Guía didáctica de Introducción a la Biotecnología

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Introducción a la Biotecnología

Nombre de la Unidad de Aprendizaje (UDA):Introducción a la Biotecnología
Clave:GN0408
Programa educativo:Ingeniería en Biotecnología
Semestre:Área general

Fundamentación

La Biotecnología es una disciplina científica que emplea organismos vivos, partes o derivados de estos para la obtención de productos industrializados o la generación de procesos específicos. Esta ciencia comenzó desde que el hombre se dio cuenta que podía manipular organismos para obtener productos como pan, yogurt, bebidas fermentadas hasta vacunas modernas con el uso de vehículos víricos como la del SARS-CoV-2 o procesos que involucren microorganismos los cuales generan bienes o servicios.

La importancia de esta Unidad de Aprendizaje es para otorgar un panorama general de las diferentes áreas que el estudiantado abordará en la carrera de Ingeniería en Biotecnología. En esta UDA se muestra un resumen de los diferentes tópicos importantes de esta disciplina, desde su concepción, legislación, bases bioquímicas, fisiología microbiana, biología molecular, funcionamiento de biorreactores, los procesos previos y posteriores a la biorreacción. Esta UDA enfatiza el uso de los microorganismos para la transformación de productos biotecnológicos, así como su aplicación en el sector agropecuario, médico, alimenticio, industrial u otras áreas en donde la Biotecnología ha innovado productos o procesos; además, esta disciplina ayuda al alumnado a adquirir las bases para el entendimiento de las diversas áreas del conocimiento que la misma involucra, las cuales posteriormente profundizará en su carrera universitaria.

Competencias generales

Comprende y analiza las principales rutas metabólicas que generan moléculas y energía útil para cualquier proceso vital de todo organismo.

Conoce la modificación del metabolismo de bacterias y levaduras con la finalidad de comprender su innovación y obtención de productos biotecnológicos, mediante métodos ingenieriles propios del área para la mejora de productos en la industria agrícola, alimentaria, restauración y bioprocesos.

Conoce los diferentes tipos de biorreactores definidos por su tipo de operación y diseño para plantear la secuencia de las operaciones que se llevarán a cabo en los procesos de obtención de los productos biotecnológicos.

Contenidos temáticos

  1. Percepción pública de la biotecnología
  2. Bioquímica y fisiología del crecimiento y el metabolismo
  3. Manejo y análisis del genoma: Procarionte
  4. Ingeniería genética de levaduras y hongos filamentosos
  5. Proceso cinético microbiano
  6. Diseño de biorreactores
  7. Bioprocesos
  8. Medición y control
  9. Economía del proceso
  10. El negocio de la biotecnología

Metodología de trabajo

  • El docente expone de manera general los temas por estudiar al inicio del ciclo escolar enfatizando la importancia de la Biotecnología en el ámbito actual.
  • En cuanto a las unidades temáticas, la manera de acercamiento es mediante exposiciones de los temas por medio de artículos o fragmentos de libros cuando sea pertinente.
  • Una vez vistos los temas los estudiantes deberán realizar las actividades correspondientes de acuerdo con la planeación que se entregará al iniciar el curso, en dichas actividades se contempla la generación de resúmenes, cuadros sinópticos, mapas mentales, pequeños experimentos, ejercicios en las unidades que ameritan para integración de conceptos, videos en donde integran sus mapas mentales o conceptuales.
  • Se realizarán exposiciones parciales, propuestas por el profesor, en equipo para fomentar el trabajo colaborativo entre los estudiantes. Los temas son complementarios a los temas vistos en el parcial de esta manera el estudiante interactúa con artículos que aportan conceptos y métodos de referencia.
  • Se realizarán pruebas periódicas para evaluar el grado de comprensión de los temas vistos. Para este caso de enseñanza híbrida se realizarán por medio de las plataformas digitales.
  • Cómo parte del curso el estudiante genera un proyecto integrador con la finalidad de calificar el grado de profundización de la UDA. Este proyecto será un acercamiento al establecimiento de un experimento contemplando título, introducción, método, resultados y reflexiones acerca de la experiencia con base en lo aprendido en la UDA.

Criterios de evaluación

  1. Los siguientes lineamientos corresponden a las tareas o trabajos de la materia, los cuales son siguientes:
    • Todos los trabajos serán hechos a mano, se aceptarán trabajos a computadora, sólo en caso de que el profesor lo indique.
    • Los ejercicios deberán entregarse al inicio de la fecha establecida por el docente. No se aceptarán trabajos posteriores a la fecha de vencimiento, salvo en los casos que sean justificados.
    • Los trabajos deberán tener nombre, actividad y fecha de entrega; en el caso de las presentaciones deberán contener portada y los datos mencionados.
    • Las exposiciones se enviarán a la plataforma teams o la plataforma que se tenga disponible un día antes de la exposición (aplica para los trabajos en equipo y proyecto final).
  2. Los siguientes lineamientos corresponden para el caso de exposiciones en clase o trabajo final, los criterios de calificación se proporcionarán en su momento:
    • El resultado final de las tres exposiciones equivaldrá al porcentaje del apartado de exposición. Las exposiciones serán evaluadas de acuerdo con los criterios formato y dominio del tema (los criterios de evaluación se le entregarán previamente por medio de una rúbrica en la plataforma).
    • Para elaborar la presentación-exposición del trabajo final, el estudiante deberá consultar, un mínimo de 5 artículos sobre el tema.

Parámetros de calificación de la experiencia educativa:

EvidenciaPonderación
Portafolio de evidencias (actividades, videos, ejercicios, lecturas, resúmenes, mapas mentales, mapas conceptuales)40%
Exámenes40%
Actividades colaborativas (exposiciones dos parciales, un parcial con el proyecto integrador el cual es individual en la modalidad virtual en escolarizado es por equipo)10%
Resumen de las unidades temáticas (individual)10%
Total100%

Cronograma

Clase digital Contenidos abordados Duración en semanas
1Revisión del concepto de Biotecnología
Colores de la Biotecnología
Color verde, blanco, azul, rojo, gris
1
2Historia de la Biotecnología
Fermentos en la antigüedad
Pasteur
Fleming
Anticuerpos monoclonales
1
3Percepción de la ciencia en la sociedad
Legislación para los organismos genéticamente modificados.
Liberación confinada
Liberación prueba piloto
Liberación experimental
Experimentación comercial
1
4Introducción a la Bioquímica y del metabolismo
Anabolismo y Catabolismo
Biomoléculas
Carbohidratos
Proteínas y sus estructuras
Lípidos
Ácidos nucleicos
1
5Rutas centrales del metabolismo
Clasificación de las enzimas
Etapas del catabolismo
Etapas del anabolismo
Glucólisis
Fermentación alcohólica y láctica
Gluconeogénesis
1
6Beta – oxidación y balance energético
Ciclo de Krebs
Transporte de electrones
Biosíntesis de compuestos nitrogenados
Control de los procesos metabólicos
1
7Herramientas básicas para la Ingeniería Genética
Vectores de clonación
Análisis genómico, proteómico y transcripcional
Análisis in situ
1
8Estructura genética de procariotas
Modelo de operón lac
Transferencia natural de genes
Transformación
Conjugación
Transducción
1
9Bibliotecas de ADN
Southern blot
RFLP
AFLP
RAPD
SSR
Western blot
Northern blot
Optimización de procesos
Productos heterólogos
Análisis in situ
1
10Características de mohos y levaduras
DNA de hongos y su transformación
Clonación de genes
Estructura del gen, organización y expresión
Métodos de transformación
Aplicaciones de hongos y levaduras
1
11Modelaje cinético bacteriano
Métodos para cuantificar bacterias
Factores que influyen en el crecimiento bacteriano: temperatura, pH, fuerza iónica
Cálculos dimensionales
Representación de bloques de procesos
1
12Modelaje cinético bacteriano
Métodos para cuantificar bacterias
Factores que influyen en el crecimiento bacteriano: temperatura, pH, fuerza iónica,
Cálculos dimensionales
Representación de bloques de procesos
1
13Funciones básicas de los biorreactores
Elementos que conforman los biorreactores
Diseño de las operaciones de esterilización
Tipos de biorreactores
Fotobiorreactor
1
14Concepto de bioproceso
Definición: upstream, biorreacción, downstream
Operaciones principales de bioseparación
Filtración
Sedimentación
Floculación
Ultrafiltración
Cristalización
Cromatografía
Regulación Sanitaria (Cofepris)
1
15Control de procesos
Estructura de los modelos de procesos
Supervisión y control del proceso
1
16Economía del proceso
Estimación de costos
Estimación de costos de capital y estimación de costos de operación
Toma de decisiones
1
17Usos de la Biotecnología
Análisis de compañías dedicadas a la Biotecnología
Inversión en Biotecnología
Patentes
1
18Portada
Introducción
Método
Resultados
Reflexiones acerca del curso y de la elaboración del proyecto.
Referencias
1

Créditos

AUTOR DESARROLLO Y PRODUCCIÓN
José Luis Zárate CastrejónSUME (Sistema Universitario de Multimodalidad Educativa)