APROBADO CONSEJODE
FACULTADDE EDUCACIÓN
ACTA DEL
FORMATO DE PROGRAMA DE CURSO O DE ESPACIO DE CONCEPTUALIZACIÓN
1. IDENTIFICACIÓN GENERAL
Facultad Educación
Departamento Departamento de enseñanza de las ciencias y las artes
Programa(s) Académico(s) Licenciatura en Educación básica con énfasis enCiencias Naturales y Educación Ambiental
Núcleo o Colegio Académico Biología
2. IDENTIFICACION ESPECIFICA
Espacio de conceptualización Biología Celular
Código 2024-203 grupo 01
Semestre 2011- I N° de créditos 5
Intensidad horaria
Semanal 7 horas (16 semanas) Semestre 112 horas
Características
Teórico Práctico
Teórico-Práctico X
H (habilitable) SI NO X
V (validable) SI NO X
C
(clasificable) SI NO X
Prerrequisitos: (incluir códigos y nombre) 2024103 Fundamentos de Biología
Correquisitos: (incluir códigos y nombre) No
3. DATOS DEL PROFESOR (o profesores que elaboraron el Programa)
Nombres y Apellidos Astrid Eliana Cuartas Cuartas
Correo Electrónico [email protected]; [email protected]
Horario de Clase Teoría LW 6:00- 8:00 a.m; laboratorio L 10-13 V7- 10
Horario de atención a
estudiantes Martes 9:30-10 Jueves 9:30-10
Lugar de atención a estudiantes 7-103
4. DESCRIPCION
El contenido de este curso está orientado al estudio morfológico ensamblado con los aspectos moleculares a nivel de estructuras; teniendo en cuenta un poco aquellos aspectos bioquímicos, genéticos o comparados, propios de otras materias. Se tocarán aspectos esenciales relacionados con la actividad celular, relaciones entre células o de éstas con los componentes de la matriz extracelular, la síntesis de los componentes celulares, el tráfico intracelular de sustancias, las particularidades genéticas de las mitocondrias y plastidios, las estructuras que participan en el citoesqueleto, el control del ciclo celular, centrando así un estudio general de la célula.
Este espacio de conceptualización va acompañado además de Análisis de diversas teorías científicas según ejemplos históricos: la Teoría del calor, las teorías atómicas, los enlaces químicos, entre otros y también de resultados demostrativos a través de laboratorios en donde se comprobarán diferentes técnicas utilizadas en la microscopía y que le ayudará al estudiante tener los recursos necesarios de pedagogía en esta área en el momento que le tocará asumirlo.
El microcurrículo está diseñado para desarrollarse a través de clases magistrales, prácticas de laboratorio, talleres, exámenes parciales y presentación de trabajos didácticos que les permitan desarrollar destrezas en la enseñanza de las Ciencias Naturales.
5. JUSTIFICACIÓN
El curso de biología celular aporta elementos indispensables en la formación de futuros licenciados en Ciencias Naturales, permitiendo al discente adentrarse en la comprensión del mundo celular desde los seres unicelulares, hasta las relaciones intercelulares de organismos multicelulares, lo cual le permitirá comprender diferentes disciplinas como Embriología, Citogenética, Histología, Microbiología, Zoología, Botánica y microscopía. Igualmente, se capacitará en técnicas de identificación microscópica y molecular, que le ayudarán a describir con profundidad la estructura de una célula y la función de cada uno de sus componentes, incluso, analizar su origen evolutivo. De esta manera el docente en formación se cualificará de una manera más integral para su desempeño profesional y relacionará los funcionamientos celulares de los individuos con el hábitat, para luego tomar decisiones en el área de Educación Ambiental
Objetivo general.
Reconocer la naturaleza dinámica de la célula por sus variadas respuestas a los diferentes estímulos, por sus propiedades de renovación, crecimiento, reproducción y flexibilidad para la evolución.
Objetivos específicos.
Estudiar la célula como unidad estructural, funcional y de reproducción de los seres vivos.
Conocer y comprender los fundamentos de la interacción celular.
Conocer y comprender los procesos metabólicos que mantienen y renuevan la organización celular.
Unidad No. 1. ¿Por qué fueron necesarias fuentes de energía para la síntesis de moléculas orgánicas simples en la Tierra primitiva? Químicamente cómo está compuesta la célula? Todas las moléculas biológicas interactúan con el agua? Cómo son las interacciones de las biomoléculas con el agua y con los ambientes no acuosos?
1. BIOMOLÉCULAS Y MOLÉCULAS INORGÁNICAS. No. de horas teóricas: 8
No. de horas prácticas: 6
1.1. Composición química de la célula.
1.1.1 Moléculas Orgánicas: Carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos
1.1.1.1 Carbohidratos: Monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, polisacáridos y sus funciones dentro del metabolismo celular.
1.1.1.2 Lípidos: Lípidos simples, Lípidos complejos, Esteroles: hormonas y colesterol (importancia dentro de las membranas)
1.1.1.3. Proteínas: Estructura primaria y secundaria de las proteínas. Función (Cinética enzimática)
1.1.2 Moléculas inorgánicas: El agua
1.1.2.1. Potencial de hidrógeno: PH: Tampones y su importancia dentro de las reacciones bioquímicas intercelulares e intracelulares.
PRÁCTICAS:
Diversidad celular y células sanguíneas.
Identificación de compuestos orgánicos en la saliva humana
2. MEMBRANA CELULAR No. de horas teóricas: 7 No. de horas prácticas: 6
2.1 Estructura y función de la Membrana celular Eucariótica. 2.2 Estructura y función de la pared celular en vegetales.
2.3 Comparación de membranas y paredes celulares eucarióticas y procarióticas 2.4 Transporte a través de la membrana celular:
2.4.1 Tipos de transporte
2.4.1.1 Proteínas transportadoras 2.4.1.2 Tipos de transporte
PRÁCTICAS:
Permeabilidad celular. Acción de los compuestos orgánicos sobre su estructura.
Ósmosis en glóbulos rojos. Observación de los fenómenos de plasmólisis y turgencia.
Unidad No. 3. Las células se organizan de tal manera que cumplen con funciones coordinadas mediante sistemas. Para que estén coordinadas deben de estar comunicadas entre sí. ¿Cómo se comunican?
3. SUPERFICIE CELULAR No. de horas teóricas: 4 No. de horas prácticas: 3
3.1 Uniones celulares: Desmosomas, uniones estrechas, uniones en hendidura, uniones septadas.
3.2. La Matriz Extracelular en los tejidos animales: proteínas estructurales de la matriz. 3.3. Agregación, Reconocimiento y comunicaciones intercelular: en Vegetales y Animales
3.4. Receptores, primeros y segundos mensajeros
PRÁCTICAS:
Transporte de iones a través de la membrana celular
Unidad No. 4. ¿Un organismo debe pagar por la energía consumida? ¿Por qué un sistema vivo, a pesar de las apariencias, no está violando la segunda ley de la termodinámica?.
4. BIOENERGÉTICA No. de horas teóricas: 2
4.2 El significado de la hidrólisis del ATP y otros metabolitos ricos en energía
4.3. Primera Ley de la termodinámica: La energía del entorno junto con la energía de un sistema es constante.
4.4. Segunda ley de la termodinámica: En todo proceso el desorden total del universo aumenta.
Unidad No. 5. Las células tienen una compleja arquitectura interna que les permite realizar todas sus funciones. En las células eucarióticas existe una variedad de estructuras internas, las organelas, que son similares o, en algunos casos, idénticas de una célula a otra en una amplia gama de tipos celulares. ¿Cómo es posible que una célula pueda realizar trabajos tan extraordinarios como para cumplir las funciones de un ser vivo?
5. ORGANIZACIÓN DEL CITOPLASMA No. de horas teóricas: 12
No. de horas prácticas: 3
5.1. Estructura, clases y función celular de los siguientes organelos:
5.2. Retículo endoplasmático o sistema de canales membranosos, el cual puede tener ribosomas adheridos (rugoso) o libre de ribosomas (liso).
5.3. Ribosomas: pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos al retículo endoplasmático; su función es la síntesis de las proteínas.
5.4. Aparato de Golgi: Conjunto de sacos membranosos encargado del proceso de maduración de las proteínas que se almacenan en el retículo endoplasmático.
5.5. Lisosomas: vesículas cargadas de enzimas tipo hidrolasas ácidas encargadas de la defensa de los organismos y de procesos tales como muerte celular programada o necrosis.
5.6. Microsomas (peroxisomas y glioxisomas): encargados de la degradación de compuestos tóxicos para la célula.
5.7. Vacuolas: Encargadas de regular la presión osmótica y reservar productos del metabolismo celular.
5.8. Origen de los lisosomas: fundamentos del transporte vesicular (gemación y fusión de vesículas), vesículas con proteínas de cubierta.
PRÁCTICAS:
Distribución de enzimas digestivas
Unidad No. 6. Para que ocurran las reacciones de las vías metabólicas de los seres vivos, debe haber un suministro constante de moléculas orgánicas que puedan ser degradadas para producir energía y deben estar presentes moléculas que serán los ladrillos de construcción. ¿Quién realiza estas funciones? ¿De qué manera los procesos celulares están adaptados al uso eficiente de alimentos, y a la producción eficiente de diversos materiales que la célula necesita?
No. de horas teóricas: 12 No. de horas prácticas: 6
6.1 Estructura y biogénesis de mitocondrias y cloroplastos 6.2 Origen evolutivo de Mitocondrias y Cloroplastos
6.3 Morfología y composición química de las mitocondrias: 6.3.1 Glucólisis
6.3.2 Respiración celular 6.3.2.1. Vía anaeróbica
6.3.2.2. Vía aeróbica: Ciclo de Krebs, cascada de electrones y fosforilación oxidativa (fuerza promotriz para la formación del ATP)
6.3.3. Morfología y composición química:
6.3.3.1 Fotosíntesis: Fase lumínica y Fase enzimática (mal llamada “fase oscura”, reevaluación de estos conceptos)
6.3.4. Otros tipos de plastidios: Leucoplastos y cromoplastos.
PRÁCTICAS:
Glicólisis anaeróbica. Acción inhibitoria del proceso.
Enzimas respiratorias.
Unidad No. 7. Así como todo organismo tiene un esqueleto que lo soporta, las células que lo constituyen, también lo poseen. ¿Cómo es el esqueleto de las células? ¿Ese esqueleto les proporciona movimiento? ¿Cómo se realiza ese movimiento?
7. CITOESQUELETO Y MOVIMIENTO CELULAR. No. de horas teóricas: 12
7.1. Estructura del citoesqueleto: microtúbulos (compuestos por tubulina);
microfilamentos (compuestos por actina que interactúan con la miosina); filamentos intermedios (constituidos por diversas proteínas de acuerdo con el tejido donde se encuentren).
7.2. Funciones del citoesqueleto:
7.2.1. Movimiento de organelos: cilios y flagelos.
7.2.2. Movimiento de cromosomas en anafase: fibras del huso acromático. 7.2.3. Forma celular: arquitectura del citoesqueleto.
7.2.4. Movimiento de las células durante el desarrollo embrionario de los animales.
8. ULTRAESTRUCTURA DEL NÚCLEO: No. de horas teóricas: 12
No. de horas prácticas: 6
8.1. Estructura nuclear: envoltura, poros y proteínas lámina, matriz nuclear (DNA y proteínas tipo histonas, nucleolo, tipos de RNA).
8.1.1. Síntesis de ARN: Splicing
8.1.2. Síntesis de ADN: Acción de las polimerasas, corrección de errores 8.2. Transporte selectivo entre núcleo y citoplasma
PRÁCTICAS:
Cromosomas politénicos. Preparación y observación microscópica.
Índice mitótico y ciclo celular.
Unidad No. 9. ¿Cómo es posible que estudiar todo el contenido celular desde el núcleo hasta la membrana, incluyendo todas las moléculas orgánicas asociadas?
9. MÉTODOS EXPERIMENTALES EN BIOLOGÍA CELULAR:
No. de horas teóricas: 4 No. de horas prácticas: 9
9. 1. Usos y principios generales sobre métodos experimentales en biología celular. 9.2. Cultivos celulares
9.3. Métodos de separación y selección: centrifugación, cromatografía, electroforesis, citometría de flujo
9.4. Amplificación de DNA: reacción en cadena de la primera (PCR)
9.5. Métodos de visualización y detección: Microscopia, marcaje radioactivo, marcaje no radioactivo.
9.6. Técnicas Inmunoenzimáticas: ELISA
PRÁCTICAS:
Separación de aminoácidos y pigmentos vegetales por cromatografía de papel.
Extracción de DNA a partir de sangre periférica.
Técnica de separación de DNA mediante de electroforesis.
BIBLIOGRAFÍA
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Freshney RI (1999). Culture of Animal Cells. John Wiley and Sons Ltd, UK.
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Kaufman PB and Wu W (1995). Handbook of Molecular and Cellular Methods in Biology and Medicine. CRC Press, Boca Raton, Florida.
Larsson I (1988). Immunocytochemistry: Theory and Practice. CRC Press, Boca Raton, Florida.
Lehninger A L.1979. “Bioquímica”. Segunda Edición. Editorial Omega .S.A. Barcelona
Rawm J.D. 1989. Bioquímica. 1ª. ed. Ed. McGraw Hill- Interamericana de España. Madrid, españa. 1105 pp.
Revistas científicas en la hemeroteca de la Universidad de Antioquia - Investigación y Ciencia
- Mundo Científico - Cell
- Trends in Cell Biology - Trends in Biochemestry - Science
- Scientific American
CIBERGRAFIA:
Reina M et al. (2004). Prácticas de Biología Celular. http://www.ub.es/biocel/wbc
Cell Biology Links
http://www.museum.state.il.us
Course of Cell Biology
http://lent.med.umn.edu/~mwd/cell.htm
Virtual Library in Cell Biology
http://www.vlib.org/Science/Cell_Biology/index.shtml
Métodos alternativos in vitro (John’s Hopkins Center) http://caat.jhsph.edu/about-us/about-us.htm
Métodos Alternativos in vitro (Invittox) http://www.ib.amwaw.edu.pl/invittox/
Métodos Alternativos in vitro (Altweb) http://altweb.jhsph.edu/
8. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS
El espacio de conceptualización se inicia con el sondeo de saberes previos, generando condiciones para hacer análisis y reflexiones del estudiante en su cotidianidad, buscando al mismo tiempo hacer aclaraciones conceptuales y redimensionar sus alcances.
La participación activa del estudiante se evidencia mediante sustentación de temas, rastreos bibliográficos en inglés, que luego son socializados en sesiones plenarias, se realizan talleres que le permiten al estudiante hacer construcciones colectivas del conocimiento. La revisión bibliográfica la realizarán en revistas que publican artículos experimentales y revisiones de frontera en Biología Celular que se pueden encontrar en la Hemeroteca de la Universidad o en otras bibliotecas de la Ciudad.
El espacio cuenta con prácticas de laboratorio, que exigen presencialidad, las cuales se relacionan directamente con los temas teóricos del programa, en donde los estudiantes, además de confrontar los conocimientos teóricos, adquieren la destreza necesaria para su desempeño profesional.
Al inicio del semestre, se solicita una cita con un asesor en la biblioteca, para que los estudiantes aprendan a manejar la base de datos de la Universidad de Antioquia y puedan utilizarla como una herramienta útil y actual para su labor académica.
Los informes de laboratorio se realizarán a manera de artículo científico, para familiarizar a los estudiantes con la investigación, prioritaria en los procesos de formación profesional del Alma Mater de la Universidad de Antioquia.
Dentro de los talleres propuestos, los estudiantes diseñan un juego didáctico sobre la enseñanza de las Ciencias Naturales en la educación básica, en el cual se evidencian los conceptos aprendidos y su recurso creativo.
5. EVALUACIÓN
Para cumplir con el objetivo de la facultad “formadora de formadores”, la evaluación se evidenciará mediante el desarrollo de talleres por parte de los estudiantes, que luego serán socializados, incluyendo ejercicios de autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación fundamentados en la valoración del proceso del trabajo individual y colectivo. La autoevaluación y la coevaluación se evidencian mediante la participación en talleres, su compromiso frente a la construcción del conocimiento y en general, en su desempeño en las sesiones de clase. En la heteroevaluación se valora el trabajo individual y grupal representado en resolución de pruebas escritas, desarrollo de talleres y desempeño en las prácticas de laboratorio.
Teniendo en cuenta que el espacio de conceptualización es teórico – práctico, lo que genera coherencia y complementariedad en el desarrollo del programa, las sesiones teóricas tendrán un valor del 75% y las sesiones prácticas tendrán un valor del 25%, repartidas de la siguiente manera:
Actividades Valor (%)
Teoría
Parcial 1:moléculas orgánicas, inorgánicas y membranas
Parcial 2: Citoesqueleto, bioenergética y sistema endomembranal Parcial 3: Mitocondria y Cloroplasto
Parcial 4: Núcleo y técnicas moleculares Seguimiento
Quices Informes
Placas microscópicas
10% 10% 5%
