rediseño curricular upibi – upiig - 2014 · explica el concepto de campo escalar clases...

Rediseño curricular UPIBI – UPIIG - 2014

Ingeniería Biotecnológica

Contenido Formato de las Unidades de Aprendizaje ...................................................................................................................... 1

Unidades de Aprendizaje ............................................................................................................................................... 2

Cálculo diferencial e integral..................................................................................................................... 3

Cálculo multivariable ................................................................................................................................ 4

Ecuaciones diferenciales ........................................................................................................................... 5

Estadística y diseño de experimentos ....................................................................................................... 6

Física para bioingenieros........................................................................................................................... 8

Química inorgánica para bioingenieros .................................................................................................... 9

Química orgánica para bioingenieros ....................................................................................................... 9

Laboratorio de Técnicas instrumentales ................................................................................................. 10

Biología y Bioquímica celular .................................................................................................................. 12

Biología Molecular .................................................................................................................................. 13

Laboratorio de Microbiología y Bioquímica ............................................................................................ 14

Laboratorio de Física ............................................................................................................................... 16

Termodinámica para Bioingenieros ........................................................................................................ 17

Laboratorio de Bioingeniería Básica ....................................................................................................... 19

Principios y cálculos básicos en ingeniería de procesos ......................................................................... 20

Fenómenos de transporte I: cantidad de movimiento ........................................................................... 22

Fenómenos de transporte II: calor .......................................................................................................... 23

Laboratorio de Procesos de separación .................................................................................................. 25

Procesos de separación I ......................................................................................................................... 26

Procesos de separación II ........................................................................................................................ 27

Ingeniería de Biorreactores..................................................................................................................... 29

Laboratorio de Biorreactores .................................................................................................................. 30

Dinámica, Control e Instrumentación de Bioprocesos. .......................................................................... 32

Elementos básicos para el diseño en bioingeniería ................................................................................ 33

Integración de Bioprocesos I. Gestión de la Calidad y Administración de la Producción. ...................... 34

Integración de Bioprocesos II. Síntesis, Análisis y Optimización de Bioprocesos ................................... 36

Integración de Bioprocesos III. Manejo de Proyectos y Diseño de planta.............................................. 37

Residencia Profesional ............................................................................................................................ 39

Planeación, Negociación y Liderazgo ...................................................................................................... 40

Economía y negocios para ingenieros ..................................................................................................... 42

Ingeniería sustentable ............................................................................................................................. 43

Lógica y Comunicación ............................................................................................................................ 45

Ética para bioingenieros .......................................................................................................................... 46

Cultura y deporte I y II............................................................................................................................. 47

Inglés I, II, III y IV ..................................................................................................................................... 47

Específicas Biotecnología .................................................................................................................................. 48

Obligatorias .................................................................................................................................................. 48

Bioinformática e Ingeniería Genética ..................................................................................................... 48

Laboratorio de Ingeniería genética ......................................................................................................... 49

Inmunología general ............................................................................................................................... 50

Ingeniería de Sistemas Biológicos ........................................................................................................... 51

Optativa I. ..................................................................................................................................................... 53

Cálculo numérico para ingenieros .......................................................................................................... 53

Programación y métodos numéricos ...................................................................................................... 55

Optativa II ..................................................................................................................................................... 56

Biotecnología vegetal y algal................................................................................................................... 56

Biotecnología alimentaria ....................................................................................................................... 57

Biología Sintética ..................................................................................................................................... 58

Optativa III .................................................................................................................................................... 59

Biotecnología Animal .............................................................................................................................. 59

Optimización de Bioprocesos .................................................................................................................. 61

Nanotecnología aplicada ......................................................................................................................... 62

1 FORMATO DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE

Título de la Unidad de Aprendizaje Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):0-0-0-0 Sesiones: Programas Académicos: Intención Educativa: Prerrequisitos: Contenidos: Referencias básicas: Competencias a fortalecer(nivel programa):

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Explicación del formato Las diferentes UAs están especificadas conforme a los siguientes rubros:

• Nombre de UA. Tentativo a discusión con academias. • Tiempo: Las horas que el estudiante deberá dedicar en teoría (T), Laboratorio (L), actividades Supervisadas (S) o

Independientes (I). El diseño centrado en el estudiante debe reflejar no sólo las horas en aula y laboratorio sino también otras actividades y esto se refleja además en los créditos SATCA.

• Sesiones: Distribución sugerida de las horas en sesiones a la semana • Programas académicos a los que aplica. • Intención educativa: “una breve explicación de cómo contribuye la Unidad de Aprendizaje al perfil de egreso...” • Prerrequisitos: Son las UAs que por resultados anteceden a la UA, sin ellas la aprobación de la UA está

severamente comprometida. • Contenidos: Sintéticos, el contenido detallado será trabajado por las academias. • Referencias Básicas: En una lista no exhaustiva, se anotan referencias que ilustren los contenidos contemplados.

Por congruencia con el modelo educativo, las referencias deben ser recientes y si el original está en inglés debería conservarse en inglés. Si el idioma original no es inglés, se usaría una traducción al español.

• Competencias a fortalecer. A nivel plan de estudios, esto es, de la lista exhaustiva de competencias que definen el perfil de los egresados, previamente definida, mencionar aquellas con las que la UA se relaciona de manera clara. En principio, cualquier competencia mencionada deberá verse reflejada (no explícitamente pero sí claramente) con los contenidos y resultados de aprendizaje.

• Resultados de aprendizaje (ver arriba). A nivel Unidad de Aprendizaje, deberían especificar claramente el alcance esperado de los contenidos de la UA en el contexto de la(s) carrera(s) a las que aplica la UA. Esto acota los contenidos a la UA y debería permitir reducir expectativas cortas o exageradas.

• Actividades de aprendizaje sugeridas. Una sugerencia por parte de los Comités de las actividades que podrían usarse para alcanzar los resultados, esto será particularmente desarrollado por las academias y capturado en las planeaciones tipo, que los profesores usarán para desarrollar la propia. Cualquier actividad que decida el profesor finalmente, deberá permitir alcanzar el resultado de aprendizaje señalado que es el que da pertinencia y congruencia a la UA en el marco de la carrera.

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UNIDADES DE APRENDIZAJE

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CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos:Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Identificar, explicar y analizar los conceptos de función, límite, derivada e integral. Utilizar los

métodos y técnicas básicas de la obtención de límites, derivadas e integrales. Resolver problemas en bioingeniería que involucren la aplicación de límites, derivadas e integrales.

Prerrequisitos: Ninguno. Contenidos: Funciones reales. Límites y continuidad. Concepto de derivada. Métodos de derivación. Derivación

implícita. Derivadas de orden superior. Derivadas de funciones trascendentales. Aplicaciones de la derivada. Concepto de integral. Métodos de integración. Integrales de funciones trascendentales. Aplicaciones de la integral.

Referencias básicas: 1. Stewart James, Calculus: Early Transcendentals, 7 ed., Brooks Cole. 2011. 2. Gilbert Strang, Calculus, 2nd ed, Wellesley-Cambridge; 2010.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica el concepto de función real Aprendizaje Basado en Problemas Relaciona la tendencia de una serie de puntos con alguna función algebraica o trascendental

Resolución de Ejercicios y Problemas

Calcula límites de una función Clases demostrativas Resolución de Ejercicios y Problemas

Interpreta el concepto de continuidad Aprendizaje Basado en Problemas Identifica el concepto de derivada y su relación con el de límite. Aprendizaje Basado en Problemas

Aplica los métodos de derivación a funciones simples y trascendentales.


Representa funciones de forma gráfica usando asíntotas, puntos críticos y valores de la derivada para dilucidar la concavidad


Aplica derivadas de funciones, continuas y discretas, para resolver problemas en bioingeniería.

Resolución de Ejercicios y Problemas Estudio de Casos

Resuelve problemas de bioingeniería que involucren máximos y mínimos

Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Resuelve problemas que involucran a la derivada como razón de cambio relacionados con la bioingeniería


Aproxima funciones con aplicación en ingeniería usando series de Taylor y McClaurin Aprendizaje Basado en Problemas

Explica el concepto de integral en términos de sucesiones y series numéricas

Clases demostrativas

Evalúa integrales usando los conceptos fundamentales de cálculo Resolución de Ejercicios y Problemas

Calcula áreas y volúmenes mediante integrales Resolución de Ejercicios y Problemas Evalúa la convergencia de integrales impropias. Resolución de Ejercicios y Problemas Aplica los métodos de integración para resolver Aprendizaje Basado en Problemas

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problemas en bioingeniería. Estudio de Casos

CÁLCULO MULTIVARIABLE Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Identificar y explicar los conceptos de vector, matriz, espacios y funciones vectoriales así

como de sus integrales y derivadas. Utilizar las operaciones básicas de vectores y matrices para resolver problemas en bioingeniería. Emplear el concepto de funciones vectoriales, sus derivadas e integrales en la solución de problemas de ingeniería.

Prerrequisitos: Cálculo diferencial e integral. Contenidos: Vectores y matrices: Producto punto, cruz, determinantes, matrices, ecuaciones de planos, funciones

paramétricas; Funciones de varias variables, derivadas parciales, Determinantes. Inversas de matrices. Valores y vectores propios. Aplicaciones de las operaciones en vectores y matrices. Sistemas de ecuaciones. Espacios vectoriales. Independencia lineal. Funciones vectoriales. Operaciones, derivadas e integrales de funciones vectoriales. Campos escalares. Superficies cuadráticas. Funciones sobre un campo escalar. Derivadas e integrales sobre un campo escalar, gradiente. Campos vectoriales. Conceptos y aplicaciones de la divergencia y rotacional. Líneas de flujo, Integrales de línea. Integrales de superficie. Regla de la cadena, gradientes, tangentes, multiplicadores de Lagrange.

Referencias básicas: 1. C. Henry Edwards, David E. Penney.Multivariable Calculus, 6/E,Pearson,2002. 2. Gilbert Strang. Introduction to Linear Algebra, 4th Ed., Wellesley Cambridge Press; 2009.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la pro 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar el conocimiento a la práctica 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas

Resuelve sistemas de ecuaciones lineales Resolución de Ejercicios y Problemas Identifica el concepto de vector y reconoce su representación geométrica.


Evalúa las operaciones básicas para vectores como suma, resta, multiplicación, norma, etc. Resolución de Ejercicios y Problemas

Identifica el concepto de matriz. Clases demostrativas Evalúa las operaciones básicas para matrices como suma, resta, multiplicación por la izquierda y derecha, transpuesta, norma, etc.


Calcula la determinante de una matriz Resolución de Ejercicios y Problemas Calcula la inversa de una matriz Resolución de Ejercicios y Problemas Resuelve sistemas de ecuaciones lineales a través del concepto de matriz inversa.


Explica el concepto de espacio vectorial Clases demostrativas Reconoce las condiciones mínimas para definir un espacio vectorial.


Explica el concepto de independencia lineal. Clases demostrativas Explica la diferencia entre una función escalar y una vectorial.


Expresa una función en diferentes sistemas de Resolución de Ejercicios y Problemas

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coordenadas Realiza las operaciones básicas sobre una función escalar de varias variables


Realiza operaciones básicas sobre una función vectorial de una variable Resolución de Ejercicios y Problemas

Explica el concepto de campo escalar Clases demostrativas Calcula áreas y volúmenes usando integrales dobles y triples


Explica los conceptos de derivada parcial y derivada total


Calcula máximos y mínimos de funciones de varias variables con aplicaciones en bioingeniería


Aplica multiplicadores de Lagrange para encontrar máximos y mínimos


Aplica la operación gradiente Resolución de Ejercicios y Problemas Explica el concepto de campo vectorial Aprendizaje Basado en Problemas

Estudio de Casos Aplica el concepto de divergencia a problemas de bioingeniería


Aplica el concepto de rotacional a problemas de bioingeniería


Aplica el concepto de integral de línea a problemas de bioingeniería


Aplica el concepto de integral de superficie a problemas de bioingeniería


ECUACIONES DIFERENCIALES Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Identificar y explicar los conceptos de ecuación diferencial ordinaria y parcial. Utilizar los

métodosbásicos para la obtención de la solución de ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales. Resolver problemas en bioingeniería que involucren la aplicación de ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales.

Prerrequisitos: Cálculo multivariable. Contenidos: Concepto de ecuación diferencial ordinaria y parcial. Métodos de solución de ecuaciones

diferenciales ordinarias de primer orden. Concepto de condición inicial y de frontera. Métodos de solución de ecuaciones diferenciales ordinarias de orden superior. Aplicaciones de las ecuaciones diferenciales ordinarias en problemas de bioingeniería. Transformada de Laplace. Transformada inversa de Laplace. Solución de ecuaciones diferenciales ordinarias por el método de la Transformada de Laplace. Sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales. Series de Fourier. Concepto básico de la solución de una ecuación diferencial parcial. Solución de ecuaciones diferenciales parciales clásicas en dominios regulares en una y dos dimensiones.

Referencias básicas: 1. Edwards, C., and D. Penney. Elementary Differential Equations with Boundary Value Problems. 6th ed.

Prentice Hall, 2003. 2. Dennis G. Zill. A First Course in Differential Equations with Modelling Applications, 10th ed. Brooks Cole,

2012. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión

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4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica el concepto de ecuación diferencial ordinaria y parcial Clases demostrativas

Explica el concepto de condición inicial y de frontera. Clases demostrativas Identifica los tipos de ecuaciones diferenciales de acuerdo con los métodos de clasificación clásicos Clases demostrativas

Aplica los métodos de solución de ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden


Aplica los métodos de solución de ecuaciones diferenciales ordinarias de orden superior


Resuelve un sistema EDO de 1er orden con el método de separación de variables

Aprendizaje Basado en Problemas

Calcula soluciones a sistemas EDO simples con series de Fourier Aprendizaje Basado en Problemas

Resuelve problemas de bioingeniería simples que involucran ecuaciones diferenciales ordinarias


Resuelve ecuaciones diferenciales ordinarias simples por el método de transformada de Laplace


Identifica los tipos de ecuaciones diferenciales parciales de acuerdo con su orden, linealidad y homogeneidad


Explica el concepto de condición inicial y de frontera para problemas en una y dos dimensiones Clases demostrativas

Resuelve ecuaciones diferenciales parciales en dominios regulares mediante separación de variables y por el método de aproximación por series


Resuelve problemas de bioingeniería simples que involucran ecuaciones diferenciales parciales


ESTADÍSTICA Y DISEÑO DE EXPERIMENTOS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-4 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Analiza e interpreta conjuntos de datos mediante la obtención de parámetros de muestras y

la realización de pruebas de hipótesis y sus respectivas inferencias, así como también propone diseños de experimentos empleando diferentes técnicas con el apoyo de un software de alto nivel.

Prerrequisitos: Cálculo diferencial e integral. Contenidos: Estadística descriptiva, medidas de tendencia central y de dispersión, fundamentos de probabilidad,

distribuciones de probabilidad, pruebas de hipótesis, regresión lineal simple y multiple, análisis de varianza, intervalos de confianza, diseños factoriales, superficies de respuesta.

Referencias básicas: 1. Douglas C. Montgomery, George C. Runger. Applied Statistics and Probability for Engineers, 5th ed.

Wiley; 2010. 2. George E. P. Box, J. Stuart Hunter, William G. Hunter. Statistics for Experimenters: Design, Innovation,

and Discovery, 2nd ed.Wiley, 2005 3. Mario F. Triola. Elementary Statistics Technology Update, 11th ed. Addison Wesley.2011.

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4. Rebecca W. Doerge, Martina Bremer. Statistics at the Bench: A Step-by-Step Handbook for Biologists 1st ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2009.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 10. Capacidad para toma de decisiones 20. Participa en el aseguramiento de calidad y mejora de procesos químicos y biotecnológicos, incluyendo

puntos críticos de control Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Describelos fundamentos de la estadística descriptiva Clases demostrativas Describelos métodos de muestreo para una muestra aleatoria


Representa e Interpreta gráficamente un conjunto de datos. Aprendizaje Basado en Problemas

Calcula e interpreta las medidas de tendencia central y de dispersión de un conjunto de datos experimentales


Resuelve ejercicios relacionados con la bioingeniería a través de las técnicas de conteo


Plantea y resuelve problemas de probabilidad condicional relacionados con la bioingeniería


Interpreta y manipula variables aleatorias discretas y continuas y las relaciona con casos en bioingeniería


Resuelve problemas estadísticos relacionados a distribuciones discretas de probabilidad en el campo de la bioingeniería


Resuelve problemas estadísticos relacionados a distribuciones continuas de probabilidad en el campo de la bioingeniería


Plantea y resuelve problemas de inferencia con pruebas de hipótesis en bioingeniería


Calcula e interpreta intervalos de confianza para una y dos poblaciones para los parámetros más importantes de la estadística


Ajusta un modelo de regresión múltiple lineal a un conjunto de datos experimentales


Ajusta un modelo de regresión múltiple no lineal a un conjunto de datos experimentales


Estima intervalos de confianza de los parámetros de un modelo de regresión


Diseña experimentos con inferencia en tablas de ANOVA y distribución F de Fisher


Plantea y resuelve experimentos con el diseño por bloques de interés en bioingeniería


Interpreta la ANOVA de un diseño por bloques Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Interpreta el ANOVA de un diseño en cuadro latino y grecolatino


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Plantea y resuelve experimentos en diseños factoriales con uno, dos y tres factores en el campo de la bioingeniería


Identifica interacciones entre factores Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Plantea experimentos de superficie de respuesta en el campo de la bioingeniería


FÍSICA PARA BIOINGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Introducir al estudiante a los conceptos de mecánica, dinámica, óptica y electromagnetismo,

sus problemas relacionados y métodos básicos de estudio. Prerrequisitos: Ninguno. Contenidos: Cinemática, dinámica, trabajo y energía, momento e impulso, electricidad, introducción al

magnetismo, introducción a la óptica. Referencias básicas:

1. Young, H.D.; Freedman, R.A.; Ford A.L. University Physics with Modern Physics with Mastering Physics, 13 ed, Addison-Wesley, 2012.

2. Raymond A. Searway, John W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers,8th ed. 2010. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica


Distingue cantidades escalares y vectoriales Clases demostrativas Estudio de casos

Resuelve problemas de cinemática en una, dos y tres dimensiones

Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de casos

Aplica las leyes de Newton para resolver problemas de estática y dinámica


Aplica los conceptos de trabajo y energía en la resolución de problemas aplicados a la ingeniería


Aplica la leyes de electromagnetismo para resolver problemas de interacción entre cargas eléctricas y campos magnéticos


Explica los principios de las superficies equipotenciales Clases demostrativas Estudio de casos

Plantea y resuelve problemas en circuitos básicos de corriente continua


Describe las características de las ondas electromagnéticas usando modelos matemáticos

Clases demostrativas Estudio de casos

Explica los principios relacionados con la luz y las leyes de la óptica geométrica

Clases demostrativas Estudio de casos

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QUÍMICA INORGÁNICA PARA BIOINGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos: Ing. Alimentos, Ambiental, Biotecnológica, Biomédica y Farmacéutica

Intención Educativa: Proporcionar conocimientos básicos sobre la estructura de la materiabasándose en las teorías modernas de la estructura del átomo, con el objeto de comprender los cambios físicos y químicos así como los fundamentos de la reactividad de las sustancias.

Prerrequisitos: Ninguno. Contenidos: Tabla Periódica y enlace químico, estequiometria y química en solución, equilibrio químico y

reacciones químicas. Ácidos y bases. Complejos. Referencias básicas:

1. Atkins, Peter, and Loretta Jones. Chemical Principles: The Quest for Insight.W.H. Freeman and Company, 4th ed. 2007.

2. Chang R. Chemistry. McGraw-Hill, 9th ed. 2006. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Maneja la nomenclatura de los compuestos inorgánicos Exposición Mencionalas propiedades químicas de los elementos usando la tabla periódica

Exposición

Relacionalas propiedades y la geometría de los compuestos en función de su enlace químico Exposición

Describe las teorías modernas del átomo Exposición Calcula las proporciones para preparar soluciones a diferentes concentraciones Resolución de Ejercicios y Problemas

Calcula el rendimiento de reacciones químicas y las balancea identificando el reactivo limitante

Resolución de Ejercicios y Problemas Estudio de casos

Enumera las propiedades del agua que la califican como disolvente universal Exposición

Explica el concepto de constante de equilibrio Exposición

Explica el concepto de pH, pKa y pKb Clases demostrativas Aprendizaje Basado en Problemas

Aplica el concepto de constante de equilibrio en reacciones ácido-base


Determina las concentraciones en el equilibrio químico de una reacción


Explica el concepto de formación de complejos de coordinación

Exposición

Enuncia los factores que afectan al equilibrio químico Exposición

QUÍMICA ORGÁNICA PARA BIOINGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos: Ing. Alimentos, Ambiental, Biotecnológica, Biomédica y Farmacéutica

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Intención Educativa: El alumno reconocerá las propiedades fisicoquímicas y la estructura tridimensional de los compuestos orgánicos en función de su enlace químico, identificando los grupos funcionales orgánicos presentes en los materiales biológicos y asociándolos a su reactividad

Prerrequisitos: Química Inorgánica. Contenidos: Grupos funcionales: estructura y nomenclatura, Química e hibridación del carbono, Intermediarios

químicos, Estereoquímica, Hidrocarburos, Halogenuros de alquilo, Alcoholes, Éteres, Aromáticos, Aldehídos y cetonas, Ácidos carboxílicos y derivados, Aminas, Esteres, Polímeros, Métodos de análisis

Referencias básicas: 1. Wade Jr, L.G. Organic Chemistry. Prentice Hall. 7th ed. 2009. 2. Janice Gorzynski Smith, Organic Chemistry, 3rd ed, McGraw-Hill, 2011. 3. Janice Gorzynski Smith, Principles of General, Organic, & Biological Chemistry, 1st Edition, 2012

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica los grupos funcionales en la materia orgánica Exposición Relaciona las propiedades fisicoquímicas de los compuestos orgánicos en función de su estructura


Nombra a los compuestos orgánicos de acuerdo con los lineamientos de la IUPAC Exposición

Identifica la geometría de los compuestos orgánicos en función de los estados de hibridación de sus átomos

Exposición

Identifica los diferentes tipos de isómeros y estereoisómeros que se presentan en los compuestos orgánicos

Exposición

Describelos diferentes mecanismos (sn1, sn2 y e1, e2) por los cuales se llevan a cabo las reacciones químicasorgánicas

Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Describe los mecanismos de reacción y la reactividad de los diferentes grupos funcionales Exposición

Propone rutas de síntesis de compuestos orgánicos Resolución de Ejercicios y Problemas Estudio de casos

Identifica reacciones de polimerización Exposición

LABORATORIO DE TÉCNICAS INSTRUMENTALES Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-3 Sesiones: 2 de 3 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera destreza en el manejo básico de instrumental, equipo, técnicas

básicas de laboratorio siguiendo buenas prácticas, así como adquirir habilidades de trabajo colaborativo Prerrequisitos: Química Inorgánica. Contenidos: Instrumental básico de laboratorio. Buenas prácticas de laboratorio. Técnicas de medición (balanzas

granataria y analítica), potenciómetros, termómetros, material de laboratorio, preparación, valoración y estandarización de disoluciones, conductimetría, potenciometría, espectrofotometría visible y uv, refractómetro, medición de densidad, punto de fusión, solubilidad, centrifugación, destilación.

Referencias básicas: 1. Beran, J. A. Laboratory Manual for Principles of General Chemistry. U.S.A. Wiley.2010.

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2. Harris, D.C. Quantitative Chemical Analysis, 8th ed., W.H. Freeman, 2010. 3. Rivas Montes, J. Manual de Laboratorio de Ciencia Básica I. Universidad Nacional Autónoma de México.

Facultad de Estudios Superiores Zaragoza.(2008). 4. Osorio Giraldo, R. D. Manual de técnicas de laboratorio químico. Medellín, Colombia: Editorial

Universidad de Antioquía.(2009). 5. García Alonso, F. J. Seguridad en El Laboratorio de Química. Oviedo: Ediciones de la Universidad de

Oviedo. (2007). 6. Guarnizo, Franco A.; Martínez Yepes P. N.; Rafael Humberto Villamizar Vargas Química General Práctica.

Armenia, Quindio: Ediciones Elizcom(2008). Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

1. Capacidad de trabajo en equipo 2. Valoración y respeto por la diversidad y multiculturalidad 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 12. Compromiso ético 13. Habilidades interpersonales 15. Capacidad de comunicación oral y escrita

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Aplica las normas de seguridad y se conduce de manera responsable en el laboratorio de acuerdo a las buenas prácticas de laboratorio

Exposición Clases demostrativas

Registra las actividades desarrolladas en laboratorio en una bitácora

Prácticas

Describe el uso del instrumental básico de laboratorio Exposición Clases demostrativas

Maneja el instrumental básico de laboratorio de acuerdo con las buenas prácticas de laboratorio

Exposición Clases demostrativas Prácticas

Maneja el material volumétrico de acuerdo con la precisión del mismo


Realiza ajustes de estandarización de los diferentes instrumentos de medición (balanza, potenciómetro, espectrofotómetro, etc.)


Compara la precisión en la medición de volumen entre diferentes recipientes (matraces, pipetas, micropipetas, vasos de precipitados, probetas, etc.)


Asocia las propiedades de los disolventes con su polaridad


Manipula disolventes y compuestos volátiles en la campana de extracción


Opera dispositivos de laboratorio para calentamiento (en baño de agua, en parilla y en mechero).


Prepara disoluciones expresando la concentración en diferentes unidades (porcentual, normal, molar, molal, formal, ppm, etc.)


Realiza valoraciones acido-base, oxido reducción, de Exposición

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formación de complejos, de precipitación Clases demostrativas Prácticas

Maneja el potenciómetro para determinar el pH de una disolución


Maneja el conductímetro para determinar la concentración de una disolución


Maneja el espectrofotómetro para determinar la concentración de una disolución


Maneja el refractómetro para determinar la concentración de una disolución


Utiliza la mufla para la determinación de ceniza de diferentes muestras


Determina la densidad de una disolución Exposición Clases demostrativas Prácticas

Determina el punto de fusión de un sólido Exposición Clases demostrativas Prácticas

Separa un sólido en una centrífuga clínica Exposición Clases demostrativas Prácticas

Monta y opera dispositivos de laboratorio para procesos de separación (destilación con reflujo)


Elabora informes técnicos de las prácticas realizadas Exposición Clases demostrativas Prácticas

Participa de manera colaborativa en laboratorio Exposición Clases demostrativas Prácticas

BIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA CELULAR Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-4 Sesiones: 3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante conozca los componente básicos de una célula así como los procesos

bioquímicos que se llevan a cabo en esta. Que el estudiante relacionelos proceso bioquímicos y celulares conaplicaciones biotecnológicas antiguas y modernas.

Contenidos: Origen y evolución celular. Ecología microbiana. Estructura celular (Membranas, Núcleo, Organelos membranosos, Citoplasma, Mitocondria, Cloroplasto, otros organelos), Biomoléculas (proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos), Cinética enzimática, Metabolismo y Bioenergética.

Prerrequisitos: Química orgánica. Referencias básicas:

1. Harvey Lodish , Arnold Berk , Chris A. Kaiser , Monty Krieger, Matthew P. Scott, Anthony Bretscher , Hidde Ploegh, Paul Matsudaira. Molecular Cell Biology. 6th ed. W. H. Freeman. 2007.

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2. Bruce Alberts , Alexander Johnson , Julian Lewis , Martin Raff , Keith Roberts ,Peter Walter. Molecular Biology of the Cell. 5th ed. Garland Science; 2007.

3. Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell. Biochemistry. 7th ed. Brooks Cole. 2011. 4. Albert Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox Lehninger Principles of Biochemistry, 5th ed. W. H.

Freeman. 2008. 5. Donald Voet, Judith G. Voet. Biochemistry. 3 ed. Wiley. 2004.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Estrategias de Aprendizaje Sugeridas

Describe las teorías de evolución celular Exposición Aprendizaje Cooperativo Estudio de Casos

Diferencia las células eucariontes de las procariontes Exposición Distingue eubacterias, arqueobacterias y eucarias Exposición Describe la estructura y función de las biomoléculas Describe la estructura y función de los organelos celulares Exposición

Describe el ciclo celular y sus procesos asociados Relaciona las teorías de evolución celular con las clasificaciones taxonómica y filogenética Estudio de Casos

Describe la estructura y la función de las biomoléculas Exposición Determina gráfica y matemáticamente los parámetros cinéticos de una reacción enzimática conforme al modelo de Michaelis-Menten


Describe la estructura y función energética de las moléculas relacionadas con el metabolismo energético celular (ATP, NADH, NADPH, FADH)

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Identifica las principales rutas de obtención de energía de las células procariotas y eucariotas

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Identifica las principales rutas catabólicas y anabólicas Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Estudio de Casos

Describe los mecanismos tanto celulares como de los organismos involucrados en la continuidad de la vida

Exposición Estudio de Casos

Realiza el balance estequiométrico de una ruta metabólica


Describe la importancia de los diferentes sustratos, productos y gastos energéticos de las rutas metabólicas en el contexto del funcionamiento célular

Exposición

Describe la regulación e interrelación de las vías metabólicas

Elabora esquemas de interrelación de vías metabólicas Estudio de Casos

Reconoce la importancia de la bioquímica en su contexto profesional

Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

BIOLOGÍA MOLECULAR Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-4

14

Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos:Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Conocer los mecanismos celulares de replicación, transcripción y traducción, así como la

relación de estos con el funcionamiento celular. Prerrequisitos: Biología y Bioquímica Celular. Contenidos sintéticos: DNA y cromosomas, Replicación, Transcripción, Traducción, Regulación de la expresión

genética, Tráfico vesicular intracelular, Comunicación celular, División celular, Fisiología vegetal, Fisiología animal, Cáncer.

Referencias básicas: 1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. y Raff, M. Roberts, K., Walter, P. Molecular Biology of the Cell. 5thed.

Garland Science. New York, USA. (2007) 2. Lodish, H., Berk, A. Kaiser, CA Krieger, M. Scott, MP Bretscher, A Ploegh, H Matsudaira, P. Molecular cell

biology. 6th ed. W. H. Freeman. Virginia, USA. (2007) 3. Watson, JD., Myers, RM., Caudy, AA., Witkowski, JARecombinant DNA: Genes and Genomes. 6th ed. W.

H. Freeman. Virginia, USA.(2006) 4. Watson, JD., Baker, TA., Bell, SP., Gann, A., Levine, M., Losick, R. Molecular Biology of the gene. 6th ed.

Benjamin Cummings. San Francisco, USA. (2007) Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 15. Capacidad de comunicación oral y escrita

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Estrategias de Aprendizaje Sugeridas Describe el papel del DNA en relación con la herencia en los organismos vivos Exposición

Describe el efecto de la modificación de histonas en el control de la expresión genética

Exposición

Describe el proceso de transcripción en procariotas Exposición Describe el proceso de transcripción y maduración del ARN en eucariotas

Exposición Estudio de casos

Describe los puntos de regulación de la expresión genética en procariotas y eucariotas


Describe teorías sobre el efecto de los procesos de regulación con el fenotipo de los organismos

Exposición

Describe las bases moleculares de la interrupción de la función génica por knock-out, ARN de interferencia, etc. Exposición

Describe los procesos de comunicación intracelular Exposición Describe los procesos básicos de tráfico vesicular involucrados en el transporte de moléculas Exposición

Identifica los procesos de fertilización en plantas y animales


Contrasta las diferencias entre el desarrollo animal y vegetal


Integra los mecanismos que alteran la expresión genética en relación con el cáncer


LABORATORIO DE MICROBIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-3 Sesiones:2 de 3 h Programas Académicos: Ing. Alimentos, Ambiental, Biotecnológica, Farmacéutica

15

Intención Educativa: Adquirir destreza en la aplicación de técnicas de microbiología para el cultivo, control, e identificación de microorganismos de interés biotecnológico.

Prerrequisitos: Biología y Bioquímica celular, Laboratorio de Técnicas Instrumentales. Contenidos: Bioseguridad, Microscopía, Medios de cultivo, Técnicas de siembra y cultivo, Tinciones,

Aislamiento,Crecimiento celular y cinéticas de crecimiento, Pruebas bioquímicas (Identificación de bacterias por pruebas Bioquímicas), Control del crecimiento microbiano, Hongos, Levaduras, Algas

Referencias básicas: 1. Ted R. Johnson , Christine L. Case. Laboratory Experiments in Microbiology. Pearson 10th Edition 2012 2. Michael T. Madigan, John M. Martinko, David Stahl, David P. Clark. Brock, Biology of Microorganisms.

Benjamin Cummings 13th ed., 2010. 3. Shawn O. Farrell; Lynn E. Taylor. 2005. Experiments in Biochemistry: A Hands-on Approach,Cengage

Learning, 2nded. 4. A simple laboratory practical to illustrate RNA mediated gene interference using drosophila cell culture,

L. Buluwela et al., Biochem. Mol. Biol. Educ. 38, 393-399 (2010). Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 15. Capacidad de comunicación oral y escrita

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Estrategias de Aprendizaje Sugeridas

Aplica medidas de bioseguridad en el laboratorio Clases demostrativas Práctica

Maneja el microscopio óptico para observar células, microorganismos y estructuras celulares

Clases demostrativas Práctica

Aplica métodos de tinción para evidenciar estructuras particulares en un microorganismo

Exposición Clases demostrativas Práctica

Esteriliza material empleando diferentes métodos (calor húmedo, calor seco, por agentes químicos, etc.)


Determina la cinética de muerte de un microorganismo en función de la temperatura

Exposición Práctica (Muerte térmica de levaduras)

Esteriliza medios de cultivo empleando diferentes métodos (calor húmedo, calor seco, filtración, etc.)


Esteriliza y verifica la esterilidad de medios de cultivo Exposición Clases demostrativas Práctica

Reconoce las diferencias morfológicas coloniales de los diferentes tipos de microorganismos

Exposición Práctica

Identifica características metabólicas mediante pruebas bioquímicas

Identifica el género o especie al que pertenece un microorganismo mediante observación microscópica y pruebas bioquímicas


Aísla y cultiva microorganismos (bacterias, hongos, algas, etc)


Estima la concentración de células viables en una Exposición

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muestra utilizando técnicas de conteo celular. Práctica

Conserva un microorganismo por diferentes métodos Exposición Práctica

Identifica los cambios poblacionales en un agua residual o un sistema similar a lo largo de un periodo de tiempo


Determinala velocidad de crecimiento de un microorganismo y su tiempo de duplicación.


Evalúa cualitativamente los factores fisicoquímicos (temperatura, pH, presión osmótica, salinidad, metales pesados, halógenos, antibióticos, etc) que modifican el crecimiento microbiano


Elabora informes técnicos de las prácticas realizadas Exposición Clases demostrativas Práctica

Registra las actividades desarrolladas en laboratorio en una bitácora


Determina experimentalmente la concentración de biomoléculas puras


Aisla una proteína y determina su peso molécular por filtración en gel


Aisla ADN Exposición Clases demostrativas Práctica

AislaARNt Exposición Clases demostrativas Práctica

Multiplica ADN por PCR y determina su concentración Exposición Clases demostrativas Práctica

LABORATORIO DE FÍSICA Teoría: (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-2-0-2 Sesiones: 1 de 2 h Programa Académico: Ing. en alimentos, Ambiental, Biotecnológica, Farmacéutica, Biomédica Intención Educativa: Que el estudiante utilice los métodos analíticos básicos para la determinación de

propiedades mecánicas de materiales. Así como los métodos y técnicas básicas para la determinación de variables dinámicas, opticas y electromecánicas.

Prerrequisitos:Ninguno Contenidos:Movimiento rectilíneo, cinemática en un plano, leyes de Newton, trabajo y energía, Medidores

eléctricos, Campo magnético e inducción electromagnética, Reflexión y refracción, Sistemas ópticos. Referencias básicas:

1. Young, H.D.; Freedman, R.A.; Ford A.L. University Physics with Modern Physics with Mastering Physics, 13/E, Addison-Wesley, 2012, (ISBN-10: 0321675460)

2. Raymond A. Searway, John W. Jewett, 2010, Physics for Scientists and Engineers, Volume 1, Chapters 1-22.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión

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4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica


Identifica las particularidades de la física teórica y experimental


Identifica las particularidades de la física teórica y experimental


Establece cuáles son las características que definen un sistema mecánico


Determina la posición, velocidad y aceleración lineal y angular de un sistema mecánico


Aplica las leyes básicas de la mecánica clásica para encontrar relaciones entre sus variables trascendentales


Aplica las leyes básicas de conservación de masa y energía


Aplica las leyes básicas de Ohm y Kirchoff, para encontrar relaciones en los circuitos eléctricos


Explica los fundamentos de cargas y cuerpos electrizados, así como campos magnéticos.


Determina las variables involucradas en circuitos eléctricos pasivos.


Trabaja con variables relacionadas al electromagnetismo e inducción magnética


Realiza experimentos con puente de Wheatstone, divisores de tensión y resistencia variable


Realiza experimentos con el manejo de variables de capacitancia e inductancia en circuitos


TERMODINÁMICA PARA BIOINGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones:3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Aplica las leyes fundamentales de la termodinámicaa sistemas abiertos y cerrados donde

intervienen las sustancias puras, gases, mezclas y disoluciones no ideales, con base en sus propiedades termodinámicas y coligativas, así como los diferentes equilibrios de fases y de las reacciones químicas que se generan en ellos, esto a través de ecuaciones de estado y modelos teóricos que permiten establecer las fuerzas intermoleculares y diferentes fenómenos coloidales y de dispersión, en los diferentes sistemas.

Prerrequisitos: Cálculo diferencial e integral, Física para Bioingenieros y Química Orgánica.

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Contenidos: Ley cero de la termodinámica, Calorimetría, Primera, segunda y tercera Ley de la Termodinámica, Procesos termodinámicos, Eficiencia termodinámica, Equilibrio entre fases, Soluciones ideales y no ideales, Tensión entre fases, Coloides, Equilibrio químico, Cinética química, Catálisis química.

Referencias básicas: 1. Rusell, Adebiyi. Engineering Thermodynamics. Oxford University Press. 2007 2. Koretsky, M.D. Engineering and Chemical Thermodynamics. 2nd. Ed. John Wiley & Sons. 2012. 3. Atkins, P & de Paula, J. Physical Chemistry for the Life Sciences. W.H. 2012. 4. J. M. Smith, H. C. Van Ness, M. M. Abbott. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7th

Ed. McGraw-Hill. 2005 5. Yunus Cengel, Michael Boles.Thermodynamics: An Engineering Approach. 7th ed. McGraw-Hill. 2010. 6. Probstein Ronald. Physicochemical Hydrodynamics. An introduction. John Wiley & Sons, Inc. 2003.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación 19. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identificar sistemas cerrados y abiertos con ejemplos de aplicaciones de los diferentes programas académicos Exposición

Describe el estado termodinámico de un sistema (tipos de sistemas, variables termodinámicas )


Reconoce las propiedades extensivas e intensivas de un sistema que definen un estado termodinámico


Determina los cambios en la energía interna, entalpia, entropía, calor y trabajo realizado en los diferentes sistemas con base en las leyes de termodinámica utilizando tablas de vapor y gas ideal


Describe los principios termodinámicos de los ciclos de Carnot y ciclo inverso de Carnot, sus diferencias y cómo calcular su eficiencia


Utiliza diagramas de fase y diagramas de equilibrio en sistemas multifásicos y multicomponentes para determinar el estado termodinámico del sistema (presión, temperatura y composición)

Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas Aprendizaje Cooperativo

Aplica ecuaciones de estado (Clapeyron, Clausius-Clapeyron, Antoine, etc) para calcular el potencial químico y determinar el equilibrio entre fases

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Describe el equilibrio Químico y la constante termodinámica de equilibrio químico así como otras formas de expresar el equilibrio químico


Aplica los conceptos de actividad y fugacidad en el cálculo de potencial químico en mezclas no ideales y sus propiedades coligativas


Interpreta los diferentes tipos de equilibrios de fases en los diferentes diagramas de equilibrio

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas

Interpreta la isoterma de adsorción de una sustancia Exposición Aprendizaje Basado en Problemas

Estima las propiedades físicas y termodinámicas de Exposición

19

sistemas puros y multicomponentes Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Analiza la composición de equilibrio en una reacción química y su reversibilidad


Identifica el orden de una cinética de reacción Exposición Aprendizaje Basado en Problemas

Interpreta el fenómeno de tensión interfacial Exposición Relaciona la teoría de la doble capa con las interacciones de moléculas cargadas en solución


Estima la actividad química de electrolitos en solución Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

LABORATORIO DE BIOINGENIERÍA BÁSICA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-3 Sesiones:2 de 3 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Proporcionar a los estudiantes experiencia práctica en conceptos y uso de instrumentos y

equipos básicos de bioingeniería para determinar propiedades termodinámicas y de transferencia de cantidad de movimiento y calor y masa.

Prerrequisitos: Termodinámica para bioingenieros. Contenidos: Calorimetría: Determinación de la capacidad calorífica y calores de reacción; Calor de cambio de fase;

Gases ideales y reales; Propiedades molares parciales; Demostración de las propiedades coligativas; Medición de propiedades de transporte: viscosidad, conductividad y difusividad; Aplicación del Análisis Dimensional al Flujo de Fluidos; Balance de materiales y energía en estado no estacionario; Caídas de presión en tubos y accesorios; Medidores de flujo; Curvas características de bombas; Medición de coeficientes de transferencia de calor sin y con cambio de fase; Caída de presión en lechos empacados y fluidificación.

Referencias básicas: 1. Robert L. Mott.Applied Fluid Mechanics, 6th Edition, Prentice Hall, 2005. 2. R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot.Transport Phenomena, 2nd Edition. John Wiley &

Sons, Inc.; 2006 3. Noel de Nevers. Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 3rded, McGraw-Hill, 2004. 4. J. M. Smith, H. C. Van Ness, M. M. Abbott.Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7th

Edition, McGraw Hill, 2005. 5. Yunus Cengel, Afshin Ghajar. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill.

2010 Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Determina propiedades físicas y termodinámicas de un sistema (capacidad calorífica, presión de vapor, densidad, etc)

Exposición Práctica Aprendizaje Cooperativo

Identifica los cambios por propiedades coligativas en Exposición

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sistemas simples Práctica Aprendizaje Cooperativo

Determina experimentalmente las propiedades termodinámicas de sustancias puras (calorimetría)


Determina la velocidad de vaciado de un tanque en función del diámetro de orificio y lo contrasta con un modelo derivado del análisis dimensional


Identifica y mide algunas de las variables de operación (presión, temperatura, gastos) involucradas en bioprocesos


Utiliza instrumentos básicos de medición (manómetros diferenciales, medidores de flujo, etc)


Determina experimentalmente (o evalúa) las propiedades de transporte de sustancias (difusividad térmica, difusividad en gases, viscosidad) involucradas en bioprocesos


Determina las curvas características de una bomba y arreglos en serie y paralelo


Determina la caída de presión en tuberías y accesorios Exposición Práctica Aprendizaje Cooperativo

Determina la evolución de la concentración en un sistema de tres tanques en serie en estado transitorio


Determina la caida de presión en lechos empacados Exposición Práctica Aprendizaje Cooperativo

Determina la velocidad de fluidificación de un lecho Exposición Práctica Aprendizaje Cooperativo

Determina el coeficiente global de transferencia de calor en diferentes tipos de intercambiadores


PRINCIPIOS Y CÁLCULOS BÁSICOS EN INGENIERÍA DE PROCESOS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Proporcionar al estudiante elementos básicos para analizar el desempeño de procesos al

resolver los balances de materia y energía, y la elaboración del diagrama de flujo del proceso. Prerrequisitos: Termodinámica para Bioingenieros, Ecuaciones diferenciales Contenidos: Manejo de unidades; Estimación de propiedades; Balances de materia y energía en estado

estacionario y transitorio. Diagramas de proceso. Referencias básicas:

1. Himmelblau, D.M.;Riggs, J.B. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, 8th ed., Prentice Hall. 2012.

2. Felder, R.M.; Rousseau, R.W.. Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd Edition, Wiley, 2005.

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3. Murphy, R.. Introduction to Chemical Processes: Principles, Analysis, Synthesis, McGraw-Hill, 2005. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica. 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Distingue entre unidades (básicas y derivadas) y dimensiones fundamentales Exposición

Maneja los diferentes sistemas de unidades y la relación que existe entre ellos


Identifica el fenómeno de transporte que rige algún proceso u operación


Distingue las diferentes configuraciones de operación entre equipos (paralelo, cruzado, contracorriente)


Elabora un diagrama de bloques y de flujo con base en la descripción de un proceso


Estima propiedades termodinámicas de sustancias puras y mezclas usando modelos teóricos


Aplica los principios de conservación utilizando balances macroscópicos para describir un proceso


Resuelve balances de masa y energía en sistemas multifásicos, de una o varias etapas con derivaciones y recirculaciónen estado estacionario


Resuelve balances de masa y energía en sistemas reactivos, con derivaciones y recirculación en estado estacionario


Realiza diagrama de flujo de proceso y establece un cuadro de balance en base a los balances de masa y energía.


Resuelve balances de masa y energía en estado transitorio en sistemas multifásicos, con derivaciones y recirculación.


Elabora una memoria de cálculo del balance de un proceso


Utiliza aplicaciones de cálculo en computadoras para resolver balances de masa y energía en estado estable o transitorio


Elabora e interpreta los diagramas que representan un proceso: flujo, tubería e instrumentación, elevación, isométrico, unifilar y de distribución de equipo en


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planta.

FENÓMENOS DE TRANSPORTE I: CANTIDAD DE MOVIMIENTO Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Realizar cálculos básicos de ingenieríapara seleccionar el tipo de tuberías, válvulas y bombas a utilizar en un bioproceso. Prerrequisitos: Ecuaciones diferenciales. Contenidos: Hidrostática; Viscosidad y Ley de Newton; Fluidos newtonianos y no newtonianos; Balances

microscópicos; Perfiles de velocidad; Ecuaciones de continuidad y Navier-Stokes; Balances macroscópicos; Ecuación de Bernoulli; Coeficientes de Fricción; Medidores de flujo; Válvulas y tuberías; Cálculo de caída de presión en tuberías y accesorios; Cálculo de potencias de bombas; Caída de presión en lechos empacados; Fluidos compresibles; Velocidad de fluidificación, transporte neumático.

Referencias básicas: 1. R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd. ed. Wiley, 2006. 2. de Nevers, N. Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 3rd ed, Prentice-Hall, 2005. 3. Mott, R.L.Applied Fluid Mechanics 6th ed., 2006.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Calcula la presión hidrostática ejercida por un fluido en superficies sumergidas


Identifica los parámetros involucrados en la ley de Newton de la viscosidad y de otros modelos de viscosidad


Estima la viscosidad de fluidos con diferentes métodos Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Identifica fluidos newtonianos y no newtonianos a partir de su comportamiento reológico


Desarrolla y resuelve balances microscópicos para determinar perfiles de velocidad en geometrías simples bajo el régimen de flujo laminar


Aplica la ecuación de continuidad y las ecuaciones de Navier-Stokes para estimar perfiles de velocidad en geometrías simples y bajo régimen de flujo laminar


Asocia el cambio de flujo laminar del turbulento con números adimensionales en diferentes geometrías


Explica las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en el tiempo para su aplicación a flujo turbulento

Exposición Aprendizaje Cooperativo

Relaciona el concepto de la capa límite con la estimación del coeficiente de fricción en tuberías


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Identifica diferentes tipos de accesorios, medidores de flujo y bombas


Calcula la caída de presión en un sistema de tuberías y accesorios


Selecciona válvulas de acuerdo con criterios de selección y uso de las mismas


Aplica el concepto de cabeza positiva de succión (NPSH) para especificar una bomba


Evalúa la conveniencia de utilizar arreglos en serie o paralelo de bombas para un servicio determinado


Determina el tamaño y tipo de tubería a utilizar Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Identifica diferentes dispositivos para el desplazamiento y manejo de fluidos compresibles

Exposición

Estima la caída de presión en lechos empacados Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Estima la velocidad de fluidificación de un lecho Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

FENÓMENOS DE TRANSPORTE II: CALOR Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Aplicar los diferentes mecanismos de transferencia de calor en el diseño y evaluación de

procesos y equipos empleados en ingeniería de procesos. Prerrequisitos: Termodinámica para bioingenieros, Optativa I (Cálculo numérico para ingenieros o Programación) Contenidos: Mecanismos de transferencia de calor. Conducción, Ley de Fourier, estimaciones de conductividad.

Balances de energía (ecuaciones de variación y ecuación de energía) en diferentes geometrías. Convección natural, forzada y teoría de la capa límite en diferentes geometrías: Coeficientes de película. Intercambiadores de calor. Cálculo de MLDT en contracorriente y paralelo. Cálculo de U. Dimensionamiento de intercambiadores de calor. Radiación: cuerpo negro, absorción, reflexión y transmisión superficiales. Aplicaciones en bioingeniería. Transferencia de calor en estado transitorio. Psicrometría. Secado. Dimensionamiento de evaporadores y torres de enfriamiento. Economía en evaporadores.

Referencias básicas: 1. R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd. Ed. Wiley, 2006. 2. Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavine, Frank P. Incropera, David P. DeWitt Fundamentals of Heat and

Mass Transfer, 7th ed. 2011. 3. Yunus Cengel, Afshin Ghajar. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill.

2010 4. Jack Holman.Heat Transfer. 10 ed. McGraw-Hill. 2009 5. Adrian Bejan, Allan D. Kraus. Heat Transfer Handbook. Wiley-Interscience. 2003.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión

24

4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Explica la ley de Fourier de transferencia de calor con base en las variables involucradas Exposición

Estima la conductividad de diferentes sustancias utilizando modelos matemáticos


Describe los mecanismos de transferencia de calor por radiación

Exposición

Realiza balances microscópicos para encontrar perfiles de temperatura y flujo de calor en geometrías simples


Utiliza las ecuaciones de variación para encontrar perfiles de temperatura y flujo de calor en geometrías simples


Resuelve gráfica, analítica o numéricamente problemas que involucren transferencia de calor en estado transitorio


Interpreta el uso de las ecuaciones de variación (promediadas en el tiempo) en la resolución de problemas de flujo turbulento en transferencia de calor


Utiliza las ecuaciones de variación para estimar el coeficiente de película en convección libre


Utiliza correlaciones para estimar el coeficiente de película en diferentes geometrías y en convección libre o forzada


Utiliza correlaciones para calcular el coeficiente global de transferencia de calor en diferentes geometrías


Compara el desempeño de diferentes tipos de intercambiador de calor


Explica las diferencias en el desempeño de diferentes arreglos de corrientes en intercambiadores de calor


Especifica un intercambiador de calor para cierto servicio


Calculay traza una carta psicrométrica a unapresión atmosférica dada


Interpreta la carta psicrométrica a una presión atmosférica Aprendizaje Cooperativo

Evalúa el desempeño de torres de enfriamiento Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas Aprendizaje Cooperativo

Calcula las variables (tiempo, área, longitud, etc) y las condiciones básicas de un proceso de secado


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Especifica un evaporador para cierto servicio y evalua su desempeño


LABORATORIO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-3 Sesiones:2 de 3 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera experiencia en el manejo de sistemas fisicoquímicos multifásicos

relevantes en los procesos de separación; la determinación experimental de los equilibrios, la tensión interfacial y otros parámetros de influencia en el desempeño de las separaciones así como el manejo práctico de equipos y dispositivos para llevar a cabo los procesos de separación de mayor importancia en bioprocesos. (El análisis detallado de los procesos es subsecuente)

Prerrequisitos: Laboratorio bioingeniería básica. Contenidos:Determinación de diagramas de equilibrio líquido-vapor, líquido-líquido y sólido-líquido;

Determinación y ajuste de una isoterma de adsorción; Operación de equipos de Tamizado, Sedimentación, Centrifugación, Filtración, Membranas, Destilación, Absorción, Cristalización, Adsorción/Intercambio Iónico, Cromatografía, Secado.

Referencias básicas: 1. Koretsky, M.D. Engineering and Chemical Thermodynamics. 2nd. Ed. John Wiley & Sons. 2012 2. Atkins, P & de Paula, J.Physical Chemistry for the Life Sciences. W.H. Freeman. 2012 3. J. D. Seader, Ernest J. Henley, D. Keith Roper. Separation Process Principles, 3rd. ed. Wiley, 2010. 4. Phillip C. Wankat. Separation Process Engineering. 2nd Ed. Prentice Hall, 2006 5. Christie John Geankoplis. Transport Processes and Separation Process Principles. 4 ed. Prentice Hall,


1. Capacidad de trabajo en equipo 3. Conoce sobre el área de estudio y la 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.


Utiliza instrumentos y equipos para determinar diagramas de equilibrio VL, LL, SL

Exposición Práctica Aprendizaje Colaborativo

Determina la tensión intefacial en interfases GL, LL y SL Exposición Práctica Aprendizaje Colaborativo

Utiliza instrumentos y equipos para determinar una isoterma de adsorción

Exposición Práctica Aprendizaje Colaborativo

Elabora el diagrama de flujo y equipo de un proceso de separación

Exposición Práctica Aprendizaje Basado en Problemas

Identifica las variables y/o parámetros relevantes en un proceso de separación

Exposición Práctica Aprendizaje Basado en Problemas

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Calcula rendimientos y requerimientos en diferentes procesos de separación

Exposición Práctica Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Colaborativo

Opera equipos de procesos de separación mecánica (centrifugación, filtración, membranas, etc)


Opera equipos de procesos de separación con transferencia de masa entre fases fluidas (destilación, absorción, evaporación, extracción líquido-líquido, etc)


Opera equipos de procesos de separación con transferencia de masa entre una fase sólida y otra o más fluidas (cristalización, secado, adsorción, extracción sólido-líquido, etc)


PROCESOS DE SEPARACIÓN I Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Selecciona y diseña un proceso de separación mecánica adecuado para cierta necesidad y

define los parámetros básicos de diseño del equipo. Prerrequisitos: Principios y cálculos básicos en ingeniería de procesos. Contenidos: Introducción a los procesos de separación, clasificación y selección de los mismos, procesos regidos

por fuerzas inerciales (sedimentación, centrifugación y ciclones), procesos regidos por diferencia de presión (filtración, ultra, micro, nanofiltración y ósmosis inversa), procesos regidos por campo eléctrico (electroforesis).

Referencias: 1. McCabe W, Unit Operations of Chemical Engineering. 7th Edition. McGraw Hill. 2005. 2. King, C. J. Separation Processes. 2nd ed. McGraw Hill.(2013) 3. J. D. Seader, Ernest J. Henley, D. Keith Roper. Separation Process Principles, 3rd. ed. Wiley, 2010. 4. Christie John Geankoplis Transport Processes and Separation Process Principles. 4 ed. Prentice Hall,

2003. 5. Phillip C. Wankat. Separation Process Engineering. 2nd Ed. Prentice Hall, 2006. 6. Anil K. Pabby, Syed S.H. Rizvi, Ana Maria Sastre Requena. Handbook of Membrane Separations:

Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications. CRC Press. 2008. Competencias afortalecer(Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 16. Capacidad de investigación 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas

Clasifica los procesos de separación de acuerdo con la fuerza impulsora y las fases involucradas

Exposición Estudio de Casos Resolución de Ejercicios y Problemas

27

Selecciona un proceso de separación mecánica para problemas de bioingeniería específicos

Exposición Estudio de Casos Resolución de Ejercicios y Problemas Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Estima las dimensiones básicas y materiales de un equipo de filtración para cierto proceso


Selecciona el equipo de filtración y régimen de operación más adecuado para cierto proceso de bioingeniería

Exposición Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos

Define y calcula las variables de operación de un proceso de sedimentación bajo una serie condiciones definidas


Calcula las variables de un proceso de centrifugación a partir de una serie de condiciones requeridas


Estima las dimensiones básicas de un equipo de centrifugación para cierto proceso


Selecciona el equipo de centrifugación y régimen de operación más adecuado para cierto proceso de bioingeniería


Estima las dimensiones básicas y las variables de operación de un ciclón para un cierto proceso


Identifica los parámetros involucrados en la ley de Fick Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Clasifica los procesos de separación por membranas con base en la fuerza impulsora y el tamaño de solutos


Selecciona la membrana, configuración (espiral, fibras huecas, etc.) y arreglos (cruzado, contracorriente, etc.) más adecuados de acuerdo con los requerimientos del proceso

Exposición Estudio de Casos Resolución de Ejercicios y Problemas Aprendizaje Cooperativo

Calcula las variables (caudales, concentraciones y área) de un proceso de microfiltración o ultrafiltración a partir de una serie de condiciones requeridas


Calcula las variables de un proceso de ósmosis inversa o nanofiltración (caudales, concentraciones, área y presión) a partir de una serie de condiciones requeridas


Describe las variables de operación de un proceso de electroforésis bajo una serie condiciones definidas

Exposición Resolución de Ejercicios

PROCESOS DE SEPARACIÓN II Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-8 Sesiones:3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera los fundamentos y aplicaciones del análisis y cálculo de procesos

de transferencia de masa entre fases, tanto desde un análisis de equilibrio como de velocidad. Prerrequisitos: Principios y cálculos básicos en ingeniería de procesos, Laboratorio de procesos de separación. Contenidos: Difusividad y Ley de Fick, Ecuaciones de variación, Introducción al transporte turbulento,

transferencia de masa entre fases, coeficientes locales y globales de transferencia de masa, procesos

28

(absorción, adsorción, extracción, destilación, cristalización) de una etapa, eficiencia de etapa, procesos multietapa, contactores continuos, procesos con fases sólidas (extracción sólido-líquido, adsorción y cromatografía).

Referencias básicas: 1. R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd. ed. Wiley, 2006. 2. J. D. Seader, Ernest J. Henley, D. Keith Roper. Separation Process Principles, 3rd. ed. Wiley, 2010. 3. Phillip C. Wankat. Separation Process Engineering. 2nd ed. Prentice Hall, 2006 4. Giorgio Carta, Alois Jungbauer. Protein Chromatography: Process Development and Scale-Up, Wiley-

VCH, 2010. 5. E. L. Cussler. Diffusion: Mass Transfer in Fluid Systems, 3rd ed. Cambridge University Press. 2009. 6. Christie John Geankoplis Transport Processes and Separation Process Principles. 4th ed. Prentice Hall,


3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la prácticapráctica 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica los parámetros involucrados en la 1a ley de Fick Exposición

Aplica correlaciones para estimar la difusividad de diferentes sustancias


Desarrolla balances microscópicos para estimar perfiles de concentración en geometrías simples y flujo laminar


Aplica las ecuaciones de variación para estimar perfiles de concentración en geometrías simples y flujo laminar


Resuelve analítica o numéricamente ecuaciones en estado transitorio de transferencia de masa


Explica las ecuaciones de variación promediadas en el tiempo para la modelación de la transferencia de masa en flujo turbulento

Exposición

Utiliza correlaciones para estimar el coeficiente de transferencia de masa en diferentes geometrías


Estima el coeficiente global de transferencia de masa entre dos fases fluidas y entre una fase sólida y una fluida


Calcula procesos de una etapa de transferencia de masa como procesos de equilibrio (cristalización, destilación, absorción, extracción líquido-líquido, extracción sólido-líquido)

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Calcula procesos de varias etapas de transferencia de masa entre fases fluidas como procesos de equilibrio (destilación, absorción, extracción líquido-líquido)


Estima la eficiencia de una etapa de transferencia de masa en función de la forma de contacto


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Calcula procesos de varias etapas de transferencia de masa entre fases fluidas considerando la eficiencia de las etapas (destilación, absorción, extracción líquido-líquido)

Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Aplica el concepto de Unidad de Transferencia para el cálculo de procesos de transferencia de masa en contactores continuos


Calcula el tiempo de adsorción o desorción en contacto por lotes o continuo en tanques


Calcula procesos de adsorción/desorción o intercambio iónico en lecho como procesos de velocidad


Calcula procesos de cromatografía preparativa en lechos como procesos de equilibrio en régimen isocrático o con gradientes


Calcula procesos de cromatografía preparativa en lechos como procesos de velocidad


INGENIERÍA DE BIORREACTORES Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 6-0-0-6 Sesiones:3 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera los fundamentos teóricos sobre la catálisis enzimática y celular,

así como los tipos de cultivo (Lote, Lote alimentado, continuo) de microorganismos, el diseño básico y las condiciones de operación de biorreactores.

Prerrequisitos:Fenomenos de transporte I y Fenomenos de transporte II Contenidos: Cinética enzimática; Biocatalizadores inmovilizados; Cinética y modelación del crecimiento;

Esterilización de medios de cultivo. Análisis de cultivo lote, alimentado y continuo; Transferencia de masa; Agitación y mezclado; Tipos de biorreactores; Instrumentación; Escalamiento de biorreactores.

Referencias básicas: 1. Buchholz, K.; Kasche, V.; Bornscheuer, U.T. Biocatalysts and Enzyme Technology, Wiley-VCH, 2005. 2. Nauman, E.B. Chemical Reactor Design, Optimization, and Scaleup, 2nded, Wiley-AIChE. 2008. 3. Panda, T. Bioreactors: Analysis and Design, Tata McGraw-Hill, 2011. 4. H. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, 4th ed, Prentice Hall, 2006 5. Pauline M. Doran. Bioprocess Engineering Principles, 2nd ed, Academic Press, 2012 6. Andrés Illianes, Enzyme biocatalysis - principles and applications, Springer, 2008

Competencias a fortalecer(nivel programa): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Explica las consideraciones dinámicas que conducen a la ecuación de Michaelis y Menten Exposición

Estima los parámetros de la ecuación de Michaelis y Menten de una enzima a partir de datos


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experimentales Calcula la dinámica de reacción de biocatalizadores inmovilizados


Calcula procesos de esterilización lote o continua Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Selecciona un medio de cultivo con base en los requerimientos de un microorganismo

Exposición Resolución de ejercicios y problemas

Diseña un medio de cultivo con base en la estequiometría de la biorreacción


Calcula el comportamiento dinámico de cultivos en lote, lote alimentado y continuo usando modelos cinéticos no estructurados


Estima las velocidades de crecimiento, producción y consumo de un microorganismo a partir de datos experimentales


Calcula el comportamiento en estado estable de cultivos continuos usando modelos cinéticos no estructurados


Distingue los diferentes tipos de biorreactores y sus aplicaciones típicas

Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas Estudio de casos

Describe los sistemas auxiliares de un biorreactor, incluyendo Instrumentación y control Exposición

Define la geometría y las capacidades básicas de los sistemas auxiliares (transferencia de calor, Agitación, Aeración, etc) de un biorreactor


Describe arreglos típicos de biorreactores y sus sistemas auxiliares mediante Diagramas de Flujo y DTI


Evalúa diferentes diseños de biorreactores mediante simulación de su desempeño para transferencia de masa y calor

Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Aplica reglas heurísticas (potencia aplicada, velocidad de corte, velocidad de transferencia de masa, etc) para el escalamiento de un biorreactor y compara los resultados


Identifica diferentes estrategias de simulación de biorreactores para escalamiento, incluyendo dinámica de fluidos computacional.


Distingue el escalamiento de un biorreactor basado en simulación contra el escalamiento heurístico Aprendizaje orientado a Proyectos

LABORATORIO DE BIORREACTORES Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-3 Sesiones:2 de 3 h Programas Académicos: Ing. Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica

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Intención Educativa: Que el estudiante adquiera destreza en los procedimientos de operación y control de los biorreactores incluyendo sus sistemas auxiliares

Prerrequisitos: Ingeniería de biorreactores, Laboratorio de microbiología y Bioquímica. Contenidos: Cinética de enzimas libres e inmovilizadas, Introducción a los biorreactores, manejo de la

instrumentación en biorreactores, manejo de instrumentación en servicios auxiliares, Agitación y mezclado, Transferencia de masa, Esterilización, Cuantificación de sustratos, productos y biomasa, Rendimientos, Cultivo de microorganismos.

Referencias básicas: 1. Buchholz, K., Kasche, V., Bornscheuer, U.T. Biocatalysts and Enzyme Technology. Wiley-VCH. 2005. 2. Nauman, E.B. Chemical Reactor Design, Optimization, and Scale-up, 2nded, Wiley-AIChE. 2008. 3. Panda, T. Bioreactors: Analysis and Design, Tata McGraw-Hill, 2011. 4. Gilbert F. Froment, Kenneth B. Bischoff, Juray De Wilde. Chemical Reactor Analysis and Design. Wiley;

3rd ed. 2010 5. Pauline M. Doran. Bioprocess Engineering Principles, 2nd ed, Academic Pres. 2012

Competencias a fortalecer(Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Selecciona y prepara la solución tampón y el dispositivo experimental para que se desarrolle una reacción enzimática


Estima los parámetros cinéticos de Michaelis-Menten de una enzima obteniendo los datos experimentales.


Propone un sistema de inmovilización para una enzima

Exposición Clases demostrativas Aprendizaje Cooperativo Práctica

Propone un sistema experimental para medir la cinética de una enzima inmovilizada.


Estima los parámetros cinéticos de una enzima inmovilizada y los compara contra los obtenidos para la enzima libre. Explica las diferencias.


Explicaampliamente las partes que componen un biorreactor conforme a su función en el contexto de la biocatálisis

Clases demostrativas Práctica

Propone un modelo matemático para el mezclado en un biorreactor.


Propone y desarrolla un sistema experimental para determinar el tiempo de mezclado en un biorreactor.


Propone y desarrolla un sistema experimental para determinar el coeficiente de transferencia de masa (kLa) de oxígeno en un biorreactor bajo diferentes


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condiciones de aeración y agitación. Aplica procedimientos para la limpieza y esterilización de los biorreactores


Determina la velocidad de muerte térmica de una levadura


Calcula el tiempo de esterilización lote para un medio de cultivo, incluyendo la pérdida de calidad nutrimental


Selecciona, prepara y esteriliza el medio de cultivo para una biorreacción en función de la estequiometría de la reacción


Explica ampliamente el funcionamiento de los equipos de servicios auxiliares de un biorreactor y los opera


Opera un biorreactor y controla las condiciones de cultivo (pH, Temperatura, agitación y aeración) de una fermentación


Cultiva un microorganismo en un biorreactor y determina las velocidades de crecimiento, consumo de sustrato y producción de metabolitos y los rendimientos respectivos bajo ciertascondiciones experimentales (aeración, velocidad de agitación, tipo de impulsor, temperatura, etc)

Exposición Clases demostrativas Práctica Aprendizaje Cooperativo

Aplica procedimientos de limpieza y disposición de los residuos generados durante la fermentación.


DINÁMICA, CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE BIOPROCESOS. Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el alumno aplique los fundamentos de modelado y simulación de bioprocesos así como herramientas computacionales para analizar el comportamiento dinámico de los bioprocesos con el fin de identificar la necesidades de instrumentación y control. Prerrequisitos: Principios y cálculos básicos en ingenieria de procesos, ingeniería de biorreactores Contenidos: Desarrollo de modelos teóricos en bioprocesos. Comportamiento dinámico de bioprocesos. Simulación por computadora de bioprocesos. Funciones de transferencia y modelos lineales. Respuesta en frecuencia y tiempo de sistemas lineales. Diseño y análisis de sistemas de control. Análisis de estabilidad. Sintonización de controladores. Técnicas de control no lineal. Instrumentación de bioprocesos. Referencias básicas:

1. Seborg, D.E., Mellichamp, D.A.; Edgar, T.F., Doyle III, F.G. Process Dynamics and Control, 3rd ed., Wiley, 2010.

2. Myke King. Process Control: A practical Approach. Wiley, 2011. 3. Norman A. Anderson. Instrumentation for Process Measurement and Control, 3rd ed. CRC Press, 1997. 4. Govind Das Nageshwar; Sudheer S. Bhagade, Process Dynamics and Control, Prentice Hall, 2011.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis

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17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas

Obtiene un modelo matemático de un bioproceso utilizando diferentes técnicas

Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Analiza la respuesta (sensibilidad, robustez, tiempo de respuesta, etc) de un sistema lineal en frecuencia y en tiempo con métodos computacionales


Analiza la respuesta de un sistema lineal que representa a un bioproceso simple utilizando la transformada de Laplace


Analiza la respuesta de un sistema lineal que representa a un bioproceso simple utilizando la teoría de variable de estado


Usa modelos matemáticos de bioprocesos para predecir (simular) su comportamiento dinámico


Utiliza el concepto de controlabilidad y observabilidad para el diseño de sistemas de control y observadores


Desarrolla controladores y observadores simples para sistemas no lineales


Propone sistemas de instrumentación para bioprocesos y elabora el diagrama respectivo


Analiza la estabilidad de un sistema lineal con control por lazo abierto y lazo cerrado


Describe el funcionamiento de controladores proporcionales, integrales y derivativos


Usa un modelo para sintonizar un control PID en función del comportamiento de las ganancias P, I y D del sistema


Explica el funcionamiento de diversos sensores y controladores de caudal, presión, temperatura, composición, etc. y su relación con la teoría de control


Selecciona instrumentos para monitorear y controlar un bioproceso


ELEMENTOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO EN BIOINGENIERÍA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 3-0-0-2 Sesiones:1 de 2 h y 1 de 1 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica

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Intención Educativa: Que el estudiante identifique los elementos básicos de ingeniería eléctrica, mecánica y civil relevantes en bioingeniería para comunicarse de manera efectiva con especialistas de esas áreas. Prerrequisitos: Termodinámica para bioingenieros. Contenidos: Componentes de las instalaciones eléctricas industriales. Motores eléctricos. Transmisiones y sus elementos. Calderas. Mantenimiento. Materiales de construcción. Acabados. Legislación. Lineamientos normativos básicos. Referencias básicas:

1. Allan R. Hambley. Electrical Engineering: Principles and Applications. 5th ed. Prentice Hall, 2010 2. Bird, J. and Ross, C.Mechanical Engineering Principles. 2nd ed. Roudledge, 2012.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 1. Capacidad de trabajo en equipo 10. Capacidad para toma de decisiones 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes. Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica las normas técnicas empleadas para instalaciones eléctricas y sanitarias Exposición

Identifica las normas de la STPS relacionadas con instalaciones eléctricas industriales


Identifica los diferentes tipos de reglamentación en instalaciones eléctricas industriales


Describe el funcionamiento básico de generadores, motores y transformadores eléctricos

Exposición

Describe el funcionamiento básico de elementos de transmisión mecánica utilizados en procesos Exposición

Describe el funcionamiento mecánico y eléctrico de maquinas típicamente utilizadas en bioingeniería

Exposición

Identifica las normas pertinentes para realizar pruebas y ensayo de materiales Exposición

Realiza cálculos básicos relacionados con la selección decalderas y otras máquinas térmicas


Identifica las normas de ingeniería civil relacionadas con la construcción de edificios Exposición

INTEGRACIÓN DE BIOPROCESOS I. GESTIÓN DE LA CALIDAD Y ADMINISTRACIÓN DE LA PRODUCCIÓN. Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-4 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Proporcionar las herramientas para que el alumno tenga las bases para gestionar la manufactura y la calidad de un sistema de producción Prerrequisitos: Estadística y diseño de experimentos. Contenidos: Administración basada en procesos, Mantenimiento, Administración y gestión de la calidad. Referencias básicas:

1. William J. Stevenson. Operations Management, 10th ed. McGraw-Hill. 2009. 2. Urs B. Meyer, Simone E. Creux, Andrea K. Weber Marin. Process Oriented Analysis: Design and

Optimization of Industrial Production Systems. CRC Press. 2006 3. David L. Goetsch, Stanley Davis. Quality Management for Organizational Excellence: Introduction to Total

Quality, 6th ed, Prentice Hall, 2010. 4. Thomas Pyzdek, Paul Keller, The Six Sigma Handbook, Third Edition 3rd ed., McGraw-Hill, 2009.

http://www.amazon.com/s/ref=ntt_athr_dp_sr_1?_encoding=UTF8&field-author=John%20Bird&search-alias=books&sort=relevancerank

35

5. Dennis Pascal. Lean Production Simplified, Productivity Press; 2 ed, Productivity Press, 2007 6. Dan Madison, Process Mapping, Process Improvement and Process Management, Paton Press, 2005. 7. Normas ISO (9000, 14000, 18000,22000)

Competencias a fortalecer(Nivel Plan de Estudios): 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

20. Participa en el aseguramiento de calidad y mejora de procesos químicos y biotecnológicos, incluyendo puntos críticos de control

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Describe los elementos de la administración de la producción y las operaciones de la producción


Conoce y aplica diferentes herramientas (Ruta crítica, PERT, cpm, modelos estocásticos y determinísticos elementales, etc) para el análisis y solución de problemas para el control de la producción

Exposición Estudio de Casos Aprendizaje Basado en Problemas

Aplica las herramientas básicas de la calidad (Gráficas de control, Análisis causa-efecto, Pareto, histogramas, Ishikawa, etc)

Exposición Estudio de Casos Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Describe las filosofías de calidad (cero defectos, seis-sigma, etc)


Ennumera las principales entidades dedicadas a la estandarización de los procesos y las principales normas aplicables a la industria

Exposición

Aplica modelos de planeación y proyección de la producción


Planea las operaciones de la empresa, necesarias para satisfacer la demanda de productos.

Estudio de Casos Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Propone mejoras a los sistemas de producción basado en manufactura esbelta a partir de la identificación de los puntos críticos de control


Genera un programa maestro de producción que considere todos los factores involucrados tales como: Demanda, Tiempos de Proceso, Almacenes e Inventarios, Cadena de Suministro, Tiempos Caídos y Cuellos de Botella.


Identifica los elementos para la certificación integral (ISO 9000, ISO 14000 y Ohsas 18000)

Exposición y elabora un manual de calidad

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Elabora un Manual de calidad en función de la ISO que aplica en el área

Elabora un manual de calidad en función de la Norma ISO que aplique en el área

INTEGRACIÓN DE BIOPROCESOS II. SÍNTESIS, ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE BIOPROCESOS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 0-6-0-4 Sesiones:2 de 3 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera herramientas para la integración de bioprocesos, desde la concepción hasta el análisis y optimización. Prerrequisitos: Ingeniería de Biorreactores, Cálculo numérico para bioingenieros, Procesos de separación I, Procesos de separación II. Contenidos: Reglas heurísticas para síntesis de procesos, Estimación de propiedades fisicoquímicas de sustancias puras y mezclas, Estimación de costos, Diseño y programación de procesos por lotes y continuos, Métodos rigurosos: Simulación de procesos, optimización con restricciones y sin restricciones aplicadas a procesos. Referencias básicas:

1. John M. Prausnitz; Rudiger N. Lichtenthaler; Edmundo Gomes de Azevedo, Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3 ed, Prentice-Hall, 1999.

2. Young David C Computational Chemistry:A Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. John Wiley and Sons. 2004.

3. Warren D. Seider, J. D. Seader, Daniel R. Lewin, Soemantri Widagdo. Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design. 3rd ed., Wiley, 2008.

4. Elmar Heinzle, Arno P. Biwer, Charles L. Cooney. Development of Sustainable Bioprocesses: Modeling and Assessment. Wiley, 2007.

5. Gavin Towler, R K Sinnott. Chemical Engineering Design, Second Edition: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, 2 ed, Butterworth-Heinemann; 2012.

6. Lorenz T. Biegler, Nonlinear Programming: Concepts, Algorithms, and Applications to Chemical Processes, SIAM, 2010

7. Richard Turton, Richard C. Bailie, Wallace B. Whiting,Joseph A. Shaeiwitz. Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes, 3 ed, Prentice Hall, 2009.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 4. Conoce aspectos básicos específicos de la profesión 5. Capacidad de análisis y de síntesis 6. Capacidad para aplicar el conocimiento a la práctica 11. Toma de decisiones 18. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 19. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 20. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes. Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas

Propone diferentes bioprocesos (equipos en trenes de proceso) para obtener cierto producto biológico

Magistral Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Analiza la factibilidad de bioprocesos alternativos desde un punto de vista técnico, económico y ambiental

Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Describe el funcionamiento de simuladores comerciales de procesos (modulares secuenciales, orientados a ecuaciones, etc)

Exposición

Desarrolla una secuencia para el cálculo y análisis de un Estudio de Casos

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bioproceso simple Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Elabora el diagrama de flujo de un bioproceso (incluyendo cuadro de balance)


Estima los costos de inversión y operación de un proceso


Utiliza métodos de optimización no restringida para la mejora de procesos


Utiliza métodos de optimización lineal restringida para la mejora de procesos


Utiliza métodos de optimización no lineal restringida para la mejora de procesos


INTEGRACIÓN DE BIOPROCESOS III. MANEJO DE PROYECTOS Y DISEÑO DE PLANTA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante proponga el diseño de una planta, para un bioproceso predefinido, aplicando técnicas de manejo de proyectos. Prerrequisitos: Integración de bioprocesos II: Síntesis, Análisis y Optimización de Bioprocesos, Economía y negocios para ingenieros, Elementos para el diseño en bioingeniería. Contenidos: Técnicas de manejo de proyectos, Bases de diseño, Ingeniería Básica, Ingeniería de Detalle, Ingeniería de servicios auxiliares, Distribución de la planta, Factibilidad económica, Procuración, arranque y operación. Referencias básicas:

1. Kerzner, H. Project Management: A Systems Approach to Planning, Scheduling, and Controlling 10th ed. Wiley 2010.

2. Harvard Business School Press, Managing Projects Large and Small: The Fundamental Skills to Deliver on budget and on Time, Harvard Business Review Press, 2003.

3. Towler, G. Sinnott, R.K. Chemical Engineering Design:Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, 2 ed., Butterworth-Heinemann, 2012.

4. Peters M.S. Timmerhauss, K. D. West, R. E., Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw Hill. E.U.A. 2003.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 1. Capacidad de trabajo en equipo 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 10. Capacidad para toma de decisiones 14. Habilidades interpersonales 15. Capacidad de comunicación oral y escrita 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes. 22. Procura que su quehacer tenga un impacto positivo socioeconómico y ambiental

23. Aplica técnicas de administración para alcanzar objetivos de operación, diseño o proyectos de ingeniería de procesos

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Analiza la información de un diagrama de flujo de un bioproceso para implementarlo en una planta

Magistral Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

Distingue las estructuras organizacionales matriciales orientadas a proyectos o procesos de las tradicionales

Magistral

Describe las características que debe poseer un Administrador de proyectos Magistral

Describe los componentes para la planeación de un proyecto (diseño de planta desde el punto de vista de ingeniería)

Magistral Estudio de Casos

Especifica el alcance de un proyecto (diseño de planta) Magistral Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Establece el Desglose de Estructura de Trabajo (WBS) de un proyecto


Define los hitos (milestones) que le permiten dar seguimiento a un proyecto


Aplica técnicas de programación de trabajo en red para definir el cronograma de un proyecto


Aplica técnicas para el manejo de equipos


Aplica técnicas para mantener una comunicación efectiva entre las partes interesadas (stakeholders) en un proyecto


Aplica técnicas de administración de tiempo para el desarrollo de un proyecto conforme a la planeación


Aplica diferentes clases de estimación de costos para valuar el costo de un proyecto


Aplica técnicas para el control de costos involucrados en el desarrollo de un proyecto


Aplica técnicas para manejar los riesgos asociados a un proyecto


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Define la instrumentación básica de equipos y los servicios auxiliares de un bioproceso


Elabora diagramas de tubería e instrumentación Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Dimensiona equipos y elige su material de construcción Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Selecciona los equipos necesarios para el suministro de servicios auxiliares


Recopila y elabora las hojas de especificación de los procesos, equipos e instrumentos


Elabora el plano general de la distribución de las áreas y edificios de una planta industrial


Establece el sistema de manejo de residuos bajo las normas aplicables (ISO, NOM, NMX, etc)


Calcula la inversión total de un proyecto industrial Estudio de Casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Calcula la rentabilidad (TIR) del proyecto industrial


RESIDENCIA PROFESIONAL (antes Proyecto Terminal / Estancia de Titulación)

Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 1-0-20-0 Sesiones:1 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención educativa: Acercar al estudiante con alguna de las diferentes áreas donde su ejercicio profesional pudiera tener una incidencia pertinente. (Nota: Esta UA no formará parte de la opción curricular de titulación) Prerrequisitos: Planeación, Negociación y liderazgo. Contenidos: Revisión de los medios básicos de divulgación Referencias básicas: Sugerir. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 1. Capacidad de trabajo en equipo 2. Valoración de la diversidad y la multiculturalidad 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 7. Capacidad para adaptarse a nuevas situaciones 8. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 13. Habilidades interpersonales 15. Capacidad de comunicación oral y escrita

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Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Conoce algunas de las áreas donde su ejercicio profesional tiene injerencia

Residencia en investigación, industria o alguna otra organización, desarrollo de microempresa, etc.

Comparte su experiencia durante la residencia en exposiciones frente a su grupo

exposición

Elabora un informe o memoria para comunicar su experiencia durante la residencia

informe corto y no rígido, dar opciones, en forma de artículo científico, divulgación, memoria, ensayo, etc

Divulga su experiencia durante la residencia mediante algún medio de difusión (cartel, video, documental, internet, etc) a la comunidad

lección magistral

Esta UA no forma parte de la opción curricular, sin embargo, cuando el estudiante así lo desee, el trabajo desarrollado, en su totalidad como parte de este podrá ser registrado como “Informe de proyecto de Investigación”, “Tesis” o “Práctica Profesional” si cumple los requisitos correspondientes. En estos casos se procederá a un examen como se señala en el reglamento de titulación.

PLANEACIÓN, NEGOCIACIÓN Y LIDERAZGO Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 3-0-0-2 Sesión: 1 de 2 h y 1 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención educativa: Que el alumno desarrolle y aplique la planeación estratégica, desarrolle habilidades de negociación y adquiera actitud de liderazgo. Prerrequisitos: Integración de Bioprocesos I: Gestión de la Calidad y Administración de la producción. Contenidos: Estructuras organizacionales, Planeación estratégica, Liderazgo, Equipos, Toma de decisiones, Manejo de conflictos. Referencias básicas:

1. Max Mckeown.The Strategy Book (Financial Times Series). FT Press; 2012. 2. Roger Kaufman, Hugh Oakley-Brown, Ryan Watkins, Doug Leigh, Strategic Planning For Success: Aligning

People, Performance, and Payoffs. Pfeiffer. 2003. 3. Timothy N. Nolan, Leonard D. Goodstein, Jeanette Goodstein. Applied Strategic Planning: An

Introduction. 2nd ed., Pfeiffer; 2008. 4. Noah J. Goldstein, Steve J. Martin, Robert B. Cialdini. Yes!: 50 Scientifically Proven Ways to Be

Persuasive. 3rd ed., Jossey-Bass; 2011. 5. Harvard Business School Press, Power, Influence, and Persuasion: Sell Your Ideas and Make Things

Happen (Harvard Business Essentials). Harvard Business Review Press. 2005 6. Harvard Business School. Negotiation. Harvard Business School Press, 2003. 7. Roger Fisher, William L. Ury, Bruce Patton. Getting to Yes: Negotiating Agreement Without Giving In.

Penguin, 2011. 8. Peter G. Northouse Leadership: Theory and Practice, 5th. ed., Sage Publications, 2009. 9. Bertrand Liang. The Pragmatic MBA for Scientific and Technical Executives. Academic Press, 2012. 10. David A. Whetten, Kim S. Cameron Prentice Hall, Developing Management Skills, 8th Ed., 2010. 11. Peter M. Senge. The Fifth Discipline: The Art & Practice of The Learning Organization. Crown Business;

2006. Competencias a desarrollar: 1. Capacidad de trabajo en equipo 2. Valoración y respeto por la diversidad y multiculturalidad 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 7. Capacidad para actuar en nuevas situaciones

41

9. Capacidad de crítica y de autocrítica 10. Capacidad para toma de decisiones 14. Habilidades interpersonales


24. Posee una actitud emprendedora y proactiva para la innovación y el desarrollo en su área de especialidad

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Describe diferentes estructuras organizacionales (Vertical, matricial) Exposición

Distingue planeación estratégica de planeación normativa

Exposición Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Distingue planeación a largo, mediano y corto plazo Exposición Estudio de casos

Distingue planeación de operación Exposición Estudio de casos

Describe las etapas de una planeación estratégica Exposición Estudio de casos

Distingue los conceptos de Misión y Visión Exposición Estudio de casos

Elabora una Misión Exposición Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Aplica técnicas de prospección para elaborar una Visión.


Aplica técnicas de Autoevaluación (FODA, etc) para establecer un plan estratégico


Establece y distingue objetivos y políticas estratégicos para alcanzar una visión


Establece proyectos estratégicos con sus objetivos e hitos (metas) para alcanzar una visión


Identifica diferentes tipos de liderazgo (autoritario, paternalista, flexible, transformacional, efectivo…)


Identificalas actitudes que caracterizan a un líder Estudio de casos Se autovalora a través del autoconocimiento (Identificación de sus metas, valores, cualidades, fortalezas, debilidades)


Identifica las actitudes y capacidades de los miembros de un equipo


Organiza un grupo de trabajo para el logro de un objetivo


Aplica diferentes estrategias para toma de decisiones Exposición

42

Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Aplica estrategias de manejo de conflictos (procedimientos y políticas en la compañia, árbitro jerárquico, discusión cara a cara, etc.)


Resuelve conflictos a través del manejo de diferentes técnicas de negociación


ECONOMÍA Y NEGOCIOS PARA INGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 3-0-0-2 Sesión: 1 de 1 hora y 1 de 2 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención educativa: Que el alumno adquiera los fundamentos de microeconomia, macroeconomia, administración y legislación relevantes en la constitución y manejo de un negocio a través de la planeación. Prerrequisitos: Integración de Bioprocesos I: Gestión de la calidad y administración de la producción Contenidos: Introducción a la economia: microeconomia, macroeconomia. Normatividad: Ley de Sociedades Mercantiles, Ley de Quiebra, Normas de Calidad, etc., Negocios: Estudios de mercado, Estudios económicos y de costos, Plan de negocios, Procuración de financiamiento, Simulación de negocios. Mercadotecnia. Organización y manejo de Empresas: Estados financieros, Hojas de balance. Finanzas personales y corporativas; Instrumentos financieros, mercados financieros. Referencias básicas:

1. Harvard Business School Press, Developing a Business Case (Pocket Mentor). Harvard Business Review Press. 2010.

2. Harvard Business School Press, Creating a Business Plan (Pocket Mentor). Harvard Business Review Press. 2007.

3. Harvard Business School Press, Manager's Toolkit: The 13 Skills Managers Need to Succeed (Harvard Business Essentials). Harvard Business Review Press. 2007.

4. Bertrand Liang. The Pragmatic MBA for Scientific and Technical Executives. Academic Press, 2012. 5. Harvard Business School. Negotiation (Harvard Business Essentials Series). Harvard Business School

Press, 2003. 6. Vinturella, John B. The Entrepreneur´s Fieldbook, Upper Saddle River. New Jersey: Prentice Hall/

Pearson, 2002. 7. Adams, Bob. Streetwise Complete Business Plan with Software. Avon, Massachusetts: Adams Media

Corporation, 2002. 8. Whetten, Cameron. Developing management skills. 8 ed.Pearson.2011 9. Hisrich, Robert y Michael, Peters.Entrepreneurship with Power Web. 5a. ed. Boston, MA: McGraw-Hill

Irwin, 2001. 10. Richard Stutely. The Definitive Business Plan: The Fast Track to Intelligent Planning for Executives and

Entrepreneurs (3rd ed)FT Press, 2012. Competencias a desarrollar: 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 7. Capacidad para actuar en nuevas situaciones 10. Capacidad para toma de decisiones 12. Compromiso ético 13. Habilidades interpersonales 16. Capacidad de comunicación oral y escrita


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24. Posee una actitud emprendedora y proactiva para la innovación y el desarrollo en su área de especialidad

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica tendencias en índices microeconómicos y macroeconómicos


Identifica las leyes y normas que regulan la comercializaciónde un producto


Identifica oportunidades de negocio o desarrollo para una organización

Exposición Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Analiza los costos fijos y variables de un producto predefinido

Exposición Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Elabora un plan de negocios para un caso de estudio predefinido


Analiza alternativas para financiamiento Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Establece un plan de mercadotecnia de un producto predefinido


Establece el organigrama de una empresa para producir un bien o servicio predefinido


Identifica elementos básicos de un estado financiero Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

INGENIERÍA SUSTENTABLE Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-2 Session: 2 de 2 h Programas Académicos: Ing. Alimentos, Biotecnológica, Biomédica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera los fundamentos necesarios para contribuir en el mejoramiento de procesos para hacerlos ambientalmente responsables mediante la aplicación de tecnologías limpias Prerrequisitos: Principios y cálculos básicos. Contenidos: Contaminación. Desarrollo sustentable. Legislación ambiental. Manejo integral de residuos. Tratamiento de aguas, control de contaminantes atmosféricos, disposición y aprovechamiento de residuos sólidos. Costos de manejo de residuos. Energías alternas. Referencias básicas.

1. David T. Allen, David R. Shonnard. Green Engineering: Environmentally Conscious Design of Chemical Processes. Prentice Hall. 2002

2. James R. Mihelcic, Julie B. Zimmerman. Environmental Engineering: Fundamentals, Sustainability, Design. Wiley 2009.

3. Ruth Weiner, Robin Matthews. Environmental Engineering, 4th. ed. Butterworth-Heinemann; 2003 4. Leland Blank, Anthony Tarquin. Basics of Engineering Economy. McGraw-Hill. 2007.

Competencias a desarrollar.

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1. Capacidad de trabajo en equipo 6. Capacidad creativa 10. Capacidad para toma de decisiones 12. Compromiso ético

17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Distingue los conceptos de contaminación, desechos y residuos Exposición

Enuncia los rasgos principales de la normatividad en materia ambiental

Exposición

Aplica técnicas para medir el impacto ambiental de un proceso o empresa


Describe técnicas para medir los contaminantes atmosféricos de fuentes fijas

Estudio de casos

Describe técnicas para el control y aprovechamiento de contaminantes atmosféricos provenientes de fuentes fijas


Relaciona los conceptos de DBO, DQO, las técnicas para determinarlos con la calidad del agua y los límites legales


Describe tecnologías fisicoquímicas y biológicas para el tratamiento de aguas


Describe tecnologías para el manejo integral de residuos (sólidos, peligrosos, y de manejo especial)


Identifica oportunidades de valorización económica de residuos para mejorar la eficiencia de un proceso


Mide sus huellas ecológicas, de agua y de carbono y las compara con estándares nacionales e internacionales

Estudio de casos

Aplica los conceptos de producción más limpia y ecología industrial para reducir el impacto ambiental de procesos o empresas


Compara las diferentes energías alternas Estudio de casos Aprendizaje orientado a Proyectos Aprendizaje Cooperativo

Evalúa resultados de indicadores ambientales para el desarrollo sustentable de un sistema


Relaciona el desarrollo sustentable con el beneficio social regional


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LÓGICA Y COMUNICACIÓN Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 2-0-0-4 Sesión: 2 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante adquiera las competencias necesarias que le permitan ser eficaz al comunicarse, ya sea de forma escrita u oral realizando un análisis lógico de información. Prerrequisitos: Ninguno. Contenidos: Teorías de la comunicación, Lógica: Premisas, enunciados, argumentos, razonamientos inductivos y deductivos, inferencias, consistencia, validez, completitud, análisis lógico de textos. Lógica proposicional. Sintaxis, Semántica, Análisis discursivo, Lectura de comprensión, Expresión escrita, Expresión oral y expresión no verbal. Referencias bibliográficas. Referencias básicas:

1. Merrie Bergmann, James Moor, Jack Nelson. The Logic Book, 6th. ed., McGraw-Hill. 2. David Morrow, Anthony Weston. A Workbook for Arguments: A Complete Course in Critical Thinking.

Hackett Publishing Co. 2011. 3. Bjorn Gustavii. How to Write and Illustrate Scientific Papers, Second Edition, Cambridge University Press,

2008. 4. Martínez, R. Redacción de informes y artículos científicos. Una guía práctica para estudiantes y

estudiosos de ciencias biológicas y de la salud. México. Jorale editores.2012. 5. Barberena, Juan Carlos. Comunicación Oral. Editorial Rajarampumpanta. 2008

Competencias a fortalecer(Nivel Plan de Estudios): 5. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 9. Capacidad de crítica y de autocrítica 13. Habilidades interpersonales 15. Capacidad de comunicación oral y escrita 16. Capacidad de investigación Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Distingue los diferentes tipos de textos (ensayo, resumen, síntesis, informes, artículos, etc.)


Sintetiza las ideas principales de un texto Exposición Estudio de Casos

Demuestra la validez y profundidad de un argumento usando lógica proposicional


Identifica errores lógicos en un argumento Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Aplica árboles de verdad para evaluar la lógica de un argumento


Escribe enunciados lógicamente correctos Exposición Resolución de Ejercicios y Problemas

Utiliza los conectores lógicos adecuadamente en enunciados compuestos


Localiza fuentes primarias, secundarias y terciarias de un tema


Evalúa la confiabilidad cotejando diversas fuentes y sus referencias


Elabora diferentes tipos de texto considerando los elementos típicos que lo componen


Elabora una presentación integrando las características de la expresión oral (dicción, ritmo, emotividad, volumen, entonación, expresión corporal, etc)


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ÉTICA PARA BIOINGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 2-0-0-1 Sesiones: 2 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante aplique los conceptos básicos de la ética en las diversas ramas de la bioingeniería. Prerrequisitos: Integración de Bioprocesos I Contenidos: Bioingeniería y sociedad, Ética, Responsabilidad y Libertad. Ética para bioingenieros. Estudio de casos/Dilemas éticos de los bioingenieros. Bioingeniería y su impacto social. Referencias básicas:

1. Charles E. Harris Jr. , Michael S. Pritchard , Michael J. Rabins. Engineering Ethics: Concepts and Cases. 2nd. ed., Wadsworth Publishing, 2008.

2. Charles B. Fleddermann. Engineering Ethics, 4th ed. Prentice Hall, 2012. 3. Howard Gardner. Truth, Beauty, and Goodness Reframed: Educating for the Virtues in the Age of

Truthiness and Twitter, Basic Books, 2011. 4. MacIntyre, A. After Virtue: A study in moral Theory. 3th ed. University of Notre Dame Press. (2007) 5. Laura Hartman, Joseph DesJardins. Business Ethics: Decision-Making for Personal Integrity & Social

Resp,onsibility, McGraw-Hill/Irwin; 2007. Competencias a fortalecer(Nivel Plan de Estudios): 2. Valoración y respeto por la diversidad y multiculturalidad 9. Capacidad de crítica y de autocrítica 10. Capacidad para toma de decisiones 12. Compromiso ético 13. Habilidades interpersonales Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Estrategias de Aprendizaje Sugeridas

Distingue ciencia, tecnología e ingeniería


Distingue ingeniería de bioingeniería Exposición

Distingue bioingeniería de biotecnología Exposición Estudio de Casos

Enuncia las diferentes ramas de la ingeniería y la bioingeniería


Describe el campo de acción de diferentes ingenierías Exposición Estudio de Casos

Describe el impacto social y ambiental de las diferentes ingenierías


Identifica los valores como parte de la estructuración de las relaciones entre los individuos

Exposición Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

Identifica códigos de valores personales Exposición Estudio de Casos

Relaciona el quehacer laboral con códigos de valores profesionales


Identifica los derechos humanos, su repercusión social y Exposición

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su relación con la responsabilidad profesional Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

Identifica las normas, leyes y códigos que regulan el ejercicio profesional


Relaciona los valores personales y profesionales con normas y leyes que regulan el ejercicio profesional


Distingue la bioética de la ética con base en los principios de cada una de ellas


Identifica dilemas éticos reales relacionados con su profesión


Propone soluciones a dilemas éticos reales relacionados con su profesión

Exposición, auditorías éticas Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

Determina como se define una empresa social y ambientalmente responsable


CULTURA Y DEPORTE I Y II Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):1-0-0-4 Sesiones: 1 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Acercar al estudiante a expresiones artísticas, culturales y deportivas que contribuyan a su

formación integral. Prerrequisitos: Ninguno Contenidos: Actividades académicas (puede incluirse un tercer idioma), culturales o deportivas supervisadas 1

h/sem y al menos 4 h/sem de trabajo independiente. Podrá ser acreditadaal demostrarse actividad cultural o deportiva extracurricular similar o superior.

Referencias básicas: Ninguna Competencias a fortalecer(nivel programa):

13. Habilidades interpersonales Esta unidad de aprendizaje no tendrá calificación, sólo carácter de acreditado o no acreditado.

INGLÉS I, II, III Y IV Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 3-0-0-2 Sesiones: 3 de 1 h Programas académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biomédica, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Fortalecer el manejo del idioma Inglés en el estudiante. La primera de estas unidades de

aprendizaje partirán del nivel de egreso de Inglés de los CECyT-IPN y avanzarán lo equivalente a 216 h adicionales de formación en aula de Inglés más las de trabajo independiente.

Prerrequisitos:Nivel de ingléssegún egreso de Medio Superior Contenidos: Según corresponda en los programas institucionales. Referencias básicas: Definida por la academia. Competencias a fortalecer(nivel programa):

14. Conocimiento de un segundo idioma

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Podrá ser acreditada con un documento oficial que certifique un nivel igual o superior como el TOEFL, TOIC, IELTS o similar, o bien mediante una constancia de algún centro de lenguas del IPN validado por la Dirección de Lenguas del mismo IPN.

Específicas Biotecnología

Obligatorias

BIOINFORMÁTICA E INGENIERÍA GENÉTICA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-4 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos: Ing. Biotecnológica (obligatoria), Ing. en Alimentos, Ambiental, Farmacéutica (Optativa) Intención educativa: Conoce las fundamentos básicos de ingeniería genética y los utiliza para proponer estrategias

de generación de organismos genéticamente modificados. Prerrequisito: Biología Molecular Contenidos: Transformación de células bacterianas. PCR. Mutagénesis dirigida. Secuenciación de ADN. Estrategias

de clonación. Aplicaciones de la ingeniería genética. Ingeniería genética de procariotas. Ingeniería genética de levaduras. Casos de éxito de la ingeniería genética en procariotas y levaduras. Bases de datos de secuencias de DNA, Herramientas de comparación de secuencias, Alineamiento múltiple de secuencias, Predicción filogenética, visualización de genomas (Genome Browsers), Métodos de predicción de genes, Métodos de anotación de genes, Análisis de expresión genética, Bases de datos de proteínas, predicción de estructura de proteínas, clasificación de motivos y dominios de proteínas, lenguaje básico de programación en bioinformática.

Referencias básicas: 1. Desmond S. T. Nicholl. An Introduction to Genetic Engineering. 3rd ed. Cambridge University Press.2008. 2. Christopher Howe.Gene Cloning and Manipulation. 2nd ed. Cambridge University Press. 2007. 3. Sandy B. Primrose , Richard Twyman. Principles of Gene Manipulation and Genomics. 7th ed.Wiley-

Blackwell. 2006 4. Sambrook, J. y Russell D.W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 3rd ed. Cold Spring Harbor

Laboratory Press 2001. 5. Baxevanis, A.D. y B.F. Francis Ouellette.Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and

Proteins. 2nd ed. Wiley-Interscience. 2001. 6. Michael A. Palladino y William J. Thieman. Introducción a la biotecnología. 2nd ed. Pearson. 2010

Competencias a fortalecer(nivel programa):

1. Capacidad de trabajo en equipo 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 11.Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación 16.Capacidad de investigación 26.Describe y analiza el desempeño de sistemas y componentes biológicos mediante la modelación.

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Utiliza las bases de datos de libre acceso donde se almacena información sobre DNA, RNA y proteínas (NCBI, EBI, JDB)

Exhortar a los alumnos a que propongan un gen y que lo busquen en la base de datos. Utilizar estos ejemplos para familiarizarlos con las bases de datos.

Alinea secuencias de ADN y proteínas utilizando ClustalW2

Utilizar secuencias de genes relevantes (hemoglobina, rubisco, histonas, insulina, etc) para generar a los alineamientos. Mostrar como se hace en clase y dejar

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ejercicios para reforzar el aprendizaje. Genera cladogramas a partir del alineamientos de genes y proteínas utilizando las herramientas del BLAST o ClustalW2

Exposición Resolución de problemas sobre alineamiento de genes y proteínas

Realiza digestiones con enzimas de restricción in silico Utilizar los servidores de las bases de datos de enzimas de restricción o software comercial para realizar mapas de restricción

Maneja genomas anotados para extraer secuencias de interés

Resolución de problemas sobre alineamiento de genes y proteínas

Utiliza programas bioinformáticos para la predicción de estructura de proteínas y la estimación de características bioquímicas (carga, continuidad de aminoácidos, sitios de corte, etc)

Resolución de problemas mediante el uso de programas bioinformáticos y software disponible.

Explica las características de un vector de clonación y expresión

Invitar a los alumnos a que propongan las características que debería tener un vector diseñado por ellos dependiendo de las necesidades por las cuales se quiere construir el vector

Describe las diferentes técnicas de secuenciación de ADN

Realizar cuadros sinópticos con las características de cada técnica en los que además se detallan las ventajas y desventajas

Diseña estrategias de clonación de genes de interés biotecnológico Realizar ejercicios de diseño de estrategias

Diseña primers para realizar PCR o mutagénesis dirigida Realizar ejercicios de diseño de primers de forma manual y automatizadas utilizando software comercial

Describe el funcionamiento y los tipos principales de las endonucleasas de restricción

Exposición

Describe el funcionamiento y los tipos principales de enzimas utilizadas en ingeniería genética.

Cuadros sinópticos

Utiliza software especializado para el diseño de estrategias de clonación genética

Resolución de problemas a través del manejo de software disponible

Explica los distintos métodos de transformación de células procariotas y eucariotas

Exposición Cuadros sinópticos

Discutelas perspectivas de aplicación de la Ingeniería Genética en biotecnología Lluvia de ideas guiada por el profesor

Describelos nuevos productos biotecnológicos en el mercado derivados de la Ingeniería Genética (insulina, factores de crecimiento, aminoácidos, etc).

Estudio de Casos Aprendizaje Cooperativo

Describe la diferencia entre Ingeniería genética y Biología sintética

Lluvia de ideas Aprendizaje cooperativo

LABORATORIO DE INGENIERÍA GENÉTICA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):0-6-0-4 Sesiones: 2 de 3 h Programas Académicos: Ing.Biotecnológica, Farmacéutica (optativa), Alimentos (optativa) Intención Educativa: Aplica técnicas básicas de ingeniería genética para la obtención de una bacteria modificada

genéticamente. Prerrequisitos: Biología molecular Contenidos: Extracción y cuantificación de ácidos nucleicos. Reacción en cadena de la polimerasa. Reacciones de

ligación. Preparación de células competentes. Transformación de células competentes por choque térmico.

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Análisis de la expresión genética a nivel de proteína. Análisis de DNA por electroforesis. Análisis de proteínas por electroforesis.

Referencias básicas: 1. Sambrook, J. y Russell, D.W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual 4th ed. Cold Spring Harbor

Laboratory Press. 2012 2. Desmond, S. T. Nicholl. An Introduction to Genetic Engineering. 3rd ed. Cambridge University Press. 2012 3. Christopher Howe. Gene Cloning and Manipulation. 2nd ed. Cambridge University Press. 2007. 4. Lewin, B. Genes IX. 9th ed. McGraw-Hill. 2008. 5. Michael A. Palladino y William J. Thieman. Introducción a la biotecnología. 2nd ed. Pearson. 2010

Competencias a fortalecer(nivel programa): 4.Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5.Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 16. Capacidad de investigación 31. Transforma genéticamente especies microbianas, vegetales o células animales para la mejora de productos, procesos o servicios 32. Cultiva especies microbianas, vegetales o células animales para la generación de productos, procesos o servicios 34. Desarrolla con destreza técnicas de laboratorio en biotecnología

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Realiza el proceso de extracción de ADN de algún organismo. Aplicar técnicas de extracción de ADN

Calcula la concentración de ácidos nucleicos en una muestra por métodos espectrofotométricos.

Aplicar técnicas espectrofotométricas para el cálculo de concentraciones de ácidos nucléicos.

Determina la integridad de ácidos nucleicos por electroforesis en gel de agarosa Aplicar técnicas de electroforesis en gel agarosa

Prepara células competentes Utilizar métodos de preparación de células competentes

Propone algún vector para probar la competencia de células competentes Exposición de propuesta y uso de argumentos

Realiza una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para amplificar genes de interés

Aplicar PCR para amplificación de genes

Introduce un gen amplificado por PCR en un vector de expresión

Utilizar vectores de expresión con propósitos específicos.

Evalúa la expresión de un gen de interés Aplica al menos tres técnicas de expresión de genes.

INMUNOLOGÍA GENERAL Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):4-0-0-4 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos: Ing. Biotecnológica, Farmacéutica Intención Educativa: Describe los mecanismos de acción del sistema inmune e identifica el potencial para el

desarrollo de herramientas biotecnológicas para la obtención de inmunoglobulinas y marcadores celulares. Prerrequisitos: Biología Molecular Contenidos: Perspectiva histórica de la inmunología. Respuesta inmune innata. Respuesta inmune adaptativa.

Linajes celulares del sistema inmune. Maduración y activación de linfocitos T. Maduración y activación de linfocitos B y producción de anticuerpos. Expresión de los genes receptores de antígenos. Mecanismos de acción de la respuesta inmune humoral y celular. Enfermedades producidas por respuesta inmunes. Hipersensibilidad. Anticuerpos y antígenos. Moléculas efectoras. Métodos y técnicas con fundamento inmunológico. Producción de vacunas de forma tradicional.

51

Referencias básicas: 1. Abbas, A.K. y A.H. Lichtman. Basic Immunology: Functions and Disorders of the Immune System. 3rd. ed.

Saunders. 2010. 2. Kindt, T.J., Osborne, B.A. y R.A. Goldsby. Immunology. 6th ed. W. H. Freeman & Company. 2006 3. Parham, P. The Immune System. 3rd ed. Garland Science. 2009.

Competencias a fortalecer(nivel programa): 1.Capacidad de trabajo en equipo 3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 16. Capacidad de investigación 19. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes 21. Participa en el aseguramiento de calidad y mejora de procesos químicos y biotecnológicos, incluyendo

puntos críticos de control Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Describe la diferencia entre inmunidad innata y adquirida

Exposición Cuadro sinóptico

Describelos mecanismos de acción del sistema de complemento

Exposición

Describe el papel del sistema principal de histocompatibilidad Exposición

Identificala filogenía de las células del sistema inmune Exposición Describe el procesamiento de antígenos y la presentación a los linfocitos Exposición

Describe los mecanismos efectores de la inmunidad celular

Exposición

Describe los mecanismos efectores de la inmunidad humoral Exposición

Identificala diversidad de antígenos Aprendizaje cooperativo Estudio de casos

Identificala diversidad de receptores de antígenos como resultado de la expresión genética

Aprendizaje cooperativo Estudio de casos

Describela interacción anticuerpo-antígeno Aprendizaje cooperativo Estudio de casos

Describelos mecanismos de maduración, activación y regulación de los linfocitos

Exposición Elaboración de esquemas o mapas conceptuales

Explicalas posibles respuestas del sistema inmune ante una enfermedad

Estudio de casos

Describelas enfermedades producidas por respuestas inmunes

Estudio de casos

Identifica el uso de diversas técnicas con fundamento inmunológico en el diagnóstico y la investigación

Cuadro sinóptico Aprendizaje cooperativo

Describeel proceso para la producción de vacunas de forma tradicional

Realiza un esquema del proceso y explica

INGENIERÍA DE SISTEMAS BIOLÓGICOS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):4-0-0-4 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos:Ing. Biotecnológica

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Intención Educativa: Que el estudiante se familiarice con las herramientas matemáticas que le permitan comprender el comportamiento de los cultivos celulares así como evaluar los cambios de comportamiento a nivel metabólico y sistémico como resultado de manipulación genética.

Prerrequisitos: Ingeniería de biorreactores, Bioinformática e Ingeniería Genética Contenidos: Modelación de sistemas, Modelación de cultivos celulares, Análisis de flujos metabólicos, Balance de

flujos metabólicos, Control de flujos metabólicos, Ingeniería Metabólica. Referencias básicas:

1. Edda Klipp, Wolfram Liebermeister, Christoph Wierling, Axel Kowald, Hans Lehrach, Ralf Herwig . Systems Biology. Wiley-VCH, 2009.

2. Christina Smolke.The Metabolic Pathway Engineering Handbook: Fundamentals. CRC Press; 2009. 3. John Villadsen, Jens Nielsen, Gunnar Lidén. Bioreaction Engineering Principles. 3rd ed. Springer. 2011. 4. Eberhard Voit. A First Course in Systems Biology. Garland Science. 2012. 5. Bernhard Ø. Palsson. 2011. Systems Biology: Simulation of Dynamic Network States, Cambridge

University Press. 6. Bernhard Ø. Palsson. 2006.Systems Biology: Properties of Reconstructed Networks, Cambridge

University Press. 7. Xiaoyuan Wang, Jian Chen, Peter J. Quinn (eds) 2012. Reprogramming Microbial Metabolic Pathways.

Springer. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

1. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 6.Capacidad creativa 11. Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación 16.Capacidad de investigación 17 Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 20. Participa en la mejora de procesos biotecnológicos incluyendo puntos críticos de control 34. Describe y analiza el desempeño de sistemas y componentes biológicos mediante la modelación.

Resultados del aprendizaje (Programa de UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Explica cualitativamente el efecto de las diferencias en magnitudes cinéticas regulatorias sobre el comportamiento dinámico global de un sistema bioquímico

Lección magistral Estudio de Casos Aprendizaje cooperativo Aprendizaje basado en problemas

Modela el comportamiento dinámico de una reacción catalizada por una enzima

Lección magistral Aprendizaje cooperativo Aprendizaje basado en problemas

Predice el comportamiento de un cultivo celular con un modelo no estructurado

Lección magistral Aprendizaje cooperativo Aprendizaje orientado a proyecto

Predice el comportamiento de un cultivo celular con un modelo estructurado


Establece un modelo metabólico de crecimiento celular a partir de la información bioquímica y bioinformática

Lección magistral Estudio de Casos Aprendizaje cooperativo Aprendizaje orientado a proyecto

Realiza el análisis estructural de un sistema bioquímico Lección magistral Aprendizaje cooperativo Aprendizaje orientado a proyecto

Resuelve balances de masa de un sistema celular matemáticamente determinado


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Resuelve balances de masa de un sistema celular matemáticamente sobredeterminado


Resuelve balances de masa de un sistema celular matemáticamente subdeterminado


Identifica el efecto de deleciones, incluyendo letales, y adiciones a través de un modelo metabólico sistémico

Lección magistral Estudio de Casos Aprendizaje cooperativo Aprendizaje orientado a proyecto

Simula el comportamiento dinámico de un sistema bioquímico, incluyendo cinética enzimática y sistemas de control


Optativa I.

CÁLCULO NUMÉRICO PARA INGENIEROS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-6 Sesiones:2 de 2 h Programas Académicos: Ing. en Alimentos, Ambiental, Biotecnológica y Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante desarrolle habilidades en el manejo de aplicaciones de cómputo y en

principios de programación estructurada para la resolución de diferentes problemas matemáticos en bioingeniería y evalúe la confiabilidad matemática de las soluciones obtenidas.

Prerrequisitos: Ecuaciones diferenciales. Contenidos: Principios de programación usando un lenguaje de algún paquete de computación numérica (e.g.,

Scilab, Matlab, Octave, Mathematica, etc): Análisis de errores y estabilidad de algoritmos, Pseudocódigos y diagramas de flujo, Técnicas de depuración de algoritmos. Paradigmas de programación (Lineal, estructurada, objetos, eventos, funcional...), Programación de los métodos numéricos clásicos básicos (Euler, Newton-Raphson, Bisección, Trapecio múltiple). Uso de un paquete de cálculo (software) para la solución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones algebraicos lineales y no lineales; Interpolación; Regresión; Optimización; Diferenciación e integración de funciones discretas y continuas; Ecuaciones diferenciales ordinarias; Ecuaciones diferenciales parciales.

Referencias básicas: 1. Daniel Dubin. Numerical and Analytical Methods for Scientists and Engineers, Using Mathematica, Wiley-

Interscience 2003. 2. Stephen L. Campbell, Jean-Philippe Chancelier, Ramine Nikoukhah. Modeling and Simulation in

Scilab/Scicos with ScicosLab 4.4, Springer; 2nd ed. Edition, 2009. 3. Steven C. Chapra y Raymond P. Canale. Numerical Methods for Engineers. Mc Graw Hill. Sixth edition,

2009. 4. William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, Brian P. Flannery. Numerical Recipes: The Art

of Scientific Computing.3rd Edition, Cambridge University Press, 2007. 5. Richard L. Burden, J. Douglas Faires. Numerical Analysis, 9 ed.. Brooks Cole, 2010.

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios): 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 11. Capacidad para toma de decisiones 12. Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación

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Identifica el concepto de método numérico y algoritmo Exposición Aprendizaje Basado en Problemas

Estima la propagación de errores en algoritmos numéricos


Elabora algoritmos numéricos mediante diagramas de flujo


Detalla algoritmos numéricos en pseudocódigo Aprendizaje Basado en Problemas Describe el entorno de uso de un programa de cálculo científico identificando el manejo de variables, estructuras de control y definición y uso de procedimientos y funciones

Exposición

Elabora y prueba algoritmos básicos de interpolación en una y varias dimensiones con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos de interpolación disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para la obtención de solución de sistemas de ecuaciones lineales con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos de solución de sistemas de ecuaciones lineales disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para la obtención de solución de sistemas de ecuaciones no lineales con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos de solución de sistemas de ecuaciones no lineales disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para la obtención de máximos o mínimos con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos de solución para la obtención de máximos o mínimos disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para la obtención de aproximaciones de integrales y con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos para la obtención de aproximaciones de integrales en una y varias dimensiones y de diversos órdenes, disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias y con algún programa de cálculo científico


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Aplica diferentes algoritmos para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias, disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


Elabora y prueba algoritmos básicos para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales parciales y con algún programa de cálculo científico


Aplica diferentes algoritmos para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales parciales, disponibles en el entorno del paquete computacional (software) para resolver problemas de bioingeniería


PROGRAMACIÓN Y MÉTODOS NUMÉRICoS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I): 4-0-0-4 Sesiones: 2 de 2 h Programas Académicos: Ing. Biomedica (obligatoria), y optativa para Ingen Alimentos, Ambiental,Biotecnológica y

Farmacéutica Intención Educativa: Que el estudiante desarrolle habilidades en la programación de aplicaciones de cómputo y

en principios de programación estructurada para la resolución de diferentes problemas matemáticos en bioingeniería y evalúe la confiabilidad matemática de las soluciones obtenidas.

Prerrequisitos: Ecuaciones diferenciales. Contenidos: Principios de programación estructurada y orientada a objetos usando lenguaje C: Estructuras de

control, Funciones, Procedimientos, Clases: Propiedades y métodos; Eventos. Interrupciones e interfases. Comunicación con tarjetas. Métodos numéricos: Análisis de errores y estabilidad de algoritmos, Pseudocódigos y diagramas de flujo, Técnicas de depuración de algoritmos. Programación de los métodos numéricos clásicos básicos (Euler, Newton-Raphson, Bisección, Trapecio múltiple). Solución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones lineales y no lineales; Interpolación; Regresión; Optimización; Diferenciación e integración de funciones discretas y continuas; Ecuaciones diferenciales ordinarias. Ecuaciones diferenciales parciales.

Referencias básicas: 1. William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, Brian P. Flannery. Numerical Recipes: The Art

of Scientific Computing.3rd ed, Cambridge University Press, 2007. 2. Richard L. Burden, J. Douglas Faires. Numerical Analysis, 9 ed. Brooks Cole, 2010. 3. Steven C. Chapra y Raymond P. Canale. Numerical Methods for Engineers. Mc Graw Hill. Sixth edition,


4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 10. Capacidad para toma de decisiones 11. Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación


Identifica el concepto de método numérico y algoritmo Exposición Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Desarrolla esquemas de propagación de errores en algoritmos numéricos


Desarrolla y aplica pseudocódigos y diagramas de flujo Exposición

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de algoritmos numéricos Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

Desarrolla y aplica estructuras conceptuales para el análisis y síntesis de algoritmos numéricos


Desarrolla programas en lenguaje C para resolver problemas en ingeniería


Desarrolla programas en Scilab, MatLab o Mathematica para resolver problemas en ingeniería


Desarrolla programas de simulación en Simulink para resolver problemas en ingeniería


Desarrollo de programas de simulación en LabView para resolver problemas en ingeniería


Desarrollo de programas integrando diversos software para resolver problemas en ingeniería


Optativa II

BIOTECNOLOGÍA VEGETAL Y ALGAL Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):0-4-0-4 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos: Ing. Biotecnológica. Intención Educativa: Propone estrategias para desarrollar plantas o algas modificadas genéticamente o utilizar

líneas silvestres para la obtención de un producto o remediación de una problemática. Prerrequisitos: Laboratorio de Ingeniería Genética Contenidos: Aspectos básicos de algas y plantas. Cultivo in vitro de algas y plantas. Usos tradicionales de plantas y

algas para la obtención de productos de interés biotecnológico, alimentario o ambiental. Perspectiva histórica de la modificación genética de plantas. Modificación genética del genoma nuclear de plantas y algas. Modificación genética de cloroplastos de plantas y algas. Identificación de plantas transformadas genéticamente. Análisis de casos: especies resistentes a factores abióticos; especies resistentes a factores bióticos. Algas como productoras de biocombustibles. Biopharming en algas y plantas. Ingeniería metabólica de plantas y algas. Regulación de organismos genéticamente modificados a nivel internacional y nacional. Estatus de los OGM en México y en el mundo

Referencias básicas: 1. Stewart, N. Plant Biotechnology and Genetics. Principles, Techniques and Applications. Wiley and Sons.

2008 2. Loyola-Vargas, V. y Vázquez-Flota, F. Plant Cell Culture Protocols. 2nd ed. 2006 Humana Press 3. Michael A. Palladino y William J. Thieman. Introducción a la biotecnología. 2nd ed. Pearson. 2010

Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 16. Capacidad de investigación 25. Desarrolla nuevos reactivos y productos biotecnológicos

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26. Procura que su quehacer en el área biotecnológica tenga un impacto positivo socioeconómico y ambiental

30. Transforma genéticamente especies microbianas, vegetales o células animales para la mejora de productos, procesos o servicios

31. Cultiva especies microbianas, vegetales o células animales para la generación de productos, procesos o servicios

33. Desarrolla con destreza técnicas de laboratorio en biotecnología Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Identifica las limitantes de la producción de proteínas recombinantes en algas

Exposición Aprendizaje cooperativo

Identifica los métodos de reproducción vegetal para generación de semillas comerciales

Exposición Aprendizaje cooperativo

Describela tecnología para realizar la modificación del genoma nuclear de plantas y algas.

Exposición Elaboración de diagrama de proceso

Describela tecnología para realizar la modificación del genoma de cloroplastos de plantas y algas

Exposición Elaboración de diagrama de proceso

Discute la importancia de la regulación de los OGM y la preocupación sobre los posibles riesgos Estudio de casos

Propone aplicaciones de las plantas modificadas genéticamente

Aprendizaje cooperativo

Describelos productos producidos utilizando algas Exposición Describe el potencial de las algas para producir biocombustibles

Estudio de casos Aprendizaje cooperativo

BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):0-4-0-4 Sesiones: 4 de 1 h Programas Académicos: Ing. Biotecnológica (UPIIG) Intención Educativa: Propiciar el aprendizaje en los alumnos sobre el procesamiento y desarrollo de nuevos

alimentos para que puedan caracterizar un alimento hasta conferir mejores propiedades organolépticas y nutricionales.

Prerrequisitos: Laboratorio de Biorreactores, Laboratorio de procesos de separación. Contenidos: Métodos de Producción de Lácteos: quesos, leche deslactosada, yogurt. Enología: propiedades

organolépticas y añejamiento de vinos. Formulación de carnes frías y ablandamiento de la carne. Tratamientos post cosecha de frutas y hortalizas. Producción de la alimentos nutricionales: prebióticos y probióticos. Mejoramiento y validación de propiedades nutricionales: disponibilidad de nutrientes. Análisis Bromatológicos y Normatividad aplicada en alimentos.

Referencias básicas: 1. Química de los alimentos. Badui Dergal Salvador. Ed Pearson education. 2. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de Alimentos. Ibarz A. y Barbosa-Canovas G. Ediciones Mundi-

Prensa 2005. 3. Biotecnología Alimentaria. García-Garibay M., Quintero R. y López-Munguía A. LIMUSA Noriega

Editores.2004. 4. Ciencia bromatológica de los alimentos, principios generales de los alimentos. Bello Gutiérrez José.

Ediciones Díaz de Santos Madrid España. Competencias a fortalecer(nivel programa):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 16. Capacidad de investigación 25. Desarrolla nuevos reactivos y productos biotecnológicos.

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Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Describe los mecanismos de absorción de macromoléculas funcionales y su efecto fisiológico Exposición

Describe las técnicas y los análisis de laboratorio para conocer la composición de alimentos

Exposición

Elabora productos lácteos (yogurt, leche, queso, etc.) utilizando cepas silvestres hiperproductoras o consorcios microbianos

Elaboración de productos lácteos

Diseña nuevos productos lácteos: yogurt, leche, queso; de acuerdo a necesidades nutricionales específicas

Estructura un diagrama de proceso especificando materias primas, cepas y condiciones de proceso para obtener un producto lácteo que cumpla necesidades nutricionales específicas

Propone métodos biológicos para disminuir la cantidad de residuos generados en la industria de lácteos Aprendizaje cooperativo

Propone procesos para el aprovechamiento integral de las materias primas y reuso y/o disminución de residuos generados en industrias agropecuarias

Elabora diagrama de proceso para casos específicos (aprovechamiento, reuso o dismiución de residuos de las industrias agropecuarias)

Prepara alimentos funcionales: prebióticos y probióticos Elabora un alimento funcional

Describe los métodos instrumentales (HPLC, FTIR, CG, etc) para determinar el grado de maduración y añejamiento de bebidas alcohólicas.


Maneja las técnicas de panel para evaluación sensorial Exposición Estudio de casos

Describe los métodos de conservación y tratamiento de productos cárnicos


Describe los métodos de ablandamiento de carne para preparación de carnes frías y embutidos


Describe los métodos para preservar la calidad y vida media de frutas y hortalizas


Describe las técnicas y los análisis de laboratorio para conocer la composición de alimentos


Conoce la normatividad que aplica al almacenamiento, transporte y distribución de alimentos


BIOLOGÍA SINTÉTICA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):0-4-0-4 Programas Académicos: Ingeniería Biotecnológica Intención Educativa: Aplica y propone técnicas avanzadas de ingeniería genética y biología sintética para la

obtención de organismos genéticamente modificados. Prerrequisitos: Laboratorio de Ingeniería Genética. Contenidos: Modelado básico de circuitos genéticos, predicción del fenotipo mediante análisis de flujos genéticos,

Diseño in silico de biobricks, Técnicas de DNA recombinante mediante biobricks, Ensamblado de fragmentos de DNA mediante técnica Gibson, Clonación en células bacterianas, transformación genética de algas, análisis de la expresión genética a nivel de RNA y proteína. Productos comerciales derivados de Biología Sintética.

Referencias básicas:

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1. Sambrook, J. y Russell, D.W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual 4th ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2012

2. Desmond, S. T. Nicholl. An Introduction to Genetic Engineering. 3rd ed. Cambridge University Press. 2012 3. Christopher Howe. Gene Cloning and Manipulation. 2nd ed. Cambridge University Press. 2007. 4. Lewin, B. Genes IX. 9th ed. McGraw-Hill. 2008.

Competencias a fortalecer(nivel programa): 1. Capacidad de trabajo en equipo 6. Capacidad creativa 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 25. Desarrolla nuevos reactivos y productos biotecnológicos 34. Describe y analiza el desempeño de sistemas y componentes biológicos mediante la modelación

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Explica las diferencias y alcances de la ingeniería genética y la biología sintética

Exposición magistral Aprendizaje cooperativo

Explica la utilidad de las biopartes estandarizadas Análisis de casos Ensambla dos o más partes para generar un dispositivo biológico Aprendizaje basado en proyectos

Propone partes para generar dispositivos biológicos Aprendizaje basado en proyectos Discute la utilidad de las partes propuestas Aprendizaje basado en proyectos Describe la diferencia entre el acercamiento bottom-up y top-down en biología sintética

Aprendizaje basado en proyectos

Describe los diferentes tipos de circuitos genéticos Aprendizaje basado en proyectos Explica la aplicación de los diversos organismos obtenidos utilizando biología sintética


Discute las aplicaciones de los genomas mínimos Aprendizaje basado en proyectos Explica las diferencias entre los diferentes metodos para ensamblar ADN


Modela circuitos genéticos Aprendizaje basado en proyectos

Optativa III

BIOTECNOLOGÍA ANIMAL Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):4-0-0-4 Programas Académicos: Ing. Biotecnológica, Farmacéutica Intención Educativa: El alumno conocerá el potencial y las aplicaciones de la biotecnología para la obtención de

productos de interés medico y terapéutico utilizando animales completos o células de estos. Prerrequisitos: Ingeniería de Biorreactores, Inmunología general. Contenidos: Líneas celulares silvestres y modificadas genéticamente, medio de cultivo y suero, disgregación

celular, monocapa, matrix-extracelular, viabilidad celular, inmortalización de células, criopreservación, producción de compuestos de interés farmacéutico y biotecnológicotales como: anticuerpos monoclonales, proteínas recombinantes, metodos para la modificación genética de animales completos, producción de proteínas recombinantes en fluidos de animales, animales modificados genéticamente para la generación de organos humanos.

Referencias básicas: 1. Davis M Jhon, Animal Cell Culture: Essential Methods. 2011 2. Freshney Ian, Culture of Animal Cells: A manual of Basic Techniques and Specialized Applications. 6th ed.

2010 3. Butler M, Animal cell culture and Technology, 2nd ed. 2004 4. Michael A. Palladino y William J. Thieman. Introducción a la biotecnología. 2nd ed. Pearson. 2010

Competencias a fortalecer(nivel programa):

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5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 6. Capacidad creativa 16. Capacidad de investigación 25. Desarrolla nuevos reactivos y productos biotecnológicos 26. Procura que su quehacer en el área biotecnológica tenga un impacto positivo socioeconómico y ambiental 31. Cultiva especies microbianas, vegetales o células animales para la generación de productos, procesos o

servicios. 33. Desarrolla con destreza técnicas de laboratorio en biotecnología

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Reconoce métodos de cultivos celulares generales y distingue los diferentes tipos de células en cultivo Exposición magistral

Describe los procesos de cultivos de diferentes líneas celulares y su transformación a líneas secundarias

Análisis de casos

Identifica los componentes de los medio químicos formulados para el mantenimiento de células animales Análisis de casos

Reconoce los componentes únicos del suero y su importancia en el cultivo celular

Análisis de casos

Describe los procesos de extracción de células a partir de diferentes tejidos para el establecimiento de cultivos primarios

Análisis de casos

Define las características y necesidades para realizar un cultivo monocapa o en suspensión

Análisis de casos

Describe las propiedades y características de los diferentes contenedores para llevar a cabo cultivo celular a nivel in vitro y a nivel piloto

Análisis de casos

Explicalas diferentes metodologías empleadas para estimar la viabilidad y proliferación celular

Análisis de casos Aprendizaje Basado en Problemas

Reconoce la importancia del cultivo celular en la investigación, desarrollo y aprobación de productos biotecnológicos

Análisis de casos

Identifica la importancia e impacto de los productos derivados de células animales en la salud humana

Análisis de casos

Reconoce las tecnologías de producción de compuestos de interés farmacéutico en células animales mediante casos de estudio (anticuerpos, vacunas, sueros, hormonas e interferones, etc)

Análisis de casos

Enuncia la importancia de las interacciones celulares, interacciones con matrices extra-celulares y factores de crecimiento en la regeneración de tejidos (Ingeniería de Tejidos)

Análisis de casos

Describelas ventajas de producir compuestos de interés biotecnológico en animales transgénicos Análisis de casos

Describelas diferentes metodologías para la obtención de animales transgénicos

Análisis de casos

Reconoce las metodologías de detección de proteínas Análisis de casos Seleccionatécnicas de inmunohistoquímica e inmunocitoquímica para el análisis de las células y tejidos en desarrollo

Análisis de casos

Describetécnicas de criopreservación de células y Análisis de casos

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tejidos con fines de trasplante

OPTIMIZACIÓN DE BIOPROCESOS Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):4-0-0-4 Programas Académicos: Ing. Biotecnológica Intención Educativa: Que el estudiante profundice su conocimiento en el cálculo y diseño de bioprocesos, tanto

continuos como por lote. Prerrequisitos: Integración de Bioprocesos II: Síntesis, Análisis y Optimización de Bioprocesos. Contenidos: Optimización, Programación Lineal, Programación no lineal no restringida y restringida; Programación

dinámica, Programación entera (integer programming), programación estocástica. Optimización de procesos en estado estable, optimización de procesos por lotes.

Referencias básicas: 1. Lorenz T. Biegler, Nonlinear Programming: Concepts, Algorithms, and Applications to Chemical Processes,

SIAM, 2010 (0898717027) 2. Singiresu S. Rao. Engineering Optimization: Theory and Practice, 4 ed., Wiley; 2009. 3. Thokozani Majozi , Batch Chemical Process Integration: Analysis, Synthesis and Optimization. Springer;

2009. 4. Rice R. G.; Do D.; Applied Mathematics and modeling for Chemical Engineers. 2nd. ed. John Wiley and

Sons. Competencias a fortalecer (Nivel Plan de Estudios):

3. Conoce sobre el área de estudio y la profesión 4. Capacidad de abstracción, análisis y de síntesis 5. Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica 10. Capacidad para toma de decisiones 17. Resuelve problemas de operación en plantas de transformación químico-biológica 18. Participa en el diseño de bioprocesos industriales y evalúa los diseños resultantes. 19. Participa en el diseño de plantas procesadoras químico-biológicas y evalúa los diseños resultantes.

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas

Establece un conjunto de ecuaciones lineales como modelo de un bioproceso en estado estable


Utiliza el método simplex (programación lineal) para optimizar un proceso


Establece un conjunto de ecuaciones no lineales como modelo de un bioproceso en estado estable


Instrumenta y Utiliza métodos de búsqueda directa para optimizar un proceso sin restricciones


Instrumenta y Utiliza métodos de búsqueda indirecta para optimizar un proceso sin restricciones


Instrumenta y Utiliza métodos de programación dinámica para optimizar un proceso


Establece un modelo de un bioproceso por lotes usando un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias


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Optimiza un bioproceso por lotes Estudio de Casos Aprendizaje Basado en Problemas Aprendizaje Cooperativo

NANOTECNOLOGÍA APLICADA Tiempo (h/sem/sem, T-L-S-I):4-0-0-4 Programas Académicos: Ing. Biotecnológica, Farmacéutica, Ambiental, Biomédica Intención Educativa: El alumno reconocerá los tipos de materiales nanoestructurados, así como las diversas vías

de síntesis. Describirá las técnicas de estudio y aplicaciones en los campos biotecnológicos y farmacéuticos. Prerrequisitos: Física para bioingenieros, Química orgánica para bioingenieros. Contenidos: Antecedentes de las microciencias y la nanotecnología, Microscopía (óptica, de fuerza atómica, de

barrido ambiental, confocal, de haz de iones), Propiedades de materiales utilizados en nanotecnología (ópticas, microestructurales, nanoestructurales y mecánicas), Visión computarizada, Análisis de imágenes, Espectroscopía infrarroja, Espectroscopía de masas, Biopelículas (biopolímeros y empaques), Biofiltros, bioproductos, Fabricación y funcionalidad de nanopartículas (cuartos limpios), Estructura molecular vs. Funcionalidad biológica, Micro y Nanobiosensores (nanotubos de carbono con biomoléculas, semiconductores), Biorreceptores (cantilever, MEMS, Lab-on-a-chip), biomarcadores (anticuerpos monoclonales), Síntesis y purificación de biomateriales, Sistema de administración de fármacos, Perspectivas de la micro y nanotecnología. Síntesis de nanomateriales, técnicas analíticas aplicadas en la nanotecnología, biosensores y biomarcadores, diagnóstico de enfermedades, entrega dirigida de fármacos, aplicación en cosméticos y fármacos.

Referencias básicas: 1. Roukes, M.L. Understanding Nanotechnology. Grand Central Publishing. EUA. 2002. 2. Hornyak, G.L., Moore, J.J., Tibbals, H.F. y J. Dutta. Fundamentals of Nanotechnology. CRC Press. First

Edition. EUA. 2008. 3. Lindsay, S.M. Introduction to Nanoscience. Oxford University Press. EUA. 2009. 4. Binns, C. Introduction to Nanoscience and Nanotechnology. Wiley. EUA. 2010.

Competencias a fortalecer(nivel programa): 5. Capacidad creativa 7.Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente 25. Desarrolla nuevos reactivos y productos biotecnológicos

Resultados del aprendizaje (nivel UA) Actividades de Aprendizaje Sugeridas Reconoce el concepto de nanomateriales Exposición magistral Identifica los antecedentes de las Microciencias y el desarrollo de la Nanotecnología.

Análisis de casos

Describe la diversidad de nanomateriales Análisis de casos Explica las diversas vías de síntesis de materiales nanoestructurados

Análisis de casos

Selecciona el tipo de estudio microscópico (óptica, de barrido ambiental, confocal, de haz de iones) en un material para obtener datos micro y nanoestructurales

Análisis de casos

Sintetiza la gama de técnicas analíticas que se utilizan en el campo de la nanociencia

Análisis de casos

Analiza el uso de nanopartículas como biosensores y biomarcadores Análisis de casos

Relaciona los nanomateriales aplicados con fines de diagnóstico y/o tratamiento de enfermedades

Análisis de casos

Comprende el uso de los nanomateriales a nivel industrial Análisis de casos

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Selecciona el tipo de análisis (Espectroscopía infrarroja, Espectroscopía de masas) a aplicar en un material para obtener datos sobre propiedades mecánicas y de funcionalidad biológica

Análisis de casos

Describe de manera general la información que proporciona un análisis de imágenes en Nanotecnología Análisis de casos

Describe las etapas principales para un proceso de fabricación de nanopartículas

Análisis de casos

Describe las características de estructura molecular, propiedades mecánicas y funcionalidad biológica de bioproductos (biomoléculas, biofiltros, biosensores, bioempaques, nanotubos de carbono, semiconductores, biorreceptores, biomarcadores)

Análisis de casos

Describe la aplicación de la nanotecnología así como de las mediciones nanométricas en su campo de acción

Análisis de casos

GLOSARIO Competencia. Es una cualidad, habilidad, capacidad o destreza que es desarrollada, que pertenece al estudiante y que le permiteresolver, de manera eficaz y autónoma, las situaciones de la vida Resultado del Aprendizaje. Es el resultado medible de una experiencia de aprendizaje que permite estimar hasta qué grado o nivel se ha formado o aumentado una competencia. Los resultados del aprendizaje no son propiedades únicas a cada estudiante, sino enunciados que permiten a las instituciones determinar si el estudiante ha desarrollado sus competencias hasta el nivel requerido. Los Resultados del aprendizaje comprenden cinco elementos:

1. Un verbo en forma activa 2. Una indicación del tipo de Resultado de aprendizaje: conocimiento, habilidad, cualidad, etc. 3. El tópico del Resultado del aprendizaje, se refiere al tema, campo o área del conocimiento o habilidad. 4. Una indicación del estándar o nivel que se pretende alcanzar 5. El espectro o contexto del Resultado del aprendizaje

Ejemplos: • Conocimiento: “Define cuáles comportamientos constituyen un ejercicio no profesional en la relación

cliente-proveedor” • Comprensión: “Clasifica reacciones químicas como exotérmicas o endotérmicas”. • Aplicación: “Selecciona y emplea técnicas sofisticadas para analizar el desempeño de un proceso de

transferencia de calor” • Análisis: “Identifica las variables relevantes en un proceso de separación” • Síntesis: “Propone trenes de separación alternativos para un mismo producto” • Evaluación: “Predice el equilibrio entre fases de una mezcla en función de la temperatura”

rediseño curricular upibi – upiig - 2014 · explica el concepto de campo escalar clases...

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