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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOLOGIA MOLECOLARE
Insegnamento
FISICA BIOLOGICA CON COMPLEMENTI DI MATEMATICA
SC01122850, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOLOGIA MOLECOLARE
SC1166, ordinamento 2015/16, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese BIOLOGICAL PHYSICS AND SUPPLEMENTARY MATHEMATICS
Sito della struttura didattica http://biologiamolecolare.scienze.unipd.it/2018/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile FULVIO BALDOVIN FIS/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
BASE Discipline matematiche, fisiche e informatiche FIS/01 2.0
BASE Discipline matematiche, fisiche e informatiche FIS/02 1.0
BASE Discipline matematiche, fisiche e informatiche FIS/03 1.0
BASE Discipline matematiche, fisiche e informatiche MAT/05 2.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
ESERCITAZIONE 1.0 16 9.0 Nessun turno
LEZIONE 5.0 40 85.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019

Syllabus
Prerequisiti: Fisica generale. Analisi matematica (derivate, integrali,...) in una variabile. Meccanismi base di funzionamento cellulare.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Grazie anche allo sviluppo delle moderne tecniche di micro- e nano-manipolazione, la moderna biologia molecolare si propone sempre piu' come una materia interdisciplinare dove le competenze biologiche e chimiche si integrano alla conoscenza delle leggi fisiche che regolano il comportamento cellulare. Il corso si propone un duplice obiettivo. Da un lato affinare ed introdurre gli strumenti matematici e i modelli fisici che permettono la descrizione dei sistemi cellulari e sub-cellulari. Dall'altro, applicare queste conoscenze alla descrizione quantitativa di processi biologici fondamentali quali la trasmissione degli implulsi nervosi, il pompaggio attivo di ioni attraverso le membrane, il meccanismo recettore-ligando per l'attivazione di una specifica funzione biologica, i meccanismi di regolazione e di difesa da shock di pressione osmotica.
Dopo aver rivisitato l'analisi matematica in una e piu' variabili e la teoria della probabilita', vengono ottenute le leggi della diffusione. Quindi, le nozioni di entropia ed energia libera sono applicate alla descrizione quantitativa di processi biologici molecolari.
Modalita' di esame: Esame scritto e successivo esame orale.
Criteri di valutazione: Verra' valutata la capacita' di manipolare in modo quantitativo grandezze, leggi e modelli fisici che regolano il comportamento di dispositivi e processi cellulari. Per questo motivo, l'esame scritto propone la risoluzione di problemi ed e' prevista la consultazione del libro di testo o delle note delle lezioni. Durante la discussione orale verra' valutata la profondita' delle conoscenze e la capacita' di elaborare ragionamenti e deduzioni.
Contenuti: Richiami di Fisica, Chimica e Termodinamica applicate alla Biologia.
Analisi Matematica in una e in piu' variabili.
Cenni sulla struttura cellulare.
Elementi di teoria della probabilita'.
Fisica dalla scala nanometrica alla scala metrica.
Moto Browniano, diffusione e dissipazione.
Entropia, temperatura ed energia libera.
L'azione delle forze entropiche.
La pompa sodio-potassio, i canali ionici, e la trasmissione degli impulsi nervosi.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni alla lavagna, utilizzo della document camera, proiezione di figure o video esplicativi.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Note delle lezioni disponibili on-line.
Testi di riferimento:
  • Philip Nelson, Biological Physics – Energy, Information, Life.. New York: Freeman, 2008. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Problem based learning
  • Case study
  • Questioning
  • Problem solving
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • One Note (inchiostro digitale)
  • Latex