programa 2015 cat+ílisis fermentativa

Contenidos Programáticos

Código FGA-23 v.01

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CIENCIAS BÁSICAS

FACULTAD: ___________________________________________________________ INGENIERÍA QUÍMICA

PROGRAMA:__________________________________________________________ BIOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE: __________________________________________________ CURSO: CÓDIGO: ÁREA: REQUISITOS: CORREQUISITO: CRÉDITOS: TIPO DE CURSO:

JUSTIFICACIÓN

CATÁLISIS FERMENTATIVA 156282

ELECTIVAS

TERMODINÁMICA II

TEÓRICO 2

El ser humano desde tiempos inmemoriales ha utilizado los procesos fermentativos

para obtener bienes y productos útiles para su subsistencia. A su vez ha hecho uso de

los componentes de las células, como las enzimas para obtener otros productos.

Aunque en la antigüedad los métodos se hacían de manera empírica, el ser humano

encontró la forma de usar ciertos microorganismos, células animales, vegetales y

enzimas para obtener en mayor parte alimentos, químicos entre otros para su beneficio,

pero desde el siglo XIX y especialmente a partir de la mitad del siglo XX ha habido un

crecimiento exponencial no solo en la genética y la biología molecular, sino también

con respecto al conocimiento en el campo de las enzimas, cinética enzimática,

estructura de enzimas, regulación enzimática, etc.

En la década de 1940, el campo de la ingeniería bioquímica surgió debido a la

evolución de la industria farmacéutica que requería biorreactores a gran escala para la

producción de estreptomicina y penicilina. Los avances en el diseño y control del

biorreactor, resultaron en la investigación sobre la transferencia de oxígeno, la

esterilización del aire, los medios de cultivo y el control del pH. El objetivo del control

biorreactor es gestionar el medio ambiente y el metabolismo de las células para

maximizar la productividad y la calidad del producto. La complejidad de un sistema de

automatización variará dependiendo de un número de factores incluyendo los requisitos

del proceso, costos de producción, el valor del producto, los requisitos de calidad,

limitaciones reglamentarias, y los requisitos de adquisición de datos. La capacidad de

medir el ambiente físico y químico en el fermentador es esencial para el control de la

proceso. En resumen los biorreactores se utilizan ampliamente para una variedad de

propósitos, la base de conocimientos para su aplicación se ha incrementado

significativamente debido a los avances en química, ingeniería bioquímica, y del medio

ambiente durante los últimos 60 años. Muchos productos farmacéuticos, biomédicos,

bioquímicos, comidas, bebidas, combustibles y productos de biomaterial se producen

en biorreactores. La cantidad total y el valor comercial de estos bioproductos aumentan

anualmente, de ahí la importancia de los biorreactores.

Al contextualizar lo anterior se hace por ello necesario que el futuro profesional de

Ingeniería Química adquiera conocimientos y fortalezas, que involucren sistemas

biológicos y/o sus productos, para obtener metabolitos primarios o secundarios

mediante procesos fermentativos.


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OBJETIVO GENERAL

Adquirir los conocimientos básicos sobre la utilización de los microorganismos,

eucariotas y las enzimas en los procesos fermentativos. Para ello se estudiaran a las

especies microbianas y eucarióticas y sus productos (enzimas), útiles en los

bioprocesos, el crecimiento y las fermentaciones, así como el metabolismo asociado a la

producción de compuestos de interés industrial. OBJETIVOS ESPECIFICOS

-Conocer la estructura, organización celular, formas de obtención de energía,

crecimiento y reproducción de microorganismos eucarióticos y procarióticos.

-Adquirir conocimientos básicos sobre metabolismo microbiano y organismos

eucarióticos útiles en los bioprocesos fermentativos.

-Adquirir los conceptos básicos sobre la fotosíntesis y sus implicaciones en los procesos

fotofermentativos.

-Identificar las principales estructuras que componen una proteína y el papel que

desempeñan los aminoácidos que la constituyen.

-Conocer las bases del mecanismo enzimático y explicar los parámetros claves a la hora

de analizar la cinética enzimática.

-Concebir claramente el potencial de aplicación de las enzimas ya sea de las maneras

convencionales o inmovilizadas.

-Conocer los principios del control de las poblaciones bacterianas, esterilización y

trabajo en condiciones asépticas.

-Describir las principales estrategias utilizadas para cultivar células (procariotas o

eucariotas) con el fin de producir industrialmente compuestos biológicos.

-Manejar adecuadamente los conceptos básicos de diseño y control de un

biofermentador industrial, según la aplicación en la cual se encuentre siendo empleado.

-Asociar los tipos de fermentación a los principales productos industriales obtenidos

biotecnológicamente.

-Conocer y contextualizar la importancia de la biología molecular y la biotecnología

moderna en los procesos industriales.

COMPETENCIAS

-Capacidad de plantear, con base en los principios de la bioenergética microbiana, una

alternativa de solución a los actuales retos de los procesos fermentativos.

-Capacidad de identificar los medios de cultivo para diferentes tipos de

microorganismos y células eucarióticas usados en bioprocesos.


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-Capacidad de determinar la KM y la velocidad máxima en problemas teóricos sobre

actividad enzimática.

-Capacidad de identificar los modelos de inhibición enzimática clásicos.

-Capacidad de destacar los campos de aplicación y de proyección de las enzimas

inmovilizadas.

-Capacidad de asociar los tipos de fermentación a los principales productos industriales

obtenidos biotecnológicamente.

-Capacidad de clasificar y describir un biofermentador industrial, con base en su diseño.

-Capacidad de identificar los fotobiorreactores y sus aplicaciones actuales.

-Capacidad de identificar los biorreactores diseñados para cultivar células eucariotas.

-Capacidad para contextualizar y entender la importancia de la biología molecular en los

procesos fermentativos.

UNIDAD 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA DE ORGANISMOS

IMPORTANTES EN EL ÁREA DE LA MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL Y

BIOTECNOLOGÍA.

TEMA HORAS DE

CONTACTO DIRECTO

HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE DEL

ESTUDIANTE

Estructura y función de la célula

procariótica y eucariótica.

4 4

Tres dominios de la naturaleza.

Dogma Central de la Biología

Molecular.

2 2

Microorganismos comúnmente usados

en Microbiología Industrial y

Biotecnología

4 6

UNIDAD 2. METABOLISMO Y FISIOLOGÍA MICROBIANA.

TEMA HORAS DE

CONTACTO DIRECTO


ESTUDIANTE

Principios de la energética del

metabolismo microbiano.

6 4

Vías catabólicas, procesos

generadores de energía, fosforilación

oxidativa.

4 4

Fotosíntesis. Fotofosforilación. 2 2


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UNIDAD 3. ENZIMAS.

TEMA HORAS DE CONTACTO

DIRECTO


ESTUDIANTE

Generalidades: estructura de

proteínas. Clasificación y

propiedades.

2 2

Generalidades de las enzimas.

Clasificación y nomenclatura.

4 4

Cinética enzimática. 2 4

Inhibición enzimática. 2 4

Principios de inmovilización de

enzimas.

2 2

UNIDAD 4. CRECIMIENTO MICROBIANO Y NUTRICIÓN. TEMA HORAS DE

CONTACTO DIRECTO


ESTUDIANTE

Medios de Fermentación. Cinética de

crecimiento microbiano. Modelo de

Monod.

4 4

Efectos de las condiciones

ambientales en el crecimiento

microbiano. Desarrollo de inóculo e

inoculación.

4 4

Control de crecimiento de los

microorganismos: Acción de agentes

físicos, químicos y biológicos.

Esterilización, asepsia.

4 4

UNIDAD 5. BIOPROCESOS INDUSTRIALES. TEMA HORAS DE

CONTACTO DIRECTO


ESTUDIANTE

Introducción a bioprocesos

industriales. Generalidades de

Biorreactores.

4 4

Clases de Biorreactores.

Fotobiorreactores.

6 6

Productos de fermentaciones y sus

procesos de elaboración:

biocombustibles, biopolímeros,

biosurfactantes, ácidos orgánicos,

antibióticos, etc.

8 6


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UNIDAD 6. IMPORTANCIA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR EN

PROCESOS FERMENTATIVOS.

TEMA HORAS DE CONTACTO

DIRECTO


ESTUDIANTE

Generalidades de Ingeniería

Metabólica.

2 2

Aplicación de la Ingeniería

Metabólica en fermentaciones.

2 2

Introducción a la Biología Molecular. 2 4

Generalidades sobre la Biología

Molecular, Genómica y

Bioinformática.

4 4

Importancia y aplicación de la

Biología Molecular en procesos

fermentativos.

4 2

METODOLOGÍA

1. La toma de contacto docente-grupo de estudiantes, se llevará a cabo mediante una

dinámica de socialización que permita al docente, no sólo interactuar con cada

estudiante, sino reconocer las expectativas que cada individuo tiene con respecto a la

asignatura y el manejo de la misma. De igual manera, se realizará una conducta de

entrada oral (tipo foro) para hacer un diagnóstico acerca del estado de conocimiento y

manejo conceptual del grupo de estudiantes; esto permitirá retroalimentar el plan

definido por el docente. En esta sesión se definirán de manera general las normas de

trabajo y comportamiento en el aula de clase. Finalmente se tomarán los correos

electrónicos de cada uno de los estudiantes.

2. El curso se desarrollará mediante tres estrategias básicas:

-Exposición por parte del docente; para lo cual se hará uso de varios recursos

audiovisuales (video beam, conexión inalámbrica a internet) para utilizar presentaciones

de diapositivas, animaciones en flash, videos y algunos recursos online.

-Preparación y desarrollo de foros de debate, mesas redondas, etc, sobre temas

derivados del contenido de las unidades. Esta estrategia implica una actividad previa,

puesto que cada grupo de estudiantes debe preparar un aspecto, según el tema a tratar.

-Aplicación y desarrollo de talleres que complementan y refuerzan el tema expuesto.

Algunos se desarrollarán en clase y otros serán supervisados y discutidos en las

asesorías.

3. Cada sesión de clase genera un contenido y un material, que será convertido en

archivos pdf o de PowerPoint, los cuales serán remitidos vía mail a cada estudiante. Se

remitirán igualmente direcciones web y contenido de apoyo a los talleres con suficiente

antelación.


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4. El curso implicará también la discusión de material bibliográfico referente a cada

tema, el cual debe ser revisado con anterioridad por los estudiantes para lograr gran

participación de los asistentes al curso. Este material se remite con suficiente antelación

a cada correo electrónico.

5. Se desarrollará un ejercicio de revisión bibliográfica personalizado, mediante el cual

se busca que el estudiante desarrolle destrezas en: búsqueda de bibliografía actual en

español e inglés, lectura y comprensión de lectura de documentos de carácter científico

en español e inglés, así como en la redacción de un documento científico donde se

asuma una posición crítica frente al tema seleccionado.

6. Todos los temas serán reforzados con el desarrollo de las TICs, con las cuales se

pretende que el estudiante a través de la práctica mediante contenidos online

(videoconferencias, animaciones, simulaciones, programas de visualización de

moléculas, etc), relacione e integre los conceptos desarrollados en las sesiones teóricas.

7. Elaboración de modelos reales que permitan visualizar y alcanzar un mejor

entendimiento de conceptos teóricos, esto se concretará mediante la realización de un

proyecto de aula. Este proyecto de aula puede tener un componente práctico.

8. Se utilizará un correo electrónico para el curso

([email protected]), por este medio se comunicarán asuntos relativos

al desarrollo de la asignatura tales como fechas de parciales, materiales para las

prácticas de laboratorio, envío de artículos, videos, links de interés para determinado

tema, etc.

SISTEMAS DE EVALUACIÓN

Para la evaluación del curso se desarrollarán actividades como:

1. Evaluaciones teóricas de contenidos revisados en el curso.

2. Preparación y presentación de temas puntuales por parte de los estudiantes en forma

individual.

3. Participación en sesiones de discusión de temas específicos revisados por todos los

asistentes al curso.

4. Presentación de talleres, ensayos u otros trabajos escritos.

5. Desarrollo de trabajo de revisión bibliográfica o de proyecto de aula. Actividad que

se realiza en tres etapas, la primera de búsqueda, lectura e interpretación de documentos

científicos, la segunda comprende la elaboración de un documento escrito en el cual el

estudiante manifiesta el aprendizaje del tema realizado en la primera etapa y la tercera la

presentación del trabajo o proyecto de aula mediante una exposición oral o un póster.


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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

*Doran, Pauline M. (2013). Bioprocess engineering principles (2nd ed.). Academic

Press.

* Nduka Okafor. (2007). Modern industrial microbiology and biotechnology. SCIENCE

PUBLISHERS

*Richard H. Baltz, Julian E. Davies, and Arnold L. Demain ; editors, Alan T. Bull ... [et

al.]. (2010). Manual of industrial microbiology and biotechnology (3rd ed.). ASM Press.

*E.M.T. El-Mansi. (2012). Fermentation Microbiology and Biotechnology. (Third

Edition). CRC Press.

*Waites, Michael J. (2001). Industrial Microbiology: An Introduction. Blackwell

Science Ltd.

*H.-J. Rehm and G. Reed in cooperation with A. Puhler and P. Stadler.(2001).

Biotechnology, 2nd Edition, Volume 10: Special Processes. Ed. Wiley.

*Ratledge, C., Kristiansen (2009). Biotecnología básica (2ª ed.) Editorial Acribia

*Reinhard Renneberg (2008) Biotecnología para principiantes. Editorial Reverté.

*Smith, J.E. (2009) Biotechnology (5ed.). Cambridge University Press

*Bamforth, C.W. (2005). Food, Fermentation and Microorganisms. Blackwell Sciencie.

*Francisco G. Bolívar Zapata. (2007). Fundamentos y casos exitosos de la

Biotecnología Moderna (2ed.) Editorial El Colegio Nacional.

*Scragg, A. Biotecnología para ingenieros. 2008. Editorial Limusa, Noriega, México.

*Nair A.J. (2008). Introduction to Biotechnology and Genetic Engineering. Ed. Infinity

Science.

*Madigan, M.T; Martinko, J.M.; Dunlap, P.V.; Clark, D.P. (2015). Brock biology of

microorganisms. Fourteenth edition. Ed. Pearson.

* Alberts [and seven others]. (2014). Essential cell biology / Bruce Fourth edition.

http://libgen.io/get.php?md5=C2085DE6FC5BBF2B406C31612808ECAA


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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

*Lee, B.H. (2000). Fundamentos de Biotecnología de los alimentos. Acribia

*Jeff Hardin, Gregory Bertoni, Lewis J. Kleinsmith. (2012). Becker’s world of the cell.

PEARSON.8th ed.

*James Edwin Bailey y David F. Ollis. Biochemical engineering fundamentals. (1986)

McGraw-Hill.

*Irving J. Dunn, Elmar Heinzle, John Ingham, Jiri E. Prenosil (2014). Biological

Reaction Engineering: Dynamic Modelling Fundamentals with Simulation Examples.

Wiley.

*Klaas van't Riet and Johannes Tramper, Basic Bioreactor Design (1991), CRC Press.

*Palladino, W.J., (2010). Introducción a la Biotecnología. THIEMAN, Pearson.

*Singleton, P. (2004). Bacterias en Biología, Biotecnología y medicina. Editorial

Acribia.

*Ostergaard, S., Olsson L., Nielsen J. (2000). Metabolic Engineering of Saccharomyces

cerevisiae. Microbiology and Molecular Biology Reviews 64:30-50.

*Garcia-Ochoa, F. and E. Gomez (2009). "Bioreactor scale-up and oxygen transfer rate

in microbial processes: An overview." Biotechnology Advances 27(2): 153-176.

*Bulock, J. Kristiansen, B. (1991). Biotecnología Básica. Editorial Acribia.

*Johannes Tramper, Yang Zhu (auth.)-Modern Biotechnology_ Panacea or new

Pandora’s box_-Wageningen Academic Publishers (2011).


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DIRECCIONES ELECTRONICAS DE APOYO AL CURSO

http://iitd.vlab.co.in/index.php

http://www.biotecnologica.com/

http://vlab.amrita.edu/

http://www.medbioworld.com/journals.php?concept=Biotechnology

http://www.biomedcentral.com/bmcbiotechnol/

Nature Biotechnology http://www.nature.com/biotech/index.html

Trends in Biotechnology http://www.sciencedirect.com/science/journal/01677799

Current Opinion in Biotechnology http://www.sciencedirect.com/science/journal/09581669

Journal of Biotechnology http://www.sciencedirect.com/science/journal/01681656

Biotechnology and Bioengineering http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1097-0290

Annual Reviews http://www.annualreviews.org/

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America http://www.pnas.org/

PLOS Suite of Journals and Blogs http://www.plos.org/

Cell http://www.cell.com/

Science http://www.sciencemag.org/

Nature http://www.nature.com/nature/index.html

Journal of Biological Chemistry http://www.jbc.org/

Sitios web Microbiología http://www.microbeworld.org/

Base de datos global sobre compañías de Biotecnología http://www.biotechgate.com/gate/v3/companies.php?info=info

Sitios importantes para búsqueda de info http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

http://www.sciencedirect.com/

Journal Rankings on Biotechnology:

http://www.scimagojr.com/journalrank.php?category=1305

http://iitd.vlab.co.in/index.php

http://www.biotecnologica.com/


http://www.sciencedirect.com/

https://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCIQFjAAahUKEwjVnNHwhazHAhWI1x4KHZbMABI&url=http%3A%2F%2Fwww.scimagojr.com%2Fjournalrank.php%3Fcategory%3D1305&ei=-LDPVdVAiK97lpmDkAE&usg=AFQjCNHlZQQunjqQIV7KKAvNR0CJDk1MTA

http://www.scimagojr.com/journalrank.php?category=1305


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NOTA: EN CADA UNA DE LAS UNIDADES EL DOCENTE DEBERA PROPONER MÍNIMO UNA LECTURA EN LENGUA INGLESA Y SU MECANISMO DE CONTROL

UNIDAD N: 1

NOMBRE DE LA UNIDAD: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA DE ORGANISMOS IMPORTANTES EN EL ÁREA DE LA MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL Y BIOTECNOLOGÍA.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad de identificar las generalidades sobre estructura, organización celular y función de microorganismos eucarióticos y procarióticos. -Capacidad para diferenciar las características principales de los organismos más representativos del árbol de la vida. -Capacidad para describir los aspectos generales del Dogma Central de la Biología Molecular. -Capacidad de reconocer los microorganismos y organismos eucarióticos útiles en los bioprocesos fermentativos.

CONTENIDOS

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A

DESARROLLAR POR EL ESTUDIANTE

HORAS

TRABAJO INDEPENDIE

NTE

HORAS

ACOMPAÑAMIENTO AL TRABAJO

INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS

DE EVALUACION QUE INCLUYA

LA EVALUACION DEL TRABAJO

INDEPENDIENTE

Estructura y función de la célula procariótica y eucariótica. Tres dominios de la naturaleza. Dogma Central de la Biología Molecular. Microorganismos comúnmente usados en Microbiología Industrial y Biotecnología

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Talleres extra clase, de refuerzo y énfasis en los puntos clave de la unidad. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

10

Lecturas obligatorias: Capítulo I, páginas 19-43 del libro titulado: Fundamentos y casos exitosos de la Biotecnología Moderna (ver bibliografía básica). Capitulo 2, libro titulado: Modern industrial microbiology and biotechnology (ver bibliografía básica). Realizar un taller online según las instrucciones del profesor en la web: http://vlab.amrita.edu/ Taller sobre estructura y función de la célula procariótica y eucariótica y del Dogma Central de la Biología Molecular. Lecturas sugeridas: Capítulo II Doran, Pauline M. (2013). Bioprocess engineering principles (ver bibliografía básica).

12

2

Breve exposición ante el grupo, de la lectura del capítulo del libro. Quices sobre los talleres propuestos. Evaluación mediante quices online de los talleres interactivos.



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UNIDAD N: 2

NOMBRE DE LA UNIDAD: METABOLISMO Y FISIOLOGÍA MICROBIANA.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad de plantear, con base en los principios de la bioenergética microbiana, una alternativa de solución a los actuales retos de los procesos fermentativos. -Capacidad de identificar los medios de cultivo para diferentes tipos de microorganismos y células eucarióticas usados en bioprocesos.

CONTENIDOS


POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A


HORAS

TRABAJO INDEPENDI

ENTE

HORAS


INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS



INDEPENDIENTE

Principios de la energética del metabolismo microbiano. Vías catabólicas, procesos generadores de energía, fosforilación oxidativa. Fotosíntesis. Fotofosforilación.

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Talleres extra clase, de refuerzo y énfasis en los puntos clave de la unidad. Realización en clase de ejercicios de oxido-reducción. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

12

Lecturas obligatorias pdf del sitio web: -Ciclo Krebs: http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_discussion/educational_resources/index.html http://www.rcsb.org/pdb/101/motm_archive.do -ATP Sintasa -Rubisco Hot-spring bacteria reveal ability to use far-red light for photosynthesis Capitulo 13 Libro: Brock biology of microorganisms. Fourteenth edition Ver y comentar los siguientes videos de los links siguientes: www.ted.com/talks/jonathan_trent_energy_from_floating_algae_pods http://www.ted.com/talks/angela_belcher_using_nature_to_grow_batteries

10

4

Exposiciones en grupo sobre las lecturas asignadas. Quices sobre los talleres propuestos. Evaluación mediante quices orales de los videos interactivos.

http://www.ted.com/talks/jonathan_trent_energy_from_floating_algae_pods




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UNIDAD N: 3

NOMBRE DE LA UNIDAD: ENZIMAS.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad para definir y diferenciar la estructura de proteínas. -Capacidad de determinar la KM y la velocidad máxima en problemas teóricos sobre actividad enzimática. -Capacidad de identificar los modelos de inhibición enzimática clásicos. -Capacidad de destacar los campos de aplicación y de proyección de las enzimas inmovilizadas.

CONTENIDOS


POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A


HORAS

TRABAJO INDEPENDI

ENTE

HORAS


INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS



INDEPENDIENTE

Generalidades: estructura de proteínas. Clasificación y propiedades. Generalidades de las enzimas. Clasificación y nomenclatura. Cinética enzimática. Inhibición enzimática. Principios de la inmovilización de enzimas.

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Talleres, de refuerzo y énfasis en los puntos clave de la unidad. Realización en clase de ejercicios sobre cinética enzimática. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

12

Lectura obligatoria: What is a Protein?

http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_discussion/educational_resources/index.html http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/estructura%20proteinas.html Taller: Visualización de la estructura secundaria de una proteína-mediante el programa Pymol. Leer Capítulo 6 (Enzymes: The Catalysts of Life) del libro: Becker's world of the cell (Mirar Bibliografía complementaria). Review Article: Immobilized Molecules using Biomaterials and Nanobiotechnology. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, 2010, 1, 61-77. Analyze the effect of substrate concentration on the activity of enzymes: http://vlab.amrita.edu/?sub=3&brch=64&sim=1090&cnt=1

16

4

Evaluación sobre artículo revisión, mediante una mesa redonda y un quizz. Quices y exposición sobre los talleres propuestos. Evaluación mediante exposición individual oral usando el programa Pymol. Quices y exposición sobre los ejercicios de cinética enzimática propuestos.

http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_discussion/educational_resources/index.html






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UNIDAD N: 4

NOMBRE DE LA UNIDAD: CRECIMIENTO MICROBIANO Y NUTRICIÓN

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad de identificar los medios de cultivo para diferentes tipos de microorganismos y células eucarióticas usados en bioprocesos. -Capacidad para analizar y determinar la cinética de crecimiento microbiano. -Capacidad para identificar los efectos externos que afectan el crecimiento microbiano. -Capacidad para reconocer los agentes físicos, químicos y biológicos que controlan el crecimiento microbiano.

CONTENIDOS


POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A


HORAS

TRABAJO INDEPENDI

ENTE

HORAS


INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS



INDEPENDIENTE

Medios de Fermentación. Cinética de crecimiento microbiano. Modelo de Monod. Efectos de las condiciones ambientales en el crecimiento microbiano. Desarrollo de inóculo e inoculación. Control de crecimiento de los microorganismos: Acción de agentes físicos, químicos y biológicos. Esterilización, asepsia.

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Organizar y moderar una mesa redonda sobre la lectura de los Capítulos 4 y 5 del libro: “Biotecnología: Manual de Microbiología Industrial”. Realización en clase de ejercicios sobre cinéticas de crecimiento microbiano. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

12

Lectura obligatoria: Capítulos 4 y 5 del libro: “Biotecnología: Manual de Microbiología Industrial”. Capítulo 4: “Substratos para la Fermentación”. Capítulo 5: “Métodos de Fermentación”. Participar de manera activa en la mesa redonda sobre las lecturas obligatorias asignadas. Lecturas sugeridas: Capítulo 5 (Microbial Growth and Control) del libro: Brock biology of microorganisms. Trabajo online obligatorio: Bacterial growth curve: http://vlab.amrita.edu/?sub=3&brch=73&sim=1105&cnt=1 Basics of plant tissue culturing: http://vlab.amrita.edu/?sub=3&brch=187&sim=1100&cnt=1

12

4

Quices y exposición sobre los ejercicios de cinética microbiana propuestos. Evaluación sobre la participación en la mesa redonda. Quizz interactivo del trabajo online.

http://vlab.amrita.edu/?sub=3&brch=187&sim=1100&cnt=1




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UNIDAD N: 5

NOMBRE DE LA UNIDAD: BIOPROCESOS INDUSTRIALES.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad de asociar los tipos de fermentación a los principales productos industriales obtenidos biotecnológicamente. -Capacidad de clasificar y describir un biofermentador industrial, con base en su diseño. -Capacidad de identificar los fotobiorreactores y sus aplicaciones actuales. -Capacidad de identificar los biorreactores diseñados para cultivar células eucariotas.

CONTENIDOS


POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A


HORAS

TRABAJO INDEPENDI

ENTE

HORAS


INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS



INDEPENDIENTE

Introducción a bioprocesos industriales. Generalidades de Biorreactores. Clases de Biorreactores. Fotobiorreactores. Productos de fermentaciones y sus procesos de elaboración: biocombustibles, biopolímeros, biosurfactantes, ácidos orgánicos, antibióticos, etc.

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Realización en clase de una simulación interactiva de una Biofermentación. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

18

Lecturas obligatorias: -Heterogeneous Photocatalysis: Recent Advances and Applications (Catalysts 2013, 3, 189-218). -“Biocombustibles en Colombia”, elaborado por la Unidad de Planeación Minero Energética, entidad adscrita al Ministerio de Minas y Energía de Colombia. -Direct conversion of plant biomass to ethanol by engineered Caldicellulosiruptor bescii (2013). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1402210111 -“Bioreactors” de la Encyclopedia of Physical Science and Technology: Biotechnology. Lecturas sugeridas: -Review sobre EPS: Trends in Biotechnology August 2011, Vol. 29, No. 8 -Minireview Biosurfactantes: Appl Microbiol Biotechnol (2010) 87:427–444 Trabajo online obligatorio: -Bioreactor Modeling & Simulation Lab: http://iitd.vlab.co.in/index.php?sub=63&brch=177

16

4

Quices y exposición sobre las lecturas obligatorias. Quizz interactivo del trabajo online.

http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1402210111

http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1402210111


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UNIDAD N: 6

NOMBRE DE LA UNIDAD: IMPORTANCIA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR EN PROCESOS FERMENTATIVOS.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR: -Capacidad para definir y entender los conceptos básicos de la Ingeniería Metabólica. -Capacidad para contextualizar y entender la importancia de la biología molecular en los procesos fermentativos.

CONTENIDOS


POR EL PROFESOR

HORAS

CONTACTO DIRECTO

ACTIVIDADES A


HORAS

TRABAJO INDEPENDIE

NTE

HORAS


INDEPENDIENTE

ESTRATEGIAS



INDEPENDIENTE

Generalidades de la Ingeniería Metabólica. Aplicación de la Ingeniería Metabólica en fermentaciones. Introducción a la Biología Molecular. Generalidades sobre la Biología Molecular, Genómica y Bioinformática. Importancia y aplicación de la Biología Molecular en procesos fermentativos.

Exposición, con apoyo de recursos audiovisuales, de los conceptos y puntos fundamentales de cada uno de los temas propuestos. Talleres extra clase, de refuerzo y énfasis en los puntos clave de la unidad. Uso de las TICs (recurso online) para apoyar y reforzar los temas principales.

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Lecturas obligatorias: Capítulo II y VIII del libro titulado: Fundamentos y casos exitosos de la Biotecnología Moderna (ver bibliografía básica). -Ingeniería metabólica de bacterias (Capítulo 32).UNAM. Biotecnologia V14 CS3.indd 373 Realizar un taller online según las instrucciones del profesor en la web: http://sites.fas.harvard.edu/~biotext/ Taller sobre conceptos básicos de Biología Molecular. Lecturas y sitios web sugeridos: http://learn.genetics.utah.edu/ http://genengnews.com/videochannel/ crashcoursednastructureandreplication/ 125/ -Chapter 10 Modern Recombinant DNA Technology, del libro titulado: Essential cell biology (Ver Bibliografía Básica)

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Breve exposición ante el grupo, de las lecturas del capítulo del libro. Quices sobre los talleres propuestos. Evaluación mediante quices online de los talleres interactivos.

programa 2015 cat+ílisis fermentativa

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