Planificación QUIMICA ORGANICA Y BIOLOGICA

Planificación Anual de Actividades Académicas- AÑO 2012
(Dra María Inés Isla)
Departamento: Licenciatura en Ciencias Biológicas
Asignatura: Elementos de Química Orgánica y Biológico
Titular: Dra. Isla, María Inés
Asociado: ---------------------Adjuntos: Farm. Juárez Berta E.
Dra. Ordoñez Roxana M.
Lic. Quarenghi Marta V.
Auxiliares Graduados:
Dra. Alberto, María Rosa
Dr. Lizárraga, Emilio F.
Dr. Sayago, Jorge E.
Dra. Zampini Catiana I.
Auxiliares no Graduados:
Sr. Pomares Miguel
Srta. Zampini Antonella
PLANIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA

FUNDAMENTACIÓN DE LA MATERIA DENTRO DEL PLAN DE ESTUDIOS.

PROPÓSITOS U OBJETIVOS DE LA MATERIA.
o
Objetivo General:
Que los alumnos conozcan la naturaleza química de los
compuestos orgánicos, su estructura y diversidad para identificar a las biomoléculas y
comprender los procesos metabólicos
o
Objetivos específicos:
Se espera que el alumno:
1. Conozca los aspectos teóricos fundamentales de la asignatura y maneje el lenguaje
químico internacionalmente acordado
2. Analice la configuración electrónica del carbono y su incidencia en la composición de
compuestos orgánicos.
1
3. Reconozca a los grupos funcionales y analice su estructura y comportamiento.
4. Conozca y analice la estructura básica de las biomoléculas.
5. Interprete los principales procesos metabólicos de las biomoléculas.
6. Desarrolle conductas de orden y rigurosidad en el cumplimiento de las consignas

CONTENIDOS TEÓRICOS:
Unidad 1: .- Introducción a la Química Orgánica: El átomo de carbono: su configuración
electrónica. Orbitales atómicos y moleculares. Hibridación del átomo de Carbono en enlaces
simples, dobles y triples. Enlaces  y . Efectos electrónicos: inductivos y resonancia.
Propiedades físicas: punto de fusión y de ebullición, solubilidad. Estructura y propiedades
moleculares. Tipos de reactivos. Ácidos y bases orgánicas según las teorías de BrönstedLowry y de Lewis. Tipos de reacciones orgánicas.
Unidad 2: Hidrocarburos saturados Alcanos y Cicloalcanos. Estructura. Nomenclatura.
Propiedades físicas. Propiedades químicas: reacciones de los alcanos. Halogenación.
Estabilidad de los radicales libres. Oxidación de alcanos: combustión.
Unidad 3: Hidrocarburos no saturados. Alquenos:.Nomenclatura. Estructura. Isomería cis y
trans. Propiedades físicas. Propiedades químicas. reacciones de adición electrofílica.
Mecanismos. Regla de Markownikoff. Estabilidad de carbocationes. Alquinos: nomenclatura,
estructura. Propiedades físicas y químicas.
Unidad 4: Hidrocarburos aromáticos. Benceno. Energía de resonancia. Orbitales
moleculares del benceno. Aromaticidad. Regla de Hückel. Propiedades físicas. Propiedades
químicas: reacciones de sustitución electrofílica. Mecanismo. Otras estructuras homo y
heterocíclicas de interés biológico.
Unidad 5: Compuestos oxigenados. Alcoholes: nomenclatura, estructura. Propiedades
físicas. Propiedades químicas: Reacciones de sustitución nucleofílica unimolecular (S N1) y
bimolecular (SN2). Reacciones de eliminación unimolecular (E1) y bimolecular (E2). Reacciones
de oxidación de alcoholes con permanganato y dicromato de potasio. Glicoles .
Unidad 6.- El grupo carbonilo. Aldehídos y cetonas: nomenclatura, estructura. El grupo
carbonilo. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Manifestación del carácter reductor
frente a los reactivos de Feheling y Tollens. Reacciones de adición nucleofílica. Formación de
hemiacetales y acetales. Reacciones de condensación entre aldehídos o cetonas y derivados
del amoníaco. Condensación aldólica Mecanismos de reacción. aldolización en procesos
biosintéticos. Hidratos de carbono: definición y clasificación. Propiedades físicas y químicas.
Unidad 7.- El grupo carboxilo. Ácidos carboxílicos. Nomenclatura, estructura. Propiedades
físicas y químicas. Formación de sales de ácidos carboxílicos. Ésteres: nomenclatura,
estructura. Mecanismo de la reacción de esterificación e hidrólisis. Lípidos. Generalidades.
Clasificación.
Unidad 8.- Compuestos nitrogenados. Aminas: nomenclatura, estructura. Propiedades
físicas. Amidas: nomenclatura, estructura. Propiedades físicas. Mecanismo de reacción de su
formación. Aminoácidos. Propiedades físicas y químicas. Clasificación. Unión peptídica,
mecanismo de reacción. Reacciones de caracterización. Polipéptidos. Ácidos nucleicos.
Generalidades. Nucleótidos. ADN, modelo de Watson y Crick. ARN, principales tipos.
Propiedades químicas de ácidos nucleicos, localización y función.
2
Unidad 9.- Bioenergética y metabolismo. Concepto de bioenergética, energía libre, entalpía,
entropía. Variaciones de energía libre estándar. Sistema cerrado y sistema abierto.
Termodinámica, sus dos leyes y aplicación en los procesos biológicos a nivel molecular.
Transportadores electrónicos, mecanismo de su función. Transferencia de energía química.
ATP, análisis de su estructura química y tipos de unión entre los grupos fosfatos. Propiedades.
Otros nucleótidos. Metabolismo: sus rutas y funciones. Ciclo del carbono y del nitrógeno.
Ciclización de las relaciones entre organismos auto y heterotróficos.
Unidad 10.- Proteínas: clasificación en base a sus productos de hidrólisis y a su función
biológica. Conformación proteica y nativa. Niveles de estructuración proteica: primaria,
secundaria, terciaria, cuaternaria. Dominios y estructura Supersecundaria.
Unidad 11.- Catálisis biológica. Enzimas: clasificación. Propiedades fundamentales.
Cofactores y coenzimas. Sistemas multienzimáticos. Energía libre y energía de activación.
Cinética enzimática. Saturación de la enzima por el sustrato. Catálisis ácido-base., y catálisis
covalente. Enzimas reguladoras. Inhibición enzimática. Isoenzimas. Concepto de inducción y
represión enzimática.
Unidad 12.- Glucólisis: clasificación de las enzimas que catalizan el proceso. Moduladores de
velocidad de reacción. Formación de compuestos con mayor valor energético que el ATP.
Fosforilación a nivel de sustrato. Rendimiento energético. Destinos del ácido pirúvico.
Unidad 13.- Ciclo de los ácidos tricarboxílicos: generalidades. Energética comparativa de la
fermentación y respiración. Organigrama respiratorio. Localización intracelular de las enzimas
del ciclo de Krebs. Oxidación del piruvato a acetil CoA. Reacciones del ciclo de Krebs y
regulación del ciclo. Ruta del fosfogluconato.
Unidad 14: Biosíntesis de glúcidos. Rutas principales: a partir del piruvato, de productos
intermedios del ciclo de Krebs, de aminoácidos y de acetil CoA.
Unidad 15.- Metabolismo de Lípidos. Biosíntesis y degradación de lípidos. Esquema
diferencial entre el proceso de síntesis y degradación de los lípidos.
Unidad 16.- Degradación oxidativa de los aminoácidos. Generalidades. Proteólisis.
Transaminación. Desaminación oxidativa. Ciclo de la urea.
Unidad 17.- Ácidos nucleicos. Replicación del DNA: reglas que la gobiernan. Punto de
origen y dirección. Polimerasas: función. Fases de la replicación en procariotas inicio,
elongación, terminación. Transcripción: Hebra molde y no molde. Promotores. Secuencia
consenso. Regulación del inicio de la transcripción. Terminación de la síntesis del mRNA.
Maduración de mRNA. Actividad catalítica del mRNA.
Unidad 18.- Traducción de la información genética. Código genético. RNA de transferencia.
Ribosomas: conformación y función. Biosíntesis de proteínas: etapas.

CONTENIDO DE LA PARTE PRÁCTICA:
Trabajo Práctico 1: Constantes Físicas: Solubilidad: tipos de solventes, factores que limitan
la solubilidad, efecto de los grupos funcionales. Punto de Fusión. Punto de Ebullición
Trabajo Práctico 2: Alcoholes: Propiedades físicas: Punto de ebullición, solubilidad.
Propiedades químicas: ácido-base, oxidación
3
Trabajo Práctico 3: Aldehídos y Cetonas: Propiedades físicas. Propiedades químicas.
Reacciones de grupo carbonilo: oxidación, adición de bisulfito. Reacciones de carbono :
aldolización.
Trabajo Práctico 4: Hidratos de Carbono: Extracción, caracterización y cuantificación
(métodos enzimáticos y colorimétricos) del contenido de azúcares totales y de azúcares
reductores en tejidos vegetales.
Trabajo Práctico 5: Ácidos y Ésteres:
fórmico. Esterificación
Acidez comparada. Carácter reductor del ácido
Trabajo Práctico 6: Lípidos: Extracción, caracterización y cuantificación (métodos
espectrofotométricos) de lípidos a partir de material animal y vegetal.
Trabajo Práctico Nº 7: Compuestos nitrogenados Identificación de Aminas (Hinsberg).
Basicidad de aminas. Amidas: Hidrólisis.
Trabajo Práctico 8: Aminoácidos y Proteínas: Extracción, concentración, purificación,
caracterización y cuantificación de proteínas (métodos espectrofotométricos) de origen animal
y vegetal.
Trabajo Práctico 9: Enzimas: Determinación de actividad enzimática (Proteínas extraídas en
el Práctico 8) frente a diferentes condiciones de pH y temperatura. Determinación de la
especificidad de sustrato (Métodos espectrofotométricos).
Trabajo Práctico 10: Técnicas Cromatográficas Aplicación de diferentes técnicas
cromatográficas para la purificación de macromoléculas y metabolitos secundarios.
Electroforesis en PAGE.
Trabajo Práctico Nº 11 Seminario Discusión de un trabajo científico
Trabajo Práctico 12: Ácidos Nucleicos: Extracción, caracterización y cuantificación de ácidos
nucleicos (ADN y ARN)
Trabajo Práctico Nº 13 Seminario Discusión de un trabajo científico

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA.
Las clases son dialogadas con uso de diferentes herramientas tales como modelos
moleculares, animaciones, entre otros. En cada clase se realiza un seguimiento exhaustivo de
los temas vistos con anterioridad mediante preguntas, respuestas y planteamiento de
inquietudes. En las clases teóricas se realiza la vinculación entre los temas teóricos y los temas
prácticos de la materia, realizando un seguimiento continuo de los mismos.
Con esto se trata de lograr que la evaluación se convierta en algo diario e ininterrumpido y que
sea una forma de retroalimentación que nos permita:
 Mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje
 Modificar el plan de acción previsto
 Corregir errores detectados.
En cuanto a los TP: Los alumnos realizan las prácticas en laboratorio en forma grupal, con
asistencia personalizada por parte de los docentes y trabajos de Seminarios consistentes en la
discusión de un trabajo científico.
4
 La modalidad de trabajos prácticos como un proyecto de investigación con presentación de



un informe final escrito permite al alumno desarrollar su capacidad de observación, la
investigación, búsqueda de información, planteo de situaciones problemáticas y elaboración
de conclusiones.
La modalidad de Seminarios (discusión de un trabajo científico) con exposición grupal de
los mismos permite al alumno investigar y profundizar en el conocimiento de un tema en
particular, manejar bases de datos internacionales y conocer los últimos avances en la
temática, a interrelacionarse con sus compañeros, aprender a trabajar en equipo,
desarrollar la capacidad de escucha, dialogo, entre otros.
En el desarrollo de cada tema se trata de enfrentar a los alumnos con situaciones reales
para que los mismos puedan plantear diferentes soluciones creativas con sus
correspondientes justificaciones. Se plantean ejemplos tangibles que los induzcan a aplicar
los conocimientos adquiridos.
METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN.
Se tenderá a una evaluación permanente y procesal. Se medirán competencias, capacidades y
habilidades mediante los siguientes recursos, para cada una de las unidades.





Trabajo práctico en laboratorio
Informes escritos de los trabajos en el laboratorio
Participación en clase
Lectura comprensiva y exposición de Seminarios
Dos pruebas integradoras de conocimientos (PIC) individuales
Condiciones de regularidad:
Para regularizar la materia, los alumnos deberán cumplir con lo siguiente:
 Asistencia exigida de acuerdo a la reglamentación vigente.
 Los trabajos prácticos deben ser desarrollados y los informes de los mismos presentados
en forma individual respetando las fechas y pautas establecidas por la cátedra. Cada
grupo de trabajo en el laboratorio deberá estar formado como máximo por cuatro alumnos,
quienes deberán trabajar en forma conjunta y pareja en la resolución del mismo. La
cátedra llevará registro y control de los trabajos prácticos desarrollados.
 Aprobación de prácticos: cada alumno deberá rendir en forma individual los prácticos
 Aprobación de las PIC: están programados dos PIC; La primera será llevada a cabo
al finalizar el primer cuatrimestre y la segunda al finalizar el segundo cuatrimestre. Las
PIC tendrán un carácter integral es decir incluirá todos los temas tanto teóricos como
prácticos vistos a lo largo del desarrollo de la materia. Para regularizar la asignatura
deberá aprobar las PIC con una calificación mínima de 5 (Cinco). Si el alumno
desaprobase alguno de las PIC o ambas tendrá la posibilidad de rendir un examen
recuperatorio de los mismos.
 Condicionalidad: El alumno que curse la materia deberá estar en condiciones
reglamentarias de hacerlo.
Condiciones de aprobación
Promoción:
Sin examen final
Para promoción sin examen final, los alumnos deberán cumplir con los
requisitos:
siguientes
 Tener aprobada la correlativa anterior (Química general)
 100% de trabajos prácticos aprobados
 Asistencia obligatoria a las clases teóricas y teóricas-prácticas
5
 Aprobar las PIC o parciales con una calificación mínima de 7(siete) puntos
Con examen final
Para promoción con
requisitos
examen final, los alumnos deberán cumplir con los
siguientes




Tener regular la correlativa anterior (Química general)
80% de trabajos prácticos aprobados
Aprobar los parciales como mínimo con 5 (cinco) puntos
El alumno deberá inscribirse para rendir examen final siendo el temario válido el del
ciclo lectivo inmediato anterior a la fecha en la que se inscriban para rendir. Esto es, si se
presentan a rendir examen en marzo del 2012 el temario válido es el que se dicto en el
ciclo lectivo 2011

RECURSOS DIDÁCTICOS A UTILIZAR COMO APOYO A LA ENSEÑANZA.
Material de apoyo:







Diapositivas realizadas con la herramienta POWERPOINT
Modelos moleculares
animaciones
Pc. Portatil
Proyector multimedial para realizar la proyección de las diapositivas.
Pizarras
ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL CON OTRAS MATERIAS
Articulación Horizontal
La materia corresponde al segundo año del Ciclo Básico y es de carácter anual, y se articula
con las otras materias de este nivel
Articulación Vertical:
Química General que es materia del primer año del primer nivel
Genética y Fisiología Animal materias del primer cuatrimestre del tercer año del primer ciclo
Fisiología Vegetal materia del segundo cuatrimestre del tercer año del primer nivel
6

CRONOGRAMA ESTIMADO DE CLASES: SE ESTIMA QUE EL DESARROLLO DE
CLASES RESPETARA LA SIGUIENTE PLANIFICACIÓN
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE QUIMICA ORGÁNICA Y BIOLÓGICA 2012
PRIMER CUATRIMESTRE
Seman
a
DIA
1
28 de marzo
Teoría, Aula
Taller/
Laboratorio:
Descripción de
la Actividad
Teoría
9 de abril
Practica
13 de abril
Practica
16 de abril
Teoría
Practica
20 de abril
Practica
4
25 de abril
25 de abril
2 de mayo
Teoría
Evaluación
Teoría
5
2 de mayo
7 de mayo
11 de mayo
9 de mayo
Teórico-Practico
Practica I
Practica I
Teoría
16 de mayo
Teoría
16 de mayo
18 de mayo
21 de mayo
23 de mayo
23 de mayo
28 de mayo
1 de junio
30 de mayo
30 de mayo
4 de junio
8 de junio
6 de junio
6 de junio
Teórico-Practico
Practico 2
Practico 2
Teoría
Teórico-practico
Practico 3
Practico 3
Teoría
Teórico-practico
Practico 4
Practico 4
Teoría
Teórico-practico
2
3
6
7
8
TEMA A DESARROLLAR:
UNIDAD
Clase informativa e inscripción en
comisiones
Nomenclatura I Resolución de
ejercicios
Nomenclatura I Resolución de
ejercicios
Nomenclatura II Resolución de
ejercicios
Nomenclatura II Resolución de
ejercicios
Introducción a la Química Orgánica
Nomenclatura
Hidrocarburos saturados y no
saturados: Alcanos, alquenos
alquinos
Constantes Físicas
Constantes Físicas
Constantes Físicas
Compuestos oxigenados:
Alcoholes
El grupo carbonilo: Aldehídos y
cetonas
Alcoholes
Alcoholes
Alcoholes
Hidratos de carbono
Aldehídos y cetonas
Aldehídos y cetonas
Aldehídos y cetonas
Compuestos carboxílicos: ácidos
Hidratos de carbono
Hidratos de carbono
Hidratos de carbono
Lípidos
Acidos y ésteres
1
2
3
4
4
5
5
7
9
10
11 de junio
15 de junio
13 de junio
13 de junio
18 de junio
22 de junio
13 de junio
25 de junio
2 de Junio
25 de julio
7 de agosto
Practica
Practica
Teoría
Teórico-practico
Practico 6
Practico 6
Teoría
Practico
Parcial I
Parcial I
Parcial I
Acidos y ésteres
Acidos y ésteres
Compuestos aromáticos
Lípidos
Lípidos
Lípidos
Clase de repaso p/parcial
Recuperación de T. Prácticos
6
I Recuperación Parcial I
II Recuperación
SEGUNDO CUATRIMESTRE
11
12
13
14
15
16
17
18
20
21
22
23
24
25
26
27
28
22 de agosto
29 de agosto
29 de agosto
3 de setiembre
6 de setiembre
7 de setiembre
5 de setiembre
5 de setiembre
10 de setiembre
13 de setiembre
14 de setiembre
12 de setiembre
17 de setiembre
20 de setiembre
28 de setiembre
19 de setiembre
19 de setiembre
26 de setiembre
27 de setiembre
28 de setiembre
1 de octubre
3 de octubre
10 de octubre
11 de octubre
12 de octubre
15 de octubre
17 de octubre
17 de octubre
24 de octubre
29 de octubre
1 de noviembre
2 de noviembre
31 de octubre
5 de noviembre
12 de noviembre
15 de noviembre
16 de noviembre
21 de noviembre
Teoría
Teoría
Teórico-Practica
Practica 7
Practica 7
Practica 7
Teoría
Teórico-practico
Practica 8
Practica 8
Practica 8
Teoría
Practica 9
Practica 9
Practica 9
Teoría
Teórico-Practico
Teoría
Practica 10
Practica 10
Practica 10
Teoría
Teoría
Practica 11
Practica 11
Practica 11
Teoría
Teórico-Practico
Teoría
Practico 12
Practico 12
Practico 12
Teoría
Practico
Practico 13
Practico 13
Practico 13
Parcial II
Compuestos nitrogenados. Parte I
Comp. Nitrogenados: Proteínas
Compuesto nitrogenados
Compuesto nitrogenados
Compuesto nitrogenados
Compuesto nitrogenados
Enzimas
Proteínas
Proteínas
Proteínas
Proteínas
Bioenergética
Enzimas
Enzimas
Enzimas
Glicólisis y Ciclo de Krebs
Cromatografía y electroforesis
Cadena respiratoria y fosforilacion
Cromatografía y electroforesis
Cromatografía y electroforesis
Cromatografía y electroforesis
Gluconogénesis
Ácidos nucleicos
Seminario I
Seminario I
Seminario I
Degradación oxidativa de aa.
Ácidos nucleicos
Metabolismo de lípidos
Ácidos nucleicos
Ácidos nucleicos
Ácidos nucleicos
Repaso p/ parcial
Recuperación T. Practico
Seminario II
Seminario II
Seminario II
8
9
10
11
8
29

30 de noviembre
Parcial II
Recuperación II Parcial
BIBLIOGRAFÍA:

Chang R. Química 6° Ed. Mc Grw-Hill. Interamericana Editores SA, Mexico, 2001

Mc. Murry, J. Química Orgánica. 6ª Ed. Editorial Thomson, Mexico, 2004.

Solomons, T. W. G. Química Orgánica. 2ª Ed. Editorial Limusa, Mexico, 2000.

Carey F.A. Química Orgánica VI Edición. Editorial McGraw-Hill Interamericana 2006

Lehninger, A., Nelson, D. and Cox, M. Principios de Bioquímica. Ed. Omega, Barcelona,
2006.

Stryer, L. Bioquímica, Tomo I y II. IV edición. Ed. Reverté S.A., Barcelona, Bogotá, Bs.As.,
Caracas, México. 1999

Voet D., Voet J., Pratt Ch., Fundamentos de Bioquímica. Editorial Panamericana.
Argentina, 2007

Vollhardt K.P. Química Orgánica Ediciones Omega SA. Barcelona 1990
9