Examen Biofísica Medicina Primer Curso 2024-2025

Grado: MEDICINA. Curso: PRIMERO. EJERCICIO DE AUTOEVALUACIÓN -- TEMAS 4, 5 y 6. ASIGNATURA: BIOFÍSICA. CURSO ACADÉMICO 2024-2025. NOMBRE Y APELLIDOS: FIRMA: FECHA: Puntuación: Test 8 puntos (cada 3 preguntas mal se puntúa el valor de una correcta en negativo) + Desarrollo 2 puntos. A. PREGU...

Grado: MEDICINA. Curso: PRIMERO. EJERCICIO DE AUTOEVALUACIÓN -- TEMAS 4, 5 y 6. ASIGNATURA: BIOFÍSICA. CURSO ACADÉMICO 2024-2025. NOMBRE Y APELLIDOS: FIRMA: FECHA: Puntuación: Test 8 puntos (cada 3 preguntas mal se puntúa el valor de una correcta en negativo) + Desarrollo 2 puntos. A. PREGUNTAS DE TIPO TEST. 1. Considerando el concepto de función de estado en termodinámica, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto al calor Q intercambiado en un proceso determinado? a. El calor Q es una función de estado porque su valor depende únicamente de los estados inicial y final del sistema. b. El calor Q es una función de estado porque es independiente del camino seguido en el proceso. c. El calor Q no es una función de estado porque depende del proceso y del camino seguido entre los estados inicial y final. d. El calor Q es una función de estado porque puede expresarse en términos de variables de estado como la presión y el volumen. e. Ninguna de las anteriores es correcta. 2. Una persona con fiebre experimenta una disminución en su temperatura corporal. ¿Cómo se ve afectada la entropía del sistema (el cuerpo humano) y el entorno en este proceso con respecto a su valor inicial? f. La entropía corporal no cambia porque la temperatura inicial iguala a la final. g. La entropía del cuerpo aumenta debido a la cesión de calor hacia el entorno. h. La entropía corporal permanece constante, ya que no hay un cambio en el desorden interno del cuerpo por el retorno a la misma temperatura inicial. i. La entropía corporal permanece constante, pero la entropía del entorno aumenta debido a la transferencia de calor. j. a, c y d son correctas. 3. El intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares ocurre debido a la difusión de gases a través de una membrana semipermeable. Este proceso es esencial para la respiración, ya que permite que el oxígeno (O₂) se difunda desde los alvéolos hacia la sangre, donde el O~2~ está menos concentrado, y que el dióxido de carbono (CO₂) se difunda en la dirección opuesta, desde la sangre, donde el CO~2~ está más concentrado, hacia los alvéolos. ¿Cómo se ve afectada la entropía en este proceso de intercambio? k. La entropía del oxígeno y del dióxido de carbono aumentan, ya que se produce un proceso de difusión o dispersión en el que las moléculas se dispersan. l. La entropía del oxígeno disminuye dado que las moléculas se organizan al pasar de los alvéolos a la sangre. m. La entropía del dióxido de carbono disminuye dado que las moléculas se organizan al difundirse en el aire exterior. n. La entropía de ambos gases aumenta debido a su difusión y dispersión en la sangre (O~2~) y en el aire (CO~2~), respectivamente, lo que implica un aumento en el desorden. e) a y d son correctas. 4. Durante la inhalación y exhalación, el volumen de los pulmones cambia debido a la contracción y expansión del diafragma. Este proceso sigue la ley de Boyle, que establece que el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión, manteniendo la temperatura constante (proceso adiabático). Según la ley de Boyle, ¿cómo se ve afectada la entropía durante la compresión de los pulmones en el proceso de exhalación? o. La entropía del gas pulmonar disminuye porque el volumen disminuye y las moléculas del aire se comprimen, lo que genera una mayor organización. p. La entropía del gas pulmonar aumenta porque el volumen disminuye y las moléculas del aire se distribuyen de manera más ordenada debido al aumento de la presión. q. La entropía del entorno externo permanece constante, ya que no implica intercambio de calor con el gas pulmonar. r. La entropía del entorno externo aumenta, ya que el proceso de compresión genera calor que puede ser disipado hacia afuera. s. La entropía disminuye porque el sistema está perdiendo calor durante la compresión del aire. 5. ¿Cuál es la función de la constante de Boltzmann en la ecuación de la entropía de un gas ideal? a) Medir la cantidad de sustancia. b. Determinar la energía cinética del sistema. c. Relacionar el número de microestados con la entropía. d. Establecer la presión dentro del sistema. e. Calcular el volumen disponible. 6. Si una célula está inmersa en un medio hipertónico (con mayor concentración de solutos en el exterior que en el interior), ¿qué estado se alcanzará y cómo se comportará la presión osmótica en la membrana celular? t. La presión osmótica hacia el interior de la célula aumentará, ya que el agua se moverá hacia el exterior para equilibrar las concentraciones. u. La presión osmótica hacia el interior de la célula disminuirá, porque el agua se moverá hacia el interior de la célula para equilibrar las concentraciones. v. No habrá cambio en la presión osmótica en la membrana celular, ya que la concentración de solutos fuera de la célula no afecta a la presión interna. w. La célula ganará agua debido a la osmosis y se deshidratará, aumentando su presión interna. x. No hay respuestas correctas. 7. Cuando una célula se encuentra en un medio extracelular hipertónico (con mayor concentración de solutos en el exterior que en el interior), ¿cómo se relacionan la presión osmótica y el cambio de entropía? y. Cuando el agua sale de la célula para equilibrar las concentraciones de solutos, las moléculas de agua se distribuirán de manera más uniforme entre el interior y el exterior. z. El proceso aumentará el desorden molecular del sistema global (célula y medio extracelular), aumentando la entropía total porque las moléculas de agua y soluto estarán más dispersas. a. Aunque el sistema se desorganice (aumento de la entropía), también se vuelve más \"equilibrado\" en términos de concentración de solutos en ambos lados de la membrana, lo que minimizará la diferencia de concentración. b. Las tres respuestas anteriores son correctas. c. No hay respuestas correctas. 8. El enfoque de la luz en la retina se logra mediante el cambio de dirección que experimentan los rayos al pasar de un medio con un índice de refracción menor (el aire) a uno mayor (el cristalino). Esta desviación satisface la ley de Snell, que describe cómo la luz se refracta al cambiar de medio. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el papel de esta ley física en el funcionamiento del cristalino? d. La ley de Snell permite que el cristalino desvíe la luz hacia la retina al cambiar de dirección debido a la diferencia de índices de refracción entre el aire y el cristalino. e. La ley de Snell describe cómo el cristalino bloquea ciertos rayos de luz para evitar que lleguen a la retina, controlando así la cantidad de luz que entra al ojo. f. Según la ley de Snell, la luz solo se desvía en la superficie de la córnea, mientras que el cristalino amplifica los rayos de luz. g. La ley de Snell no aplica al ojo humano, ya que la luz no cambia de dirección en el cristalino, sino que pasa en línea recta hacia la retina. h. La ley de Snell explica cómo el índice de refracción del aire disminuye al pasar a través del cristalino, lo cual permite el enfoque en la retina. 9. ¿Qué ley física explica por qué la sensación auditiva del sonido aumenta en progresión aritmética mientras que la intensidad física del sonido aumenta en progresión geométrica, utilizando logaritmos para describir mejor su comportamiento? i. Ley de Ohm. j. Ley de Coulomb. k. Ley de Faraday. l. Ley de Weber-Fechner. m. Ley de Avogadro. 10. ¿Cómo afecta la difracción y la interferencia de la luz a la calidad de la visión humana? n. La difracción y la interferencia mejoran la agudeza visual al aumentar el contraste de las imágenes. o. La difracción y la interferencia reducen la calidad de la visión al causar efectos como halos y patrones de claro-oscuros alrededor de las fuentes de luz. p. La difracción y la interferencia no tienen ningún efecto en la visión humana. q. La difracción y la interferencia solo afectan a la visión en condiciones de luz extremadamente baja. r. La difracción y la interferencia aumentan la capacidad del ojo para distinguir colores. 11. ¿Cuál de los siguientes factores puede causar difracción e interferencia de la luz en el ojo humano, afectando la calidad de la visión? s. Aberraciones cromáticas en el cristalino que ocurren cuando las diferentes longitudes de onda de la luz (colores) no se enfocan en el mismo punto de la retina. t. Microestructuras en la córnea y el cristalino con tamaños del orden de la micra (10^-6^ m), como los bastones, los conos, las células endoteliales, las fibras de colágeno, etc. u. Músculos extraoculares debilitados. v. La forma del globo ocular. w. El tamaño de la pupila en condiciones de luz brillante. 12. La ecografía se basa en la recogida de los ecos provocados por los ultrasonidos en los diferentes tejidos. Cuanto mayor es el eco recibido en el transductor ecográfico mayor es el brillo mostrado en la imagen. ¿Por qué un músculo aparece brillante en una imagen de ecografía? x. Porque tiene una baja densidad y refleja menos ultrasonidos. y. Porque tiene una alta densidad y refleja más ultrasonidos debido a su alta impedancia acústica. z. Porque el músculo absorbe completamente los ultrasonidos. a. Porque los ultrasonidos se transmiten sin interferencias a través del músculo. b. Porque el músculo disipa la energía de los ultrasonidos sin reflejarlos. 13. En un medio no disipativo, ¿qué ocurre con la energía de una onda mientras se propaga? a) Disminuye rápidamente. b. Permanece constante, pero la intensidad disminuye con la distancia. c. Aumenta exponencialmente con la distancia. d. Se concentra en el punto de origen. e. Desaparece gradualmente. 14. ¿Cómo afecta la ley del inverso del cuadrado de la distancia a la percepción de la intensidad de luz? c. La intensidad lumínica aumenta exponencialmente con la distancia a la fuente de luz. d. La intensidad lumínica disminuye linealmente con la distancia a la fuente de luz. e. La intensidad lumínica permanece constante sin importar la distancia a la fuente de luz. f. La intensidad lumínica disminuye a la mitad cada vez que la distancia a la fuente de luz se duplica. g. La intensidad lumínica disminuye a una cuarta parte cada vez que la distancia a la fuente de luz se duplica. 15. Qué provoca la apertura de los canales de sodio voltaje-dependientes durante un potencial de acción? h. Un aumento en la concentración de potasio extracelular. i. La despolarización de la membrana hasta alcanzar un umbral aproximado de -50 mV. j. La repolarización de la membrana hacia su potencial de reposo. k. La hiperpolarización de la membrana. l. La acción de neurotransmisores inhibitorios. 16. Durante la generación de un potencial de acción, ¿qué ocurre cuando los canales de potasio voltaje-dependientes se abren? m. La entrada de sodio en la célula, despolarizando la membrana. n. La salida de potasio de la célula, repolarizando su membrana e hiperpolarizándola más tarde. o. La entrada de calcio en la célula, causando liberación de neurotransmisores. p. La entrada de cloruro en la célula, causando hiperpolarización. q. La despolarización continua de la membrana. 17. ¿Qué fase del potencial de acción está asociada con la apertura de los canales de sodio voltajedependientes y su rápido aumento de la permeabilidad a este ion? r. Fase de reposo. s. Fase de repolarización. t. Fase de despolarización. u. Fase de hiperpolarización. v. Fase de post-sinapsis. 18. ¿Qué efecto tiene la desmielinización en la transmisión eléctrica neuronal? w. Aumenta la velocidad de conducción de los potenciales de acción. x. Reduce la velocidad de conducción de los potenciales de acción y puede causar bloqueos en la transmisión nerviosa. y. No afecta la velocidad de conducción de los potenciales de acción. z. Mejora la precisión de la transmisión sináptica. a. Sólo afecta a los axones sensoriales, dejando los motores intactos. 19. ¿Cuál es una diferencia clave entre los patrones de difracción y los patrones de interferencia de la luz? b. Los patrones de difracción se producen únicamente por objetos o aberturas grandes, mientras que los patrones de interferencia se producen por múltiples aberturas, también de dimensiones considerables. c. Los patrones de difracción muestran franjas equidistantes, mientras que los patrones de interferencia muestran franjas no equidistantes. d. Los patrones de difracción son causados por la superposición de ondas, mientras que los patrones de interferencia no lo son. e. Los patrones de difracción se originan a partir de objetos o de aberturas de dimensiones determinadas, mientras que los patrones de interferencia se originan a partir de la superposición de ondas de dos o más fuentes coherentes. f. No hay respuestas correctas. 20. Cuándo cesa la hiperpolarización de la membrana de una neurona? g. Cuando los canales de sodio se abren y el potencial de membrana regresa a su nivel de reposo. h. Cuando los canales de cloruro se cierran y el potencial de membrana regresa a su nivel de reposo. i. Cuando los canales de potasio se cierran y el potencial de membrana regresa a su nivel de reposo. j. Cuando se activa la bomba de sodio-potasio y el potencial de membrana regresa a su nivel de reposo. k. Cuando se alcanza el umbral para un nuevo y potencial de acción y el potencial de membrana regresa a su nivel de reposo. B. EJERCICIOS. 1. Calcule la entropía en el S.I. generada cuando una persona con fiebre, cuya temperatura corporal es de 40ºC, pierde calor y se enfría hasta llegar a una temperatura de 37ºC, en contacto con el ambiente a T~ambiente~ = 25ºC. La masa de la persona es de 70 kg y el calor específico del cuerpo humano es c =3.5 J g^−1^ ºC^−1^.  2. Durante un test de audiometría, se detecta que un paciente tiene una deficiencia de audición a frecuencias altas. La intensidad del sonido necesario para que el paciente detecte las frecuencias altas es 1000 veces mayor que la intensidad del sonido necesario para detectar las frecuencias bajas. ¿Cuál es la diferencia de niveles en decibelios entre los dos sonidos?