Información del Plan Docente

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

Los objetivos generales de la asignatura persiguen conocer las técnicas de tipificación molecular, bioquímica y genética de organismos, y los métodos de conservación de colecciones vivas y de bancos genómicos. Así mismo, deberá ser capaz de aplicar las huellas genómicas en la caracterización de los recursos y también los métodos de conservación de los mismos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) contribuyendo en cierta medida a su logro:

- Objetivo 4: Educación de calidad.

*-meta 4.7: de aquí a 2030, asegurar que todos los alumnos adquieran los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para promover el desarrollo sostenible, entre otras cosas mediante la educación para el desarrollo sostenible y los estilos de vida sostenibles, los derechos humanos, la igualdad de género, la promoción de una cultura de paz y no violencia, la ciudadanía mundial y la valoración de la diversidad cultural y la contribución de la cultura al desarrollo sostenible.

- Objetivo 15: Vida de ecosistemas terrestres.

*-meta 15.4: para 2030, velar por la conservación de los ecosistemas montañosos, incluida su diversidad biológica, a fin de mejorar su capacidad de proporcionar beneficios esenciales para el desarrollo sostenible.

*-meta 15.5: adoptar medidas urgentes y significativas para reducir la degradación de los hábitats naturales, detener la pérdida de la diversidad biológica y, para 2020, proteger las especies amenazadas y evitar su extinción.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta materia optativa permite dar a conocer al estudiante las herramientas biotecnológicas que se emplean en la caracterización y evaluación de la diversidad biológica, así como las estrategias y tecnologías aplicadas a la conservación de los recursos naturales. Estos conocimientos instrumentales completan los adquiridos en la asignatura ‘Gestión y conservación de flora y fauna’ que se cursa en el mismo cuatrimestre. El alumno parte con la base adquirida en el primer curso en las materias de ‘Biología’, ‘Botánica’ y ‘zoología’, siendo especialmente necesarios los conceptos relacionados con genética molecular, biología de la reproducción y fisiología.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar esta asignatura es recomendable haber superado previamente las asignaturas de primer curso 'Biología' y 'Botánica' y ‘Zoología', y cursar simultáneamente 'Gestión y conservación de flora y fauna'.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

1 Conocer y aplicar las técnicas de caracterización molecular, bioquímica y genética de organismos.

2 Conocer los métodos de conservación de colecciones vivas y de bancos genómicos.

3 Aplicar las huellas genómicas y métodos meta-analíticos en la tipificación y conservación de la biodiversidad.

4 Aplicar técnicas de conservación y propagación de vegetales, tanto in vivo como in vitro.

5 Realizar ensayos experimentales y elaborar informes técnicos trabajando en equipo, lo cual requiere capacidad de gestión de información, de análisis y de síntesis, así como habilidades para la comunicación escrita.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

-Comprende los conceptos fundamentales y las estrategias aplicadas en la conservación de los recursos naturales.

-Aplica técnicas basadas en huellas genómicas en la caracterización de recursos fitogenéticos, interpretando los resultados de estudios realizados con marcadores moleculares y elaborando informes sobre los mismos.

-Aplican técnicas de reproducción y multiplicación de vegetales, incluyendo biotecnologías como el cultivo in vitro, realizando ensayos de propagación y elaborando informes sobre los mismos.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los estudiantes que superen esta asignatura completarán su formación como técnicos responsables de la gestión y protección de los recursos naturales.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

1

Realización de una prueba escrita al final del curso sobre los contenidos expuestos en las clases teóricas, según el programa presentado. Las pruebas escritas estarán constituidas por preguntas que requieran respuestas cortas (pruebas de respuesta limitada), lo que permitirá realizar un muestreo amplio de los conocimientos del estudiante sobre la materia. La prueba escrita será subdividida en dos bloques: (I) recursos fitogenéticos y su caracterización y (II) estrategias de conservación. La prueba escrita estará basada en las actividades de aprendizaje programadas, y permitirá valorar la capacidad de análisis y de síntesis del estudiante, así como su compromiso personal con la asignatura. La nota de la prueba escrita supondrá el 60% de la calificación final de la asignatura.

2

Realización de prácticas tuteladas en laboratorio y en gabinete sobre estudios de marcadores moleculares aplicados a la caracterización de la diversidad vegetal (según programa). El alumno deberá asistir, al menos, al 80% de las actividades prácticas programadas. Elaboración de un cuaderno de laboratorio sobre las prácticas desarrolladas, que se presentará al final de las prácticas. Los ejercicios prácticos y los informes se realizarán individualmente, demostrando su capacidad de aprendizaje autónomo y de autoevaluación. Los informes habrán de seguir las pautas y el formato de presentación que se marcará al principio de las prácticas correspondientes. La calificación del informe comprenderá los aspectos formales del mismo, de forma que se ponga en valor la capacidad de análisis y de síntesis del estudiante, su habilidad para la gestión de la información y para la comunicación escrita.  La nota de este informe supondrá el 20% de la calificación final de la asignatura.

3

Realización de prácticas tuteladas en laboratorio sobre biotecnologías de la conservación y propagación de vegetales y elaboración de un informe final sobre los resultados de los ensayos (ver programa). El alumno deberá asistir, al menos, al 80% de las actividades prácticas programadas. Los ejercicios prácticos y los informes se realizarán individualmente, demostrando su capacidad de aprendizaje autónomo y de autoevaluación. Al comienzo de las prácticas se indicarán las pautas y el formato de presentación del informe, así como la fecha de entrega del mismo, que será anterior a la primera convocatoria oficial de examen. La calificación del informe comprenderá los aspectos formales del mismo, de forma que se ponga en valor la capacidad de análisis y de síntesis del estudiante, su habilidad para la gestión de la información y para la comunicación escrita. La nota de este informe supondrá el 20% de la calificación final de la asignatura. 

Criterios de Evaluación

Todo alumno tendrá derecho a un examen final que constará de una parte en la que pueda demostrar que ha adquirido los conocimientos teóricos expuestos en la asignatura (60% de la calificación final) y otra parte en la que demuestre que ha adquirido los conocimientos transmitidos en las sesiones prácticas (40% de la calificación final). Este examen será escrito. 

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en un enfoque fundamentalmente técnico y aplicado, de manera que las actividades que se han programado pretenden facilitar el conocimiento y la comprensión de las estrategias de caracterización y conservación de la biodiversidad, en especial las biotecnológicas, para formar profesionales capaces de aplicarlas. Los fundamentos de las técnicas serán explicados en clases teóricas, y los estudiantes podrán llevarlas a cabo en las clases prácticas.

4.2. Actividades de aprendizaje

1-Clases magistrales participativas: 30 horas presenciales. El programa teórico de la asignatura se divide en cuatro módulos:

I.-Protección y conservación de flora y fauna (4h).

II.-Caracterización de la biodiversidad (11h).

III.- Bases y estrategias de conservación (7h).

IV.-Biotecnología aplicada a la conservación de organismos (8h).

2-Seminarios impartidos por responsables de centros dedicados a la conservación  de recursos naturales, 4 horas presenciales.

3-Prácticas de laboratorio/ gabinete, 20 horas presenciales 

Experiencias en laboratorio: ensayos de caracterización de plantas mediante marcadores moleculares, de reproducción de plantas mediante semillas y de multiplicación mediante estaquillas, de micropropagación y de criopreservación (16 h).

Prácticas de gabinete sobre aplicación de herramientas bioinformáticas a la caracterización de recursos fitogenéticos (4 h).

4-Visita/s a centros relacionados con la conservación de recursos (6 horas presenciales).

5-Estudio para la prueba escrita y elaboración de informes sobre las prácticas, un total de 87 horas de trabajo autónomo del alumno. Para un mejor seguimiento del proceso de aprendizaje se favorecerá que los estudiantes utilicen las horas de tutoría, especialmente para la realización de los informes sobre las prácticas.

6-Superación de la prueba escrita: 3 horas presenciales.

4.3. Programa

Programa de teoría

Bloque I: Introducción a la conservación

Tema 1. BIODIVERSIDAD

Diversidad y biodiversidad; expresión de la biodiversidad. ¿Por qué conservar la biodiversidad? ¿la sexta extinción?. Extinciones registradas. Especies amenazadas. ¿Qué causa la extinción? Endogamia y pérdida de diversidad. Espiral de extinción. Centros de origen, de diversidad, de diversificación y de dispersión. Zonas biogeográficas. (2 h)

-Tema 2. DIVERSIDAD GENÉTICA

Importancia de la diversidad genética. ¿Qué es la diversidad genética?. Medida de la diversidad genética. Polimorfismo, frecuencia alélicas, Heterocigosis, heterocigosidad, diversidad génica, diversidad nucleotípica. Extensión de la diversidad génica: exogamia, endogamia. (2 h)

Bloque II: Caracterización de la biodiversidad

-Tema 3. MARCADORES MOLECULARES I

¿Qué es un marcador molecular?. Isoenzimas. (2 h)

-Tema 4. QUÍMICA DEL DNA

Extracción de DNA. Tecnología de DNA recombinante. Clonación molecular. Herramientas y procedimientos. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Secuenciación del DNA (2 h)

-Tema 5. MARCADORES MOLECULARES II

Marcadores de DNA: marcadores basados en la hibridación del DNA: RFLP, Minisatélites ó VNTR, marcadores basados en la amplificación del DNA: RAPD, Microsatélites ó SSR, marcadores mixtos: AFLP. Secuencias de DNA. (2h)

-Tema 6. LOS GENES DE LAS POBLACIONES: EQUILIBRIO DE HARDY-WEINBERG

Descripción de la diversidad genética. Equilibrio de Hardy-Weinberg. Heterocigosidad esperada. Desviación del equilibrio de Hardy-Weinberg. La deriva génica. (2 h)

-Tema 7. LA VARIACIÓN CUANTITATIVA

La variación cuantitativa. Propiedades de los caracteres cuantitativos. Variación genética cuantitativa. Heredabilidad. Contribución genética y ambiental para un carácter. Contribuciones a la variación genética: aditiva, dominante y de interacción. (2 h)

-Tema 8. CITOGENÉTICA

Cromosomas, cariotipo. Variación intra e interespecifica en el tamaño del genoma: evolución y significado adaptativo. Citogenética molecular (GISH, FISH). (1 h)

Bloque III: Estrategias de conservación.

-  Tema 9. ESTRATEGIAS PARA LA CONSERVACIÓN DE LA DIVERSIDAD

Conservación in situ: parques naturales, red natura. Conservación ex situ: Reservas, jardines botánicos, bancos de germoplasma, bancos de ADN. (1h)

-Tema 10. SISTEMAS DE PROPAGACIÓN

Sistemas de propagación de vegetales: reproducción sexual y multiplicación vegetativa. Implicaciones en la conservación y gestión de recursos. Casos (4 h)

-Tema 11. MANEJO DE COLECCIONES EN BANCOS DE GERMOPLASMA

Prospección y colecta. Técnicas de conservación vegetal. Semillas ortodoxas y recalcitrantes. Material de propagación vegetativa: colecciones en campo, conservación de clones. Multiplicación y regeneración de entradas en los bancos de germoplasma. Factores incidentes en la conservación. Deterioro fisiológico y genético. (2 h)

Bloque IV: Biotecnología aplicada a la conservación de organismos.

-Tema 12. CULTIVO IN VITRO: CONCEPTO Y REQUERIMIENTOS.

Cultivo in vitro: concepto y requerimientos básicos. Totipotencia: diferenciación y desarrollo. Fitohormonas y fitorreguladores. Explanto: concepto y tipos. Morfogénesis: embriogénesis somática y organogénesis. (2h)

-Tema 13. CULTIVO IN VITRO: MICROPROPAGACIÓN

Técnicas de micropropagación: cultivo de ápices y regeneración adventicia. Enraizamiento y aclimatación. Ventajas y limitaciones (2 h)

-Tema 14. CRIOPRESERVACIÓN

Técnicas de conservación in vitro: almacenamiento a corto y medio plazo. Conservación a largo plazo: criopreservación. Técnicas de criopreservación: deshidratación y vitrificación, crioprotectores. Encapsulación en alginato cálcico: semillas artificiales (2 h)

-Tema 15. VARIACIÓN SOMACLONAL

Plantas fuera de tipo o variantes somaclonales. Métodos de análisis del material regenerado in vitro: citometría de flujo, marcadores moleculares. (2h)

Programa de prácticas

PRACTICAS DE LABORATORIO/GABINETE (20 h) 

-Experiencias en laboratorio: ensayos de caracterización de plantas mediante marcadores moleculares, de reproducción de plantas mediante semillas y de multiplicación mediante estaquillas, de micropropagación y de criopreservación (16 h).

-Prácticas de gabinete sobre aplicación de herramientas bioinformáticas a la caracterización de recursos fitogenéticos (4 h).

-Seminarios impartidos por responsables de centros dedicados a la conservación  de recursos naturales, (4 h). En concreto se plantean dos seminarios, uno sobre estrategias de conservación in situ en parques naturales y otro sobre caracterización y aprovechamiento de recursos fitogenéticos de interés agronómico.

-Visita a Vivero forestal de Ejea de los Caballeros. (6 h).

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las fijadas en el calendario académico para el inicio de las clases teóricas, de las clases prácticas y de la realización del examen en 1ª y 2ª convocatoria.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada de la asignatura se consulta a través de la página web: http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?id=10990