Química Orgánica y Biológica

Transcripción

1 PROGRAMA ANALÍTICO 1. FUNDAMENTACIÓN La química en general y la bioquímica en particular han sufrido a lo largo de los años vertiginosos cambios. Las exigencias impuestas en la actualidad por las nuevas tecnologías en permanente desarrollo y el mercado han determinado la necesidad de incorporar nuevos conocimientos respecto de los tradicionalmente perseguidos en este campo. La asignatura se encuentra incluida en los planes de estudio de las carreras de Ingeniería Agronómica e Ingeniería Zootecnista y corresponde al primer año. Sus contenidos están relacionados con los de las siguientes asignaturas: Química General e Inorgánica, Fisiologías Animal y Vegetal, Nutrición Animal, Bromatología. El conocimiento de estos mecanismos básicos constituye una herramienta que el ingeniero utilizará a través de diferentes recursos tecnológicos para el mejoramiento de las especies animales o vegetales y la optimización de la producción. 2. OBJETIVOS 2.1. GENERALES Afianzar los conceptos teóricos y posibilitar la interpretación de problemas de la biología, presentando un enfoque conceptual de la Química Orgánica con el objetivo de crear las bases necesarias para introducir el conocimiento de la Química Biológica ESPECÍFICOS Lograr que los alumnos comprendan que las reacciones químicas constituyen la esencia del metabolismo celular que resulta en la existencia de los seres vivos. Conseguir que los alumnos adquieran la capacidad de interpretar las reacciones químicas y las características estructurales de las diferentes biomoléculas. Capacitar al alumno para que sea capaz de analizar los diferentes aspectos (cinéticos, termodinámicos) que permiten la biosíntesis y degradación de las diferentes biomoléculas. 3. CONTENIDOS 3.1. UNIDADES TEMÁTICAS Unidad 1: Introducción a la Química Orgánica Propiedades del átomo de carbono. Estructuras moleculares y clasificación de los compuestos orgánicos. Hidrocarburos: Fórmulas y nomenclatura, isómeros, propiedades químicas. Unidad 2: Compuestos oxigenados simples y compuestos carbonílicos Alcoholes, fenoles y éteres. Aldehídos y cetonas: nomenclatura y propiedades químicas. Ácidos carboxílicos: nomenclatura y propiedades químicas. Derivados de los ácidos carboxílicos. Sales, ésteres, aminas y amidas: nomenclatura y propiedades químicas

2 Unidad 3: Biomoléculas Hidratos de carbono. Clasificación y estereoisomería. Monosacáridos: reacciones y propiedades. Disacáridos y polisacáridos. Lípidos. Clasificación. Ácidos grasos: características estructurales y relación con su actividad biológica. Aminoácidos y proteínas: clasificación, propiedades. Péptidos y polipéptidos. Ácidos nucleicos. Nucleósidos y nucleótidos. Ácido ribonucleico y desoxirribonucleico. Estructuras de Watson y Crick. Unidad 4: Bioenergética Transformaciones de energía en los organismos vivos. Aplicación de los principios termodinámicos en Biología: variación de la energía libre. Concepto de unión de alta energía. Papel central del sistema ATP-ADP: su importancia en la transferencia de energía química. Reacciones acopladas. Unidad 5: Enzimas Importancia y función. Clasificación. Cofactores y coenzimas. Cinética enzimática. Principios termodinámicos aplicables a las reacciones catalizadas por enzimas. Ecuación de Michaelis-Menten. Efecto del ph y de la temperatura sobre la actividad enzimática. Inhibiciones competitiva, no competitiva e irreversible de la actividad enzimática: Enzimas regulatorias. Alosterismo. Sistemas multienzimáticos. Unidad 6: Metabolismo de hidratos de carbono Localización e importancia biológica. Glucólisis. Enzimas y coenzimas de la vía glucolítica. Fermentaciones láctica y alcohólica. Balance energético anaeróbico. Ciclo de las pentosas. Gluconeogénesis: su importancia en animales superiores. Metabolismo de los polisacáridos almidón y glucógeno. Unidad 7: Ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Respiración celular Oxidación del piruvato a Acetil-CoA. Generación del poder reductor. Oxidaciones biológicas: cadena mitocondrial de transporte de electrones, secuencia. Energética del transporte de coenzimas reducidas. Deshidrogenasas, quinonas y citocromos. Características de la fosforilación oxidativa. Inhibidores del transporte electrónico y del transporte de energía. Control de la respiración. Mecanismos de fosforilación. Unidad 8: Metabolismo de lípidos Lípidos de importancia biológica. Vitaminas liposolubles. Mecanismos de degradación (βoxidación) y biosíntesis de ácidos grasos. Biosíntesis de fosfolípidos y esteroides. Unidad 9: Metabolismo de aminoácidos y proteínas Ciclo del nitrógeno. Fijación de nitrógeno. Nitrificación. Asimilación del nitrato. Desnitrificación. Ciclo de la urea. Destinos anabólicos y catabólicos de los aminoácidos. Reacciones de desaminación oxidativa y no oxidativa. Transaminación. Unidad 10: Metabolismo de ácidos nucleicos y Biosíntesis de proteínas Duplicación de ADN, ARN-polimerasa. Replicación. Intrones y exones. Genoma, cromosoma, gen. Mutaciones. Mecanismo de traducción. Función de los ARN mensajero y de - 2 -

3 transferencia en la transmisión de la información genética. Código genético. Mutaciones. Ingeniería genética. Unidad 11: Integración del metabolismo Panorámica general de las diferentes rutas. Perfiles metabólicos de los diferentes órganos. Puntos de conexión y moléculas clave del metabolismo. Regulación hormonal del metabolismo de hidratos de carbono. Modificación de las principales rutas en diferentes condiciones metabólicas TRABAJOS PRÁCTICOS TP 1: Hidratos de Carbono Hidratos de Carbono. Reconocimiento de aldehídos y cetonas. Monosacáridos y disacáridos: Reacciones de Molish, Fehling, Bial, Tollens y Seliwanoff. Polisacáridos: obtención de almidón de papa, batata y arroz. Reacciones de Lugol y Fehling. Hidrólisis ácida y enzimática del almidón. Actividad óptica de mono y disacáridos. Poder reductor de disacáridos. TP 2: Lípidos Lípidos. Ensayos de solubilidad. Saponificación de grasa vacuna y de manteca. Obtención de jabón. Obtención de los ácidos grasos componentes del jabón. Reconocimiento del ácido butírico en la manteca. Reconocimiento de ácidos grasos insaturados en distintos aceites comestibles y en aceite de lino. Caracterización del fósforo en fosfolípidos. TP 3: Aminoácidos y Proteínas Aminoácidos y proteínas. Reacciones de reconocimiento generales y específicas de aminoácidos: ninhidrina, xantoproteica, de a.a. azufrados, reacción del Biuret. Desnaturalización de proteínas mediante distintos agentes: calor, etanol 96%, acetona a - 20ºC, ácido nítrico y ácido tricloroacético. TP 4: Enzimas Enzimas. Hidrólisis del almidón catalizada por amilasa salival. β-amilasa de semillas de cebada. Ureasa: determinación cuali y cuantitativa de la actividad enzimática. Actividad de tirosinasa en tubérculo de papa, manzana y banana: evaluación de la acción del calor, Evaluación de la acción de inhibidores específicos, evaluación de la influencia del ph. Sacarasa: determinación de la actividad enzimática en papa. Obtención de lipasa de semillas de ricino. Actividad proteolítica de las enzimas (proteasas) presentes en el jugo de ananá. TP 5: Análisis de calidad en semillas de maní Análisis de maní: Aislamiento del aceite de semillas de maní. Reconocimiento de triacilgliceroles. Presencia de ácidos grasos insaturados en los triacilgliceroles. Reconocimiento de carbohidratos en la cáscara de maní. Reconocimiento de carbohidratos, proteínas y calcio en la semilla de maní

4 4. DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR 4.1. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Las clases se desarrollan durante un cuatrimestre (16 semanas), con una frecuencia de una clase semanal de 5 hs reloj (total de 80 hs). Todas las clases tienen características de teórico-prácticas. El primer día de clase se plantean las pautas de cursada, fechas de exámenes parciales y condiciones de aprobación. Las evaluaciones incluyen contenidos teórico-prácticos. Como estrategias didácticas para el aprendizaje se recurre a las técnicas expositivas, del interrogatorio y de la discusión para la presentación de los contenidos. Un recurso didáctico utilizado es Mapa metabólico, elaborado por los docentes de la Asignatura, que incluye las vías metabólicas y sus interrelaciones. Es utilizado durante las clases de forma tal que cada alumno pueda visualizar en su propio mapa las diferentes etapas de los metabolismos. Este recurso facilita la interpretación y prioriza la observación y el análisis al mero acto de memorizar reacciones. El mapa es utilizado tanto en las clases como en las evaluaciones. Los prácticos de laboratorio corresponden a temas previamente presentados en las clases teórico-prácticas. No obstante, antes de la realización de cada práctico se introduce el tema y plantean las experiencias a realizar. Para la elaboración de los informes de laboratorio los alumnos describen las observaciones realizadas durante el desarrollo de los trabajos práctico. Los alumnos son evaluados luego de cada trabajo práctico mediante un breve examen escrito (parcialito) individual, debiendo aprobar el 80% de los mismos. Respecto a las dudas que surgieran durante la presentación de los temas, éstas se atienden en el mismo momento o bien en las clases subsiguientes MODALIDAD DE CURSADA La clase teórico-práctica, de asistencia no obligatoria pero fervientemente recomendada, consiste en la presentación del tema y planteo de situaciones prácticas relacionadas con él. Las clases de trabajos prácticos se realizan en el laboratorio, siendo las actividades dirigidas por los docentes. El proceso de formación de competencias profesionales implica necesariamente la articulación teórico-práctica. Los trabajos prácticos intentan facilitar el proceso de aprendizaje estableciendo claramente la relación entre los temas tratados y su aplicación en el área de las ciencias agrarias. El objetivo general es: Fomentar hábitos de orden y responsabilidad en el trabajo en laboratorio. Concientizar a los alumnos de las precauciones y cuidados a tener en cuenta al trabajar en el laboratorio. Capacitar al alumno para conseguir destreza en el manejo del material de laboratorio específico de la materia y que ejercite las adquiridas en las materias correlativas. Introducir al alumno a nuevas técnicas de trabajo en laboratorio, con una programación gradual de dificultades, desde lo ya conocido hasta llegar a la ejecución de experiencias complejas. Los objetivos específicos son: - 4 -

5 Reafirmar con la práctica de laboratorio los conocimientos teóricos. Lograr que el alumno profundice sus conocimientos en los temas seleccionados para el temario de Trabajos Prácticos de laboratorio por considerarlos los más adecuados por su importancia, por la posibilidad de ejecutarlos o por tener aplicaciones de interés. Posibilitar el acceso del alumno al equipamiento de laboratorio, como instrumento para facilitar la comprensión de técnicas más complejas en su futuro desempeño profesional MATERIALES DIDÁCTICOS Pizarrón, retroproyector, cañón, material de laboratorio, reactivos varios, muestras a analizar. Como ya se mencionara, para el estudio del metabolismo celular los alumnos cuentan con un Mapa metabólico, elaborado por los docentes de la Asignatura, que incluye las vías metabólicas y sus interrelaciones. Es utilizado durante las clases, cada alumno cuenta con su propio mapa, y durante las evaluaciones CARGA HORARIA Completar el siguiente cuadro con la carga horaria de la asignatura (si la asignatura corresponde a más de un área temática, estimar las horas correspondientes a cada una). Área temática Núcleo temático Horas reloj Matemática Química 80 Física Botánica Ciencias Básicas Estadística y Diseño Experimental Anatomía y Fisiología 1 Reproducción Animal 1 Epistemología 1 Manejo de Suelos y Agua Genética y Mejoramiento Microbiología Climatología Maquinaria Agrícola Ecofisiología Básicas Agropecuarias Protección Vegetal 2 Manejo Integrado de Plagas 1 Sanidad Animal 1 Nutrición Animal 1 Reproducción Animal 1 Epistemología 1 Sistemas de Producción Animal Sistemas de Producción Vegetal Socioeconomía y Formación para la Investigación 2 Agropecuarias Aplicadas Socioeconomía 1 Reproducción Animal 1 Epistemología 1 Actividades Complementarias Carga horaria total 80 1 Núcleo temático incluido sólo para la carrera de Ingeniería Zootecnista. 2 Núcleo temático incluido sólo para la carrera de Ingeniería Agronómica

6 4.5. FORMACIÓN PRÁCTICA Completar el siguiente cuadro con las horas destinadas a actividades de formación práctica según los criterios establecidos en el anexo III las RM 334/03 y 738/09 (si en la asignatura se desarrollan actividades incluidas en más de un ámbito de formación práctica, estimar las horas correspondientes a cada uno de ellos). Ámbito donde se desarrollan las actividades de formación práctica Actividades áulicas Introducción a los estudios universitarios y agropecuarios (IEUyA) Interacción con la realidad agropecuaria (IRA) campo Actividades áulicas campo Descripción de la actividad de formación práctica desarrollada Horas reloj Hidratos de carbono, identificación, mono y disacáridos, hidrólisis 5 Lípidos, solubilidad, saponificación 3 Aminoácidos y Proteínas, identificación, desnaturalización 2 Enzimas, acción enzimática de la amilasa ureasa, polifenoloxidasas 2 Análisis de hidratos de carbono, proteínas y lípidos de una muestra de semillas de maní Intervención crítica sobre la realidad agropecuaria Diseño y proyecto (ICRA) Carga horaria total dedicada a la formación práctica CARGA HORARIA OCULTA Completar el siguiente cuadro con las actividades consideradas como Carga Oculta que se desarrollan en la asignatura. Se considera Carga Oculta el tiempo que le insume al estudiante llevar adelante actividades como la preparación de monografías, trabajos, seminarios, herbarios, insectarios, proyectos, tesinas, etc. No se considera Carga Oculta el tiempo utilizado en estudiar para los exámenes, ni en los trabajos prácticos realizados en aula, laboratorio y/o a campo, que se consideren parte de la carga horaria presencial de la asignatura. Si se considera que la actividad descripta se ajusta a los Criterios de Intensidad de la Formación Práctica definidos en el Anexo III de las RM 334/03 y 738/09, estimar las horas necesarias para su desarrollo discriminando entre los diferentes ámbitos de formación práctica. Si las actividades se desarrollan en más de un ámbito de formación práctica, estimar las horas correspondientes a cada uno de ellos. Ámbito donde se desarrollan las actividades Descripción de la actividad desarrollada Horas reloj Introducción a los Actividades áulicas Elaboración de Informes de Laboratorio 10 estudios universitarios y agropecuarios (IEUyA) campo Actividades áulicas Interacción con la realidad agropecuaria (IRA) campo Intervención crítica sobre la realidad Diseño y proyecto agropecuaria (ICRA) Carga horaria oculta total

7 4.7. ACTIVIDADES EXTRACURRICULARES Completar el siguiente cuadro con las Actividades Extracurriculares que se desarrollan dentro de la asignatura. Se consideran Actividades Extracurriculares aquellas actividades no obligatorias que no se desarrollan durante el horario de cursada pero en presencia de los docentes de la asignatura, como por ejemplo clases de consulta y/o viajes de estudios en horarios diferentes al de la cursada de la asignatura. Si se considera que la actividad descripta se ajusta a los Criterios de Intensidad de la Formación Práctica definidos en el Anexo III de las RM 334/03 y 738/09, estimar las horas necesarias para su desarrollo discriminando entre los diferentes ámbitos de formación práctica. Si las actividades se desarrollan en más de un ámbito de formación práctica, estimar las horas correspondientes a cada uno de ellos. Ámbito donde se desarrollan las actividades extracurriculares Introducción a los estudios universitarios y agropecuarios (IEUyA) campo Interacción con la realidad agropecuaria (IRA) Descripción de la actividad extracurricular desarrollada Actividades áulicas Clases de consulta 10 Actividades áulicas campo Horas reloj Intervención crítica sobre la realidad Diseño y proyecto agropecuaria (ICRA) Carga horaria total dedicada a actividades extracurriculares EVALUACIÓN 5.1. EVALUACIÓN DE LA ENSEÑANZA Al finalizar la cursada los estudiantes deben completar una encuesta de carácter anónimo para relevar información concerniente al desarrollo curricular EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE Para regularizar la cursada Para regularizar la asignatura debe aprobarse los dos exámenes parciales, pudiendo recuperar uno de ellos, acreditar 80% de asistencia, haber aprobado los parcialitos de los temas dados en el laboratorio como así también haber entregado los Informes de Laboratorio en tiempo y forma Para aprobar la asignatura Alumno regular. El alumno se evalúa en la instancia de examen final, de carácter oral o escrito. Alumno libre. El examen del alumno que no ha cumplido los requisitos exigidos para regularizar la materia debe contemplar dos instancias, una práctica de laboratorio y una teórica (oral y escrita)

8 6. BIBLIOGRAFÍA 6.1. BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA Año de Ejemplares Autores Título Editorial edición disponibles Lehninger, A.L Curso breve de bioquímica Ed. Omega 1 Biblioteca Murray, R.; 16º Ed. Manual Mayes, P.A.; Edición, Bioquímica de Harper 1 Biblioteca Moderno Granner, D Ritta, M Ritta, M. y Pallares, I Química Orgánica y Biológica Guía de Trabajos Prácticos de Química Orgánica y Biológica Apunte de Cátedra Apunte de Cátedra 6.2. BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA O RECOMENDADA 1 1 Ubicación de los ejemplares Centro de fotocopiado Centro de fotocopiado Año de Ejemplares Ubicación de Autores Título Editorial edición disponibles los ejemplares Lehninger, A.L Principios de Bioquímica Ed. Omega 1 Biblioteca 7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Encuentro Tema o Actividad Horas reloj 1 Introducción a la Qca. Orgánica: hidrocarburos saturados e insaturados, combustión, hidrocarburos aromáticos 5 2 Grupos funcionales: alcoholes, aldehídos y cetonas, ácidos carboxílicos y derivados 5 3 Hidratos de carbono I. Generalidades, monosacáridos 5 4 Compuestos orgánicos y Grupos funcionales 5 5 Hidratos de carbono I, Disacáridos y polisacáridos 2,5 Laboratorio: TP Aldehídos, Cetonas, Hidratos de carbono I 2,5 6 Clase teórico-práctica. Lípidos 2,5 Laboratorio: TP Hidratos de Carbono II 2,5 7 Finalización de Lípidos. Introducción a Aminoácidos 5 8 Aminoácidos y Proteínas I 2 Laboratorio: TP Lípidos 3 9 Proteínas II. Bioenergética. Enzimas 3 Laboratorio: TP Aminoácidos y Proteínas 2 10 Clase de consulta - 1 Parcial 5 11 Metabolismo de Hidratos de carbono: Glucolisis, Krebs, Cadena respiratoria 5 Metabolismo de Hidratos de carbono, Ciclo de las pentosas, Neoglucogenesis; Síntesis 12 y degradación de almidón 3 Laboratorio: TP Enzimas 2 13 Metabolismo de lípidos. Beta-oxidación, Síntesis de Ácidos Grasos, Síntesis de 5 14 Triglicéridos y Fosfolípidos, Ciclo de Glioxalato Ciclo del Nitrógeno. Metabolismo de aminoácidos. Ciclo Urea 2 Laboratorio: TP Análisis de maní 3 15 Transferencia de la información genética. Ácidos Nucléicos 2 Parcial 5 16 Recuperatorio 5-8 -