FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL BIOQUIMICA AMBIENTAL

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1 FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL BIOQUIMICA AMBIENTAL I. DATOS GENERALES 1.0. Unidad Académica: Ingeniería Ambiental 1.1. Semestre Académico: B 1.2. Código: Ciclo : IV Ciclo 1.4. Créditos Pre requisito Biología General 1.6. Duración: 16 Semanas 1.7. Horas Semanales: 4 Horas presenciales Horas a distancia Total Teoría Práctica Total Teoría Práctica Total Docente (s) II. SUMILLA La asignatura pretende que el estudiante tenga conocimientos sobre el metabolismo de los seres vivos en relación con el medio ambiente y los principales problemas ambientales. Se estudiará la composición química, los ciclos biogeoquímicos y el flujo de materia y energía en la Biósfera. Se revisará la multitud de sustancias químicas (xenobióticos) dispersas en el medio ambiente y la dinámica que presentan en los organismos. En una segunda instancia, se proporciona a los alumnos las conexiones teóricas necesarias para poder estudiar los efectos de las diversas actividades humanas sobre el medio ambiente y su control: se analizarán los efectos de los diversos tipos de contaminantes a

2 nivel bioquímico; el metabolismo y la biotransformación de los xenobióticos; la toxicidad de los contaminantes y la biorremediación de la contaminación. Su contenido está organizado en las siguientes cuatro unidades didácticas: Unidad I: Introducción a la Bioquímica Generalidades, Rutas Metabólicas Unidad II: Fisiología de los seres vivos y su relación con los xenobióticos Unidad III: Fotosíntesis, Toxicidad de contaminantes. Unidad IV: Importancia de agentes contaminantes, Biorremediación y Biodegradación III. COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA Aplica la abstracción, análisis y síntesis para la búsqueda de soluciones creativas y eficaces a los problemas profesionales. Aplica eficazmente las tecnologías de la información y de la comunicación en las diversas actividades profesionales en que se desempeña Busca, procesa y analiza información procedente de fuentes diversas, manteniendo un enfoque crítico y objetivo. Participa de manera proactiva en equipos de trabajo, manteniendo adecuadas relaciones interpersonales, enfocado en la solución de los problemas de manera eficaz. Realiza investigaciones de su especialidad, bajo la guía de un profesional de mayor experiencia. 3.1 CAPACIDADES Evalúa un panorama general de Bioquímica Ambiental y la relación con otras ciencias. Comprende La dinámica de los Xenobióticos en los organismos. Explica los aspectos generales de la Fotosíntesis y su importancia, además se explica el efecto de los contaminantes.

3 Explica los mecanismos de acción bioquímica, dinámica y efecto de los contaminantes y la actividad e importancia de la biorremediación. 3.2 ACTITUDES Y VALORES Se adapta y mantiene control ante situaciones nuevas, ambiguas, bajo presión o cambios en los planes de trabajo asignado o instrucciones. Muestra interés por aprender el tema desarrollado en la sesión; comprometiéndose a seguir las pautas metodológicas Asume con responsabilidad la búsqueda de información en tareas asignadas. Se expresa con corrección al expresar sus opiniones ante sus compañeros de equipo. Comparte información en forma solidaria. Acepta las características de personalidad de sus compañeros. Cumple con las tareas de acuerdo con el cronograma establecido. Responde adecuadamente de acuerdo a la necesidad del Interlocutor. Participa activamente en el desarrollo de la clase.

4 IV. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS UNIDAD DE APRENDIZAJE I Introducción a la Bioquímica Generalidades, Rutas metabólicas CAPACIDAD: Evalúa un panorama general de Bioquímica Ambiental y la relación con otras ciencias. SEMANA CONTENIDO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Presentación del curso y entrega del silabo. Entrega del contenido del Definición de la Bioquímica Ambiental y su trabajo de investigación que relación con otras ciencias. Flujo de materia y se desarrollará durante el 1 energía en la biosfera. Ácidos y bases débiles ciclo. sistemas buffer. Realiza un cuadro comparativo entre la bioquímica ambiental con otras ciencias. Realiza un esquema de comparación de los compuestos ácidos y bases HORAS PRESENCIALES HORAS A DISTANCIA 2 3 Metabolismo Celular. Fotosíntesis y Respiración. Fosforilación oxidativa y síntesis de ATP. Ciclos biogeoquímicos Biomoléculas Orgánicas: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Laboratorio 1: ph y capacidad buffer y Actividad enzimática Aplica mediante un mapa conceptual los ciclos biogeoquímicos Realiza un cuestionario de preguntas planteadas, sobre el tema tratado en clase

5 4 Compuestos Químicos Xenobióticos. Contaminantes orgánicos: plaguicidas y compuestos industriales. Contaminantes inorgánicos: metales pesados y óxidos. Dispersión de los Xenobióticos en el ambiente. Contaminantes atmosféricos, Solubilidad de los gases en el agua y Contaminantes del agua, Litósfera: Contaminantes del suelo: insecticidas, herbicidas y fungicidas. 1era. Práctica Calificada Responden las preguntas planteadas sobre los compuestos químicos xenobióticos. UNIDAD DE APRENDIZAJE II Fisiología de los seres vivos y su relación con los xenobióticos CAPACIDAD Comprende La dinámica de los Xenobióticos en los organismos. SEMANA CONTENIDO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 5 Bioenergética Obtención de energía por los organismos vivos Cadena transportadora de electrones y síntesis de ATP. Laboratorio2: Espectrofotometría. HORAS PRESENCIALES HORAS A DISTANCIA Elabora un mapa conceptual de acuerdo al video realizado.

6 6 Distribución de los xenobióticos en los organismos. Factores que afectan a la distribución y cinética. Interacciones ligando-proteína. Receptores celulares. Eliminación: Excreción y eliminación de xenobióticos y sus metabolitos. Laboratorio 3: Actividad Enzimática Visualizan el video: Excreción en los seres vivos Elaboran un Mapa conceptual. 7 Toxicología: Fase cinética de los contaminantes. Metabolismo de xenobióticos: reacciones de fase I y II. Aplican y Responden preguntas planteadas sobre la toxicología 8 Mecanismos generales de resistencia a drogas y contaminantes. Laboratorio 4. Degradación del Almidón por la Amilasa. Forman grupos de trabajo para la elaboración del Mapa conceptual. Primera entrega (avance) del trabajo de investigación. EXAMEN PARCIAL Desarrollo del examen

7 UNIDAD DE APRENDIZAJE III Fotosíntesis, Toxicidad de contaminantes CAPACIDAD: Explica los aspectos generales de la Fotosíntesis y su importancia además se explica el efecto de los contaminantes. SEMANA CONTENIDO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE HORAS 9 10 Fotosíntesis oxigénica y anoxigénica acíclica y cíclica. Laboratorio 5. Hidrólisis de Lípidos por Lipasas. Toxicidad de los contaminantes orgánicos, inorgánicos. Mecanismos moleculares de actuación de plaguicidas y su toxicidad. Contaminantes orgánicos II. Metabolismo de lípidos. HORAS A DISTANCIA PRESENCIALES Aplican y Responden preguntas planteadas sobre la fotosíntesis oxígenica y anoxigénica Reconoce La toxicidad de los componentes orgánicos Forma grupos y Elabora un cuadro comparativo, y luego se procede al debate. 11 Metabolismo del nitrógeno: proteínas. Etapas I, II y III del metabolismo Contaminación por elementos y compuestos metálicos. Mecanismos generales de toxicidad de metales. Laboratorio 6. Determinación de Proteínas. Aplica mediante un cuadro comparativo las diferencias entre catabolismo y anabolismo de los contaminantes.

8 12 Metabolismo del nitrógeno: ácidos nucleicos. Metabolismo de purinas y pirimidinas, nucleótidos Código genético, Síntesis de proteínas, Acción de contaminantes sobre el DNA. Realizan un resumen de las diferentes funciones sobre el metabolismo de los Ácidos Nucleicos. Segunda entrega (avance) del Trabajo de investigación. 2da. Práctica Calificada Desarrolla la 2da práctica calificada UNIDAD DE APRENDIZAJE IV Importancia de agentes contaminantes,biorremediación y Biodegradación CAPACIDAD: Explica los mecanismos de acción bioquímica, dinámica y efecto de los contaminantes y la actividad e importancia de la Biorremediación. SEMANA CONTENIDO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE HORAS PRESENCIALES Biorremediación por plantas. Manipulación genética de plantas: aplicaciones ambientales. Fitorremediación de suelos contaminados. Laboratorio 7. Fotosíntesis. Biodegradación microbiana de contaminantes I. Biorremediación de la contaminación por petróleo. HORAS A DISTANCIA Responden a las preguntas planteadas sobre la Biorremediación por plantas. Se forman grupos y se realiza el debate 4 00 Plantean preguntas, Se forman grupos y se realiza el debate. 4 00

9 15 Degradación microbiana de hidrocarburos alifáticos. Degradación aerobia y anaerobia. Laboratorio 8 Extracción de ADN. Biodegradación microbiana de contaminantes II. Degradación de herbicidas triazínicos. Tratamiento microbiológico de aguas contaminadas por metales Laboratorio 9. Deficiencia de Nitrógeno en Plantas. EXAMEN FINAL Responden a las preguntas planteadas. Se forman grupos y se realiza el debate Presentación y sustentación del Trabajo de investigación. 16 Desarrolla el Examen Final 4 00 *El examen sustitutorio se evaluará una semana después del examen final.

10 V. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Por la naturaleza de la asignatura, se desarrollará de manera dinámica, con métodos de integración entre el estudiante y el docente, se utilizarán estrategias del aprendizaje y enseñanza basado en problemas y el estudio de casos a través de la investigación. Para lograr las competencias se realizaran las siguientes actividades de aprendizaje: Método expositivo del docente, participación guiada del alumno, discusión grupal de casos y análisis de resultados y el desarrollo de un trabajo de investigación o proyecto grupal de una problemática que se aplique en ingeniería, el cuál será desarrollado de manera progresiva. VI. EQUIPOS Y MATERIALES Equipos: Computadora, multimedia. Materiales: Impresos: Manuales tutoriales, guías de prácticas, hojas de actividad. Digitales: Presentaciones, Videos, Audio. Medios electrónicos: Blackboard, Correo electrónico, direcciones electrónicas relacionadas con la asignatura. VII. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE Procedimientos: Evaluación sumativa (examen parcial y examen final). Evaluación de proceso (avance procesual del trabajo de investigación) Frecuencia: semanal (evaluación permanente). Ponderación: la obtención del Promedio Final (PF) será: PF = (EPx0.30) + (EFx0.30) + (PPx0.40) EP = Examen Parcial EF = Examen Final PP = Promedio de Prácticas Autoevaluación: cada cuatro semanas (contenido actitudinal). Coevaluación: presentación del avance del trabajo de investigación general y sustentación final (1 por mes).

11 VIII. FUENTES DE INFORMACIÓN Bibliográficas Toxicología Ambiental. Albert. Ed. Uteha (Noriega Editores) Brock. Biología de los microorganismos. Madigan, Martinko, Parker Biología Celular y Molecular. Lodish y otros. Ed. Panamericana Ecología Microbiana Ambiental. Atlas, R.M. & Bartha. R. 4ª Edición. Prentice Hall. Madrid Principios de Bioquímica. Lehninger, Cox y Nelson. Ed. Omega Bioquímica. Mathews, van Holde y Ahern. Ed. Addison Wesley Microbiología: Conceptos y Aplicaciones. Pelczar J, Chan, E.C.S. & Krieg, N.R. 1ª Edición. McGraw Hill. INC México. 1993