Biotecnología enfocada al sector agropecuario y minero con guías de laboratorio

Biotecnología

enfocada al Sector

Agropecuario y Minero

con Guías de Laboratorio

Luis Miguel Borrás Sandoval

Leidy Y. Rache Cardenal

José J. Martínez

Gerardo Andrés Caicedo Pineda

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

2021

Primera Edición, 2020

50 ejemplares (impresos)

Biotecnología enfocada al sector agropecuario y minero con guías de laboratorio

Biotechnology in Agricultural and Mining Industries - Including Laboratory Guides

ISBN: 978-958-660-485-7

ISBN Digital: 978-958-660-486-4

Colección Académica UPTC N.° 31

Proceso de arbitraje doble ciego

Recepción: junio de 2020

Aprobación: septiembre de 2020

© Luis Miguel Borrás Sandoval, 2021

© Leidy Y. Rache Cardenal, 2021

© José J. Martínez, 2021

© Gerardo Andrés Caicedo Pineda, 2021

© Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2021

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Libro resultado de investigación con SGI 2993

Citar este libro / Cite this book

Borrás Sandoval, L., Rache Cardenal, L., Martínez Zambrano, J. & Caicedo Pineda, G. (2021). Biotecnología enfocada al sector agropecuario y minero con guías de laboratorio. Tunja: Editorial UPTC.

https://doi.org/10.19053/9789586604857

Resumen

Este libro presenta de manera concisa los conceptos de la biotecnología aplicada al sector agropecuario y minero, dos de los renglones más importantes de Colombia, y permite comprender los alcances y perspectivas de esta ciencia, para lograr una mayor competitividad en estos sectores. Las guías de laboratorio podrán servir no solo en el ámbito académico, sino como protocolos base para la comunidad científica interesada en estos temas.

Palabras clave: biotecnología aplicada a la producción animal, biotecnología aplicada a la propagación vegetal, biotecnología aplicada al procesamiento de minerales.

Abstract

This book presents in a concise way the concepts of biotechnology applied to the agricultural and mining sectors, two of the most important lines in Colombia, and allows us to understand the scope and perspectives of this science, to achieve greater competitiveness in these sectors. Laboratory guides may serve not only in the academic field, but also as base protocols for the scientific community interested in these topics.

Keywords: biotechnology applied to animal production, biotechnology applied to plant propagation, biotechnology applied to mineral processing.

Contenido

Prólogo

Capítulo

Biotecnología aplicada a la producción animal

1.1 Generalidades

1.2 Biotecnología reproductiva

1.3 Producción de alimentos para alimentación animal

1.4 Fermentación en estado sólido

1.5 Uso de enzimas en la producción animal

1.6 Otros usos de la biotecnología

1.8 Referencias

1.9 Prácticas de laboratorio

Capítulo 2

Biotecnología aplicada a la propagación vegetal

2.1 Generalidades

2.2 Conceptos básicos

2.3 Embriogénesis en tejidos vegetales

2.4 Organogénesis en tejidos vegetales

2.5 Micropropagación en tejidos vegetales

2.6 Cultivo in vitro para la producción de metabolitos secundarios en frutos tropicales

2.7 Referencias

2.8 Prácticas de laboratorio

Capítulo 3

Biotecnología aplicada al procesamiento de minerales

3.1 Generalidades

3.2 Aplicaciones en minería

3.3 Mecanismos para la lixiviación/oxidación bacteriana de sulfuros

3.4 Biomineralización mediada por microorganismos

3.5 Cinética microbiana en bioprocesos mineros

3.6 Metodología de planeación de bioprocesos mineros

3.7 Referencias

3.8 Prácticas de laboratorio

Prólogo

La biotecnología, tanto la de tipo convencional como la de última generación con manipulación del material genético de los organismos vivos, juega un rol inmejorable y se constituye en una verdadera alternativa de desarrollo y un gran aporte a la solución o, al menos, a la mitigación de la pobreza y la desnutrición.

Este libro, creado con entusiasmo y en contexto, es el mecanismo idóneo para poner a disposición tanto de la academia como del sector productivo y de los investigadores de Colombia y América Latina, una actualización y un marco referencial sobre el estado del tema y las reales posibilidades de aplicación de la biotecnología en tres áreas fundamentales:

1. La biotecnología aplicada a la producción animal: con un enfoque claro sobre las posibilidades de aplicación en la reproducción, en la producción de alimentos para animales de granja, basándose en nuevos estudios sobre preparados microbianos como aditivos biológicos, el uso de probióticos, prebióticos y simbióticos, así como la aplicación de la fermentación en estado sólido (FES) y el uso de enzimas para mejorar el aprovechamiento de los piensos. Se complementa esta fascinante ciencia con una actualización en la transgénesis animal y el uso de animales como biofábricas o biorreactores. La parte práctica es asumida mediante destrezas de laboratorio destinadas a la academia en universidades interesadas en las ciencias agropecuarias.

2. La biotecnología aplicada a la propagación vegetal: la parte introductoria es presentada con una conceptualización fluida, concreta y sencilla; luego hay una aproximación a la embriogénesis en tejidos vegetales, con la inclusión de ejemplos en una especie determinada. De igual manera, trata la organogénesis en tejidos vegetales, las técnicas de micropropagación en tejidos vegetales, demostradas de forma práctica, y cierra con una clara y profunda explicación sobre el cultivo in vitro para la producción de metabolitos secundarios en frutos tropicales. Además, se concretan diferentes prácticas de laboratorio que permitan al estudiante asumir con mayor claridad la parte teórica.

3. La biotecnología aplicada al procesamiento de minerales: se inicia con los fundamentos que permiten entender con facilidad como la biotecnología extiende sus límites y se convierte en aliada estratégica de ciencias como la mineralogía; se demuestran sus actuales aplicaciones, que son una verdadera alternativa tecnológica al uso de las técnicas y metodologías tradicionales contaminantes; se aborda meticulosamente la biolixiviación de metales, la biooxidación de menas refractarias, la bioflotación de minerales, el biomejoramiento de materiales y la recuperación de metales de residuos electrónicos, entre otros procesos de interés. Se lleva a cabo un valioso análisis de los mecanismos para la lixiviación/oxidación bacteriana de sulfuros, los microorganismos involucrados, los mecanismos de reacción y las rutas oxidativas. Se profundiza además en la importancia del hierro en la biooxidación, su metabolismo y los factores fisicoquímicos que afectan esta biooxidación. Adicionalmente, se presentan datos científicos sobre la biomineralización mediada por microorganismos y se usa como ejemplo la biosíntesis del carbonato de calcio y de la nanomagnetita. Este capítulo cierra con un análisis y una explicación clara de la cinética microbiana en bioprocesos mineros, el crecimiento celular, el consumo de sustrato, la formación de productos, la metodología de planeación de bioprocesos mineros, principalmente la mineralogía de procesos, los sistemas biológicos y los tipos de procesos. Toda esta amplia e interesante información tecnológica y científica es complementada con prácticas de laboratorio que mejorarán su entendimiento y aplicabilidad; y con seguridad despertará en el lector la pasión por la biotecnología.

Byron Díaz Monroy

Doctor en Ciencias Veterinarias

Escuela Superior Politécnica de Chimborazo

Ecuador

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