CIB052 Biofísica para Biologia 2018 1

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
PLANO DE ENSINO/PROGRAMA DE DISCIPLINA 
 
PROFESSOR(A): Bianca Mendes Maciel 
 
 
 
CARACTERIZAÇÃO DA DISCIPLINA 
CÓDIGO: CIB 052 
DISCIPLINA: Biofísica para Biologia 
CARGA HORÁRIA: 
Teórica: 30 
Prática: 30 
Total: 60 
CRÉDITO: 
Teórica: 2 
Prática: 1 
Total: 3 
 
EMENTA: Bioenergética. Crescimento e escalas biológicas. Soluções e suspensões. Membranas 
e fenômenos de superfícies. Transporte transmembranar. Bioeletricidade e 
biomecânica. Orientação magnética em animais. Biofísica dos sistemas em seres 
vivos. Aplicação das radiações em biologia e interação com a matéria. 
 
OBJETIVOS: Compreender os fenômenos físicos que naturalmente ocorrem nos organismos 
vivos, através dos conceitos e aplicações da Biofísica Celular e de Sistemas. Entender 
as diferenças entre as radiações e os mecanismos de interação com o ser vivo, 
relacionando-os com a sua aplicação em biologia. 
 
 
METODOLOGIA: Exposição dialogada – Estudo dirigido – Aulas práticas – Seminários – Estudo de caso 
– Vídeos didáticos e softwares interativos. 
 
 
AVALIAÇÃO: 1. Prova escrita dissertativa 
2. Seminários 
3. Exercícios práticos 
 
 
CONTEÚDO 
PROGRAMÁTICO: 
I. PROGRAMA TEORICO 
 
1º crédito teórico: 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
 
1 – Introdução à Biofísica 
a) Origem da vida na Terra: a vida gera ordem. 
 
Objetivo: 
Compreender como os primeiros organismos podem ter surgido da matéria 
inanimada e compreender como os organismos vivos podem ser tão ordenados. 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Introdução. Biofísica Essencial. Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- Biblioteca Scientific Amarican Brasil 4. A vida no cosmo. A origem da vida na Terra. 
São Paulo: Dueto Editorial, 2013. 
- Vídeo: O Surgimento da Vida na Terra 
 
2 – Noções de termodinâmica e bioenergética 
a) Calor e temperatura; entropia, entalpia e energia livre. 
b) Sistema conservativo e sistema dissipativos. 
c) Estabilidade VS Equilíbrio. 
d) Leis da termodinâmica. 
 
Objetivo: 
Compreender que os seres vivos lutam para a diminuição de sua entropia. Isso 
resulta em um aumento da entropia ambiental, pois o fluxo de energia pode deixar 
para trás o aumento da ordem. 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Noções de termodinâmica (capítulo 1). 
Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
 
3 – Propriedades especiais da água e biofísica das soluções 
a) Propriedades físicas e químicas da água. 
b) Tipos de soluções. 
c) Processos termodinâmicos nas soluções. 
 
Objetivos: 
- Compreender as propriedades especiais da água que a tornam uma molécula vital, 
tais como: assimetria da molécula, alta densidade, alto calor específico, alto calor de 
vaporização, tensão superficial e baixa viscosidade; 
- Compreender os processos termodinâmicos nas soluções. 
 
Material de apoio: 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Biofísica das soluções (capítulo 5). 
Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- HENEINE, I.F. Soluções em Biologia (capítulo 6). Biofísica Básica. Rio de Janeiro: 
Atheneu, 1991. 
 
4- Mecanismos de difusão e osmose: transporte através das membranas 
a) Difusão (difusão simples VS difusão facilitada). 
b) Osmose. 
c) Lei de Fick 
d) Osmolaridade celular e o transporte ativo (controle da tonicidade) 
 
Objetivo: 
Compreender a dinâmica de partículas nas soluções, tendo como principal foco o 
transporte de soluções através de membranas semipermeáveis, buscando o 
entendimento dos mecanismos de absorção de fármacos. 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Biofísica das soluções (capítulo 5). 
Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
 
5 – Natureza elétrica da membrana plasmática (bioeletrogênese) 
a) Membrana celular: estrutura e propriedades elétricas 
b) Potencial de membrana 
c) Potencial de repouso 
d) Equação de Nerst e Goldman 
 
Objetivos: 
- Compreender a função e a morfologia da membrana plasmática; 
- entender como a célula é capaz de produzir fenômenos elétricos e o papel dos íons 
na bioeletricidade; 
- entender que o potencial de repouso é um estado de estabilidade celular; 
- aplicar a equação de Nerst e Goldman nos potenciais de membrana 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Bioeletricidade (capítulo 9). Biofísica 
Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Membrana celular (capítulos 3 e 4). 
Fisiologia Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/ 
 
6- Sinapse e Potencial de Ação 
a) Estrutura do neurônio 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
b) Potencial excitatório pós-sináptico 
c) Potencial inibitório pós-sináptico 
 
Objetivo: 
Abordar os potenciais de membrana gerados durante o repouso e durante a ação 
pelas células nervosas. 
 
Material de apoio: 
- GUYTON. Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação. Tratado de Fisiologia 
Médica. Rio de Janeiro. Guanabar Koogan. 
 
Vídeos e softwares interativos: 
- https://www.youtube.com/watch?v=7EyhsOewnH4 
- https://www.youtube.com/watch?v=CoQBMyFe7LM 
- https://phet.colorado.edu/pt_BR/ 
- http://nerve.bsd.uchicago.edu/ 
 
2º crédito teórico: 
 
7 – Junção neuromuscular e contração muscular 
a) Componentes funcionais do músculo 
b) Neurotransmissão da contração muscular 
c) Força e tônus muscular 
 
Objetivo: 
Compreender os mecanismos de neurotransmissão para a contração muscular; 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Células Excitáveis (capítulo 8). Fisiologia 
Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
 
Vídeos 
- http://www.youtube.com/watch?v=cIY22fO9A6o 
- http://www.youtube.com/watch?v=KyXrOPe_Fao 
- http://www.youtube.com/watch?v=Rn3ZMzPGfQ0 
- http://www.youtube.com/watch?v=xJu78emaMAg 
- http://people.eku.edu/ritchisong/301notes3.htm 
- https://www.youtube.com/watch?v=y7X7IZ_ubg4 
- https://www.youtube.com/watch?v=BMT4PtXRCVA 
 
8 – Biofísica do sistema circulatório 
a) Biofísica dos fluidos 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
b) Eletrofisiologia cardíaca 
 
Objetivo: 
Entender os processos biofísicos envolvidos no sistema circulatório e compreender 
os potenciais de membrana gerados durante a sístole e diástole cardíaca. 
 
Material de apoio 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Biofísica dos fluidos (capítulo 4). Biofísica 
Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- GUYTON. Excitação Rítmica do Coração. Tratado de Fisiologia Médica. Rio de 
Janeiro. Guanabara Koogan. 
 
9 – Biofísica da visão e audição 
a) Anatomia do globo ocular. 
b) Dualidade da luz (luz como onda, luz como partícula). 
c) Formação da imagem. 
d) Anatomia do ouvido. 
e) Transformação da energia sonora em energia mecânica. 
 
Objetivo: 
Compreender os fenômenos biofísicos necessários para transformação da energia 
propagada pelas ondas (eletromagnética e sonora) em energia elétrica propagada 
pelos neurônios, durante os processos que governam a função visual e auditiva. 
 
Material de apoio: 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Ondas (capítulo 7). Biofísica Essencial. Rio 
de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- GUYTON. O Olho: I Óptica da Visão. Tratado de Fisiologia Médica.Rio de Janeiro. 
Guanabar Koogan. 
- GUYTON. O Olho: II Função receptora e Neural da Retina. Tratado de Fisiologia 
Médica. Rio de Janeiro. Guanabar Koogan.- HENEINE, I.F. Biofísica da audição (capítulo 18). Biofísica Básica. Rio de Janeiro: 
Atheneu, 1991. 
 
10 – Radiação e radiobiologia 
a) Tipos de radiação 
b) Ionização direta e indireta 
c) Interação da radiação com a matéria 
d) Proteção radiológica 
e) Interação da radiação infravermelha gerada com a atmosfera e o efeito estufa. 
 
Objetivo: 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
Entender as diferenças entre as radiações e os mecanismos de interação com o ser 
vivo, relacionando-os com a sua aplicação em biologia. 
 
Material de apoio 
- MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Radiação (capítulo 8). Biofísica Essencial. 
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
- Artigos científicos 
 
II. PROGRAMA PRÁTICO 
 
• Boas práticas em laboratório 
• Aparelhos e utensílios de uso frequente em laboratório 
• Cálculo de soluções 
• Preparo de soluções concentradas 
• Preparo de soluções diluídas 
• Difusão e diálise 
• Resistência globular 
• Pressão osmótica 
• Espectrofotometria 
• Cromatografia 
• Seminários (Radiação/Radiobiologia; Magnetismos e Orientação magnética 
em animais; Som e Ecolocalização) 
 
 
REFERÊNCIAS: Biofísica Essencial 
MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2013. 
 
Biofísica básica 
HENEINE, Ibrahim Felippe. Biofísica basica. São Paulo: Atheneu, 2000. 
 
Biofísica 
GARCIA, Eduardo A.C. Biofísica. Sao Paulo: Sarvier, 1998. 
 
Física para ciências biológicas e biomédicas 
OKUNO, Emico; CALDAS, Ibere Luiz; CHOW, Cecil. Física para ciências biológicas e 
biomédicas. São Paulo: Harbra, c1986. 
 
Biofísica – Fundamentos e aplicações 
DURAN, J. E. R. Biofísica – Fundamentos e aplicações. São Paulo: Prentice Hall, 2003. 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - DCB 
 
 
Biologia Molecular da Célula 
ALBERTS et al. Biologia Molecular da Célula. Editora Artes Médicas. 4ª Edição, 2004. 
 
Tratado de Fisiologia Médica 
GUYTON, A. Tratado de Fisiologia Médica. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara, 1997. 9a. 
ed. 
 
Fisiologia Essencial 
MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, D.M. Fisiologia Essencial. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2013. 
 
 
 
LOCAL: Ilhéus DATA: 25/09/2017 
ASSINATURA: