Nuevamente Biología 1 Las relaciones d elos seres vivos entre sí y con su ambiente by Marcela Lalia

1 AÍGOLOIB

BIOLOGÍA 1

Nuevamente

Recursos para el docente CABA 1.er año

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María Gabriela Barderi

María Eugenia Gemelli

Débora J. Frid

Hilda C. Suárez

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BIOLOGÍA 1 Recursos para el docente BIOLOGÍA 1. Las relaciones de los seres vivos entre sí y con su ambiente. Recursos para el docente

es una obra colectiva creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana S. A., bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo:

Nuevamente

María Gabriela Barderi Débora J. Frid María Eugenia Gemelli Hilda C. Suárez Editoras: María Gabriela Barderi y Nora Bombara Jefa de edición: Patricia S. Granieri Gerencia de gestión editorial: Mónica Pavicich

Índice CABA 1.er año

Jefa de Arte: Claudia Fano. Diagramación: Daniel Balado. Corrección: Daniel Álvarez. Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito.

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Cuadro de contenidos, pág. 2 • Cómo es el libro, pág. 6 • Solucionario, pág. 16

Biología 1 : las relaciones de los seres vivos entre sí y con su ambiente : recursos para el docente / María Gabriela Barderi ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2008. 32 p. ; 28x22 cm. - (Nuevamente)

Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: octubre de 2008.

ISBN 978-950-46-2049-5

1. Formación Docente. 2. Biología. I. Barderi, María Gabriela

Este libro se terminó de imprimir en el mes de octubre de 2008 en Cooperativa de Trabajo Limitada Gráfica Vuelta de página, Llerena 3142, Buenos Aires, República Argentina.

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Capítulo Así es la ciencia

La ecología

2 Los niveles de organización en el ecosistema

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Modos de conocer

Objetivos de aprendizaje

La ciencia: provisional y perfectible. Las mujeres en la ciencia. La investigación científica. Estrategias de ayer, estrategias de hoy. Descubrimientos al azar. Las hipótesis científicas. Los modelos científicos. Los modelos escolares. Los comienzos de la ciencia. La biología: una ciencia “viva”. La comunicación científica.

Reconocimiento de las características de la ciencia como algo dinámico, provisional y perfectible. Lectura de textos de divulgación científica relacionados con la vida cotidiana e interpretación de sus contenidos. Reflexión acerca de la importancia de las hipótesis en ciencias. Relación entre estas hipótesis y el trabajo experimental. Caracterización de los modelos científicos. Aplicación de estos modelos. Diferenciación con los modelos escolares. Reconocimiento de la importancia de la comunicación en ciencias. Caracterización de las habilidades lingüísticas.

Vivenciar la ciencia como una actividad necesaria para el desarrollo de una sociedad. Implementar la lectura comprensiva de los textos científicos. Trabajar sobre las habilidades lingüísticas para fomentar su uso tanto en la expresión oral como en la escrita. Reflexionar sobre el uso de imágenes técnicas que puedan ayudar a la comprensión de un tema. Desarrollar gradualmente una actitud analítica y responsable frente a los medios masivos de comunicación en cuanto a la divulgación de noticias científicas.

Historia de la ecología como ciencia. Ecólogos que contribuyeron al desarrollo de la ecología. Concepto de sistema y ecosistema. El trabajo del ecólogo. Diferencias entre ecología y ecologismo. Concepto de modelo. Aplicación de modelos en ecología. Diversos tipos de modelos: gráficos, numéricos y computacionales.

Identificación de las diferencias entre la ecología descriptiva y la ecología como una ciencia estructurada con capacidad de elaborar predicciones. Búsqueda en diversas fuentes de información acerca del objeto de estudio de la ecología. Identificación del ecosistema como un ejemplo de sistema. Análisis del trabajo del ecólogo. Identificación de las diversas ramas de la ecología. Análisis de las diferencias que existen entre ecología y ecologismo. Obtención, comparación y discusión de la información proveniente del ámbito científico y de los movimientos ecologistas. Comprensión de la importancia del uso de modelos en ecología y caracterización de su diversidad. Exploración, interpretación y elaboración de diferentes modelos.

Favorecer la reflexión en torno a las características de la ecología como ciencia, a partir de poner de manifiesto su objeto de estudio, sus metodologías y sus herramientas de análisis. Reconocer la importancia de la labor de los ecólogos como agentes imprescindibles y necesarios en el estudio de problemas ecológicos. Valorizar la importancia de la elaboración de modelos ecológicos de simulación como un medio de prevenir un impacto ambiental negativo sobre el medioambiente. Analizar las diferencias entre ecología y ecologismo atendiendo a sus fines y a su metodología de trabajo.

Niveles de organización en ecología. Población: concepto y estructura. Relaciones intraespecíficas: concepto de sociedades animales. La dinámica poblacional: curvas de crecimiento. Relaciones interespecíficas. Relaciones de ayuda y relaciones perjudiciales. Comunidades: concepto, dinámica y estructura. Relación predador-presa. La sucesión de comunidades. Concepto de nicho ecológico y de hábitat. Técnica de muestreo: su aplicación en el estudio de poblaciones y comunidades.

Discusión acerca de la necesidad de distinguir entre individuo, especie y población al estudiar los ecosistemas. Análisis de las propiedades emergentes de cada uno de los niveles de organización en el ecosistema. Identificación de las poblaciones dentro de una comunidad. Interpretación de ejemplos en los que la unidad de análisis puede ser una comunidad, una población o el ecosistema completo según el objetivo de estudio. Descripción de las relaciones interespecíficas e intraespecíficas entre los individuos de un ecosistema. Interpretación y elaboración de gráficos que muestran la interdependencia entre las poblaciones (relación de competencia y de predador-presa) de una comunidad.

Utilizar adecuadamente el vocabulario científico y adecuar los términos “población” y “comunidad” en el contexto ecológico pertinente. Conocer las relaciones que se establecen entre los individuos de un ecosistema, tanto las beneficiosas como las perjudiciales. Representar por medio de gráficos la interdependencia que se establece entre las poblaciones de un ecosistema. Interpretar curvas sobre la fluctuación de las poblaciones a lo largo del tiempo. Interpretar gráficos en la dinámica de los ecosistemas.

Cuadro de contenidos

Conceptos

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Concepto ecológico de paisaje. Características del ecosistema. Diversidad. Los límites de un ecosistema. Relaciones tróficas en los ecosistemas: cadenas y redes alimentarias. Variables que determinan el control del tamaño poblacional. El equilibrio de los ecosistemas. Alteraciones en los ecosistemas.

Búsqueda de información, análisis y discusión de casos de interdependencia entre los componentes bióticos y abióticos de un ecosistema. Interpretación de los paisajes como ecosistemas. Análisis y discusión de ejemplos sobre la relatividad en el establecimiento de límites en el ecosistema. Elaboración e interpretación de cadenas y redes tróficas a partir de ejemplos de ecosistemas diversos. Identificación de los niveles tróficos de una cadena alimentaria. Anticipación de posibles consecuencias ante los cambios en algunos de los elementos de una red trófica. Análisis de las variables que regulan el crecimiento poblacional.

Distinguir las diferencias entre paisaje y ecosistema. Reconocer la relación que se establece entre los componentes bióticos y abióticos de un ecosistema. Identificar cuáles son las variables necesarias para que un ecosistema se encuentre en equilibrio. Verificar, mediante ejemplos concretos, cómo se altera el equilibrio ecológico cuando aumenta o disminuye la cantidad de individuos de un determinado nivel trófico.

Composición química de los alimentos. Características y función de: los hidratos de carbono, los lípidos y las proteínas. Las vitaminas y los minerales, y su función. Macroelementos y microelementos que necesita nuestro cuerpo para un correcto funcionamiento. Importancia del agua en la dieta. Concepto de nutriente. El valor calórico de los alimentos. Importancia de una buena nutrición. Composición de los seres vivos. Unidad anatómica y funcional de los seres vivos: la célula. Características de células eucariotas. Orgánulos celulares y su función.

Búsqueda y análisis de información acerca de la composición de los alimentos y su función en los organismos vivos. Establecimiento de relaciones entre la composición química de los alimentos y la de los organismos vivos. Descripción de una dieta equilibrada. Lectura de la información nutricional que aportan los alimentos. Representación de proteínas y glúcidos como polímeros formados por unidades más pequeñas. Caracterización de una célula eucariota. Identificación de las diferencias entre una célula procariota y una eucariota. Identificación de las diferencias entre una célula eucariota animal y una célula eucariota vegetal.

Identificar la presencia de nutrientes en los alimentos y reconocer la función que cada uno de ellos cumple en los seres vivos. Identificar la presencia de sustancias químicas comunes en los alimentos y en los seres vivos. Reconocer la importancia de una dieta equilibrada para mantener una buena calidad de vida. Reconocer las células como las unidades de estructura y función de todos los seres vivos. Distinguir las diferencias que existen entre los distintos tipos de células.

Concepto de materia. Representación de la estructura interna de la materia: el modelo cinético-corpuscular. Estados de agregación de la materia. El modelo Los estados de la materia de acuerdo con el modelo cinécorpuscular: tico-corpuscular. transformaciones Los cambios de estado de agregación. y estructura de Los átomos y el modelo atómico. Los elementos químicos, las sustancias simples y compuestas. la materia El lenguaje químico: símbolos y fórmulas. Las reacciones químicas. Reacciones de combinación y descomposición. Ecuaciones químicas: reactivos y productos. Variaciones de energía que acompañan a las reacciones químicas. Reacciones endotérmicas y exotérmicas. Características de la molécula de agua. Diferentes estados del agua: sólido, líquido y gaseoso.

Identificación de las propiedades de la materia. Búsqueda de información sobre el tamaño de partículas. Representaciones de los estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso) utilizando maquetas y dibujos. Análisis de los cambios de agregación de la materia sobre la base del modelo cinético-corpuscular. Identificación y búsqueda de ejemplos de las diferencias entre elemento químico, sustancias sencillas y compuestas. Comparación entre moléculas biológicas y no biológicas. Exploraciones de distintas transformaciones químicas. Interpretación del “lenguaje químico”. Distintos modos de representar las transformaciones químicas (maquetas y ecuaciones). Distinción entre reactivos y productos. Reconocimiento de las reacciones de síntesis y de descomposición. Análisis de ejemplos de transformaciones químicas como reordenamiento de partículas.

Reconocer las propiedades de la materia. Relacionar el modelo atómico con la estructura del átomo. Comprender los diversos estados de la materia a partir del modelo cinético-corpuscular. Interpretar los estados de agregación de la materia de acuerdo con el modelo cinético-corpuscular. Identificar las diferencias entre elemento químico, sustancia simple y sustancia compuesta. Interpretar las reacciones químicas como un proceso que involucra el reordenamiento de partículas y relacionarlo con la conservación de la materia. Relacionar reacciones de síntesis con procesos que requieren energía y reacciones de degradación con procesos que la liberan.

3 El funcionamiento de los ecosistemas

4 La composición de los seres vivos

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Capítulo

6 Los seres vivos: sistemas abiertos

Los autótrofos y la fotosíntesis

8 Los heterótrofos y la alimentación

Modos de conocer

Objetivos de aprendizaje

Definición del concepto de sistema. Los seres vivos como sistemas. Tipos de sistemas: abiertos y cerrados. Niveles de organización de la materia en los seres vivos. Alimentación en autótrofos y heterótrofos: generalidades.

Interpretación de los seres vivos como sistemas abiertos. Interpretación de los sistemas como la interacción que se establece entre los subsistemas que lo componen. Análisis de ejemplos de diversos objetos y procesos que pueden analizarse como sistemas y de las condiciones que permiten diferenciarlos como tales. Indagación y discusión acerca de la arbitrariedad en la definición de los límites de los sistemas. Búsqueda y análisis de ejemplos de sistemas cerrados y abiertos.

Analizar desde una perspectiva sistémica distintos ejemplos que dan cuenta de la complejidad de los sistemas, teniendo en cuenta la interacción entre las partes y de estas con el todo. Distinguir a los seres vivos como sistemas abiertos. Reflexionar sobre la diferencia que existe entre sistemas abiertos y cerrados.

Los organismos autótrofos. Autótrofos quimiosintéticos y fotosintéticos. Características de la quimiosíntesis. La fotosíntesis en las plantas verdes. Características del proceso de fotosíntesis. Otros organismos fotosintéticos: algas y bacterias. Función de los organismos autótrofos en el ecosistema.

Descripción de organismos autótrofos fotosintéticos y quimiosintéticos. Análisis de la fotosíntesis como caja negra: entrada de moléculas sencillas y energía proveniente de la luz solar y salida de productos más complejos. Análisis del proceso de fotosíntesis en algas y en bacterias. Realización de experimentos que ofrecen datos sobre la fotosíntesis. Análisis y discusión de los experimentos históricos que dan cuenta del desarrollo de algunos modelos para la fotosíntesis. Comprensión de la función que cumplen los autótrofos en el ecosistema.

Establecer la importancia de la función que cumplen los seres vivos autótrofos en el ecosistema. Identificar las diferencias entre quimiosíntesis y fotosíntesis. Analizar la importancia del papel que cumple la fotosíntesis para los seres vivos aeróbicos.

Concepto de alimentación. Diferentes formas de obtener el alimento en los animales. La transformación de los alimentos. La alimentación de los hongos. Características de la digestión en algunos animales: gusanos redondos, insectos, peces y aves. Características del sistema digestivo en el ser humano. Función de los organismos heterótrofos en el ecosistema.

Búsqueda y sistematización de la información sobre organismos heterótrofos. Comprensión del proceso de alimentación en heterótrofos. Análisis de las diferentes formas de alimentación en heterótrofos y su relación con el tipo de alimento incorporado. Análisis de la digestión como caja negra: entrada de alimentos (materiales complejos), transformación en sustancias más simples, y eliminación de desechos.

Relacionar la forma de obtención del alimento de los heterótrofos consumidores con el tipo de dieta. Analizar el proceso de transformación que sufren los alimentos en el sistema digestivo. Analizar la función que cumplen los heterótrofos consumidores y descomponedores en el ecosistema.

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Cuadro de contenidos

Conceptos

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9 La respiración en autótrofos y en heterótrofos

10 Ciclos de la materia y flujo de la energía

11 La intervención humana en los ecosistemas

El proceso de respiración. Propiedades de la respiración externa o ventilación. Diferentes tipos de respiración externa: traqueal, branquial y pulmonar. Respiración en plantas: función de los estomas. Características de la respiración interna. La respiración celular y su relación con la obtención de la energía de los alimentos. Respiración celular aeróbica y anaeróbica. Diferencias entre la respiración celular y la combustión.

Análisis de la respiración como caja negra: entrada de moléculas complejas, transformaciones que liberan energía y salida de productos más sencillos. Análisis de las diferencias que existen entre la respiración externa, la respiración interna y la respiración celular. Descripción de la respiración celular aeróbica y anaeróbica. Descripción de los diferentes tipos de respiración externa: traqueal, branquial y pulmonar. Realización de experimentos que ofrecen datos sobre el proceso de respiración.

Analizar la transformación de la materia que se lleva a cabo en la respiración celular. Identificar la respiración celular como una reacción de degradación y exotérmica. Analizar la relación que existe entre la respiración externa, la respiración interna y la respiración celular. Identificar los reactivos y productos de la respiración celular. Analizar las diferencias entre fermentación y respiración celular aeróbica.

El ecosistema como sistema abierto. Organismos presentes en el ecosistema que contribuyen a la formación del suelo. La transformación de materia orgánica en inorgánica. El recorrido de la materia y de la energía en los ecosistemas. Función de autótrofos, heterótrofos y descomponedores en el ciclo de la materia y el flujo de la energía. La productividad primaria de un ecosistema. Pirámides de biomasa. Ciclos biogeoquímicos. Ciclos del carbono, del nitrógeno y del agua.

Interpretación de la dinámica de los ecosistemas desde la noción de sistema abierto. Comparación de los caminos que siguen la materia y la energía en el ecosistema. Análisis de las consecuencias del ciclo de la materia y del flujo de la energía para el ecosistema. Interpretación y elaboración de diagramas de flujo. Comprensión del concepto de productividad primaria. Interpretación de pirámides de biomasa. Interpretación de representaciones gráficas de sistemas abiertos (entradas y salidas) y anticipación de cambios al modificar algunas de las condiciones. Análisis de los ciclos biogeoquímicos.

Establecer relaciones entre los ciclos de la materia y la función de cada uno de los niveles tróficos del ecosistema. Analizar las consecuencias del ciclo de la materia y del flujo de la energía para el ecosistema. Interpretar el concepto de productividad primaria y su relación con los procesos de fotosíntesis y de respiración.

Diferentes formas de interacción del hombre con el medioambiente: ¿dominación o armonía? Hacia una idea de impacto ambiental. Algunas causas de la crisis ambiental actual. Modificación de los paisajes naturales ocasionada por el hombre. Soluciones a los problemas ambientales originados por las actividades humanas. Uso racional de los recursos naturales. Desarrollo, superpoblación y agotamiento de los recursos naturales. Problemas ambientales globales y locales. La deforestación y la destrucción de hábitats. Causas de la deforestación: la expansión de las fronteras rural y urbana. Impactos positivos y negativos. La erosión del suelo y la desertificación. La contaminación. Factores que influyen en la pérdida de la biodiversidad: consecuencias para el planeta.

Comprensión de la relación que se establece entre el hombre y la Naturaleza. Reconocimiento de la importancia de un uso racional de los recursos naturales. Análisis de algunos ejemplos de problemas ambientales: la deforestación y la destrucción de hábitats. Análisis de las consecuencias para el planeta de la expansión agropecuaria y de la expansión urbana. Reconocimiento del impacto ambiental que provocan la erosión del suelo y la desertificación. Análisis de las diferentes acciones del hombre que originan la contaminación ambiental. Reflexión crítica sobre la pérdida de la biodiversidad en los ecosistemas. Anticipación de posibles efectos de los cambios en los ecosistemas de diferente complejidad.

Reconocer la importancia de la acción que ejerce el hombre en la Naturaleza. Reflexionar sobre las actitudes que podemos modificar para no contaminar el medioambiente. Reconocer el impacto ambiental negativo que causan ciertas conductas humanas sobre el medioambiente. Reflexionar sobre las consecuencias para el planeta de la pérdida de la biodiversidad.

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Cómo es el libro

El libro de Biología 1 Así comienza El libro de Biología 1. Las relaciones de los seres vivos entre sí y con su ambiente comienza con un capítulo introductorio llamado Así es la ciencia. En él se describen progresivamente algunas características del quehacer científico. Se hace uso de la historia de la ciencia como herramienta para

la comprensión del proceso de construcción científica, modalidad que se recupera a lo largo de todo el libro. Así es la ciencia mantiene la misma estructura que el resto de los capítulos; sin embargo, merecen mención especial algunos aspectos, que serán de interés para el trabajo en el aula.

El tratamiento de la historia Y la historia de la ciencia, también es una sección que permite que los alumnos reconozcan la importancia del estudio de la historia de la ciencia. Se espera que los alumnos dejen de ver los avances científicos como un resultado acabado, para comenzar a considerarlos dinámicos y generados a partir de la actividad de personas inmersas en un “escenario” social e histórico particular.

La imagen del científico Se trabaja la apropiación de una imagen realista de los científicos y de su trabajo, para confrontarla con la frecuente visión deformada que los alumnos tienen sobre ella.

Se trabaja con las aplicaciones modernas del conocimiento científico y con la forma en que este repercute en la vida cotidiana.

Es importante que los alumnos incorporen la idea de que la ciencia es una construcción colectiva, que resulta de los aportes y la colaboración de muchos científicos.

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Las habilidades lingüísticas Las habilidades lingüísticas se ponen de manifiesto en la comunicación con los diferentes actores educativos. Si el proceso de aprendizaje es una construcción personal mediada por dicha interacción, se hace necesario ayudar a los alumnos

a mejorar sus producciones orales y escritas. En esta introducción, los alumnos abordan las diferencias que existen entre las habilidades y las “pondrán en juego” a lo largo de todo el libro.

Habilidades lingüísticas Describir

Definir

Es…

Contar cómo es un objeto, un hecho o una persona representándolo con palabras, dibujos, esquemas, etc. Dar una idea general de algo.

Proporcionar con claridad el signiﬁcado de un concepto. Hacer comprensible un fenómeno o un acontecimiento a un destinatario.

Responde a…

¿Cómo es? ¿Qué hace? ¿Para qué sirve?

Se usa en…

Ejemplo

Narrar

Argumentar

Explicar*

Relatar hechos que les suceden a unos personajes en un lugar y en un tiempo determinados.

Aﬁrmar o refutar una opinión con la intención de convencer a la audiencia.

Dejar claras las causas por las cuales ocurre un evento o fenómeno. Una explicación modiﬁca el estado de conocimiento de quien la recibe.

¿Qué es? ¿Qué signiﬁca?

¿Qué pasa? ¿Quién es?

¿Qué pienso? ¿Qué me parece?

¿Por qué? ¿Cómo? ¿Para qué?

Guías de viaje, cartas, diarios, diccionarios, clases.

Libros de texto, diccionarios, artículos de divulgación, enciclopedias, clases.

Novelas, cuentos, noticias, biografías, leyendas, clases.

Discursos políticos, cartas de lectores, críticas de espectáculos, juicios, resultados de un trabajo cientíﬁco.

Revistas y artículos de divulgación, conferencias, clases.

¿Cómo es el vestido que se compró tu tía? Es de algodón y sin mangas. El fondo de la tela es de color verde loro con un tucán estampado en la espalda. Debajo de la falda viene enganchada una enagua de tul amarillo.

¿Qué es el calentamiento global? Es el fenómeno observado en las últimas décadas en la superﬁcie terrestre. Consiste en el aumento de las temperaturas de la atmósfera y del agua de los océanos.

¿Quién fue Leonardo da Vinci? Fue un pintor italiano de la época del Renacimiento que también se destacó por sus aportes a la arquitectura y la ciencia.

¿Qué pensás sobre la clonación? En mi opinión, si los ﬁnes con los que se utiliza esta técnica son buenos, el avance para la humanidad será importantísimo gracias a ella.

¿Por qué el hielo se derrite si ponemos sal sobre él? Porque con el agregado de un soluto (como la sal) disminuye el punto de fusión del agua. Entonces, la mezcla se funde por debajo de los 0 ºC.

*Explicar y justificar son habilidades lingüísticas muy parecidas y en este libro las consideraremos equivalentes.

La sección Palabras en ciencia, al final de los capítulos, propone el trabajo con las habilidades lingüísticas.

Las definiciones presentadas para las diferentes habilidades lingüísticas no son “estáticas”. Sugerimos que cada docente y sus alumnos las analicen y establezcan un consenso acerca de lo que se espera con cada una de ellas.

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¿Cómo continúa? El libro de Biología 1 (Los procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia) cuenta con once capítulos que abordan estas disciplinas de manera integrada. Además de lograr la comprensión del contenido,

se busca generar en el alumno la apropiación de modelos científicos actuales a partir del análisis y la discusión de los modelos antiguos.

La apertura del capítulo Cada capítulo comienza con dos historias que transcurren en paralelo, en formato de historieta, que intentan reflejar de qué

manera un hecho histórico está presente (o cómo influye) en nuestra vida cotidiana.

Número y título del capítulo.

La historieta de la izquierda remite a un hecho histórico y central para el tema que se desarrollará en el capítulo.

La historieta de la derecha se relaciona con un hecho cotidiano que se vincula, de algún modo, con la historia de la ciencia.

Las actividades presentadas luego de La historia bajo la lupa se resuelven siempre de manera grupal. Su objetivo es recuperar conceptos trabajados en la apertura, así como indagar en ideas previas.

La Hoja de ruta muestra la organización de contenidos que se desarrollarán a lo largo del capítulo.

Las actividades presentadas aquí siempre son de carácter individual. Su objetivo es la anticipación de contenidos. Las respuestas se recuperan al finalizar el capítulo en la sección Actividades finales.

En el momento de dar inicio a un capítulo, una estrategia para el docente puede ser llevar a cabo una lectura colectiva de las historietas. Esto permitirá un enriquecimiento del trabajo a partir de la opinión y el debate.

La sección La historia bajo la lupa pone en contexto ambas historias. Se incorporan nuevos datos, que son necesarios para resolver las actividades que continúan.

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El desarrollo del texto

El texto se presenta con un lenguaje sencillo y claro. Los títulos y subtítulos organizan el desarrollo de los contenidos.

Las actividades instantáneas intercaladas en el texto tienen como objetivo la anticipación de contenidos y se resuelven al finalizar el tema tratado. En otros casos, aplican o integran los contenidos.

Hora de ir al laboratorio y Tiempo de hacer una práctica de campo son invitaciones para hacer un trabajo práctico fuera del aula. Siempre remiten a alguna página de la sección final del libro, donde se reúnen todas las prácticas de campo y las de laboratorio.

Los esquemas, las fotografías y los gráficos son recursos que permiten una mejor comprensión de los conceptos. Están acompañados, en todos los casos, por epígrafes cortos y claros que en ocasiones proporcionan datos adicionales.

El desarrollo de los temas generalmente utiliza representaciones múltiples. Para favorecer una interrelación entre ideas, es interesante solicitarles a los alumnos, explícitamente, que utilicen más de un tipo de representación para abordar los contenidos.

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Las secciones especiales En cada capítulo hay por lo menos tres secciones especiales: Actividades, Pura ciencia y Autoevaluaciones.

Las actividades

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competencias científicas y activen diversas habilidades cognitivo-lingüísticas.

En algunos casos, los alumnos recuperan contenidos adquiridos en las páginas anteriores para “ponerlos en juego” en nuevas situaciones problemáticas.

En otros, se involucran con las características de los procesos científicos, recuperando contenidos trabajados en Así es la ciencia.

Asimismo, se presentan algunas actividades que dejan entrever la manera en que la ciencia y la tecnología forman parte de nuestra vida cotidiana e influyen en nuestra calidad de vida.

Finalmente, otras actividades favorecen el vínculo entre los temas desarrollados en el capítulo y noticias de actualidad.

Las páginas de actividades son fácilmente identificables, tanto por el color de fondo como por la banda inicial característica. Están pensadas para que los alumnos desarrollen

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Pura ciencia Se trata de una sección especial que se presenta una vez en cada capítulo. En cada una de ellas se propone un trabajo diferente que detalla una actividad distintiva y vinculada con el quehacer científico. Se la considera un espacio propicio

para el desarrollo de procedimientos, habilidades y destrezas. Cabe aclarar que en esta sección no se abordan actividades experimentales, que se encuentran al final del libro.

La hipótesis:

corroborar

o refutar Las habilidades que se propone trabajar en cada caso se explicitan en el subtítulo.

Generalmente, al comienzo se describe en forma breve la habilidad específica que se pretende trabajar, aunque han tenido un mayor tratamiento en la introducción del libro.

Dis Elaboración

ental

perim eño ex

de modelos

n Interpretació de gráficos

Con la intención de sostener el dinamismo de la página, en ocasiones aparece una caricatura animada, exclusiva de la sección. Suele hacerse preguntas relacionadas con el tema. No son actividades para los lectores, pero sí pueden encontrarse en ellas sugerencias interesantes para ampliar el tema de discusión o bien para resolver algún problema, relacionado con el tema, de manera oral.

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Autoevaluaciones Uno de los principales objetivos de la enseñanza es fomentar el desarrollo de aprendizajes significativos, y esto requiere una participación activa y reflexiva por parte de los alumnos. En este sentido, cobra especial importancia el desarrollo de habilidades metacognitivas, donde es el

propio alumno quien, a partir de la reflexión, regula sus propios procesos de aprendizaje, tomando conciencia tanto de sus dificultades como de sus facilidades para estudiar. Este es el objetivo de la Autoevaluación.

En las páginas de desarrollo de contenidos.

Las autoevaluaciones están ubicadas estratégicamente, de manera tal que colocan a los alumnos en situaciones de reflexión sobre los procedimientos que utilizan para aprender. Dichos procedimientos se retoman y se analizan al final de cada capítulo.

En Actividades.

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Las actividades finales Al finalizar el desarrollo de contenidos se encuentran las Actividades finales, separadas en diferentes categorías:

Para recuperar conceptos incluye actividades de resolución simple y cerrada que buscan ordenar los contenidos centrales necesarios para la resolución de las demás actividades.

Con solución abierta propone una situación problemática que no posee una respuesta única. Tiene como objetivo que el alumno utilice los contenidos aprendidos y los transfiera a las situaciones propuestas.

Ciencia de todos los días propone el análisis de una situación cotidiana para aplicar los contenidos trabajados.

Palabras en ciencia, como ya se mencionó, pretende poner en juego las habilidades lingüísticas, trabajadas en Así es la ciencia, ajustadas a la temática del capítulo.

Para cerrar, volvemos a empezar tiene como objetivo trabajar con las respuestas dadas por los alumnos en la Hoja de ruta, para evaluarlas, reverlas, compararlas, ampliarlas, etcétera.

Autoevaluación retoma y analiza los procedimientos de estudio “puestos en juego” por parte de los alumnos.

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Entre capítulo y capítulo Una vez terminado el capítulo, dos páginas de neto corte divulgativo ofrecen la oportunidad de leer y disfrutar la ciencia. Curiosidades, anécdotas históricas, aspectos poco

conocidos de científicos famosos, la ciencia en las películas, “misterios” o casos no resueltos por la ciencia son algunas de las temáticas alrededor de las cuales giran los textos.

Entretelones de la ciencia

adas u ¿Amonton s? organizada

lgarroba... a y a u in u Q ste? ¿las proba

Paciencia, elefantes

Historias

con ﬁbra

Aves en peligro: prohibido cazar

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Al final del libro Como cierre del libro se encuentra la sección Prácticas de campo y de laboratorio, en las que se presentan propuestas de tareas vinculadas con la ecología y experimentos de interés para los temas abordados. La realización de los trabajos prácticos es la ocasión ideal para integrar la teoría y la práctica. De esta manera, el alumno toma conciencia

de la importancia que cobra, en el momento de su realización, el hecho de poseer sólidos conocimientos teóricos sobre el tema. Asimismo, se incluyen propuestas de investigación que se derivan de las prácticas realizadas..

Prácticas de campo y de laboratorio

Número del capítulo al que pertenece la práctica. Listado de materiales requeridos, generalmente muy accesibles.

Título claro y conciso de la actividad experimental o del trabajo de campo.

Imágenes de los dispositivos o pasos del procedimiento, que ayudan a una mejor comprensión de la tarea que se realizará.

Número de la práctica (no coincide, necesariamente, con el del capítulo).

Si bien en algunas prácticas de laboratorio aparecen “llamadas de atención” acerca de los cuidados que deben tomarse a la hora de su realización, sugerimos llevar a cabo una práctica introductoria que trate sobre las normas de seguridad, así como brindar un primer momento de exploración y familiarización con el material de trabajo con el que cuenta el laboratorio escolar.

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Solucionario

Solucionario Así es la ciencia (8-19)

Página 10 La intención de esta pregunta es desmitificar la imagen “alocada” de los científicos. Página 11 2 a) El autor pretende mostrar que el Coyote nunca se cansa de fabricar trampas para atrapar al Correcaminos, que, a su vez, nunca se deja alcanzar. b) Metafóricamente, el Coyote representa la ciencia y el Correcaminos, el conocimiento. Siempre la ciencia (Coyote) prepara de manera minuciosa varias trampas para atrapar el conocimiento (Correcaminos) pero “algo se escapa” . Siempre queda algo sin conocer. Sin embargo, la ciencia nunca se cansa de buscar y sigue ideando formas de adquirir cada vez más nuevos conocimientos. 3 a) Es muy común encontrar en los comerciales frases como “científicamente comprobado”, “testeado”, “avalado por…”, etc.). de esta manera se genera un espacio para debatir la imagen de ciencia que subyace en ellas y así se está recuperando lo trabajado en la página 10. Página 12 El científico que utiliza una forma de investigación acorde con el método científico de Bacon es Servet. Página 14 No. Evidentemente, a medida que los científicos se acercan de otras maneras al conocimiento, van perfeccionando los modelos anteriores. Se espera que los alumnos apliquen sus conocimientos acerca de lo visto sobre modelos y puedan encontrar diferencias entre cada par, por ejemplo, decidir si son escolares o científicos. Al respecto,

podrán decir si uno es más sencillo (o más complejo) que el otro, o más completo (o incompleto). También es oportuno detenerse en lo que muestra cada imagen y cómo se representa lo que se quiere mostrar. En el tercer par, por ejemplo, se utilizan círculos para identificar los aminoácidos que conforman las proteínas (modelo escolar). El modelo científico se representa de manera más compleja (es una imagen computarizada) y en él se diferencian los tipos de plegamientos presentes en la proteína. Para enriquecer esta actividad se puede sugerir que busquen más información en libros u otras fuentes donde se observen diversos modelos. En Internet suelen encontrarse modelos interesantes; incluso algunos de ellos tienen animación. Página 15 4 a) El texto hace referencia a la dinámica de la ciencia, al cambio de modelos, a la contrastación de hipótesis, etcétera. b) El cambio de modelos queda explícito a través del cambio del término “esencias” por el nuevo “factores” y en la nueva explicación que se desprende de cada uno de ellos. c) En este caso se puede observar que genetistas, microscopistas, citólogos, etc., trabajan juntos y analizan un mismo problema, cada uno desde su especialidad, para poder resolverlo en conjunto. d) El avance tecnológico del microscopio y la aparición de nuevos aumentos permitieron observar en el interior de las células detalles que antes eran imperceptibles. Estas nuevas observaciones condujeron a formular nuevas conclusiones. En la época de Leeuwenhoek esto era imposible por las tecnologías con las que se contaba. e) La imagen C. Representa un esquema de cromosoma. Página 19 5 a) Ciencia como construcción social: se pretende que los alumnos relacionen este tema con el trabajo realizado en conjunto por distintos grupos sociales y en diferentes momentos históricos. Es interesante destacar en este texto cómo se deja clara la visión de la ciencia que avanza y se enriquece. También es interesante ver de qué manera el perfeccionamiento del microscopio nuevamente aparece en escena. Método científico: seguramente para poder llevar adelante el proyecto deben haber realizado investigaciones, recogido datos, efectuado observaciones, etcétera. Cambio de modelo: hay una frase muy interesante: “algunos investigadores no querían, en absoluto, otorgarles la categoría de seres vivientes”. Esta frase es importante para reflexionar sobre lo que se consideraba ser vivo y lo que no lo era, de qué medios se disponía, etcétera. b) En este caso podemos ver que la vida cotidiana cambia notablemente debido a los avances científicos y, sobre todo, cuando estos se relacionan con elementos indispensables para el ser humano, por ejemplo los que se utilizan para el cuidado de la salud. c) Se hace referencia a las siguientes habilidades lingüísticas: narrativa, explicativa, descriptiva. d) Se pretende que los alumnos expongan sus ideas y acuerden sobre las características principales de las estrategias de investigación en ciencia, así como también del perfil del científico.

Página 9 1 a) No, porque el contexto social y cultural es diferente. Seguramente, en la actualidad, tendría que enfrentar otros problemas, como el escaso presupuesto o el modo de arreglar un equipo computarizado que se descompone. Con esta pregunta se intenta que los alumnos relacionen la ciencia con el contexto histórico, social y cultural en el cual se desarrolla. b) Se espera que incluyan no solo el trabajo de laboratorio y la experimentación, sino también la búsqueda bibliográfica, las observaciones directas, la redacción de informes, etcétera. c) Se pretende generar un espacio de debate que ponga de manifiesto la actitud de las personas ante ideas diferentes: hoy en día no suceden las mismas cosas que en otros momentos históricos, y no necesariamente todos los individuos acuerdan con lo que piensan e investigan los científicos. También se pretende reflexionar sobre cómo era el trabajo de los científicos en otras épocas y compararlo con la actualidad, teniendo en cuenta qué tecnología se utilizaba antes y cuál se usa ahora. d) La mamá de Agustina quiso demostrarle que, a pesar de las dificultades, hay personas que son fieles a sus principios y valorizan el conocimiento. Con voluntad, honestidad, constancia y mucho estudio, Servet defendió sus ideas. e) Muchos de estos ejemplos son mujeres a las que se les tenía vedado el estudio, como Marie Curie.

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1. La ecología (20-31) Página 21 1 a) Es esperable que los alumnos se den cuenta de que, al desaparecer las ballenas, se verían seriamente afectadas las cadenas y las redes alimentarias en las cuales intervienen estos seres vivos. Las ballenas se alimentan de krill y, al desaparecer su predador natural, habría una superpoblación de esta especie de crustáceos; mientras que las orcas perderían una de sus fuentes de alimento. El ecosistema terrestre no se vería directamente afectado. b) Una hipótesis posible podría ser: “Las ballenas machos cantan en época de cortejo para atraer a las hembras”. c) El docente, en este caso, puede hacer hincapié en que uno de los aspectos de los cuales se ocupan algunos ecólogos es la protección del medioambiente. Además, podrían estudiar el impacto ambiental que causaría la extinción de esta especie, las consecuencias que trae para el planeta la pérdida de la biodiversidad, el rol que cumplen las ballenas en el ecosistema marino, etcétera. d) En algunas ocasiones las ballenas suelen acercarse a la orilla del mar y los ambientalistas se ocupan de cuidarlas y devolverlas a su ecosistema natural, impidiendo que mueran. Página 22 Lamarck utiliza el término “circunstancia” cuando hace referencia al ambiente en el cual habita dicho ser vivo. La concepción ecológica de este científico queda reflejada cuando hace hincapié en la relación que se establece entre el medioambiente y los seres vivos; y en cómo el ambiente influye sobre los “hábitos” de los organismos. Página 23 La ecología estudia la interacción que se establece entre los seres vivos que componen un ecosistema y la relación que se lleva a cabo entre estos y su ambiente. La biología estudia a los seres vivos desde varios aspectos diferentes: anatómicos, morfológicos, fisiológicos, etológicos, evolutivos, etcétera.

Algunos ejemplos posibles: • Incorporamos a nuestro organismo el oxígeno presente en el aire y eliminamos aire con un porcentaje elevado de dióxido de carbono. • Tomamos agua y la eliminamos a través de la transpiración y la orina. • Comemos frutas y verduras, y eliminamos al exterior los materiales no digeridos. Página 24 Este sistema, es decir, el ecosistema, está formado por componentes bióticos y abióticos, los cuales se relacionan entre sí. Algunos ejemplos posibles de interacción: el agua de la laguna humedece las branquias de los peces para que se lleve a cabo el intercambio gaseoso. Los crustáceos se alimentan del plancton. Las totoras utilizan el agua de la laguna para realizar el proceso de fotosíntesis. Durante la fotosíntesis, las plantas acuáticas sumergidas liberan oxígeno, que se solubiliza en la laguna. El carpincho se alimenta de plantas acuáticas. Si desaparecieran los vegetales acuáticos sumergidos, la laguna dejaría de tener oxígeno y todos los seres vivos aeróbicos acuáticos morirían; además, la cadena trófica en que estos intervienen se interrumpiría. Si desaparecieran los vegetales acuáticos flotantes y los palustres se alterarían las cadenas y redes tróficas en las que ellos intervienen. Con el tiempo, este ecosistema desaparecería porque no habría más productores. El profesor en este momento puede volver al concepto de sistema y retomar la idea de que un sistema no es la simple suma de sus componentes, sino que lo verdaderamente importante es la

interacción que se establece entre ellos. Si desaparece uno de los componentes del ecosistema, el sistema deja de funcionar como tal. Página 25 3 a) La palabra “entorno” hace referencia al medioambiente. c) Los seres vivos no tienen el mismo entorno. Por ejemplo, los seres vivos acuáticos no tienen el mismo entorno que los terrestres. d) Si los alumnos eligen un animal que vive en la selva, por ejemplo, el entorno hará referencia a todas las especies animales, vegetales, microorganismos y componentes abióticos que se encuentran en ese ambiente. e) Esta respuesta depende de lo que los alumnos hayan contestado en el ítem d). f) Suponiendo que un parásito “se comiera” toda la materia orgánica de su hospedador (en este caso, su entorno) se quedaría sin su fuente de alimento. Al desaparecer el hospedador, tarde o temprano el parásito moriría. 4 a) A partir de las investigaciones de Robert MacArthur la ecología dejó de ser una ciencia descriptiva para convertirse en una ciencia estructurada con la capacidad de formular predicciones que podían comprobarse. b) Se apoyó en la matemática. c) MacArthur sostiene que, si dos especies distintas se alimentan del mismo recurso, compiten entre sí y no pueden convivir en el mismo ambiente; por lo tanto, este tipo de relación atenta contra la biodiversidad. Página 29 5 a) Un modelo computacional. b) La especie C mantuvo su tasa de crecimiento constante. La especie A se vio perjudicada por la construcción. Evidentemente, para la especie A la construcción de la represa causó un impacto negativo porque, con el correr del tiempo, disminuyó el número de individuos de esa especie. La especie B tiene una tasa de crecimiento poblacional pero, luego de la construcción de la represa dejó de crecer y se mantuvo constante. c) Sí, podría utilizarse para simular cómo fluctúa el crecimiento poblacional de las especies analizadas luego de la construcción de la represa. Página 30 6

H A E C K E L

E C O

M O D E L O S

L O G Í A

e f

D E M O E C O L O G Í A E C O L O G I S T A S

g B I O L O G Í A h

L A M A R C K

7 a) Un modelo numérico, porque el gráfico representa la variación del número de individuos de tres especies de plantas en función de la latitud y la altitud. b) Altitud: distancia vertical entre un punto determinado y otro punto de la corteza terrestre, considerado como nivel cero, que se encuentra a

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nivel del mar. Latitud: es la distancia angular medida sobre un meridiano que hay entre un punto de la superficie terrestre y el Ecuador. c) A medida que aumenta la altitud, el número de especies es menor. La diferencia que se observa es que, a la misma altitud, el número de especies es menor cuanto mayor es la latitud. d) Una posible hipótesis: cuanto mayor es la altitud, menor es la presión parcial de oxígeno; por lo tanto, menor será el número de especies encontradas. e) Se puede inferir que a 4 500 m la abundancia de especies es mayor cuanto menor sea la latitud. 8 Ecólogo: científico que estudia el ecosistema y está capacitado para encontrar soluciones a los problemas ambientales. Ecologista: persona amante de la Naturaleza, que promueve un movimiento social de toma de conciencia de la importancia del cuidado y de la preservación del medioambiente. Ecología: ciencia que estudia la relación que se establece entre los seres vivos y su ambiente, así como también la interacción que se establece entre los seres vivos que comparten el mismo entorno. Ecologismo: movimiento social que fomenta el cuidado y protección del medioambiente. Biocenocis: conjunto de poblaciones que viven en el mismo entorno. Biotopo: espacio físico natural

donde se desarrolla la biocenosis. Demoecología: disciplina que estudia las poblaciones de los ecosistemas. Sinecología: disciplina que estudia las comunidades, es decir, el conjunto de distintas poblaciones que interactúan entre sí en un mismo entorno. Limnología: se ocupa del estudio de los sistemas acuáticos continentales. Página 31 10 a) Demoecología, sinecología, limnología, ecología matemática, etoecología. b) Es importante que los alumnos reconozcan que la ecología se “nutre” de varias disciplinas como la física, la matemática o la geología, cuyos conocimientos muchas veces resultan imprescindibles para abordar el estudio del medioambiente. c) Algunos ejemplos de dónde pueden trabajar los ecólogos: Secretaría de Medioambiente y Desarrollo Sustentable, tanto a nivel nacional, provincial como municipal, o haciendo investigación en el Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas). También pueden ser contratados por empresas privadas para evaluar, por ejemplo, el impacto ambiental que provocaría la construcción de una determinada obra en un ecosistema.

2. Los niveles de organización en el ecosistema (34-49)

Página 36 Todos los perros pertenecen a la misma especie porque tienen el mismo número de cromosomas; es decir que son capaces de reproducirse entre sí y dejar descendencia fértil, porque su material genético es similar. Página 38 Algunos ejemplos de relaciones que se establecen entre individuos de la misma población pueden ser la cooperación, como el cuidado de las crías, la competencia, el cortejo y el apareamiento. Cuando en la sabana africana las cebras se mantienen juntas mientras se alimentan, cooperan unas con otras, ya que ante la aparición de un predador, si una escapa pone en alerta a las demás.

Página 39 3 a) Tres poblaciones: ortiga, trébol y manzanilla. b) Población Ortiga Trébol Manzanilla

Tamaño 25 14 22

Densidad 6,25 ind/m2 3,5 ind/m2 5,5 ind/m2

Distribución En grupos En grupos En grupos

4 a) El problema para resolver era identificar la característica de los adultos que permitía a los pichones reconocerlos y solicitarles alimento. Las hipótesis posibles eran dos: la forma de la cabeza y la mancha en el pico. b)

1 2 3

Modelo Copia de la cabeza del adulto con la mancha en el pico. Copia de la cabeza del adulto pero sin mancha en el pico. Objeto alargado con mancha en su extremo y una zona amorfa donde estaría la cabeza del adulto. Objeto alargado con tres manchas.

Observación El pichón responde picoteando. El pichón no responde. El pichón responde picoteando. El pichón responde picoteando.

c) El texto debe incluir como justificaciones la presencia de manchas en todos los casos en los que se observó respuesta en el pichón, incluso en el caso en el que la forma era totalmente diferente a la cabeza de los adultos o cuando solo se usó un objeto alargado.

Página 35 1 a) Tinbergen intentaba averiguar cuál de los comportamientos que se observan en los pichones de las gaviotas influye en su supervivencia. b) Tinbergen tuvo en cuenta el comportamiento de los pichones de las gaviotas que picotean a sus padres reclamando alimento. Este científico, en el caso de la gaviota argéntea, llegó a la conclusión de que la mancha roja en el pico de los adultos les permite a los pichones reconocer a sus “proveedores de alimento”. c) En ambos casos se mencionan comportamientos que relacionan a los individuos de una misma especie y, de alguna manera, ambos comportamientos están vinculados con la reproducción y con la supervivencia. Pero, mientras que en el caso de las gaviotas es un comportamiento que favorece la supervivencia, en el caso de los peces resulta perjudicial para la hembra. d) Es interesante que los alumnos puedan interpretar que el macho es quien define si habrá o no reproducción con esa hembra, además de ser el encargado de confeccionar el nido. Para enriquecer este análisis se les podría pedir a los chicos que propongan alguna solución frente a este problema. Se pueden plantear los siguientes interrogantes: ¿será conveniente tener más de una hembra? En su ambiente natural, ¿podrán convivir machos y hembras?, etcétera.

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Página 43 5 a) Población 1

N.° de conejos

N.° de bacterias

Población 3

Página 48 8 a) Comunidad; b) población; c) individuo; d) población; e) población; f) individuo; g) comunidad y h) población.

Tiempo en años

Población 2

9 a) Se mencionan diez poblaciones: leones, cebras, gacelas, hienas, chacales, buitres, garrapatas, árboles (ya que se menciona la madera), termitas, microorganismos que viven dentro de las termitas. b) Relación Predación

Ejemplos León-cebra / León-gacela / Hiena-cebra Hiena-gacela / Termita-árbol Hiena-león Buitre-chacal Cebra-gacela Termita-microorganismos Garrapata-león Garrapata-cebra Buitre-león / Buitre-hiena Chacal-león / Chacal-hiena

Tiempo en días Competencia interespecífica Mutualismo

N.° de insectos

Parasitismo Comensalismo

Tiempo en días

10 a)

700

b) En el caso de la población 1, la incorporación de alimento hace pensar que la curva no debe estabilizarse ni descender. En la población 3, como el desarrollo duró varios años, se espera que los alumnos consideren la escasez de alimento y de espacio. En la población 2, se pretende que relacionen la sequía con una importante mortandad. c) El valor del tamaño de la población (eje vertical) siempre debe ser mayor que cero, porque si no indicaría que se comienza (en el tiempo cero) con ningún individuo. d) Población 1: si se sigue aportando alimento, la curva puede continuar ascendiendo un tiempo, pero luego se estabilizará porque siempre hay un porcentaje de mortandad. Población 2: una vez pasada la sequía, a partir de los individuos sobrevivientes, la curva comienza a ascender nuevamente y puede llegar a estabilizarse. Población 3: como la población está estabilizada, la curva no sufre modificaciones. 6 a) Si desaparece el predador, aumenta el tamaño de las poblaciones de presas. b) Al aumentar las poblaciones de las presas podrían comenzar a competir por el espacio y también por el alimento, en caso de consumir el mismo alimento. c) Al competir las presas entre sí, las que resultaron más exitosas aumentaron su población, y las que resultaron perjudicadas se redujeron hasta desaparecer. Por lo tanto, se produjo una exclusión por competencia. d) La discusión de esta afirmación tiene por objetivo que los alumnos se replanteen sus ideas previas acerca de lo que significa un experimento y, sobre todo, que analicen la posibilidad y la necesidad de que, en ocasiones, se realicen en el medio natural y no en el laboratorio, cuando se trata de investigaciones ecológicas. Página 47 7 Los valores obtenidos y estimados dependen de cada uno de los grupos.

N.° de ratones

600 500 400 300 200 100 0

100

150 Semanas

200

250

b) Densidad al inicio de la colonización: 0,018 individuos/m2. Densidad en la semana 100: 0,402 individuos/m2. c) Porque la población debe haber llegado a su capacidad de carga y entonces se estabilizó. Si bien no son siempre los mismos valores, las variaciones son mínimas y es como si el tamaño poblacional se mantuviera constante. d) Si aumentara el alimento, la curva ascendería nuevamente y es probable que luego de un tiempo se estabilice en una capacidad de carga superior a la anterior. No se mantendría más tiempo en la fase ascendente. Si hubiera un período de sequía prolongado, la curva bajaría, tal vez bastante rápido. Luego de la sequía comenzaría a recuperarse nuevamente hasta alcanzar la capacidad de carga, que puede ser igual si se recuperan las condiciones anteriores. 11 Es posible que los alumnos encuentren las siguientes palabras: “comensal”, “competencia”, “cooperación”, “sucesión”, “nicho”. 12 Los alumnos podrían usar dos macetas. En una de ellas deben colocar ambas plantas para probar si existe competencia, es decir, si una planta crece

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Página 49 14 a) y b)

N.° de individuos

Tiempo N.° de individuos

más que la otra. En la otra maceta también deben colocar ambas plantas, pero esta vez separadas por un tabique en la tierra, lo cual impedirá que se “toquen” ambas raíces. Luego, se observará (en ambas macetas) cómo ha sido el crecimiento de las plantas. Si en las dos macetas hay un crecimiento diferente, podría atribuirse a las características propias de la especie. En cambio, si una misma planta crece más que la otra en la maceta sin el tabique y en la otra maceta tienen un crecimiento similar, se puede pensar que esta planta es más exitosa que la otra porque absorbe mayor cantidad de agua del suelo (todas las condiciones se mantienen constantes en ambas macetas).

N.° de individuos

Tiempo

N.° de individuos

Tiempo

Una inundación. La población disminuirá, porque deberá migrar, y caerá abruptamente el número de individuos en el lugar.

N.° de individuos

Una sequía. La población disminuye, pero si se revierten las condiciones podrá recuperarse.

Tiempo N.° de individuos

N.° de individuos

Tiempo

La muerte de las plantas del lugar. El roedor deberá migrar en busca de alimento, la población en el lugar cae abruptamente.

La desaparición de predadores naturales traerá aparejado un crecimiento desmedido de la población (mientras esta consiga alimento).

Una elevada concentración de gas metano en el suelo. La curva cae abruptamente por muerte de parte de la población, el resto migra.

Una fumigación para eliminar mosquitos: esto afecta a su alimento, o directamente a la población, que disminuye abruptamente. Tiempo

La introducción de un roedor alóctono. Este creará condiciones de competencia, que harán que el crecimiento de la población original sea menor y, en consecuencia, también será menor el número de individuos.

3. El funcionamiento de los ecosistemas (52-65)

Página 54 Esta respuesta depende del paisaje elegido por el alumno. Página 55 Se espera que los alumnos destaquen el hecho de que el agua de mar

es salada en comparación con el agua de río. También es posible que mencionen que en el río el agua se mueve siempre en un sentido, mientras que en el mar alterna entre acercarse a la costa y alejarse de ella con el movimiento de las mareas. Página 56 Se espera que los alumnos identifiquen a los alimentos como una fuente de materia y de energía. La materia se utiliza para formar y reparar estructuras, y también para obtener la energía que permite realizar todas las actividades del organismo. Página 57 3 a) El ecosistema quedaría delimitado por las aguas cercanas a la costa de la península Valdés e incluiría también la costa, donde vive la gaviota. Las poblaciones que se incluirían en el estudio son las de ballenas, gaviotas y mejillines, ya que estos son alimento de las gaviotas y podrían tener alguna influencia en los ataques. b) Con relación al funcionamiento del ecosistema se podría pensar en un aumento del alimento disponible. Si bien no se dan datos sobre aumentos en la población de mejillines, sí se menciona que las gaviotas comen en los basurales a cielo abierto. Por lo tanto, esa podría ser una fuente de alimento abundante.

Página 53 1 a) Para estudiar el efecto de los nutrientes sobre las plantas de la laguna era necesario comparar qué ocurría con las plantas con el agregado de nutrientes. De otro modo, los resultados que observaban podían deberse a otras causas. Por eso dividieron la laguna en dos sectores, y en ambos todas las condiciones fueron las mismas, salvo la cantidad de nutrientes. b) Lo que pudieron concluir fue que el ambiente acuático de la laguna no es independiente del ambiente terrestre que la rodea, ya que los nutrientes que hay en el suelo pueden llegar hasta la laguna e influir en la comunidad que vive en ella. c) La capa superficial del suelo es la más fértil porque es rica en nutrientes. Allí se degradan los restos vegetales y animales y, por lo tanto, tiene todo el aporte de la materia orgánica. d) Los factores que pueden influir en la descomposición de la hojarasca del jardín de Matías son la lluvia, la temperatura, la acción de los descomponedores, etcétera.

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c) Los ataques aumentan con la marea alta, cuando no pueden comer mejillines porque están cubiertos por el agua. Y disminuyen con la marea baja, cuando las gaviotas pueden comerlos, ya que quedan al descubierto. d) En la península Valdés las ballenas cuidan a los ballenatos recién nacidos. Si están tan atentas a los ataques de las gaviotas y gastan mucha energía en ello, pueden verse afectados los ballenatos al disminuir su cuidado. Sería interesante también estimular a los alumnos para que recuerden que la ballena es un mamífero, que amamanta a la cría y que requiere energía para producir su leche. Página 58 Algunos animales carnívoros que no son predadores pueden ser los buitres, que son carroñeros, y los parásitos como las garrapatas. Página 59 Las flechas significan “sirve de alimento a” o “es comido por”. La cadena se lee: “Las algas marinas sirven de alimento al krill, que sirve de alimento a la ballena minke, que sirve de alimento a la orca”. Página 61 4 a) El gráfico muestra la cantidad de individuos de sardinas, abadejos y lobos a lo largo de los años. El dato fundamental es que las curvas de la sardina y del lobo varían de manera muy similar. Esto indicaría que la disminución de lobos estaría vinculada con la disminución de sardinas. b) Las ballenas jorobadas de ese ecosistema comen krill. Como la población de ballenas disminuyó mucho, consumen menos krill y, por lo tanto, hay mayor cantidad disponible como alimento para los abadejos. Esto habría permitido que aumente su población. c) Podrían suponer que, al no disponer de salmones como alimento, habrían comenzado a comer lobos, disminuyendo su población. d) Durante la noche, las sardinas nadan en superficie y los abadejos, en profundidad. Como los lobos también comen de noche, no disponen en ese momento más que de sardinas. Esto tendría una doble consecuencia: menos alimento para los lobos, y disminución de la población de sardinas al soportar mayor predación.

Página 64 5 a) La cadena solo tiene en cuenta la relación de alimentación entre dos poblaciones, por eso es lineal. La red, en cambio, tiene en cuenta todas las posibles relaciones de alimentación para cada una de las poblaciones de una comunidad, por eso forma una trama, ya que una población puede tener más de una especie de presas y más de una especie de predadores, por ejemplo. b) La diferencia se relaciona con el modo en que obtienen el alimento. El productor lo fabrica a partir de sustancias simples y el consumidor lo obtiene incorporando parte del cuerpo de otros seres vivos. c) Si bien ambos consumen restos, solo el descomponedor tiene la capacidad de transformar sustancias complejas en sustancias simples. 6 a)

Emergente

águila Dosel

mono caí

tucán

Intermedio

Arbustivo

jaguar

Herbáceo Piso

Estratos

b) Nivel trófico 1 (productores): timbó, palmera pindó, palmito y orquídea. Nivel trófico 2 (consumidores primarios): mariposa, tucán, mono caí (si se considera que se alimenta de vegetales), agutí y lombriz (si se considera que se alimenta de restos de vegetales). Nivel trófico 3 (consumidores secundarios): águila, jaguar, mono caí (si se considera que se alimenta de animales o huevos) y lombriz (si se considera que se alimenta de excrementos de animales). Nivel trófico 4 (descomponedores): bacterias y hongos. c) Las lombrices representan un caso particular de consumidores, ya que son detritívoros. Es importante tenerlas en cuenta pues también forman parte de las cadenas alimentarias de la selva, aunque habitualmente no se incluyen este tipo de consumidores, sino los predadores y las presas. Pero incluirlos nos da idea de cómo las diferentes poblaciones aprovechan la materia y la energía. d) El mono caí tiene una dieta muy variada, por lo que ocupa diferentes niveles tróficos. Entonces, si disminuye una de las poblaciones de las cuales se alimenta, puede sobrevivir alimentándose de otras. e) Al haber diferentes estratos en la selva con algunas características particulares, los científicos pueden plantearse diferentes objetivos. Por ejemplo, podrían delimitar como un ecosistema el estrato formado por los árboles de mayor altura, y como otro diferente, el estrato que abarca solo el suelo y los vegetales de menor altura. En cada uno podrían estudiar las consecuencias ante la disminución de las lluvias en la selva. Página 65 7 a) Un epígrafe posible: “Los siguientes gráficos muestran las condiciones de humedad y temperatura a lo largo del tiempo en cuatro ecosistemas: tundra, selva, desierto cálido y sabana africana”. b) El texto redactado por los alumnos debe incluir lo siguiente: – La tundra o desierto frío se caracteriza por condiciones de baja temperatura y humedad casi todo el tiempo, si bien puede haber un corto período de aumento de la humedad. – La selva se caracteriza por condiciones permanentes de alta temperatura y humedad. – El desierto cálido se caracteriza por condiciones de alta temperatura y baja humedad, que se mantienen casi sin variaciones a lo largo del tiempo. – La sabana africana tiene condiciones constantes de alta temperatura. En cambio, alternan en ella períodos muy húmedos con otros de escasa humedad. 8 a) En líneas generales, deberían: – usar al menos dos macetas con el mismo tipo de planta; – regar ambas macetas con la misma agua (lo ideal sería emplear agua destilada para asegurarse de que no contiene ningún agregado, pero si no lo es, no importa mientras usen la misma agua para regar ambas macetas); – agregar el líquido a una de las macetas; – comparar ambas plantas a lo largo de los días. b) Si se agrega yerba a la tierra, los descomponedores que están en ella utilizan la yerba como alimento transformando las sustancias complejas que la forman en sustancias simples que pueden ser aprovechadas por las plantas. 9 Nota para el docente: se sugiere proponer a los alumnos que busquen información sobre los habitantes de las profundidades y luego analizar con ellos la interrelación que hay entre los ecosistemas de la superficie y los de las profundidades. Es importante señalar a los alumnos la posibilidad de que, si bien no hay plantas en profundidad, sus restos pueden descender y ser aprovechados por los habitantes del fondo. Además se puede destacar la presencia en el fondo del mar de las bacterias quimioautótrofas.

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4. La composición de los seres vivos (68-81)

Página 70 Todos tienen en su composición hidratos de carbono, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales. Varían las cantidades de cada uno de los componentes que se encuentran presentes en cada alimento, pudiendo incluso faltar alguno de ellos. Página 73 3 b) Encabezamientos: Alimento, Hidratos de carbono (g/100 g). Son necesarias 10 filas y 2 columnas. c) Contenido de hidratos de carbono en los alimentos Alimento Hidratos de carbono (g/100 g) Caramelos 95 Puré de papa 85 Miel 80 Fideos 75 Avena 65 Galletitas de agua 60 Manzana 15 Leche 5 Espinaca 2 Aceite 0 d)

Página 77 4 a) Las proteínas de origen animal contienen mayor cantidad y diversidad de aminoácidos (mayor valor biológico), pero son más difíciles de digerir que las proteínas de origen vegetal. b) El valor biológico de una proteína está determinado por su capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para los seres humanos. La calidad biológica de una proteína será mayor cuanto más similar sea su composición a la de las proteínas de nuestro cuerpo. Se toma como patrón la leche materna. c) Los aminoácidos esenciales son aquellos que los seres vivos necesitan, pero que no son capaces de producir por sí mismos; por lo tanto, deben ingerirse en la dieta. d) Sí, es posible, pero es necesario combinar las proteínas de modo de obtener un conjunto de aminoácidos equilibrado. El problema de estas dietas es la deficiencia de vitamina B12 y hierro. 5 a) El desayuno es de vital importancia para comenzar el día con mucha energía. Por eso se recomienda que este incluya cereales con leche o yogur, frutas frescas o secas. b) El agua pura no contiene calorías, por lo tanto, no engorda. La afirmación es falsa. c) La vitamina C se destruye por exposición a la luz. De allí la recomendación de tomar el jugo recién exprimido. d) Este método conserva los nutrientes, el sabor y el color de las verduras. Página 78 Sí, nos parecemos, y mucho. Los bioelementos que forman los seres vivos provienen de los alimentos. Página 80 6 Sistema abierto • Complejo de Golgi • Cloroplastos • Mitocondrias • Nucleoide • Membrana plasmática • Núcleo • Ribosomas •

Ac eit e

Es pin ac

Le ch e

Av Ga en lle a tit as de ag ua M an za na

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Pu ré d

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M iel

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 elo s

H de C (g/100g)

Contenido de hidratos de carbono en los alimentos

Página 76 No, hay que tener en cuenta que estén presentes todos los nutrientes necesarios y en la cantidad adecuada.

Alimentos

e) Alimentos con alto contenido de hidratos de carbono: caramelos, puré de papa, miel, fideos, avena, galletitas de agua. Alimentos con bajo contenido de hidratos de carbono: manzana, leche, espinaca, aceite. Página 75 Significa que la leche descremada aporta menos kilocalorías que la entera (“no descremada”) por no tener el aporte calórico de los lípidos o grasas. En cambio, la leche entera suma las kilocalorías que le aportan los hidratos de carbono, las proteínas y los lípidos.

7 a) b) c) d) e) f) g) h)

• Respiración celular • Célula • ADN • Célula animal • Intercambio con el medio externo • Célula vegetal • Síntesis de proteínas • Célula procariota

Verdadero. Falso. Todos los lípidos son insolubles en agua. Verdadero. Falso. Las proteínas también cumplen una función reguladora y, en algunos casos, función energética. Verdadero. Falso. Nuestro organismo solo sintetiza algunos aminoácidos, aquellos que no puede sintetizar se llaman “aminoácidos esenciales”, y deben ser ingeridos con la dieta. Verdadero. Falso. El almidón es un polisacárido de reserva energética en las células

Página 69 1 a) La relación entre ambas historietas es la necesidad de consumir alimentos. Todos los nutrientes, por distintas razones, son necesarios (tanto las vitaminas como los hidratos de carbono). b) Ninguno de estos alimentos contiene el nutriente (vitamina C) necesario para evitar la enfermedad. c) Las pastas aportan hidratos de carbono, fuente de energía para el organismo, y el jugo de naranja, la vitamina C. d) Conocer la composición química de los alimentos nos ayuda a saber si llevamos una alimentación saludable, o sea, con todos los nutrientes necesarios.

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i) j) k) l)

vegetales. La celulosa es un polisacárido de glucosas que forma parte de las paredes celulares de las células vegetales. Falso. Los nutrientes, según su función, se clasifican en reguladores, estructurales o plásticos y energéticos. Verdadero. Falso. Las vitaminas son imprescindibles para el funcionamiento de los seres vivos, aunque se necesitan en pequeñas cantidades. Verdadero.

8 a) Un artículo de divulgación científica es aquel que tiene por objetivo despertar el interés de los lectores hacia temas científicos. Estos textos explican de manera concisa y gráfica los últimos desarrollos de la ciencia. b) Es importante conocer la fecha en que se escribieron debido a que la información puede modificarse en un futuro. c) El texto trata de la importancia de mejorar las técnicas para describir la estructura de moléculas de interés biológico, como los hidratos de carbono, las proteínas y los aminoácidos (de todas ellas hablamos en este capítulo). En este caso, está aplicado a las pectinas, un polisacárido, cuya es-

tructura está directamente relacionada con la calidad del gel que forman. d) Las pectinas son polisacáridos que se utilizan como gelificante. Se encuentran en distintas frutas, como los cítricos, las manzanas y los membrillos. Página 81 9 a) Por un lado, la ciencia tiene mucho de “cocina”, de probar y de mezclar. Por otro lado, la ciencia nos permite explicar lo que ocurre cuando cocinamos los alimentos y ayuda a encontrar una respuesta científica a los “consejos de la abuela” a la hora de cocinar. b) El café, la cerveza, el chocolate y las carnes asadas, entre otros. c) Obtienen el color marrón debido a la reacción de Maillard que se produce durante la cocción, entre la proteína de la leche y el azúcar común o sacarosa. d) Ambas reacciones dan color marrón al alimento, pero en la caramelización solo intervienen los azúcares, mientras que en la reacción de Maillard se necesitan, además, proteínas.

5. El modelo corpuscular: transformaciones y estructura de la materia (84-101) Página 85 1 a) Lo que tienen en común ambas historias es la referencia al oxígeno. b) Llamamos “combustión” al proceso en el que una sustancia se combina con el oxígeno y produce calor y/o luz. Cuando encendemos una hornalla, el gas metano se combina con el oxígeno del aire formando dióxido de carbono y libera una gran cantidad de calor. c) Cuando el oxígeno se combina con los metales se forman óxidos. d) Los componentes del aire son nitrógeno, oxígeno, vapor de agua, dióxido de carbono y gases nobles. Página 87 Al ejercer una fuerza sobre el globo, este cambia su volumen, y decimos que se comprime. Esto no ocurre con los sólidos. Página 88 “Cinético”, por el continuo movimiento de las partículas y “corpuscular”, por considerar a la materia como formada por pequeñas partículas o corpúsculos.

Cuando el jugo cae sobre la mesa, se derrama porque las partículas del líquido se trasladan unas sobre otras y el líquido fluye. Al aplastar un globo, estamos aplicando una fuerza sobre él que ocasiona una disminución del volumen debido a que las partículas se acercan entre sí y disminuye el espacio entre ellas. Este fenómeno se conoce como “compresión”. No es posible que ocurra en líquidos y sólidos. Página 89 3 a) No. La cantidad de partículas no es la real, sino que solo dibujamos algunas pocas. El esquema es solamente una representación del modelo. b) Entre las partículas no hay nada, no hay otras partículas, solo vacío. c) Las partículas se mantienen unidas por fuerzas de cohesión o fuerzas de atracción. En el estado sólido estas fuerzas son muy intensas, en el estado líquido son intermedias y en el estado gaseoso son prácticamente nulas. d) En el estado sólido las partículas están muy juntas; en el estado líquido, no tan juntas; y en el estado gaseoso, totalmente separadas.

e) En el estado gaseoso el movimiento de las partículas es mayor: vibran, se trasladan y rotan. Las partículas permanentemente están en movimiento. En el estado sólido ocupan posiciones fijas y solo realizan movimientos vibratorios. En el estado líquido las partículas no solo vibran, sino que se trasladan unas sobre otras. 4 a) Los olores (gaseosos) se mezclan con el aire, y moviéndose a grandes velocidades, llegan hasta nuestra nariz. Este fenómeno se conoce como “difusión”. b) Al acercar el globo a la estufa, las partículas que están dentro del globo aumentan su movimiento y su velocidad. Por lo tanto, se incrementa el número de choques entre las partículas y de las partículas con las paredes del globo, la presión aumenta y el globo explota. 5 a) Al calentar el pulverizado de naftalina, este pasó del estado sólido directamente al estado gaseoso, proceso que conocemos como “volatilización”. b) Los cristales blancos son cristales de naftalina que se producen por sublimación, proceso por el cual un gas se convierte en sólido sin pasar por el estado líquido. c) Volatilización

Sólido

Sublimación

Gaseoso

Página 90 Cuando nos duchamos, el vapor de agua, proveniente de la evaporación del agua, entra en contacto con la superficie fría del espejo y se condensa empañando el espejo. Es un cambio regresivo, en el que se libera energía en forma de calor.

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7 a) La escala nanométrica se utiliza para cuantificar los tamaños de estructuras y de materiales que se miden en una unidad llamada “nanómetro”. El nanómetro (nm) es la milmillonésima parte de un metro, o la millonésima parte de un milímetro. Es decir que equivale a una de las partes resultantes de dividir un milímetro en un millón de partes iguales. b) La nanotecnología comprende el estudio, diseño, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a escala nanométrica. Existen aplicaciones muy variadas: computación, robótica, medicina, cosmética, indumentaria, energía solar, transporte de energía eléctrica, nuevos materiales. c) El STM es importante porque permite ver átomos y moléculas. Produce imágenes en un monitor de computadora que muestra las posiciones de los átomos individuales. Página 94 La materia viva está formada por alrededor de treinta elementos químicos. Se los denomina “bioelementos”. Oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno son los que se encuentran en mayor cantidad. Ellos representan el 95% de la masa de los seres vivos. Otros participan en menor cantidad como el calcio, el fósforo, el cloro, el potasio, el azufre, el sodio y el magnesio, que componen el 4% de la masa de los seres vivos. Página 96 Cambios químicos ocurren en numerosas situaciones de la vida cotidiana: en la cocción de los alimentos, en la fabricación de pinturas, en el funcionamiento de los automóviles, en el proceso de digestión de los alimentos, en numerosos procesos industriales, en los de fermentación láctica, etcétera. Tanto en los reactivos como en los productos hay presentes átomos de nitrógeno y átomos de hidrógeno. En los reactivos hay dos átomos de nitrógeno y seis átomos de hidrógeno, la misma cantidad de cada uno de ellos está presente en los productos. Página 97 8 b) No siempre un modelo es el único posible, pero tampoco existen todos ellos. Los alumnos pueden comparar sus modelos con modelos reales. c) Glucosa: C6H12O6; vitamina C: C6H8O6, L-cisteína: C3H7NO2S; naftaleno: C10H8, respectivamente. La importancia de la disposición de los átomos en el espacio es que determina las propiedades de las sustancias. Distintas sustancias pueden tener idéntica fórmula molecular, pero diferente distribución de átomos, por lo tanto su fórmula desarrollada es distinta.

Página 98 La reacción es de descomposición, pues a partir de una sustancia se obtienen otras nuevas. Se cumple la ley de conservación de masa, ya que en los reactivos hay dos átomos de mercurio y dos átomos de oxígeno, igual que en los productos. Es una reacción exotérmica porque libera energía al medio celular. Página 99 El agua líquida posee características poco comunes (densidad, tensión superficial, calor específico, punto de ebullición, punto de fusión) que permiten el sostenimiento de la vida. Página 100 9 a) Verdadero; b) falso; c) verdadero; d) falso; e) falso; f) falso; g) verdadero; h) falso; i) falso y j) verdadero. 10 a) El origen de las teorías son las hipótesis o suposiciones, pero estas deben ser comprobadas mediante experimentos. Una hipótesis que se apoya en muchos experimentos se convierte en teoría y permite explicar los fenómenos de la Naturaleza. b) A medida que se reúne nueva información y se realizan nuevos experimentos, una teoría puede modificarse o sustituirse por otra. c) La palabra “teoría” suele usarse para referirse a una idea, sin fundamento, sobre algo. d) Dalton fue el primero en probar las hipótesis acerca de la materia constituida por átomos con diversos experimentos realizados por él y por otros científicos. Los antiguos griegos nunca probaron sus hipótesis acerca de la materia mediante experimentos. Página 101 12 a) Llamamos “vaporización” al pasaje del estado líquido al estado gaseoso. b) La fotografía del agua hirviendo en la pava corresponde al proceso de ebullición. La fotografía de la ropa en la soga corresponde al proceso de evaporación. c) En la evaporación las partículas del líquido que pasan al estado gaseoso son aquellas que están en la superficie, en cambio el proceso de ebullición afecta a toda la masa del líquido por igual. d) La evaporación es un proceso espontáneo que se produce a cualquier temperatura, la ebullición requiere que el líquido alcance una determinada temperatura que se denomina “punto de ebullición”. 13 a) Un ejemplo puede ser el uranio. b) La radiactividad se emplea con fines médicos, como en ciertas terapias para tratar trastornos de la glándula tiroides, en herramientas de diagnóstico, etcétera.

6. Los seres vivos: sistemas abiertos (104-113) Página 105 1 a) Algunos alumnos pueden dar definiciones biológicas; otros, filosóficas o religiosas. b) Según las definiciones, es interesante plantear las diferentes posturas y

creencias que existen hasta hoy en día. c) Los organicistas definen al ser vivo como un sistema. d) La diferencia está en la organización que alcanza el aire (moléculas) y la organización en células, tejidos y órganos que alcanza un ser vivo. La organización es más compleja.

Página 93 6 a) El átomo de hidrógeno tiene un protón, pues Z es igual a 1. b) El átomo de hidrógeno tiene un electrón. c) Los distintos números másicos son 1, 2 y 3, respectivamente. d) Los átomos con igual número atómico pero distinto número másico se denominan “isótopos”. Los isótopos del hidrógeno son: protio, deuterio y tritio, respectivamente.

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e) Sí, los seres vivos pueden ser considerados sistemas organizados, integrados por diferentes partes que se relacionan y dependen unas de otras (células, órganos, etc.), y el sistema se relaciona con el entorno. f) El ser vivo puede ser considerado en sí mismo un sistema. Pero, a su vez, puede ser considerado un componente de un sistema mayor, como un ecosistema. El ser vivo intercambia sustancias y energía con el ambiente. g) Una planta y un animal se diferencian en el tipo de células que los forman, en el modo en que se organizan esas células y también en las funciones que realizan. Por ejemplo, las plantas se alimentan por medio de la fotosíntesis, en cambio, los animales ingieren alimentos. Página 106 En un sistema organizado cada componente cumple una función particular y colabora con el resto para lograr un fin común. Por ejemplo, cada órgano del sistema digestivo (boca, faringe esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso, recto y ano) cumplen una función particular en la digestión. A su vez, actúan de manera coordinada, de modo que todos contribuyen a la digestión de los alimentos, cuyos componentes luego pasan a la sangre y de allí a las células.

Faltaría incluir las relaciones que el organismo establece con el exterior y los intercambios que realiza con el entorno.

Página 108 No variará el peso del sistema cerrado porque todos los materiales que intervienen en las reacciones ya formaban parte del sistema y siguen manteniéndose dentro de él. Página 109 3 a) Los alumnos pueden consultar textos de Descartes que apoyan la teoría mecanicista; y de Berzelius, a favor de la teoría vitalista. b) El vitalismo postula la existencia de una “fuerza vital” que sostiene la vida. El mecanicismo sugiere que la vida se explica a partir de las sustancias que forman a los seres vivos y de las leyes físicas y químicas que rigen el comportamiento de las sustancias. La idea organicista argumenta que la vida se puede entender a partir de la organización de los componentes de los seres vivos en diferentes niveles de complejidad y de las relaciones que se establecen entre ellos en sistemas organizados. c) Vitalismo: no se fabrican sustancias ni ocurren reacciones químicas, como la fermentación, fuera del cuerpo ya que, en el exterior de este, faltaría la “fuerza vital”. Mecanicismo: se pueden fabricar sustancias orgánicas, como la urea, en el laboratorio, donde no existiría la “fuerza vital”. También se pudo llevar adelante la fermentación fuera de las levaduras. Organicismo: los seres vivos están formados por sustancias químicas, están determinados por las leyes de la física y de la química, pero necesitan de cierta organización especial que no se puede lograr en el laboratorio. No son la simple suma de sus partes. d) Cada grupo debe leer el texto y elaborar una conclusión para exponer en la clase. e) Discusión abierta. La idea no es llegar a un consenso entre toda la clase, sino ejercitar el debate y la argumentación fundada en la información, así como la expresión escrita y oral de las ideas. Página 111 4 a) En este caso, la ciudad representaría un cuerpo que intercambia materia y energía con el medio. b) La ciudad está integrada por calles, casas, edificios, automóviles, individuos, parques, entre otros componentes. c) Energía en forma de combustibles fósiles (petróleo y sus derivados). Aunque la ciudad recibe energía lumínica, no es la principal fuente de

g) h) i)

energía para sus habitantes. Ingresan alimentos y agua que provienen de zonas alejadas y materia prima (materiales como cemento, cal, arena, metales, etc.) que sirven para construir nuevas estructuras o reparar otras. Permanentemente, en la ciudad (como en el organismo) hay estructuras que se destruyen y otras que se construyen. Las calles permiten la circulación de materiales (construcción, desechos, alimentos, información, etc.), la distribución de energía, de individuos. Todos estos componentes circulan entre las casas y los edificios que pueden cumplir funciones administrativas, empresariales, de almacenamiento, educativas, sanitarias, residenciales, y las zonas de esparcimiento como los parques. Los medios de comunicación permiten la interacción entre los individuos y las organizaciones. Las funciones que cumple la ciudad son, entre otras, utilización de la energía y eliminación de desechos, producción, consumo, administración, cultura, ocio, informaciones, comunicación y transporte, almacenamiento (de energía, de información, de materiales), protección y seguridad. Sí, ya que el organismo también tiene un medio de transporte (la sangre) que traslada sustancias, oxígeno y desechos entre las células; transforma las sustancias y produce nuevas a partir de materia prima (nutrientes); elimina desechos como resultado de las reacciones; tiene mecanismos de defensa y protección contra enfermedades; transporta información mediante nervios y hormonas, y tiene órganos que almacenan sustancias de reserva. Además, posee un cerebro que controla y regula los procesos del cuerpo; realiza actividades como descansar, dormir, reír, leer, que forman parte del ocio y la cultura. Los impuestos y el trabajo permiten mantener la estructura de la ciudad. Los residuos que se liberan al entorno, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos. Uno de los efectos es la contaminación del agua, del aire y del suelo. Esto produce el aumento de la temperatura global, que afecta al sistema en su totalidad y puede perjudicar su funcionamiento y mantenimiento a largo plazo.

5 Algunos ejemplos: • La falta de alimentos impide la obtención de nutrientes, necesarios para adquirir energía y materia para la construcción de las células y la realización de las actividades cotidianas. • La obstrucción de vasos sanguíneos no permite que la sangre transporte sustancias (nutrientes, oxígeno, desechos) hacia y desde las células, por lo que estas pueden morir. • La fractura de una pierna impide el correcto movimiento corporal y el desarrollo de actividades físicas. • La obstrucción de las vías respiratorias imposibilita el intercambio de aire con el exterior, y la falta de oxígeno puede provocar la muerte. • Una falla en las defensas del organismo puede dejarlo expuesto a una enfermedad que le impida cumplir con sus funciones normales. • Una falla en los riñones puede alterar la eliminación de desechos a través de la orina. • Una alimentación inadecuada, con exceso de grasas, puede provocar su acumulación en el organismo, producir obesidad y afectar a la circulación y a la presión sanguínea. Página 112 6 a) Verdadero; b) falso; c) falso; d) verdadero; e) verdadero; f) falso; g) verdadero; h) falso; i) falso; j) falso; k) verdadero; l) verdadero; y m) falso.

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7 a) Automantenimiento

Energía

CÉLULA Materia

Trabajo mecánico, químico, eléctrico

Acción sobre el entorno

Pérdida de desechos y de energía

b) Una planta incorpora energía lumínica. c) Sí, una molécula puede considerarse un sistema integrado por componentes llamados “átomos”. Estos se organizan de manera tal que forman una molécula cuyas propiedades son diferentes a las de los átomos por separado. 8 a) La computadora puede estudiarse como un sistema, ya que está formada por diferentes componentes, cada uno de los cuales cumple con una función específica, y en su totalidad hacen posible su funcionamiento. Por ejemplo, el módem permite la conexión con el entorno virtual, el

monitor refleja los resultados de la información, la memoria almacena datos dentro de la computadora, los discos son una reserva de memoria, el teclado recibe información, la CPU (unidad central de procesamiento) recibe información, la traduce, la transforma y da una respuesta. b) Teclado, mouse, disco rígido, DVD, lector de DVD, módem, monitor, impresora, CPU, memoria, parlantes, cables. c) El sistema informático puede considerarse un sistema cerrado, ya que intercambia energía (eléctrica) con el entorno a través de los cables y, como resultado de su actividad, libera calor; pero no intercambia materia, no entran ni salen sustancias que se incorporen y se transformen en el sistema. Página 113 9 a) El texto de René Descartes hace referencia a la teoría mecanicista, y el de Berzelius defiende la idea vitalista. b) En el texto mecanicista se encuentran conceptos como: “el cuerpo no es más que una estatua o una máquina”, “no debe concebirse en esta máquina ninguna otra alma vegetativa ni sensitiva”. En el texto vitalista se expresa: “una fuerza, incomprensible para nosotros y ajena a la naturaleza inanimada, imbuyó de este ‘algo’ a la masa inorgánica”, “este ‘algo’ que llamamos fuerza vital cae muy aparte de los elementos inorgánicos”.

7. Los autótrofos y la fotosíntesis (116-127)

Página 119 3 a) La biominería es el uso de microorganismos en la minería. Bio- = “vida”; minería = “extracción de minerales”. La biorremediación es la limpieza o descontaminación (remediación) del ambiente por medio del uso de seres vivos. La biorremediación aprovecha la capacidad de los microorganismos de utilizar como fuente de carbono a los contaminantes y transformarlos en compuestos inocuos. b) Tanto la biominería como la biorremediación emplean microorganismos autótrofos, particularmente quimioautótrofos. c) Las bacterias de tipo Thiobacillus ferrooxidans colaboran en la extracción de metales de los minerales. d) El uso de metodologías que funcionen a bajas temperaturas y con soluciones acuosas para extraer el metal de los minerales es preferible desde el punto de vista de su rentabilidad y de su impacto ambiental, ya que es menos contaminante. 4 a) Los productores son quimioautótrofos.

b) Los seres vivos que colonizan los géiseres dependen del sulfuro de hidrógeno. c) Estos organismos son consumidores (heterótrofos) que se alimentan a partir de la materia orgánica que generan las bacterias quimiosintéticas. Estas bacterias son la base de la cadena trófica de estos ecosistemas. Página 120 Se debe a que la clorofila no se produce con la escasez de luz, y esto deja al descubierto los pigmentos que estaban “ocultos” tras la clorofila (el pigmento más abundante). Página 122 Como el resto de los seres vivos, las plantas necesitan carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos. En la fotosíntesis solo se obtiene glucosa y, a partir de ella, se fabrica el resto de los componentes orgánicos (con la utilización de las sales minerales). Tanto al comienzo como al final del proceso hay la misma cantidad de átomos de cada elemento: seis átomos de carbono, doce átomos de hidrógeno, dieciocho átomos de oxígeno. Esto indica que la materia se conserva, no se pierde, solo se transforma. Página 123 5 a) Sí, el almidón se detecta solo en las hojas que estuvieron expuestas a la luz. Esto indica que en ausencia de luz no se realiza la fotosíntesis y, por lo tanto, no se obtienen carbohidratos. b) Lo que cambia es la presencia o ausencia de luz en el proceso de fotosíntesis, que determina la síntesis de carbohidratos. c) Hacer la prueba de almidón en el alcohol en que se hirvieron las hojas, para despejar dudas respecto de si el almidón se quedó o no en el alcohol. d) Durante esos dos días en la oscuridad, el almidón que pudo haberse producido y almacenado previamente en la fotosíntesis será utilizado por la planta, ya que no puede realizar la fotosíntesis. La idea es agotar el almidón de reserva para medir luego solo el almidón producido en la fotosíntesis.

Página 117 1 a) Sí, se debería tomar en cuenta. A pesar de ser poca la diferencia, indica que la planta toma nutrientes del suelo (sales minerales) en pequeñas cantidades que son esenciales en el proceso de alimentación. b) Además de agua, la planta toma dióxido de carbono del aire, minerales del suelo y necesita luz (energía lumínica). c) Como resultado de la fotosíntesis la planta obtiene sustancias orgánicas, glúcidos, lípidos, proteínas. Estas sustancias las emplea como fuente de energía, como material de construcción de su cuerpo y como reserva energética. d) Si una planta crece en la oscuridad total se muere, ya que no puede alimentarse y, por lo tanto, tampoco puede formar su cuerpo ni obtener energía para sus funciones. e) El aire se necesita en el proceso de la respiración que aporta oxígeno a las células. El oxígeno se usa en la obtención de la energía que está contenida en los alimentos.

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e) Sí, en luz blanca. Se puede encargar a un grupo de alumnos que piensen cómo podrían investigar este tema, usando como base la investigación hecha en clase, y luego lo compartan con sus compañeros. Página 125 La idea se refiere a la liberación de oxígeno gaseoso, necesario para la supervivencia de la mayoría de los seres vivos. Los consumidores son el eslabón de la cadena alimenticia que no puede producir sus alimentos y depende de los productores, de los cuales se alimenta, directa o indirectamente. Los descomponedores se alimentan y digieren los organismos muertos y/o sus desechos o restos, y los transforman en sustancias simples que se reincorporan al ciclo de la materia. La cadena trófica representa las relaciones que se establecen entre productores, consumidores y descomponedores, por las cuales unos se alimentan de otros. Página 126 6 a) Agua, b) lumínica, c) alimento, d) trófica, e) pigmento, f) productores, g) oxígeno, h) fotosíntesis, i) carbono y j) glucosa. Autótrofos: organismos que fabrican sus propios alimentos, que consisten en sustancias orgánicas obtenidas a partir de sustancias simples que incorporan del ambiente. Estos alimentos les aportan materia y energía, y son la base de las redes alimenticias de todo el ecosistema, así como del resto de los seres vivos, que dependen de ellos. 7 Como consecuencia de la fotosíntesis realizada en épocas de mayor luz, las plantas acumulan reservas, particularmente en forma de almidón, en los tallos, raíces y semillas, que les sirven como fuente de materia y de energía durante las épocas otoñales e invernales. 8 a) Según el esquema, en la fotosíntesis entra CO2 y se libera O2, mientras que en la respiración entra O2 y se libera CO2.

b) La fotosíntesis aprovecha la energía lumínica. c) El número 1 que señala la fijación del carbono en materia orgánica representa el proceso de fabricación de alimentos en la fotosíntesis. d) La planta obtiene carbohidratos, proteínas, lípidos, y está representado en los números 2 y 3. e) Floema: vaso conductor que transporta la materia orgánica (glucosa) por toda la planta. Xilema: transporta agua y sales minerales desde las raíces hacia las hojas. f) El proceso de fotosíntesis aporta la materia orgánica que sirve de alimento a la planta y al resto de los organismos que se alimentan a partir de ella. Además, aporta el oxígeno gaseoso que los organismos aerobios utilizan en el proceso de respiración, por el cual liberan la energía química contenida en los alimentos y la aprovechan en sus actividades. Página 127 9 a) La clorofila se emplearía para fabricar baterías solares. b) Porque atrapa la energía solar. c) En este caso, la energía lumínica se convierte en energía eléctrica, mientras que en la fotosíntesis la energía lumínica se convierte en energía química. 10 a) Fotosíntesis: proceso por el cual los organismos fotosintéticos fabrican materia orgánica a partir de inorgánica en presencia de luz. Quimiosíntesis: proceso por el cual las bacterias fabrican materia orgánica a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos. Autótrofos: organismos capaces de sintetizar materia orgánica a partir de inorgánica. Heterótrofos: organismos que incorporan la materia orgánica ya elaborada. Energía solar: energía proveniente del Sol utilizada en la fotosíntesis. Energía química: energía que se almacena en los enlaces químicos que unen a los átomos. Cloroplasto: orgánulo de la célula eucariota vegetal donde se realiza la fotosíntesis. Mitocondria: orgánulo de la célula eucariota donde se produce la oxidación de biomoléculas, como la glucosa para obtener energía. c) En el cloroplasto se realiza una reacción de síntesis y se incorpora energía, mientras que en la mitocondria se realiza una reacción de degradación y se libera energía. El cloroplasto tiene clorofila y la mitocondria no la tiene.

8. Los heterótrofos y la alimentación (130-141) Página 131 1 a) Los autótrofos fabrican las sustancias orgánicas complejas a partir de sustancias sencillas que incorporan del ambiente, mientras que los heterótrofos incorporan las sustancias orgánicas “ya elaboradas”. b) Organismos unicelulares, similares a bacterias, heterótrofos. c) En ambos casos se trata de bacterias que se alimentan de sustancias orgánicas que hay en el ambiente, en este caso, el mar. d) Por ejemplo, los animales, que se alimentan ingiriendo otros seres vivos o las sustancias que derivan de ellos. Las bacterias incorporan también las sustancias complejas, pero tienen otros mecanismos para incorporarlos o digerirlos; no tienen un sistema digestivo como el de los animales. e) Los heterótrofos pueden ser consumidores o descomponedores. f) Habría una superpoblación de organismos autótrofos; además, si desaparecieran los heterótrofos descomponedores no podría llevarse a cabo el ciclo de la materia. Página 135 3 a) Las plantas carnívoras son capaces de fotosintetizar con sus hojas total

o parcialmente verdes y pueden vivir como autótrofos; pero, además, pueden realizar una nutrición heterótrofa como complemento de la primera. b) Los animales son atrapados en formaciones especiales de las hojas: cerdas internas que, al ser rozadas, cierran las hojas; las espinas evitan que la presa escape. c) El cuerpo de los animales es digerido por secreción de enzimas, y los productos útiles resultantes de la digestión son absorbidos por la planta. d) En general, las plantas no son capaces de captar el nitrógeno gaseoso del aire (N2) y aprovecharlo tal como está. Sin embargo, el nitrógeno es esencial en la formación de proteínas. Algunas plantas lo obtienen a través de la simbiosis con bacterias del género Rhizobium, y, como en los animales, las plantas carnívoras lo obtienen a partir de la digestión de proteínas de otros organismos. 4 a) El texto hace referencia a bacterias heterótrofas que se alimentan de sustancias orgánicas que se despiden con el sudor. b) El olor se debe a la acumulación de las sustancias que producen las bacterias al alimentarse de las sustancias presentes en el sudor.

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Página 137 El medio de transporte de los nutrientes en el cuerpo humano es la sangre. Página 139 5 a) Poroto, maní, lenteja, soja, garbanzo, arvejas, entre otras. b) La Nitragina fue un inoculante fabricado a partir de las bacterias que se fijaban a plantas de arvejas. Este producto se vendía a los agricultores para favorecer el crecimiento de las leguminosas. c) Los científicos no sabían que el inoculante solo funcionaba con plantas de arvejas y no con otras leguminosas. d) Debieron ensayar si el inoculante era efectivo con cualquier tipo de planta, es decir, probar con varias familias de plantas y evaluar el crecimiento del cultivo. e) A partir del fracaso en este desarrollo se pudo demostrar la especificidad en la asociación y la formación de nódulos en las plantas leguminosas. f) “El poroto equivocado” se refiere al error en pretender utilizar el mismo tipo de bacterias para asociarlo con cualquier planta. Página 140 6 a) Falso. Se cree que los primeros seres vivos eran heterótrofos y se alimentaban de sustancias orgánicas complejas, que se formaban espontáneamente en el mar primitivo. b) Verdadero. Hay bacterias que se alimentan de sustancias orgánicas que son contaminantes, como los hidrocarburos que se derraman accidentalmente, y al digerirlos se obtienen productos que no son perjudiciales. c) Verdadero. Ya sean consumidores o descomponedores, herbívoros o carnívoros, todos los seres vivos dependen directa o indirectamente de los autótrofos para la obtención de materia orgánica y de energía. d) Verdadero. Ambos procesos implican el pasaje de sustancias a través de la membrana celular y el ingreso de esas sustancias nutritivas a las células. e) Verdadero. Algunos organismos incorporan los alimentos a las células donde se digieren en vacuolas digestivas; otros liberan enzimas al entorno, las digieren externamente, y las sustancias resultantes son incorporadas a las células. f) Verdadero. Realizan la fotosíntesis y también digieren pequeños insectos que atrapan en sus hojas.

g) Falso. Aunque el proceso de alimentación es básicamente el mismo, los diversos tipos de organismos tienen distintas estructuras que digieren los alimentos. Los unicelulares lo hacen de modo diferente que los pluricelulares, y los pluricelulares tienen distintos órganos y estructuras que intervienen en la digestión. 7 Preguntas posibles: a) ¿Cuáles son los tipos de sustancias que incorporan los organismos heterótrofos del entorno? b) ¿Qué ocurre con esas sustancias en el organismo? c) ¿Cuál es el proceso que determina el pasaje de las sustancias desde la zona donde son digeridas hacia los fluidos internos que las transportan? d) ¿Qué le aportan esas sustancias al organismo? ¿Para qué el organismo emplea esto? e) ¿Cuál es la diferencia fundamental entre los organismos unicelulares y pluricelulares que determina que los mecanismos de alimentación sean diferentes? 8 a) Los heterótrofos son el conejo, la serpiente, el águila y los hongos. b) Sí. Incluso si no se alimenta de plantas, el consumidor terciario depende de ellas indirectamente para obtener la materia orgánica que ellas fabrican. En este ejemplo, el águila es un consumidor terciario. c) Sí, los descomponedores, como otros heterótrofos, dependen de las plantas, porque reciben la materia orgánica que ellas producen (directa o indirectamente) al degradar los restos o desechos de vegetales y de animales que se alimentaron de vegetales. d) Los descomponedores, cumplen la función de obtener sustancias orgánicas y degradarlas a sustancias sencillas, inorgánicas, de las que se alimenta la planta en la fotosíntesis. e) A los descomponedores llegan flechas de todos los organismos ya que digieren la materia que proviene de la muerte, de todos los seres vivos. f) Las flechas amarillas representan la energía térmica que se libera de cada organismo; las flechas azules representan la energía que incorporan con el alimento los descomponedores (heterótrofos); las flechas violetas indican la energía que incorporan con el alimento los consumidores (heterótrofos) y la flecha blanca representa la energía lumínica que incorporan los productores (autótrofos fotosintéticos) y que utilizan en la fotosíntesis. Página 141 9 a) El objetivo de la investigación es mejorar la formulación de un inoculante natural producido para la soja. Este inoculante se hace a base de Bradyrhizobium japonicum. b) El inoculante biológico, a base de una bacteria que es simbionte de la soja, le aporta nitrógeno a la planta.

9. La respiración en autótrofos y en heterótrofos (144-155) Página 145 1 a) La combustión es una reacción química en la que una sustancia combustible se combina con una comburente, generalmente O2. Como resultado se produce un óxido, se libera gran cantidad de calor al quemar, y se desprende luz al arder. El producto de estas reacciones puede incluir monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y cenizas. La combustión y la respiración no son lo mismo. En los seres vivos, las reacciones son más lentas, no hay desprendimiento de luz ni de altas

cantidades de calor o fuego. Se degradan moléculas en otras más sencillas y se libera energía química y, en parte, calórica. b) Escuchar las ideas previas de los alumnos. c) El niño explicará que, si bien es cierto que durante la noche las plantas respiran, toman oxígeno del aire y liberan dióxido de carbono, el consumo respiratorio de una planta que está dentro de un dormitorio no es elevado. Por lo tanto, si consideramos que dormir con plantas en una habitación es peligroso para nuestra salud.

c) El sudor es beneficioso ya que permite regular la temperatura corporal y mantenerla en su valor normal. d) Al higienizarse se eliminan las bacterias y sus productos, que causan mal olor. e) El desodorante debe contener sustancias que eliminen bacterias. Si no, solo enmascaran el olor pero no evitan la acción bacteriana que produce el mal olor. f) Sí, el alcohol se emplea en heridas ya que mata bacterias, por lo tanto, también podría usarse para evitar el sudor.

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Página 146 La respiración aporta oxígeno que, en combinación con los alimentos, le dan materia y energía a las células. A su vez, se produce dióxido de carbono que se libera al entorno. El oxígeno entra en las células y se combina con los nutrientes. Página 149 3 a) En la experiencia 1 se midió la variación en la apariencia del agua de cal, y en la experiencia 2 se midió la variación en los gases inhalados y exhalados. b) En la experiencia 1 se observó un cambio en la turbidez del agua de cal al soplar dentro del frasco. c) El aire exhalado contiene dióxido de carbono que, al combinarse con el agua de cal, la vuelve turbia. d) Se habrá medido un aumento en la frecuencia respiratoria y un aumento en el consumo de oxígeno y en la exhalación de dióxido de carbono. Si el proceso respiratorio permite obtener energía, se supone que al hacer ejercicio aumenta el requerimiento de energía y, por lo tanto, de oxígeno. e) En la experiencia 1 las mediciones fueron cualitativas. En la experiencia 2 las mediciones fueron cuantitativas. Página 150 La forma de liberar esa energía es romper los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos.

Página 151 La flecha punteada indica que este es un proceso que consiste en muchas reacciones sucesivas; no en una única reacción. Página 153 4 a) La torta entera representa el 100% del aire, y las porciones representan las proporciones de los diferentes gases que hay en ese aire. b) Están involucrados en la respiración externa; representan los gases que se intercambian con el ambiente. c) En ambos casos, la mayor proporción corresponde al nitrógeno (77%). d) El oxígeno. e) En el aire exhalado hay menos oxígeno y más dióxido de carbono y vapor de agua que en el inhalado. f) El oxígeno disminuye, ya que una parte se usa en las células durante la respiración celular. En ese mismo proceso se produce dióxido de carbono y agua, que son exhalados, por eso aumenta su cantidad en el aire que se libera. g) Se trata de un organismo aerobio, ya que utiliza oxígeno en la respiración. h) No varía la proporción de nitrógeno, ya que este gas no puede ser aprovechado por el organismo tal como entra a través del aire. Por lo tanto entra y sale, sin ser usado por el organismo. i) En el aire exhalado hay un 16% de oxígeno y un 4% de dióxido de carbono. Es decir que exhalamos bastante más oxígeno que dióxido de carbono. Este dato suele resultar nuevo para los alumnos, ya que habitualmente se dice que en la respiración “se exhala dióxido de carbono”, entonces se suele creer que el aire exhalado está compuesto solo por ese gas, lo que es un error.

5 a) Esto indica que se liberó dióxido de carbono que, al combinarse con el agua de cal, la enturbia. b) Al evitar el ingreso de luz, la planta no realiza el proceso de fotosíntesis. De esta forma solo se mide el intercambio gaseoso en la respiración de la planta. c) Al entrar luz, la planta realiza la fotosíntesis. Para eso incorpora dióxido de carbono, que fue liberado en la respiración. Posiblemente, no se hubiera notado tanto cambio en el agua de cal, ya que hubiera quedado menos dióxido de carbono libre en el aire. Página 154 6 a) Externa; b) aerobios; c) combustión; d) pulmones; e) cuantitativa; f) branquias; g) etanol; h) fermetación; i) aerobia; j) nutrición; k) nitrógeno; l) química; m) exhalar; n) levaduras; ñ) difusión; o) láctico; p) tráquea; q) calor. Respiración celular: proceso celular que ocurre en las mitocondrias de las células y que permite obtener energía a partir de la degradación de los nutrientes. 7 Organismo: lombriz de tierra; langosta (insecto); pez; ave y mamífero (ser humano). Órganos respiratorios: piel, tráqueas, branquias, pulmones y pulmones. 8 a) Fotosíntesis: salen: C6H2O6 y O2. Entran: CO2, H2O y sales minerales. Respiración: salen: CO2 y H2O. Entran: nutrientes y O2. b) Fotosíntesis: ingresa energía lumínica; respiración: entra energía química (en los alimentos). c) Fotosíntesis: se obtiene energía química; respiración: se obtiene energía química (en otras sustancias) y calor. Página 155 9 a) En la primera frase se compara la respiración celular con la combustión pero son procesos que presentan diferencias. En la segunda frase, el error está en considerar que la respiración celular (que él llama “combustión”) ocurre en los pulmones y que la energía es transmitida por la sangre. b) Respiración celular Ocurre en todos los organismos. La energía se libera gradualmente. Se obtiene energía química y calor (leve). La energía se libera en pequeñas cantidades.

Combustión No ocurre en seres vivos. La energía se libera rápidamente, de una vez. Se libera energía en forma de luz y calor. La energía se libera en grandes cantidades.

10 Al no hacer un calentamiento previo, la sangre circula a ritmo normal, como si la persona estuviera sentada. Por lo tanto, los músculos de las piernas necesitan poca energía y poco oxígeno. Si de pronto las células musculares requieren una cantidad grande de energía, van a necesitar una cantidad grande de oxígeno. Pero si la sangre circula a ritmo lento, no podrá llevarle a las células musculares todo el oxígeno. Entonces, las células, en ausencia de suficiente oxígeno, obtendrán energía de forma anaeróbica, por fermentación láctica.

10. Ciclos de la materia y f lujo de la energía (158-175) Página 159 1 b) Una respuesta posible: los seres vivos cumplen un ciclo. c) El fenómeno determinante que permitió comprender el ciclo del agua

fue estudiar la evaporación de esta sustancia. d) La hidrología es la ciencia que estudia la distribución y las propiedades que presenta el agua, tanto en la atmósfera como en la superficie terrestre.

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Página 160 En última instancia la energía que utiliza nuestro cuerpo proviene del Sol. La energía lumínica ingresa al ecosistema cuando es captada por los fotoautótrofos; estos la transforman en energía química. Luego, esta energía va pasando de un eslabón a otro en las redes tróficas hasta que llega a los seres humanos almacenada en los compuestos químicos que contienen los alimentos. El ecosistema es un sistema abierto porque intercambia materia y energía con su entorno. Página 163 3 a) La materia orgánica está presente en todos los componentes bióticos del ecosistema (juncos, árboles, pasto). La materia inorgánica, además de estar presente en los componentes abióticos (agua, aire y suelo) también se encuentra en los huesos del ave, por ejemplo, que contienen calcio. b) La materia inorgánica se transforma en orgánica por medio del proceso de fotosíntesis. c) Habitan en el suelo y en el fondo de la laguna. Su función es la de transformar la materia orgánica en inorgánica. Contribuyen al ciclo que la materia realiza en el ecosistema. 4 a) Según la “ley del mínimo” propuesta por Justus von Liebig, si una planta carece o tiene muy baja cantidad de un determinado nutriente esencial, su crecimiento se detiene o se hace más lento, aunque tenga excesiva cantidad del resto de los nutrientes. b) Los descomponedores son vitales porque proveen, a través de la degradación de la materia orgánica, de los nutrientes esenciales a las plantas. c) Sí, porque los agricultores deben saber que, aunque una planta tenga exceso de un determinado nutriente, no crecerá adecuadamente si no tiene, aunque sea en mínima cantidad, cada uno de los nutrientes esenciales. d) Si la planta no tiene magnesio, no podrá sintetizar clorofila. Sí confirma la “ley del mínimo” porque no importa que la planta tenga potasio en exceso, también necesita tener magnesio.

Página 169 9 a) El ancho de cada escalón representa la cantidad de individuos. b) Porque un solo árbol es suficiente para alimentar a muchísimos insectos; en cambio, para alimentar a unas pocas vacas, hace falta mucha mayor cantidad de materia orgánica. c) Sí. Porque en las pirámides de energía se representa la producción neta de cada nivel trófico, la cual está directamente relacionada con la cantidad de materia que hay en dicho nivel. d) Las pirámides de biomasa. e) En un período de sequía el árbol tendría menos hojas y podría alimentar a menos insectos. Por lo tanto, la población de murciélagos también se vería afectada. Página 173 El agua ingresa a los seres vivos cuando es absorbida por las plantas. Luego, se devuelve al ambiente a través del proceso de transpiración. En el caso de los animales, el agua ingresa al beberla o ingerir alimentos, y sale al respirar, transpirar, orinar, etcétera. Página 174 10 Sol (energía) O2

Reserva de nutrientes

Salidas

CO2 atmosférico

6 1

Página 168 En la selva hay mayor productividad primaria que en un desierto porque tiene mayor disponibilidad de agua y de nutrientes para realizar la fotosíntesis.

Atmósfera, erupciones volcánicas, otras fuentes

Página 167 6 Entradas

8 Aciertos: materia inorgánica ingresa al ecosistema; el conejo, consumidor primario, incorpora materia; cuando el conejo muere es fuente de materia orgánica para los descomponedores; como producto de la degradación de la materia orgánica se obtiene materia inorgánica. Errores: el ecosistema es un sistema cerrado; el flujo de la materia; la materia inorgánica se transforma en glucosa en el proceso de respiración; el conejo incorpora energía cinética; la energía cinética se utiliza para la síntesis de materia orgánica.

Autótrofos

Fotosíntesis

Respiración

Heterótrofos

Descomposición bacteriana

Muerte

Materia orgánica

Animales y hombres

2 Respiración

Respiración Energía

Materia

7 En el fondo del océano hay bacterias quimiosintéticas, es decir que oxidan compuestos inorgánicos de los cuales obtienen energía para fabricar materia orgánica.

11 Texto correcto: en el ecosistema la materia va pasando de un nivel trófico a otro de manera unidireccional, es decir, de productores a consumidores. La materia orgánica es transformada en inorgánica por los descomponedores que habitan en el suelo. La energía describe un flujo y el calor liberado a la atmósfera no puede ser aprovechado por los seres vivos como energía útil. El ciclo de la materia y el flujo de la energía se llevan a cabo en todos los ecosistemas. La materia orgánica, elaborada por los autótrofos, es la fuente de alimento de los descomponedores.

Autótrofos

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Los animales carroñeros se alimentan de la materia orgánica en descomposición y los descomponedores degradan la materia orgánica hasta convertirla en inorgánica. De esta forma se reinicia el ciclo de la materia en el ecosistema.

d) El nitrógeno es un elemento químico que forma parte de las proteínas y de los ácidos nucleicos. e) El agua se encuentra en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

12 En la primera pirámide el escalón de los productores es muy grande porque se necesita mucha cantidad de materia para alimentar a los consumidores, que son de gran porte y necesitan mucha materia orgánica. En la segunda pirámide, poca cantidad de fitoplancton abastece a gran cantidad de zooplancton, porque los organismos que pertenecen al zooplancton son en su mayoría unicelulares y necesitan, muchísima menor cantidad de materia orgánica.

Página 175 15 a) y b) La urea fertiliza el suelo; allí es degradada por las bacterias nitrificantes que la convierten en nitritos y nitratos que se solubilizan en el agua y son absorbidos por las raíces. Este nitrógeno pasa a formar parte de las proteínas del vegetal. Luego, cuando este vegetal es comido por un herbívoro, pasa a formar parte de las proteínas del animal. Cuando el animal orina, el nitrógeno vuelve al suelo.

13 a) Se denomina “productividad primaria neta” a la cantidad de materia orgánica sintetizada en la fotosíntesis menos la cantidad de materia orgánica utilizada por los productores en la respiración aeróbica. b) Porque se realiza menos fotosíntesis. c) La tasa de productividad neta será menor. 14 a) Uno de los primeros que intentó explicar cuál es el “camino” que sigue el agua en la Naturaleza fue Aristóteles. b) Los elefantes son de gran tamaño y son herbívoros. c) El volumen de agua evaporado es igual al volumen que reciben los mares, de esta manera el volumen total se mantiene constante.

16 a) En zonas urbanas, los plásticos pueden tapar las bocas de tormenta e impedir el drenaje de agua. b) Los bioplásticos se descomponen por la acción de microorganismos y vuelven como sustancias más simples, que pueden ser utilizadas por otros seres vivos. c) Los descomponedores reciclan los bioplásticos. d) La falta de nitrógeno es un estímulo para que las bacterias acumulen bioplásticos. e) La ventaja es que son biodegradables y no contaminan.

11. La intervención humana en los ecosistemas (178-195) Página 179 1 a) Aparece el agua como recurso energético y recreativo. b) Se espera que los alumnos reconozcan al ser humano como un agente modificador de los ecosistemas. c) Es interesante que los alumnos comprendan que la ciudad es un ecosistema artificial en el cual también se producen interacciones. d) En las historietas se pone de manifiesto que el aprovechamiento de los recursos naturales tiene una meta muy clara: la satisfacción de las necesidades de la sociedad. Página 180 La idea es que, entre todos, vayan reflexionando acerca de la relación del ser humano con la Naturaleza y que puedan discriminar entre las actividades que perjudican el ambiente y las que, por el contrario, intentan protegerlo.

Se trata de la cosmovisión que considera una vida en armonía con la Naturaleza, como la de todos los pueblos aborígenes. La dominación de la Naturaleza tiene más que ver con las sociedades occidentales. Página 183 3 a) El impacto ambiental es mayor en la actualidad. Página 184 Esta actividad pretende indagar sobre los conocimientos previos de los alumnos acerca de los recursos naturales. Página 185 Porque se evidencia un enorme incremento en el número de habitantes en la década de 1930.

Página 186 Esta actividad pretende que los alumnos tomen conciencia del deterioro que causa la deforestación y de cuáles son sus causas. Página 187 5 a) Los distintos colores representan los grupos de edad. b) Las áreas coloreadas representan, en los tres gráficos, la variación o crecimiento de la población en cada grupo de edad entre el año 1970 y el 2020. c) El color rojo es el que abarca un área mayor en los tres gráficos. Representa la población de entre 15 y 64 años. d) Los países menos desarrollados son los que evidencian un mayor crecimiento de la población. e) Es de esperar que relacionen los gráficos con la superpoblación y el agotamiento de los recursos naturales. 6 a) Cousteau considera que el aumento explosivo de población es una amenaza para el planeta porque el incremento radical en el consumo que acompañará este crecimiento someterá a la Tierra a una tensión casi fatal. b) Por ejemplo, el excesivo consumo de aparatos electrodomésticos trae aparejado un gasto de energía muy grande. Página 189 La intención de esta actividad es reflexionar acerca del estado de situación en el entorno cercano, para reparar en aquellos aspectos que tienen un impacto ambiental positivo y los que, por el contrario, contribuyen al deterioro ambiental. Página 194 8 La idea es que los alumnos traten de explicar con sus palabras los principales conceptos desarrollados en el libro y que interactúen entre pares para evaluarse.

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Página 195 11 b) Pasaron más de cinco mil días. El Riachuelo está sumamente contaminado porque recibe los efluentes de las industrias que están en esa zona.

c) Los gobiernos deberían penalizar a las empresas que contaminen y exigir que tengan una planta de tratamiento de efluentes.

Prácticas de campo (199-202) Página 200 Práctica de campo 1 – Para calcular la densidad de población, los alumnos deben dividir el número

de individuos de cada población por la superficie del sector delimitado. – Para calcular el porcentaje, deben sumar el total de individuos de todas las poblaciones y considerar ese valor como el 100%.

Página 203 Práctica de laboratorio 3 a) La leche es ligeramente ácida. Al agregarle el ácido aumentamos la acidez y esto afecta la estructura de las proteínas. Estas coagulan y precipitan. b) La proteína más importante es la caseína. c) El resultado obtenido puede diferir por muchas razones: • Que no hayan precipitado todas las proteínas presentes en la leche. La lactoglobulina, por ejemplo, queda en suspensión en el suero. • Que parte del precipitado quede en el vaso. • Que haya errores en las pesadas. Si al pesar el precipitado blanco este no está perfectamente seco, también estaremos pesando agua.

microorganismos sobre materia orgánica de desecho. Los microbios se alimentan de esos restos orgánicos y los degradan, obteniendo de ellos la energía que necesitan para vivir. Durante este proceso se libera metano (debido a la fermentación). b) El biogás es un combustible que permite la obtención de energía térmica y lumínica (llama de fuego). c) Intervienen las bacterias heterótrofas, porque el gas se produce por la degradación que hacen las bacterias de la materia orgánica. d) Se necesita una temperatura “cómoda” para el desarrollo de este tipo de bacterias que producen biogás. e) Se observa una llama azul. El gas es combustible. f) Ofrece la posibilidad de generar energía de manera sencilla y con materia prima accesible y barata.

Página 204 Práctica de laboratorio 4 a) Se forman burbujas, debido a la liberación de oxígeno gaseoso. b) Se observa que arde vivamente, con llama brillante. c) Que el gas que se desprende es oxígeno, pues mantiene la combustión. d) Descomposición. Reactivo: agua oxigenada. Productos: agua y oxígeno.

Página 208 Práctica de laboratorio 7 a) El agua de cal se enturbió solo en el primer tubo. b) El tubo 1 es el único donde se realiza el proceso de respiración, por el cual se libera dióxido de carbono que reacciona con el agua de cal. En ese tubo las semillas, que contienen dentro de ellas el embrión de la planta, al estar en un medio con agua, tienen las condiciones para germinar. Esto significa que la planta está creciendo, se está alimentando y respirando. Las semillas del tubo 2 están secas, deshidratadas (como las que se venden en un almacén). Como no tienen las condiciones adecuadas, estas semillas no están germinando, es decir que el embrión está “dormido”, sin respirar ni crecer por el momento. El tubo 3 es un control o testigo. Permite comprobar que el agua de cal en el tubo 1 se enturbia debido a la presencia de las semillas y no por otro motivo. c) Los tubos se tapan para que no reaccionen con el dióxido de carbono atmosférico. d) La luz no es importante en este caso, ya que los embriones que están creciendo dentro de las semillas no realizan la fotosíntesis, sino que se alimentan a partir de las sustancias de reserva que tiene la semilla. Por lo tanto solo se mide la respiración. e) Depende de los resultados obtenidos en la experiencia realizada por los alumnos. f) El tubo tres es un testigo. Esto demuestra que, si el agua de cal no toma contacto con dióxido de carbono, permanece transparente.

Átomo de oxígeno Átomo de hidrógeno

A partir de dos moléculas de agua oxigenada se obtienen dos moléculas de agua y una molécula de oxígeno. e) Es un cambio químico pues las sustancias cambian su identidad, se convierten en otras nuevas, con distintas características. Se produce un reordenamiento de átomos y la masa se conserva. Página 205 Práctica de laboratorio 5 a) El extracto es verde, porque tiene más clorofila. b) Sí, hay pigmentos de color verde (clorofila a y clorofila b), amarillo (xantofila) y anaranjado (caroteno). c) Los pigmentos se encuentran “ocultos” por la abundancia de la clorofila y actúan como accesorios en la captación de la luz. Página 207 Práctica de laboratorio 6 a) Como la palabra lo dice, el biogás es un gas producido por la acción de

Prácticas de laboratorio (203-208)

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