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Academic Year/course: 2022/23

446 - Degree in Biotechnology

27102 - Physics


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
27102 - Physics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
9.0
Year:
1
Semester:
Annual
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

It is a basic formation course within the degree whose objective is to provide the student with a basic training in general aspects of Physics. Special emphasis on introductory, specific and instrumental aspects for the study of Biology, Biochemistry and Biotechnology.

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the results of subject learning provides training and competence to contribute to some extent to its achievement: 

  • Objective 4: Quality education.
  • Objective 5: Gender equality.
  • Objective 9: Industry, innovation and infrastructures

1.2. Context and importance of this course in the degree

  • The course is within the module of basic training taught the first year of the degree that has as objectives to provide the student with basic training not only in Chemistry and Biology, but also in scientific-technic
    disciplines, necessary for the study of Biotechnology, such as Physics. It also homogenizes the knowledge level
    of students from different backgrounds.

  • The course is necessary to understand basic physical aspects of Biotechnology as well as to be able to apply some of the laboratory techniques used in other courses.

  • It provides basic knowledge to be able to take other courses (Physical Chemistry, Biophysics, etc.)


1.3. Recommendations to take this course

  • To attend class regularly.
  • To work regularly  and respect the assigned delivery dates.
  • To consult and use the recommended bibliography.
  • To use the different materials provided by the teacher through the ADD.
  • To ask the teacher questions in the tutoring sessions

2. Learning goals

2.1. Competences

Be able to:

- solve theoretical and practical issues related to the contents of the course, knowing the the basic laws
of physics and being able to apply them to biological systems.

-describe in physical terms the properties of body fluids: viscosity, turbulence, flow velocity and drag forces.

-derive some macroscopic properties of gaseous systems based on microscopic behavior.

-apply correctly the principles of Thermodynamics to biological phenomena.

-understand thermal regulation mechanisms analyze the effects of electrostatic fields on different material media

-calculate the effects of magnetic fields on charges and currents, as well as on the different types of materials.

-analyze the propagation of electromagnetic waves in general, and of light in particular, in different material media and to be able to analyze interference and diffraction phenomena.

-understand the basic principles of operation and applications of a colorimeter, spectrophotometer, mass spectrometer, magnetic resonance, etc.

-describe the main effects of radiation at the cellular and organism level, apply the magnitudes used for its measurement and know basic measures of radiological protection.

2.2. Learning goals

  • To solve theoretical and practical issues related to the cointents of the course in each of the topics in which the course is divided

  • To prepare reports on specific topics (laboratory practices, bibliographic works, etc.) with scientific rigor and linguistic precision.

2.3. Importance of learning goals

The behavior of biological systems is conditioned by physical laws (fluid dynamics, movement of gases, thermodynamics, electromagnetic interactions, etc. ..) in addition to laws and chemical reactions. This physics knowledge is necessary to understand this basic behavior, to model complex behaviors , as well as to support a large number of analysis techniques used to study biological systems.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

Several theoretical-practical tests will be carried out throughout the course (70% of the final mark) to evaluate parst of the course. It will require a minimum mark of 4 in any test. Within each test both the theoretical part and the practice must also needs a 4 as a minimum mark. The minimum number of test will be two: first and second semester.

However the offical test will be held at faculty official dates.
Evaluation of other learning activities as student solving problems, practical cases proposed by the teacher and work in the laboratory addup to 30% of the final mark. A minimum mark of 4 will be required in this part of the evaluation.

In addition to the evaluation modality indicated in the previous points, the student will have the possibility of being evaluated in a global test, which will judge the achievement of the learning results indicated above. Fraud or total or partial plagiarism in any of the evaluation tests will lead to the fail of the course with the minimum note, in addition to the disciplinary sanctions that the guarantee committee adopts for these cases

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented divided in two formative activities. 

  • Formative Activity 1: Acquisition of basic knowledge of Physics (6 ECTS). 
    Methodology: participatory Lectures in large group. 
    Tutorials (small and / or individual groups). 
    Working with Web support
    Reporting on topics proposed by the teacher, presentation and discussion in class. 
  • Formative Activity 2. Troubleshooting and analysis of case studies in small groups in the lab and / or classroom (3 ECTS) 
    Methodology: Personal study. 
    Problem-based learning. 
    Working in the laboratory. 
    Prepare reports on laboratory work according to the model proposed by the Professor

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures.
  • Practice sessions. Interactive sessions in which  on problems.
  • Online activities.
  • Laboratory practical work in small groups.
  • Tutorials.

Support using the available resources in the space allocated to the subject in moodle. It will serve as a repository of materials: presentations of topics, exercises, virtual laboratory, etc.

The teaching and evaluation activities will be carried out in person unless, due to the health situation, the provisions issued by the competent authorities and by the University of Zaragoza require them to be carried out electronically or semi-electronically with reduced capacity. 

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • Classical mechanics. 
    Dynamics of a particle. Newton's laws. Static. 
    Energy and work. Conservation theorems. 
    Forces of friction and drag. Elasticity. 
  • Fluid Mechanics. 
    Statics of fluids. Ideal fluid dynamics. Real fluids. 
    Phenomena surface. 
  • Statistical Mechanics. 
    Kinetic theory of gases. 
    Thermal equilibrium and temperature. 
  • Thermodynamics. 
    Internal energy. Heat and work. First principle. 
    Entropy and second principle. 
    Thermal properties of matter. 
  • Electromagnetism. 
    Electrostatics: field and potential. 
    Dielectrics and conductors. 
    Stationary electric current. 
    The static magnetic field. 
    Electric and magnetic properties of matter. 
    Electromagnetic waves. 
  • Optics. 
    Light progation. Reflection and refraction. 
    Diffraction and interference phenomena. 
    Formation of the optical image. The eye. 
  • The structure of matter. 
    The atom and atomic nucleus. Radioactivity. Radiation-matter interaction. 
    Biological effects of radiation. Dosimetry and radiation protection.

4.4. Course planning and calendar

The period of lectures and practical classes will coincide with the established officially. Available at: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

The places of classes and practical sessions, as well as the calendar and practice groups will be established in coordination with the rest of teachers at the beginning of the academic year. The Coordinator will produce groups of practices in order not to produce overlaps with other subjects.

Personalized tutoring: 1 hour/month per pupil in groups of 10 students in time to agree with the teacher.

Schedule of submission of papers: each proposed task will appear on the moodle platform along with the date of delivery. 

For students enrolled in, places, times and dates of lectures and practical sessions will be published in the Biotechnology Official Bulletin Board  of the grade on the platform Moodle at the University of Zaragoza https://moodle2.unizar.es/add/  and in the moodle course. These channels are also used to communicate enrolled students distribution by groups of practices that will be organized by the coordination of the degree.

Provisional dates are available on the website of the Faculty of Sciences in the corresponding section of the degree in biotechnology: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia. In this web the dates of exams in the section degree in biotechnology are also available.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27102&Identificador=12498


Curso Académico: 2022/23

446 - Graduado en Biotecnología

27102 - Física


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
27102 - Física
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
9.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Anual
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

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

Se trata de una asignatura de formación básica dentro del Grado cuyo objetivo es proporcionar al alumno una formación básica en aspectos generales de la Física. Se pondrá especial énfasis en aspectos introductorios, específicos e instrumentales de utilidad para el estudio de la Biología, Bioquímica y Biotecnología.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: 

  • Objetivo 4: Educación de calidad.
  • Objetivo 5: Igualdad de género.
  • Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

- Se sitúa dentro del módulo de formación básica impartido el primer curso del grado que tiene como objetivos proporcionar al alumno una formación básica no sólo en Química y Biología, sino también en disciplinas científico técnicas necesarias para el estudio de la Biotecnología, como es la Física, además de nivelar los conocimientos de los alumnos de distintas procedencias.
- La asignatura es necesaria para poder comprender aspectos físicos básicos para la Biotecnología así como para poder aplicar algunas de las técnicas de laboratorio utilizadas en otras asignaturas.
- Proporciona conocimientos básicos para poder cursar otras asignaturas (Química Física, Biofísica, etc..)

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura


- Asistir a clase de una forma continuada.
- Llevar los trabajos al día y respetar las fechas de entrega asignadas.
- Consultar y utilizar la bibliografía recomendada.
- Usar los diferentes materiales proporcionados por el profesor a través el ADD.
- Consultar dudas al profesor en los horarios de tutorías.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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

Resolver cuestiones teóricas y prácticas relacionadas con los conocimientos impartidos. Conocerá las leyes básicas de la física y será capaz de aplicarlas a los sistemas biológicos.

Describir en términos físicos las propiedades de los fluidos corporales: viscosidad, turbulencia, velocidad de flujo y fuerzas de arrastre.

Derivar algunas propiedades macroscópicas de los sistemas gaseosos partiendo del comportamiento microscópico.

Aplicar correctamente los principios de la Termodinámica a los fenónemos biológicos.

Comprender los mecanismos de regulación térmica

Analizar los efectos de los campos electrostáticos sobre diferentes medios materiales

Calcular los efectos de los campos magnéticos sobre cargas y corrientes, así como sobre los distintos tipos de materiales.

Analizar la propagación de ondas electromagnéticas en general, y de la luz en particular, en distintos medios materiales y poder analizar fenómenos de interferencia y difracción.

Comprenderá los principios básicos del funcionamiento y las aplicaciones de un colorímetro, espectrofotómetro, espectrómetro de masas, de la resonancia magnética, etc.

Describir los principales efectos de la radiación a nivel celular y de organismo, aplicar las magnitudes utilizadas para su medición y conocer medidas básicas de protección radiológica.

2.2. Resultados de aprendizaje

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

Resolver cuestiones teóricas y prácticas relacionadas con los conocimientos impartidos en cada uno de los temas en que se divide la asignatura

Elaborar informes de temas concretos, (prácticas de laboratorio, trabajos bibliográficos, etc.) con rigor científico y precisión lingüística.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El comportamiento de los sistemas biológicos viene condicionado por las leyes físicas (dinámica de fluidos, movimiento de gases, termodinámica, interacciones electromagnéticas, etc..) además de por leyes y reacciones químicas.
Son necesarios estos conocimientos para comprender dicho comportamiento básico, para modelizar comportamientos complejos, así como para fundamentar gran cantidad de técnicas de análisis utilizadas para estudiar sistemas biológicos.

3. Evaluación

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

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

Evaluación de conocimientos en pruebas teórico-prácticas a lo largo del curso (70% de la nota final), que eliminarán materia. Se exigirá una nota mínima de 4 en cada prueba para considerarla superada. Dentro de cada prueba, tanto la parte teórica como la práctica, deben superar también un 4 como nota mínima. 
 
El número mínimo de pruebas es dos, una al final de cada semestre. En el caso de no haber superado alguna de las pruebas, o de querer mejorar nota, los alumnos se presentarán al examen final.
 
Evaluación del aprendizaje del alumno mediante la resolución de problemas, casos prácticos propuestos por el profesor de la asignatura y trabajo en el laboratorio (30 % de la nota final). Se exigirá una nota mínima de 4 en esta parte de la evaluación.

Además de la modalidad de evaluación señalada en los puntos anteriores, el alumno tendrá la posibilidad de ser evaluado en una prueba global, que juzgará la consecución de los resultados del aprendizaje señalados anteriormente.

El temario que los estudiantes deben utilizar para preparar las diferentes pruebas se encuentra en el apartado "Actividades y recursos" de esta misma guía docente.

El fraude o plagio total o parcial en cualquiera de las pruebas de evaluación dará lugar al suspenso de la asignatura con la mínima nota, además de las sanciones disciplinarias que la comisión de garantía adopte para estos casos.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

Actividades de aprendizaje programadas. 

Actividad Formativa 1: Adquisición de conocimientos básicos de Física (6 ECTS).
Metodología:
Clases magistrales participativas en grupo grande.
Tutorías (grupos pequeños y/o individualizadas).
Trabajo con apoyo de soporte Web y simulaciones en aula informática.
Elaboración de informes sobre tópicos propuestos por el profesor, presentación y debate en clase.
Actividad Formativa 2: Resolución de problemas y análisis de casos prácticos en grupo pequeño en el laboratorio y/o aula (3 ECTS).
Metodología:
Estudio personal de material preparatorio.
Aprendizaje basado en problemas.
Trabajo en equipo e individual.
Trabajo en el Laboratorio de prácticas.
Elaboración de informe de trabajos y prácticas según modelo propuesto por el profesor

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Clases de teoría en forma de exposiciones

Clases de problemas participativas.

Prácticas de laboratorio en grupos reducidos.

Tutorías personalizadas.

Actividades telemáticas de evaluación continua.

Apoyo a la formación mediante los recursos disponibles en el espacio asignado a la asignatura en el Anillo Digital Docente.

Existe un curso en la plataforma https://moodle2.unizar.es  que servirá como repositorio de materiales: presentaciones de los temas, ejercicios, laboratorio virtual, etc.

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

Todo alumno será informado sobre los riesgos que puede tener la realización de las prácticas de esta asignatura, así como si se manejan productos peligrosos y qué hacer en caso de accidente, y deberá firmar el compromiso a cumplir con las normas de trabajo y seguridad para poder  realizarlas. Para más información, consultar la información para estudiantes de la Unidad de Prevención de Riesgos Laborales: http://uprl.unizar.es/estudiantes.html.

4.3. Programa

Los contenidos de estas actividades seguirán el siguiente temario:


Mecánica clásica. 
Dinámica de una partícula. Leyes de Newton. Estática. 
Energía y trabajo. Teoremas de conservación. 
Fuerzas de rozamiento y arrastre. Elasticidad. 
Mecánica de Fluidos. 
Estática de fluidos. Dinámica de fluidos ideales. Fluidos reales. 
Fenómenos de superficie. 
Mecánica estadística. 
Teoría cinética de gases. 
Equilibrio térmico y temperatura. 
Termodinámica. 
Energía interna. Calor y trabajo. Primer principio. 
Entropía y segundo principio. 
Propiedades térmicas de la materia. 
Electromagnetismo. 
El campo y el potencial electrostáticos. 
Dieléctricos y conductores. 
Corriente eléctrica estacionarla. 
El campo magnetostático. 
Propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. 
Ondas electromagnéticas. 
Óptica. 
Propagación de la luz. Reflexión y refracción. 
Fenómenos de interferencia y difracción. 
Formación de la imagen óptica. El ojo. 
Estructura de la materia. 
El átomo y el núcleo atómico. La radiactividad. Interacción radiación-materia. 
Efectos biológicos de la radiación. Dosimetría y radioprotección.

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

 

El periodo de clases teóricas y de problemas coincidirá con el establecido oficialmente. Consultar en: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

Los lugares de impartición de las sesiones, el calendario y los grupos de prácticas se establecerán de manera coordinada con el resto de materias a principio de curso. El coordinador confeccionará los grupos de prácticas a principio de curso con el objeto de no producir solapamientos con otras asignaturas.

Tutorías personalizadas: 1 hora/mes por alumno en grupos de 10 alumnos en horario a acordar con el profesor.

Calendario de presentación de trabajos: Cada tarea propuesta aparecerá en la plataforma moodle junto con su fecha de entrega.

Para aquellos alumnos matriculados los lugares, horarios y fechas de clases teóricas y sesiones prácticas se harán públicos a través del TABLON DE ANUNCIOS DEL GRADO en la plataforma Moodle de la Universidad de Zaragoza  https://moodle2.unizar.es/add/ y en el moodle de la asignatura. Dichas vías serán también utilizadas para comunicar a los alumnos matriculados su distribución por grupos de prácticas que serán organizados desde la Coordinación del Grado.  

Unas fechas provisionales se podrán consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente del Grado en Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

En dicha web se podrán consultar también las fechas de exámenes en el apartado Grado en Biotecnología.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27102&Identificador=12498