Guía para el educador sobre biotecnología

Guía para el educador
sobre biotecnología
(Información sobre
herramientas)
AUTORES
FINANCIADO
POR
Índice
Índice ........................................................................................................................... 2
I. Introducción .............................................................................................................. 3
II. Las herramientas ..................................................................................................... 3
1.
Experimento virtual 1 – Producir piel .................................................................... 4
2.
Juego 1 - ¡Ayúdame a curar el cáncer de Nadia! .................................................. 6
3.
Juego 2 – Conviértete en médico ......................................................................... 7
4.
Juego 3 – Conviértete en ingeniero biomédico ..................................................... 8
5.
Vídeo 1 – La biotecnología en nuestras vidas..................................................... 10
6.
Vídeo 2 – ¿Podemos curar con células? ............................................................ 11
7.
Vídeo 3 – Plantas para cultivar medicamentos ................................................... 12
8.
Juego para iniciar un diálogo .............................................................................. 13
9.
DECIDE – Biotecnología y ética ......................................................................... 14
10. Protocolo del experimento – la revolución biotecnológica ................................... 16
La revolución biotecnológica - 2 – Información sobre herramientas
I. Introducción
En este documento se proporciona información sobre las herramientas disponibles en el portal Xplore
Health para el segundo módulo sobre biotecnología. Para cada herramienta se proporciona una tabla
de ID y una explicación sobre el uso de la herramienta en clase y su interacción en el plan de
estudios.
II. Las herramientas
A continuación se enumeran y explican las herramientas que se han creado para los profesores y
alumnos con el fin de ayudarles a familiarizarse con la biotecnología.
En las tablas incluidas en este documento se describe cada herramienta, se proporciona un enlace a
la herramienta y se incluyen sugerencias sobre su posible utilización en clase: antes, durante y
después de los ejercicios.
Las herramientas son las siguientes:
1. Experimento virtual 1 – Producir piel
2. Juego 1 - ¡Ayúdame a curar el cáncer de Nadia!
3. Juego 2 – Conviértete en médico
4. Juego 3 – Conviértete en ingeniero biomédico
5. Vídeo 1 – La biotecnología en nuestras vidas
6. Vídeo 2 – ¿Podemos curar con células?
7. Vídeo 3 – Plantas para cultivar medicamentos
8. Juego para iniciar un diálogo
9. DECIDE – Biotecnología y ética
10. Protocolo del experimento – la revolución biotecnológica
La revolución biotecnológica - 3 – Información sobre herramientas
1. Experimento virtual 1 – Producir piel
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Experimento virtual 1 – Producir piel
http://www.xplorehealth.eu/es/media/produce-piel
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Mensajes clave:
Objetivos pedagógicos:
En el laboratorio, pueden crearse tejidos
humanos utilizando células vivas. El tejido
creado puede ayudar a los pacientes cuando su
organismo no pueda curarse por sí solo.
Esta herramienta es una ayuda excelente para
enseñar a los alumnos cómo puede crearse
artificialmente tejido humano en el laboratorio
utilizando células vivas. Los alumnos también
aprenden cuál es la estructura de la piel.
Conceptos que aparecen:
Introducción a la ingeniería tisular y explicación
de cómo pueden utilizarse las células madre
para elaborar diferentes tipos de tejido humano
como piel, huesos, etc.Se muestra una imagen
de una tráquea creada mediante ingeniería
tisular para que los alumnos vean el aspecto
que tendría el tejido.
Se muestra un diagrama interactivo de un corte
transversal de la piel en el que aparecen las
diferentes capas de piel y las estructuras de
cada capa, p. ej., glándulas sudoríparas,
terminaciones nerviosas y folículos pilosos.
Explicación acerca de Apligraf, que se está
utilizando con éxito como piel elaborada
mediante ingeniería tisular. Apligraf se utiliza en
heridas difíciles de curar.
Después de entrar en el laboratorio virtual se
pueden ver los materiales y equipos necesarios
para elaborar piel mediante ingeniería tisular.
Se utilizan 2 tipos de células: fibroblastos y
queratinocitos.Hay un microscopio que puede
utilizarse para explorar la estructura de cada
tipo de células.
El siguiente paso es trabajar en el experimento
virtual y seguir las instrucciones y explicaciones
que aparecen en la pantalla. De este modo, los
alumnos conocen los procedimientos y los
Esta herramienta proporciona a los alumnos la
oportunidad de conocer qué equipos se utilizan en el
laboratorio, así como los procedimientos científicos
empleados para crear tejidos. Asimismo, observan
cómo se aplica el tejido creado al cuerpo para cubrir
una herida.
Quizá falta una explicación de términos como
colágeno, fibroblastos y queratinocitos.
Tiempo necesario:
25 min.
Proceso:
10 min.: Revisar con la clase la presentación de la
herramienta. Es una oportunidad para comentar la
estructura de la piel y las funciones de las
terminaciones nerviosas, las glándulas sudoríparas, el
pelo, los folículos pilosos, etc.Comentar también el
proceso biológico de la cicatrización de la piel y las
células que intervienen. Mencionar los problemas
que surgen cuando hay una herida extensa que no
puede cicatrizar de forma natural.
10 min.: Permitir a los alumnos trabajar en el
experimento virtual solos.
5 min.: Debate en clase sobre la actividad,
centrándose en las ventajas e inconvenientes de la
ingeniería tisular
La revolución biotecnológica - 4 – Información sobre herramientas
equipos necesarios para crear un parche de piel
mediante ingeniería tisular. Hay dos vídeos en
los que se muestra la formación de las
diferentes capas de piel: la dermis a partir de los
fibroblastos y la epidermis a partir de los
queratinocitos.
*Por último, la piel creada mediante ingeniería
tisular puede aplicarse "virtualmente" a una
úlcera en la pierna de una paciente diabética.
Se observa la cicatrización de la herida a lo
largo de varias semanas.
Resultados
Los alumnos:
- estarán más familiarizados con la estructura de la
piel
- serán conscientes de las dificultades que supone
que la piel no pueda cicatrizar de forma natural
- habrán aprendido qué es la ingeniería tisular y cómo
se utilizan las células madre para crear diversos tipos
de tejidos humanos
- habrán visto el aspecto de los fibroblastos y los
queratinocitos en el microscopio y cuál es su función
en la creación de piel nueva
- habrán aprendido más sobre el equipo utilizado a
diario en los laboratorios
- conocerán los procedimientos utilizados para crear
tejido
- habrán visto cómo se usa la piel creada mediante
ingeniería para cubrir una herida grande que no
cicatriza por sí sola.
La revolución biotecnológica - 5 – Información sobre herramientas
2. Juego 1 - ¡Ayúdame a curar el cáncer de Nadia!
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Juego virtual 1
Ayúdame a curar el cáncer de Nadia
http://www.xplorehealth.eu/es/media/ayudame-curar-el-cancer-de-nadia
Descripción
Mensajes y conceptos clave que aparecen:
-
Breve explicación sobre la leucemia;
-
La leucemia es el ejemplo utilizado para
explicar con más detalle el concepto
subyacente de cáncer;
-
Función de la médula ósea en la
producción de elementos formes de la
sangre;
-
Consecuencias de la insuficiencia
medular;
Principal tratamiento utilizado para
combatir la leucemia;
-
Explicación de la mitosis, proceso de
división celular que se descontrola en las
células cancerosas;
-
La quimioterapia tiene como objetivo
destruir las células en división al impedir
la replicación del ADN, incluido el de las
células sanas.
El juego tiene como objetivo destruir el
mayor número de células cancerosas
posible y evitar la destrucción de células
sanas útiles.
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos (beneficios de esta
herramienta para alumnos y profesores):
Esta herramienta es útil para explicar qué es el
cáncer, aunque no proporciona información ni
consejos sobre qué causa el cáncer, como la
mutación del ADN después de la exposición al agente
mutágeno.
El juego enseña que destruir las células cancerosas
también supone destruir células sanas.
Tiempo necesario para la implementación de esta
herramienta:
20 min.
Proceso (cómo puede utilizarse esta herramienta en
clase, sugerencias):
La herramienta está bien como introducción al cáncer
con una serie de preguntas que se responden a
medida que avanza la actividad.
Resultados (los alumnos tendrán ahora
conocimientos sobre):
-
Estarán más familiarizados con
cuestiones relacionadas con el cáncer;
-
Conocerán mejor lo que es la
quimioterapia;
-
Conocerán los efectos secundarios de la
quimioterapia.
La revolución biotecnológica - 6 – Información sobre herramientas
3. Juego 2 – Conviértete en médico
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Juego 2 – Conviértete en médico y dale a cada paciente el mejor
tratamiento
http://www.xplorehealth.eu/es/media/conviertete-en-medico-y-dale-cadapaciente-el-mejor-tratamiento
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos:
-
Conocer el tratamiento básico del sida y el
cáncer
-
Capacidad para emitir un diagnóstico básico
Mensajes clave:
Proceso:
-
Ciclo lítico del virus
-
Ciclo lisógeno del virus
Cápside, linfocitos T y B,
-
Presentación de las reglas del juego;
-
Práctica del juego;
-
Anticuerpos
-
Resumen y comentarios.
-
Oncogenes
-
Mutaciones
-
Diagnóstico del cáncer de mama, sida,
Tiempo necesario: 45 minutos
Resultados
Concienciación sobre los riesgos del estilo de vida de
las personas jóvenes.
Conocimiento del proceso celular tras la infección por
un virus
La revolución biotecnológica - 7 – Información sobre herramientas
4. Juego 3 – Conviértete en ingeniero biomédico
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Juego 3 – Conviértete en ingeniero biomédico
http://www.xplorehealth.eu/es/media/conviertete-en-ingeniero-biomedico
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos:
•
Relacionar el producto sanitario adecuado
con el lugar del organismo en el que puede
reemplazar el órgano dañado o inutilizado
Proceso:
Realizar la actividad hasta
Nivel 1: Se presentan varios pacientes con diferentes
afecciones médicas que requieren cirugía con
implantes.Se presentan diferentes productos
sanitarios que deben relacionarse con el paciente
correcto en la región corporal anatómica adecuada.
Mensaje y conceptos clave que aparecen:
Producto sanitario que puede reemplazar
algunos órganos inutilizados después de un
accidente traumático.
Si el producto se coloca en el lugar correcto, la región
corporal se muestra en verde.
El proceso debe repetirse hasta finalizar la actividad.
Nivel 2: La actividad es similar a la del nivel 1. En esta
ocasión, el producto mostrado debe relacionarse con
la enfermedad del paciente.En una descripción del
producto se explica su objetivo con más detalle,
aunque no se nombra el producto.
Nivel 3: La actividad es similar a la del nivel 2. La
enfermedad varía, pero el objetivo es el mismo.
Una vez finalizada la actividad se puede descargar
una imagen de un cuerpo humano en el que se han
colocado los implantes, como si se tratase de una
historia clínica.
Tiempo necesario: 20 min.
La revolución biotecnológica - 8 – Información sobre herramientas
Resultados
•
Comprender qué es un implante médico
•
Reconocer el implante y su función
Relacionar el implante con el lugar del cuerpo donde
puede ejercer su función.
La revolución biotecnológica - 9 – Información sobre herramientas
5. Vídeo 1 – La biotecnología en nuestras vidas
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Vídeo 1 – La biotecnología en nuestras vidas
http://www.xplorehealth.eu/es/media/la-biotecnologia-en-nuestras-vidas
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos:
Comprender en qué consiste la biotecnología;
Saber qué puede hacer la biotecnología por los seres
humanos;
Saber qué es el ADN y cómo puede manipularse para
tratar una enfermedad humana;
Conceptos que aparecen:
La ciencia puede utilizar (micro)organismos
creados mediante ingeniería genética para
tratar enfermedades humanas, producir
fármacos, inducir el crecimiento de las plantas o
resolver problemas medioambientales.
Saber que la biotecnología no es un descubrimiento
del siglo XXI.
Proceso:
Este vídeo puede utilizase como introducción a la
biotecnología actual.Esta actividad puede llevarse a
cabo con una serie de preguntas que se responden
en el vídeo.
Tiempo necesario: 45 min.
Resultados
Conocer la biotecnología y sus usos en el mundo
moderno.
La revolución biotecnológica - 10 – Información sobre herramientas
6. Vídeo 2 – ¿Podemos curar con células?
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Vídeo 2 – ¿Podemos curar con células?
http://www.xplorehealth.eu/es/media/podemos-curar-con-celulas
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos:
Mensaje y conceptos clave que aparecen: En el
vídeo se explican los conceptos básicos del uso
de células madre para el tratamiento de
enfermedades muy diferentes.El tratamiento se
basa en el uso de células madre
mesenquimatosas con capacidad para
convertirse en células diferentes, incluso células
que, por lo general, el organismo tiene
dificultades para restablecer, como tejido para
formar nuevos huesos.
La herramienta es útil para que los alumnos
comprendan los conceptos básicos del tratamiento
con células madre.Sin embargo, en el vídeo no se
proporcionan pistas ni información sobre cómo se
realiza el tratamiento: ¿se basa en inyecciones,
requiere tiempo o será algo que veremos mucho más
a menudo en el futuro? No obstante, el profesor
puede encargarse de estas cuestiones después de
que se haya visto el vídeo.
Proceso:
-
Información sobre las células madre para
obtener conocimientos básicos
-
Vídeo
-
Debate sobre las enfermedades que pueden
curarse con este método
Tiempo necesario: 45 min.
Resultados
El alumno comprende ahora qué son las células
madre y para qué pueden utilizarse.También tendrá
información general sobre la cantidad de personas
que es posible tratar de este modo.
La revolución biotecnológica - 11 – Información sobre herramientas
7. Vídeo 3 – Plantas para cultivar medicamentos
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Vídeo 3 – Plantas para cultivar medicamentos
http://www.xplorehealth.eu/es/media/plantas-para-cultivar-medicamentos
Descripción
Actividades en las que puede utilizarse esta
herramienta
Objetivos pedagógicos:
Conceptos que aparecen:
Propiedades de la ingeniería genética;
-
Conocer los métodos y las técnicas de la
ingeniería genética en plantas
-
Conocer el uso de los OMG en la producción
de medicamentos y vacunas
Herramienta para complementar el plan de estudios
de Biología y Ciencias Naturales en educación
secundaria (Genética y Biotecnología).
-
OMG;
-
vectores de plásmidos y virus;
-
Debate;
-
proceso de transformación;
-
Visualización del vídeo
-
beneficios de la interferencia humana
en los genomas.
Proceso:
Tiempo necesario: 45 minutos
Resultados
-
Ingeniería genética;
-
OMG;
-
Plantas para cultivar medicamentos.
La revolución biotecnológica - 12 – Información sobre herramientas
8. Juego para iniciar un diálogo
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Juego para crear debate
http://www.xplorehealth.eu/es/la-revolucion-de-labiotecnologia?arg0=node&arg1=152&arg2=educators
Actividades en las que puede utilizarse
esta herramienta
Descripción
Objetivos pedagógicos:
Elementos conceptuales:
•
Posibilidades reales de la biotecnología.
•
Principales técnicas en biotecnología.
•
Aspectos éticos y legales de los
procedimientos biotecnológicos.
Elementos de procedimiento:
Mensajes y conceptos clave que aparecen:
•
Establecer un protocolo antes de participar en
un debate.
•
Células madre
•
Promover el diálogo.
•
Selección de embriones
•
Adoptar una actitud crítica.
•
Predisposición genética
•
Privacidad de la información genética
•
Xenotrasplante
•
Clonación
Tiempo necesario:
•
Biología sintética
•
Principio de precaución
•
Justicia distributiva
Una o dos sesiones de 50 minutos (dependiendo del
nivel de conocimientos de los alumnos y,
especialmente, la voluntad de los miembros del grupo
de participar activamente en los debates).
Proceso:
Según lo especificado en las reglas del juego.
Resultados
•
Los alumnos aprecian la necesidad de
aprender para debatir basándose en los
conocimientos;
•
La injusticia se evalúa en términos de
distribución geográfica, aspectos culturales y
sociales, etc.;
•
Los conocimientos sobre biotecnología se
evalúan con problemas técnicos y científicos
reales.
La revolución biotecnológica - 13 – Información sobre herramientas
9. DECIDE – Biotecnología y ética
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Vídeo DECIDE – Biotecnología y ética
http://www.xplorehealth.eu/es/media/biotecnologia-y-etica
Actividades en las que puede utilizarse
esta herramienta
Descripción
Objetivos pedagógicos:
Elementos conceptuales:
Comprender las diferencias entre la biología sintética
y las ideas derivadas de las series de televisión, los
videojuegos o las películas de ciencia ficción.
Cosas que podemos / no podemos conseguir con la
selección de embriones desde un punto de vista
técnico/científico.
Conceptos que aparecen:
Comprender la función de la información genética
relacionada con la predisposición a padecer
enfermedades frente a los efectos ambientales y del
estilo de vida.
•
Biología sintética
•
Selección de embriones
•
Necesidad de desarrollo de
fármacos (relacionar con el
módulo 1)
Comprender la importancia de la investigación.
Enfermedades monogenéticas
frente a poligenéticas y
1
multifactoriales ( )
Primera sesión
•
Proceso:
•
Ver el vídeo
•
Presentación del concepto de SNP.
•
Debate para relacionar el vídeo con el
concepto de SNP.
•
Qué enfermedades deben estudiarse y
cuáles no. Criterios utilizados.
Segunda sesión
•
Buscar información adicional relacionada en
Internet.
1
Es un momento perfecto para introducir el concepto de SNP (no aparece en el vídeo). Los SNP (polimorfismo de un solo nucleótido)
revolucionarán la medicina en un futuro cercano.De hecho, ya son una realidad. Su función en la predicción de la predisposición genética a
padecer determinadas enfermedades y la selección individual de tratamiento ya se ha puesto de manifiesto y comienza a dar excelentes
resultados en enfermedades como la enfermedad de Crohn, la esquizofrenia o la enfermedad de Alzheimer. El estudio de las posibilidades que
ofrecen los SNP no ha hecho más que empezar. Hablar de predisposición genética sin presentar este importante concepto es algo inaudito.
La revolución biotecnológica - 14 – Información sobre herramientas
•
Tarea. Elaborar un producto de pecha-kucha
en el que se exprese una opinión crítica.
Tercera sesión
•
Presentación pública de productos.
•
Llegar a un consenso.
Tiempo necesario: Tres sesiones de 50 minutos
Resultados
•
Formación en la capacidad de análisis de la
información.
•
Fomentar la capacidad de síntesis.
•
Uso de medios de comunicación distintos de
los "documentos en papel"
•
Uso del ordenador y de herramientas web.
•
Perder el miedo escénico.
La revolución biotecnológica - 15 – Información sobre herramientas
10.
Protocolo del experimento – la revolución biotecnológica
Nombre de la
herramienta
Enlace a la
herramienta/información
sobre la herramienta
Protocolo del experimento – Ingeniería genética
http://www.xplorehealth.eu/es/participa-en-la-investigacion-contra-laaterosclerosis?arg0=node&arg1=152&arg2=educators
Actividades en las que puede utilizarse
esta herramienta
Descripción
Mensajes clave (conceptos que aparecen):
-
-
-
-
La ateroesclerosis es una enfermedad
vascular causada por la acumulación de
grasa en las paredes de los vasos
sanguíneos.
Los receptores de membrana son
moléculas proteínicas especializadas
situadas en la membrana de las células, a
las que se unen moléculas externas, con
lo que dan lugar a cambios en la función
de la célula.
Un plásmido es una unidad circular de
doble hebra de ADN que se multiplica en
el interior de las bacterias
independientemente del ADN
cromosómico.
El objetivo de la transformación
bacteriana es introducir un plásmido
extraño en una bacteria y utilizar esta
bacteria para amplificar el plásmido con el
fin de obtener grandes cantidades de él.
Objetivos pedagógicos (beneficios de esta
herramienta para alumnos y profesores):
Elementos experimentales:
-
Uso de micropipetas
-
Transferencia de colonias de bacterias.
-
Transferencia de ADN.
-
Choque térmico
-
Soluciones transformadoras
-
Diseminación de transformadores y controles.
Elementos conceptuales:
-
Función de las proteínas en general y de las
proteínas de membrana en particular.
-
Medios de cultivo
-
Plásmidos
-
Transformación bacteriana
-
Selección de antibióticos
Tiempo necesario para la implementación de esta
herramienta:
3 - 4 sesiones de 50 - 60 minutos cada una
Proceso (cómo puede utilizarse esta herramienta en
clase, sugerencias):
1.
Presentación.Crear el marco
2. Práctica de laboratorio.
3. Analizar los resultados y evaluar el proceso
de aprendizaje.
La revolución biotecnológica - 16 – Información sobre herramientas
Resultados (los alumnos tendrán ahora
conocimientos sobre):
-
Funciones de las proteínas de superficie de la
membrana.
-
Uso de plásmidos en ingeniería genética.
-
Función de la transformación bacteriana en
biotecnología.
La revolución biotecnológica - 17 – Información sobre herramientas
FINANCIADO POR:
SOCIOS DEL PROYECTO:
CON EL APOYO DE
La revolución biotecnológica - 18 – Información sobre herramientas