Bioquímica Para Ingeniería - Ga - Gb.pdf

SÍLABO

BIOQUIMICA PARA ING. AMBIENTALES

I.

DATOS GENERALES a. Denominación de la Asignatura

: Bioquímica para Ing. Ambientales

b. Ciclo de Estudios

: III

c. Año de Estudios

: 2014

d. Ciclo académico

: 2014-I

e. Créditos

: 04

f. Duración 1. Inicio

: 17 de Marzo del 2014

2. Término

: 12 de Julio del 2014

g. Docente responsable/coordinador

: M. Sc. Ing. Ronald Alfonso Gutierrez

Moreno h. Plana Docente

: M. Sc. Ing. Ronald Alfonso Gutierrez

Moreno i. Ambientes académicos Aula j. Horario de clases

: : Grupo A: Miercoles: 11 am - 02 pm Grupo B:

Miercoles 08 am - 11 am

II.

FUNDAMENTACION El hombre por conocer aún más los fenómenos de la naturaleza tuvo siempre como base el conocimiento de los seres vivos y el entorno abiótico como un sistema abierto el cual tiene que estar en equilibrio, en una interrelación continua. Es por ello que nace la bioquímica quien estudia la base molecular de la vida La ingeniería necesita de los conocimientos de la bioquímica para determinar la composición de la materia viviente, los fenómenos metabólicos que se dan para su desarrollo y utilización, siendo necesarios para diseñar, seleccionar, adaptar, operar, controlar en los que se aprovecha de manera sustentable los recursos bióticos, para identificar y aplicar las tecnologías relacionadas con el campo de acción del futuro ingeniero. Es por ello que en esta asignatura se tiene la necesidad de formar al futuro ingeniero en aplicar los criterios de los procesos bioquímicos que intervienen dentro de un organismo vivo, tanto desde el punto de vista estructural, propiedades que puedan ser utilizados para degradar los diferentes contaminantes generados y su posterior tratamiento realizadas por el hombre.

III.

COMPETENCIAS  Comprende y analiza los procesos bioquímicos que ocurren al interior de la célula.  Comprende, relaciona y aplica las vías metabólicas de carbohidratos, lípidos, proteínas tanto catabólicas como anabólicas, brindando un panorama integrador de los procesos bioquímicos.  Comprende, interpreta y analiza los ciclos biogeoquímicos.  Comprende, interpreta y analiza la relación, de la biotransformación y mecanismos de toxicidad de los contaminantes ambientales.  Propone solución en la biorremediación de la contaminación, asume actitud científica donde resuelve situaciones problemáticas con responsabilidad.

IV.

CONTENIDOS Unidad

Semana

01

02

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA AMBIENTAL

D i D í 19Marzo a a a 26 Marzo

Temas Nomenclatura de química orgánica: Hidrocarburos, compuestos oxigenados y nitrogenados. Historia, Definición, Áreas e Importancia de la Bioquímica,. Célula organización estructural y molecular, metabolismo. Bases moleculares: Proteínas, Aminoácidos, Lípidos, Péptidos, Proteínas, Carbohidratos, Ácidos Nucleicos (estructura, nomenclatura, síntesis e importancia)

01

02

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA AMBIENTAL

UNIDAD 2:

03

19Marzo

26 Marzo

02 Abril

Nomenclatura de química orgánica: Hidrocarburos, compuestos oxigenados y nitrogenados. Historia, Definición, Áreas e Importancia de la Bioquímica,. Célula organización estructural y molecular, metabolismo. Bases moleculares: Proteínas, Aminoácidos, Lípidos, Péptidos, Proteínas, Carbohidratos, Ácidos Nucleicos (estructura, nomenclatura, síntesis e importancia) Biosfera. Flujo de materia y de energía. Atmósfera. Reacciones químicas y fotoquímicas. Contaminantes atmosféricos: óxidos de carbono y efecto invernadero; óxidos de azufre y lluvia ácida; óxidos de nitrógeno y smog fotoquímico; clorofluorocarbonos y destrucción de la capa de ozono. Exposición grupal 01 Hidrosfera. Solubilidad de gases en agua. Contaminantes del agua: metales pesados, hidrocarburos y bifenilos policlorados. Contaminación de ríos por materia orgánica y eutrofización de lagos. Litosfera. Componentes de los suelos: arcillas y sustancias húmicas. Macronutrientes y micronutrientes: fertilizantes. Contaminantes del suelo: insecticidas, herbicidas y fungicidas. Exposicion grupal 02

04

09 Abril

05 06

16 Abril I Examen Setiembre Principales organismos implicados en los ciclos biogeoquímicos y en la biorremediación: bacterias, algas, protozoos y hongos. 23 Abril Ciclo del oxígeno. Producción y consumo de oxígeno por los seres vivos: fotosíntesis y respiración. Metabolismo energético aerobio. Fosforilación oxidativa y síntesis de ATP. Exposición grupal 03

07

Ciclo del carbono I. Relación con el ciclo del oxígeno. Fijación biológica de CO2. Fase lumínica de la fotosíntesis.Ciclo de Calvin. Ciclo del carbono II. Ciclo del metano. Metanógenos Exposición grupal 04

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

08

30 Abril

07 Mayo

Ciclo del nitrógeno. Fijación biológica del nitrógeno. Nitrificación. Reducción de nitratos. Asimilación del amonio y síntesis de aminoácidos. Ciclo del azufre y del fósforo. Bacterias del azufre. Reducción de sulfatos. Ciclo del fósforo. Ciclo del hierro. Reducción bacteriana del hierro férrico. Oxidación bacteriana de la pirita. Biolixiviación. Exposición grupal 05

09

14 Mayo

II Examen

Introducción a la Toxicología. Fase cinética de los contaminantes. Fase dinámica: mecanismos de toxicidad de contaminantes. Factores que modifican la toxicidad.

10 - 11

21 y 28 Mayo

Contaminantes orgánicos I. Mecanismos moleculares de actuación de plaguicidas y su toxicidad. [Transmisión del impulso nervioso]. Contaminantes orgánicos II. Mecanismos de toxicidad de dioxinas y dibenzofuranos policlorados, y de bifenilos policlorados (PCBs) y policromados (PBBs). Exposición grupal 06

UNIDAD 3: BIOTRANSFORMACIÓ N y MECANISMOS DE TOXICIDAD DE CONTAMINANTES AMBIENTALES

Contaminantes inorgánicos gaseosos. Monóxido de carbono. Óxidos de azufre. Óxidos de nitrógeno y nitritos. Ozono y smog fotoquímico. Fluoruros. 11 - 12

13 14

04 y 11 Junio

18 Junio 25 Junio

UNIDAD 4: BIORREMEDIACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN 15 y 16 17

02 Julio 09 Julio

Contaminación por elementos y compuestos metálicos. Mecanismos generales de toxicidad de metales. Efectos moleculares de los metales pesados y metaloides. Mecanismos biológicos de defensa: adaptaciones metabólicas, acumulación, metalotioneínas y fitoquelatinas. Exposición grupal 07 Exposición grupal 08 III Examen Parcial Biorremediación de suelos contaminados. Biodegradación microbiana de contaminantes. Tratamiento microbiológico de aguas contaminadas por metales: bioabsorción, precipitación extracelular e interacción con biomoléculas. Exposición grupal 09 y Exposición grupal 10 IV Examen Examen Fi n al microbiológico de aguas contaminadas por metales: biosorción, precipitación extracelular e interacción con biomoléculas

V.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS La metodología de estudio a seguir en las sesiones es la investigación y disertaciones en clases de los temas programados junto con evaluaciones periódicas. Al inicio de cada sesión se expondrá el tema a tratar utilizando técnicas visuales (diapositivas) u otros. Los estudiantes participan activamente en el aula mediante discusiones y exposición de trabajos de investigación. La asignatura se desarrollara en 17 semanas, durante el ciclo académico 2014-I, se llevara a cabo en 12 sesiones teóricas y 05 sesiones de evaluación escrita.

VI. SISTEMA DE EVALUACION Los criterios de evaluación son los siguientes: 1. Evaluación cualitativa. Cumplimiento de normas y auto evaluación. 2. Evaluación cuantitativa. Trabajos y exposiciones. Dominio de conocimientos. Habilidades intelectuales en la definición, descripción, comparación, explicación, análisis, síntesis y deducciones de los temas del curso. 3. Evaluación permanente. Exámenes escritos trabajos individuales y trabajo monográfico. 4. El informe final será presentado impreso en Word con tipo de letra Arial, tamaño número 11, y a 1.5 de espacio, digitalizado en material magnético (CD-RW) y deberá contener el siguiente orden: Contenido, Resumen, Objetivo, Desarrollo del tema, Ejemplos de aplicación, Anexos (Fotografías o Imágenes) y Bibliografía. La exposición será realizada con equipo proyector multimedia y presentación de diapositivas resumen. Tiempo de exposición es de 35 minutos más 5 minutos de preguntas. 5. El curso se considera aprobado cuando el promedio final sea mayor o igual a 14. La ponderación de los instrumentos de evaluación continua, serán:  Habilidades  Trabajo Monográfico: exposición y presentación de informes

30 %

 Promedio de Exámenes escritos

60 %

 Actitudes  Valores y actitudes: compromiso, interés, sensibilidad

10

La asistencia es obligatoria, el 30% de inasistencia inhabilita al estudiante. VII.

BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Biología Celular y Molecular. Lodish y otros. Ed. Panamericana. 2002. Ecología industrial. Seoanez Calvo, Mariano (1998) Bioquímica. Mathews, van Holde y Ahern. Ed. Addison Wesley. 2002. Bioquímica. Stryer, Berg y Tymoczko. Ed. Reverté. 2003. Environmental Chemistry. Manahan. Ed. CRC Press. (1999). Microbiología ambiental. Grant y Long. Ed. Acribia,D.L. (1989). Bioquímica de los Microorganismos. Parés y Juárez. Ed. Reverté. (1997). Curso básico de toxicología ambiental. Albert. Ed.Uteha (Noriega Eds.) (1995). Introduction to Environmental Toxicology. Landis y Yu. Ed. Lewis Publishers. (1998). Ecología, Smith y Smith, Pearson Educación, S.A. (1990). Biología de los microorganismos, Brock. Madigan, Martinko, Parker. Ed. Prentice Hall. 2003. 12. Biotratamiento de residuos tóxicos y peligrosos, Levin y Gealt, McGraw-Hill Eds. (1997). 13. B i o t e c n o l o g í a B á s i c a . B u i o c k ( 1 9 9 1 ) 14. Química bioinorgánica, Ochiai. Ed. Reverté (1985). 15. Manahan, Stanley E., 2008. “Introducción a la Química Ambiental”. 1ª Edic. Edit. Reverté S.A., Barcelona, España. 16. Curso básico de toxicología ambiental. Albert, Lilia A. (2002)