PROCEDIMIENTOS  DIDÁCTICOS PARA EDUCAR DESDE LA INSTRUCCIÓN  EN LA DISCIPLINA DE QUÍMICA, ASIGNATURA  BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE  UNIVERSALIZACIÓN DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR

PROCEDIMIENTOS DIDÁCTICOS PARA EDUCAR DESDE LA INSTRUCCIÓN EN LA DISCIPLINA DE QUÍMICA, ASIGNATURA BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE UNIVERSALIZACIÓN DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR

Leydis Enedina Hernández Salido (CV)
Universidad de las Tunas

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1.2 Caracterización del programa  de  la disciplina Química, la asignatura Bioquímica en el proceso enseñanza aprendizaje en la Universalización de la Educación Superior

El enfoque conceptual que se le dio al desarrollo de la Educación Superior Cubana a partir del triunfo revolucionario, recibió el nombre de Universalización de la Enseñanza Superior, lo que conllevo la creación de aquellas carreras universitarias que requería el desarrollo económico y social del país, ubicándola en el territorio de mayor demanda.
Este modelo de desarrollo tuvo necesariamente una influencia directa en la estructura organizativa de las universidades, siendo sus características fundamentales:
La meta consiste en diseñar los planes de estudios y la organización docente de manera que:

  • Facilite el tránsito por los estudios, teniendo en cuenta que los estudiantes son personas que han estado alejado de este tipo de estudio y que tienen responsabilidades laborales y familiares; y atendiendo además el nivel de dificultad de las asignaturas básicas de la carrera.
  • Viabilice el desarrollo de los planes de estudio tomando en cuenta las posibilidades y recursos existentes en los bateyes y su entorno, el municipio y la universidad correspondientes.

 La meta consiste en diseñar los planes de estudios y la organización docente de manera que:
El modelo es flexible, para que pueda adaptarse a diversas situaciones y particularidades territoriales; estructurado para favorecer la organización y desarrollo del aprendizaje; centrado en el estudiante, en tanto que este ha de ser capaz de asumir de modo activo su propio proceso de formación y con elementos del aprendizaje que posibiliten que los profesores los guíen, apoyen y acompañen.
El desafío consiste en lograr que los trabajadores asuman los estudios universitarios, con responsabilidad y compromiso social. Ello demandará cualidades de organización personal, voluntad, y tesón que han de expresarse en una sistemática dedicación al estudio.
La carrera de agronomía se desarrolla como una carrera más en los territorios por necesidad del desarrollo  agroeconómico,  la misma es la más antigua de las que se corresponden con el perfil agropecuario en nuestro país, aprobándose su constitución oficial desde el 30 de junio de 1900, formando en sus inicios un profesional con conocimientos de ingeniería rural y también capacitado para dirigir la naciente industria del procesamiento de alimentos.
El Ingeniero Agrónomo es el profesional más integral de los encargados de la producción agrícola, lo cual fue tomado en cuenta para la creación del plan de estudio “C”, pues en el desarrollo histórico de la Educación Superior, se aprecia en el período de 1976-1988 la creación de diferentes carreras agropecuarias que formaban un profesional de perfil estrecho, especialista en un campo de acción, el cual no se encontraba apto para dar solución integral a los complejos problemas agrícolas que se presentan en las unidades básicas productivas, lo cual originaba la necesidad de un colectivo de especialistas excesivo por unidad de superficie agrícola cultivada para la solución de los mismos.
Hasta el año 1974 se hace complejo  conocer como se llevó a cabo la enseñanza de esta materia. A partir de esta fecha hasta el año 1976 se elaboraron programas de tránsito, comunes para varias especialidades, que tuvieron sus bases en el proyecto pedagógico de la Reforma de 1962.
A pesar de lo establecido en la reforma, en este periodo los programas que se elaboraron mantenían  gran cantidad de volumen de conocimientos de forma teórica, incluyendo la ejercitación, al no existir la concepción de clase práctica, lo cual limitaba el proceso de enseñanza aprendizaje. Es necesario destacar que estos programas fueron elaborados para dar una respuesta urgente a las demandas que el sistema de educación se planteaba en esos momentos. Comienza aquí un periodo de transformación en la educación superior cubana, el cual se ha mantenido hasta la actualidad.
En correspondencia con las Tesis y Resoluciones del Primer Congreso del Partido se crea el Ministerio de Educación Superior en 1976, se constituyeron comisiones nacionales de carrera con el objetivo de elaborar nuevos planes de estudio en este caso el Plan A que  comenzó a aplicarse en el curso 1977-1978. Su concepción estaba basada en el principio de combinación del estudio con el trabajo, en aplicación del principio de unidad de la educación con la vida.
Este principio se vio limitado, pues en este periodo los programas de las asignaturas del ciclo básico se elaboraron de forma unificada para las carreras de Forestal, Pecuaria, Agronomía y Veterinaria. Borroto, O. (1983). Lo que no favorecía una adecuada contextualización del sistema de conocimientos de la Química a la profesión, por ejemplo la Química General se impartía para cuatro carreras y Química Orgánica para tres. El plan B que tuvo su período comprendido entre 1982 hasta 1990 donde la disciplina se impartía con la s asignaturas Química general .inorgánica y analítica, Instrumental, orgánica y por ultimo la Bioquímica, caracterizándose por tener un gran número de temas y contenidos, en este período se impartía la instrumental  e inorgánica en el tercer semestre del segundo año.
En la aspiración de brindar una formación práctica al agrónomo, lo diseñado y aplicado en el período 1976-1988 constituye un enfoque más integral y avanzado, aún cuando resulta insuficiente para lograr una sólida formación práctica en los egresados, que  permitiera resolver los problemas en el proceso productivo de la Agricultura. (Capó, P.1988; Torres, A. 1988 y Martínez, P. 1991). Citado por  (Torres, A y col 2001).
A partir del curso 1990 - 1991 se establece el Plan C, respondía a la necesidad de formar un egresado de perfil amplio,  se precisaba objetivo y contenido en correspondencia con la carrera. Con vistas a lograr una mayor integración y nivel de sistematicidad en las asignaturas de los planes anteriores, se definió el trabajo con los programas de estudio a nivel de disciplina. En este sentido la  Química quedó estructurada en cuatro asignaturas Química I, Química II Química III y Bioquímica, dirigidas al dominio de los contenidos imprescindibles para la comprensión del objeto de la profesión.
En los programas de las  asignaturas antes mencionadas no se evidenció una adecuada derivación de objetivos a partir del modelo del profesional, disciplina, asignatura y tema. Sólo tomaba como referente a la propia ciencia, y no la profesión, lo que no evidencia en que medida la apropiación de los contenidos de la asignatura, les permitirían a los estudiantes resolver problemas profesionales.
Los programas no incluían orientaciones metodológicas, lo que dificultó la comprensión de la asignatura en aspectos relacionados con el papel que desempeñaba en la formación del profesional; así como los modos de manifestarse la interrelación de los componentes académico, laboral e investigativo, la especificación de los métodos de enseñanza-aprendizaje, el tratamiento a los programas directores y la comprobación del trabajo independiente en los estudiantes.

Cada tema fue concebido con un objetivo general y en su núcleo, en casi todos los casos la habilidad utilizada era caracterizar, pero no todas las acciones estaban dirigidas al dominio de la misma, además, en su mayoría no se precisaba el nivel de asimilación y cuando se hacía era a nivel reproductivo, de ahí que la evaluación tuvo también esa tendencia.
La estructuración de los contenidos no favoreció completamente su integración. Se declaraba un amplio sistema de conocimientos, que en algunos casos no fue objeto de un riguroso análisis, pues los programas tenían un número elevado de temas y estos en su mayoría desvinculados de la profesión, de escasa relevancia, poco pertinentes y poco aplicables en la solución de problemas profesionales.
Los valores se declaraban en los programas de manera implícita en los objetivos educativos, pero la contribución de cada disciplina a la formación de los mismos quedó limitada,  porque la práctica educativa no se concibió de manera  sistémica.
Se dedicó un mayor número de horas a las actividades prácticas, de este modo se logró activar la labor de los estudiantes en el proceso de enseñanza aprendizaje, pero no se establecen  acciones productivas en relación con los conocimientos adquiridos, qué debían hacer con ellos y para qué los necesitaban. La enseñanza establecida de esta manera no permitía confrontar la teoría recibida con la práctica profesional.
Los métodos utilizados estaban determinados por los de la ciencia, siendo estos en su mayoría reproductivos. Las conferencias eran expositivas, con muy poca participación del estudiante; las clases prácticas estaban concebidas con preguntas unas de carácter reproductivo y otras que respondían a algoritmos prefijados en la conferencia y en el caso de los seminarios profundizaban en algunos aspectos relacionados con la especialidad, pero estos también tendían a la reproducción del conocimiento.
Al finalizar cada asignatura se desarrollaba un seminario integrador del contenido relacionado directamente con la especialidad, dentro de los que se encontraban los macro y micro elementos, determinaciones por diferentes métodos analíticos de especies químicas de interés agrícola, importancia de lípidos, carbohidratos. Los aspectos anteriormente señalados se realizaban desde el punto de vista teórico pero no determinaciones en la práctica. Aunque se abogaba por la introducción de métodos problémicos, su planificación no respondía a las características de los mismos.
En este periodo se programaron un gran número de prácticas de laboratorio  dirigidas a la comprobación experimental de propiedades químicas, muchas de ellas de escasa relevancia para el agrónomo y sólo algunas se relacionaban con la carrera, por ejemplo  la determinación del por ciento de humedad en una muestra de suelo, identificación de carbonatos, fosfatos, nitratos, pero estas muestras de suelo no eran tomadas de lugares cultivados.
Como bibliografía básica se utilizaron los libros editados por el Instituto Superior de Ciencias Agrarias de La Hababa, hoy Universidad Agraria, que en cierta medida constituían una buena literatura pues parte del sistema de conocimiento era aplicado a la carrera. La puesta en vigor de programas directores como la computación permitió ampliar el sistema bibliográfico, pero dependió fundamentalmente de los profesores para la gestión y preparación de materiales para la docencia. En una primera etapa fue un impedimento por las pocas habilidades que los mismos poseían.
La evaluación mantuvo el carácter reproductivo, pruebas parciales escritas donde comprobaban el nivel de cumplimiento de objetivos por temas y boletas de exámenes (orales) con ejercicios de los diferentes temas, que requerían de gran esfuerzo para su resolución y con escasa aplicación a los modos de actuación del profesional. En el transcurso del programa no siempre se preparaba al estudiante para enfrentarse al examen final,  por que su concepción limitaba  este aspecto. Se comprobaba el desarrollo de habilidades de la asignatura sin tener en cuenta la contribución al desarrollo de habilidades profesionales.
A pesar de proponerse por primera vez la utilización de la asignatura integradora y definirse su papel en la consecución de los objetivos del año, no se estableció correctamente su carácter disciplinar, o sea se determinaron asignaturas para cumplir dicha misión pero ubicadas en diferentes disciplinas, lo cual no permitió la interconexión vertical de contenidos fundamentales para el modo de actuación del profesional en cada año y nivel.
En el establecimiento de este tipo de actividad no se planificaban, ejecutaban y controlaban de forma armónica y en correspondencia con cada una de las asignaturas del año, el nivel de integración era insuficiente, al no aprovecharse con sistematicidad los conocimientos que aportaban las asignaturas básicas, en función de resolver los problemas de la práctica profesional. Su accionar quedó limitado a lo disciplinar y no con carácter interdisciplinar.
El trabajo investigativo se consideró integrado como un sistema a las actividades académicas y laborales, constituyendo una vía para lograr en los estudiantes el desarrollo de la iniciativa, la independencia cognoscitiva  y la apropiación del método científico, de manera que contribuyera al desarrollo de la creatividad de los estudiantes y propiciara el desarrollo de habilidades para el uso eficiente y actualizado de las fuentes de información, del idioma extranjero y las técnicas de computación. Este debía desarrollarse a través de los trabajos de curso, trabajo de diploma y el trabajo investigativo extracurricular que se organizaban en las disciplinas. MES (1990).
Las actividades investigativas estudiantiles, por lo general, no eran integradas armónicamente a las disciplinas, a las prácticas laborales, ni a los problemas concretos de la producción. Sólo quedaban expresadas a  trabajos extraclases relacionados con macro y  microelementos, compuestos orgánicos de interés agrícola.
En esta etapa se establece cierta integración entre el componente académico y el investigativo, el laboral queda relegado a un segundo plano, además se distingue por el  aporte de  conceptos básicos a la práctica investigativa laboral y se establece su rol formativo con enfoque disciplinar, pero con un tratamiento fragmentado de los contenidos en las disciplinas.
En el Plan C perfeccionado (1998) se retoman los aspectos positivos de sus predecesores, reafirmándose el carácter integrador en el proceso de enseñanza - aprendizaje y le da prioridad máxima al cumplimiento de los objetivos por año. Además se enfatiza en la necesaria contribución de la disciplina Química con conocimientos y habilidades a todos los campos de acción del  ingeniero agrónomo y su repercusión en la especialidad mediante la  formación de valores, la concepción científica, el cuidado del medio ambiente y la rama bacteriológica. La disciplina en este plan de estudio quedó estructurada por las asignaturas Química General y Analítica, Química Orgánica y Bioquímica, se disminuyó el número total de horas.
En el componente académico se produjeron cambios significativos en cuanto a la derivación de objetivos, a partir de los generales del modelo del profesional, del año, de la disciplina y asignatura, además se precisa el objeto de la disciplina. Se trabajó en la esencialidad de los contenidos.
A pesar de lograr una mayor integración de la disciplina con las principales integradoras, no se estableció una eficiente contribución de la Química en la formación de habilidades profesionales y continuaron presentándose  insuficiencias en los aspectos metodológicos. Los valores se declaran en cada programa en correspondencia con los establecidos en el modelo del profesional.
Se le prestó mayor interés por la introducción de los métodos productivos en todas las asignaturas y se enfatizó en la  relación estructura – propiedad –aplicación de las sustancias químicas, sobre todo en las actividades prácticas, sin embargo las mismas mantuvieron las características de la etapa anterior. Se incluyen en este periodo la utilización de prácticas virtuales.

Se amplia el sistema bibliográfico con disposiciones en la red de materiales digitales para la docencia (los sitios FTP), se establece el uso de plataformas interactivas como el microcampus, lo cual facilitó en los estudiantes la profundización del sistema de conocimientos y el acceso a la documentación propia de la especialidad para la realización de los seminarios.
El sistema de evaluación mantiene las características de la etapa anterior o sea examen parcial escrito y final oral,  aunque adquiere un carácter más integrador y de sistema, en los que se evidenciaba la relación con las restantes disciplinas de la carrera, pero en alguna medida  mantuvo el carácter reproductivo.
En el componente investigativo, se reafirma lo alcanzado para el “Plan de Estudios C” y se adiciona como elemento nuevo la realización de trabajos de curso en el primero y segundo año, definiéndose para cada año los objetivos a lograr con la actividad científica e investigativa, bajo la dirección de la disciplina principal integradora de la Carrera. (Torres, A. 2001).
La concepción de este modelo logra en buena medida  la  articulación de contenidos en años y disciplinas, con un mayor enfoque investigativo. Aumenta la responsabilidad desde los primeros años en la formación progresiva del estudiante desde el punto de vista instructivo y educativo, dotándolo de herramientas necesarias para su futura labor profesional.
En esta etapa se tiende al perfeccionamiento de la integración de los componentes académico-laboral–investigativo a partir de la reconceptualización en las disciplinas integradoras, al nutrirse de rasgos significativos de las básicas, pero continúa algunas inconsistencias relacionados con la contextualización de la integración de los tres componentes en esta disciplina.
En esta etapa la presente versión del Plan de Estudios “D” se aviene a las exigencias y condiciones socioeconómicas, a la vez que concreta y consolida las concepciones y experiencias acumuladas en el orden  pedagógico - científico - productivo. El plan de estudio estructura la disciplina Química a partir de la  integración de las asignaturas Química General, Química Inorgánica y Analítica, Química Orgánica y Bioquímica, con un total de 280 horas, de ellas un cuarenta por ciento corresponde a la Práctica Investigativa Laboral; se toma como premisas esenciales: la imprescindible articulación con la preparación precedente de los estudiantes de las diversas fuentes de ingreso; la satisfacción de los requerimientos de los campos de acción del profesional así como los de la disciplina principal integradora, y la necesaria lógica interna de la disciplina. (MES, 2006).

Una valoración del componente académico evidencia  avances en cuanto a la recurrencia hacia la determinación de la esencialidad del contenido por su integración al objeto de la profesión. De este modo el sistema de conocimientos comprende desde la estructura y las propiedades químicas de los elementos relacionados con los ecosistemas agrícolas, hasta los procesos metabólicos en que intervienen las biomoléculas esenciales para el desarrollo de la vida vegetal y animal, e incluye los aspectos principales de aquellos métodos analíticos de mayor utilización en la caracterización química y físico-química de los ecosistemas.
Se complementan además, con un sistema de habilidades cuidadosamente seleccionados, que no sólo tributa a la disciplina Principal Integradora a través de las disciplinas subsecuentes que se relacionan con los campos de acción, sino que también lo hacen directamente, como por ejemplo a la hora de sustentar científicamente las consecuencias de una tecnología de preparación de suelos inapropiada. Lo que unido al tratamiento adecuado de los valores en cada asignatura, y su concreción en las actividades docentes con carácter intencional, específicamente en las de carácter práctico. Además en esta etapa se perfecciona esta labor con el establecimiento de un Código de Ética y un modelo para la formación socio humanista (Guzmán, C. 2009) del futuro profesional de la Agronomía lo que aporta a la esencialidad del contenido.
Continúa la tendencia a la reducción de horas dedicadas a conferencia y mayor número a actividades prácticas. La evaluación adquiere un enfoque más cualitativo e integrador y centrado en el  desempeño de los estudiante. Este componente mantiene alguna de las características de la etapa anterior, aunque se acrecienta como novedad el desarrollo de una conciencia crítica, pensamiento flexible, alternativo, una investigación conciente y dirigida en la búsqueda de soluciones a los problemas profesionales.
Las asignaturas que conforman  la disciplina Química se desarrollan en el primer y segundo año de la carrera, donde los estudiantes están recientemente incorporados a la educación superior y es donde comienza además la familiarización de ellos con la carrera, la cual a nivel nacional no tiene gran aceptación por parte de lo estudiantes y muchas veces llegan a esta como ultimo recurso para ingresar a la Educación Superior como máxima aspiración de todo joven y ciudadano que se replantea entre sus aspiraciones ser un profesional útil a la sociedad. A continuación ofrecemos las asignaturas   de la disciplina. Tal como quedan  en el plan D. (Ver anexo 1).
A continuación ofrecemos el programa de la asignatura de Bioquímica, vigente en plan de estudios D.
I.- DATOS GENERALES
Disciplina: Química
Asignatura: Bioquímica
Modalidad: CPT
Horas totales: 56 horas, 30 horas de clases teóricas
Año Académico: Segundo.

II.-  OBJETIVOS Y CONTENIDO POR TEMAS Y SU  DISTRIBUCIÓN

TEMA  1:    METABOLISMO  CELULAR  Y  SU  REGULACION 10H/C
OBJETIVO:
Caracterizar las generalidades del metabolismo en los organismos vivos.
CONTENIDO:
Composición  química  de  los  organismos  bióticos.  Jerarquía  molecular  de  las  estructuras  celulares.  Características  de  los  organismos  bióticos.  Metabolismo: metabolismo  primario  y  metabolismo  secundario.  Estado  estacionario.  Secuencias  metabólicas.  Papel  de  las enzimas  en  el  metabolismo.  Regulación  del  metabolismo.  Transferencia  de  información.  Papel  del  ATP  y  las  reacciones  de  redox  en  la  transferencia  de  energía  en  el  metabolismo.  Mecanismos  de  transporte  a  nivel  de  membrana. Enzimas.  Características  generales.  Clasificación.  Modo  de  acción.  Cinética  enzimática.  Teoría  de  Michaelis-  Menten.  Constante  de  Michaelis  (KM)  y  velocidad  máxima  (Vmax).  Constante  catalítica  (kcat).Factores  físico-químicos  que  afectan  la  actividad  enzimática.  Regulación  de  la  actividad  enzimática.  Enzimas  reguladoras.  Características  y  modo  de  acción. Vitaminas.  Definición  y  clasificación.  Funciones  generales.  Acción  coenzimática    de  las  vitaminas. Hormonas.  Características  generales  de  las  hormonas  animales  y  vegetales.  Mecanismos  generales  de  acción  de  las  hormonas.

HABILIDADES

  • Relacionar los procesos bioquímicos con la composición molecular y organización estructural de la célula
  • Analizar las características distintivas de los organismos bióticos.
  • Analizar las características fundamentales del metabolismo destacando el papel de los biorreguladores, la transferencia de energía  y la regulación del mismo.
  • Interpretar el papel del ATP y otros nucleótidos en el metabolismo energético.
  • Analizar los mecanismos de transporte que ocurren a nivel de membrana destacando el papel del ATP en los mecanismos de transporte activo.
  • Explicar el papel regulador de las enzimas, vitaminas y hormonas en el metabolismo.
  • Analizar las características estructurales  y propiedades de las enzimas de las enzimas que las diferencian del resto de las proteínas.
  •  Explicar como se nombran y clasifican las enzimas de acuerdo a la reacción que catalizan.
  • Explicar e interpretar la cinética enzimática destacando la significación de v0 , KM ,Vmax  y kcat .
  • Relacionar KM y Vmax  con el efecto que causan los factores físico-químicos sobre la actividad de las enzimas, utilizando para ello el gráfico correspondiente.
  • Determinar cuantitativamente la actividad enzimática de las enzimas utilizando las técnicas analíticas apropiadas.
  • Caracterizar las hormonas a través de su definición, clasificación, características generales de las animales y vegetales y explicando su modo de acción en el metabolismo intermediario.
  • Caracterizar  las vitaminas atendiendo a su definición, clasificación y  características generales de las mismas y explicar su modo de acción en el metabolismo destacando su acción coenzimática.

TEMA  2:    METABOLISMO  DE  LAS  PRINCIPALES  BIOMOLECULAS 18H/C.

OBJETIVO
Caracterizar las principales transformaciones que experimentan los carbohidratos, lípidos y proteínas en los organismos vivos.
CONTENIDO
CARBOHIDRATOS:
Catabolismo: Degradación  del  almidón  y  el  glucógeno.  Glucólisis.  Fermentación  láctica,  alcohólica  y  otras.  Balance  material  y  energético.  Oxidación  aeróbica  de  la  glucosa.  Ciclo  de  Krebs.  Reacciones  y  esquema  general.  Cadena  de  transporte  electrónico.  Reacciones  y  esquema  general..  Análisis  energético.  Fosforilación  oxidativa.  Mecanismo.  Balance  material  y  energético  de  la  oxidación  aeróbica  de  la  glucosa.  Vía  del  fosfogluconato.  Importancia  metabólica  y  relación  con  otras  vías  metabólicas.  Importancia  de  la  oxidación  de  la  glucosa  en  los  organismos  bióticos.  Anabolismo: Fotosíntesis.  Aspectos  generales.  Reacciones  lumínica.  Reacciones  bioquímicas: Ciclo  de  Calvin.  Otras  vías  de  fijación  del  CO2: Ciclo  C4.  Fotorrespiración.  Síntesis  de  almidón  y  sacarosa.  Glucogenogénesis.  Gluconeogénesis.  Regulación  metabólica  de  las  vías  anabólicas  y  catabólicas.
LIPIDOS:
Catabolismo:    Acción  de  las  lipasas  (hidrólisis  de  los  triacilglicéridos).  Oxidación  de  la  glicerina.  Activación  y  penetración  de  los  ácidos  grasos  a  la  mitocondria.  Beta-  oxidación  de  los  ácidos  grasos  de  #  par  e  impar  de  átomos  de  carbono  y  de  ácidos  grasos  insaturados.  Balance  material  y  energético.  Otras  formas  de  oxidación  de  ácidos  grasos.  Ciclo  del  glioxalato.  Cetogénesis.  Anabolismo:    Síntesis  de  Novo,  Elongación  mitocondrial  y  microsomal.  Síntesis  de  ácidos  grasos  insaturados.  Síntesis  de  triacilglicéridos.  Interrelación  con  otras  vías  metabólicas  Regulación  de  las  vías  anabólicas  y  catabólicas.
PROTEINAS  Y  ACIDOS  NUCLEICOS:
Catabolismo:  Degradación  de  proteínas  y  enzimas  proteolíticas  en  plantas  y  animales.  Oxidación  de  los  aminoácidos: desaminación,  transaminación  y  descarboxilación.  Importancia  metabólica  de  estas  vías.  Ciclo  de  la  urea.  Balance  material  y  energético.  Importancia  metabólica.  Metabolismo  del  nitrógeno  en  las  plantas:  Reducción  de  nitrato  a  amonio.  Fijación  biológica  del  nitrógeno:  Sistema  de  la  nitrogenasa  Anabolismo:.  Asimilación  de  amonio  en  las  plantas.  Síntesis  de  aminoácidos  por  familias.    Síntesis  de  ácidos  nucleicos:  DNA  y  RNA  polimerasas  y  sus  requerimientos.  Maduración  del  RNA.  Genes  y  plásmidos  Código  genético. Biosíntesis  proteica.  Balance  energético.  Mutaciones: causas,  tipos  y  efectos.  Transgénesis  y  clonación.
INTERRELACIONES METABÓLICAS:
Vías de obtención y síntesis de metabolitos claves en el metabolismo: Piruvato y Acetil CoA. Relación entre las vías metabólicas. El Ciclo de Krebs como punto central del metabolismo intermediario.
HABILIDADES

  • Describir la vía mediante la cual se degradan el almidón y el glucógeno en los organismos bióticos.
  • Describir las reacciones de la oxidación de la glucosa teniendo en cuenta la oxigenación del tejido.
  • Calcular el balance energético de la oxidación de la glucosa en condiciones anaerobias.
  • Describir y representar mediante esquemas el Ciclo de Krebs.
  • Describir y representar mediante esquema el proceso de la Cadena de transporte electrónico haciendo uso de los complejos.
  • Explicar el proceso de la Fosforilación oxidativa así como su mecanismo.
  • Establecer la relación entre el Ciclo de Krebs -Cadena respiratoria -Fosforilación oxidativa y destacar la importancia de esta relación en la obtención de energía en los organismos aeróbicos.
  • Describir la vía del Fosfogluconato y establecer su relación con otras vías metabólicas.
  • Describir el proceso de la Fotosíntesis haciendo énfasis en la relación entre la fase lumínica y las reacciones bioquímicas.
  • Analizar el proceso de la Foto respiración y su relación con la eficiencia de la fotosíntesis..
  • Describir el Ciclo de Hatch-Slack en las plantas C4 destacando  la importancia de esta vía en las plantas tropicales.
  • Describir el proceso de síntesis de almidón y sacarosa.
  • Describir los procesos de la gluconeogénesis y glucogenogenésis destacando su importancia así como su balance energético.
  • Analizar la importancia del metabolismo de los carbohidratos en los organismos bióticos.
  • Destacar el papel de las enzimas reguladoras en cada una de las vías estudiadas.
  • Comparar las vías metabólicas estudiadas atendiendo a sus características fundamentales.
  • Representar las ecuaciones generales de cada una de las vías estudiadas.
  • Determinar cuantitativamente la presencia de carbohidratos en un material biológico.-
  • Determinar la actividad de una enzima que participe en los procesos redox en el metabolismo.
  • Explicar la importancia del catabolismo de los lípidos en los organismos vivos.
  • Analizar la acción de las lipasas en la degradación de los triacilglicéridos.
  • Describir las diferentes formas de oxidación de los ácidos grasos.
  • Calcular el balance el balance energético de la oxidación basándose en la relación de esta vía con otras vías metabólicas.
  • Comparar la degradación de los ácidos grasos de número par e impar de átomos de C y no saturados.
  • Describir el ciclo del glioxalato destacando la importancia metabólica de este proceso para los organismos vegetales.
  • Analizar el proceso de la cetogénesis y su importancia en los organismos animales.
  • Analizar mediante esquema el proceso de síntesis de novo y de alargamiento de cadenas carbonadas de ácidos grasos preformados, así como la síntesis de ácidos grasos insaturados.
  • Relacionar los procesos de síntesis de ácidos grasos con el metabolismo de los carbohidratos.
  • Analizar el proceso de la síntesis de los triacilglicéridos, destacando su importancia en organismos animales y vegetales.
  • Determinar la actividad de las lipasas en un material vegetal.
  • Analizar la acción y papel de las enzimas proteolíticas en animales y plantas.
  • Describir las vías de oxidación de los aminoácidos destacando su importancia metabólica.
  • Explicar el ciclo de la urea destacando su importancia metabólica en los animales ureotélicos así como su balance material y energético.
  • Describir el mecanismo bioquímico mediante el cual es asimilado el nitrato en las plantas.
  • Explicar el mecanismo de la fijación del nitrógeno en las plantas destacando el sistema de la nitrogenasa.
  • Describir la acción de la Glutamina sintetasa y la glutamato sintasa en el proceso de asimilación de amonio en las plantas.
  • Explicar de modo general la síntesis de aminoácidos agrupados por familias.
  • Explicar y formular esquemáticamente el proceso de síntesis del ARN y el ADN destacando el mecanismo de acción de las polimerasas así como los otros factores y enzimas que participan en el proceso.
  • Explicar el proceso de maduración del ARN.
  • Explicar de manera general el proceso de lectura de prueba de la DNA polimerasa (actividad exonucleasa).
  • Explicar las características principales de lo genes, plásmidos y el código genético.
  • Describir como tiene lugar el proceso de síntesis proteica en los organismos bióticos destacando su balance energético así como el control genético del proceso.
  • Destacar  las causas de la mutación y el  efecto de los agentes mutagénicos sobre el proceso de la biosíntesis proteica así como sus consecuencias biológicas.
  • Definir los conceptos de transgénesis y clonación. Aplicaciones biotecnológicas.

TEMA  3 : METABOLISMO  SECUNDARIO 2H/C
OBJETIVO
Caracterizar las principales transformaciones de metabolitos de interés en las plantas.
CONTENIDO
Productos  secundarios  de  las  plantas.  Clasificación.  Rol  fisiológico  o  ecológico.  Terpenos.  Estructura.  Clasificación.  Vías  de  síntesis  y  función  en  las  plantas.  Compuestos  fenólicos.  Estructura.  Clasificación.  Vías  de  síntesis  y  función  biológica.  Fitoalexinas  y  elicitores.  Compuestos  que  contienen  Nitrógeno.  Función  en  las  plantas.
HABILIDADES

  • Explicar como se clasifican los metabolitos secundarios.
  • Describir las vías de síntesis de los principales metabolitos secundarios estableciendo la relación de estos con el  metabolismo primario.
  • Describir la función ecológica de la mayoría de los metabolitos secundarios con énfasis especial en su acción como mecanismo de defensa de las plantas y como agentes de competencia entre estos.

III.- INDICACIONES METODOLÓGICAS Y DE ORGANIZACIÓN.
La Bioquímica se encarga del estudio de la dinámica de las moléculas orgánicas en el contexto de los organismos vivos a través de las diferentes vías o secuencias de reacciones metabólicas y de la interrelación entre cada una de ellas, permitiendo realizar análisis energéticos y principios nutricionales de las principales biomoléculas. Para cualquier carrera de corte biológico resulta su compresión difícil en sus inicios, sin embargo por poseer una gran relación con la propia existencia de la vida contribuye a dar una visión materialista del mundo encontrando desde un punto de vista químico la explicación a muchos fenómenos de la naturaleza. Se recomienda que se estructure a través de temas referidos a la bioenergética, biorreguladores, el metabolismo de las principales macromoléculas y al metabolismo secundario de las plantas.
La asignatura se sugiere que sea impartida empleando básicamente los tres tipos de actividades docentes: Clases teóricas , dedicadas  fundamentalmente a brindar la base orientadora para acceder al conocimiento y la base orientadora del estudio independiente, empleando el método de elaboración conjunta y promoviendo la adquisición activa de los conocimientos por los estudiantes. La clase teórica se debe caracterizar por orientar adecuadamente al estudiante la forma de estudiar los diferentes contenidos de cada tema, sin que esto excluya la explicación de los contenidos de mayor complejidad.
 Se debe orientar métodos generales y particulares para el estudio de las vías metabólicas, haciendo énfasis en el cálculo de los balances energéticos, regulación de las vías así como las relaciones que se establecen en las mismas; Seminarios, para desarrollar la capacidad de expresar su pensamiento teórico, de facilitar la comunicación con grupos de trabajo y la profundización en los contenidos a partir de la auto preparación realizada individual y colectivamente.
 Los temas seleccionados para los seminarios deben promover la búsqueda de informaciones adicionales que permitan exposiciones donde además de la expresión oral se utilicen láminas, placas, diseños, esquemas, tablas, gráficos, programas de cómputo, imágenes sobre sistemas, etc y Prácticas de laboratorio, donde el estudiante se ponga en contacto con instrumentos, equipos, reactivos químicos y metodologías mediante los cuales va a aprender a utilizar para identificar la composición cuantitativa de diferentes metabolitos que están contenidas en una muestra biológica o se modelaran las actividades de determinadas enzimas. Este tipo de clase debe estar precedido por la clase teórica y la clase seminario donde el contenido ha sido abordado con el tratamiento específico. También se orientarán prácticas de laboratorio virtuales.

IV- TEXTO BÁSICO.
            Manual de Bioquímica para Estudiantes de Ciencias Agropecuarias.
            Autores: Asela Ramos Ferrer y col.
Editora: Félix Varela
Ciudad y año: Ciudad Habana 2003

V.- SISTEMA DE EVALUACIÓN

  • Evaluaciones frecuentes en todas las clases con el objetivo de valorar la preparación de los estudiantes en cada actividad.
  • Seminarios
  • Prácticas  de  laboratorio
  • Pruebas  Parciales.
  • Examen  final  Oral

V-Valores que se forman en la Asignatura
Económico: Profesionalidad, Responsabilidad.
Culturales: Ecológico, Científico, Estético, Comunicación Social
Ético: Espíritu Critico, Sinceridad, Deber.
Ideo político: Patriotismo.
Para la realización de la critica al programa de la disciplina   tuvimos en cuenta el criterio de especialistas, lo cual arrojó que en las asignaturas que componen la disciplina existen las orientaciones didácticas para educar desde la instrucción a partir de las potencialidades que brindan los contenidos, pero los mismos no son aprovechados para darle solución a este problema profesional (Ver Anexo 2).
 La   observación participativa al proceso de enseñanza aprendizaje arrojó que los docentes  no están lo suficientemente preparados para educar desde la instrucción, aprovechando las potencialidades que brindan los contenidos de las asignaturas debido a su insuficiente preparación metodológica y pedagógica la cual estamos llamados a resolver (Ver anexo 3).

Evidentemente se requiere preparar a los profesores desde las orientaciones didácticas para la realización y la aplicación del principio didáctico que propicien que los estudiantes se enfrenten a  un nuevo conocimiento y que asuman actitudes activas y creativas.
 Los aspectos a tener en cuenta para la crítica al programa son  los siguientes:
Plan de estudio vigente en la carrera. El plan de estudios en que se encuentra la carrera es el plan de estudios D, el mismo cuenta con 16 disciplinas ubicadas en los diferentes niveles, preparatorios, preprofesional y nivel profesional, de estas 16 se integran 11 para 68 % y a la disciplina Química se integra ocho disciplinas. (Ver anexo 4).
La enseñanza de la Química para los profesionales de las Ciencias Agrícolas,  constituye una necesidad en tanto aporta a este profesional conocimientos, hábitos y habilidades, necesarios para su ejercicio profesional y estos se convierten en herramientas indispensables para su futuro desempeño profesional.
Posee un modelo del profesional. Está   ricamente concebido por la comisión nacional de la carrera, teniendo en cada uno de los CES un representante que participó en su confección y participa  en sus modificaciones, tiene concebido los objetivos tanto educativos como instructivos y así también se aprecian en todos los programas de las asignaturas que componen la disciplina, viene bien diseñado el modo de actuación del ingeniero agrónomo y coinciden perfectamente con los objetivos educativos e instructivos del modelo y de éste con las asignaturas que componen la disciplina, pero persiste una dificultad.
Su integración y sistematización no llegan a concretarse, pues no se tiene plena conciencia de la contribución de la misma al modelo del profesional. Solamente se exponen la relación en el   modelo con las asignaturas integradoras de cada año, y en  el componente investigativo no se tiene en cuenta  la disciplina Química la cual tributa a la actividad investigativa por tener ella incidencia importante en la composición de los agro ecosistemas.
Modo de actuación. En el programa de la disciplina están los valores a trabajar con los estudiantes, así como en los programas de las asignaturas que conforman la disciplina tal como aparece orientado en la R/M 210/2007.
Ubicación de la disciplina: jerarquía, balance en % que ocupa cada asignatura según el número de horas.
Se ubica  en las disciplinas básicas específicas de la carrera. El total es de 48 horas clases  que representan 17% del total de 280 horas de la disciplina en el plan de estudios.

Relación de esta disciplina con el resto de las disciplinas en el curículo.Con el perfeccionamiento de la disciplina y la implementación del Plan D, se ha logrado una mayor integración con las restantes disciplinas de la carrera. Con la modalidad semipresencial  es posible situar al estudiante  como protagonista con participación activa, reflexiva, crítica y creadora descartando por completo la pasividad del aprendizaje tradicional. La práctica laboral investigativa la cual aparece desde el plan C perfeccionado como uno de los componentes de esta disciplina contribuye  a perfeccionar la vinculación con la asignatura Principal Integradora desde los dos primeros años de estudio así como los campos de acción el pensamiento científico, lo que le permite a su vez unido al desarrollo de habilidades profesionales, orientarse de manera activa en la concepción, ejecución y dirección del proceso laboral donde se insertará en su práctica profesional.
Indicaciones metodológicas.La asignatura cuenta al finalizar el programa con las indicaciones metodológicas las cuales brindan solamente al docente la información de cómo impartir los contenidos, no se observa el vínculo necesario de los aspectos instructivos y educativos.
Formas de organización de la docencia y evaluación
Las formas de organización de la docencia fundamentales que se utilizan en la disciplina son:
La clase encuentro,  seminarios y prácticas de laboratorios virtuales.  Aparece el sistema de evaluación que se propone en cada una de las asignaturas, según la Resolución 210 del 2007.
Estrategias curriculares. Las estrategias curriculares tienen su salida en la disciplina, como ejemplos se pueden citar las siguientes estrategias: estrategia  medioambiental, la del idioma inglés, la lengua materna. El  uso de las NTIC, el idioma Inglés, así como la formación económica y jurídica. Este último fundamentalmente en lo concerniente a la protección del medio ambiente.
Bibliografía
La bibliografía propuesta para la disciplina está acorde con las exigencias del plan de estudio y al alcance de los estudiantes. Se cuenta además con otros materiales en formato digital y los alumnos tienen acceso a las guías aunque las mismas deben ser  perfeccionadas en función de los requisitos establecidos por la  Resolución 210 del 2007.
Del análisis realizado  se observan los siguientes aspectos positivos.

  • Todos los programas de la disciplina Química del plan D cumple  con lo establecido en la R/M 210.
  • Existe en cada una de las asignaturas las indicaciones metodológicas a seguir en la impartición de las clases, así como su sistema de evaluación y la bibliografía básica y complementaria.
  • La Disciplina  Química se  perfecciona  en la medida en que se  obtienen resultados en el Trabajo Metodológico a lo largo de los diferentes planes de estudios.
  • Se ha logrado una mayor integración de la disciplina Química con las restantes disciplinas de la carrera.
  •     Con la modalidad semipresencial  es posible situar al estudiante  como protagonista con participación activa, reflexiva, crítica y creadora descartando por completo la pasividad del aprendizaje tradicional.
  • La asignatura Bioquímica posee un programa bien estructurado por las indicaciones de la R/M 210/07, donde podemos encontrar las habilidades, los valores con los cuales se trabajan, el sistema de evaluación es correcto y las orientaciones metodológicas  están bien elaboradas.

A pesar de estas proyecciones del Plan de Estudio D,  en la asignatura Bioquímica aún persisten dificultades.

  • En el programa de la asignatura  ha quedado expresado el sistema de habilidades y objetivos de cada uno de los tres temas que la conforman,  pero  no se  revelan los nexos entre estas y la disciplina principal integradora del año, por lo que sus potencialidades no son aprovechadas al máximo.
  • Aunque aparecen reflejados los valores a trabajar con los estudiantes no ofrece un método novedoso para educar desde la instrucción.
  • Se plantea que se debe trabajar las estrategias curriculares desde los contenidos pero no se ofrece detalladamente el cómo hacerlo y con qué hacerlo.
  • Se aprecia que en gran medida se concretan los objetivos instructivos  siendo pocos los ejemplos donde los objetivos del  programa  reflejen la parte educativa desde sus contenidos.

La crítica al programa  de la Asignatura Bioquímica le permitió a la autora  brindar la solución a los problemas detectados. (Ver anexo 5)
Por todas estas dificultades detectadas, lo cual afecta el proceso de formación en las condiciones de la universalización, la autora pretende brindar solución al problema profesional planteado a partir de  procedimientos didácticos novedoso, con que contarán los docentes para educar desde la instrucción en la asignatura de Bioquímica en el proceso de municipalización de la Educación superior
Como conclusiones parciales El análisis realizado permite resumir que el principio didáctico de educar desde la instrucción en el proceso de enseñanza aprendizaje constituye una prioridad, debido a que es  un importantísimo eslabón en la formación del profesional. Mediante la caracterización de la disciplina pudimos detectar que aunque el principio de educar desde la instrucción esta implícito en los programas que conforman la  disciplina, esto no es lo suficientemente esclarecedor para que los docentes en el  proceso  de Universalización cumplan con esta importante prioridad que contribuye  desde la disciplina y la asignatura a formar profesionales altamente preparados, por no contar con procedimientos novedosos para cumplir este fundamental principio didáctico.