12
Página 1 de 12 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Formamos seres humanos para una cultura de paz Facultad de Ciencias Biológicas Escuela Profesional de Biología Semestre 2018 I SILABO I. DATOS GENERALES 1.1 Asignatura : Física 1.2 Código : CB-0207 1.3 Semestre Académico : II 1.4 Créditos : tres 1.5 Naturaleza : Práctico- Teórico- 1.6 Horas : Teoría: 01, Laboratorio: 02-02 1.7 Condición : Obligatorio 1.8 Requisito : EB-1032 Calculo diferencial e integral 1.9 Disciplina : Ciencias Básicas 1.10Profesor : Teoría: Iván R. Ramírez Jiménez Laboratorio: Iván R. Ramírez Jiménez 1.11 Correo Institucional : [email protected] II. -SUMILLA: Es una asignatura propedéutica práctica teórica del área de ciencias básicas, que tiene como mira, que el estudiante comprenda desde la perspectiva de la física, algunos procesos fundamentales que tienen lugar en los sistemas vivos, y que adquiera conceptos en la interpretación de ciertas leyes físicas ,y su utilización en determinados procesos de la Biología, valorando la conservación, y la transformación de la biodiversidad con criterios de sostenibilidad y preservación del ambiente. Esta asignatura contribuye en la formación académica del estudiante y estimula el interés en los procesos biológicos. Esta dividida en cuatro unidades de aprendizaje: 1- Leyes dinámicas y energéticas de la biomecánica en campos g, E y B 2- electromagnetismo 3- Ondas mecánicas y electromagnéticas. 4- Óptica geométrica. III. ASPECTOS DEL PERFIL PROFESIONAL QUE APOYA LA ASIGNATURA Coadyuva decididamente en la obtención inicial de habilidades y destrezas para el trabajo grupal en laboratorio. Contribuye en la adquisición de hábitos rigurosos de disciplina intelectual y física para llevar adelante trabajos de investigación formativa. Los inicia en la adquisición de responsabilidad social, para poner sus conocimientos al servicio del bien común y del desarrollo de una justa Sociedad Peruana enmarcada dentro de una cultura de paz. IV. COMPETENCIAS DEL CURSO Al finalizar el dictado de la asignatura, el estudiante será capaz de : Identificar, y definir algunas leyes fundamentales de la biomecánica, de la radiación electromagnética y de la óptica geométrica y ondulatoria. Diferenciar, y aplicar estas leyes, tanto teóricamente como experimentalmente, en la solución de problemas relacionados con algunos comportamientos estructurales y funcionales biológicos, Valorar su utilidad y relevancia en el estudio interdisciplinario de algunos procesos biológicos.

UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

  • Upload
    others

  • View
    32

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 1 de 12

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Formamos seres humanos para una cultura de paz

Facultad de Ciencias Biológicas Escuela Profesional de Biología

Semestre 2018 – I

SILABO

I. DATOS GENERALES

1.1 Asignatura : Física

1.2 Código : CB-0207

1.3 Semestre Académico : II

1.4 Créditos : tres

1.5 Naturaleza : Práctico- Teórico-

1.6 Horas : Teoría: 01, Laboratorio: 02-02

1.7 Condición : Obligatorio

1.8 Requisito : EB-1032 Calculo diferencial e integral

1.9 Disciplina : Ciencias Básicas

1.10Profesor : Teoría: Iván R. Ramírez Jiménez

Laboratorio: Iván R. Ramírez Jiménez

1.11 Correo Institucional : [email protected]

II. -SUMILLA:

Es una asignatura propedéutica práctica teórica del área de ciencias básicas, que tiene como

mira, que el estudiante comprenda desde la perspectiva de la física, algunos procesos

fundamentales que tienen lugar en los sistemas vivos, y que adquiera conceptos en la

interpretación de ciertas leyes físicas ,y su utilización en determinados procesos de la Biología,

valorando la conservación, y la transformación de la biodiversidad con criterios de sostenibilidad

y preservación del ambiente.

Esta asignatura contribuye en la formación académica del estudiante y estimula el interés en los

procesos biológicos.

Esta dividida en cuatro unidades de aprendizaje:

1- Leyes dinámicas y energéticas de la biomecánica en campos g, E y B

2- electromagnetismo

3- Ondas mecánicas y electromagnéticas.

4- Óptica geométrica.

III. ASPECTOS DEL PERFIL PROFESIONAL QUE APOYA LA ASIGNATURA

Coadyuva decididamente en la obtención inicial de habilidades y destrezas para el trabajo

grupal en laboratorio.

Contribuye en la adquisición de hábitos rigurosos de disciplina intelectual y física para

llevar adelante trabajos de investigación formativa.

Los inicia en la adquisición de responsabilidad social, para poner sus conocimientos al

servicio del bien común y del desarrollo de una justa Sociedad Peruana enmarcada

dentro de una cultura de paz.

IV. COMPETENCIAS DEL CURSO

Al finalizar el dictado de la asignatura, el estudiante será capaz de :

Identificar, y definir algunas leyes fundamentales de la biomecánica, de la radiación

electromagnética y de la óptica geométrica y ondulatoria.

Diferenciar, y aplicar estas leyes, tanto teóricamente como experimentalmente, en la

solución de problemas relacionados con algunos comportamientos estructurales y

funcionales biológicos,

Valorar su utilidad y relevancia en el estudio interdisciplinario de algunos procesos

biológicos.

Page 2: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 2 de 12

V. UNIDADES DE APRENDIZAJE, PROGRAMACION DE LOS CONTENIDOS Y

ACTIVIDADES

UNIDAD 1: CONCEPTOS BASICOS DE: MEDICIONES Y ERRORES, Y DE LAS LEYES

DINÁMICAS Y ENERGÉTICAS DE LA BIOMECÁNICA EN CAMPOS g, E y B

Logros de aprendizaje.-

Define las leyes que gobiernan los desplazamientos simples, de cuerpos y partículas en campos

g, E y B

Aplica las leyes de las propiedades de los campos en el análisis de fenómenos concretos de las

formas de movimiento de algunos animales, cuerpos rígidos, partículas y iones.

Valora la implicancia del desplazamiento de cuerpos y partículas en los tres tipos de campos

N0 de horas 25

Semanas 5

TEMAS ACTIVIDADES

Semana 1

Introducción al curso.

Mediciones y errores.

Presentación de posibles temas de

investigación formativa.

1.- Solución de problemas, CREADOS A PARTIR de los

trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y

ejercicios de aplicación

2 - Pruebas de entrada condicionales, antes de la

realización de las Prácticas en laboratorio.

3 .- Prácticas de laboratorio

-Mediciones y errores :

-movimientos de un cuerpo en campo gravitacional

-movimiento cargas en Campo eléctrico

- Rueda de Maxwell

Trabajos grupales con presentación de informe, y

evaluación cuantitativa.

4, Uso de Calculadora científica

5 . Manejo del programa Excel y otros de cálculos de

datos de laboratorios

6 -Elaboración en formatos, de los proyectos de

investigación formativa elegidos por cada grupo.

- Problemas de aplicación

Semana 2

Ecuaciones y gráficos de procesos

continuos y variados aplicados a la

Biología

Introducción al cálculo diferencial e integral

Operaciones básicas con vectores

Semana 3

Conceptos de formas de materia

Concepto de campos, clases y

propiedades

campo - gravitacional - eléctrico -

magnético.

Enunciados de Fuerzas - gravitacionales -

eléctricas - magnéticas

Semana 4

Cantidad de movimiento y leyes de la

dinámica - Galileo - Newton

Elección, y formulación de los proyectos

de los trabajos de investigación formativa

por grupos

Semana. 5

Concepto de energía mecánica y sus

formas

- Trabajo realizado por una fuerza

- Energía de traslación (cinética

Energía de Posición: Energía potencial

gravitatoria.

Page 3: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 3 de 12

Lecturas selectas:

-Fuerzas en la natación de un pez. G.C Mc Donald. Física

para la Ciencias de la vida pp 25-26

-Las corrientes térmicas en el vuelo de las aves. G.C Mc

Donald. Física para la Ciencias de la vida pp 73-75

La centrífuga y el fraccionamiento de la célula. G.C Mc

Donald. Física para la Ciencias de la vida pp 71-73

Técnicas Didácticas a emplear

-Exposición oral en Pizarra y uso de multimedia como

síntesis

-Ejemplos, solución de problemas y revisión de tareas

-Preguntas con retroalimentación

-Pruebas de entrada en el trabajo de laboratorio

-Revisión de informes, con observaciones y comentarios

-Cuantificación de los informes grupales

- Revisión de avance de los trabajo de investigación

formativa

Equipos y materiales

1.Guías de laboratorio 10 practicas

2. Múltiples Equipos, dispositivos y materiales de

laboratorio.

3. Uso de computadoras para gráficos y cálculos

4. Uso de distintos software y Multimedia

UNIDAD 2: BIOELECTROMAGNETISMO

Logros de aprendizaje.-

Identifica las leyes que caracterizan las propiedades de las cargas eléctricas, estáticas y en

movimiento,

Aplica los conceptos de los campos eléctricos y magnéticos en algunos fenómenos y procesos

biológicos y

Valora su implicancia en el comportamiento, de las partes constituyentes de las membranas,

células biológicas y organismos biológicos.

n0 de horas 15

Semanas: 3

TEMAS ACTIVIDADES

Semana 6

campo eléctrico

Energía potencial eléctrica - Potencial eléctrico

Enunciado de aplicaciones en membranas

biológicas.

Energía eléctrica de un condensador Aplicación en: membranas biológicas

1.- Solución de problemas, CREADOS A PARTIR

de los trabajos de laboratorio, y análisis teóricos.

Ejemplos y ejercicios de aplicación.

2.- 3 .- Prácticas de laboratorio y Pruebas de

entrada

Líneas de fuerza del campo eléctrico

- Ley de ohm

: trabajo grupal con presentación de informe, y evaluación cuantitativa

-Control y revisión del avance de los trabajos de

investigación formativa: trabajo grupal con

presentación de avance, y evaluación

cuantitativa.

3.-1ra Practica calificada

4 -Examen parcial formativo.

5 - movimiento cargas en Campo magnético

Semana 7

Energía eléctrica de un condensador Corriente eléctrica. Ley de Ohm

Circuitos de corriente eléctrica.

Aplicación en: membranas biológicas.

Semana 8

Primer examen parcial

Semana 9

Corriente eléctrica. Ley de Ohm

Circuitos de corriente eléctrica.

Aplicación en: membranas biológicas.

Page 4: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 4 de 12

Semana 10

campo magnético:

Leyes de Bio-Savart y Ampere

Frecuencia ciclo trónica de partículas cargadas.

Aplicaciones: en desarrollo de bacterias Lactobacillus.

Lecturas selectas

Electroforesis. G.C Mc Donald. Física para la

Ciencias de la vida. pp 287- 290

-Potenciales de membrana en los animales. G.C

Mc Donald. Física para la Ciencias de la vida pp

240-2422

-Propiedades electrostáticas de las membranas

de los nervios. G.C Mc Donald. Física para la

Ciencias de la vida pp 242-243

-Propiedades electrodinámicas de las

membranas biológicas. G.C Mc Donald. Física

para la Ciencias de la vida pp 252-253

Desarrollo de La masa corporal de ratones

albinos sometidos a un campo magnético

continuo de 5 mT. Ivan Ramírez y Col. Revista de

Ciencias. 2006 pp 45-54.

Técnicas Didácticas a emplear

-Solución de problemas

-Preguntas con retroalimentación

-Pruebas de entrada en el trabajo de laboratorio

-Revisión de informes, con observaciones y

comentarios

-Cuantificación de los informes presentados por

grupos de alumnos

-Exposiciones de temas selectos por grupos de

alumnos y debate

- Búsquedas en Internet

Equipos y Materiales

1.Guías de laboratorio

2. Múltiples Equipos, dispositivos y materiales de

laboratorio.

3. Uso de computadoras para gráficos y cálculos

4. Uso de distintos software y Multimedia

UNIDAD 3: - MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE, ONDAS MECÁNICAS Y

ELECTROMAGNÉTICAS

Logros de aprendizaje.-

Define las leyes de las de los movimientos periódicos de los cuerpos y partículas en el tiempo y

espacio,

Aplica estas leyes, en función de sus frecuencias en el análisis de los procesos biológicos y

Valora su implicancia en el uso de las distintas técnicas de rangos de frecuencias y amplitudes de

las ondas en análisis biológicos

n0 de horas 20

semanas : 4

TEMAS ACTIVIDADES

Semana 11

Concepto de los movimientos armónicos,

simples amortiguados, forzados y resonancia.

Enunciación de la Energía del movimiento

armónico simple.

1.- Solución de problemas, CREADOS A PARTIR

de los trabajos de laboratorio, y análisis teóricos.

Ejemplos y ejercicios de aplicación.

Page 5: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 5 de 12

Semana 12

- Ondas - Ecuación de onda.

- Ondas mecánicas y electromagnéticas.

- velocidad de las ondas.

- Sonido , ultrasonido e infrasonido

ondas electromagnéticas térmicas y visibles

Ley de desplazamiento de Wien.

Aplicación: Efecto invernadero y calentamiento

global

2.-Prácticas en laboratorio, y Pruebas de entrada

- M.A.S de un sistema elástico,

- Ondas estacionarias

-Absorción y radiación de ondas infrarrojas

-Medición de frecuencias de ondas

electromagnéticas : trabajo grupal con

presentación de informe, y evaluación cuantitativa

- Presentación del informe final y exposición oral

de los trabajos de investigación terminados por

grupos en pizarra y uso de multimedia, con

evaluación cuantitativa

3.-Control de aprendizaje mediante dos pruebas

formativas de conceptos, con uso de aula virtual

4.-Practica calificada

Semana 13

Radiación de cuerpo negro y la hipótesis de

Planck.

Mecánica Cuántica (concepto).

Absorción y radiación de las ondas

electromagnéticas.

Lecturas

- Obtención de ratones albinos en un campo

magnético pulsante 5 mT. 60 Hz. Y Desarrollo de

su masa corporal Iván Ramírez y Col. Revista

Biotempo. 2006 pp 56-61.

- Influencia del campo magnético en el

metabolismo y desarrollo de Lactobacillus. Iván

Ramírez y Col. Revista Biotempo. 2014.

- Influencia del campo magnético variable de

onda sinusoidal de 10 – 50 KHz y de

intensidades comprendidas entre 10 -100

miliGauss sobre el crecimiento de Lactobacillus

plantarum utilizado como probiótico en alimentos.

-Trabajos de investigacion formativa de

Estudiantes del Curso de Física 2014-2016

Técnicas Didácticas a emplear

.-Solución de problemas

-Preguntas con retroalimentación

-Pruebas de entrada en el trabajo de laboratorio

-Revisión de informes, con observaciones y

comentarios

-Cuantificación de los informes presentados por

grupos de alumnos

-Exposiciones de temas selectos por grupos de

alumnos

y debate

- Búsquedas en Internet

Equipos y Materiales

1.Guías de laboratorio

2. Múltiples Equipos, dispositivos y materiales de

laboratorio.

3. Uso de computadoras para gráficos y cálculos

4. Uso de distintos software y Multimedia

UNIDAD 4: ÓPTICA GEOMÉTRICA Y ONDULATORIA

Logros de aprendizaje.-

Define las leyes de la de las ondas electromagnéticas visibles

Aplica estas leyes, en función de sus frecuencias en los distintos tipos de microscopios y

relacionados con los procesos biológicos y

Valora su implicancia de sus usos , para analizar micro organismos vivos, en relación a la

investigación, en salud humana y ambiental

n0 de horas 10

semanas 2

Page 6: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 6 de 12

Tema Actividades

Semana 14

Óptica geométrica, y ondulatoria. rayos –- lentes –

formación de imágenes. Instrumentos ópticos.

Lupa.-Microscopio compuesto

Poder de resolución.

1.- Solución de problemas, CREADOS A

PARTIR de los trabajos de laboratorio y

análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de

aplicación

2.-prácticas en laboratorio, Pruebas de

entrada

Medidas de ángulos de Reflexión

Medida de índice de Refracción

Medida de la potencia de Lentes

delgadas

Medición de longitud de onda visible

monocromática

trabajo grupal con presentación de

informe, y evaluación cuantitativa

5.Practica calificada.

Lecturas selectas:

-Microscopio de barrido de efecto túnel.

Raymond Serway Fisica tomo II. pp

1207,1219-1226,

Semana 15

Otros instrumentos ópticos y electrónicos

Microscopio de Efecto Túnel

Nanotecnología biológica

Microscopio de fuerza de campo

Lecturas selectas:

Bionanotecnologia

Microscopio de fuerza de campo

Técnicas Didácticas a emplear

-Solución de problemas

-Preguntas con retroalimentación

-Revisión de informes, con observaciones y

comentarios

-Cuantificación de los informes presentados

por grupos de alumnos

-Búsquedas en Internet

Equipos y Materiales

1.Guías de laboratorio

2. Múltiples Equipos, dispositivos y

materiales de laboratorio.

3. Uso de computadoras para gráficos y

cálculos

4. Multimedia

Semana 16 EXAMEN FINAL (Teoría)

Semana 17 EXAMEN SUSTITUTORIO (Teoría)

VI. VINCULACION CON LA INVESTIGACIÓN, EXTENSIÓN UNIVERSITARIA Y/O

PROYECCIÓN SOCIAL

Temas de investigación formativa que podrán ser interdisciplinarios

Aplicación del campo eléctrico en Cámaras de Electroforesis

Diseño, construcción y prueba de un biorreactor para inmersión temporal de plantas

Absorción de energía electromagnética radiante por una hoja de una planta

Determinación de superficies de hojas de plantas mediante calculo diferencial

Medidas aproximadas de intensidades de campo magnético de alta frecuencia alrededor

de la universidad, (contaminación electromagnética)

Desarrollo de Mus musculus dentro de una campo alterno de 60 hz

Page 7: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 7 de 12

Desarrollo de drosophylas en un campo magnético dc de 120 gauss .

Acción de ondas visibles sobre desarrollo de orquídeas

Medición de Contaminación de ruido ambiental en las vecindades de la Facultad o

Universidad..

Calculo de agua contenida en las hojas de una planta

Producción continua de bioabono con estiércol de llama y/o alpaca

Determinación de la salinidad de una laguna del Perú .

Los satélites artificiales y la Biología actual

Influencia de la falta de gravedad en el Estado corporal del astronauta en su periplo

alrededor de la tierra.

Aplicación de la Nanotecnología en Biología

efecto de la radiación UV en el tegumento de un Mus Musculos

Determinación de la luminosidad de un ambiente de laboratorio

Uso del microscopio en la observación de laminas histológicas

Otros propuestos por los propios estudiantes

Los trabajos se desarrollaran por grupos voluntarios. Consta de la elaboración del proyecto, la

ejecución y la elaboración del informe final, con presentación audio visual y exposición frente a

sus compañeros y un jurado calificador.

El desarrollo del trabajo tendrá una duración de 12 semanas

En la primera semana se exponen los trabajos y el formato del proyecto

En la tercera semana se elabora el borrador del proyecto

La cuarta semana se presenta el proyecto terminado. Y se inicia el trabajo.

La novena semana se hace la primera revisión y correcciones del trabajo de investigación

formativa.

La 12ava semana se presenta los resultados de la investigación.

El trabajo de investigación tiene una nota de igual peso que los exámenes, se califica de 10 a 20.

Según el grado de participación de cada integrante del grupo

VII. EVALUACIÓN

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION DE APRENDIZAJE La evaluación se ajusta a la alternativa A del Reglamento de Evaluación de la URP. Se consideran: Primer examen parcial (E1) peso 1 Segundo examen parcial (E2) peso 1 Promedio de prácticas (PP) peso 1 Nota de trabajo de investigación (NI) peso 1 La escala de notas es vigesimal, se aprueba el curso con la nota 11. La fracción mayor o igual que 0.5 se computa como la unidad a favor del alumno solo para el promedio de la nota final. Opcionalmente se tomará un examen sustitutorio (ES) que reemplazará a la menor nota de un EP El promedio de prácticas PP estará dado por la media aritmética del promedio de las prácticas calificadas y del promedio de los informes.

NF = (((((LAB1+LAB2+LAB3+LAB4+LAB5+LAB6+LAB7)/7)+(CTL1+CTL2)/2)/2)+PAR1+FIN1+NI)/4

La nota final (NF) se obtendrá promediando los EP, (ó en su caso ES), el PP y la NI.

NF =( E1+E2+ PP +NI ) / 4 Para tener derecho al examen sustitutorio se requiere el promedio final mínimo de 07.

La presentación oportuna de las tareas y los informes de laboratorio, constituyen criterios de evaluación del curso...La puntualidad en la asistencia a las clases, la asistencia a las horas de tutoría (reforzamiento académico) constituye también

Page 8: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 8 de 12

criterios de evaluación del curso que se reflejaran en nuevas oportunidades para mejorar notas de los exámenes y de los informes de laboratorio

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Raymond Serway Física tomo I y II 1992. Editorial McGraw Hill - 3ra.ed. Mexico. 1439

pp

G. K. Stroter Física aplicada a las ciencias de la salud. 1980 Editorial Mc Graw

Hill.Bogota 448 pp

David Jou Mirabent y otros . Física para las Ciencias de la Vida 2009. Editorial McGraw

Hill. 2da.ed. Espaňa. 459 pp

G.C Mc Donald. Física para la Ciencias de la vida y de la salud.1978. Fondo Educativo

Interamericano. E.U 598 pp

Tarasova L. Tarasova A Preguntas y problemas de Física. 1976.Editorial Mir .Moscú

Alan H. Cromer Física para la ciencias de la vida 1994 .Editorial Reverte. Segunda

edición 578 pp.

Ramírez J. Física Fundamental 1996.. 1ra. Edición. Lima 180 p

Ramírez J. Análisis de experimentos de Física. 2017 Guías de prácticas de laboratorio.

U.R.P .102 p

I. Ramírez. J C.D Aula virtual 2016-II .U.R.P Teoría, Guías de laboratorio, programas, y

exámenes.

I. Ramírez. J y otros. Influencia del campo magnético variable de onda sinusoidal de 10 –

50 khz y de intensidades comprendidas entre 10 -100 miligauss sobre el crecimiento de

Lactobacillus plantarum utilizado como probiótico en alimentos.

Tomas Agurto S y otros. Influencia del campo magnético sobre el crecimiento bacteriano

utilizando onda cuadrática variable entre 20 y 55 KHz con intensidad de 100 miliGauss

en tiempos diferentes para la producción de probióticos, fermentos y metabolitos usados

en la industria alimentaria y la salud.

Alumnos del curso de Física. Segundo semestre 2014-2016. Compendios de trabajos de

investigación formativa .FCB. URP

Ejemplo del FORMATO O PROTOCOLO de investigación formativa

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

UNIDAD DE DE INVESTIGACIÓN de la FCB

2016-II

1 TÍTULO:

Influencia del campo magnético variable de onda sinusoidal de (10 – 40) KHz y de

intensidades comprendidas entre (10 y 100) miliGauss sobre el crecimiento de

Lactobacillus plantarum utilizado como pro biótico en alimentos

2 INVESTIGADOR RESPONSABLE

Nombre y Apellidos: IVAN R. RAMÍREZ JIMENEZ

Correo-e: [email protected]

Teléfono ordinario 2756860

Domicilio: Av. Caminos del inca 2436 surco

COLABORADORES

Nombre y Apellido: Yatsen Wong (Bachiller)

Correo-e:

Teléfono celular: 956052417

Page 9: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 9 de 12

Nombre y Apellidos: David D. Enrique Reyes (Estudiante)

Correo-e: [email protected]

Nombre y Apellidos: Karol BarVILLALOBOS (Estudiante)

Correo-e: [email protected]

Teléfono celular: 969712608

Nombre y Apellidos: Nataly del Águila (Estudiante)

Correo-e: [email protected]

Teléfono celular: 984775458

3 Unidad Académica (Facultad o Escuela de Posgrado) de procedencia.

Facultad de Ciencias Biológicas – Laboratorio F 202.Laboratorio de Física Aplicada a la

Biología

4. Fecha de inicio y término del proyecto.

Período 12 meses Junio 2015 –Junio 2016

5. Línea de investigación aprobada con la que se relaciona el proyecto.

Influencia de los campos magnéticos y continuos y variables en sistemas biológicos.

6. Tipo de investigación: básica, aplicada, científica, tecnológica y/o área de

investigación (de acuerdo a la especialidad).

Aplicada ( x ) (Biotecnología – Física – Microbiología de Alimentos)

7. Problema.

Los tiempos empleados durante los procesos de fermentación y conservación son los

problemas básicos de la industria láctea, como solución la industria se ve forzada al uso

de tecnología altamente cotizada, basada en el control riguroso de la temperatura. La

adquisición y uso de estos equipos significan la principal fuente de aumento de costos de

los derivados lácteos llegando inclusive triplicar los costos en el sector industrial con

respecto a la producción artesanal. Es por eso la necesidad de buscar nuevas

metodologías que permitan explorar tecnologías más baratas que reduzcan a su vez el

tiempo y costo de producción y que no afecten la calidad del producto final.

8. Objetivos.

General:

Determinar la influencia del campo electromagnético de densidad variable y de

baja frecuencia en el crecimiento y metabolismo de Lactobacillus y E. coli.

Específicos:

Determinar el rango de intensidad optima de campo electromagnético variable

sobre el crecimiento y desarrollo de Lactobacillus.

Evaluar el metabolismo de Lactobacillus bajo la influencia de campo

electromagnético en comparación con los producidos en condiciones normales.

9. Justificación e importancia del estudio.

Uno de los sectores que presenta mayor auge en el Perú, es la industria de lácteos

con una tasa anual de crecimiento de 9%.Dentro de sus derivados son bienes altamente

cotizados el queso y el yogurt, que en nuestro país presentan unpujante sector artesanal e

industrial en desarrollo. Esta producción se basa en la utilización de bacterias lácticas

como Lactobacillus acidophilus y S. thermofillus, que se valen de su capacidad de

desdoblar la lactosa y de fermentar azucares; además poseen propiedades benéficas

como el aumento de la capacidad de absorción del sistema digestivo y la producción de

bacteriocinas, sustancias con capacidad inhibidora de bacterias.

El estudio de los factores biofísicos involucrados en el proceso biotecnológico de la

fermentación y sus consecuencias son de completo interés, tales como; la temperatura, el

pH, concentración de nutrientes y oxigeno. La velocidad de fermentación del proceso está

Page 10: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 10 de 12

en una relación directa con el nivel de división y concentración celular, siendo esta

característica la principal en los procesos de producción, ya que determinan el nivel de la

calidad del producto.

Una de las fuerzas que afecta a todo organismo sobre la tierra es el campo magnético,

que no puede ser percibido de manera clara, pero tiene gran influencia en los sistemas

vivos, debido a la capacidad de alterar el flujo de iones a través de la membrana celular,

de re direccionar las biomoléculas e inclusive entrar en resonancia con las moléculas

inorgánicas. Estos efectos son observables metabólicamente a nivel de un organismo

procariota en su división celular y sobre todo en los canales iónicos, estructuras proteicas

asociadas a la membrana.

Cabe mencionar, que no se ha profundizado mucho en la utilización de los campos

magnéticos y su uso potencial en la microbiología industrial. Pocos son los trabajos que

tratan sobre estos efectos y sus usos en Sudamérica y los modelos biológicos apenas

son los ya conocidos E.coli y S.cerevisae, dejando de lado organismos con utilidad

industrial como los lactobacilos homofermentativos.

Para incrementar el conocimiento y aplicabilidad en el campo de la biotecnología, se

propone investigar los efectos de los campos magnéticos de baja intensidad sobre el

crecimiento y metabolismo de Lactobacillus plantarum utilizando exposiciones en tiempos

diferentes, con intensidades entre 10 y100 mG y de frecuencias entre (10 – 40 ) Khz

comparándolo con el organismo modelo E.coli que no afecten la calidad del producto final.

10. Marco teórico referencial.

Liboff,A; William,T; Strong,D; Wistar,RTime-Varying Magnetic Fields: Effect on DNA

Synthesis

La terapia con campos magnéticos para la regeneración de tejidos, especialmente

conjuntivo, ha sido ampliamente utilizada pero los mecanismos por los cuales se generan

estos resultados aún no han sido esclarecidos, por lo cual se realizó este experimento el

cual expuso una línea celular de fibroblastos a un campo magnético variable de tipo de

onda sinodal con rangos de 2.3*10-6 a 5.6*10-4T.Con rangos de frecuencia de 15 Hz a

4000Hz teniendo como resultados un aumento significativo en la síntesis de DNA en la

fase S, específicamente en los rangos comprendidos con 0.5*10-5 a 2.5*10-5Tesla.

Dihel,L; Smith-Sonneborn J; Russell,CEffects of and extremely low frequency

electromagnetic field on the cell division rate and plasma membrane of

Paramecium tetraurelia.

Novedosos tratamientos regenerativos todos basados en el aumento de la división celular

son aplicados en el campo de la medicina, tomando factores como los campos

electromagnéticos pulsantes .Para este propósito se evaluó la influencia de un campo de

72 Hz y 5.4 T similares a los usados en las terapias médicas en el organismo eucariota

Parameciumtetraureliaen estado salvaje y uno mutante, bloqueado para el transporte de

iones calcio. Los resultados fueron sorprendentes ya que se observó un incremento de

8.5% de división tanto celular pero sin embargo estos resultados no se vieron reflejados en

las cepas mutantes. Se demostró la relación del campo con los iones calcio y la

permeabilidad de la membrana en la división celular.

11. Hipótesis

La exposición de un campo magnético variable de baja intensidad, propiciara una mayor

división celular y no afectara al metabolismo de Lactobacillus y E.coli con respecto a los

expuestos a condiciones normales.

12. Metodología.

I. Obtención de las muestras

El aislamiento de las muestras de Lactobacillus se realizará partir de Yogurt

producido por el centro de producción de la Universidad Ricardo Palma y también se

adquirirá la cepa ATCC de Lactobacillus para poder realizar una comparación.

Page 11: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 11 de 12

II. Procesamiento

Las cepas se encontraran en caldo de cultivo Rogosa, caldo lactosado

respectivamente y a temperatura ambiente para su exposición frente a los campos

magnéticos establecidos.

III. Exposición a diferentes Frecuencias en (KHz), Intensidades de Campo en (mG)

y tiempos cortos de exposición.

Para esta etapa del trabajo, se tomará 5mL del cultivo bacteriano en caldo Rogosa

(Lactobacillus) y caldo lactosado y se expondrán a diferentes intensidades de campos

magnéticos producidos por un generador en bobinas ya diseñadas y construidas con

anterioridad, entre los rangos comprendidos de 10 a 50 mG(10,20,30,40,50) las

cuales serán expuestas en diferentes tiempos de (30s,- 60 min.), así mismo se

realizaran todas estas pruebas con frecuencias variables de 10 kHz a 40 kHz. Todas

las pruebas se realizaran a temperatura de laboratorio controladas y estarán

contenidas en envases de 50 mililitros en 10 ml de caldo nutritivo.

IV. Conteo de las unidades formadoras de colonias – UFC/mL

Para el conteo de las unidades formadoras de colonias se utilizará la técnica de

incorporación en masa. Para este propósito se utilizará un inoculo de 1 mLel cual se

mezclará con el agar Rogosa y el agar VRBG para Lactobacillus. Respectivamente,

después sellarlo y crear condiciones de anaerobiosis. Posteriormente se llevará a

incubación por 24 - 48 horas a 37°C para su posterior lectura.

13. Programación de actividades.

ACTIVIDADES

MESES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Revisión de material

bibliográfico X X X X

Recolección de muestras X X X

Preparación de

instrumental y de ajuste de

equipos

X X X X X

Trabajo de laboratorio X X X X X X

Procesamiento de datos X X X X X

Análisis e interpretación de

datos X X X

Elaboración del informe

final X X

14. Recursos humanos y materiales.

15 . Presupuesto ( En nuevos soles )

Gasto URP TOTAL

Page 12: UNIVERSIDAD RICARDO PALMAv-beta.urp.edu.pe/pdf/id/12081/n/cb-0207-fisica.pdf · trabajos de laboratorio y análisis teóricos. Ejemplos y ejercicios de aplicación 2 - Pruebas de

Página 12 de 12

BIENES

Material biológico:

Cepas ATCC Lactobacillusplantarum

450.00

Medios de cultivos:

Agar MRS Rogosa(02frascos marca Merck)

Agar Platecount (04frascos marca Merck)

1000.00

300.00

Reactivos:

Alcohol etílico (5L)

Batería coloración diferencial Gram

30.00

350.00

Material de vidrio

Biker 250 mL. (05 unidades)

Embudo mediano (03 unidades)

Probeta 50mL(03 unidades).

Tubos tapa rosca pyrex 16x150 (300 unidades)

Varillas

Espátulas Driglasky (24 unidades)

150.00

60.00

150.00

1500.00

20.00

120.00

BIENES

Otros materiales:

Medidor de campo magnético continuo

Medidor de campo magnético alterno

Fuente de voltaje DCregulada30 A.(0-100) V.

Generador de frecuencias y forma de onda variable

Sistema de regulación de temperatura

(VentiladorAlambres doble esmalte #s (16-38)

700.00

700.00

700.00

800.00

100.00

100.00

Fotocopias 200.00

Total 9730.00

MONTO DE GASTOS

Requerido de la URP S/. 9730.00

16. Referencias bibliográficas.

Liboff,A;William,T;Strong,D;Wistar,R Time-Varying Magnetic Fields: Effect on DNA

Synthesis Science 223:818-820 (1984)

Dihel,L; Smith-SonnebornJ;Russell,CEffects of and extremely low frequency

electromagnetic field on the cell division rate and plasma membrane of Paramecium tetraurelia. Bioeletromagnetics 6:61-71 (1985)

J.A. Malko;I.Constantinidis;D,Dillehay;W.AFajmanSearch for influences of 1.5Tesla

Magentic Field on growth of Yeast cell Bioelectromagnetics15: 495-501 (1994).

Goldsworthy,A ;Withney,H;Morris,EBiological effects of physically conditioned

waterWat.Res.vol 33,No 7, pp 1618-1626 (1999).

Zhadin Mikhail N. Review of Russian Literature on biological action of DC and Low

frequency AC Magnetic fields. Bioelectromagnetics 22:27-45 (2001)

Ramirez I. Gorbenia J. Wong Y. Lopez S. Efectos de campos magnéticos en el

Metabolismo y Crecimiento de Lactobocillus. Informe final (2014).