Actividad Enzimática

Actividad Enzimática
Modelo 1 a 1
Secundaria Superior-5º año-Química del Carbono
Ciencias Naturales
Prof. María Aurelia Montero
Actividad Enzimática
Índice
Fundamentación………………………………………………………………………………………………………
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Organización Espacial………………………………………………………………………………………………
4
Organización Temporal…………………………………………………………………………………………….
4
Uso de recursos………………………………………………………………………………………………………..
4
Metodología de trabajo…………………………………………………………………………………………….
5
Tabla de contenidos y de actividades………………………………………………………………………..
6
Secuencia de actividades……………………………………………………………………………………………
7
Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………
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Actividad Enzimática
Fundamentación
La enseñanza de la Química, de acuerdo a los lineamientos generales del
Diseño Curricular, debe permitir que los estudiantes accedan a los conceptos,
procederes y explicaciones propias de las ciencias naturales, de manera que puedan
comprender, interpretar y actuar sobre los problemas que afectan a la sociedad y
participar activa y responsablemente en ella.
La química es una ciencia experimental, la cual a través de observaciones y
experimentos avala la respuesta a los problemas que plantea. Reconocer el carácter
empírico de esta ciencia implica poner a los estudiantes en contacto con fenómenos,
no sólo desde el punto de vista teórico sino también, que impliquen al alumno en la
búsqueda de soluciones.
Por otro lado se considera relevante trabajar los tres niveles utilizados en la
química, la observación, la representación y la interpretación.
En la observación el químico observa lo que ocurre a nivel macroscópico. En
el segundo nivel, se registra y describe el fenómeno en un lenguaje científico
mediante el uso de ecuaciones. Por último en el nivel interpretativo, se utilizan
modelos para intentar explicar el fenómeno y predecir otros. En esta última parte se
hace imprescindible trabajar con modelos teóricos ya que implica avanzar sobre
aspectos microscópicos.
En relación a los contenidos específicos de esta secuencia de actividades, en
el Diseño Curricular se explicitan sugerencias didácticas para la presentación de los
contenidos, a saber se debe continuar y profundizar en el estudio de las enzimas en
diferentes aspectos.
Por un lado, en la presentación introductoria de algunos modelos de unión
enzima-sustrato (llave cerradura; ajuste inducido); por otro, al referir a cofactores
necesarios para la acción enzimática. En este abordaje es requerido analizar algunos
de los factores que modifican la actividad enzimática. Entre estos factores serán
considerados la temperatura, la concentración del sustrato y el pH. El efecto de la
temperatura y del pH serán analizados en términos de las modificaciones a nivel de
la estructura de la enzima, retomando contenidos trabajados con anterioridad.
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Actividad Enzimática
El efecto de la concentración del sustrato se realizará cualitativamente a partir de
un modelo que permita predecir cómo variará la velocidad de la reacción para
concentraciones variables del sustrato, interaccionando con una determinada cantidad de
enzima. El empleo de gráficos apropiados es un recurso importante para facilitar el
análisis de estas variables –pH, concentración del sustrato, temperatura- sobre la
actividad de una enzima.
La propuesta de actividades a desarrollar por los alumnos, se realiza desde la
perspectiva de “Enseñanza con contenidos digitales”. Se utilizan diferentes soportes
digitales en el diseño de las actividades de los alumnos se sugiere bibliografía digital c
que se complementa con los textos escolares, se analizan videos y se trabaja con
laboratorio virtuales. Los estudiantes contarán con las consignas en el servidor de la
escuela y deberán realizar sus actividades digitalmente, guardando toda la información
en archivos.
Organización espacial del aula
Cada alumno cuenta con un equipo y con el archivo con las actividades a
realizar en las que aparecen todos los links y la bibliografía con la que van a trabajar en
la consecución de todas las actividades. Se prevé tener acceso a Internet, en general en
los alumnos cuentan con equipos móviles que le permiten esta operatoria.
Los alumnos realizarán las actividades tal como se indica en cada caso y
guardarán sus producciones en archivos digitales que serán compartidas con el docente
primeramente y luego comunicadas en el blog armado para el espacio curricular.
Organización temporal
La secuencia de actividades se han planificado para ser realizadas en cuatro
semanas con dos encuentros semanales, uno de dos horas y otro de 1 hora. Se considera
que los alumnos deberán participar en el blog al menos dos veces por semana,
realizando publicaciones y/o intervenciones en el mismo.
Uso de recursos.
Se prevé el uso de computadoras, celulares, videos, bibliografía digital, libros de
textos, laboratorio, laboratorio virtual, blog, máquina fotográfica, etc.
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Actividad Enzimática
Metodología de trabajo
La organización, el diseño y secuenciación de las actividades se basan
principalmente en tres etapas: la primera de indagación, en la cual se buscará recopilar
información sobre la situación de los estudiantes que será la base de las intervenciones
posteriores. Luego se planteará una etapa de enfoque y desarrollo de los contenidos en
donde se propondrán actividades que requerirán de la utilización de bibliografía como
así también de la intervención del docente, en donde se buscará mover las
preconcepciones de los alumnos al tiempo que se les propondrá un marco teórico más
amplio y específico en relación a los contenidos trabajados. También es sabido que se
debe plantear una etapa de fijación o cierre de la secuencia didáctica, en donde los
alumnos recuperarán y utilizarán, aspectos importantes del proceso de aprendizaje, en
otros contextos u otras situaciones.
Se trabajarán actividades que propicien el intercambio de ideas y posibiliten la
discusión sobre las distintas temáticas abordadas, se propondrán tareas en donde los
alumnos tengan que identificar problemas y plantear soluciones. Analizar fuentes
bibliográficas y seleccionarlas apropiadamente.
Deberán realizar actividades individuales y/o grupales como instancias concretas
de evaluación.
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Actividad Enzimática
Contenidos
Proteínas,
función
estructura, factores
afectan la estructura
Actividad
Intención Didáctica
Actividad Nº 2
-Retomar los contenidos
sobre proteínas trabajados
anteriormente.
-Comunicación escrita
-Indagar
previos
-Utilización modelos
científicos
y
que
Corresponde a la etapa de
enfoque de la secuencia
didáctica
Concepto de enzima
Actividad Nº3
Corresponde a la etapa de
desarrollo de la secuencia
didáctica
de
unión
Actividad Nº 4
Corresponde a la etapa de
desarrollo de la secuencia
didáctica
-Presentar el tema
-Interpretar
textos
información periodística.
catalizadores
Actividad Nº 5
Corresponde a la etapa de
desarrollo de la secuencia
didáctica
Factores que afectan la
actividad enzimática: Tº y pH
Actividad Nº 6
de
-Reconocer la importancia del
tema para su estudio
-Reconocer a las enzimas
como aceleradores de los
procesos de digestión de
alimentos
-Utilizar
los
modelos
moleculares para interpretar
transformaciones
de
las
sustancias.
-Presentar los modelos de
unión enzimática
- Debatir acerca de la
utilización de los modelos en
las clases de químicas.
- Discutir sobre la utilidad de
los modelos en la química.
-Reconocer la validez de los
mismos.
Enzimas:
biológicos
-Explicación en ciencia
Corresponde a la etapa de
Indagación de ideas previas
Actividad Nº1
Modelos
enzimática
conocimientos
Competencias potenciadas
-Realizar
una
experimental
actividad
- Analizar los diferentes
niveles de representación en
química.
- Comparar procesos
justificar diferencias.
y
-Diferenciar
la
acción
(Función) de las enzimas con
la intervención de sustancias
reactantes,
en
la
transformación del peróxido
de hidrógeno.
-Registrar
datos
e
interpretarlos en un marco
teórico específico.
-Analizar como modifica, la
función de una enzima
durante una reacción química
,el pH y la temperatura
-Interpretación de gráficos.
- Justificación de variaciones.
-Relación de los niveles de
interpretación en química:
Modelo matemático, modelo
molecular,
aspecto
macroscópico.
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Actividad Enzimática
Secuencia de Actividades
Antes de iniciar la resolución de las actividades les recuerdo que deben compartir todo
lo que se trabaje en el blog de Química del Carbono, lo que nos permitirá compartir
con el resto de los alumnos y docentes de la escuela.
Recuerden que deberán en todas las clases realizar registros fotográficos y/o
audiovisuales, que luego podrán compartir!!!
Actividad Nº 1
Interés General |
Investigadores argentinos descubrieron
un proceso clave para el tratamiento del
cáncer
Investigadores argentinos descubrieron
una nueva función de una enzima que
controlaría la tolerancia de las células al
daño en su ADN y podría ayudar a
perfeccionar las terapias contra los
tumores malignos.
Les proponemos que miren el video del siguiente link y basándose en la información
que les proporciona resolver las consignas planteadas.
http://www.youtube.com/watch?v=_Q9-274_efE
También cuentan con la siguiente nota periodística como fuente de información para
realizar la actividad.
http://www.diariohoy.net/accion-verNota-id-187296-tituloInvestigadores_argentinos_descubrieron_un_proceso_clave_para_el_tratamiento_del_c
a) Luego de utilizar los recursos propuestos, extrae los conceptos que consideres
relevantes y arma una red que te permita interpretar la información. Puedes usar
el Cmap tools
b) En pocas palabras explica cual es la importancia de la investigación científica
que están realizando estas dos investigadoras.
c) Identifica cuál es la enzima objeto de la investigación y su función a nivel
celular.
d) Realiza un esquema gráfico del proceso que se produce en la célula indicando
cómo actuaría esta enzima.
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Actividad Enzimática
e) ¿Cuál sería la aplicación de este nuevo aporte en los tratamientos para la
enfermedad?, ¿Serán inmediatas estas aplicaciones? Averigua como seguiría el
proceso de investigación hasta que este avance repercuta directamente en los
pacientes enfermos de cáncer.
f) En función de todo lo trabajado escribe un texto explicativo, dirigido a una
persona hipotética, con el objetivo de explicarle la importancia de las enzimas en
el tratamiento contra el cáncer y a su vez, sobre el valor de los aportes científicos
en la mejora de la calidad de vida de las sociedades.
Fuente: Diario Hoy
http://www.diariohoy.net/accion-verNota-id-187296-tituloInvestigadores_argentinos_descubrieron_un_proceso_clave_para_el_tratamiento_del_c
Actividad Nº2
En esta actividad realizaremos una indagación para saber que recordamos sobre las
proteínas, sus funciones y los factores que las pueden alterar como la temperatura, la
acidez del medio, etc. Por otro lado, estableceremos la relación que hay entre ellas y las
enzimas que son objeto de aprendizaje en esta parte.
Te proponemos que mires el video Nº 3 que aparece en este link:
http://escritoriodocentes.educ.ar/datos/entornosinvisibles.html
Basándote en la bibliografía propuesta, justifica la información que aparece en el video,
elaborando un texto explicativo.
Para realizar el trabajo te propongo que consideres estas preguntas que tienden a
colaborar en la construcción del texto.
a) ¿Qué entiendes por proteínas y cuáles son las estructuras que adoptan estas
macromoléculas?
b) ¿Cuáles son los factores que pueden afectar esa estructura y qué relación se
establece con las funciones de las proteínas?
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Actividad Enzimática
c) ¿Cómo relacionas este conocimiento con la cocción de la carne de vaca en la
parrilla?
d) Otra manera de “cocinar” carne es agregándole importantes cantidades de limón,
por ejemplo cuando se hacen empanadas árabes. Te proponemos que utilices un
vidrio de reloj y le agregues a una muestra de carne picada abundante limón.
-
Observá y registrá todos los cambios que se producen. ¿Qué relación
encontrás con el video?
-
¿Qué otra sustancia utilizarías para reemplazar el limón? Justifica
acabadamente.
Bibliografía sugerida para la actividad:
 Rembado Mabela; Sceni Paula, “La Química en los Alimentos” Colección las
Ciencias Naturales y las matemáticas(2009). Ministerio de Educación. Instituto
Nacional de Educación Tecnológica. Edit. Artes Gráficas Rioplatense S.A.

http://es.wikipedia.org/wiki/Enzimas
Actividad Nº 3
En esta actividad analizaremos cuales son las enzimas que intervienen en el procedo de
digestión de los alimentos. Deberás basarte en la información del siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=H86hH11W9i0
a) Luego de verlo realiza una red (usando el Cmap tools) en donde explicites los
distintos tipos de digestión, relacionándolos con los órganos del aparato
digestivo y los nutrientes (hidratos de carbono, proteínas y lípidos) digeridos.
También identifica las enzimas que actúan en cada parte del proceso hasta
llegar a la célula.
b) En el video se explica que el psinógeno junto al ácido clorhídrico actúan sobre
las proteínas transformándola en partes más pequeñas. Por qué crees que este
fenómeno se da en estas condiciones de acidez específicas. (Indaga cual es el pH
del estómago).
c) Completa los cuadros de textos en las siguientes imágenes:
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Actividad Enzimática
Describe brevemente el proceso:
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Describe brevemente el proceso:
…………………………………………………………………
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…………………………………………………………………
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Actividad Enzimática
Describe brevemente el proceso:
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Describe brevemente el proceso:
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Describe brevemente el proceso:
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Actividad Enzimática
Describe brevemente el proceso:
…………………………………………………………………
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…………………………………………………………………
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d) Busca en la bibliografía la función de las enzimas que aparecen en la
degradación de cada macromolécula observada en el video. Arma un cuadro con
la información seleccionada, que permita observar las funciones y la
clasificación de las enzimas analizadas.
e) Diseña una experiencia sencilla para realizar en el aula que te permita identificar
la degradación de los hidratos de carbonos presentes en el pan. Explica en forma
fundamentada todas las acciones a realizar.
Bibliografía sugerida para la actividad:
 Rembado Mabela; Sceni Paula, “La Química en los Alimentos” Colección las
Ciencias Natrurales y las matemáticas(2009). Ministerio de Educación. Instituto
Nacional de Educación Tecnológica. Edit:artes Gráficas Rioplatense S.A.
También puedes consultar la siguiente página web:
www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz2.htm
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Actividad Enzimática
Actividad N° 4
En esta actividad compartiremos la forma que han ideado los científicos para
representar cómo es el proceso de acción de las enzimas sobre distintas
sustancias.
Utilizando la información que aparecen en las siguientes páginas, explicar el
proceso graficado en la imagen de abajo.
Indica si es el único modelo para explicar la actividad de una enzima. En caso de
que exista otro modelo, explica cuales son las diferencias entre los mismos.
 www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz2.htm
 www.bionova.org.es/animbio/anim/cinetica.swf
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Actividad Enzimática
Actividad N° 5
La siguiente actividad la realizaremos en el laboratorio de la escuela. Recuerda
todas las medidas de seguridad con las que tenemos que trabajar para evitar los
accidentes y poder realizar la actividad de manera que sea significativa.
 Lee con atención:
El estudio de las enzimas es relevante para comprender su papel en procesos de
elaboración de alimentos y en la producción industrial mediante biotecnología.
Se ha estimado que el ser humano posee alrededor d 100.000 enzimas diferentes, cada
una de ellas encargada de catalizar una o a lo sumo unas pocas reacciones. La ventaja de
estos catalizadores es que actúan cuando es necesario, por lo que se logra un eficiente
control sobre la concentración de los diversos metabolitos del organismo. Además estas
enzimas tienen la particularidad de tener una alta actividad a la temperatura corporal,
pero se desactivan generalmente a otras temperaturas más altas o más bajas. El empleo
de métodos de enfriamiento y de congelación para conservar alimentos, como así
también medicamentos se basa en el hecho de que, a bajas temperatura se reduce
notablemente la actividad enzimática.
Durante el metabolismo de las grasas y de los hidratos de carbono, muchos organismos
vivos producen el radical superóxido como producto lateral. La acumulación de esta
sustancia en los tejidos es indeseable; es sumamente agresiva debido a su alto poder
oxidante. Este tipo de partículas está relacionado con el proceso de envejecimiento. La
naturaleza ha previsto una defensa para los organismos contra esta sustancia: el
complejo enzimático catalasa-peroxidodismutasa, que se encuentra en la mayoría de las
células de animales y vegetales.
En esta actividad analizaremos cómo se produce la degradación del peróxido de
hidrógeno (agua oxigenada) in vitro, acelerada por una enzima denominada catalasa en
la parte 1 de esta propuesta y por otro lado la descomposición química de esta
sustancia, empleando un compuesto que está presente en las pilas comunes alcalinas: el
bióxido de manganeso (MnO2), en la parte 2 de este práctico.
Compararemos el efecto de la catalasa tal como se encuentra en los tejidos de los
organismos vivos y el de un catalizador no proteico, también se puede examinar la
misma acción bajo condiciones diferentes y si este proceso ocurre con la presencia de
otra sustancia sólida incorporada.
Parte 1
Enzimas para descomponer agua oxigenada.
Trabajaremos con peróxido de hidrógeno (agua oxigenada, H2O2), papas, hígado y
levaduras de cerveza.
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Actividad Enzimática
 Viertan unos pocos ml de solución de peróxido de hidrógeno en tres
tubos de ensayo y que agreguen trozos de tamaño similar de papa cruda,
de hígado y levadura de cerveza en los tres tubos.
 Anota lo observado cuidadosamente. Puedes repetir el proceso y
prepararte para realizar una toma fotográfica del mismo.
Parte 2
Una sustancia inestable.
En esta experiencia utilizaremos un compuesto presente en las pilas alcalinas (MnO2)
para descomponer el agua oxigenada.
 Extraigan del interior de la pila, una pequeña porción del sólido negro (el
MnO2), colocando sobre una hoja de papel de diario la pila y cortando con
cuidado la carcasa externa. Utiliza guantes para realizar esta operación.
 Coloquen en un tubo de ensayo aproximadamente 10 ml de H2O2 y le agreguen
el bióxido extraído de la pila.
 Comparen los resultados obtenidos con los registrados en la parte 1 de la
experiencia. Registren lo observado.
En pos de sacar las conclusiones correspondientes, tengan en cuenta las preguntas
siguientes:
1. Si el peróxido de hidrógeno, tiene una fórmula H2O2, ¿cuáles podrían ser los
productos de su degradación ó descomposición?
2. ¿Cómo quedaría planteada la ecuación química que representa la reacción de la
parte 2?
3. ¿Se logrará el mismo resultado con una sustancia como la arena por ejemplo?
Justifica.
4. ¿Qué similitud encuentran entre ambas transformaciones y en qué se
diferencian? Consulta con tu profesor antes de responder.
5. En la experiencia con células vegetales, hígado y levaduras ¿Cuál es el sustrato
sobre el que actúan las enzimas?
6. Si hubieran utilizado trocitos de hígado cocido ¿Se hubiera obtenido el mismo
resultado? Justifica.
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Actividad Enzimática
Elabora un informe escrito, atendiendo a las pautas acordadas y entrégalo para su
corrección.
Actividad N°6
Para realizar esta actividad te propongo que analices el siguiente video de un laboratorio
virtual sobre la degradación del almidón por la acción de la alpha amilasa:
http://www.youtube.com/watch?v=tBtPY29RRG0
1. Luego de analizarlo te pido que identifiques, en lo posible las condiciones
iniciales de T° y de pH con que se comienza a realizar el experimento. Registra
todos los datos y lo que observas en la medida que avanza el experimento
(variaciones de las condiciones, cambios de color, etc).
2. A partir de los gráficos obtenidos (imágenes de la pag N° 14) realiza una
interpretación de los mismos y justifica acabadamente las curvas obtenidas.
Utiliza el modelo molecular de la acción enzimática presentado en el software.
3. ¿Cuáles serían las condiciones de T° y de pH apropiadas para que la alpha
amilasa actúe óptimamente?
4. Realiza una generalización, basándote en la información que dispones y en la
bibliografía sugerida, sobre los factores que afectan la actividad enzimática de
las enzimas.
5. Busca ejemplos en los que las enzimas se vean afectadas por la modificación de
algunas de las condiciones, al punto de no cumplir con su función biológica.
Bibliografía sugerida para la actividad:
 Rembado Mabela; Sceni Paula, “La Química en los Alimentos” Colección las
Ciencias Natrurales y las matemáticas(2009). Ministerio de Educación. Instituto
Nacional de Educación Tecnológica. Edit:artes Gráficas Rioplatense S.A.
También puedes consultar la siguiente página web:
www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz2.htm
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Actividad Enzimática
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Actividad Enzimática
Actividad de Evaluación
Lee el contenido del siguiente cuadro de texto.
Si el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) que se guarda en los botiquines de
primeros auxilios es estable durante tiempos relativamente largos (varios meses),
¿Cómo puede explicarse la descomposición rápida de dicha sustancia en los tejidos
animales y vegetales?
Elabora un texto de características monográficas, en donde expliques el problema
planteado.
Las siguientes preguntas tal vez te ayuden….
-
¿Cómo se produce esta sustancia en el organismo?, ¿Es un residuo de las
reacciones metabólicas ó cumple alguna función en el organismo?
¿Cuáles son las reacciones en las que se produce esta sustancia?
-
¿Por qué el organismo debe destruir rápidamente el peróxido de
hidrógeno que se produce en las células?
-
¿Cuál es el mecanismo mediante el cual se produce la transformación y
qué sustancias intervienen?, Identifica la función de cada sustancia en el
proceso de transformación.
Diseña un trabajo práctico experimental
-
Les proponemos que diseñen un pequeño proyecto para averiguar cómo
se modifica la actividad enzimática por las variaciones de temperatura y
de pH de una solución, en el que deben proponer los materiales que
utilizarán y el procedimiento y registrar la velocidad de la reacción
apreciada, teniendo en cuenta una escala arbitraria que elaborarán al
respecto.
Utiliza el siguiente video:
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=ok9esggzN18
Las dos producciones deberán entregarse al profesor para ser evaluadas.
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Actividad Enzimática
Bibliografía del docente
Disciplinar
 Brown; Lemay; Bursten; “Química, la ciencia central”. Editorial Prentice may.
1997.
 Garritz A.; Chamizo, J.A.. Química. Editorial Adison Wesley Longman. 1998.
 Lehninger A.; Cox Michel M.; Nelson David L. Principios de la Bioquímica.
Editorial Omega. 2010
Didáctica de las Ciencias de la Naturaleza
 Duschl, R. (1990). Renovar la Enseñanza de las Ciencias. Madrid: Narcea,
1997.
 Izquierdo, M.; Espinet, M.; García, M. Pilar; Pujol, R Y Sanmartí, N.
(1999). Caracterización y fundamentación de la ciencia escolar. Enseñanza de
las Ciencias, Número Extra.
 Sánchez Blanco, G. y Valcárcel Pérez,M. (1993). Diseño de Unidades
Didácticas en el área de las Ciencias Experimentales. Enseñanza de las Ciencias,
11 (1), pp. 33-44.
Webgrafía
Castells, M. “La dimensión cultural de internet”, Debates culturales, UOC.
Disponible en:

http://www.uoc.edu/culturaxxi/esp/articles/castells0502/castells0502.html
Cavallo, D. (2004), “Modelos de crecimiento”, Biblioteca pedagógica de
educ.ar. Disponible en:

http://bibliotecadigital.educ.ar/articles/read/337
Trejo, R. (2001), “Vivir en la sociedad de la información.” Revista
iberoamericana de Ciencia y Tecnología, n° 1. Disponible en:

http://www.oei.es/revistactsi/numero1/trejo.htm
Cobo, Cristóbal (2006), “Las multitudes inteligentes en la era digital”, Revista
Digital Universitaria, vol. 7, nº 6. Disponible en:

http://www.revista.unam.mx/vol.7/num6/art48/jun_art48.pdf
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Actividad Enzimática
Wiley, David, “¿Han muerto los objetos de aprendizaje?”. Disponible en:

http://www.um.es/ead/red/14/columna14.pdf
Bibliografía del alumno
 Alegría, M. ; Basak, A. Química I. Edit. Santillana. 1998.
 Rembado Mabela; Sceni Paula, La Química en los Alimentos. Colección las
Ciencias Natrurales y las matemáticas(2009). Ministerio de Educación. Instituto
Nacional de Educación Tecnológica. Edit:artes Gráficas Rioplatense S.A.
 Candas, A. y otros. Química. Edit. Estrada – 2000.
 QUIMCOM., Química en la Comunidad, Wilmington, EUA, Addison Wesley
Iberoamericana
 Todas las páginas Web explicitadas en las actividades.
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