Información del Plan Docente

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

La asignatura comenzará con una introducción sobre el origen, organización y clasificación de los seres vivos, centrándonos en los organismos unicelulares.

A continuación se dará un apartado de biomoléculas, dedicado a la estructura y función de proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos.

Posteriormente nos adentraremos en la estructura celular, diferenciando células eucariotas de procariotas, y comentando las principales funciones celulares, así como los orgánulos y estructuras implicados: membranas celulares, retículo endoplásmico, Golgi, núcleo y citoesqueleto.

Continuaremos con el metabolismo celular, dando unas nociones generales de bioenergética y rutas metabólicas y pasando luego a un estudio más detallado de las mitocondrias, los cloroplastos y los peroxisomas.

Seguiremos con un apartado dedicado a la transmisión de la información genética: DNA, RNA, proteínas, ciclo celular, etc.

El objetivo general de esta asignatura será que los alumnos adquieran conocimientos esenciales sobre el funcionamiento de los organismos vivos, a nivel celular.

Los objetivos concretos serán:

O1. Conocer el origen, evolución y clasificación general de los seres vivos.

O2. Conocer los tipos principales de biomoléculas que constituyen los seres vivos.

O3. Conocer los tipos de células y sus características principales.

O4. Conocer la estructura y organización celular.

O5. Conocer cómo obtiene energía la célula y cómo la usa.

O6. Conocer cómo se transmite la información genética y cómo se expresa.

O7. Conocer la importancia de la Física en relación a los sistemas biológicos y a su aplicación en la investigación, generación y aplicación de nuevos conocimientos basados en la interdisciplinariedad de distintas áreas de conocimiento.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se enmarca en el módulo BÁSICO del grado de Física y constituye junto con Geología el bloque de optatividad en dicho módulo.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se recomienda el trabajo continuado en los contenidos de la asignatura, consultando la bibliografía recomendada y resolviendo las posibles dudas con los profesores, durante el desarrollo de las clases, mediante el uso de las tutorías, mediante el ADD o mediante correo electrónico.  

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Desarrollar hábitos de trabajo en un laboratorio con material biológico

Dominar la terminología básica de la biología y expresar correctamente los conceptos y principios biológicos

Comprender los principios generales, estructurales y funcionales que comparten los seres vivos

Conocer la estructura y funciones de los orgánulos de una célula eucariota

Adquirir una visión integrada general del funcionamiento celular y relacionar la actividad de los distintos compartimentos celulares

Familiarizarse con algunas técnicas instrumentales básicas de la biología, en particular, interpretar resultados obtenidos mediante microscopia óptica

Comprender las bases biológicas sobre las que se fundamenta la aplicación y extensión de la biología a varios campos

Conocer algunas líneas actuales de desarrollo de la Biología en relación con la Física

Comprender las relaciones de los seres vivos con el entorno

 Comprender los principios básicos que rigen la evolución de los seres vivos

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

1:Observar y distinguir distintos tipos celulares: bacterias, células animales, células vegetales y protistas

2: Reconocer la estructura y conocer la función de los grandes grupos de macromoléculas biológicas

3: Distinguir las diferencias entre las distintas formas de organización celular

4: Saber diferenciar las distintas formas de transporte de agua y solutos entre compartimentos celulares

5: Aislar algún orgánulo celular

6: Medir la tasa de fotosíntesis y/o de respiración en cloroplastos y/o mitocondrias aisladas

7: Evaluar el crecimiento de un cultivo de células sometido a drogas que alteren el ciclo celular

8: Manejar herramientas informáticas sencillas de genómica estructural y funcional

9: Evaluar el posible impacto de los ciclos de los virus en sus hospedadores

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La asignatura de Biología en el Grado en Física es importante para dar al futuro físico una visión general del funcionamiento de los seres vivos, principalmente a nivel celular, nivel en el cual se producen la mayoría de las reacciones químicas que definen la vida. Estas reacciones se basan en parámetros físicos complejos no exclusivos de los sistemas biológicos, pero especialmente interesantes en éstos. Debido a la tendencia hacia la multidisciplinariedad de la ciencia en la actualidad, interrelacionando conocimientos de distintas disciplinas, la asignatura de Biología contribuirá a ampliar y a aprovechar mejor los conocimientos adquiridos durante el Grado en Física e incrementará las posibilidades de aplicación de los mismos.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

La evaluación de la asignatura se realizará en base a seminarios impartidos por el alumno durante el curso, controles periódicos realizados a través del anillo digital docente o en clase, prácticas de laboratorio y un examen teórico final. El alumno puede optar a un único examen final teórico-práctico en caso de no poder ser evaluado adecuadamente de la forma anterior, en el que podrá obtener la máxima calificación de la asignatura (un 10). Las clases se imparten con presentaciones en Powerpoint, que están disponibles para el alumno a través del anillo digital docente, así como cualquier otra información necesaria relativa a la asignatura.

Seminarios

Los seminarios supondrán hasta un 6% de la nota máxima final de la asignatura (hasta 0,6 puntos de 10). Si algún alumno no puede realizar el seminario y quiere optar a la calificación máxima, deberá presentarse a la prueba teórico-práctica final única.

A lo largo del curso, los alumnos, individualmente, prepararán y presentarán en clase seminarios cortos sobre temas relacionados con la Biología, la Biotecnología o la Biomedicina, de libre elección. Se puntuará el contenido y la presentación del seminario. La duración de la presentación será de 10 minutos y luego podrá haber un debate para discutir los temas presentados entre el profesor y todos los alumnos presentes en clase.

Controles periódicos

Se realizarán tres controles periódicos para evaluar el progreso del alumno en la asignatura, bien a través del anillo digital docente o bien en clase, que incluirán la parte del temario que se haya impartido hasta ese momento. Estos controles supondrán hasta un 9% de la nota final de la asignatura, con una puntuación total de cada uno de hasta un 3% de la nota final. Se evaluará cada uno de ellos sobre un total de 10 puntos, de forma que cada uno supondrá hasta 0,3 puntos de la nota final de la asignatura. Si algún alumno no puede realizar los controles y quiere optar a la calificación máxima, deberá presentarse a la prueba teórico-práctica final única.

Prácticas

La realización de las prácticas y la elaboración del correspondiente cuaderno de prácticas, que deberá entregarse al profesor al menos dos semanas antes de la fecha del examen teórico, supondrán hasta el 10% (hasta 1 punto de 10) de la nota final de la asignatura.

Se realizarán 5 prácticas de laboratorio, cuyo lugar y fecha de realización serán anunciados durante el curso con antelación suficiente (habitualmente en un laboratorio del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular durante los meses de abril y mayo). Los alumnos podrán seleccionar, a través del Anillo Digital Docente, el grupo en el que quieren realizar la práctica.

Si algún alumno no puede realizar las prácticas y quiere optar a la calificación máxima, deberá presentarse a la prueba teórico-práctica final única.

Durante la realización de las prácticas se elaborará un cuaderno de prácticas describiendo el objetivo de la práctica, la ejecución, los resultados obtenidos y las conclusiones. Este cuaderno podrá ser completado una vez terminadas las prácticas y deberá ser entregado al profesor al menos dos semanas antes de la realización del examen teórico final. Para la evaluación de las prácticas se tendrá en cuenta el desempeño del alumno durante las mismas así como el contenido del cuaderno de prácticas. Es necesario llevar bata de laboratorio a las prácticas y, en caso necesario, otro equipamiento de protección individual que será indicado con suficiente antelación. Los alumnos, al comenzar la primera práctica, recibirán información sobre temas de seguridad en el laboratorio y deberán firmar el correspondiente documento indicando que han recibido y entendido esa información.

Cualquier alumno que no pueda asistir a clases teóricas o prácticas, realizar controles o impartir un seminario, tiene derecho a un único examen final, teórico-práctico, con el que podría aprobar la asignatura con la calificación máxima (10). Si el alumno opta por esta posibilidad, deberá comunicarlo al profesor en el momento en que opte por esta opción durante el curso y, de cualquier forma,  al menos dos semanas antes de la realización del examen teórico final.

La nota final de la asignatura se divide en los siguientes apartados:

- Examen teórico: hasta 7,5 puntos

El examen teórico constará de dos partes, una tipo test y otra con preguntas de respuesta corta. Es necesario aprobar ambas partes del examen teórico para superar la asignatura, es decir, obtener al menos un 5 sobre 10 en cada una de las partes (al menos 3,75 puntos en cada parte, sobre los 7,5 puntos totales del examen teórico). Las preguntas tipo test constan de cuatro posibles respuestas, cada pregunta se puntúa con 1 punto y cada pregunta mal contestada descuenta 0,25 puntos. Luego se prorratea el total sobre 3,75 puntos. Las preguntas de respuesta corta mal contestadas no cuentan negativo. Se puntúa cada una con un punto y luego se prorratea sobre 3,75 puntos. Al alumno se le facilitan durante el curso tanto preguntas tipo test (a través del anillo digital docente, con sus respectivas respuestas correctas) como preguntas de respuesta corta (en estas no se incluyen las respuestas).

- Prácticas:      hasta 1 punto.

- Seminarios:  hasta 0,6 puntos.

- Controles:     hasta 0,9 puntos. Hasta 0,3 puntos cada uno.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Las metodologías de enseñanza-aprendizaje que se ofrecen para conseguir los objetivos planteados y adquirir las competencias son las siguientes:

• Clases de teoría: 45 horas de teoría, fomentando la participación de los alumnos mediante preguntas continuas y discusiones en grupo y no solamente la presentación de información por parte del profesor.

• Seminarios: 5 horas de seminarios, en los que los estudiantes realizarán exposiciones individuales de temas de su elección dentro de los campos de la Biología, Biotecnología y Biomedicina, con posterior debate en la clase.

• Prácticas de laboratorio: 10 horas de clases prácticas. Se realizarán cinco prácticas sobre temas centrales de la asignatura.

• Controles periódicos. Se realizarán tres controles de conocimientos durante el curso, a través del ADD o en clase.

• Tutorías: profesor responsable de la asignatura disponible permanentemente por correo electrónico o a través del Anillo Digital Docente. Tutorías presenciales en el despacho del profesor en la Facultad de Ciencias de lunes a jueves de 16 a 17 horas con cita previa o en el BIFI en cualquier horario con cita previa.

4.3. Programa

I. Introducción

Tema 1- Origen, organización y clasificación de los seres vivos. La Teoría Celular. Origen de las células. Evolución química y evolución celular. Propiedades básicas  y clasificación de los organismos vivos. Procariotas y eucariotas. Los virus.

II. Biomoléculas

Tema 2 - Composición química de las células.

Tipos de biomoléculas. Niveles de organización molecular en la célula. Importancia biológica del agua y de los enlaces débiles.

Tema 3 - Proteínas.

Aminoácidos. El enlace peptídico.  Estructura de las proteínas. El plegamiento de las proteínas. Los anticuerpos (inmunoglobulinas) como herramientas experimentales.

Tema 4- Glúcidos. 

Monosacáridos. Cetosas y aldosas. Azúcares reductores. El enlace glucosídico. Disacáridos. Oligosacáridos. Polisacáridos.

Tema 5- Lípidos. Funciones biológicas de los lípidos. Triacilglicéridos. Acidos grasos. Fosfolípidos. Glucolípidos. El colesterol.

Tema 6- Acidos nucleicos. 

Nucleótidos. Acidos nucleicos. Estructura y función del DNA. La doble hélice. Tipos de RNA y sus funciones.

III. Técnicas de Biología Molecular y Celular

Tema 7- Técnicas básicas en Biología Molecular y Celular.

Microscopía óptica y electrónica. Cultivo celular. Sondas para el estudio de las células: radioisótopos, sondas fluorescentes. Fraccionamiento subcelular. Caracterización de proteínas: precipitación selectiva, cromatografía, electroforesis.

IV. Estructura celular

Tema 8- La célula procariota.

Estructura de las células procariotas. Membrana plasmática y pared celular: bacterias gram-positivas y gram-negativas. El citoplasma. Pili y flagelos. El DNA bacteriano. Replicación. Arqueobacterias y eubacterias Tipos de procariotas: autótrofos, heterótrofos; aerobios, anaerobios.

Tema 9- La célula eucariota.

Evolución de los eucariotas. Eucariotas unicelulares y pluricelulares. Características generales de las células eucariotas. Las células animales y vegetales. Organización general de las células eucariotas: orgánulos celulares. Las células como modelos experimentales.

Tema 10- Las membranas celulares.

Funciones de las membranas celulares. Composición química. Estructura de las membranas: modelo del mosaico fluido. Proteínas de membrana. Dinámica de las membranas.

Tema 11- El transporte a través de las membranas. Difusión simple, difusión facilitada por proteínas. Tipos de transportadores. Co-transporte. Transporte activo.

Tema 12- El Retículo endoplásmico

La ruta secretora. El retículo endoplásmico: rugoso y liso. Síntesis de proteínas. Síntesis de lípidos.

Tema 13- El aparato de Golgi. 

Estructura, organización y biogénesis.  Modificación y distribución de proteínas en el aparato de Golgi. El transporte vesicular. Endocitosis.

Tema 14- El núcleo.

Localización y funciones. La membrana nuclear. Organización del DNA en el núcleo: eucromatina y heterocromatina. Nucleosomas. Nucleolos. El transporte nuclear.

Tema 15- Citoesqueleto. Estructura, organización y funciones. Microfilamentos, microtúbulos, filamentos intermedios. Proteínas motoras. Uniones intercelulares.

V. Metabolismo celular

Tema 16- Introducción al metabolismo y a la bioenergética celular.

Energía, catabolismo y anabolismo. Importancia del ATP como molécula de intercambio de energía. Transportadores biológicos de electrones.

Tema 17- Aspectos generales de las principales rutas metabólicas.

Metabolismo de carbohidratos. Metabolismo de lípidos.  Metabolismo de compuestos nitrogenados.

Tema 18.- Mitocondrias, peroxisomas y cloroplastos.

Estructura y función de las mitocondrias. El ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa. La cadena de transporte de electrones. La ATPasa mitocondrial. Funciones y biogénesis de los peroxisomas. Estructura y función de los cloroplastos. La fotosíntesis.

VI. Transmisión de la información genética

Tema 19- Conceptos básicos de genética molecular.

 Concepto de gen. Genotipo y fenotipo. Mutaciones.

Tema 20- Del DNA a las proteínas.

Replicación y transcripción del DNA. Traducción del mRNA: el código genético y la síntesis de proteínas. Regulación de la expresión génica.

Tema 21.- El Ciclo celular. Fases de la vida en una célula. Control del ciclo celular. La división celular: mitosis y meiosis. Apoptosis.

VII. Ecología.

Tema 22.- Ecología de poblaciones y de comunidades. Estructura y dinámica de los Ecosistemas. Interacciones con el ecosistema. Relaciones intra e interespecíficas. Biodiversidad.

Programa de prácticas de laboratorio (5 sesiones de 2 horas)

Práctica 1

Introducción al manejo del microscopio óptico. Medida del tamaño de un objeto microscópico.

Práctica 2

Observación de tipos celulares. Procariotas.

Práctica 3

Observación de tipos celulares. Eucariotas pluricelulares.

Práctica 4

Observación de tipos celulares. Eucariotas unicelulares.

Tinción de cromosomas: observación de la mitosis.

Práctica 5

Aislamiento de cloroplastos y determinación de clorofila.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las clases teóricas y los seminarios se impartirán en el aula y horario establecidos por el Decanato de la Facultad y publicados en su página web. Los seminarios se irán intercalando entre las clases teóricas a medida que avance la asignatura y se anunciarán en su momento.

Los exámenes globales se determinan también por el Decanato de la Facultad y se publican en la página web.

Las sesiones de prácticas, seminarios y controles se anunciarán durante el curso. Los cuadernos de prácticas se presentarán, de cualquier forma, al menos dos semanas antes de la realización del examen teórico.

La asignatura constará de 45 horas de clases teóricas, 5 horas de seminarios y 10 horas de clases prácticas en laboratorio.