Bioquímica. Carrera: PSD-1004 SATCA

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1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: SATCA 1 Bioquímica Ingeniería en Pesquerías PSD PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. El estudiante de Ingeniería en pesquerías debe desarrollar la capacidad de interpretar los conocimientos teórico-prácticos en la identificación de las principales biomoléculas de la materia viva, comprendiendo las estructuras, funciones de estas y su relación con los procesos de pesquerías y acuícolas. Esta asignatura aporta la fundamentación de los conocimientos previos para la comprensión y el desarrollo de habilidades de las asignaturas posteriores: Microbiología, manejo y conservación de los productos pesqueros y acuícolas, desarrollo sustentable e Ingeniería sanitaria. La asignatura de Bioquímica, aporta al perfil de esta carrera los conocimientos fundamentales para operar y dar mantenimiento a los sistemas de pesca y acuícolas. Supervisar y evaluar sistemas de producción pesquera o acuícolas y poder desarrollar procesos biotecnológicos en la conservación de los recursos pesqueros y acuícolas. La asignatura se desarrolla en siete unidades, la primera de ellas, relaciona la importancia del agua en la estructura molecular de los seres vivos. Las unidades 2, 3, 4 y 5 se refieren al estudio de las macromoléculas: Carbohidratos, Lípidos, Proteínas, enzimas, y ácidos nucléicos. El capitulo 6 aporta los conocimientos sobre la clasificación de las vitaminas y minerales y su función en los procesos bioquímicos. El capítulo 7 comprende los principios de los procesos metabólicos. La asignatura favorece el desarrollo de las competencias en la implementación de los procesos biotecnológicos en el ámbito pesquero y acuícola, a partir de lo cual el profesional pueda tomar decisiones pertinentes ante las situaciones que se presenten en las diversas áreas. Las consideraciones para integrar los contenidos asumen criterios de una formación conveniente del Ingeniero en pesquerías, que permitan al profesional atender la realidad y necesidades de la empresa y su entorno. Intención didáctica. 1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

2 Proporcionar al estudiante los elementos teóricos-prácticos indispensables para la comprensión de los procesos bioquímicos que ocurren en las células, además, proporcionar las bases para identificar las funciones de los sistemas biológicos, la naturaleza de sus reacciones y aplicarlos a procesos biotecnológicos relacionados con los recursos pesqueros y acuícolas. Adquirir los conocimientos básicos sobre las principales biomoléculas, sus funciones, estructuras y rutas metabólicas principales y su relación con el desarrollo científico y tecnológico. En correspondencia a los niveles de dominio que propone la asignatura bioquímica, se sugieren las actividades que comprenden la investigación, el análisis e interpretación, la clasificación y sistematización de los conocimientos básicos apoyados en método científico, los cuales se asocian con sugerencias didácticas de transversalidad, generando el desarrollo de competencias profesionales, para fomentar, inducir, coordinar y supervisar las actividades de aprendizaje para el desarrollo de las competencias especificas. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Adquirir las bases para analizar en forma integral, sistémica y funcional el comportamiento de los sistemas biológicos necesarios para su carrera y vida profesional. Tomar decisiones con base en los conocimientos adquiridos que permitan asegurar las condiciones de operación de una granja acuícola y en sistemas pesqueros. Competencias genéricas Competencias instrumentales Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos básicos de la carrera Comunicación oral y escrita. Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Solución de problemas. Toma de decisiones. Competencias interpersonales Actividad de procesos cognitivos: preguntas, debates, lluvia de ideas, habilidades del pensamiento. Capacidad crítica y autocritica. Trabajo en equipo. Habilidades interpersonales.

3 Regulación de conducta Identificación de errores Retroalimentación Intercambio de experiencias. Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidad de investigación. Capacidad de autoaprendizaje. Activación de la creatividad Habilidad para trabajar en forma autónoma. Verificación de logros. Organización de contenidos y procesos 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Boca del Río 30 de noviembre del 2009 al 23 de abril del 2010 Participantes Representante de la Academia de Ciencias Básicas Observaciones (cambios y justificación) Análisis, enriquecimiento y elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la carrera de 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencias específicas a desarrollar en el curso) Adquirir las bases para analizar en forma integral, sistémica y funcional el comportamiento de los sistemas biológicos necesarios para su carrera y vida profesional. Tomar decisiones con base en los conocimientos adquiridos que permitan asegurar las condiciones de operación de una granja acuícola y en sistemas pesqueros.

4 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Conocimiento de conceptos básicos de equilibrio químico y equilibrio iónico Identifica los diferentes grupos funcionales orgánicos Conocimiento de las características de los enlaces químicos Identifica los diferentes estereoisómeros y sus propiedades. Dominio de expresión oral y escrita. Manejo de tecnologías de información. Capacidad de investigación, análisis y síntesis. Actitud proactiva. Dominio de formas de razonamiento: inductivo, deductivo, analógico, hipotético. 7.- TEMARIO Unidad Temas 1 Importancia del agua en los seres vivos Subtemas 1.1 Importancia del agua en los seres vivos 1.2 Estructura molecular y propiedades del agua 1.3 Interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas 1.4 Concepto de ph y disociación del agua 1.5 Soluciones amortiguadoras

5 2 CARBOHIDRATOS 2.1. Generalidades Concepto Clasificación 2.2. Monosacáridos Monosacáridos de importancia biológica Disacáridos 2.3. Oligosacáridos 2.4. Polisacáridos Polisacáridos de almacenamiento Polisacáridos estructurales 3 Proteínas y enzimas 3.1. Aminoácidos más comunes 3.2. Propiedades de los aminoácidos 3.3. Estructura de los péptidos 3.4. Clasificación de las proteínas 3.5. Estructura y función de las proteínas 3.6. Características principales de Enzimas 3.7. Clasificación de enzimas

6 3.8. Cofactores enzimáticos 3.9. Actividad Enzimática Inhibición Enzimática Regulación Enzimática 4 Lípidos Ácidos grasos y sus derivados Triglicéridos Fosfoglicéridos Glicolípidos Lipoproteínas 5 Ácidos nucleícos 5.1 Componentes de los ácidos nucleícos 5.2 Pirimidinas y purinas 5.3 Nucleósidos 5.4 Nucleótidos 5.5 Ácidos nucleícos 6 Vitaminas y Minerales 6.1 Definición y clasificación 6.2 Vitaminas liposolubles Estructura química Función e importancia biológica 6.3 Vitaminas hidrosolubles Estructura química Función e importancia biológica 6.4 Los minerales Importancia Función biológica

7 7 Metabolismo 7.1 Introducción 7.2 Anabolismo y catabolismo Definición Diferencias entre las dos vías 7.3 Regulación de los procesos 7.4 Características principales de las vías metabólicas. 7.5 El ATP y otras moléculas de elevada energía Ciclo del ATP 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) El profesor debe: Poseer el conocimiento de los temas de la asignatura de Bioquímica y la delimitación de estos en correspondencia con la función que desarrollará el Ingeniero en pesquerías dentro de las actividades propias de su desempeño profesional. Para lograr esto, es necesario el desarrollo de las actividades de aprendizaje y el diseño de instrumentos de evaluación objetivos y confiables, realizar el diagnostico de los alumnos para identificar el dominio de sus competencias genéricas, a partir de las cuales le permitan el desarrollo de competencias especificas. Crear situaciones que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y para la solución de problemas. Favorecer la metacognición al propiciar actividades enfocadas a desarrollar los procesos de aprendizaje, identificando y señalando los resultados, ya sean de contrastación, comprensión, análisis, síntesis, valoración, etc. En un primer momento será el docente quien realice este proceso para que el alumno lo reconozca y lo aplique. El docente debe ser quien efectúe los planteamientos a partir del cual el alumno identifique el conocimiento. Desarrollar en el alumno la capacidad de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes, a través de actividades prácticas. El docente debe también fomentar el trabajo en equipo, propiciando con esto la comunicación, integración y colaboración, en situaciones donde los alumnos

8 sustenten sus ideas, reflexiones y valoraciones a través del dialogo y el debate. Mediante las prácticas de laboratorio se debe fomentar la observación y análisis y saber usar las técnicas y métodos fundamentales empleados en bioquímica. Esto forma parte del quehacer cotidiano de un profesional de ingeniería en pesquerías. Manejo transversal de los contenidos de la asignatura con otras materias del plan de estudios, desarrollando una visión interdisciplinaria en el docente. Promover el desarrollo de las capacidades intelectuales del alumno mediante la lectura, la escritura y la expresión oral. Propiciar la búsqueda de información, que desarrolle en el alumno el espíritu investigador, necesario e imprescindible en el nivel superior, en donde aplique el pensamiento inductivo-deductivo (razonamiento) así como los pensamientos crítico, creativo, heurístico, holístico, analítico-sintético (formas de estructurar el tema). Uso de los medios audiovisuales y nuevas tecnologías como apoyo en el proceso de enseñanza-aprendizaje propiciando la mejor comprensión del estudiante. Uso del laboratorio y dominio de técnicas instrumentales (Cromatografía, espectrofotometría), exploración de conocimientos previos. Realizar modelos didácticos que ilustren las estructuras de las biomoléculas en función de su configuración y conformación. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Que en la evaluación se integren los tres tipos de contenidos (conceptuales, procedimentales y actitudinales). Que la evaluación contemple además de la evaluación del profesor, la coevaluación y la evaluación grupal. Que la evaluación contemple la recopilación de evidencias de aprendizaje suficientes para que el alumno tenga la certeza de que ha adquirido o desarrollado sus competencias. Se recomiendan los siguientes instrumentos de evaluación: Portafolio de evidencias, resúmenes, síntesis, glosarios, cuestionarios, reportes, informes, crucigramas, trípticos, collages, ensayos, presentaciones electrónicas, organizadores gráficos (Mapas conceptuales, mapas mentales, cuadros sinópticos, diagramas, tablas, cuadros comparativos), entregar trabajos bajo los lineamientos y parámetros que se establezcan en cada caso.

9 Criterios de evaluación: Participación en clase. Realización de prácticas de laboratorio Elaboración de reportes de prácticas de laboratorio. Exposición de trabajos. Realización de ejercicios prácticos. Lectura y análisis de textos. Redacción de textos. Participación en debates, foros, diálogos. Informe de una investigación documental. Revisión teórica 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Importancia del agua en los seres vivos Competencia específica a desarrollar Conocer las funciones de los Sistemas amortiguadores biológicos. Actividades de Aprendizaje Explicar algunas propiedades importantes del agua: propiedades físicas, ph, capacidad calorífica, elevadas fuerza de cohesión, calor específico, disociación y su producto iónico, Ionización de ácidos débiles. Desarrollar una curva de titulación para relacionar los conceptos de pk, ph Aplicar la ec. de Hendersson Hasselbach en la preparación de soluciones amortiguadoras Unidad 2: Carbohidratos Competencia específica a desarrollar Conocer la estructura, propiedades y función de los carbohidratos. Actividades de Aprendizaje Realizar un mapa conceptual de las funciones de los carbohidratos en células vegetales y animales. Construir un cuadro de dos vías sobre las estructuras de las familias de las aldosas y cetosas. Clasificar a los carbohidratos realizando un cuadro sinóptico.

10 Investigar y exponer las propiedades de los monosacáridos y los oligosacáridos. Realizar un cuadro comparativo de las estructuras, propiedades y características de los polisacáridos de reserva y polisacáridos estructurales. Realizar un mapa conceptual de características y propiedades de los homopolisacáridos y heteropolisacáridos. Relacionar las propiedades ópticas con la estereoisomería en una práctica de laboratorio empleando un polarímetro. Unidad 3: Proteínas y enzimas Competencia específica a desarrollar Identificar los diferentes aminoácidos. Conocer las estructuras, propiedades, y funciones de las proteínas y enzimas. Actividades de Aprendizaje Investigar las estructuras y la clasificación de los 20 L-aminoácidos que constituyen a las proteínas. Identificar modelos de los aminoácidos en base a sus grupos R. Explicar las propiedades de los aminoácidos en función de: propiedades físicas y químicas. Elaborar curvas de titulación de aminoácidos para demostrar su comportamiento electrolítico. Desarrollar un mapa conceptual de la diversidad funcional de las proteínas. Construir modelos estructurales de los péptidos simples y cadenas polipeptídicas. Describir los cuatro niveles estructurales básicos de las proteínas, a través de modelos tridimensionales. Explicar las principales características de las proteínas fibrosas y proteínas globulares. Realizar una investigación bibliográfica de las proteínas como nutrientes de fuentes marinas. Explicar las funciones de las enzimas

11 como catalizadores biológicos. Analizar las propiedades cinéticas de las enzimas y la regulación de las reacciones enzimáticas. Realizar una investigación bibliográfica sobre el tema: Aplicaciones biotecnológicas de la acción enzimática. Organizar foro de discusiones grupales sobre los temas investigados y una síntesis de conclusiones. Aplicar técnicas instrumentales para la identificación y cuantificación de proteínas. Unidad 4 Vitaminas y minerales Competencia específica a desarrollar Identificar la estructura, función y propiedades de las vitaminas y minerales Actividades de Aprendizaje Investigar la clasificación, función y propiedades de las vitaminas y minerales. Relacionar mediante un cuadro las vitaminas y minerales que se encuentran en los alimentos. Realizar una mesa redonda sobre el tema: enfermedades generadas por carencia de vitaminas y minerales. Investigar requerimientos de vitaminas y minerales en peces, crustáceos y moluscos y realizar un foro de discusión por grupo.

12 Unidad 5 Lípidos Competencia específica a desarrollar Clasificar las estructuras, propiedades y funciones de lípidos Identificar las estructuras y propiedades de los triglicéridos en células vegetales y células animales. Actividades de Aprendizaje Realizar un mapa conceptual que clasifique y explique las estructuras y funciones de los diferentes lípidos. Construir un cuadro comparativo indicando las estructuras de los ácidos grasos saturados e insaturados y sus diversas fuentes. Explicar por grupos cooperativos las propiedades físicas y químicas de los ácidos grasos. Investigar las estructuras, funciones y propiedades de los lípidos fosforilados y discutir por grupos. Explicar las estructuras y principales características de los lípidos no fosforilados. UNIDAD 6 Ácidos nucleícos Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Identificar las estructuras de los ácidos nucléicos y su función biológica. Exponer frente a grupo las estructuras químicas de ARN y ADN. Construir un mapa conceptual de la estructura y función de los ácidos nucléicos. Investigar las propiedades físicas y biológicas de la doble hélice. Realizar modelo estructural de la doble hélice del ADN explicando la estructura terciaria del ADN. Investigar los elementos estructurales de ARN. Investigar y discutir por grupos las características de la replicación de ADN. Realizar un ensayo sobre el código genético. Realizar una monografía sobre el tema:

13 Aplicaciones de la tecnología de ADN Realizar práctica de laboratorio UNIDAD 7 METABOLISMO Competencia específica a desarrollar Diferenciar catabolismo de anabolismo. Identificar las funciones catabólicas y anabólicas Reconocer el ATP y su importancia en el metabolismo energético. Actividades de Aprendizaje Construir un cuadro de tres vías con las dos principales rutas metabólicas indicando sus características y diferencias. Investigar en diversas fuentes de información las funciones del ATP Analizar diversos casos sobre las deficiencias metabólicas en organismos acuáticos. Organizar mesa redonda para la discusión del tema estudiado FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Christopher K. Mathews, K. E. Van Holde, Kevin G. Ahern, Biochemistry, Ed. Pearson Benjamin Cummings, Book and CD- ROM edition (February 2000), (3rd Edition) 2. Conn, E. E., P. K. Stumpf Bioquímica Fundamental. Editorial Limusa-Wiley, S. A. México, 3. Dawes, E. A Problemas Cuantitativos de Bioquímica. Editorial Acribia. España, 4. L.J. Daniel Laboratory experiments in Biochemistry. Academic Press. Neww York. 5. Lehninger, Albert L Bioquímica, Las Bases Moleculares de la Estructura y Función Celular. Editorial Omega, S. A. Barcelona, España, 6. Lubert, Stryer Bioquímica. Editorial Reverte, S. A. Barcelona, España, 7. Mertz, E. T Bioquímica, Editorial Publicaciones Culturales, S. A. México, 8. Plumer, D.T Introducción a la Bioquímica practica. Mc Grall Hill Latinoamericana, S.A. México.

14 9. West, E. S., W. R. Todd, W. R. Mason, J. T. Van Bruggen Texto de Bioquímica. Editorial Macmillan Company. New Cork, Textos electrónicos, bases de datos y programación informática Visitando esta página podrá acceder artículos en español relacionados con carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucléicos, a través de fichas bibliográficas. Entrando a esta página encontrara información relacionado con temas de bioquímica PRÁCTICAS PROPUESTAS 1. Curva de titulación aminoácidos 2. Pruebas cualitativas para carbohidratos 3. Cromatografía en papel para identificación de carbohidratos 4. Obtención de almidón a partir de papa 5. Obtención de caseína a partir de leche 6. Caracterización fisicoquímica de lípidos 7. Pruebas cualitativas para lípidos 8. Obtención de lecitina y colesterol 9. Reacciones de identificación de aminoácidos 10. Precipitación de proteínas 11. Cuantificación de proteínas por espectrofotometría 12. Propiedades catalíticas de la amilasa 13. Aislamiento y cuantificación de Ácidos nucléicos por espectrofotometría

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