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REVISTA BOLETÍN BIOLÓGICA Nº 27 ­ AÑO 7 ­ 2013 pág. 9
En los últimos años, las reformas curriculares han incorporado los conteni­dos de biotecnología en diferentes asignaturas. De hecho, se puedenobservar conceptos y procedimientos biotecnológicos en casi todos losniveles educativos, desde las nuevas propuestas para la formación do­cente hasta los currículos de los niveles secundario y primario. En par­ticular en la escuela secundaria, la biotecnología toma tal protagonismoque hasta se propone, en algunos casos, el desarrollo de una asignaturaespecífica para la orientación o especialidad en Ciencias Naturales. Sinembargo, este encuentro con la biotecnología no responde a caprichosde quienes diseñan el currículo, solo basta mirar la prensa escrita paraencontrarse con titulares que hacen referencia a desarrollos biotecnoló­gicos. A continuación, comparto algunos ejemplos extraídos de diversosdiarios de Argentina:
APORTES A LA ENSEÑANZA DE LA BIOLOGÍA
por Maricel Occelli
mariceloccelli@gmail.com
Maricel Occelli es Magíster enEducación en CienciasExperimentales y Tecnología,Bióloga y Profesora en CienciasBiológicas por la Facultad deCiencias Exactas, Físicas yNaturales­ UNC. Actualmente seencuentra finalizando elDoctorado en Ciencias de laEducación en la Facultad deFilosofía y Humanidades de laUNC con una beca depostgrado del CONICET. Sedesempeña como docente enlas cátedras de Práctica de laEnseñanza y Problemática de laEducación en Ciencias delProfesorado en CienciasBiológicas de la FCEFyN–UNC. Esmiembro del Grupo EDUCEVA(Educación en Ciencias yEntornos Virtuales deAprendizaje) y su tema deinvestigación es la “Educaciónen Biotecnología y lasTecnologías de la Información yla Comunicación”.Fuente de los titulares, ver bibliografía.
Enseñar biotecnología en la escuela: aportes y
reflexiones didácticas
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Estos titulares ejemplifican cómo la biotecnologíaha pasado a ser moneda corriente en lasociedad y seguramente, aunque nosotros noplanifiquemos su abordaje, nuestros alumnostraerán estas temáticas al aula con preguntas,comentarios, reflexiones, etc. Entonces, cabepreguntarnos: ¿Cómo enseñar biotecnología?,¿qué estrategias se pueden implementar en unaula que no cuenta con laboratorios complejos?,¿cómo trabajar las temáticas biotecnológicascontrovertidas?
En este artículo presento algunos aportes quesurgen de diversas experiencias de innovación einvestigación. En primer lugar, analizaré qué seentiende por biotecnología y luego discutiréalgunas estrategias de enseñanza que puedenpermitir su tratamiento en el aula.
¿Qué es la biotecnología?
Existen muchas definiciones de biotecnología. Afin de presentar una de carácter inclusivo,propongo que analicemos la definición delConvenio sobre la Biodiversidad Biológica(Naciones Unidas, 1992) el cual indica lo siguiente:Por "biotecnología" se entiende toda aplicacióntecnológica que utilice sistemas biológicos yorganismos vivos o sus derivados para la creacióno modificación de productos o procesos parausos específicos. Por lo tanto, queda claro que labiología se encuentra indefectiblementeinvolucrada. Esta utilización de los sistemas
biológicos no solo hace referencia a lamodificación derivada de la ingeniería genética,que algunos autores llaman “biotecnologíamoderna” sino también, a aquellos procesos quela humanidad ha realizado durante miles de años,como por ejemplo la selección y modificación devariedades por fenotipos o el aprovechamientode los procesos de fermentación de losmicroorganismos para la elaboración dealimentos así como la cerveza, el pan, el yogurth.Estos últimos suelen agruparse como procesos dela “biotecnología tradicional”. Una maneraintegradora de concebir a la biotecnología fuepropuesta por Smith (2004) quien invita a pensarlacomo si esta fuera un árbol, en el cual sus raícesserían las ciencias básicas como la biologíacelular, la fisiología, la química biológica, lainmunología, entre otras. El tronco estaríarepresentado por las técnicas de la ingenieríagenética, el cultivo celular y, el follaje por todasaquellas aplicaciones que pueden realizarse endiversos ámbitos como por ejemplo en laproducción de energía, medicamentos, terapias,agricultura, ganadería, así como en laconservación de la biodiversidad, larecuperación y remediación del ambiente.
Si pensamos a la biotecnología desde estaperspectiva, seguramente encontraremosdiversos contenidos que usualmente trabajamosen la escuela y que podrían vincularse a procesosbiotecnológicos (Tabla 1).
Algunas estrategias de enseñanza parala biotecnología
Los procesos biotecnológicos implican diversastécnicas y prácticas de laboratorio, y varias deellas son complejas y requieren de unequipamiento costoso. Sin embargo, con pocoselementos es posible realizar algunas experienciassimples de laboratorio. A continuación, los invito apensar en algunas de ellas.
Las actividades que se realizan con mayorfrecuencia en la escuela son la preparación dealimentos que requieran o aprovechen losprocesos de fermentación de losmicroorganismos, es decir, la elaboración de pan(Recuadro), yogurth, cerveza, por citar soloalgunos. De hecho, son estrategias que se utilizandesde el nivel inicial hasta la escuela secundaria.La propuesta aquí es llevarlas a cabo en elcontexto del desarrollo de contenidosbiotecnológicos y no solo para la obtención delproducto alimenticio en sí mismo.
Por otra parte, una experiencia de laboratoriosencilla que puede realizarse en el aula, es laextracción “casera” de ADN. Para ello, solo bastacontar con material biológico como por ejemplofrutas e incorporar algunas sustancias químicasque permitan la liberación y condensación delADN (Figura 1). En primer lugar, se requiere unasustancia (detergente) que rompa lasmembranas lipídicas de las células y otra quedeshidrate el contenido (sal). A continuación seránecesario procesar la pulpa de una fruta
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Tabla 1: Contenidos de biología y procesos biotecnológicos enlos distintos niveles del sistema educativo posibles de vincularcon procesos biotecnológicos.
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Figura 1: a) alumnos en plena acción, preparan losmateriales para una extracción sencilla de ADN; b) enesta imagen se los observa realizando el procesamientode las frutas; c) sorprendidos y con especial atención,observan el sobrenadante de ADN; d) detalle delsobrenadante de ADN obtenido.Fotos: Maricel Occelli
El pan de cada día… un contacto directocon la biotecnología
Podemos elaborar pan y analizar cada uno de suspasos en función de sus explicaciones biológicas yquímicas. Para elaborar la masa se requierelevadura, agua tibia, harina y sal, luego se dejareposar en un ambiente cálido. Durante esteperíodo, la masa aumenta de tamaño. Aquípodemos preguntarnos ¿por qué aumenta detamaño? ¿por qué es necesario un ambientecálido? Las respuestas a ambas preguntas nosllevarán a analizar el proceso de reproducción delas levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y sumetabolismo. Es decir, nos ayudará a comprenderque durante el “leudado” del pan, las levaduras sereproducen y alimentan, y para ello requieren detemperaturas cálidas. Para alimentarse puedenrealizar dos procesos de manera intercambiable“respiración celular” o “fermentación” (procesosbiológicos complejos en los que ocurren una seriede reacciones químicas, catalizadas por enzimasespecíficas). Si se suministra suficiente oxígeno lalevadura se alimenta de glucosa sin produciralcohol. En este caso se produce la respiracióncelular, es decir utilizan el oxígeno (proveniente delambiente) y el almidón (que aporta la harina), ycomo producto se obtiene agua, dióxido decarbono (CO2) y la energía necesaria para sudesarrollo. Sin embargo en los medios azucaradosse pasa espontáneamente al proceso defermentación (proceso catabólico de oxidaciónincompleta que no requiere oxígeno) por que elconsumo de oxígeno es muy alto, por lo cual este seagota rápidamente. Además la producción de CO2suele desplazar al aire de la atmósfera. En esteproceso (en el cualla acción enzimática tienengran relevancia) son desdoblados los componentesde la harina y se libera como producto alcoholetílico (etanol) y CO2. Las burbujas de este gas sonlas que provocan que la masa aumente su tamaño.A su vez, durante el tiempo de reposo es importante“amasar”, es decir aplastar y voltear la masa variasveces ¿para qué se hace esto? Buscar la respuestaa esta pregunta nos puede ayudar a profundizar enel análisis de los procesos metabólicos de laslevaduras, ya que durante el amasado se libera elgas producido (CO2), y mayor superficie de la masase pone en contacto con el oxígeno, lo cualacelera el proceso de respiración y enconsecuencia el de fermentación. Por último,durante la cocción del pan, la levadura muere, elalcohol se evapora, y las burbujas provocadas porel (CO2) en la masa generan que el pan quedeesponjoso. En los últimos años de la secundariatambién se puede analizar ¿por qué la superficiedel pan queda crocante? lo cual nos llevará aestudiar la reacción de Maillard (conjunto complejode reacciones químicas producidas entre proteínasy azúcares durante la cocción de alimentos)(Álvarez y otros, 2012). De esta manera, a partir dela elaboración del pan podremos reconocer cómoel hombre utiliza procesos biológicos para eldesarrollo de productos tecnológicos tan familiarescomo el pan.
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Tabla 2: Enlaces a Laboratorios virtuales de Ingeniería Genética (Modificado de Piassentini y Occelli, 2012).
(banana, frutilla, kiwi, etc.) con un cuarto de tazade agua destilada y agregarle una cuchara de téde detergente y sal (un cuarto de una cucharadade té). Luego se debe mezclar por unos minutos yfiltrar tres cucharadas de este preparado paraseparar los componentes, utilizando los clásicosfiltros de café. Por último, al líquido obtenido apartir de este filtrado se le agrega un medio nosoluble para ADN (alcohol) hasta obtener comosobrenadante una “nube pegajosa” compuestaprincipalmente por ADN (Marchesini y otros, 2012).
Otras actividades que resultan interesantes sevinculan a la industria química; por ejemplo sepueden probar en manchas de tela de orígenesdiferentes (aceites, proteínas, vegetales, barro,etc.), la acción de enzimas específicas o testeardiferentes jabones según la composiciónenzimática que indica el paquete. A su vez, esposible profundizar indagando cómo se realiza elproceso de producción de estas enzimas paraincorporarlas a los jabones de ropa, puesto queen su mayoría implican la utilización de ingenieríagenética y microorganismos.
En otro orden, si pensamos en los procesos delaboratorio que requieren de un equipamientocomplejo y costoso, es viable recurrir a loslaboratorios virtuales disponibles en Internet. Sibien muchos de estos laboratorios se encuentran
en inglés, es suficiente una pequeña guíatraducida para que puedan utilizarse y recrearcada uno de los pasos que ocurrirían en unlaboratorio real (Figura 2). Por ejemplo, puedenseleccionarse laboratorios para desarrollartécnicas como la reacción en cadena de lapolimerasa (PCR), electroforesis en gel,construcción de plásmidos recombinantes, etc.(Piassentini y Occelli, 2012). En la Tabla 2compartimos algunos links de laboratoriosvirtuales que pueden ser de gran utilidad paradesarrollar trabajos prácticos de IngenieríaGenética de manera virtual.
Clonación, transgénicos, terapiasgénicas, biocombustibles… ¿evitarlos enclase o animarse a incorporarlos?
Un último aspecto que deseo presentar seencuentra vinculado a cómo trabajar cuestionescontrovertidas vinculadas a la biotecnología, yaque una característica de estos desarrollos es quegeneran grandes polémicas en la sociedad.Basta pensar en clonación, organismostransgénicos o terapias génicas, para que seexpongan diversos argumentos provenientes demarcos referenciales bastante disímiles.Numerosos docentes proponen afrontar estastemáticas a través de debates. Una manera de
Figura 2: a) estudiantes enplena tarea en ellaboratorio virtual (Foto:Maricel Occelli), b) detallede una pantalla dellaboratorio virtual (Fuente:http://www.classzone.com/books/hs/ca/sc/bio_07/virtual_labs/virtualLabs.html)
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potenciarlos es a través de roles claramentedefinidos, que coloque a los estudiantes ante lanecesidad de incorporar argumentosprovenientes de diferentes sectores. Por ejemplo,para el abordaje de las controversias quedespiertan las plantas transgénicas, se puedenplantear situaciones problemáticas que requieranla participación de diferentes especialistas talescomo: médicos, genetistas, miembros deorganizaciones ambientalistas o productoresagropecuarios (Occelli y Vazquez­Abad, 2010).Así, para resolver la situación será necesarioescuchar diversas ideas, dialogar con ellas,argumentar y contra argumentar. En este procesose aprende a ser más tolerante, se amplían lasmiradas y se ponen en juego diversos conceptos.En relación a la moderación de estas discusiones,un aspecto importante a considerar es que suriqueza no debe centrarse en intentar encontrarun consenso, ya que esto puede significar dejarde lado otros puntos de vista. Por lo tanto, si se
pretende desarrollar un debate desde unaperspectiva democrática pluralista, lejos debuscar un acuerdo unánime, se deberíapromover un consenso de carácter conflictivo ydiscutible. En este contexto, la disidencia es unvalor y por ello resulta necesario brindar espaciopara que esta se manifieste (Elam y Bertilsson,2003).
Por último, pensar en nuevas estrategias deenseñanza quizás solo exija buenas búsquedasque nos permitan plantear diferentes alternativas.Por lo tanto, la cuestión de fondo seríapreguntarnos si queremos enseñar o nobiotecnología y esta, al igual que otroscontenidos, requiere que estemos dispuestos avincular nuestra “asignatura” con las necesidadesy desafíos de la sociedad actual. Me pregunto…¿Qué puede ser más apasionante que esto?
Referencias Bibliográficas
Álvarez, M. E. y otros. 2012. Biotecnología para todos.Córdoba: Editorial Fojas Cero.
Elam, M. y Bertilsson, M. 2003. Consuming, Engaging andConfronting Science. The Emerging Dimensions of ScientificCitizenship. European Journal of Social Theory. Vol. 6, Nº 2, pp.233­251.
Marchesini, S.; Piassentini, M. J. y Occelli, M. 2012. Unapropuesta para realizar trabajos prácticos de Biotecnología enla escuela secundaria. Memorias de las X Jornadas Nacionalesy V Congreso Internacional de Enseñanza de la Biología. VillaGiardino. Córdoba: Asociación de Docentes de CienciasBiológicas de la Argentina. ISBN: 978­987­21701­7­2
Naciones Unidas. 1992. Convenio sobre la DiversidadBiológica. Río de Janeiro­Brasil: Naciones Unidas. (fecha deconsulta: 15 de octubre de 2012). Disponible en:http://www.cbd.int/convention/articles/?a=cbd­02
Occelli, M. y Vázquez­Abad, J. 2010. Teacher training throughthe solution of a biotechnological problem in a computersupported collaborative learning environment. Virtualidad,Educación y Ciencia. Vol. 1, Nº 1, pp. 51­63.
Piassentini, M. J. y Occelli, M. 2012. Caracterización deLaboratorios Virtuales para la enseñanza de la IngenieríaGenética. Memorias de las X Jornadas Nacionales y VCongreso Internacional de Enseñanza de la Biología. VillaGiardino. Córdoba: Asociación de Docentes de CienciasBiológicas de la Argentina. ISBN: 978­987­21701­7­2
Smith, J.E. 2004. Biotechnology. Studies in Biology. Cambridge:Cambridge University Press.
Otros recursos:Sahovaler de Litvinoff, D. Hijo de Frankenstein. Página 12,Buenos Aires, Argentina, 24 de Mayo 2012. (En sección:Psicología). Disponible en:http://www.pagina12.com.ar/diario/psicologia/9­194729­2012­05­24.html
Querella asegura que “se constató” que los niños fallecidos“no debían ser vacunados”. Perfil, Buenos Aires, Argentina, 14de Octubre 2012. (En sección: Noticias. Salud). Disponible en:http://www.perfil.com/contenidos/2012/01/05/noticia_0003.html
Células en spray para cubrir la piel y las heridas. InfobaeAmérica, Buenos Aires, Argentina, 5 de Agosto 2012. (Ensección: Sociedad)Disponible en:http://america.infobae.com/notas/55695­Celulas­en­spray­para­cubrir­la­piel­y­las­heridas
Fotocopiadora de genes para elegir el sexo de los caballos.Clarín, Buenos Aires, Argentina, 17 de Octubre 2012. (EnSuplementos: Rural). Disponible en:http://www.clarin.com/rural/Fotocopiadora­genes­elegir­sexo­caballos_0_782921760.html
APORTES A LA ENSEÑANZA DE LA BIOLOGÍA
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