INVESTIGACIO N
Y
EXPERIENCIAS D ID ACTICAS
DIDACTICA DE LA BIOQUIMICA A
TRAVES DEL METODO CIENTIFICO
LIRAS MARTIN, A.
D o. Bioquimica. Facul ad de Medicina, Uni e sidad Au ónoma de Mad id.
SUMMARY
The eaching o Biochemis y p o ides he s uden s o a i s cou se o Medicine wi h a s ic knowledge abou
he biological basis o he unc ion o he di e en o gans and sys ems, as well as he ca haly ic eac ions iha
happen he e.
The p ac ica1 sessions, on he o he hand, by making use o he scien i ic me hod, cons i u e and adequa e com-
plemen o his discipline. The s uden s ge in ouch wi h simple echniques o labo a o y, applicable o in e es-
ing clinical-medical p oblems.
INTRODUCCION
El a ance de la Medicina depende en g an medida del
desa ollo de las Ciencias Básicas, po lo que el alum-
no, se ha de o ma con una isión de u u o, adqui-
iendo los conocimien os básicos que le si an pa a su
o mación médica
y
ul e io desa ollo p o esional.
Los obje i os de la asigna u a de bioquimica son do-
a
al
alumno de conocimien os igu osos sob e los un-
damen os quimico-biológicos de la unción de los dis-
in os ó ganos y sis emas, así como, de las eacciones
ca aü icas que en ellos se desa ollan.
El p og ama es á es uc u ado de mane a que el alum-
no, una ez adqui idos los undamen os eó icos de las
dis in as
á eas
de la bioquímica, oma con ac o con sus
aplicaciones a los campos de la clínica y de la medici-
na, haciéndose especial én asis en el compo amien o
de* los di e en es ó ganos
y
sis emas biológicos, de
acue do con las ley& ciné icas es udiadas.
Noso os, los p o eso es de Uni e sidad, debemos se-
gui la línea que se iene desa ollando en los Úl imos
a ios, an o po p o eso es de EGB como de BUP (Co-
min, P., 1984), en su in en o de aplica el mé odo cien-
i ico a la didác ica de las ciencias.
Los alumnos de un p ime cu so de Facul ad ienen aún
disponibilidad de se di igidos. Po ello se les debe se-
gui inculcando el uso del me odo cien í ico, ya que una
ca e a expe imen al, como puede se Medicina, sin la
ú il he amien a que cons i uye el mé odo cien í ico,
no endna ningún sen ido.
La expe iencia didác ica que se esume en es e a icu-
lo,, se ealizó en Mad id du an e el cu so 1983-84, so-
b e un o al de
175
alumnos de p ime cu so de Medi-
cina, du an e una sesión p ác ica en la disciplina de Bio-
química. Se aplicó en es e caso el esquema del mé odo
cien i ico: los alumnos con ayuda de la li e a u a cien-
í ica elabo a on hipb esis iniciales de abajo a pa i
de un p oblema plan eado; ealiza on disenos expe i-
men ales y los lle a on a cabo; ob u ie on unos esul-
ados a pa i de la obse ación que en iquecían con
los conocimien os adqui idos en las clases eó icas, ex-
ayendo así, y as una discusión de g upo, eniendo
en cuen a las hipó esis de pa ida, unas conclusiones.
FUNDAMENTOS DE LA EXPERIENCIA
Y
PLAN
DE
TRABAJO
La expe iencia se ha desa ollado en la unidad didác-
ica de Enzimologi'a, ama de la Bioquímica que a a
de aquellas moléculas biológicas llamadas enzimas,
cu-
ya misión es di igi las eacciones que gobie nan algu-
nos p ocesos biológicos; y po o a pa e es udia aque-
llos aspec os elacionados con es as molkculas como
pueden se : es abilidad, condiciones óp imas de ac ua-
ción, especi icidad de sus a o, dis ibución en la
na u aleza.
La expe iencia se lle ó a cabo con espon aneidad po
pa e del p o eso , que se compo a como un expe i-
men ado más y que di ige a los alumnos en el abajo
de labo a o io, haciendo que el ap endizaje esul e «di-
e ido)) y que el alumno se au oes imule en el descu-
b imien o de las consecuencias del enómeno que
se
es á
es udiando.
~NSEÑANZA DE LAS CIENCIAS,
1985,
pp.
96-99
IN VESTIGACIO
N
Y
EXPERIENCIAS D IDACTICAS
1.
El
p obkma conc e o como pun o de pa ida
-
El NAD' p esen a un máximo de abso ción en su
espec o a
250
nm
y
el NADHz p esen a dos &i nos,
'
Se p opone
a
los aiumnos
el
ema de abajo de labo-
uno
a
2.0
nm
y
o o
a
340
nm,
a o io
a
dcsa oiia . En es e caso se a aba dd es u-
pH
óp imo de
cacci6n
pa a
el
enzima
com-
dio de aigunas ca ac e ls icas del enzima LBc ico des-
p endido
en e
,
y
unidades.
hid ogenasa (LDH), en co azón
y
músculo esquelé i-
-
Los alo es de las Km (Cons an es de Michaelis)
y
de
a 6n,
pueden
Ic
la alo ación
de
la
Su
signi icado, pa a el lac a o como sus a o en 10s dos
idad enzi nA ica, p opiedada ciné icas, p opiedades
de desna u alización.
-
La empe a u a óp ima de ac uación es de
30'
C.
Se plan ea el p oblema en conc e o a es ni eles: a) b)
T abajo
expe"men .l
Cómo alo a la ac i idad LDH en es os ejidos; b) Di-
e enciación de los isozimas de LDH según la apeci i El alumno alabo a un diseRo expe imen al con la in-
cidad de sus a o y c) es udio de es abilidad y di e en- o mación ob enida, eniendo en cuen a el mecanismo
ciación de isozimas de
LDH
en e a dis in os de acción del enzima
y
la posibilidad de de ec a la apa-
desna u alizan es. ición de NADH a
340
nm como p oduc o de la eac-
ción a pa i de ac a o en las condiciones óp imas de
2.
Consul a
y
lec u a de la li e a u a cien i ica ensayo: pH del ampón, empe a u a óp ima de eac-
ción y concen ación, según la Km, del sus a o, en es-
Se in i a a los alumnos, una ez plan eado el p oble-
e
caso
lac ado.
ma, a la consul a de a ículos cien i icos publicados en
e is as de ámbi o nacional e in e nacional, p e iamen-
Discusión
en
g upo
y
conclusiona
ex aíd.J
po
los
e elegidos po el p o eso , pa a oma con ac o con
alumnos
cI
p oblema, diséla modelos expe imen ales pa a abo -
da lo
y
así ob ene da os que puedan ayuda a Una ez ealizado el abajo expe imen al y desa o-
esol e lo. llada una discusión de g upo con los da os ob enidos,
los alumnos concluyen que las condiciones de eacción
Es necesa io conciencia al alumno de que en odo a- ensayadas son las óp imas pa a la alo ación de ac i-
bajo expe imen al de in es igación
es
imp escindible la idad del enzima en ambos ejidos, ob eniendo una
li-
consul a de bibliog a ía como comienzo en la aplica- nealidad de es a ac i idad con el iempo de eacción.
ción del mé odo cien í ico.
5.
Es udio de la especi icidad de sus a o
3.
Fo mulación de hipó esis a) Concep os que el alumno debe comp ende
y
Los alumnos, consul ada la bibliog a ía y analizado el asimila
p oblema plan eado en sus es e ien es, in en a ela-
Las
di e encias
de los
isozimas
es iban
en
la
di e-
bo a cie as hipd esis como p emisa5 iniciales
en
cuan-
en e
Composición
en
aminoicidos,
es
deci ,
di e en-
o a la
di e enciación
de isozimas, ya sea po la espe-
cias
en
es uc u a
p ima ia.
cialidad de sus a o o bien po los p ocesos de desna-
-
La
di e encia
en
la
es uc u a
p ima ia
de
la
p o-
u alización. eína puede in lui en la dis in a composición, en ami-
Los da os ex aídos de la bibliog a ía les indican que, nohcidos, de los cen os ac i os y si ios de unión al
en o os modelos biológicos, el isozima de músculo es sus a o.
más especí ico pa a un ipo de sus a o que el soszima
-
La localización y el ipo de eacción ca alizada (sen-
de co azón. Po o a pa e, ambién descub en en la ido de la eacción e e sible) po uno u o o isozima,
.
bibliog a ía, que los isozimas de LDH p esen an dis- es án elacionados con el me abolismo del ó gano en
in a ulne abilidad a dis in os agen es desna u alizan- cues ión, en lo que a p esión de oxígeno
se
e ie e.
es.
-
El 2-oxobu i a o puede se u ilizado como sus a-
o al e na i o po algún ipo de isozima.
El p o eso b inda a los alumnos un equipo de eac i-
-
En o os modelos biológicos es udiados
en
la biblio-
'Os
y apa a os
'On
los
que
deben
'labo a los g a ía, el isozima de co azón pa ece se el que p esen-
expe imen ales
y
desa olla la in es igación. a si io de unión ambién pa a el 2-oxobu i a o.
4.
Valo ación de la ac i idad lhc ico deshid ogenasa b)
expe imen al
a)
Concep os
que
el
debe
Comp ende
y
E1 alumno p epa a y desa olla un p o ocolo expe i-
asimila men al en el que compa a la e icacia en la ac i idad
-
El mecanismo de
la
eacción enzimá ica que ca ali- enzimá ica en p esencia de lac a o. en las condiciones
za
el enzima es del ipo- educción. de ensayo ya es ablecidas en la expe imen ación an e-
-
El enzima pa a su ac uación necesi a la p esencia io , con la e icacia en p esencia de 2-oxobu i a o co-
de un coenzima, el pa NAD+/NADH,, que es un mo sus a o al e na i o, en los dos ejidos, co azbn y
coenzima de óxido- educción. músculo esquelé ico de a ón.
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS
97
--
INVESTIGACION
Y
EXPERIENCIAS DIDACTICAS
c) Discusión en g upo
y
conclusiones ex aidas po los
alumnos
T as la discusión de g upo con los esul ados ob eni-
dos, los alumnos in en an
con i ma
su hipó esis: el iso-
zima de co azón puede, po su me abolismo ae obio,
u iliza como sus a o al e na i o algún o o compues-
o, como el Zoxobu i a o, eniendo en cuen a, po o a
pa e, su di e en e composición en aminoiicidos y los
da os encon ados
en
la bibliog a ia, pudiéndose
así
di-
e encia del isozima de músculo esquelé ico.
Po los alo es ob enidos de los cocien es en e ac i i-
dad con lac a o y ac i idad con 2-oxobu i a o, en co-
azón es e cocien e es semejan e a la unidad, lo que in-
dica que la e icacia es la misma an o u ilizando lac a-
o como 2-oxobu i a o, lo que con i ma la hipó esis
inicial.
6.
Es udio de la es abilidad de isozimas
y
su di e en-
ciación en e a ac o es desna u alizan es
a) Concep os que el alumno debe comp ende
y
asimila
-
La composición di e en e en es uc u a p ima ia
puede explica la dis in a es abilidad que p esen an los
dis in os isozimas de LDH en e a ac o es
desna u alizan es.
-
Es a dis in a composición en aminoácidos b inda
la posibilidad de que exis a capacidad de o mación de
puen es de hid ógeno.
-
La es abilidad de un enzima es á elacionada di ec-
amen e con los puen es de hid ógeno que p esen a.
-
La empe a u a y los desna u alizan es sólidos o -
gánicos como la u ea ac úan a ni el de enlaces de
hid hgeno.
-
En
el p oceso de desna u alización de un enzima
in e ienen dos ac o es, uno el ipo de desna u alizan e
y
o o el iempo de exposición a és e.
-
La empe a u a de desna u alización
y
la concen-
ación de u ea es di e en e pa a cada ipo de isozima,
ya que el empaque amien o inal en la es uc u a de la
molécula
es
dis in o a las di e encias en es uc u a p i-
ma ia de la p o eína.
-
El isozima de músculo esquelé ico se mues a más
sensible a la acción de los desna u alizan es.
b) T abajo expe imen al
El p o ocolo dise iado po los alumnos se basa en la
compa ación de ac i idades enzimá icas, en los dos e-
jidos, del enzima na i o, es deci , sin a amien o p e-
io desna u alizan e, con la ac i idad después de la in-
cubación del enzima a dis in as empe a u as en e
40
y
70°C,
y po o a pa e, la compa ación en e ac i i-
dad na i a y ac i idad del enzima a ado con u ea
a
dis in as concen aciones.
c)
Discusión en g upo
y
conclusiones ex aídas po los
alumnos
Los alumnos compa an los cocien es en e la ac i idad
na i a
y
la ac i idad a dis in as empe a u as,
y
po
o a
pa e, los cocien es en e la ac i idad na i a y la ac i-
idad del enzima en p esencia de dis in as concen a-
ciones de u ea, an o en co azdn como en músculo
es-
quelé ico.
La
discusión en g upo de los esul ados
ob-
enidos ae consigo la con i mación de la hipó esis ini-
cial o mulada po los alumnos: Se puede lle a
a ca-
bo una di e enciación de isozimas de
LDH
po es u-
dios de la dis in a es abilidad en e a dis in os desna-
u alizan es, hecho que se de i a de las di e encias es-
uc u ales en e dichas moléculas.
7.
Elabo ación de cuade nos me odológicos de
labo a o io
Los alumnos una ez inalizada la sesión p ác ica, con-
eccionan los cuade nos de labo a o io. En es os cua-
de nes los alumnos plasman el desa ollo del mé odo
cien i ico seguido: bibliog a ía consul ada, hipó esis
iniciales. desa ollo expe imen al, no as acla a o ias,
conclusiones e c..
8.
E aluación
El endimien o ob enido po los alumnos en es a ex-
pe iencia ha sido muy.sa is ac o io. Se ha p es ado
a ención a dis in os c i e ios de e aluación, como in-
e és pe sonal, abajo en g upo e inquie ud po el des-
.
,
cub imien o a a és de la obse ación.
Los alumnos, en gene al, mues an un g an in e és po
es e ipo de ap endizaje y una g an capacidad de a-
bajo en g upo.
DISCUSION
Los esul ados ob enidos en la expe iencia ealizada son
muy espe anzado es en cuan o al in e és que mues an
los alumnos po el mé odo, con i iéndose así, en a -
í ices de su p opio abajo educa i o.
Los alumnos se sien en sa is echos después de habe
ealizado po ellos mismos una e dade a labo in es-
igado a, o ganizando su ac i idad, dise iando el p o-
pio mé odo expe imen al y abajando en g upo como
si de una e dade a comunidad cien í ica se a a a.
La ense ianza de las ciencias en el labo a o io deja de
se , de es a o ma, una me a aplicación de una « ece-
a expe imen al)) y manejo de cienos ins umen os, pa-
a con e i se en eso que
se
denomina ((hace ciencia»,
es deci , la aplicación de unos conocimien os eó icos
a un p oblema en conc e o
y
que, median e el concu -
so de la imaginación cien i ica, se (cimp o ism una apli-
cación del mé odo cien i ico pa a log a unos
esul ados.
Los alumnos ap enden a abo da un p oblema como
pun o de pa ida, o mula sus p opias hipó esis, ela-
bo a el p o ocolo expe imen al adecuado, desa olla
un abajo de discusión en g upo
y
llega a unas con-
clusiones que con i men sus hipó esis iniciales. El a-
ENSEAANZA DE
LAS CIENCIAS
IN VESTIGACION
Y
EXPERIENCIAS DIDACTICAS
bajo en g upo supone expone las p opias ideas y po
o o lado sabe espe a las del o o; la c í ica dc los
esul ados ob enidos, en es e sen ido, y discu idos en
g upo,
es
uno,de los componen es más impo an es de
cualquie ac i idad in es igado a.
Po o a pa e, se ha a ado de que los alumnos ela-
bo en sus p opios cuade nos me odológicos de labo-
a o io. Es o debe cons i ui un obje i o impo an e en
un labo a o io. Un cuade no ep esen a una se ie de
p o ocolos expe imen ales, no as acla a o ias, p oble-
mas su gidos du an e la expe imen ación, imp o isa-
ciones que se han ealizado e c
...,
que a la ho a de e-
copila esul ados o de ep oduci un expe imen o
de-
e minado, se conside an esenciales. Re lejan ambien,
la ep esen ación de esul ados ya sea en o ma de a-
blas o igu as, aspec o és e de mayo o, al menos, de
igual ascendencia que la p opia expe imen ación en sí.
BUNGE, M., 1972,
La in es igación cien iyica,
(A iel,
Ba celona).
COMIN,
P.,
1984, Un in en o de hace ciencia pa a enseila
ciencias.
ERIaianza de las ciencias,
2, 117-120.
GENE, A.
y
GIL,
D., 1982, Ense ianza de
las
ciencias na u-
ales po descub imien o.
Cuade nos de Pedagogía,
94,
6446.
GIORDAN, A., 1978,
Obse a ion-Expe imen a ion:
Mais
commen les Clk es ap ennen -ils?,
Re ue F ancaise de
Pé-
dagogie,
44.
66-73.
GOLDSTEIN, M., 1978.
How we know. An explo a ion
o/
(he scien i ic p ocess.
(Plenum P ess, New Yo k).
METFESSEL, N.S.
y
MICHAEL, W.B., 1969, Ins umen-
a ion o Bloom's and K a wohl's Taxonomies o he
El do a a los cen os docen es, sob e odo de
EGB
y
BUP del ma e ial necesa io pa a lle a a cabo una do-
cencia acional, basada en el mé odo cien í ico, cons-
i uye una necesidad impe iosa, si que emos que la base
de nues a sociedad u u a, que la cons i uyen nues-
os alumnos, se solidi ique, así como, el ap o echa
odo aquello que los nue os mé odos educa i os nos
o ecen y las inno aciones en el campo de la in o má-
ica, como al e na i a de u u o en la aplicación del mé-
odo cie~ í ico po o denado .
Desde aquí in i o a cuan os p o eso es uni e si a ios
es é en su mano, a segui la iínea de nue a men alidad
pedagógica, que se es á iniciando po algunos p o e-
so es inno ado es, an o en EGB como en
BUP,
en el
desa ollo del mé odo cien í ico en sus expe iencias
didác icas.
W i ing o Educa ional Obje i es, p esen ado en la Con-
e encia anual de la
Ame ican Educa ional Resea ch
Asso ia ion.
OCHAITA, L., 1980, Re lexiones his b icas sob e la didac-
ica de las ciencias.
Re is a de Bachille a o,
16, 2-6.
PLATT,
J.
R., 1962,
The Exci emen o/ Science.
(Houg on
Mi lin Co., Bos on).
POPPER, K.R.,
1962.
Lalógica de la in es igación cien yi-
ca.
(Edi o ial Tecnos, Mad id).
PRATS, F., 1979,
Los obje i os de la Física
y
la
Química.
(1.C.E. Uni e sidad Au bnoma de Mad id).
YACER, R.E.. 1982, The c isis in Biology Educa ion.
The
ame ican Biology eache .
44
(6), 328-336.
ENSEÑANZA
DE
LAS CIENCIAS