Unidades Transversales - Unidad de BiologÍa
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UNIDADES TRANSVERSALES - UNIDAD DE BIOLOGÍA
Autor: Alfonso Villalobos MorenoCoautores: Fanny Bernarda Patiño Becerra, Martha Cecilia Angarita Peña, Félix A. Ramírez Carvajal, Elvira Tirado Santamaría, Carlos Arturo Carvajal, Carlos Alfonso Fajardo Naranjo
Primera Edición: Enero de 2009
© Copyright 2009Reservados todos los derechos
Validado por:
Director Técnico: Carlos Aníbal Vásquez C. Asesor Sector Productivo: Víctor Hugo Morales N. Asesora Pedagógica: Lucila Gualdrón de Aceros
Con el apoyo de:
MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL Ministra de Educación: Cecilia Vélez White Vice Ministro de Educación: Gabriel Burgos Mantilla Asesora Proyecto Educación Técnica y Tecnológica: María Eugenia Escobar de Sierra
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Rector: Jaime Alberto Camacho Pico Vicerrector Académico: Álvaro Gómez Torrado Vicerrector Administrativo: Sergio Isnardo Muñoz Directora Instituto de Educación a Distancia: Rosalba Osorio Agguillón
ALIANZA AGROINDUSTRIAL DE SANTANDER Gerente: Fredy León G. Director Técnico: Carlos Aníbal Vásquez C. Asesor Sector Productivo: Víctor Hugo Morales N Asesores Pedagógicos: Lucila Gualdrón de Aceros Alba Cecilia Figueroa Chaparro
Diseño, Diagramación e Impresión: División de Publicaciones UISBucaramanga, Colombia
Impreso en ColombiaPrinted in Colombia
Prohibida la reproducción total o parcial sin la autorización escrita del autor.
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Presentación ......................................................................... 5
Identificación del autor/tutor ........................................ 61.
Justificación ................................................................. 82.
Objetivos generales y específicos ................................ 93.
Estrategia comunicativa y pedagógica ......................... 144.
Actividades y Responsabilidades 5. de los actores educativos ............................................. 21
Estrategias de ambientes de aprendizaje..................... 476.
Estrategia de evaluación .............................................. 247.
Bibliografía ................................................................... 268.
Anexos ......................................................................... 279.
Glosario ........................................................................ 3510.
Bibliografía anexos ....................................................... 3611.
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Apreciado estudiante
La Biología como estudio de la vida pretende contribuir al desarrollo sostenible en los diversos ámbitos de la agroindustria e incidir en el bienestar de la gente y de las especies vivientes del contexto en el cual se realizará su aprendizaje como Tecnólogo Agroindustrial.
Es necesario valernos de la Biología, sus principios y fundamentos para generar, entre otros, recursos alimenticios de calidad, entender los factores que causan las enfermedades, explicar el comportamiento de las plagas que afectan directa o indirectamente a los seres vivientes, en nuestro caso plantas y animales, combatirlas sin dañar a otras especies o al medio ambiente, realizar la explotación sostenible de los recursos naturales, contribuir al mejoramiento de las especies productivas, interpretar y hacer uso de los recursos del medio como origen de numerosas soluciones a problemas de su contexto regional y nacional.
Lo invitamos a abordar críticamente los problemas y proyectos de los Módulos del Núcleo de Establecimiento para lograr una participación activa y protagónica en el campo agroindustrial y en su vida profesional, personal y social.
A continuación le presentamos unos datos importantes del programa y una información sobre el autor/tutor de estas unidades para que usted pueda interactuar con él cuando sea necesario en su proceso de aprendizaje.
DATOS DEL PROGRAMA:
Nombre: TECNOLOGÍA AGROINDUSTRIALCiclo: TECNOLÓGICOPeriodo: 1
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Identificacióndel Autor / Tutor
1
Soy ALFONSO VILLALOBOS
MORENO.Licenciado en
Biología y Magíster en Entomología (C).
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AUTOR DEL MÓDULO: TUTOR:
Nombre y apellidos completos:Alfonso Villalobos Moreno
Nombre y apellidos completos:
Formación Académica(Pre y post grado)
Licenciado en Biología, Magíster en Entomología (C)
Formación Académica(Pre y post grado)
Dirección y Teléfono institucional:Calle 9 Carrera 27. Tel: 6344000 Ext. 2354
Dirección y Teléfono institucional:
Correo electrónico:[email protected] ;
Correo electrónico
Página Web:http://santanderentomologico.blogspot.com
Página Web:
Horario de Acompañamiento: Horario de Acompañamiento:
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2Justificación(Aporte y relación con el Perfil Profesional)
Los módulos de este núcleo re-quieren la formación de estudi-antes con capacidad para cons-truir su proceso de aprendizaje fundamentado en competencias en Biología, orientadas a la solu-ción de problemas en interacción con el entorno productivo.
Se reconoce en estos módulos la necesidad de construir con-ceptos y proce-sos biológicos que le permitan entender, anal-izar y discutir perspect ivas agroindustria-les en el marco del respeto por la vida y el uso del recurso vivo como origen de numerosas soluciones a sus problemas del contexto y entorno en el cual se desenvuelve.
En cada uno de los módulos, la biología aporta conocimien-tos, reflexiones e interacciones relacionadas con el Núcleo de Establecimiento, en conexión con los procesos productivos regio-nales.
Su contribu-ción es espe-c i a l m e n t e i m p o r t a n t e si pensamos en Colombia como un país con gran di-versidad que requiere del conocimiento de todos sus recursos vivos, como condi-ción esencial para generar
impactos ambientales positivos, valoración de la diversidad, y uso racional de los componentes del sistema.
“Es importante mencionar que la
Biología se entreteje con las ciencias
naturales y a su vez con los contextos
socioculturales en un intento de armonizar
lo productivo, lo ecológico y lo social.”
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Objetivos:General y Específicos
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Contribuir a la formación de un Tecnólogo Agroindustrial con bases biológicas para la interpretación y uso del recurso vivo como origen de numerosas soluciones a problemas de su contexto regional y nacional
Fundamentar su quehacer agropecuario en conceptos • y procesos biológicos requeridos para un desempeño competente en el entorno productivo.
Fomentar el respeto por los componentes vivos de los • sistemas de producción.
Reconocer la importancia de los seres vivos en el medio, • así como del uso adecuado de este recurso dentro de los parámetros de la ética (ciencias humanas).
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Se propone una visión integradora de las competencias y problemas (ABP) de los diferentes módulos que conforman el Núcleo de Establecimiento: Condiciones Agroecológicas, Diseño del Sistema Productivo Agroindustrial, Adecuación del Terreno, Manejo de Viveros y Manejo de Nutrición Vegetal.
El apoyo a los problemas y proyectos de cada módulo se prevé de la siguiente manera:
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ERSALES: Biología
Actividades y Responsabilidades de los
Actores Educativos
5
Asesora y acompaña con actitud investigativa a los •estudiantes y colectivos en la búsqueda de información y de recursos del entorno que fortalezcan el proceso de entendimiento de principios biológicos en los procesos productivos agroindustriales
Da asesoría individual a los actores •educativos sobre la adquisición de competencias en Biología para comprender el ambiente orgánico y humano en interacción con él para generar mejores condiciones de vida.
Evalúa el aprendizaje (orienta la •auto y coevaluación) y realiza la heteroevaluación desde el punto de vista de la Biología.
21
UN
IDA
DES
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NSV
ERSA
LES:
Bio
logí
a
22
Actúa de manera creativa, crítica y autónoma para valorar •la biología en sus aportes al desarrollo agropecuario, desde la comprensión de referentes nacionales e internacionales elegidos en su proceso de aprendizaje.
Busca información relevante para la comprensión, •reflexión y solución de problemas que involucren seres vivos.
Trabaja colaborativamente para interactuar en torno •al entendimiento de la Biología en la solución de los problemas de los módulos y de los contextos en los que interviene
Autoevalúa y coevalúa su interacción y •comunicación en el módulo con criterios que fortalezcan el proceso comunicativo.
Establece planes de mejoramiento •que fortalezcan su aprendizaje de la Biología en su relación con los problemas abordados en los diferentes módulos.
UN
IDA
DES TRA
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ERSALES: Biología
23
Estrategias de Ambientes de Aprendizaje
6
El aprendizaje de los principios de la Biología se realiza en los contextos en los que se aborda el aprendizaje en cada módulo. Por consiguiente, se busca que en estos ambientes usted pueda explorar el papel que la biología juega en los pro-cesos productivos agropecuarios (Nú-cleo de Estable-cimiento) en situ-aciones reales y evaluar su propia comprensión y la interacción que es-tablece, desde su conocimiento bi-ológico, con el me-dio orgánico y humano.
Es necesario utilizar los recursos del entorno: empresas agrope-cuarias, laboratorios, centros de
documentación, centros de in-vestigación, biblioteca y otros y al talento humano: productores, in-vestigadores y su propio colectivo para proponer y realizar alterna-tivas fundamentadas, innovado-
ras y pertinentes a las necesidades y proyecciones de su región.
De igual manera el uso del entorno virtual y de las lecturas sugeri-das son opciones importantes para crear un ambiente de aprendizaje significativo para
sus propósitos de construcción de conocimiento en los procesos agropecuarios (Núcleo de Esta-blecimiento).
UN
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DES
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ERSA
LES:
Bio
logí
a
24
7Estrategia de Evaluación
La evaluación en Biología es •parte integrante del proceso de aprendizaje de cada uno de los módulos. Por consiguiente tiene en cuenta las competencias que usted construye, desde la Biología, para aportar a la solución de los problemas.
Desde el punto de vista del •conocimiento se valora: a) la utilización crítica y creativa de información obtenida en las referencias bibliográficas y en el entorno para colaborar desde la perspectiva biológica a la solución de los problemas que abordan los diferentes módulos; b) Su visión crítica sobre el problema y su solución, utilizando los criterios biológicos correspondientes; c) el análisis y contribución a la solución de problemas reales de los módulos del Núcleo de Establecimiento, a la luz de teorías y principios biológicos.
Desde el punto de vista del desempeño: a) la participación •activa, crítica y responsable, de manera individual y colectiva, en el análisis que desde la biología contribuye a la solución de los problemas; b) los aportes en la construcción de su propio proceso de aprendizaje para comprender el papel de
UN
IDA
DES TRA
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ERSALES: Biología
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la biología en los procesos agropecuarios relacionados con el Núcleo de establecimiento.
Desde el punto de vista del producto: a) planes y acciones •sustentadas en la biología para la prevención y control ambiental, valoración de biodiversidad y de las condiciones agroecológicas en procesos agrícolas; b) Técnicas, métodos e instrumentos, desde la biología, utilizados en la conservación de áreas naturales para favorecer la producción, propagación y manejo de material vegetal, de las variedades y con las condiciones particulares (fisiología, arquitectura, homogeneidad) y la nutrición, teniendo en cuenta las fuentes de abonos orgánicos y los requerimientos y necesidades de su cultivo; c) Argumentación oral y escrita sobre los requerimientos nutricionales de las plantas de acuerdo a los niveles óptimos para una máxima productividad.
Las evidencias sobre los aspectos anteriores se incluyen en •el portafolio de los respectivos módulos.
Los escenarios para la evaluación de la adquisición de las •competencias están en estrecha relación con los de cada módulo según los proyectos y problemas que se evalúan.
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Bibliografía
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JIMENEZ, F. M. 1997. Pimientos, Cultivos y Riegos. Agronegocios →Horticom. Diciembre. Disponible en:
http://www.ediho.es/horticom/tem-aut/riego/pimiento.html http://www. cerezo.pntic.mec.es/~jlacaden/Ptransg3.html http://www.cienciahoy.org/hoy62/plantas.htm
AUDESIRK, T. AUDESIRK, G. 1996. Biología. La vida en la tierra. →Prentice-Hall Hispanoamericana,. México p. 128-132
DIAZ, Zagoga-Hicks. Bioquímica. 2º Ed. Interamericana. McGraw- →Hill. 1995
ROSKOSKI, Robert. Bioquímica. 1º Ed. McGraw-Hill. 1998 →
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Anexos
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Apreciado estudiante, este Texto guía busca apoyar su proceso de profundización en la competencia transversal de la Biología en los módulos del Núcleo de Establecimiento:
MICROBIOLOGÍA DE FRUTAS, VERDURAS Y HORTALIZAS
Las frutas, hortalizas y verduras que se recolectan son portadores de microorganismos procedentes de fuentes naturales de contami-nación, en la mayoría de los ca-sos ocurre cuando se inicia la manipulación y se continua al ser sometido al transporte, almace-namiento y procesamiento.
Las frutas, hortalizas y verdu-ras después de recolectadas y someterlas a tratamiento siguen vivas, la respiración resultante y los procesos de maduración
normal influyen en la alte-ración microbiana. La refrigeración previa y durante el transporte, retarda el crecimiento de microorganismos.
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Las frutas son alimentos vege-tales producidos en árboles y arbustos, generalmente, que se consumen frescos. Entre las ca-racterísticas de las frutas carnosas está:
FRUTAS
DETERIORO DE LAS FRUTAS
La microflora de la fruta de-pende de:
Tipo de planta.- Clima y ubicación.- Fase de desarrollo.-
GRADO DE MADURACIÓN
Comprende no solo la flora - normal sino la procedente del aire, agua, suelo, insectos y aún gérmenes patógenos para los vegetales.
El pH de las frutas es inferior - a 4,5 debido a los ácidos orgáni-
cos, a excepción de algunas fru-tas (melón, banano) con pH su-perior a 4,5.
Su composición química es - compatible con el crecimiento de microorganismos pero el pH constituye un factor de selección, ya que inhibe a la mayoría de las bacterias.
A medida que el fruto ma-- dura el pH se hace más favorable para el desarrollo de bacterias, hongos y levaduras.
La flora original de las frutas - es variada, constituida por sap-rófitos relacionados con el am-biente.
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LOS GÉRMENES NORMALES EN LAS FRUTAS
• Micrococcus.• Streptococcus.• Stafilococcus.• Coliformes.• Pseudomonas.• Bacterias esporuladas (Bacillus y Clostridium).• Levaduras y mohos
Dentro de la flora de contami-nación pueden existir patóge-nos transmitidos por el agua de riesgo, el estiércol o los manipu-ladores.
Las alteraciones más comunes de las frutas son de origen microbia-no y corresponden a la alteración denominada podredumbres.
Las levaduras y los mohos son los que alteran fundamentalmente a las frutas, exceptuándose las bacterias productoras de ácidos láctico y acético.
CONSERVACIÓN DE LAS FRUTAS.
Combatir plagas.1. Recolección y Cuidadosa para 2. evitar su deterioro.Manipulación y transporte 3. Adecuado.Almacenamiento:4.
Control de Temperatura:• Adecuada refrigeración para disminuir su veloci-dad de respiración y per-mitir el enfriamiento del producto.
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Control de Humedad:• El control de la temperatura y humedad permiten su conservación. La conge-lación y desecación son métodos muy drásticos
que las frutas pierden en gran parte su frescura, textura y parte de su sa-bor de manera irrever-sible.
HORTALIZAS Y VERDURAS
Las verduras son un grupo de hortalizas en las que la parte co-mestible está constituida por los órganos verdes (hojas, tallos o in-florescencias).
Según la parte de la planta que se utiliza como alimento se diferencia en:
Raíces y tubérculos (patata, • zanahoria, remolacha, rába-no, etc.)
Bulbos (cebolla, puerro, ce-• bolleta, etc.)
Hojas y tallos tiernos (lechu-• ga, acelga, espinaca, etc.)
Coles (lombarda, repollo, • coliflor, etc.)
Frutos de hortalizas (pepino, • tomate, pimiento, calabaza, berenjena, etc.)
Su importancia en la alimentación humana reside en que son fuente
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de sales minerales y vitaminas, así como en la celulosa.
Entre las funciones que las celulo-sas ejercen sobre el metabolismo intestinal, está en la de intervenir en el desarrollo de la flora bacte-riana intestinal, responsable de las fermentaciones útiles, hacié-ndola predominar sobre la flora de putrefacción, procedente casi siempre de alimentos de origen vegetal.
DETERIORO DE HoRTAlizAS y VeRDURAS.
Son deterioradas con facilidad por bacterias, hongos y levadu-ras, por sus elementos nutritivos y por que su pH es neutro, por lo que entre su microflora son más frecuentes las bacterias que las levaduras.
La flora microbiana reside en su superficie como consecuencia de su contacto con el suelo, aire, agua y animales. Los principales géneros de bacterias y mohos causantes de deterioro son:
Erwinia- Flavobacterium- Alcaligenes- Achromobacter- Micrococcus- Lactobacillus- Penicillium- Alternaria- Fusarium- Botrytis- Las especies del Género - Erwinia son las más implica-das en su deterioro, sus en-zimas pectolíticas descom-ponen las pectinas dando lugar al reblandecimiento, mal olor y aspecto húmedo.
Al igual que en las frutas, los hongos producen distintos tipos de podredumbre, las que se de-nominan según el color que den los micelios de los hongos sobre su superficie.
“Al igual que en las frutas, los
hongos producen distintos tipos de podredumbre, las que se denominan según el color que den los micelios de los hongos sobre su
superficie”.
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CONSERVACIÓN DE LAS VERDURAS:
Buen saneamiento ambiental•
Método de conservación •adecuado:
Lavado a fondo de los veg-a. etales para eliminar con-taminación superficial.
escaldado o blanqueo:b. sumergir el producto en agua caliente con el fin de fijar el color e inactivar en-zimas y reducir carga bac-teriana.
Desecación:c. secadores mecánicos.
La refrigeración no es un método muy útil para la conservación de-bido a que las verduras son poco estables a la temperatura de 15ºC. La congelación previo la-vado y escaldado da una vida un poco más larga a los vegetales.
Entre las principales alteraciones ocasionadas por los microorgan-ismos patógenos en frutas, hor-talizas y verduras se muestran en el siguiente cuadro:
ALTERACION EFECTOMICROORGANISMO
CAUSAL
Podredumbre blanda bacteriana.
Ablandamiento debido a descomposición de la peptina.
Erwinia• carotavoraPseudomonas• marginalisBacillus• sppProteus•Escherichia•
Podredumbre mohosa gris
Coloración gris del alimento.
Botrytis cinerea•
Podredumbre blanda por Rhizopus.
Destrucción de la peptina.
Rhizopus stolonifer•Rhizopus nigricans•
Podredumbre mohosa verde.
Coloración verde del alimento.
Cladosporium•Trichoderma•
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El cuidadoso lavado de las hortal-izas elimina la mayoría de micro-organismos que contaminan de forma accidental su superficie, aunque una vez lavadas todavía queda gran parte de la flora mi-crobiana propia de las mismas. A no ser que el agua utilizada para lavarlas sea de buena calidad bacteriológica, el lavado puede añadirles microorganismos, que es posible que crezcan en la su-perficie húmeda.
Para lavar las hortalizas a veces se utiliza agua clorada, y también se puede añadir al agua detergentes para facilitar la eliminación tanto de la suciedad como de los micro-organismos. Parte de los mohos que crecen en la superficie de las fresas, por ejemplo, se pueden eliminar lavándolas con una solu-ción de un detergente no iónico.
El lavado total de las frutas con detergentes sirve para eliminar no
solo la suciedad y por consiguiente la contaminación casual de micro-organismos, sino también los res-tos de aerosoles tóxicos.
¿Qué otras sustancias se - pueden utilizar para la elimi-nación de microorganismos?
Haga una visita a un supermer-cado, en el área de frutas, hor-talizas y verduras, y observe las condiciones que se sugieren en el siguiente cuadro, complételo de acuerdo a lo que se presenta.
Plantee sugerencias que contribuyan a
minimizar los riesgos de contaminación en la comercialización de frutas, hortalizas
y verduras.
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10Glosario
BACTERIAS: Microorganismo procariota unicelular, caracterizado por carecer de órganos propios de la células eucariótas.
F.A.o.: Sigla de Food and Agriculture Organization. Organización para la Agricultura y la Alimentación, dependiente de las Naciones Unidas.
F.D.A.: Sigla de Food and Drugs Administration. Administración de Alimentos y Medicamentos, organismo del gobierno de los Estados Unidos.
HONGOS: Grupo taxonómico con categoría de reino, que comprende especies sin clorofila, que viven sobre materias orgánicas en descomposición o parásitas de vegetales o animales.
INTOxICACIÓN ALIMENTARIA: Cuando la intoxicación se produce por consumo de un alimento que contiene una toxina.
ToXi-iNFeCCióN AliMeNTARiA: Cuando la propia bacteria causa la sintomatología, como ocurre con la Salmonella.
TOxINAS: Sustancias que destruyen o interfieren con la función celular. Se clasifican en exotoxinas (producidas y secretadas por la bacteria viva) y endotoxinas (ligadas a la pared bacteriana y solo son liberadas cuando la bacteria sufre lisis o muere).
VIRUS: Agente infeccioso capaz de reproducirse dentro de células vivas específicas y cuyos componentes esenciales son ácidos nucléicos y proteínas.
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Bibliografía Anexos
11
ANDERSON, María del Rosario. Microbiología Alimentaria. Ediciones Diaz de Santos, Madrid, 1993
AUDESIRK, Teresa, Audesirk, Gerald. Biología. La vida en la Tierra. Prentice Hall, 4ª Ed, 1996.
CARREÑO, Mariela, Murcia Gloria. Manual teórico práctico de microbiología de alimentos. Ediciones UIS, 1992.
DEMETER, Karl, Elbertzhagen H. Elementos de Microbiología lactológica. Ediciones Acribia, 6ª Ed, Madrid, 1972.
PELCZAR, Michael, et al. Microbiología. McGraw-Hill. 2ª Ed, México, 1982.
TORRES, S. Camilo. Toxicología Alimentaria. Unisur, Bogotá, 1992.
VALLEJO, María del Carmen. Toxicología y Seguridad de los Alimentos. Fondo Nacional Universitario, 1ª Ed, Bogotá, 1993.
VALENZUELA, Emilia, De Silvestre Jose A. Microbiología de Alimentos. Unisur, Bogotá, 1992.
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