei, i en el radiofísic adjunt. El professor Jaume Quera també col·laborarà en la docència pràctica.

OBJECTIUS GENERALS

Els objectius fonamentals d’aquest projecte i, en conseqüència, els objectius del professorat envers l’estudiant es resumeixen en tres:

Proporcionar a l'estudiant els fonaments bàsics que li permetin comprendre que qualsevol fenomen que observi al llarg de la seva trajectòria professional té una causa implícita explicable sota el punt de vista de la física.

Col·laborar amb la resta del professorat en l’ensenyament d’una metodologia científica de l’aprenentatge que doni a l’estudiant una eina per desenvolupar la seva tasca investigadora.

Transmetre a l'estudiant la inquietud en el binomi causa-efecte i que gaudeixi en la seva recerca.  

OBJECTIUS ESPECÍFICS

Els estudiants tindran a la seva disposició, al Servei de Fotocòpies de la Facultat, els objectius específics de l’assignatura.

AVALUACIÓ DELS APRENENTATGES

Es farà segons els criteris generals de la Facultat. El 50% de la puntuació correspondrà a la part teòrica de l’assignatura i l’altre 50% a la part pràctica.

REQUERIMENTS DELS ESTUDIANTS

De la part teòrica, el 60% s’aconseguirà a través d’una prova d’elecció múltiple i el 40% amb una prova de preguntes curtes.

TEMARI TEÒRIC

La proposta d'adequació es desglossa en cinc àrees temàtiques

Tema 1. L’univers primordial

Els tres primers minuts. Formació de la matèria. Partícules elementals. Espai, temps i relativitat. Desenvolupament cap a estructures complexes.
Durada: 2 hores.

Tema 2. Física atòmica i nuclear

Naturalesa quàntica del nucli atòmic. Radioactivitat. Interacció radiació-matèria. L’espectre electromagnètic.
Durada: 5 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: naturalesa no quàntica de l’àtom; configuració electrònica de l’escorça atòmica; química molecular bàsica.

Tema 3. Mecànica dels cossos físics

Estàtica de fluids: la gravetat sobre els fluids, equilibri dels cossos, tensió superficial. Dinàmica de fluids: Circulació per tubs prims. Corrent laminar i corrent turbulent. Acústica: ones longitudinals i transversals. El so. Efecte Doppler.
Durada: 5 hores.

Coneixements previs requerits a l'estudiant: naturalesa dels fluids; teoria de les ones (matemàtica i física).

Tema 4. Electromagnetisme

Electricitat: dipol elèctric. Potencial elèctric. Bioelectricitat. Corrent elèctric: xarxes elèctriques. Impuls nerviós. Potencial de Nerst. Magnetisme: camps magnètics i camps induïts. Propietats magnètiques de la matèria. Biomagnetisme.
Durada: 5 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: llei de Coulomb, camp elèctric i força elèctrica; aïllants i conductors; llei d'Ohm, corrent continu i corrent altern; càlcul vectorial.

Tema 5. Estàtica i dinàmica de sistemes

Resultant de forces no alineades. Aplicació de la teoria de forces al cos humà. Dinàmica de rotacions: moment angular i moment d’inèrcia.
Durada: 3 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: forces alineades; tensions; teoria de politges. cinemàtica lineal.

TEMARI PRÀCTIC

S’adjunta un annex amb les especificacions concretes de cadascuna de les pràctiques.

Pràctica 1. Aplicació de la física a la medicina

Objectiu

Observació de l’aplicació pràctica dels coneixements de física atòmica i nuclear, electromagnetisme i acústica a la medicina. Aquesta pràctica es realitzarà a l'aulari de la facultat de Ciències de la Salut i de la Vida i constarà de tres parts: una primera on s'explicarà el concepte de l'espai, una segona part dedicada a l'especialitat de Física Mèdica i una tercera part on es treballarà el fonament físic de l'obtenció d'imatges per al radiodiagnòstic.

Durada: 6 hores.

Pràctica 2. Interacció de la radiació amb la matèria. Aplicació pràctica als éssers vivents mitjançant un programa informàtic de simulació. Elaboració d'una dosimetria tridimensional

Objectiu

L'observació pràctica del comportament de les radiacions en la interacció amb òrgans del cos humà dotats de densitat electrònica diferent. Es realitzarà al Servei de Radioteràpia de l'Hospital de l'Esperança.

Durada: 9 hores.

Pràctica 3. Elaboració d'un article científic basat en la irradiació d'animals de laboratori. Consideracions pràctiques, físiques i biològiques.

Objectiu

L’objectiu general d’aquesta pràctica és integrar els coneixements físics de les radiacions en un disseny experimental amb animals de laboratori. Es pretén comprovar com influeixen els paràmetres físics en la mortalitat intestinal i hematològica de ratolins sotmesos a una irradiació corporal total.

Durada: 6 hores.

Pràctica 4. Models matemàtics aplicats a la radiobiologia

Objectiu

L'objectiu general d'aquesta pràctica és un primer contacte de l'estudiant amb la radiobiologia, mitjançant l'anàlisi dels resultats obtinguts en aplicar un dels models matemàtics existents.

Durada: 4 hores.

BIBLIOGRAFIA

Llibre de text

CROMER, A. H. Física para las ciencias de la vida. 3a. edició. Barcelona: Reverté, 1992.

Llibres de consulta:

VALLS, A.; ALGARA, M. Radiobiología básica. Madrid: Eurobook, SL, 1994.

GUILLET, J. P. Manual de radioterapia. 1ª edició. Barcelona: Masson, 1996.

ORTUÑO, M. Física para biología, medicina, farmacia y veterianaria. Crítica.

HEWIT, PAUL G. Conceptos de física. Limusa Noriega Editores.

BOGDANOV, K. El físico visita al biólogo. Moscou. Editorial Mir

RESNICK. Conceptos de relatividad y teoría cuántica. Limusa Noriega Editores.

HAWKING, S. Historia del tiempo. Ed. Crítica.

HOYLE, F. El universo inteligente. Ed. Grijalbo.

GASS. Introducción a las ciencias de la tierra. Ed. Reverté.