1º Básico Ciencias Naturales by espaciosinnovadores

Ciencias Naturales 1.° Básico Directora de la colección: Guillermina Herrera Peña Equipo de redacción y mediación pedagógica: Isabel Cleaves Ana María Palma Equipo de diseño y diagramación: Ingrid Estrada Mayra Fong

ISBN 9789929614314 Edición 2017 Impreso en IGER Talleres Gráficos

Reservados todos los derechos. Queda rigurosamente prohibido la reproducción total o parcial de este material educativo, por cualquier medio o procedimiento, sin la autorización de Asec Ediciones. Según artículo 42 de la Constitución Política de Guatemala que se refiere a la autoría.

Ediciones ASEC, de la Asociación de Servicios Educativos y Culturales, ofrece al sistema educativo guatemalteco su Programa Logos, una colección de textos escolares cuyas características proveen a los estudiantes de contenidos educativos de calidad, pertinentes, actualizados y que responden al Currículum Nacional Base promovido por el Ministerio de Educación. El nombre de nuestro programa editorial refiere al concepto logos (del griego λóγος) en su significado más amplio: inteligencia, pensamiento y sentido, desde una visión integral que permitirá a los estudiantes identificar, interpretar, argumentar y resolver problemas del contexto con propiedad y ética desde el saber ser, el saber hacer y el saber conocer. Programa Logos se adhiere al Currículum Nacional Base buscando el desarrollo de competencias. En este horizonte, nuestros textos procuran aprendizajes que desarrollan capacidades basadas en conocimientos, habilidades, destrezas, carácter y valores para ayudar a los estudiantes a enfrentar adecuadamente sus interacciones en los ámbitos personal y social, mediante procesos de reflexión crítica y de adaptaciones creativas a nuevas situaciones de la vida. Siguiendo estos lineamientos, nuestros contenidos educativos permiten a los jóvenes estudiantes aprendizajes para comprender el mundo en el que se desenvuelven, así como para usar su creatividad para transformarlo de manera positiva. Nuestros textos han sido diseñados para promover un aprendizaje significativo. Buscan que el estudiante construya conocimientos a partir de los que ya posee o al relacionar los nuevos con otros que domina previamente. Asimismo, han sido diseñados para que los estudiantes se sientan dispuestos favorablemente a llevar a cabo la construcción creativa y armónica de su desarrollo educativo. Con nuestros textos fomentamos la autodisciplina, la autorregulación de los aprendizajes y la metacognición. Apostamos por la evaluación formativa, que informa de los logros y advierte de las dificultades permitiendo la búsqueda de nuevas estrategias de aprendizaje. Para las materias evaluadas periódicamente por el Ministerio de Educación, incorporamos las pruebas liberadas correspondientes, de modo que los estudiantes puedan prepararse mejor. Ediciones ASEC respalda sus textos escolares en su equipo de autoría, mediación pedagógica y diseño, formado por profesionales especializados en cada materia y con larga y productiva experiencia en la elaboración de materiales educativos. Programa Logos es una apuesta nacional por la calidad de la educación. Nuestro fin es ofrecer textos accesibles, de la mejor calidad académica, que doten a estudiantes y profesores de una herramienta imprescindible para allanar el camino de la juventud guatemalteca en la maravillosa tarea de su superación. En Ediciones ASEC estamos convencidos de que la educación es la base del desarrollo.

Índice Índice ............................................................................................................................................................................

Presentación .............................................................................................................................................................

Unidad 1 Las ciencias................................................................................................................................................................

El mundo de las ciencias naturales...............................................................................................................

1. Historia de la ciencia....................................................................................................................................

2. La ciencia y su clasificación.......................................................................................................................

3. Las ciencias naturales..................................................................................................................................

4. El método científico.....................................................................................................................................

5. Teorías y leyes de las ciencias naturales............................................................................................... 10 6. El laboratorio científico............................................................................................................................... 11

A la ciencia por la experiencia......................................................................................................................... 13 1. Flores de colores........................................................................................................................................... 13 2. Un buen científico es un buen observador........................................................................................ 14 3. ¿Qué vela se apaga primero?................................................................................................................... 15

Resumen.......................................................................................................................................................................... 17 Verifica tu aprendizaje........................................................................................................................................... 18 Revisa tu aprendizaje............................................................................................................................................. 22

Índice – Ciencias Naturales

Unidad 2 La materia, parte I: fundamentos de química.....................................................................

El mundo de la materia .......................................................................................................................................

1. ¿Qué es la materia?......................................................................................................................................

2. Propiedades de la materia.........................................................................................................................

3. Estados de la materia..................................................................................................................................

4. Cambios de la materia................................................................................................................................

5. La unidad básica de la materia: el átomo............................................................................................

A la ciencia por la experiencia.........................................................................................................................

1. Experimentando con la densidad de la materia...............................................................................

2. El hielo ocupa más espacio que el agua..............................................................................................

3. Mosaico de colores......................................................................................................................................

Resumen..........................................................................................................................................................................

Verifica tu aprendizaje...........................................................................................................................................

Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................

Unidad 3 La materia, parte II: principios de física.....................................................................................

El mundo de la física...............................................................................................................................................

1. ¿Qué es la física?...........................................................................................................................................

2. La medición como auxiliar de la física..................................................................................................

3. La temperatura...............................................................................................................................................

A la ciencia por la experiencia.........................................................................................................................

1. ¡Experimentemos la transmisión de calor en la cocina!................................................................

2. Dos globos muy distintos..........................................................................................................................

Resumen..........................................................................................................................................................................

Verifica tu aprendizaje...........................................................................................................................................

Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................

Primer grado – ciclo básico

Unidad 4 El Universo.................................................................................................................................................................

El mundo del Universo..........................................................................................................................................

1. El Universo.......................................................................................................................................................

2. Astronomía......................................................................................................................................................

3. Elementos que constituyen el Universo...............................................................................................

4. El Sistema Solar..............................................................................................................................................

A la ciencia por la experiencia.........................................................................................................................

1. Construyamos un telescopio casero utilizando materiales sencillos........................................

2. Construye tu propio modelo de Sistema Solar.................................................................................

Resumen..........................................................................................................................................................................

Verifica tu aprendizaje...........................................................................................................................................

Revisa tu aprendizaje............................................................................................................................................. 102

Unidad 5 La Tierra: nuestro hogar.............................................................................................................................

103

El mundo de nuestro planeta Tierra............................................................................................................ 105 1. Historia de la Tierra...................................................................................................................................... 105 2. Estructura de la Tierra.................................................................................................................................. 107 3. Placas tectónicas: como un rompecabezas......................................................................................... 113 4. Sismos: cuando la Tierra se sacude........................................................................................................ 118 5. Volcanes............................................................................................................................................................ 120

A la ciencia por la experiencia......................................................................................................................... 125 1. ¿Cuál es la forma de la Tierra?................................................................................................................. 125 2. Simulacro de terremoto............................................................................................................................. 126

Resumen.......................................................................................................................................................................... 127 Verifica tu aprendizaje........................................................................................................................................... 129 Revisa tu aprendizaje............................................................................................................................................. 136

Índice – Ciencias Naturales

III

Unidad 6 Seres vivos..................................................................................................................................................................

137

El mundo de los seres vivos................................................................................................................................ 139 1. Origen y evolución de la vida.................................................................................................................... 139 2. Los seres vivos................................................................................................................................................. 144 3. Niveles de organización de los seres vivos.......................................................................................... 147 4. Clasificación de la naturaleza.................................................................................................................... 154

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 178 1. El experimento de Redi............................................................................................................................... 178 2. El crecimiento de un moho........................................................................................................................ 179 3. Colección de plantas.................................................................................................................................... 181

Resumen........................................................................................................................................................................... 182 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 185 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 190

Unidad 7 El cuerpo humano...............................................................................................................................................

191

El mundo del cuerpo humano........................................................................................................................... 193 1. El ser humano: un ser sabio....................................................................................................................... 193 2. Ciclo de vida del ser humano.................................................................................................................... 194 3. El cuerpo humano: organización interna.............................................................................................. 196

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 222 1. Preparemos suero oral casero.................................................................................................................. 222 2. La respiración paso a paso......................................................................................................................... 223 3. Disección de un testículo de toro............................................................................................................ 224

Resumen........................................................................................................................................................................... 225 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 229 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 236

Bibliografía................................................................................................................................................................ IV

Primer grado – ciclo básico

237

Ciencias Naturales 1o básico ¡Bienvenida y bienvenido! Iniciamos nuestro curso de Ciencias Naturales del primer grado del ciclo básico, en el cual integraremos conocimientos generales de física, química, biología, astronomía y geología de forma interdisciplinaria, utilizando el método científico y a partir del contacto con nuestro entorno. Tenemos siete unidades por delante para compartir y desarrollar competencias dentro de los siguientes componentes del área de ciencias naturales, marcadas por el Currículo Nacional Base (Cnb):

Unidad Componente Unidad 1. El mundo de las ciencias naturales Unidad 2. El mundo de la materia, parte 1: fundamentos de química Manejo de información Unidad 3. El mundo de la materia, parte 2: principios de física Unidad 4. El mundo del Universo Unidad 5. El mundo de nuestro planeta Tierra Desarrollo sostenible Unidad 6. El mundo de los seres vivos Conocimiento y desarrollo personal, Unidad 7. El mundo del cuerpo humano vida saludable.

¿Cómo es tu libro? Cada unidad inicia con la portada, que presenta el número de la unidad y una breve presentación que te ayudará a despertar tus conocimientos previos sobre los temas que aprenderás.

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Le sigue este apartado. Es la ruta para saber qué encontrarás: el mundo de… (que presenta el tema de la unidad), a la ciencia por la experiencia y verifica tu aprendizaje.

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Presentación – Ciencias Naturales

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En la página siguiente aparece la tabla con las competencias del Currículo Nacional Base que trabajarás en cada unidad. ¿Cómo saber si las has alcanzado? Para ello, el Cnb propone indicadores de logro, que ves en la segunda columna. Estos indicadores o criterios son como un termómetro que mide tu desempeño en cada competencia.

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En la tercera columna aparecen las actividades que te ayudan a desarrollar cada competencia. Al final, se indican los ejes transversales e indicadores de logro del Cnb, que son conceptos, principios, valores, habilidades e ideas que orientan tu vida. Cada unidad indica qué ejes fueron trabajados. Por ejemplo: educación en valores, desarrollo sostenible, seguridad social y ambiental, desarrollo tecnológico.

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El mundo de…

En cada unidad abordaremos un contenido diferente dentro del campo de las ciencias naturales. Los contenidos están ordenados desde lo más amplio hacia lo más específico, y desde el conocimiento general del mundo que nos rodea, hasta el de nuestro propio cuerpo.

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Primer grado – ciclo básico

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DQ ORV DQ \ RUGHQ HQ FRPSDU E UL VF H G Q A lo largo de las unidades los elementos necesarios para conocer, explicar e interpretar VWXGLD V Hencontrarás V QDWXUDOH /DV FLHQFLD GH OD QDWXUDOH]D V el funcionamiento naturales que ocurren en tu entorno para IHQyPHQR de tu cuerpo, así como los fenómenos VRQ Q HVWH OLEUR H V R P UH LD VWXG promover acciones en pro Xde la conservación y aprovechamiento sostenible de los&LHmismos y, de este QFLDV UDOHV TXH H )RUPDOHV FLHQFLDV QDW V 6RQ FLHQFLDV T OD H G XH DV WLHQ HQ XQ REMHWR XQ HVWXGLR TXH )iFWLFDV modo,$OJ mejorar las condiciones de vida de tu círculo familiar y tu comunidad. GH HV VLPE yOLFR F LGHDO 8WLOL]D Q OD GHGXFFLy RQFHSWXDO R GH HVWXGLR Q FRPR PpWR GR

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WXGLD ODde una (V HULD de Esto lo lograrás través 4XtPLFDa GH OD PDWserie UPDFLRQHV R VI DQ WU V OD actividades que complementan los contenidos, HULD OD los o bien, te ayudan aWXponer PDWpráctica en (V GLD OD XH PRGLÀ FDQ D LF tV ) OH\HV T ODVejercicios, mismos a través de análisis WR VLQ o HQHUJtD \ PRYLPLHQ VX \ R DG VX HVW DWXUD experiencias, basadas enOH]D tu entorno. Se DOWHUDU VX Q incluyen además, diversos enlaces hacia sitios web que, con la ayuda de la tecnología, te O XQLYHUVR H LD G WX (V tD ayudarán a ejercitar $VWURQRP de forma interactiva, o bien, a visualizar algunos fenómenos de las ciencias naturales, a través del apartado HVWUXFWXUD

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Presentación – Ciencias Naturales

VII

A la ciencia por la experiencia

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En esta sección aplicarás los conocimientos de cada unidad, a través de experimentos donde utilizarás el método científico. Su objetivo es integrar los conocimientos científicos de cada unidad con tus experiencias cotidianas, utilizando materiales de tu entorno.

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Primer grado – ciclo básico

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Las ciencias

unidad

¿Qué sabes del tema? Observa las siguientes fotografías.

Todo lo que observaste es producto de la ciencia. ¿Utilizas algunos de estos inventos o descubrimientos científicos? Anota 10 de ellos. La ciencia ha contribuido en el desarrollo del ser humano moderno. Nuevos descubrimientos e inventos han tenido grandes impactos en la mejora de la calidad de nuestras vidas, pues han contribuido a nuestra salud, a nuestro bienestar y a nuestro desarrollo tecnológico. Todo esto lo veremos en esta unidad.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de las ciencias naturales • • • • • •

Historia de la ciencia La ciencia y su clasificación Las ciencias naturales El método científico Teorías y leyes de las ciencias naturales El laboratorio científico

A la ciencia por la experiencia • Flores de colores • Un buen científico es un buen observador • ¿Qué vela se apaga primero? Verifica tu aprendizaje

Unidad 1 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 8. Relaciona los conceptos físicos y los métodos cualitativos y cuantitativos utilizados en la ciencia, con los fenómenos que ocurren en su entorno.

Indicador de logro

Actividades

8.1 Relaciona el conocimiento científico con los avances tecnológicos y el desarrollo de las sociedades y las culturas.

8.2 Expone información relacionada con la física y su historia.

8.3 Aplica los pasos del método científico (observación, problema, hipótesis, experimentos guiados y conclusiones).

Ejes transversales • Desarrollo tecnológico • Desarrollo sostenible

Primer grado – ciclo básico

Busca en el diccionario y anota el concepto de algunas ciencias naturales y palabras relacionadas con la unidad. Resume un artículo sobre alguna ciencia natural. Reflexiona acerca de la oportunidad de estudiar alguna ciencia y realizar un aporte a la humanidad. Explica con sus palabras por qué el método científico es importante para el estudio de las ciencias naturales. Explica con sus palabras la diferencia entre una ley y una teoría. Reflexiona acerca de la importancia de un laboratorio científico para la realización de experimentos. Realiza experimentos utilizando el método científico.

Componentes: • Manejo de información, desarrollo humano integral, manejo pertinente de la tecnología.

El mundo de las ciencias naturales 1.

Historia de la ciencia

El ser humano, como parte de la naturaleza, convive en el planeta Tierra con millones de seres vivos y objetos no vivos, como los minerales, el aire, el agua, etcétera. Diariamente experimentamos fenómenos naturales, como la lluvia, la radiación solar, los vientos, etc. Desde la antigüedad, los humanos hemos observado, experimentado y tratado de explicar estos fenómenos; pero no fue hasta que logramos describirlos y comprobarlos de manera lógica, ordenada y sistemática que nació la ciencia.

Historia de la ciencia

Breve historia de la ciencia: algunos descubrimientos, inventos y científicos importantes

Prehistoria fuego

Antiguo Egipto. Desarrollaron conocimientos sobre ingeniería, arquitectura, matemática, astronomía, geometría y cirugía.

Al Juarismi. Desarrolló el álgebra.

x2 - y2 = (x+y) (x-y)

Galileo Galilei. Considerado como el padre de la ciencia y de la física y astronomía moderna.

Leonardo Da Vinci. Realizó varios inventos precursores de las máquinas modernas. Civilización Maya. Desarrollaron conocimientos sobre matemática y astronomía. Fueron los primeros en documentar el concepto del cero.

Antigua Grecia. Florecieron muchos filósofos y algunos de los primeros científicos, como Pitágoras (considerado el primer matemático puro) e Hipócrates (padre de la medicina).

Edad antigua

ganadería

papel

Robert Hooke. Utilizando un microscopio, descubrió las células. Nicolás Copérnico. Es considerado uno de los fundadores de la astronomía como ciencia.

Isaac Newton. Estableció las bases de la mecánica clásica, realizó trabajos sobre la naturaleza de la luz y cálculo matemático.

Charles Darwin. Propuso la teoría de la selección natural (evolución de las especies).

Albert Einstein. Creador de la teoría de la relatividad especial.

E = mc2 Alexander Fleming. Descubrió la pecinilina.

Edad media

Edad moderna Edad contemporánea

anteojos

telescopio

bicicleta

teléfono

navegación agricultura

vidrio

polea

computadora

termómetro brújula alfabeto

televisión

microscopio

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Actualidad. Sin duda alguna, el desarrollo de la tecnología ha permitido al ser humano realizar nuevos descubrimientos e inventos. Algunos de los más recientes son:

2001

Se desarrolló la nanotecnología.

2003

Se descifró el 99.99 % del genoma humano.

Se descubrió el material más delgado del mundo, llamado grafeno.

2004

2008

La Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) confirmó que existe agua en Marte.

2009

Se presentó el descubrimiento del homínido más antiguo, llamado Ardi, quien vivió hace 4.4 millones de años en Etiopía.

La NASA descubrió el primer planeta similar a la Tierra en la zona habitable de una estrella.

2014

Se le llamó Kepler-186f.

Estos descubrimientos han tenido grandes aplicaciones que han contribuido a mejorar nuestra calidad de vida (salud, transporte, comunicaciones, etcétera) y a comprender el mundo que nos rodea.

Primer grado – ciclo básico

Ejercicio 1 Busca en el diccionario y anota la definición de las siguientes ciencias: ingeniería: arquitectura: matemática: astronomía: geometría: cálculo: cirugía: medicina: álgebra:

Ejercicio 2 Busca en el diccionario o en Internet el significado de las siguientes palabras: nanotecnología: genoma humano: grafeno: homínido:

Unidad 1 – Ciencias Naturales

La ciencia y su clasificación

La palabra ciencia deriva del latín scientĭa, que significa “conocimiento” o “saber”. La ciencia es un conjunto de conocimientos objetivos, verificables y sistematizados sobre una materia, hecho o fenómeno, que son obtenidos a través de métodos o técnicas. A partir de estos conocimientos, se generan hipótesis, cuestionamientos, esquemas, leyes y principios. El conocimiento científico tiene las siguientes características: objetividad, consistencia lógica, validez acorde a la evidencia, repetibilidad y flexibilidad ante nuevas evidencias. Para facilitar su estudio, la ciencia se clasifica en diferentes ramas. Existen diferentes clasificaciones de la ciencia, una de ellas es la siguiente: Ciencias Formales

Fácticas1

Son ciencias que tienen un objeto de estudio que es simbólico, conceptual o ideal. Utilizan la deducción como método de estudio.

Son las ciencias que estudian hechos y objetos reales. Utilizan el método científico.

Ejemplos: lógica, matemática.

Naturales Estudian la naturaleza. Ejemplos: biología, geología, química, física y astronomía.

Sociales Estudian hechos humanos o sociales. Ejemplos: historia, antropología, sociología, psicología y economía.

Ejercicio 3 Busca un artículo que hable sobre alguna ciencia natural (física, química, biología, anatomía, geología o astronomía). Recórtalo o imprímelo y pégalo en tu cuaderno. Escribe un resumen del artículo.

Ejercicio 4 Si tuvieras la oportunidad de estudiar para ser un científico o una científica, ¿qué ciencia estudiarías y por qué? ¿Qué aporte te gustaría hacer a la humanidad?

La palabra “fáctica” significa “hecho” en latín.

Primer grado – ciclo básico

Las ciencias naturales Las ciencias naturales estudian, describen, comparan y ordenan los fenómenos de la naturaleza.

Algunas de las ciencias naturales que estudiaremos en este libro son: • Química: estudia la estructura y las transformaciones de la materia. • Física: estudia la materia, la energía y las leyes que modifican su estado y su movimiento, sin alterar su naturaleza.

• Astronomía: estudia el universo.

• Geología: estudia la estructura, el origen y los cambios del globo terrestre, así como la naturaleza de los materiales que lo componen.

• Biología: estudia los seres vivos y los procesos que ocurren en ellos.

• Anatomía: estudia el número, estructura, localización y relación entre las partes del cuerpo de un ser vivo.

Navega en la red Si quieres aprender más sobre las ciencias naturales, te invitamos a visitar este sitio de Internet: http://www.areaciencias.com/TUTORIALES.htm Unidad 1 – Ciencias Naturales

El método científico

El método científico es la metodología ordenada que se utiliza en las ciencias naturales para producir conocimiento, comprobar ideas o explicar fenómenos. Sus pasos son: 1. Observación: cuando detectamos o examinamos algún fenómeno natural a través de nuestros sentidos o de algún instrumento.

Por ejemplo, algunos caficultores observaron que sus cultivos estaban muriendo. Al examinar detenidamente los cafetos, se dieron cuenta de que en las hojas había un polvillo anaranjado.

2. Hipótesis: es una suposición que se hace para intentar describir o explicar algún fenómeno.

Los caficultores pensaron que se trataba de una enfermedad ocasionada por un microorganismo.

Primer grado – ciclo básico

3. Experimentación: consiste en la realización de experimentos o pruebas para verificar la hipótesis.

Los caficultores llevaron muestras de las hojas a un laboratorio, donde un agrónomo las examinó con la ayuda de un microscopio. Luego fue al campo de cultivo y practicó varios experimentos. En algunas plantas aplicó fungicidas y en otras, insecticidas. Observó que las plantas que fueron tratadas con fungicidas sanaron, mientras que las tratadas con insecticidas no. 4. Conclusión: con los resultados de la experimentación, se afirma, rechaza o modifica la hipótesis.

Después de los experimentos realizados, y de una amplia investigación en la literatura, el agrónomo concluyó que las plantaciones de los caficultores sí estaban siendo afectadas por un microorganismo: un hongo, comúnmente llamado roya del café. Recomendó utilizar prácticas de cultivo amigables con el ambiente, como distancias de siembra amplias, poda y control de la sombra, para evitar que esta enfermedad se propagara.

Ejercicio 5 Explica con tus palabras por qué el método científico es importante para el estudio de las ciencias naturales.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Teorías y leyes de las ciencias naturales

Los pasos del método científico se pueden repetir conforme existan nuevas observaciones, descubrimientos, adelantos científicos y experimentos, y nos pueden llevar a formular una teoría o una ley. Teoría: es una explicación, idea o afirmación sobre un fenómeno que se basa en un gran número de observaciones, información y experimentación. Las teorías pueden ser comprobadas, ampliadas o reformuladas con nuevos descubrimientos, experimentos u observaciones. Ley: es una afirmación verificable, demostrada científicamente y de aplicación universal. Se considera como una “verdad absoluta”. A continuación se presentan algunos ejemplos de teorías y leyes de las ciencias naturales.

Teorías Teoría atómica: explica cómo está formada la materia. Postula que toda la materia está formada por partículas llamadas átomos. Teoría celular: explica que todos los seres vivos están formados por una unidad fundamental llamada célula, que se origina de células preexistentes. Postula que dentro de las células se encuentra el material hereditario de un ser vivo, y que en ellas ocurren todas sus funciones metabólicas.

Leyes Leyes de Newton (Leyes del movimiento): 1. Primera ley (Ley de la inercia): todo cuerpo se conserva en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que alguna fuerza externa actúe sobre él. 2. Segunda ley (Principio fundamental de la dinámica): cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, este se acelera de forma proporcional a dicha fuerza. 3. Tercera ley (Principio de acción-reacción): toda acción provoca una reacción igual, pero en sentido opuesto. Ley de conservación de la materia: La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Ejercicio 6 Explica con tus palabras la diferencia entre una ley y una teoría.

Primer grado – ciclo básico

El laboratorio científico

Un laboratorio es un lugar diseñado especialmente para la experimentación, ya que cuenta con las instalaciones y condiciones adecuadas para ello. Por ejemplo, tiene el mobiliario, los aparatos e instrumentos necesarios para realizar experimentos de forma controlada, segura e higiénica. Algunos aparatos de laboratorio son: • Telescopio: se utiliza para observar objetos lejanos, como los planetas. • Microscopio: se utiliza para observar objetos tan pequeños, que no pueden observarse a simple vista, como las bacterias. • Estereoscopio: se utiliza para ampliar la visión y poder observar el detalle de objetos, como por ejemplo, la nervadura de una hoja. • Balanza analítica: se utiliza para pesar objetos o sustancias con una gran precisión. • Electroscopio: es un instrumento que se utiliza para detectar carga y medir potencial eléctrico. Algunos instrumentos de laboratorio son:

embudo

vaso de precipitar

pipeta tubo de ensayo probeta

matraz

mechero

mortero

Navega en la red Observa el siguiente video para profundizar sobre los instrumentos de laboratorio: https://www.youtube.com/watch?v=pYOJ0Mekyp0 Unidad 1 – Ciencias Naturales

Seguridad en un laboratorio Las reglas de seguridad tienen como función proteger a las personas de situaciones que pueden ser potencialmente peligrosas. Algunas reglas son: • No comer, beber, fumar o correr dentro del laboratorio. • Utilizar bata y calzado cerrado dentro del laboratorio. No utilizar bufandas, joyas, sombreros o cualquier objeto que dificulte la movilidad. Mantener el cabello recogido. • Guardar las pertenencias personales lejos de la mesa de trabajo. • En la mesa de trabajo colocar únicamente los materiales que se utilizarán para el experimento, un cuaderno y un lápiz o lapicero. • Seguir las instrucciones del profesor, del instructivo y del protocolo de seguridad. • No ingerir ni oler directamente ningún producto. • En caso de producirse un accidente, hacerlo del conocimiento del profesor. • Mantener las manos limpias y secas. • Mantener el área de trabajo limpia, así como los materiales que se van a utilizar y sean utilizados. • Conocer dónde se encuentra la salida de emergencia, así como el botiquín, el número de emergencia, el extinguidor y otros insumos para atender emergencias. • Es importante realizar la investigación del tema previo a hacer el experimento y llegar puntual al inicio de la sesión.

Ejercicio 7 Reflexiona: algunas enfermedades mortales para el ser humano, como el ébola, son estudiadas bajo estrictas normas de seguridad en laboratorios especializados. Escribe con tus palabras qué pasaría si los virus que causan el ébola no fueran estudiados dentro de un laboratorio.

Primer grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

Flores de colores

Introducción Entre las ramas de las ciencias naturales, la biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Se subdivide en otras clasificaciones, por ejemplo: la zoología, que estudia los animales y la botánica a las plantas. En este experimento recrearás el fenómeno de transporte de agua de las plantas, que naturalmente ocurre desde la raíz hasta otros órganos como hojas, flores y frutos, gracias a un sistema de conductos presentes a lo largo del tallo. ¿Qué materiales necesitas? • Flores blancas con tallo (pueden ser claveles o rosas) • Recipientes transparentes (pueden ser plásticos o de vidrio, preferentemente reutilizados o reciclados) • Témperas o colorantes • Etiquetas • Lápiz

Procedimiento: 1. Consigue flores blancas con su tallo completo. 2. En algunos recipientes transparentes, agrega agua y témpera. Usa varios colores, en distintos recipientes. Deja un recipiente solo con agua, para comparar tus resultados. 3. Coloca las flores blancas, una en cada recipiente. 4. En cada recipiente, coloca una etiqueta que contenga la siguiente información: tu nombre, la fecha del experimento, el tipo de flor que utilizaste y el color que aplicaste. 5. Coloca los recipientes durante dos días en un lugar bajo sombra, pero que le dé la luz. 6. Anota tus observaciones en tu cuaderno. Concluye: Explica tus resultados. Responde: ¿Qué rama de la ciencia estudia el fenómeno que experimentaste? Unidad 1 – Ciencias Naturales

Un buen científico es un buen observador

En este experimento practicaremos un paso del método científico. Te invitamos a mirar, oler y tocar mientras lo realizas. ¿Qué necesitas? • 1 botella plástica de agua pura • 1 bolsita de algodón • Agua • 3 semillas de frijol • Crayones o marcadores (opcional) • Lápiz • Cuaderno para anotar tus observaciones ¿Qué debes hacer? 1. Recorta la botella plástica horizontalmente por la mitad. 2. Toma los frijoles, examínalos con detenimiento y anota en tu libreta de campo cinco características (forma, color, olor, textura y tamaño). Dibuja lo que observas en tu cuaderno. 3 Moja el algodón y colócalo en el fondo de la botella. 4. Coloca los frijoles sobre el algodón mojado y pon el recipiente en un lugar, dentro de tu casa, donde reciba la luz del sol. 5. Toca todos los días el algodón. Si está seco, agrégale unas pocas gotas de agua. 6. Observa diariamente el recipiente, anota y dibuja los cambios que vayas observando. El proceso de germinación de una semilla lleva tiempo. Te invitamos a que observes todo el desarrollo de la planta. Cuando haya crecido, puedes sembrarla en la tierra o en una maceta para que siga su ciclo de vida. Puedes tomar una fotografía de tu experimento y compartirla con tus compañeros por Facebook, WhatsApp o por correo electrónico. Al finalizar tu experimento, responde las siguientes preguntas: 1. ¿Qué cambios han sufrido los frijoles? 2. ¿Qué pasos del método científico aplicaste en este experimento?

Primer grado – ciclo básico

¿Qué vela se apaga primero?

Introducción La combustión es una reacción química rápida que ocurre entre cualquier compuesto y el oxígeno, generando calor y luz, en forma de fuego. El material que arde se llama combustible. Por ejemplo: gasolina, gas, alcohol, madera o plástico. El material que produce la combustión se llama comburente (el oxígeno). Para que ocurra la combustión es necesario que se alcance una temperatura que permita arder al combustible. En este experimento comprobaremos cómo la presencia de oxígeno (que se encuentra en el aire que respiramos) es necesaria para la combustión de tres veladoras en condiciones diferentes. Esto lo haremos a través de un caso hipotético, utilizando los pasos del método científico:

Primer paso del método científico: Observación. Caso hipotético: En la posada navideña de mi barrio, observé que las veladoras de los faroles que estaban totalmente forrados se apagaban antes que las de los faroles que solo tenían dos paredes forradas. Mi abuela me dijo que las veladoras se “ahogaban” si estaban totalmente encerradas.

Segundo paso del método científico: Formulación de una hipótesis. Responde: Después de leer la introducción, escribe una hipótesis que explique por qué crees que la veladora del farol totalmente forrado se apaga antes que la del farol que solo tiene dos paredes forradas. Hipótesis:

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Tercer paso del método científico: Experimentación. Para comprobar tu hipótesis, realiza el siguiente experimento.

¿Qué materiales necesitas? • Tres veladoras • Fósforos • Un frasco de vidrio pequeño con tapadera, de preferencia reciclado o reutilizado • Un frasco de vidrio grande con tapadera, de preferencia reciclado o reutilizado • Una tapadera de frasco, de cualquier tamaño • Una barra de plastilina de cualquier color

Procedimiento: 1. Coloca cada veladora sobre una tapadera del frasco. 2. Asegúralas con la ayuda de plastilina para que queden bien rectas y seguras. 3. Enciende las tres veladoras. 4. Tapa la primer veladora con el frasco pequeño, la segunda con el frasco grande y la tercera déjala al aire libre. 5. Observa qué veladora se apaga primero y anota tus observaciones. Observaciones:

Cuarto paso del método científico: Conclusión Con base en tu experimento, escribe una conclusión que explique si tu hipótesis resultó correcta o incorrecta.

Primer grado – ciclo básico

Resumen La ciencia es un conjunto de conocimientos objetivos, verificables y sistematizados sobre una materia, hecho o fenómeno, que son obtenidos a través de métodos o técnicas. Ciencias

Formales g matemática, lógica

Fácticas

Sociales g antropología, psicología

Naturales

g química, física, astronomía

Las ciencias naturales estudian, describen, comparan y ordenan los fenómenos de la naturaleza. Algunos ejemplos son: biología, química, física y astronomía.

El método científico es la metodología ordenada que se utiliza en las ciencias naturales para producir conocimiento, comprobar ideas o explicar fenómenos. Sus pasos son: 1. observación, 2. hipótesis, 3. experimentación y 4. conclusión.

Una teoría es una explicación, idea o afirmación sobre un fenómeno que se basa en un gran número de observaciones, información y experimentación. Una ley es una afirmación verificable, demostrada científicamente y de aplicación universal. Se considera como una “verdad absoluta”.

El laboratorio científico es un lugar diseñado especialmente para la experimentación, ya que cuenta con las instalaciones y condiciones adecuadas para ello (mobiliario, aparatos e instrumentos). Algunas reglas de seguridad en el laboratorio son: no comer, beber, fumar o correr; usar bata cerrada, colocar únicamente los materiales que se van a utilizar, seguir las instrucciones del profesor, no ingerir ni oler directamente ningún producto, en caso de accidente avisar al profesor, mantener las manos limpias y secas, mantener el área de trabajo limpia, conocer el protocolo de emergencia, llegar puntual y conocer el tema del experimento con antelación.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Rellena el círculo de la respuesta correcta. Tienes un ejemplo. 0. ¿Qué ciencia estudia los seres vivos?

Física Química Biología

1. ¿Cuál es la ciencia que estudia la forma del planeta Tierra?

Física Química Geología

2. ¿Cómo se llama la ciencia que estudia el Universo?

Historia Astronomía Física

3. ¿Qué ciencia estudia las plantas, los animales, los virus, las bacterias y al ser humano?

Biología Química Física

4. De las siguientes ciencias, ¿cuál no es una ciencia natural?

Matemática Química Física

5. ¿Qué ciencia estudia la composición y cambios de la materia?

Geología Química Física

6. ¿Cuál es el paso del método científico en el que realizamos pruebas para comprobar la hipótesis?

Experimentación Observación Conclusión

7. ¿En qué etapa del método científico se interpretan los resultados de la experimentación?

Teoría Hipótesis Conclusión

Primer grado – ciclo básico

B. Explica la diferencia entre: a. Ciencias formales y fácticas: b. Teoría y ley:

C. Escribe el nombre de tres aparatos y de tres instrumentos de laboratorio. Aparatos Instrumentos

D. Escribe tres normas de seguridad en un laboratorio científico.

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Completa el siguiente esquema:

____________

Ciencias

Fácticas

matemática, lógica

antropología, psicología.

Naturales

Unidad 1 – Ciencias Naturales

B. Lee cada noticia y escribe en las líneas de abajo con qué ciencia natural se relaciona y por qué. 1. Hallan una extraña especie de tortuga gigante en Vietnam Un grupo de biólogos ha identificado, en el norte de Vietnam, una tortuga gigante de caparazón blando de gran significado cultural que se creía extinta, ha informado el portavoz de un zoológico estadounidense. Tomado de: elpais.com

2. El Sol no tiene nada que ver con el cambio climático Un grupo de astrónomos ha recopilado en un informe un conjunto de evidencias que muestran que el cambio climático no está influido por la actividad del Sol, sino que es responsabilidad exclusiva de la actividad humana. Tomado de: elpais.com

3. Pequeñas grietas pueden predecir terremotos Un grupo de geólogos norteamericanos ha detectado pequeñas fracturas en las rocas, poco antes de impactar un terremoto. Lo han comprobado sobre el terreno, en la falla californiana de San Andrés, antes de producirse dos pequeños temblores de tierra. Tomado de: elpais.com

Primer grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee la siguiente historia. Numera cada párrafo. Completa el cuadro al final de la lectura. Habilidades: compresión lectora, asociación de conceptos.

El descubrimiento de la penicilina Alexander Fleming fue un médico microbiólogo escocés que nació en 1881 y murió en 1955. Por sus descubrimientos, ganó el premio Nobel de Medicina en 1945. En 1928, Fleming estaba realizando un experimento con unas bacterias llamadas Staphylococcus aureus (que producen diversas infecciones de la piel y otras enfermedades). Había realizado varios cultivos en unas placas para estudiarlas, pero observó que algunas se habían contaminado con un hongo, que había inhibido el crecimiento de las bacterias. Entonces pensó que este hongo debía producir una sustancia que mataba las bacterias. Aisló y cultivó el hongo en el laboratorio, y realizó cultivos con más bacterias, comprobando que el hongo las eliminaba. De este modo Fleming demostró que el hongo, que pertenecía a la especie Penicilum chrysogenum, producía una sustancia que mataba las bacterias, a la que se llamó penicilina. Es así que inició el estudio de los antibióticos, que han permitido salvar millones de vidas en todo el mundo.

Pasos del método científico

Número de párrafo donde está representado el paso

Observación Hipótesis Experimentación Conclusión

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje Después de estudiar...

Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Relaciono el conocimiento científico con los avances tecnológicos y el desarrollo de las sociedades y las culturas. Expongo información relacionada con la ciencia y su historia. Realizo experimentos aplicando el método científico.

Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

La materia, parte I: fundamentos de química

unidad

¿Qué sabes del tema? Observa a tu alrededor. ¿Qué ves? Anota 10 objetos o seres que hayas visto.

Todo lo que observaste está formado de materia. Pero… ¿sabes qué es la materia? Escribe con tus palabras tu idea sobre qué es la materia.

Durante esta unidad entrarás al fascinante mundo de la materia y lograrás comprender las características del mundo que te rodea.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de la materia • • • • •

La materia Propiedades de la materia Estados de la materia Cambios de la materia El átomo

A la ciencia por la experiencia • Experimentando con la densidad de la materia • El hielo ocupa más espacio que el agua • Mosaico de colores Verifica tu aprendizaje

Unidad 2 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 7. Diferencias, características y propiedades de la materia y del Universo, desde la perspectiva de la física y la química.

Indicador de logro 7.1 Describe propiedades físicas y químicas de la materia.

Actividades

Ejes transversales • Desarrollo tecnológico • Desarrollo sostenible

Primer grado – ciclo básico

De una serie de ejemplos y situaciones de la vida cotidiana, identifica qué tipo de propiedad de la materia representan. De una serie de ejemplos de sustancias de su cuerpo y de su ambiente, indica en qué estado de la materia se encuentran. Busca el significado de algunas palabras de la unidad en el diccionario o en Internet. De una serie de ejemplos y situaciones cotidianas, indica cuáles corresponden a cambios físicos y cuáles a químicos, y los relaciona con las propiedades de la materia. Brinda un ejemplo de un cambio físico en su cuerpo. Define con sus palabras el concepto de átomo, relacionándolo con el concepto de materia. Interpreta el tercer principio del modelo atómico actual en un ejemplo ilustrado. Busca la biografía de un científico destacado en Internet. Realiza un ejercicio simple aplicando el número atómico y el número másico. Define con sus palabras qué es un protón y un neutrón. Escribe un ejemplo de una aplicación de los electrones en su vida cotidiana. Explica con sus palabras cómo la tecnología ha contribuido con nuevos descubrimientos que ayudan a explicar la estructura del átomo.

Componente: • Manejo de información, relación ser humano – naturaleza, manejo pertinente de la tecnología.

El mundo de la materia La química es la ciencia que estudia la estructura, composición y las transformaciones de la materia. Empecemos a explorar el fascinante mundo de la química.

1. ¿Qué es la materia? Todo lo que nos rodea está formado por materia. Desde cuerpos tan lejanos como las galaxias, hasta los más cercanos como nuestras propias células. Desde los más grandes como el Sol, hasta los más pequeños que solo podemos ver con la ayuda de un microscopio. Desde los cuerpos vivos como las plantas, hasta los no vivos, como el agua y el aire……Todo es materia.

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La unidad más pequeña e indivisible que forma la materia se llama átomo. Una sustancia es una porción de materia que se diferencia de otra por sus propiedades, ya que tiene una composición química definida. Los elementos químicos naturales son las sustancias básicas. Están formados por un solo tipo de átomos y no se pueden descomponer en sustancias más simples. Dicho en otras palabras, cada tipo de átomo que existe, es un elemento. En la naturaleza existen más de 100 elementos químicos, por ejemplo: potasio, oxígeno, calcio, mercurio y plata.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Curiosidad:

¿?

La materia puede dividirse en: Sustancias simples, que están formadas por un mismo elemento. Por ejemplo: el oxígeno que respiramos.

96 % del cuerpo humano está formado por cuatro elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Los átomos de estos elementos se combinan para formar moléculas1 como el agua (hidrógeno y oxígeno) o carbohidratos (carbono, hidrógeno y oxígeno).

Sustancias compuestas, que están formadas dos o más elementos. Por ejemplo: el agua, que está formada por hidrógeno y oxígeno.

Propiedades de la materia

El oro, el bicarbonato y la sangre son sustancias distintas, ya que tienen diferentes propiedades que las caracterizan. Las propiedades de la materia se clasifican en dos grupos:

2.1 Propiedades generales Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo2. Volumen: es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio. Peso: es la acción de la fuerza de gravedad sobre todos los cuerpos. Porosidad: son los espacios vacíos que existen entre las partículas más pequeñas que forman un cuerpo. Inercia: todos los cuerpos se encuentran en reposo o en movimiento, siempre y cuando no exista una fuerza externa que los modifique. Impenetrabilidad: cuando un cuerpo ocupa un lugar, no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo. Movilidad: capacidad de un cuerpo de cambiar de posición al interactuar con otros cuerpos. Elasticidad: capacidad de un cuerpo de cambiar de forma cuando se le aplica una fuerza, pero cuando esta fuerza cesa, vuelve a su forma original. 1

molécula: conjunto de dos átomos o más, que pueden ser iguales o diferentes, y que se encuentran unidos de forma estable y neutra.

cuerpo: porción de la materia en estado sólido.

Primer grado – ciclo básico

Divisibilidad: capacidad de un cuerpo de dividirse en partes cada vez más pequeñas hasta su estructura más básica: el átomo. Atracción: capacidad de dos cuerpos, moléculas o átomos de unirse.

Masa y peso no son lo mismo. La masa es la cantidad de materia de un cuerpo, se mide en kilogramos y es invariable. El peso, sin embargo, depende de la fuerza de gravedad, que varía en el Universo. Por ejemplo, la fuerza de gravedad de la Luna es seis veces menor que la de la Tierra. Por tanto, un objeto pesa más en la Tierra que en la Luna.

Masa = 120 kg Peso: 1 200 N

Masa = 120 kg Peso: 200 N

Kg = kilogramos N = Newton

Navega en la red Profundiza sobre la diferencia entre masa y peso: http://www.profesorenlinea.cl/fisica/masaypeso.htm

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2.2 Propiedades específicas Las propiedades específicas de la materia pueden ser físicas o químicas.

2.2.1 Propiedades físicas Son las propiedades de la materia que podemos percibir y medir, sin alterar su composición. Algunas de estas propiedades son: Densidad: es la cantidad de masa en un determinado volumen. Estado: es la manera en la que están agregadas las partículas que forman la materia. Puede ser sólido, líquido, gaseoso o plasma.

sólido

líquido

gaseoso

Propiedades organolépticas: son las que podemos percibir con nuestros sentidos. Color: es la percepción de nuestros ojos de la parte visible de la luz. Olor: es la percepción de nuestro sentido del olfato a las partículas de algunos materiales que se encuentran disueltas en el aire. Sabor: es la percepción de un cuerpo a través de nuestro sentido del gusto. Brillo: propiedad que permite a un cuerpo sólido reflejar la luz.

Textura: es la forma en la que están distribuidas las partículas de un objeto sólido, que le dan a su superficie un aspecto o rugosidad exterior característico. La percibimos a través del tacto.

Primer grado – ciclo básico

Punto de ebullición: es la temperatura a la cual un líquido se transforma en gas. Punto de fusión: es la temperatura en la que un sólido se transforma en líquido. Solubilidad: es la capacidad de una sustancia de disolverse en otra, llamada solvente.

El punto de ebullición es una propiedad física de la materia.

Dureza: es la resistencia que tiene un cuerpo sólido a ser rayado, cortado, deformado o penetrado. Tenacidad: es la resistencia que tiene un cuerpo a romperse o deformarse. Conductividad eléctrica: es la capacidad de un cuerpo de dejar pasar una corriente eléctrica. Conductividad térmica: es la capacidad de un cuerpo de conducir calor. Maleabilidad: propiedad de los metales que les permite transformarse en láminas delgadas por alguna fuerza externa. Ductilidad: propiedad de los metales que les permite deformarse hasta formar alambres o hilos. Viscosidad: resistencia de los líquidos a escurrir o desplazarse. Flexibilidad: es la capacidad de un cuerpo de doblarse sin romperse.

Ejercicio 1 Escribe las propiedades organolépticas de las siguientes sustancias: Azúcar: Hierro: Vinagre:

Navega en la red 1. Conoce más sobre las propiedades de la materia y sus aplicaciones en el siguiente enlace: http://www.youtube.com/watch?v=ag3bSaKWmq8 2. Realiza actividades interactivas sobre las propiedades de la materia: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/indice.htm

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2.2.2 Propiedades químicas Son las propiedades que observamos o medimos solo cuando una sustancia química reacciona con otra y altera la composición o estructura interna de la materia. Por ejemplo: Reactividad química: es la capacidad de una sustancia de reaccionar con otra (con agua, ácidos, metales, etc.). Inflamabilidad: capacidad de un cuerpo de encenderse. Toxicidad: capacidad de producir efectos dañinos o tóxicos en los seres vivos. Otras propiedades son: qué tan ácida o alcalina es una sustancia, si se descompone al calentarse, si explota o si arde en el aire. Algunas propiedades de sustancias comunes Sustancia

Algunas propiedades físicas

Algunas propiedades químicas

Es un sólido inodoro, incoloro, sin brillo, con una densidad de Al aplicársele Sal (cloruro de 2165 kg/m3, su punto de fusión electricidad, se separan sodio) es de 801 °C y el de ebullición sus componentes. de 1465 °C.

Azufre

Es un sólido de olor desagradable, de color amarillo, sin brillo, su densidad es de 1960 kg/m3, su punto de fusión es de 115 °C y el de ebullición de 444.7 °C.

Agua

Es un líquido inodoro, incoloro, Reacciona con metales, su densidad es de 999.97 kg/ no metales, sales y otros m3, su punto de fusión es de 0 compuestos. °C y el de ebullición de 100 °C.

Arde cuando reacciona con el oxígeno.

Ejercicio 2 Indica si las siguientes situaciones corresponden a propiedades generales, físicas o químicas: 1. El carbón es un material poroso. 2. El aluminio es un metal muy maleable. 3. El alcohol es un líquido muy inflamable.

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3. Estados de la materia La materia puede encontrarse en cuatro estados físicos. Estado

Forma

Volumen

Otras características

Características Ejemplos internas Los átomos están orde- Una roca, los nados de forma defini- granos de sal y da y regular, se mueven un hueso. poco en forma de vibración.

Pueden fluir, dependiendo de su viscosidad.

Los átomos se encuentran algo cercanos y se pueden mover libremente.

Vinagre, sangre y gasolina.

Forma defi- Definido. nida. Sólido

Líquido

Gaseoso

Plasma

Toman la forma del recipiente que los contiene.

Definido.

Toman la forma del recipiente que los contiene.

Toman el volumen del recipiente que los contiene.

Pueden expandirse y se pueden mezclar con otros gases rápidamente.

Sus átomos están muy separados y se mueven de forma independiente.

Aire, dióxido de carbono y ozono.

Sin forma definida.

Toman el volumen del recipiente que los contiene.

Pueden formar algunas estructuras como las de los sólidos.

Sus átomos pierden electrones por el efecto de altas temperaturas y presión, los cuales se mueven libre y rápidamente, chocando entre sí, liberando energía.

Es el estado más abundante de la naturaleza, forma la mayor parte de materia del Universo. Por ejemplo, se encuentra en las estrellas, nebulosas, o artificialmente, en las pantallas de algunas televisiones.

Pueden ser solubles o insolubles.

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Ejercicio 3 De las siguientes sustancias, indica a qué estado de la materia corresponden: Lágrimas: Músculos: Aire: Sol:

Ejercicio 4 Busca en el diccionario o en Internet el significado de las siguientes palabras: Soluble: Insoluble:

Cambios de la materia

La materia puede sufrir cambios, que se clasifican en cambios físicos o químicos.

4.1 Cambios físicos Son los cambios que ocurren en la materia, sin alterar su estructura ni composición. Por ejemplo: • Cambios de forma. Por ejemplo, cuando los herreros construyen una silla de metal forjado. • Cambios de volumen. - Dilatación: Cuando la temperatura aumenta, aumenta el volumen. - Contracción: Cuando la temperatura baja, disminuye el volumen.

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• Cambios de tamaño. Por ejemplo, cuando cortamos una hoja de papel en pedazos más pequeños. • Cambios de estado físico. La materia puede cambiar de estado (sólido, líquido, gaseoso o plasma). Por ejemplo, cuando derretimos mantequilla. • Cambios de posición. Por ejemplo, cuando un niño empuja a otro y lo desplaza de lugar. • Mezclas. Cuando se mezclan varias sustancias sin que pierdan sus propiedades. Por ejemplo, una ensalada de vegetales. Algunos cambios físicos que ocurren en la naturaleza son el derretimiento de los polos, la formación de lluvia a partir de las nubes y la formación de montañas y riscos por desgaste debido a la acción de los vientos.

Ejercicio 5 Relaciona los siguientes ejemplos de cambios físicos con las propiedades de la materia: flexibilidad – divisibilidad - elasticidad 1.

Cuando podamos una planta de café:

Cuando estiramos un hule para amarrarnos el cabello:

Cuando doblamos un alambre para construir un gancho:

Navega en la red Para ampliar más tus conocimientos sobre cambios químicos y físicos, visita el siguiente enlace: http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&TemaClave=1072&pagina=3&est=0 Unidad 2 – Ciencias Naturales

4.2 Cambios químicos Son los cambios que ocurren cuando la materia altera su composición y sus propiedades. Al ocurrir un cambio químico en la materia, se obtienen materiales distintos a los originales. Sabemos que ocurrió un cambio químico cuando vemos, por ejemplo, un cambio de color u olor, o que se producen gases, fuego, luz, calor o explosiones. Algunos cambios químicos son: • Combustión: es una reacción química donde se desprende gran cantidad de luz y calor, en forma de una llama. Por ejemplo, cuando arde la gasolina. Se observa que produce una llama. • Oxidación de los metales: es una reacción que ocurre entre un metal y el oxígeno. Por ejemplo, cuando se oxida un clavo. Se observa un cambio de color y textura del metal. Sabías que... La nixtamalización es el proceso mediante el cual se elabora la masa para hacer tortillas. Durante el mismo, se usa agua, calor y cal. Al mezclar el maíz con estos tres elementos, ocurren cambios que influyen en la composición química del maíz y su contenido de nutrientes.

• Putrefacción: es la descomposición de la materia orgánica muerta. Por ejemplo, cuando se pudre un huevo. Se siente mal olor. • Fermentación: es un proceso de oxidación3 que ocurre sin la presencia de oxígeno y que da como producto un compuesto orgánico. Por ejemplo, el pan se produce gracias a la fermentación de la levadura. Ejemplos de cambios químicos en la naturaleza: • La fotosíntesis, que es el proceso mediante el cual las plantas transforman la energía de la luz solar en energía química (nutrientes). • La digestión, que es el proceso mediante el cual los animales transforman los alimentos en sustancias más sencillas para ser absorbidas.

4.3

Cambios físicos y químicos en el cuerpo humano y aplicaciones en la vida diaria

El ser humano, como todo ser viviente, está formado por materia. En nuestro cuerpo ocurren diariamente cambios físicos y químicos. Ejemplos de cambios físicos: • Crecimiento del cabello, uñas o huesos. • Estiramiento de la piel durante el embarazo o de los músculos durante el ejercicio. • Movimiento de los pies. 3

oxidación: proceso por el cual existe una pérdida de electrones de un átomo.

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Ejemplos de cambios químicos: • La respiración, mediante la cual se transforma el oxígeno que obtenemos al inhalar, en dióxido de carbono al exhalar. • La formación de costras, durante lo cual reaccionan sustancias como el colágeno. • El procesamiento de sustancias tóxicas en el hígado, para eliminarlas. Los cambios físicos y químicos de la materia también los podemos observar en diversas actividades y productos de nuestra vida cotidiana. Por ejemplo: • En la alimentación:

Sabías que...

Cambio químico: a través de la fermentación se elabora queso, bebidas alcohólicas y pan. Cambio físico: fabricación de helados a partir de jugo de frutas que se congela. • En la industria:

El metabolismo es el conjunto de cambios físicos y químicos que se producen dentro del cuerpo humano para obtener energía.

Cambio químico: para la purificación de metales. Por ejemplo, para obtener oro 100 % puro se utilizan sustancias como el gas cloro que se combina con las impurezas y las separa del oro. Cambio físico: para la fundición de metales que, al derretirlos, permite que sean moldeables y se puedan construir estructuras como vigas, rejas o mobiliario. • En la medicina: Cambio químico: algunas medicinas se fabrican a partir de reacciones químicas. Cambio físico: la aplicación de calor en un músculo acalambrado, hace que recobre su relajación.

Ejercicio 6 Menciona un cambio físico de tu cuerpo:

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La unidad básica de la materia: el átomo

Toda la materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos, según lo postula la teoría atómica. La palabra átomo viene de los vocablos griegos: α (que significa = sin) y τομον (tomon), que significa corte. Al unirlos, toma el significado de “sin cortar”, “sin dividir”, “indivisible”.

5.1 Modelos atómicos Como ya se mencionó, toda la materia está formada por partículas pequeñas llamadas átomos. Pero, ¿cómo son los átomos? Varios científicos han postulado modelos4 que tratan de describir la estructura de los átomos, utilizando para ello el método científico. A continuación, se presentan los principales modelos atómicos que han surgido a lo largo de la historia, para explicar la estructura de los átomos, en orden cronológico de aparición. Modelo de Dalton Postulado: El átomo es una partícula esférica, indivisible e inmutable. Todos los elementos químicos están hechos de átomos, que son característicos para cada elemento y pueden combinarse con los átomos de otros elementos para formar compuestos.

John Dalton (1766 – 1844), científico inglés que realizó investigaciones sobre la enfermedad que causa la ceguera de colores, la cual se conoce como daltonismo. Formuló una ley sobre el comportamiento de los fluidos, llamada Ley de Dalton.

modelo científico: representaciones que sirven a los científicos para explicar un hecho o un fenómeno.

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Modelo de Thomson Postulado: El átomo es una esfera de materia cargada positivamente, y en su interior se encuentran los electrones, que están en reposo.

electrón

John Thomson (1856 – 1940), físico inglés a quien se atribuye el descubrimiento de los electrones. También demostró que el átomo de hidrógeno tiene un solo electrón. Recibió el premio Nobel de Física por sus estudios sobre electricidad y gases.

Modelo de Rutheford Postulado: El átomo está formado por un núcleo, que es positivo y concentra la mayor cantidad de masa, y está rodeado por una corteza donde giran los electrones en un espacio mayormente vacío.

núcleo: protones + neutrones electrón

Ernest Rutheford (1871 – 1937), científico neozelandés que realizó aportes en los campos de la física y la química. Estudió la radiactividad5. Ganó el premio Nobel de Química.

Ejercicio 7 Define con tus palabras qué es un átomo y cómo se relaciona este con el concepto de materia:

radiactividad: es la propiedad de algunos elementos químicos de emitir radiación.

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protón

electrón

Modelo de Bohr Postulado: Los electrones giran alrededor del núcleo, en varios niveles u órbitas circulares.

neutrón

Niels Bohr (1885 – 1962), físico danés que ganó el premio Nobel en Física por sus estudios sobre el átomo y la radiación6.

Modelo de Sommerfeld Postulado: El núcleo del átomo no es inmóvil, sino que se mueve. Las órbitas de los electrones pueden ser circulares o elípticas, y tienen niveles y subniveles de energía.

órbitas

núcleo

Arnold Sommerfeld (1868 – 1951), físico y matemático alemán que realizó estudios sobre la difracción7, las ondas electromagnéticas8 y los electrones. Es uno de los fundadores de la mecánica cuántica9.

radiación: es un fenómeno por el cual se propaga la energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas.

difracción: es cuando una onda se desvía de su dirección cuando topa con un obstáculo.

ondas electromagnéticas: son un tipo de ondas que pueden viajar en el espacio vacío, o sea, no necesitan de un medio para propagarse. Por ejemplo, la luz.

mecánica cuántica: rama de la física que describe cómo se comportan las partículas en las escalas más pequeñas que existen.

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Modelo de Schrödinger Postulado: Los electrones son ondas10 que se encuentran alrededor del núcleo, pero no en órbitas definidas, sino que en regiones (nubes u orbitales) donde es más probable encontrarlos.

orbitales

núcleo

Erwin Schrödinger (1887 – 1961), físico austriaco que realizó estudios sobre mecánica cuántica y termodinámica11. Ganó el premio Nobel de Física por el desarrollo de la ecuación que lleva su nombre, sobre cómo se comporta una partícula en el tiempo.

El modelo atómico actual surgió a partir de los estudios de varios científicos (como Heisenberg, Einstein y Dirac y el modelo de Schrödinger.) Se basa en la mecánica cuántica, que es la rama de la física que describe los fenómenos físicos a escalas microscópicas, a través de modelos matemáticos.

núcleo

orbitales Este modelo se fundamenta en varios principios, entre ellos: • El electrón se mueve de forma ondulatoria. • Como los electrones se mueven rápida y constantemente, no se encuentran en lugares fijos, sino que solo se pueden predecir los lugares donde es más probable encontrarlos. Estos son llamados orbitales. Tienen diferentes niveles de energía. • Dos electrones no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.

Para la explicación del contenido de los siguientes incisos usaremos mayormente el modelo de Bohr que, por su simpleza, se utiliza con fines didácticos.

onda: vibración que se propaga.

termodinámica: es una rama de la física que estudia los fenómenos relacionados con el calor.

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Ejercicio 8 Según el tercer principio del modelo atómico actual, indica qué modelo es correcto, y cuál es incorrecto y explica porqué: tiempo 1

tiempo 2

electrón 1 electrón 2

Ejercicio 9 Investiga en Internet quién fue Albert Einstein y escribe una breve biografía sobre él, destacando sus aportes.

5.2 Estructura del átomo Un átomo está formado por:

electrón

protón

• Protones: partículas cargadas con energía eléctrica positiva. • Neutrones: partículas neutras.

nube electrónica

1. Núcleo, que tiene dos tipos de partículas subatómicas unidas por fuerzas muy intensas que evitan que se separen.

núcleo neutrón

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Existen dos conceptos que caracterizan al núcleo: • Número atómico (Z): número de protones de un átomo. Como los átomos son neutros, la cantidad de protones es igual a la de electrones. • Número másico (A): número de protones + número de neutrones12 de un átomo.

2. Nube electrónica, formada por electrones, que son partículas con carga negativa. A diferencia del núcleo, las fuerzas de los electrones son menos intensas, lo que les permite escapar de los orbitales hacia afuera o hacia otros átomos para formar compuestos. Los átomos se diferencian unos de otros según la cantidad de protones, neutrones y electrones que tienen. Cada tipo de átomo corresponde a un elemento químico. El átomo más simple que existe es el del elemento hidrógeno, que se representa con la letra H y está formado por un protón, un neutrón y un solo electrón.

Ejercicio 10 a. Escribe el número de protones y electrones del cobre (Cu), tomando en cuenta que su número atómico es: Z = 29. Protones =

Electrones =

b. Escribe el número de protones, neutrones y electrones del magnesio (Mg), tomando en cuenta que su número atómico es: Z = 12 y su número másico es: A = 24. Protones =

Electrones =

Neutrones =

Navega en la red Visita la siguiente dirección y diviértete construyendo diferentes tipos de átomos de forma interactiva: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/ aconstruir.htm 12

Los átomos de un mismo elemento químico siempre tienen la misma cantidad de protones y electrones. Sin embargo, el número de neutrones puede variar, llamándoseles isótopos.

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5.2.1. Protones Fueron descubiertos por el científico Ernest Rutheford.

protón

Características • Son partículas subatómicas que forman parte del núcleo. • Tienen carga eléctrica positiva. • Se simbolizan con la letra p o p+. • Su masa es de 1.6726 x 10-24 gramos. Esto es 1836 veces más masa que la de un electrón. • Tienen aproximadamente el mismo tamaño que los neutrones. Algunas aplicaciones del estudio de los protones • Los protones son utilizados en experimentos dentro del campo de la física. Se usan como proyectiles para bombardear el núcleo de un átomo y ver de qué partículas subatómicas está formado. • Los protones son utilizados en la tecnología llamada espectroscopía de resonancia magnética nuclear13, que sirve para estudiar sustancias, fenómenos físicos, y para conocer la estructura de algunas moléculas, como las proteínas.

Ejercicio 11 Define con tus propias palabras qué es un protón:

Navega en la red Profundiza sobre las características de las partículas subatómicas, a través de una presentación interactiva: http://genyespa.weebly.com/uploads/5/3/4/5/5345355/atomo_explicacion.swf 13

espectroscopía de resonancia magnética nuclear: técnica en la cual se utilizan las propiedades magnéticas de los núcleos de los átomos que, por ser específicas, pueden servir para identificar moléculas o compuestos químicos.

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5.2.2. Neutrones Fueron descubiertos por el científico James Chadwick. Características • Son partículas subatómicas que forman parte del núcleo. • No tienen carga, lo que significa que son neutras. • Se simbolizan con la letra n. • Contribuyen a la estabilidad del átomo, ya que evitan la repulsión de los protones entre sí, puesto que las partículas que tienen la misma carga eléctrica se repelen. • Su masa es de 1.67495 x10-24 gramos. Esto es 1838 veces más que la del electrón. • Tienen aproximadamente la misma masa que un protón, pero son un poco más grandes que este.

neutrón neutrón

• Si un protón es extraído del núcleo, es inestable y dura unos 15 minutos. • Los átomos de un mismo elemento químico pueden variar en cuanto a su número de neutrones, llamándoseles isótopos. Algunas aplicaciones del estudio de los neutrones La energía almacenada en los núcleos de los átomos se llama energía nuclear. La fisión nuclear es el proceso mediante el cual se disparan neutrones al núcleo de un átomo para partirlo por la mitad. Cuando esto sucede, salen más neutrones, que destruyen a más átomos en una reacción en cadena. La energía que se libera mediante este proceso se llama energía nuclear. Lamentablemente, este descubrimiento fue utilizado para la creación de la bomba atómica, para lo cual se bombardearon los núcleos de átomos del elemento uranio, liberando su energía. Pero también existen usos que sí son de beneficio para la humanidad. Por ejemplo, cuando la fisión nuclear es controlada se puede producir energía de utilidad para la generación de electricidad o calor.

Ejercicio 12 Define con tus palabras qué es un neutrón:

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5.2.3. Electrones La existencia de los electrones fue propuesta por el científico George Johnstone Stoney, aunque su descubrimiento se atribuye a John Thomson. Características electrón electrón

• Son partículas subatómicas que giran alrededor del núcleo en regiones donde es más probable encontrarlos, llamados orbitales. Se encuentran atraídos por los protones, que tienen carga eléctrica opuesta. • Tienen carga eléctrica negativa. • Se simbolizan con la letra e–. • Su masa es de 9.1095 x 10–28 gramos. • Son mucho más pequeños que los neutrones y los protones. • Se comportan como ondas. • Los electrones de un átomo determinan sus propiedades físicas y químicas. Son los responsables de atraer o repeler a otros átomos, de formar compuestos o de conducir electricidad. Algunas aplicaciones del estudio de los electrones

Sabías que... Se llama electricidad al conjunto de fenómenos físicos que están relacionados con las cargas eléctricas. En el caso de los electrones, esta carga es negativa.

Aunque los electrones forman parte de los átomos, algunos se dispersan de forma independiente por la materia, formando corrientes eléctricas. Por ejemplo, en nuestras casas la electricidad llega a través de las corrientes eléctricas transmitidas por cables. Nuestro sistema nervioso también funciona a través de flujos de corriente eléctrica. Cada nervio está formado por un haz de fibras, que son prolongaciones en forma de hilos de las neuronas, a través de las cuales circulan los impulsos nerviosos en forma de electricidad. La electrónica es la rama de la física que estudia la conducción y el flujo de los electrones. Esta ciencia tiene muchas aplicaciones, como por ejemplo: la elaboración de circuitos para las telecomunicaciones, computadoras y televisores, el alumbrado público, el funcionamiento de los motores eléctricos, etcétera.

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Ejercicio 13 Escribe un ejemplo de una aplicación de los electrones que puedas observar en tu casa:

Navega en la red Conoce más sobre la naturaleza eléctrica de la materia: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/ ii.-la-naturaleza-electrica-de-la-materia

5.2.4. Nuevos descubrimientos sobre las partículas subatómicas En la antigüedad se pensaba que toda la materia se podía dividir en partes más pequeñas de forma indefinida. Pero fue en la Antigua Grecia que Demócrito postuló que si la materia se dividía una y otra vez llegaría hasta unas partículas finales, que ya no se podrían dividir más, a las que llamó átomos. Posteriormente, se descubrió que el átomo está formado de partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, como el protón, el neutrón y el electrón. Sin embargo, estudios más recientes han descubierto partículas más pequeñas aún, algunas de las cuales forman parte de los átomos y otras no. Muchas de ellas son inestables y duran muy poco tiempo, por lo que solo se pueden observar a través de experimentos y aparatos especiales.

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Sabías que... La física de partículas es la rama de la física que estudia las partículas subatómicas, su estructura, comportamiento e interacciones.

Algunas de estas partículas son: bosón, positrón, fermión, neutrino, hadrón, leptón, quark y mesón. Por ejemplo, los protones y neutrones están formados por quarks, que se mantienen unidos por otras partículas llamadas gluones.

protón

quark

núcleo

átomo

Curiosidad

¿?

En 1955 se identificó una partícula con las mismas características que un protón, pero con carga negativa, a la que se llamó antiprotón. Esta partícula no forma parte del núcleo del átomo y es estable en el espacio. Su descubrimiento se atribuye a los científicos Emilio Segré y Owen Chamberlain, por el cual ganaron el premio Nobel de Física en 1959.

Ejercicio 14 La idea de la estructura del átomo ha evolucionado desde la antigüedad hasta nuestros tiempos, ya que continuamente se hacen nuevos descubrimientos. Explica cómo piensas que la tecnología ha contribuido al respecto.

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A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

Experimentando con la densidad de la materia

Introducción Como vimos anteriormente, la densidad es una propiedad física de la materia, que se define como la cantidad de masa en un determinado volumen. A continuación, realizaremos un experimento sobre esta propiedad. ¿Qué materiales necesitas? • Un vaso de vidrio transparente • Agua, aceite y miel • Una cucharada • Un corcho, un trozo de verdura o fruta, un trozo u objeto de metal y un pedazo pequeño de una candela • Libreta y lápiz

Procedimiento 1. En un vaso de vidrio transparente agrega, en el siguiente orden, los líquidos: agua, aceite y miel. Utiliza una cuchara inclinada para agregarlos, de manera que se deslicen lentamente y no se mezclen. 2. Observa qué sucede y señala en el dibujo el orden de los líquidos. El que esté más hacia abajo, es el más denso. 3. Introduce diferentes objetos (corcho, trozo de verdura o fruta, metal, pedazo pequeño de una candela). 4. Observa en qué capas se quedan y anota los resultados. 5. Elabora una conclusión sobre el experimento.

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El hielo ocupa más espacio que el agua

Introducción Generalmente, los sólidos ocupan menos espacio que los líquidos, pues sus moléculas se encuentran más unidas y, por tanto, son más compactos. Sin embargo, en el caso del agua ocurre lo contrario. Al congelarse, las moléculas de agua forman una estructura cristalina, que deja muchos espacios vacíos que hacen que aumente su volumen. Estos espacios no se encuentran en el agua líquida, por lo que su volumen es menor. ¿Qué materiales necesitas? • Una botella de vidrio transparente, reutilizada o reciclada • Un marcador permanente • Congelador • Agua • Libreta y lápiz ¿Qué debes hacer? 1. Coloca agua en una botella transparente de vidrio reutilizada o reciclada, sin llenarla. 2. Con un marcador permanente, haz una marca que señale la altura del agua en la botella. 3. Introduce la botella a un congelador. 4. Al día siguiente, saca la botella, y observa qué ha sucedido con el agua. Anota tus resultados:

5. Observa la marca y escribe cualquier cambio que observes.

6. ¿Qué tipo de cambio (físico o químico) ocurre en el agua al enfriarse?

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Mosaico de colores

Introducción Para comprobar cómo los electrones de una sustancia atraen a los de otra cuando se mezclan, realizaremos el siguiente experimento: ¿Qué materiales necesitas? • Dos recipientes hondos (pueden ser platos soperos o palanganas). Uno mediano y otro pequeño. • Cuatro colorantes de alimentos de diferentes colores (los consigues fácilmente en el supermercado. Puedes ponerte de acuerdo con tus compañeros para comprar los frasquitos entre todos). • Leche entera líquida. • Hisopos. • Jabón líquido (o puedes mezclar detergente en polvo con agua para realizar una solución de jabón).

Procedimiento 1. Coloca un poco de leche en el recipiente hondo mediano. 2. Coloca una gota de cada colorante sobre la leche, formando una cruz, como se muestra en la ilustración. 3. Coloca el jabón líquido o la solución de detergente en otro recipiente hondo pequeño. 4. Introduce un hisopo dentro del jabón líquido y luego introdúcelo en el centro de una de las gotas de colorante. Deja el hisopo metido y observa lo que sucede. 5. Anota los resultados.

Explicación Los electrones del jabón atraen a los de la grasa de la leche. Este es el principio de limpieza de los jabones y detergentes, pues el jabón atrapa la grasa de los trastos, ropa o manos, la cual es fácilmente eliminada con agua. El movimiento de colores que se observa son las moléculas de jabón tratando de atrapar a las de grasa para unirse.

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Resumen La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La unidad más pequeña que forma la materia se llama átomo. Los elementos químicos naturales son las sustancias básicas formadas por un solo tipo de átomos y no se pueden descomponer en sustancias más simples. Sustancias simples: formadas por un mismo elemento. La materia se clasifica en Sustancias compuestas: formadas por dos o más elementos.

Propiedades de la materia Generales

• Masa

Específicas Propiedades físicas

Propiedades químicas

• Volumen • Peso • Porosidad • Inercia • Impenetrabilidad • Movilidad • Elasticidad • Divisibilidad • Atracción

• Densidad

• Reactividad química

• Estado

• Inflamabilidad

• Propiedades organolépticas

• Toxicidad

• Punto de ebullición

• Acidez o alcalinidad

• Punto de fusión

• Capacidad de explotar

• Solubilidad

• Capacidad de arder

• Dureza

• Capacidad de descomponerse al calentarse

• Tenacidad • Conductividad eléctrica • Conductividad térmica • Maleabilidad • Ductilidad • Viscosidad • Flexibilidad

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La materia puede encontrarse en cuatro estados: • Sólidos: con forma y volumen definido. Sus átomos están ordenados de forma definida y regular, se mueven poco. • Líquidos: toman la forma del recipiente que los contiene, tienen volumen definido, pueden fluir y ser solubles o insolubles. Sus átomos se encuentran algo cercanos y se mueven libremente. • Gases: toman la forma y volumen del recipiente que los contiene, pueden expandirse y mezclarse con otros gases. Sus átomos están muy separados y se mueven independientemente. • Plasma: sin forma definida, toman el volumen del recipiente que los contiene, pueden formar algunas estructuras como los sólidos. Sus átomos pierden electrones por el efecto de altas temperaturas y presión, los cuales se mueven libre y rápidamente, liberando energía. La materia puede sufrir cambios físicos o químicos. • Cambios físicos: son los cambios que ocurren en la materia, sin alterar su estructura ni composición. Por ejemplo: cambios de forma, volumen, tamaño, estado, posición o mezclas. • Cambios químicos: son los cambios que ocurren en la materia que sí alteran su estructura y composición. Por ejemplo: combustión, oxidación de metales, putrefacción y fermentación. La teoría atómica dice que toda la materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos. Un átomo está formado por:

electrón

nube electrónica

protón

núcleo neutrón Los protones (p+) son partículas subatómicas con energía positiva. Los neutrones (n) son partículas neutras. Los electrones (e–) son partículas con carga negativa.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Modelos atómicos

Dalton

Thomson

Evolución del modelo atómico

Rutheford

Schrödinger

Actual

Sommerfeld

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido

A. Define con tus palabras los siguientes conceptos:

a. Materia: b. Átomo: B. Explica con tus palabras las diferencias entre: a. Propiedades físicas y químicas de la materia:

b. Sustancia simple y compuesta:

C. Escribe una X sobre las ilustraciones que representan cambios físicos de la materia:

D. En el siguiente esquema, señala las partículas subatómicas de un átomo y escribe una característica de cada una:

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Lee el siguiente párrafo, y luego escribe cuáles propiedades son químicas y cuáles físicas: El aluminio es un elemento químico muy abundante en el planeta Tierra. Es un metal ligero que se encuentra en estado sólido, es de color blanco, inodoro y tiene brillo. Su densidad es de 2700 kg/m3. Es buen conductor de la electricidad y del calor, es muy maleable y resistente. El aluminio es muy reactivo con oxígeno, ácido clorhídrico e hidróxido de sodio (una sustancia alcalina). Se utiliza en la industria para soldar, para fabricar materiales de construcción y en líneas de transmisión de electricidad y comunicación. Asimismo, se emplea para la fabricación de ventanas, puertas, láminas, tubos, piezas de vehículos, espejos, latas y papel aluminio. Propiedades físicas: Propiedades químicas: B. De las siguientes situaciones de la vida cotidiana, indica qué estado o estados físicos de la materia representan: 1. Hervir agua para preparar una sopa: 2. Inflar un globo: 3. Preparar un pastel con huevo, leche, harina, azúcar y frutas: 4. Preparar una limonada: 5. Explicar a un niño una lección usando un pizarrón y yeso: 6. Respirar aire puro en un bosque con un lago, árboles y animales: 7. Limpiar una herida de la piel, utilizando alcohol: 8. Leer un libro: 9. Regar un cultivo de zanahorias: C. Completa el siguiente cuadro: Elemento químico

Número atómico (Z)

Número másico (A)

Calcio (Ca)

Neón (Ne)

Potasio (K)

Primer grado – ciclo básico

Número de protones

Número de electrones

Número de neutrones

D. Observa los siguientes modelos atómicos e indica a qué científico corresponden: Modelo -

Nombre del modelo atómico

electrón

orbitales

núcleo

órbitas

núcleo núcleo

orbitales

núcleo: protones+neutrones

electrón

E. Observa los modelos de Bohr de los siguientes elementos químicos e indica cuántos electrones tiene cada átomo: Nombre del elemento

Neón

Nitrógeno

Modelo atómico

Litio

Magnesio

Hidrógeno

Número de electrones

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades

Habilidades: aplicación de conceptos.

A. De las siguientes actividades de la vida diaria, selecciona qué propiedad o propiedades de la materia buscarías en cada material. a) Una cocinera necesita una sustancia adecuada para preparar una rica comida.

b) Un electricista necesita elegir un metal adecuado para construir un alambre.

c) Una señora necesita un material adecuado para prender fuego.

d) Un constructor necesita construir una casa con materiales resistentes.

e) Un especialista necesita materiales para construir fuegos artificiales.

Primer grado – ciclo básico

B. Escribe un resumen donde relaciones las características del elemento cobre, con los siguientes conceptos que has aprendido durante las unidades 1 y 2. Habilidades: capacidad de resumen, de relación de conceptos y de redacción.

Conceptos

El cobre El cobre es un elemento químico, cuyo símbolo es Cu. En la naturaleza se encuentra en estado sólido. Es brillante, de color rojizo, buen conductor eléctrico y térmico, y maleable. Reacciona con el aire y la humedad, formando otras sustancias.

• Las ciencias naturales

Su modelo atómico, según Bohr, es el siguiente:

• Materia

• Física • Química • El método científico

• Propiedades y estados de la materia • Elemento químico • Átomo

• Electrones • Modelo atómico de Bohr

Resumen:

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Defino con mis palabras el concepto de materia, identificando ejemplos de mi entorno. Diferencio entre las distintas propiedades de la materia.

Después de estudiar...

Identifico las propiedades de la materia en objetos o seres de mi entorno. Identifico objetos cotidianos, según el estado de la materia en que se encuentren. Diferencio entre cambios químicos y físicos de la materia, a través de ejemplos de mi entorno. Explico con mis palabras qué es un átomo. Distingo entre los diferentes modelos atómicos existentes. Represento simbólicamente el modelo atómico actual. Describo la estructura del átomo. Ejemplifico la utilidad de la tecnología moderna en el estudio de la estructura del átomo. Realizo experimentos relacionados con la materia, siguiendo los pasos del método científico.

Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

La materia, parte II: principios de física

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Sabes cuánto pesas? Anótalo aquí: ¿Qué hora es en este momento? Escríbela: ¿Sabes cuánto mides? Anótalo aquí: ¿Sabes a qué velocidad venía el bus o el automóvil en el que viniste hoy por la mañana? ¿Sabes qué temperatura hay hoy en tu ciudad? Seguramente utilizaste algunas unidades de medida para escribir tus respuestas. Estas nos ayudan a indicar con precisión alguna característica de nuestro entorno, como el tiempo o la altura. ¿Sabes cómo se llama todo lo que se puede medir? Escríbelo a continuación: Durante esta unidad aprenderás una herramienta muy importante para conocer los fenómenos físicos que te rodean: la medición. Y con ello podrás responder estas preguntas.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de la física • ¿Qué es la física? • Medición • La temperatura A la ciencia por la experiencia • ¡Experimentemos la transmisión de calor en la cocina! • Dos globos muy distintos Verifica tu aprendizaje

Unidad 3 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 8. Relaciona los conceptos físicos y los métodos cualitativos y cuantitativos utilizados en la ciencia, con los fenómenos que ocurren en su entorno.

Indicador de logro 8.1 Expone información relacionada con la física y su historia. 8.2 Utiliza conocimientos matemáticos necesarios para la comprensión de fenómenos físicos. 8.3 Distingue los conceptos relacionados con la temperatura y sus cambios, así como sus formas de medición.

Ejes transversales •

Desarrollo tecnológico

Primer grado – ciclo básico

Actividades

Escribe qué tipo de ciencia es la física. Realiza ejercicios utilizando notación científica y cifras significativas. Investiga el tipo de escala de temperatura utilizada en Guatemala. Realiza conversiones de escalas de temperatura. Realiza experimentos utilizando el método científico.

Componente: • Manejo de información, relación ser humano – naturaleza, manejo pertinente de la tecnología.

El mundo de la física 1. ¿Qué es la física? En un principio, la física se consideraba una ciencia dedicada a estudiar todos los fenómenos que se producían en la naturaleza. Como había mucho por estudiar, a partir del siglo XIX, la física se limitó a los fenómenos de los cuerpos no vivos. Como vimos en la primera unidad, actualmente la física es la ciencia que estudia la materia, la energía y las leyes que modifican su estado y su movimiento, sin alterar su naturaleza. Por el contrario, la química estudia la estructura y las transformaciones de la materia cuando sí alteran su composición interna.

¿Cómo diferenciar entre un fenómeno físico y uno químico? Cuando derretimos mantequilla ocurre un fenómeno físico, pues pasa de estado sólido a líquido, pero sigue siendo mantequilla. Pero si se nos quema, ocurre un fenómeno químico al producirse otras sustancias, como la acroleína, que puede ser tóxica.

Ejercicio 1 Regresa a la unidad 1 y escribe acá qué tipo de ciencia es la física.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

La medición como auxiliar de la física

Desde que se formaron las sociedades primitivas, el ser humano tuvo necesidad de medir. En la antigüedad, las unidades de medida se definían sin seguir ninguna regla y variaban de un país a otro. Esta forma de medir era un problema cuando los comerciantes tenían que negociar con otras regiones que tenían diferentes medidas. Por tal razón, durante los siglos XVII y XVIII, los científicos se pusieron de acuerdo para proponer unidades de medida definidas con mayor rigor, a partir de lo cual surgió el Sistema Métrico Decimal, en donde las cantidades se subdividen en 1000, 100 y 10. En el año 1960 se estableció un nuevo sistema llamado Sistema Internacional de Unidades (SI), que se basa en el sistema métrico decimal, y es utilizado actualmente en todo el mundo.

2.1 Unidades de medida Una magnitud1 es todo aquello que se puede medir. Medir es comparar una magnitud con otra de características conocidas, que se toma como unidad de comparación. Toda unidad de medida debe cumplir con ciertas condiciones: A) Debe ser constante, no debe cambiar en el transcurso del tiempo ni depender de la persona que realice la medición. B) Debe ser universal, es decir, debe ser conocida en todos los países. C) Ha de ser fácil de reproducir.

2.2 Sistemas de medida Según las unidades escogidas para medir, se tienen diferentes sistemas. Las iniciales que identifican a cada sistema se obtienen de las unidades de medida que utilizan con letra mayúscula y en el siguiente orden: longitud (primera letra), masa (segunda letra) tiempo (tercera letra). Veamos: metro

Sistema

longitud

Internacional

MKS

kilogramo

masa

(métrico)

segundo

tiempo

centímetro

longitud

Cegesimal

CGS

gramo

masa

segundo

tiempo

pie

longitud

Inglés

PLS

libra

masa

segundo

tiempo

En física, una magnitud es toda variable susceptible de aumento o disminución y a la que se le pueden aplicar criterios de igualdad y suma.

Primer grado – ciclo básico

Las magnitudes que estudiaremos en este libro serán: 1. Unidades básicas: longitud, masa, tiempo y temperatura. El sistema que utilizaremos será el Sistema Internacional (SI). Magnitud

Definición

Unidad

Símbolo

Longitud

Mide la distancia entre dos puntos.

metro

Masa

Mide la cantidad de materia en un cuerpo.

kilogramo

Tiempo

Mide la duración de un fenómeno.

segundo

Temperatura

Es el grado de calor que posee un cuerpo.

grados Kelvin

Ilustración

2. Unidades derivadas. Se usan para medir ciertas cualidades de los cuerpos, y se expresan en términos de las unidades básicas. Magnitud

Definición

Unidad

Área

Medida de una superficie.

km2, m2, cm2

Volumen

Medida del espacio que ocupa un cuerpo.

Velocidad Aceleración

Fuerza

Densidad Presión

Relación entre el espacio recorrido por un móvil y el tiempo que tarda en recorrerlo. Aumento de la rapidez con que se realiza algo. Causa capaz de producir los siguientes efectos: a) Cambiar la forma de los cuerpos. B) Hacer que los cuerpos se muevan o se detengan. Relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. Intensidad de una fuerza sobre la superficie en la cual actúa.

m/s m/s2

N (Newton)

Derivan de: Unidades básicas de longitud (kilómetros, metros, centímetros), elevadas al cuadrado. Unidad básica de longitud (metro), elevada al cubo. Unidades básicas: longitud (metros) dividido tiempo (segundos). Unidades: velocidad (m/s) dividido tiempo (s). F = (kg) (m/s2) masa aceleración

kg/m3

Unidades: masa (kg) y volumen (m3).

N/m2

Unidades: fuerza (N) y superficie (m2).

Unidad 3 – Ciencias Naturales

2.3 Magnitudes escalares y vectoriales 1. Magnitudes escalares Son aquellas magnitudes que quedan plenamente identificadas al especificar su valor numérico y la unidad utilizada en la medición. Por ejemplo: Cantidad escalar Tiempo Temperatura Masa Longitud

Ejemplo 10 s 37 °C 2g 100 m

Valor numérico 10 37 2 100

Área

3 km2

Volumen

18 cm3

Unidad utilizada segundos grados Celsius gramos metros kilómetros cuadrados centímetros cúbicos

Por ejemplo: Un partido de fútbol tiene una duración de 90 minutos (5400 segundos). 2. Magnitudes vectoriales Para representar este tipo de cantidades es necesario especificar, además de un número y una unidad de medida, la dirección y el sentido en el que actúan. Por ejemplo: Cantidades vectoriales Fuerza

Desplazamiento Velocidad

Ejemplos

Valor numérico

8 newtons en dirección horizontal de izquierda a derecha. 12 metros en dirección N-S hacia el sur. 3 km/h con dirección vertical hacia arriba.

Unidad utilizada

Dirección

Sentido

De N (newtons) Horizontal. izquierda a derecha.

m (metros)

Norte-Sur.

Sur.

km/h (kilómetros por hora)

Vertical.

Hacia arriba.

Por ejemplo: Necesitamos mover un mueble 3 metros hacia la izquierda, en dirección horizontal. Un vector es parte de una recta de la que se conoce su magnitud, su dirección y su sentido. Cuando se escribe el símbolo sobre una letra mayúscula, estamos representando un vector. Por ejemplo: B se lee “vector B”.

Primer grado – ciclo básico

2.4 Cifras significativas y notación científica En el mundo de la física, y de las ciencias naturales en general, estudiaremos desde partículas tan pequeñas como un electrón, cuya masa es de 9.1095x10-31 kilogramos, hasta planetas tan grandes como Júpiter, cuya masa es de 1.899x1027 kilogramos. Los exponentes de las cifras anteriores nos ayudan a simplificar números que, de lo contrario, serían muy largos, pues representan cantidades muy grandes o muy pequeñas. Para ello, utilizamos la notación científica o forma característica. 1. Notación científica Cualquier cantidad puede expresarse como la multiplicación de un número comprendido entre 1 y 10 por una potencia de 10. A esta forma de representar los números se le llama notación científica o forma característica. ¿Cómo podemos escribir un número en notación científica? Es muy simple: A. Identificamos el punto decimal. Si no hay, utilizamos la última cifra (suponiendo que el punto está al final del número). B. Si el número es mayor que 10, corremos el punto a la izquierda tantos números como sea necesario para que quede un solo dígito que esté comprendido entre 1 y 9. Por ejemplo: 732.5051 = 732.5051 = 7.325051 x 102 C. Si el número es menor que 1, hacemos lo mismo, pero corriendo el punto hacia la derecha. Por ejemplo: –0.005612 = –0.005612 = -5.612x10-3 Veamos algunos ejemplos: Utilizando la última cifra: 3 000 000 = 3.0 x 106

833 = 8.33 x 102

Utilizando el punto decimal: 0.0005 = 5 x 10-4

0.060 = 6 x 10-2

Ejercicio 2 De los siguientes ejemplos, escribe las cifras en notación científica. Observa el ejemplo: 0. La altura del volcán Tacaná es de 4064 m.

4.064x103 m

1. La masa de una ballena azul es de aproximadamente 130 000 kg. 2. El diámetro de un cabello es de 0.0005m. 3. La distancia de la Tierra al Sol es de aproximadamente 149 600 000 km. 4. Una abeja bate sus alas aproximadamente 14 400 veces.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Cifra significativa

¿Cuál es tu estatura? Algunos guatemaltecos, adultos o adultas, alcanzamos una estatura de 1.65 metros (m). En esa expresión estamos seguros de los dos primeros dígitos (1 y 6), pero el último (5), es una estimación, que significa que la longitud real está entre 1.60 y 1.70. Todas las mediciones son consideradas como aproximadas cuando tienen un último dígito estimado. Podemos llamar cifras significativas de 1.65 m (una medida) al número de dígitos seguros más el dígito estimado. Es decir que 1.65 m posee tres cifras significativas (1, 6 y 5). Algunas reglas para cifras significativas: • Cualquier dígito diferente de 0 es significativo. Por ejemplo: 852. • Los ceros en medio de números significativos, son significativos. Por ejemplo: 20 503. • Los ceros a la izquierda del primer número distinto a cero no son significativos. Por ejemplo: 0.004. • En los números mayores que 1, los ceros a la derecha son significativos. Por ejemplo: 1000.

Ejercicio 3 Escribe cuántas cifras significativas tienen las siguientes cantidades. Observa el ejemplo: a. El diámetro del planeta Tierra es de 12 742 km.

b. La gravedad del planeta Tierra es de 9.807 m/s2. c. El hueso más pequeño del cuerpo humano es el estribo, que mide hasta 3.5 mm. d. La superficie de la República de Guatemala es de 108 889 km2. e. La masa aproximada de un mosquito es de 0.00001 kg

Ejercicio 4 De los siguientes ejemplos en notación científica, escribe la cifra normal e indica cuántas cifras significativas tiene. Observa el ejemplo: a. El radio de la Tierra es de 6.38x106 m

6 380 000

Siete cifras significativas

b. La distancia entre el Sol y Saturno es de 1.4294x109 km c. La masa de la Tierra es de 5.983 x1024 kg d. El tamaño de un glóbulo rojo es de 7.5x10-6 mm e. El diámetro del Sol es de 1.391x106 km

Primer grado – ciclo básico

La temperatura

La temperatura es la medida que nos puede indicar qué tan caliente o frío está un cuerpo o un ambiente. El aparato que sirve para medir la temperatura se denomina termómetro. La temperatura puede medirse a diferentes escalas, como veremos más adelante, pero siempre se utilizan dos puntos de referencia: • Punto fijo inferior: es la temperatura de congelación del agua. • Punto superior: es la temperatura en la cual el agua hierve (es decir, que se transforma de líquido en vapor). Existen diferentes escalas para medir la temperatura. Escala Fahrenheit (˚F) En esta escala el punto de congelación del agua es de 32 ˚F, mientras que el punto de ebullición es de 212 ˚F; es decir, que entre ambos puntos hay 180 divisiones. Escala Celsius o centígrada (˚C) En esta escala el punto de congelación del agua es de 0 ˚C y el de ebullición de 100 ˚C. En otras palabras, entre ambos puntos hay 100 divisiones. Escala Kelvin (K) Utiliza una referencia llamada cero absoluto. La temperatura de congelación del agua (0 ˚C) equivale a 373.5 K en escala Kelvin.

Se pueden realizar equivalencias entre estas escalas de temperatura: Para convertir de ˚C a ˚F ˚F= 9 x (˚C) + 32 5

()

Para convertir de ˚F a ˚C ˚C= 5 x (˚F – 32) 9

()

Conversión de K a ˚C ˚C= K – 273 Conversión de ˚C a K K= ˚C + 273

Ejercicio 5 Investiga, ¿cuál de las tres escalas se usa en Guatemala? Puedes buscar la sección del clima en algún periódico o ver en un noticiero televisivo, o bien, buscar en Internet para responder a esta pregunta.

Ejercicio 6 La temperatura media anual de la ciudad de Guatemala es de 21 °C. ¿A cuántos °F equivale?

¿A cuántos K equivale?

Unidad 3 – Ciencias Naturales

3.1 Calor En el campo de la física, el calor se define como la transferencia2 de energía calorífica de un cuerpo con mayor temperatura a uno de menor temperatura hasta alcanzar un equilibrio, llamado equilibrio térmico. Un ejemplo común es preparar agua caliente para bañarse. Cuando hierves agua para bañarte, le agregas agua fría para entibiarla. ¿Qué sucede con el agua? Luego de unos minutos el agua que estaba caliente se vuelve tibia, perfecta para el baño. En términos físicos, lo que ocurrió es que el calor del cuerpo con mayor temperatura (el agua hirviendo) se transfiere a uno con menor temperatura (el agua fría), hasta que se llega a la misma temperatura o equilibrio térmico (agua tibia).

La termodinámica es el campo de la física que estudia los procesos que involucran cambios en la temperatura, la transformación de la energía y la relación entre el calor y el trabajo.

Calor específico En física y química, los científicos han realizado muchas pruebas en laboratorios para conocer las características de las sustancias con las que trabajan. El calor específico es la cantidad de calor que se necesita aplicar a una unidad de masa de alguna sustancia para elevar su temperatura en un grado. Veamos algunos ejemplos:

Agua

Calor específico (Joule por kg) ˚C 4186

Tejido humano

3500

Aceite

2000

Aire

1012

Arena

290

Sustancia

transferencia: que se mueve de un lugar a otro.

Primer grado – ciclo básico

El agua tiene el mayor calor específico, lo cual significa que por cada kg deben aplicarse 4186 Joule para elevar la temperatura un grado Celsius (˚C).

3.2 Medición de calor Según el Sistema Internacional de Medidas el calor se mide en Joule (J). Existen otras unidades que también son aceptadas para medir el calor, estas son: La caloría (cal)= que es la cantidad de calor que 1 gramo de agua necesita para elevarse un grado Celsius (14.5 ˚C a 15.5 ˚C). Equivale a 4.18 Joule. Los nutricionistas3 usan la medida conocida como Caloría (con inicial mayúscula y cuyo símbolo es Cal) para calcular el aporte de energía que da cada alimento que se consume. 1 Caloría equivale a 1000 calorías. Para que el término Caloría (Cal) no se confunda con calorías (cal), muchas veces se utiliza el término de kilocaloría (kcal). 1 Caloría= 1000 cal= 1 kilocaloría (kcal) Una persona debe consumir todos los días una cantidad mínima de calorías para que su cuerpo tenga la energía suficiente para funcionar adecuadamente y tener una vida saludable. Sin embargo, una dieta con exceso de calorías y poca actividad física puede ocasionar obesidad o enfermedades como diabetes.

3.3 Transferencia de calor El calor se transfiere de un área con mayor temperatura a una con menor temperatura. Existen tres mecanismos para que ocurra esta transferencia: 3.3.1. Conducción Este mecanismo se da entre cuerpos sólidos, cuyas partículas4 están en contacto físico. Por ejemplo: • Cuando conectamos una plancha, el calor se transfiere por la electricidad hacia la plancha, la plancha se calienta y luego transfiere el calor a la prenda que queremos planchar. • La arena de la costa sur de Guatemala es oscura ya que es rica en hierro que, al calentarse con el Sol, puede quemar nuestros pies si estamos descalzos. En física existen cuerpos que se consideran buenos o malos conductores de calor (también llamados aislantes5). Los metales como el oro o el cobre son buenos conductores, mientras que el vidrio es un mal conductor.

4 5

nutricionista: profesional que se dedica a estudiar las propiedades y características de los alimentos para la salud de las personas. partículas: moléculas y átomos de masa de un cuerpo que no se observan a simple vista. aislantes: son materiales que no conducen el calor fácilmente.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

3.3.2. Convección Esta forma de transferencia necesita del movimiento de un fluido (líquido o gas) que esté en contacto con un cuerpo de temperatura diferente. Algunos ejemplos: • En la técnica de cocina conocida como “baño de María”, se transmite calor de forma lenta e indirecta a través del vapor producido por el calentamiento de agua de una olla, dentro de la cual se coloca el alimento que se quiere cocinar. • En la naturaleza también ocurre transferencia de calor, por ejemplo: El “fenómeno El Niño” se da por la interacción entre los vientos y las corrientes marinas cálidas del norte del Ecuador, que suben sobre una corriente muy fría (conocida como Humbolt), alterando el ciclo de lluvias. La formación de nubes y otros fenómenos naturales, como los huracanes, se dan por el movimiento entre corrientes de aire caliente y frío. Sabías que...

La radiación solar directa en la piel de forma prolongada puede producir quemaduras y envejecimiento prematuro. Incluso, la exposición prolongada durante años puede producir cáncer en la piel.

3.3.3. Radiación Los cuerpos que intercambian calor no tienen que estar en contacto. La transferencia de calor se da a través de ondas electromagnéticas6. Por ejemplo: • El calentamiento de la Tierra y del resto de planetas que forman el Sistema Solar, por los rayos del Sol. • El horno de microondas7 calienta los alimentos a través de radiación.

La mejor forma de prevenir estos efectos, es evitar exponerse directamente al Sol, usar bloqueador solar, gorra o sombrero.

ondas electromagnéticas: ondas que no necesitan un medio físico (sólido) para propagarse.

microondas: aparato que se usa para calentar alimentos en forma más rápida, usando para ello ondas electromagnéticas.

Primer grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

1. ¡Experimentemos la transmisión de calor en la cocina! Introducción Aunque no seamos conscientes de ello, utilizamos la transferencia de calor de muchas formas todos los días. Uno de los lugares en donde lo hacemos es en la cocina, así que prepárate para descubrir que la aplicación de la física también es divertida y deliciosa. ¡Preparemos un flan casero! ¿Qué materiales necesitas? • 1 olla • 1 estufa con horno • 1 molde pequeño para pan • 1 molde grande para pan • 2 litros de agua Ingredientes para el caramelo - 1 taza de azúcar Ingredientes para el flan - 1 lata de leche evaporada pequeña (400 gramos) - 1 lata de leche condensada pequeña - 1 cucharada de vainilla - 4 huevos • 1 tenedor para batir o una batidora de mano

Procedimiento: Parte 1: Preparación del caramelo 1. Agrega la taza de azúcar a la olla, sin mover. 2. Calienta a una temperatura alta y deja que el azúcar se empiece a deshacer. 3. Cuando se ponga un poco líquida, baja el fuego a temperatura media y mueve la olla para evitar que se pegue. 4. Repite el proceso hasta que todo el azúcar esté completamente líquida, sin que se queme. 5. Agrega el caramelo a un molde para pan.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Parte 2: Preparación del flan 1. Mezcla los ingredientes (leche condensada, leche evaporada, vainilla y huevos). 2. Bate muy bien hasta que la mezcla esté uniforme. 3. Agrega la mezcla al molde de pan donde agregaste el caramelo. 4. Coloca el molde con el flan dentro de uno más grande que esté cubierto con agua caliente hasta la mitad (técnica de baño María). 5. Coloca en el horno a 180 ˚C durante una hora. 6. Saca con cuidado y deja enfriar a temperatura ambiente. 7. Cuando esté a temperatura ambiente, tapa con un plástico y colócalo en la refrigeradora por 8 horas. 8. Sácalo de la refrigeradora, quita el molde y disfruta.

Responde las preguntas: 1. ¿Qué tipo de transferencia de calor utilizaste para la preparación del caramelo? 2. ¿Qué tipo de transferencia de calor utilizaste para la preparación del flan?

Primer grado – ciclo básico

2. Dos globos muy distintos Introducción En esta unidad estudiamos conceptos importantes como la temperatura y el calor, como una forma de transferencia de energía. Ahora te invitamos a descubrir en un experimento sencillo cómo se transfiere el calor en dos globos, que contienen sustancias diferentes: un líquido y un gas. ¿Qué materiales necesitas? • Dos globos • Agua • Candela • Encendedor • Lazo o pita • Reloj o cronómetro • Lápiz • Opcional: candelero, 1 barra de plasticina y una tapadera de metal de un frasco.

Procedimiento 1. Infla un globo con aire y hazle un nudo. 2. Llena un globo con agua y hazle un nudo. 3. Cuelga los dos globos con la ayuda del lazo o pita. Deben quedar a la misma altura. 4. Debajo de cada uno, coloca directamente una candela encendida (otra opción es no colgar los globos y detenerlos directamente sobre la llama de la candela). Puedes colocar la candela en un candelero o asegurarla con plastilina en una tapadera para que quede sujeta. 5. Anota el tiempo en el cual cada globo se revienta. Globo Globo con aire

Tiempo para reventar

Globo con agua 6. ¿Por qué los globos revientan a diferentes tiempos? Explica tu respuesta utilizando el concepto de transferencia de calor y la tabla de calor específico que vimos en esta unidad.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Resumen La física es la ciencia que estudia la materia, la energía y las leyes que modifican su estado y su movimiento, sin alterar su naturaleza.

Una magnitud es todo aquello que se puede medir. Medir es comparar una magnitud con otra de características conocidas, que se toma como unidad de comparación. Existen dos tipos de magnitudes: escalares (tienen valor numérico y unidad de medición) y vectoriales (además de número y unidad de medida, tienen dirección y sentido). Existen tres sistemas de medidas: Internacional (MKS = metro, kilogramo, segundo), Cegesimal (CGS = centímetro, gramo, segundo) e Inglés (PLS = pie, libra, segundo). Las unidades básicas de medición son: longitud (metro), masa (kilogramo), tiempo (segundo) y temperatura (grados Kelvin). Las unidades derivadas son: área, volumen, velocidad, aceleración, fuerza, densidad y presión.

La temperatura es la medida que indica qué tan caliente o frío está un cuerpo o un ambiente. El aparato que sirve para medir la temperatura se denomina termómetro. Existen tres escalas para medir la temperatura: Fahrenheit (˚F), Celsius (˚C) y Kelvin (K). El calor es la energía que fluye de un cuerpo de mayor temperatura a otro con menor temperatura, hasta alcanzar un equilibrio térmico. En el Sistema Internacional de Medidas el calor se mide en Joule (J). La termodinámica estudia los procesos que involucran cambios en temperatura, transformación de energía y la relación entre el calor y el trabajo. El calor específico es la cantidad de calor que se necesita aplicar a una unidad de masa de alguna sustancia para elevar su temperatura en un grado. El calor se transfiere de un área con mayor temperatura a una con menor temperatura a través de tres mecanismos: conducción, convección y radiación.

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Define con tus palabras los siguientes conceptos: a. Temperatura: b. Calor: c. Magnitud: B. Completa el siguiente cuadro sobre las unidades básicas de medición: Magnitud

Definición

Longitud Masa

Unidad

Símbolo

metro

Mide la cantidad de materia en un cuerpo. Mide la duración de un fenómeno.

Temperatura

Es el grado de calor que posee un cuerpo.

kg segundo

grados Kelvin

C. Responde los enunciados para completar el crucigrama. 1. Ocurre cuando hay un cambio en la posición original después de un tiempo definido. 2. Tipo de movimiento que ocurre cuando la trayectoria es una circunferencia. 3. Relación entre la distancia total recorrida y el tiempo empleado. 4. El movimiento es

, cuando su trayectoria es una parábola.

5. Tasa a la que cambia la velocidad en el tiempo. 6. Se conoce así al movimiento que utiliza curvas. 1. 4. 2. 3. 5.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

D. Responde: a. ¿Cuál es la escala de temperatura que se utiliza en Guatemala? b. ¿Cómo se llama la cantidad de calor que se necesita aplicar a una unidad de masa para elevar su temperatura en un grado?

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Escribe la masa de los siguientes animales en notación científica: Tiburón = 1000 kg

Rana = 0.1 kg

Mosquito = 0.00001 kg

B. Escribe una E en las cantidades que sean escalares y una V en las que sean vectoriales. a. La temperatura media del cuerpo humano es de 37 °C. b. El tiempo aproximado para viajar en automóvil de la ciudad de Guatemala a Chimaltenango es de 1 hora.

c. Un vehículo se desplazó 50 metros hacia el sur en dirección norte-sur.

C. Busca la etiqueta nutricional de tres productos alimenticios empacados. Lee la cantidad de Calorías o kilocalorías que contiene y completa el siguiente cuadro. Producto

Calorías

Responde: ¿Cuál de los tres productos aporta más energía al cuerpo?

D. Lee los siguientes ejemplos y escribe el tipo de conducción de calor correspondiente: a. Cuando se calienta una tortilla en la plancha del fogón, el calor se transmite del leño a la plancha y luego a la tortilla, por eso queda bien tostada. b. Ocurre todos los días, cuando el planeta Tierra recibe los rayos del Sol. c. Cuando se pone un huevo a endurecer, se coloca con suficiente agua en la olla, y luego, después de unos 15 minutos ya está listo para comer.

Primer grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades

Habilidades: compresión de lectura, habilidad de síntesis.

Lee el fragmento del artículo que se presenta, al finalizar responde lo que se te solicita. Golpe de calor El golpe de calor sucede cuando la temperatura del cuerpo aumenta más de lo normal por exposición8 por mucho tiempo bajo el sol o por hacer ejercicios en lugares muy calurosos. Como resultado, el cuerpo pierde agua y sales que necesita para funcionar adecuadamente. Los síntomas más comunes son: sed intensa, temperatura mayor a 39 ˚C, agotamiento, sudoración, mareos, desmayo, calambres y dolores de cabeza. Cualquier persona puede padecer un golpe de calor, pero se considera que los más vulnerables9 son los bebés o niños y niñas pequeñas, ancianos o personas que padezcan alguna enfermedad. Para evitar un golpe de calor se recomienda tomar suficiente agua, evitar exponerse durante mucho tiempo al sol, no tomar bebidas alcohólicas o muy azucaradas y usar bloqueador solar, gorro o sombrero. Adaptado de: http://www.msal.gov.ar/index.php/component/content/article/48/212-golpe-de-calor

Responde: a. En Guatemala, ¿en qué época del año consideras que existe mayor riesgo de sufrir un golpe de calor? b. ¿Por qué el cuerpo sufre un golpe de calor? Utiliza las siguientes palabras en tu explicación: temperatura – calor c. ¿Qué aparato utilizarías para medir si una persona tiene un golpe de calor? ¿Qué escala usarías para realizar la medición?

8 9

exposición: estar un tiempo prolongado en un lugar determinado. vulnerable: que puede ser afectado o dañado fácilmente.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje

Después de estudiar...

Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Defino la física y describo sus aplicaciones. Resuelvo problemas utilizando conocimientos matemáticos necesarios para la compresión de fenómenos físicos. Distingo los conceptos relacionados con la temperatura y sus cambios, así como sus formas de medición. Realizo experimentos relacionados con el contenido de la unidad, utilizando el método científico.

Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

El Universo

unidad

¿Qué sabes del tema? Sal una noche despejada al patio de tu casa, observa el cielo y dibuja en el cuadro izquierdo todo lo que hayas visto. Deja el cuadro derecho en blanco, pues lo llenarás cuando hayas finalizado esta unidad.

¿Sabes el nombre de los objetos que observaste en el cielo? Escribe los que sepas:

Todo lo que observaste es objeto de estudio de la astronomía, pero ¿sabes qué es la astronomía? Escribe tu propia definición aquí:

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo del Universo • El Universo • Astronomía • Elementos que constituyen el Universo • El Sistema Solar A la ciencia por la experiencia • Construyamos un telescopio casero utilizando materiales sencillos • Construye tu propio modelo de Sistema Solar Verifica tu aprendizaje

Unidad 4 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 7. Diferencias, características y propiedades de la materia y del Universo, desde la perspectiva de la física y la química.

Indicador de logro 7.1 Utiliza conocimientos de astronomía antigua y moderna en la comprensión de las proporciones del Universo, y las características de los movimientos de los astros.

Actividades

Ejes transversales • Ciencia y tecnología

Primer grado – ciclo básico

Busca en el diccionario o Internet diversas palabras relacionadas con el campo de la astronomía. Busca una noticia sobre astronomía y escribe un resumen sobre la misma. Explica con sus palabras sobre la importancia de nuevos descubrimientos astronómicos. Identifica la galaxia donde se encuentra el planeta Tierra. A través de la observación directa al cielo, localiza una constelación con la ayuda del mapa de constelaciones, la dibuja y escribe su nombre. Explica con sus palabras las condiciones que han permitido la vida en el planeta Tierra, en comparación con las de otros planetas. Identifica las características de algunos planetas. A partir de ilustraciones, escribe el nombre del cuerpo celeste que corresponde. Realiza experimentos sobre el Universo, siguiendo los pasos del método científico.

Componente: • Manejo de información

El mundo del Universo 1.

El Universo

Desde la antigüedad, el ser humano se ha interesado en observar los fenómenos que ocurren en el cielo o ha estado intrigado por el movimiento y las fases de la luna, los eclipses, los cometas y fenómenos como equinoccios y solsticios. El Universo es tan inmenso que agrupa todo lo que hay en el espacio, toda la materia y la energía. Esto incluye las galaxias, las estrellas, los planetas, el polvo estelar1, etc. Se estima que tiene aproximadamente 14 000 millones de años de existencia. Para comprender cómo se formó el Universo, los científicos estudian el movimiento de las galaxias y cómo estas se expanden. Para ello, se han generado diversas teorías, pero la más aceptada actualmente es la teoría del big bang (o gran explosión). El big bang explica que el Universo estaba comprimido en un solo punto. La presión, temperatura y densidad eran extremas, por lo que ocurrió una gran explosión, que causó que el Universo se expandiera en todas direcciones y se enfriara muy rápido. Poco a poco la gravedad2 formó galaxias, y estas se agruparon en conglomerados3.

Ejercicio 1 Busca en el diccionario o en Internet los significados de las siguientes palabras, y escríbelos a continuación: Eclipse: Equinoccio: Solsticio:

polvo estelar: también se llama polvo cósmico o polvo del espacio. Se refiere a todas las partículas que se encuentran en el Universo, que son menores de 100 micrómetros. 2 gravedad: fuerza de atracción que causa la aceleración de un cuerpo en las cercanías de otro. 3 conglomerado: conjunto o grupo de cosas. 1

Unidad 4 – Ciencias Naturales

2. Astronomía La ciencia que se dedica al estudio del Universo se denomina astronomía. Como puedes imaginar, es una ciencia muy amplia, ya que incluye el estudio de galaxias, estrellas, planetas, cometas, meteoros y todos los fenómenos que ocurren en el Universo, como el movimiento de los planetas, los satélites4 y otros.

Recuerda:

Los pasos del método científico son: 1. Observación 2. Formulación de una hipótesis 3. Experimentación

Al ser la astronomía una ciencia, utiliza el método científico para documentar todos sus descubrimientos y avances.

4. Conclusión

El Universo ha fascinado a muchas culturas a lo largo de la historia. Algunas civilizaciones iniciaron el estudio de la astronomía porque era útil para su vida diaria, por ejemplo, para conocer patrones de clima que influían en los ciclos de siembra. La astronomía puede dividirse en antigua y moderna. El descubrimiento y perfeccionamiento del telescopio, el aparato óptico que permitió observar objetos lejanos, fue el punto de partida para la astronomía moderna.

Ejercicio 2 Busca en el periódico o en internet alguna noticia sobre astronomía y escribe acá un resumen. Recorta la noticia y pégala en tu cuaderno.

satélite: cuerpo opaco que gira alrededor de un planeta. Ejemplo: La Luna es el satélite de la Tierra.

Primer grado – ciclo básico

2.1. Astronomía antigua A continuación se presenta un resumen de algunas civilizaciones antiguas y sus aportes a la astronomía: • 6000 a. C. Los babilonios estudiaron las estrellas, agrupándolas en constelaciones. • 3000 a. C. Los egipcios construyeron pirámides, cuya ubicación estaba asociada a la posición de las estrellas. • Los chinos elaboraron mapas de las constelaciones y uno de los calendarios solares más antiguos.

• Los mayas (2000 a. C. – 1519 d. C.) son considerados grandes astrónomos, aunque no contaron con aparatos ópticos como el telescopio para hacer sus observaciones. El Códice Mendoza, elaborado por los mayas entre los años 1541 y 1542 d. C. muestra, en una de sus páginas, una escena en donde un observador sentado ve hacia un conjunto de estrellas, posiblemente una representación de un cielo estrellado. En el Códice de Madrid, un personaje está representando una observación al cielo. Los círculos que rodean la imagen son las estrellas y se asemejan a la forma de un ojo, ya que ellos consideraban a las estrellas como los “ojos del cielo”. El estudio del Universo era primordial para los mayas, por lo que incluso construyeron edificaciones en posiciones exactas para estudiar el Sol y fenómenos como los solsticios y los equinoccios. Uno de los ejemplos es el Grupo E de Uaxactún, ubicado en Petén, que cuenta con tres edificaciones y se considera como uno de los observatorios mayas más importantes. Entre los aportes astronómicos de los mayas están: el registro de la duración de los ciclos de planetas, la descripción de los eclipses, el estudio de las constelaciones y la creación de un calendario de 365 días que abarcaba el ciclo solar, el cual fue de gran utilidad para marcar sus temporadas de siembra agrícola.

Navega en la red Para conocer más sobre la historia de la astronomía, visita el siguiente vínculo: https://www.youtube.com/watch?v=V2uGq0BNZbI

Unidad 4 – Ciencias Naturales

2.2. Astronomía moderna Algunos descubrimientos astronómicos modernos son: • Nicolás Copérnico (1473 – 1543) planteó que el Sol era el centro del Sistema Solar, alrededor del cual se movían los planetas.

Júpiter Tierra Sol Venus

Mercurio Marte

Saturno

• Johannes Kepler (1571 – 1630) indicó que los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas, no circulares. Formuló las leyes del movimiento planetario.

Saturno Tierra

Sol

Mercurio

Venus

Júpiter

Marte

• Galileo Galilei (1564 – 1642) fue el primero en utilizar telescopios para estudiar el Universo, lo cual fue el punto de partida para la astronomía moderna. Con la ayuda del telescopio, descubrió que Júpiter tiene lunas.

• Isaac Newton (1648 – 1727) explicó la gravedad, acortó el telescopio y le agregó espejos para que fuera más eficiente. • Edmund Halley (1656 – 1742) demostró que los cometas se mueven en órbitas, como en el caso del cometa Halley, que tiene una órbita de 76 años alrededor del Sol.

Primer grado – ciclo básico

• Edwin Hubble (1889 – 1953) demostró que el Universo se está expandiendo constantemente. • En 1969 el ser humano llegó a la Luna.

• Algunos de los descubrimientos más recientes se ejemplifican a continuación: a En 2011 se descubrió la galaxia más distante, llamada UDFj-39546284, que se estima se formó hace 480 millones de años después del big bang. a En 2012 se descubrió un planeta casi del mismo tamaño que la Tierra en el sistema estelar más cercano a nuestro Sistema Solar (Alpha Centauri). También se observó el sistema planetario más pequeño hasta ahora visto, llamado KOI-961, que tiene tres planetas, cuyos años duran menos de dos días. a En 2013 inició la misión espacial Gaia, cuyo objetivo es elaborar el mapa más preciso de la Vía Láctea. Para ello, realizará el censo de mil millones de estrellas.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Navega en la red Para profundizar más sobre la llegada del ser humano a la Luna, visita el siguiente vínculo: http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/primer-ciclo-basico/ciencias-naturales/tierra-yuniverso/2010/07/26-9198-9-la-llegada-del-hombre-a-la-luna.shtml

Ejercicio 3 Según tu opinión, ¿es importante el descubrimiento de nuevos planetas o galaxias? Explica tu respuesta.

Elementos que constituyen el Universo

El Universo está formado por diferentes elementos, incluyendo las galaxias, las estrellas, el Sistema Solar y otros cuerpos celestes como asteroides, meteoros, cometas y satélites. ¡Hay mucho que estudiar, así que empecemos!

3.1 Galaxias El Universo está formado por:

Conglomerados de galaxias

Las galaxias son agrupaciones de estrellas, nebulosas, planetas, gas y polvo estelar que se mantienen unidos por la fueza de gravedad.

Primer grado – ciclo básico

Las galaxias se pueden clasificar según su forma en:

• Galaxias espirales: tienen un centro y “brazos” que forman una espiral. La Tierra está ubicada en una galaxia en espiral llamada Vía Láctea, formada por 200 000 millones de estrellas.

• Galaxias irregulares: no tienen una forma definida, se cree que surgen debido al choque entre otras galaxias. Pueden tener entre 10 millones a miles de millones de estrellas.

• Galaxias elípticas: tienen forma ovalada o redonda. Son las más grandes del Universo y pueden ser el resultado de la suma de galaxias más pequeñas, por lo que pueden contener hasta 5 billones de estrellas.

Ejercicio 4 Responde: ¿Cómo se llama la galaxia donde se encuentra el planeta Tierra?

Unidad 4 – Ciencias Naturales

3.2 Estrellas y constelaciones Las estrellas son la “materia prima” de las galaxias. Una estrella se define como una gran esfera de gas que crea y emite su propia radiación. Se clasifican según su temperatura, masa, tamaño, color y brillo. Las estrellas pasan diferentes etapas en su desarrollo, que los científicos han clasificado como si se tratase de un ciclo de vida: 1. Protoestrellas: primera etapa, se forma una esfera de gas y polvo. Sabías que... El Sol es la estrella que se encuentra en el centro del Sistema Solar. Su diámetro es cien veces mayor al de la Tierra y su temperatura es de 5550 ˚C. En su núcleo se genera energía, llamada energía solar.

2. Secuencia principal: segunda etapa, es la más larga de su ciclo. Se genera energía en su núcleo. 3. Gigantes y super gigantes: tercera etapa, el helio5 se fusiona y el núcleo se encoge. La atmósfera de la estrella se agranda y se enfría. 4. Enana blanca: es la última etapa, se considera una estrella pequeña, menos caliente. Ya no genera energía, empieza a enfriarse y a encogerse, aunque puede brillar durante millones de años. Las constelaciones son grupos de estrellas a los que el ser humano ha dado una forma imaginaria y les ha puesto un nombre, muchos de los cuales han surgido por la mitología6 o por comparaciones con animales o cosas.

La Osa Mayor es un tipo de constelación.

Ejercicio 5 Durante una noche estrellada, observa el cielo y trata de localizar una constelación con la ayuda de un mapa de constelaciones (mapa estelar) que puedes ver en el sitio http://elcielodelmes.com/ mapaestelar.php. Dibuja la constelación acá y escribe su nombre.

helio: elemento químico de número atómico 2 (número de protones). Su símbolo es He. Es uno de los gases que forman a las estrellas. 6 mitología: historias o leyendas que tiene una civilización. La mitología griega dio origen a las figuras del zodiaco. 5

Primer grado – ciclo básico

El Sistema Solar

El Sistema Solar se define como el conjunto de astros7 o cuerpos celestes que giran alrededor del Sol. Se encuentra en uno de los brazos de la Vía Láctea. Está conformado por el Sol y ocho planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los planetas son cuerpos celestes que tienen una órbita propia que se mueve alrededor del Sol y tienen forma esférica. Tienen dos tipos de movimientos: • Rotación: movimiento de un planeta al girar completamente sobre su eje.

• Traslación o revolución: movimiento de un planeta alrededor del Sol. Este movimiento es de tipo elíptico8.

7 8

astro: cuerpo celeste que está en el Universo y que tiene una forma determinada. Lee de nuevo qué es el movimiento elíptico en la unidad 1.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

4.1 Planetas internos o rocosos Mercurio: Su núcleo se compone de hierro y es el planeta más denso del Sistema Solar. Su superficie tiene cráteres por choque de cometas y asteroides. Su atmósfera es muy delgada y tiene poca gravedad. Sus temperaturas van de –183 ˚C a 427 ˚C. No tiene satélites. Sabías que... La distancia de la Tierra al Sol es de 149 597 870 700 metros.

Venus: Su superficie tiene montañas y volcanes. Su atmósfera es tóxica y muy densa (90 veces la presión de la Tierra). Sus temperaturas van desde –45.15 ˚C a 499.85 ˚C. No tiene satélites. Tierra: Treinta por ciento de su superficie es tierra y 70 % es océano. La presencia de agua, así como su temperatura, atmósfera y clima característicos, lo hacen único, permitiendo la vida. El periodo de rotación es de 24 horas (1 día), y el de revolución es de 365 días (1 año). Sus temperaturas van desde –89.15 ˚C a 56.7 ˚C. Tiene un satélite: la Luna. Marte: Se le conoce como el planeta rojo por el color de su superficie y se considera frío. La temperatura y la presión son tan bajas que el agua no puede estar en estado líquido. Sus temperaturas van de –87 ˚C a –5 ˚C. Tiene dos satélites.

Mercurio Venus

Tierra

Marte Saturno

Urano

Neptuno

Júpiter

Ejercicio 6 En comparación con Mercurio, ¿qué condiciones crees que han hecho posible la vida en el planeta Tierra?

Primer grado – ciclo básico

4.2 Planetas externos o gaseosos Júpiter: Es el planeta más grande del Sistema Solar (318 veces más grande que la Tierra). Tiene ráfagas de viento de hasta 540 km/h. Su atmósfera tiene hidrógeno9, helio, amoniaco10, metano11 y agua. Sus temperaturas van de –163.15 ºC a –75.75 ºC. Tiene 67 satélites. Saturno: Segundo planeta más grande del Sistema Solar (95 veces más grande que la Tierra) y es el menos denso, formado por hidrógeno y helio. Se diferencia de los demás porque tiene siete anillos con un diámetro de 250 000 km y menos de 1 km de ancho. Su temperatura media es de 143 K. Tiene 62 satélites. Urano: Tercer planeta más grande del Sistema Solar. Está formado de roca y hielo, que le dan un color verde azulado. Una curiosidad es que al dar la vuelta alrededor del Sol parece estar ladeado o torcido. Su temperatura media es de –205.2 ºC. Tiene 27 satélites. Neptuno: Cuarto planeta más grande del Sistema Solar. Su color es azul brillante y tiene seis anillos. Su atmósfera tiene hidrógeno, helio y metano. Se caracteriza porque sus vientos son superiores a 1000 km/h. Su temperatura media es de –220 ºC. Tiene 14 satélites.

4.3 El caso de Plutón Plutón es un cuerpo celeste de reducido tamaño (2/3 del tamaño de la Luna). Anteriormente se consideraba como un planeta más del Sistema Solar. Sin embargo, a partir de 2006, la Asociación Astronómica Internacional lo clasificó dentro de la categoría de planeta enano, pues no cumple con tener una órbita propia como los planetas, ya que la comparte con algunos asteroides.

Ejercicio 7 Escribe en orden de mayor a menor, el nombre de los tres planetas más grandes del Sistema Solar: 1.

Ejercicio 8 Responde: De todos los planetas del Sistema Solar, ¿cuál tiene más satélites?

hidrógeno: elemento químico de número atómico 1 (cantidad de protones). Su símbolo es H. amoniaco: compuesto químico formado por nitrógeno e hidrógeno, de fórmula química NH3. 11 metano: compuesto químico formado por carbono e hidrógeno, de fórmula química CH4. 9

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Existen otros cuerpos celestes en el Sistema Solar, que son de menor tamaño que los planetas. Los más importantes son: Otro cuerpos celestes del Sistema Solar

Satélite: cuerpo natural o artificial que gira alrededor de cuerpos más grandes, como los planetas. No tienen luz natural. Exceptuando Mercurio y Venus, todos los planetas tienen satélites naturales llamados lunas.

Meteoroide: es un cuerpo rocoso pequeño que viaja en el espacio. Un meteoro se produce cuando un meteoroide se quema al entrar en la atmósfera terrestre, dejando un rayo de luz. Cuando caen muchos meteoroides en un período corto de tiempo se produce una lluvia de meteoros.

Cometa: es un cuerpo pequeño formado de hielo, rocas y polvo cósmico unidos en forma compacta. Se caracteriza por tener una cola de gas y polvo, que es la parte más sobresaliente.

Asteroide: cuerpo pequeño y rocoso que gira alrededor del Sol. Puede medir desde pocos metros hasta 1000 km de diámetro. Su color es gris porque están formados de carbono12. Los planetas internos se separan de los externos por una gran cantidad de rocas llamada cinturón de asteroides.

Ejercicio 9 Escribe el nombre del cuerpo celeste correspondiente a la ilustración:

carbono: elemento químico de número atómico seis (cantidad de protones). Su símbolo es C.

Primer grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

Construyamos un telescopio casero utilizando materiales sencillos

Introducción Existen diferentes tipos de telescopios: desde los más simples, hasta los más complejos que se utilizan en grandes observatorios del mundo. En este experimento realizaremos un telescopio sencillo, pero suficientemente potente para permitirte apreciar una noche de luna o ver el cielo en una noche estrellada y buscar constelaciones. ¿Qué materiales necesitas? • Tubo de cartón • Botella de plástico limpia • Lupa grande • Lupa pequeña (de relojero) • Cuchilla • Goma • Regla o metro • Cinta adhesiva (masking tape)

Procedimiento: 1. Corta la botella por la mitad. 2. A la parte de la boquilla de la botella pégale la lupa de relojero. 3. Marca y corta el tubo de cartón por la mitad con la ayuda de la cuchilla. 4. A un extremo del tubo introdúcele la botella y asegúrala. 5. Corta a lo largo el segundo tubo de cartón y coloca la lupa grande en su extremo. 6. Introduce el primer tubo en el segundo y asegura la lupa grande con cinta adhesiva. 7. Ahora que el telescopio está completo, ¡ve a probarlo! 8. Observa el cielo de noche y dibuja todo lo que hayas visto con tu telescopio en el cuadrado derecho de la primera página de esta unidad. Compara tus observaciones con las que hiciste sin usar telescopio. Responde: ¿Cuántos detalles puedes percibir gracias al telescopio? Anota tus observaciones en tu cuaderno. Unidad 4 – Ciencias Naturales

Construye tu propio modelo de Sistema Solar

Introducción Usando como referencia la información proporcionada sobre cada planeta y el Sol, haz tu propio modelo del Sistema Solar. ¿Qué necesitas? Materiales reciclados o reutilizados que tengas a tu disposición.

¿Qué debes hacer? 1.

Con la ayuda de materiales reciclados o reutilizados, y utilizando tu creatividad, construye un modelo de Sistema Solar.

Elabora cada elemento de un tamaño proporcional, según la siguiente información: Nombre Sol

Radio13 (km)

Distancia del Sol (km)

695 800

Mercurio

2440

57 910 000

Venus

6052

108 200 000

Tierra

6371

149 600 000

Marte

3390

227 900 000

Júpiter

69 911

778 500 000

Saturno

58 232

1 433 000 000

Urano

25 362

2 877 000 000

Neptuno

24 622

4 503 000 000

Puedes agregar satélites, meteoroides, cometas o asteroides, que son de menor tamaño que los planetas.

Señala el nombre de cada elemento del sistema.

Lleva tu modelo a clase, donde tu profesor montará una exposición.

Puedes tomarle una fotografía y compartirla con tus compañeros por correo electrónico, WhatsApp, Facebook u otro medio electrónico.

Haz un dibujo de tu modelo o pega una fotografía del mismo en tu cuaderno.

radio: distancia del centro de un círculo hacia su borde.

Primer grado – ciclo básico

Resumen El Universo agrupa todo lo que hay en el espacio, toda la materia y la energía, incluyendo galaxias, estrellas, planetas, polvo estelar, etc. Los científicos calculan que tiene aproximadamente 14 000 millones de años de existencia. Se cree que el Universo se formó por medio de una gran explosión (teoría del big bang). La ciencia que estudia el Universo se denomina astronomía, que puede dividirse en antigua y moderna.

Astronomía antigua: Entre las civilizaciones antiguas que más aportaron para el estudio del Universo están los babilonios, los egipcios, los chinos y los mayas. Los principales aportes de los mayas fueron: el registro de la duración de los ciclos de planetas, la descripción de los eclipses, el estudio de las constelaciones y la creación de un calendario de 365 días que abarcaba el ciclo solar.

Astronomía moderna: El descubrimiento del telescopio fue el punto de entrada para la astronomía moderna. Algunos descubrimientos y aportes de este periodo son: Nicolas Copérnico: el Sol es el centro del Sistema Solar y a su alrededor se mueven los planetas. Astronomía

Johannes Kepler: los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas, no circulares. Formuló las leyes del movimiento planetario. Galileo Galilei: fue el primero en utilizar telescopios para estudiar el Universo. Isaac Newton: explicó la gravedad, acortó el telescopio y le agregó espejos para que fuera más eficiente. Edmund Halley: los cometas se mueven en órbitas. Descubrió el cometa Halley. Edwin Hubble: el Universo se expande constantemente. En 1969 el ser humano llegó a la Luna. En la actualidad se han descubierto numerosos sistemas planetarios y galaxias.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

El Universo está formado por:

Conglomerados de galaxias

Las galaxias son agrupaciones de estrellas, nebulosas, planetas, gas y polvo estelar que se mantienen unidos por la fueza de gravedad. La galaxia donde habitamos se llama Vía Láctea.

Una estrella es una gran esfera de gas que crea y emite su propia radiación. Se clasifica según su temperatura, masa, tamaño, color y brillo. Las diferentes etapas de la vida de una estrella son: 1. Protoestrella

2. Secuencia principal

3. Gigante y súper gigante

4. Enana blanca

Las constelaciones son grupos de estrellas, a los que el ser humano ha dado una forma imaginaria y les ha dado un nombre. El Sistema Solar está formado por un conjunto de astros o cuerpos celestes que giran alrededor del Sol. • Planetas son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol y tienen forma esférica. Tienen dos tipos de movimiento: rotación (giro completo sobre su eje) y traslación o revolución (vuelta alrededor del Sol). Rocosos o internos: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Planetas Gaseosos o externos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Otros cuerpos celestes del Sistema Solar: • Satélite: cuerpo natural o artificial que gira alrededor de cuerpos más grandes, como los planetas. • Cometa: cuerpo pequeño formado de hielo, rocas y polvo cósmico unidos en forma compacta. Se caracteriza por tener una cola de gas y polvo que es la parte más sobresaliente. • Asteroide: cuerpo pequeño y rocoso que gira alrededor del Sol. Puede medir desde pocos metros hasta 1000 km de diámetro. • Meteoroide: cuerpo rocoso pequeño que viaja en el espacio. Un meteoro se produce cuando un meteoroide se quema al entrar en la atmósfera terrestre, dejando un rayo de luz.

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Subraya la respuesta correcta. 1 El logro más importante que marcó el inicio de la astronomía moderna fue: a. El descubrimiento de la gravedad b. El descubrimiento del telescopio c. El descubrimiento del método científico 2. Civilización que fue reconocida por tener grandes astrónomos y se le atribuye la creación del calendario de 365 días del ciclo solar. a. Incas b. Chinos c. Mayas 3. Por ser una ciencia, la astronomía basa sus descubrimientos en el método científico. a. Nunca b. Siempre c. A veces 4. La teoría más aceptada para explicar la formación del Universo se llama: a. Big bang o gran explosión b. Gran reducción c. Teoría de la Vía Láctea 5. Su aporte consiste en afirmar que los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol: a. Claudio Ptolomeo b. Nicolás Copérnico c. Johannes Kepler

Unidad 4 – Ciencias Naturales

B. Escribe el nombre de todos los planetas que conforman el Sistema Solar, en orden del más cercano al más lejano del Sol: 1.

C. Completa el siguiente crucigrama: 1. Grupo de estrellas, al que el ser humano ha dado una forma imaginaria y un nombre, que generalmente surgió de la mitología. 2. Es una gran esfera de gas que crea y emite su propia radiación. 3. Es un cuerpo rocoso pequeño que viaja en el espacio. 4. Es un cuerpo pequeño formado de hielo, rocas y polvo cósmico unidos en forma compacta. Se caracteriza por tener una cola de gas y polvo. 5. Agrupación de estrellas, nebulosas, planetas, gas y polvo estelar que se mantiene unida por la fueza de gravedad. 6. Cuerpo natural o artificial que gira alrededor de cuerpos más grandes, como los planetas. 7. Se produce cuando un meteoroide se quema al entrar en la atmósfera de la Tierra, dejando un rayo de luz. 8. Planeta interno o rocoso, tercero en orden respecto a su cercanía con el Sol. Es el único donde hay vida. 3.

5. 4. 7. 6.

Primer grado – ciclo básico

Actividad 2. Aplica lo aprendido Responde lo siguiente: 1. ¿Cuáles crees que son las ventajas y desventajas de que la astronomía se base en el método científico? 2. Explica con tus palabras qué es el Universo: 3. Escribe con tus palabras qué es la astronomía: 4. ¿Cuál es la diferencia entre el movimiento de rotación y traslación de los planetas? 5. ¿En base a qué criterio se clasifican los planetas del Sistema Solar? 6. ¿Por qué Plutón ya no se clasifica como planeta del Sistema Solar?

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Investiga En Guatemala existen diversas organizaciones o entidades que realizan estudios astronómicos. A continuación, se presentan algunas de ellas. Escoge una y contáctala vía telefónica, por correo electrónico o visita su sitio web. También puedes entrevistar a alguna persona que trabaje allí. Luego, haz un resumen sobre las actividades que allí realizan. 1. Asociación Guatemalteca de Astronomía (AGA) Correo electrónico: cyberastronomo@yahoo.com Sitio web: http://www.cyberastronomo.org Facebook: https://es-la.facebook.com/AGA.GUATE/posts/157963294229382 2. Observatorio astronómico de la Universidad Rafael Landívar Sitio web: http://www.url.edu.gt/PortalURL/Contenido.aspx?o=1140&s=45 Teléfono: 2426-2626 3. Instituto de Investigación de Ciencias de la Tierra y Astronomía de la Universidad Galileo Diplomado en astronomía y astrofísica básica Sitio web: http://www.galileo.edu/iicta/carrera/daab/ Teléfonos: 2423-8000 ext. 4401

2362-2728

Correo electrónico: institutodeastronomia@galileo.edu Resumen sobre las principales actividades que realiza la organización o entidad que escogiste. Utiliza una o más palabras que hayas aprendido durante esta unidad. Subráyalas en el texto para distinguirlas.

100

Primer grado – ciclo básico

B. Lee el fragmento del artículo y luego responde las preguntas: Habilidades: compresión lectora.

Ética ante los riesgos que corre un astronauta Ser astronauta es una profesión de alto riesgo. Los viajes espaciales largos y los de exploración (a un asteroide, satélite o a otros planetas, por ejemplo) pueden exponer a las tripulaciones14 a niveles de riesgo muy altos de padecer problemas de salud conocidos y otros inciertos, como náuseas, fatiga, visión nublada, pérdida de masa muscular, osteoporosis15 o mayor riesgo de padecer cáncer. Los riesgos se corren desde el entrenamiento y los ensayos, hasta el lanzamiento, el desarrollo de la misión y el regreso a la Tierra. Por ello, “se debe buscar un equilibrio entre el riesgo para la salud de los astronautas y los potenciales beneficios sociales de su trabajo”. Ejercer esta profesión es una decisión voluntaria y propia. Durante su trabajo, los astronautas deben estar protegidos antes, durante y después de cumplir con una misión espacial para evitar daños en su salud. Tomado de: http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/04/07/actualidad/1396897124_486543.html

1. ¿Por qué una persona que se dedica a la astronomía debe dar su consentimiento si tiene que hacer una misión prolongada al espacio? 2. ¿Por qué es importante que los astronautas tengan asistencia de salud antes, durante y después de su misión en el espacio? 3. Tomando en cuenta la importancia del estudio del Universo y los riesgos que los humanos corremos al estudiarlo, escribe una conclusión sobre este artículo:

14 15

tripulación: personas encargadas y responsables de un viaje, en este caso al espacio. osteoporosis: enfermedad que disminuye la densidad de los huesos, haciéndolos más frágiles.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

101

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Explico con mis palabras qué es el Universo, cómo está estructurado, cómo se estudia y la teoría de su formación.

Después de estudiar...

Defino con mis palabras el objeto de estudio de la astronomía y cómo esta ciencia ha evolucionado a lo largo del tiempo, destacando el aporte de los mayas. Enumero algunos de los descubrimientos más recientes de la astronomía. Explico qué son las estrellas y cómo se forman las constelaciones y las galaxias. Identifico elementos del Universo a través de la observación directa de la naturaleza. Describo la estructura del Sistema Solar, y cómo las características del planeta Tierra han permitido el surgimiento de la vida. Aplico lo aprendido a través de la elaboración de un telescopio casero y un modelo del Sistema Solar utilizando materiales reciclados o reutilizados.

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Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

La Tierra: nuestro hogar

unidad

¿Qué sabes del tema? Responde: ¿Sabes qué hay debajo del suelo donde estás de pie? ¿Cómo imaginas que es el centro del planeta Tierra?

¿Alguna vez has experimentado un temblor? Narra tu experiencia.

Ahora explica: ¿Qué crees que causa los temblores y los terremotos?

Encontrarás mucha información para responder estas preguntas después de estudiar el contenido de esta unidad.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de nuestro planeta Tierra • Historia de la Tierra • Estructura de la Tierra • Placas tectónicas • Sismos • Volcanes A la ciencia por la experiencia • ¿Cuál es la forma de la Tierra? • Simulacro de terremoto Verifica tu aprendizaje

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 6. Describe los principales fenómenos geológicos y atmosféricos relacionados con la estructura de la Tierra, así como su incidencia en la actividad humana.

Indicador de logro

Actividades

6.1 Describe las principales características físicas de la Tierra.

6.2 Relaciona el deslizamiento de placas con el origen de las montañas, volcanes y los movimientos sísmicos.

6.3 Describe las características y cambios de los elementos constituyentes de la superficie terrestre y las especies que lo habitan. 6.4 Identifica fenómenos naturales que son amenazas potenciales.

Ejes transversales • Desarrollo sostenible • Desarrollo tecnológico • Seguridad social y ambiental

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Primer grado – ciclo básico

Define la geología. Identifica la era geológica en la cual apareció el continente americano. Investiga las características de los elementos químicos que se encuentran en la corteza terrestre. Reflexiona sobre las características específicas de la capa de la geósfera que permite el desarrollo de la vida en el planeta. Reflexiona sobre las consecuencias del derretimiento de los polos en las poblaciones humanas y en la vida silvestre. Indica cuáles son los cambios de estado que ocurren durante el ciclo del agua. Identifica la utilidad de la estratósfera y la tropósfera para los seres vivos. Localiza en un mapa algunos accidentes geográficos y fallas formadas a partir del movimiento de las placas tectónicas. Identifica las fallas geológicas que atraviesan Guatemala en un mapa. Investiga sobre el terremoto de 1976 ocurrido en el país. Identifica las partes de un volcán. Investiga cuántos volcanes existen en el país. Comparte sus experiencias personales relacionadas con volcanes, con sus compañeros de clase. Identifica el tipo de volcán de un ejemplo, así como las características de una erupción. Investiga sobre el quehacer del Instituto de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH).

Componentes: • Manejo de información Relación ser humano-naturaleza Riesgos naturales Prevención de desastres

El mundo de nuestro planeta Tierra La Tierra: el planeta en el cual vivimos La Tierra, como estudiamos en la unidad 4, es el tercer planeta del Sistema Solar. Tiene forma geoide1 y está formada por varias capas internas y externas: la geósfera, la hidrósfera, la atmósfera y la biósfera (que veremos en la unidad 6). Cada una de estas capas se divide en otras más delgadas. Pero antes de conocer su estructura, conozcamos cómo se formó el planeta.

1. Historia de la Tierra La historia de la Tierra empezó hace unos 4600 millones de años, y la vida surgió aproximadamente hace unos 3500 millones de años. La historia de la Tierra se divide en eras y periodos. Al inicio, toda la porción terrestre del planeta estaba unida en un súper continente llamado Pangea que, con el tiempo se separó hasta formar los actuales continentes. A este proceso se le llama deriva continental.

Pangea, el supercontinente.

geoide: forma casi esférica de la Tierra, achatada en los polos y más ancha en el ecuador.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Era

Algunos acontecimientos importantes

Arcaica

Se formó la corteza del planeta Tierra.

Paleozoica

A finales del Paleozoico toda la Tierra estaba unida en un solo continente, llamado Pangea. A mediados de la era Mesozoica, Pangea se dividió en dos grandes masas de tierra: Laurasia (al norte) y Gondwana (al sur).

Mesozoica

Cenozoica

A finales de la era Mesozoica, Laurasia y Gondwana se dividieron hasta formar los actuales continentes: Asia, Europa, América, África y Oceanía. Surgieron las montañas más recientes, se formó el Himalaya cuando la India colisionó con Eurasia.

Navega en la red 1. Para saber más sobre la historia geológica del planeta Tierra, visita el siguiente enlace:

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_torre_del_aguila/DINO/eras%20geologicas.htm

2. Para saber más sobre el origen del planeta Tierra, visita el siguiente enlace:

https://www.youtube.com/watch?v=FgdBE127FCQ

Ejercicio 1 En la unidad 1 vimos cuál es la ciencia que estudia la Tierra. Escribe acá su nombre:

Ejercicio 2 ¿En qué era geológica aparece nuestro continente, América?

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Primer grado – ciclo básico

Estructura de la Tierra

2.1 La geósfera: el suelo La geósfera es la parte de la Tierra que no incluye a la atmósfera ni a la hidrósfera. Está compuesta por rocas y minerales, ordenados de la forma siguiente. A. Según su composición química (modelo estático o geoquímico), se divide en las siguientes capas: Corteza: • Corteza continental: es la región donde se forman las llanuras, montañas, volcanes, barrancos, etc. Tiene una región superior que llamamos suelo, sobre el cual crecen las plantas y vivimos nosotros. Representa el 1 % del volumen de la Tierra. Por debajo de los continentes puede llegar a medir hasta 35 km de espesor; sin embargo, debajo de los océanos solo mide 10 km. Está formada por rocas, cuya temperatura aumenta con la profundidad. En la corteza predominan los elementos químicos: silicio (Si), oxígeno (O), aluminio (Al) y magnesio (Mg). • Corteza oceánica: es el fondo o suelo del mar, sobre ella se acumulan los océanos. Es mucho más delgada que la corteza continental. Manto: forma el 80 % del volumen de la Tierra. Está dividida en dos subzonas: • Manto superior: es la parte más externa, de consistencia rígida. En él se ubican los focos de los terremotos. • Manto inferior: es la porción más profunda del manto y se caracteriza por su rigidez. Núcleo: es el centro de la Tierra. Se calcula que su temperatura puede alcanzar 6000 ºC. Se divide en: • Núcleo externo, que es líquido. Está formado casi totalmente por los elementos químicos hierro (Fe), níquel (Ni) y oxígeno (O). • Núcleo interno, que es sólido. Constituye el centro de nuestro planeta. Se supone que está compuesto por los elementos químicos hierro (Fe) y níquel (Ni). Se le calcula una elevada presión en el centro, capaz de mantener sólidos a los metales.

Ejercicio 3 Investiga las características de los siguientes elementos químicos que se encuentran en la corteza terrestre: Silicio (Si) Oxígeno (O) Aluminio (Al) Magnesio (Mg) Unidad 5 – Ciencias Naturales

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B. Según el comportamiento mecánico de sus capas (modelo geodinámico): Litósfera: es una capa discontinua, delgada y sólida compuesta de una gran variedad de rocas y minerales. Separa el interior del exterior de la Tierra. Está formada por la corteza y por la zona más externa del manto y “flota” sobre la astenósfera. Puede tener un espesor de 50 a 300 km. En ella se encuentran las placas tectónicas que estudiaremos más adelante. Astenósfera: es la parte media del manto, con temperaturas y presiones muy elevadas. Sus materiales están, en gran parte, fundidos. Mesósfera: que equivale al manto. Núcleo

6378 km

Ejercicio 4 El estado de las capas internas de la Tierra afecta a los seres que vivimos en este planeta. Reflexiona: a. ¿En qué capa crees que se da la vida? Explica tu respuesta. b. ¿Por qué sería imposible vivir en el núcleo?

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Primer grado – ciclo básico

2.2. La hidrósfera: el agua La hidrósfera es la capa de agua que está sobre algunas partes de la litósfera. Según la zona de la litósfera donde se acumula el agua, la hidrósfera se divide en: Glaciares: son grandes bloques de hielo que están en las montañas.

Lagos: son depósitos permanentes de agua dulce sobre la corteza continental.

Ríos: son corrientes continuas de agua que desembocan en otro río, en un lago o en el océano.

Mantos freáticos: son depósitos subterráneos de agua, contenidos entre rocas porosas.

Océanos: son los depósitos más grandes de agua de la Tierra. Contienen toda el agua salada del planeta.

Sabías que... Alrededor del 70 % de la superficie de la Tierra está cubierta por agua.

Lago de Atitlán, Guatemala. Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Ejercicio 5 Lee el texto y responde a la pregunta. Los polos se derriten Desde 1850, los glaciares del mundo han visto decrecer su masa y su superficie. A partir de 1980, la temperatura del planeta ha ido en aumento hasta nuestros días. Varios glaciares se han derretido y otros muchos están amenazados. En la actualidad se ha detectado un aumento de entre 10 y 25 centímetros de agua en los océanos, producto del descongelamiento de los glaciares. Adaptado de: www.artigoo.com

Según el concepto de glaciar y la noticia anterior, indica al menos dos consecuencias del descongelamiento de los polos. ¿Cómo puede afectar este fenómeno a la población o a la vida silvestre que allí habita?

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Primer grado – ciclo básico

Ciclo del agua El agua puede cambiar fácilmente de un estado a otro. Gracias a ello, es posible la vida sobre el planeta. La naturaleza tiene un ciclo, para que el agua se pueda conservar y utilizar. 1. El agua de la superficie del mar, de lagos, ríos y lagunas se evapora constantemente, por efecto del calor del Sol. 2. El vapor de agua es invisible y, al elevarse en el aire, se enfría, formando gotitas que sí son visibles (condensación). Cuando se reúnen suficientes gotitas, se forman las nubes y la niebla. 3. Estas diminutas gotas de agua se unen a otras, haciéndose cada vez más grandes y más pesadas. Cuando las nubes pesan mucho, vencen la resistencia del aire, y se precipitan2 a la Tierra en forma de lluvia. 4. El agua de lluvia puede ser aprovechada por plantas y animales, ser absorbida por el suelo (filtración) o enriquecer los ríos, lagos y océanos. El agua vuelve a evaporarse y comienza el ciclo nuevamente. El ciclo del agua

Ejercicio 6 De acuerdo con los conceptos que estudiaste en la unidad 2 sobre los cambios de estado de la materia, indica cuáles son los cambios de estado que ocurren durante el ciclo del agua.

precipitación: que cae desde arriba.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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2.3 La atmósfera: el aire La atmósfera es la capa de aire que envuelve la Tierra y mantiene nuestro planeta a una temperatura deseable. Está formada por varias capas de gases, las estudiaremos de la más alejada a la más cercana.

Exósfera: es la capa externa que limita con el espacio, en ella se encuentran muchos de los satélites artificiales. Se extiende a partir de los 500 kilómetros. Se caracteriza porque el aire es muy ligero y las temperaturas son muy altas.

Termósfera: en esta región aumenta la temperatura, que puede alcanzar valores de 1000 °C. Se encuentra entre los 80 y los 500 kilómetros. Aquí se forman las auroras polares3 y se encuentran las naves en órbita terrestre. También se llama ionósfera, pues en esta región los gases se encuentran en forma de iones, que son partículas cargadas de electricidad.

Mesósfera: se encuentra entre los 50 y los 80 kilómetros de altitud. La temperatura disminuye con la altura (hasta –90 °C). Es la región donde se transmiten las ondas de radio.

Estratósfera: se llama así porque los gases que la componen se encuentran en capas o estratos. Se sitúa desde los 10 a los 50 kilómetros de altitud. En ella se ubica la capa de ozono4, que detiene los rayos ultravioleta del Sol.

Tropósfera: es la región más baja de la atmósfera de la que tomamos el aire para respirar. Abarca los primeros 10 kilómetros de altitud a partir de nuestro suelo. En ella se forman las nubes y los fenómenos climáticos, también acumula los contaminantes.

3 4

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aurora polar: fenómeno en forma de luz brillante que aparece en el cielo durante la noche. ozono: molécula formada por tres átomos de oxígeno, de fórmula química O3.

Primer grado – ciclo básico

Ejercicio 7 Responde a cada pregunta: 1. ¿Qué capa de la estratósfera nos protege de los rayos ultravioleta del Sol? 2. ¿Cuál es la utilidad de la tropósfera para los seres vivos?

Navega en la red Amplía tus conocimientos sobre la capa de ozono ingresando al siguiente sitio: http://www.edunet.ch/activite/wall/encyclopedie/pagozono/salud.htm

Placas tectónicas: como un rompecabezas

¿Alguna vez te has preguntado por qué ocurren los terremotos o cómo se formaron los volcanes? Estos fenómenos que se producen en la litósfera son originados por movimientos en el interior de la Tierra. Recordemos que la litósfera es la capa sólida de la superficie de la Tierra, pero esta no es una cubierta uniforme, sino que está fragmentada en varias placas. Las placas tectónicas son fragmentos que componen la litósfera, flotan sobre la astenósfera y encajan entre sí, como un rompecabezas. Se desplazan entre 2 y 10 cm por año. Lo hacen lentamente, sin que nos demos cuenta.

Sabías que... Tectónica es la ciencia auxiliar de la geología que estudia los accidentes geográficos que se producen en la litósfera.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Observa el mapa. Las placas tectónicas están representadas con líneas verdes. Hemos resaltado las tres sobre las que se asienta Guatemala: • La placa de Norteamérica. • La placa del Caribe. • La placa de Cocos.

placa de Norteamércia

placa de Cocos

placa del Caribe

El movimiento de las placas tectónicas causa deformaciones y roces entre ellas que liberan energía, todo esto provoca la actividad sísmica y volcánica o la formación de montañas, por ejemplo.

Navega en la red ¿Quieres saber más sobre las placas tectónicas? Ingresa a este sitio: http://www.librosvivos.net/smtc/hometc.asp?temaclave=1190

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Primer grado – ciclo básico

3.1 El movimiento de las placas tectónicas Decíamos en el apartado anterior que las placas tectónicas se mueven. Debido a estos movimientos, las placas se pueden separar, colisionar entre ellas o desplazar rozándose entre sí. A continuación estudiaremos dos de estos fenómenos: • El proceso conocido como subducción ocurre cuando una placa se desliza debajo de otra. La placa que se hunde se funde en el interior de la Tierra. Estas son zonas de gran actividad volcánica y se concentran en las costas del océano Pacífico. La subducción de la placa de Cocos con la placa del Caribe formó la sierra Madre y dio origen a todos los volcanes de Guatemala. placa de Norteamérica

En nuestra región, este fenómeno se produce al deslizarse la placa de Cocos debajo de las placas de Norteamérica y del Caribe.

placa de Cocos

placa del Caribe

zona de subducción

• Durante el movimiento de fricción, dos placas se deslizan una con respecto de la otra. Crean una fuerza de fricción horizontal y opuesta. Resultado del roce de placas se producen los sismos. La fuerza de fricción de las placas de Norteamérica y del Caribe formó la sierra de los Cuchumatanes y la sierra de las Minas.

Un ejemplo de este movimiento de fricción es el que ocurre entre la placa del Caribe y la de Norteamérica.

placa de Norteamérica

fricción

placa del Caribe

Navega en la red Experimenta con un simulador de placas tectónicas en: http://odas.educarchile.cl/objetos_digitales/odas_sociedad/ODA18_teoria_placas/ODA7_18_03.swf

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Ejercicio 8 Investiga dónde se encuentran los siguientes accidentes geográficos, y señálalos en el mapa indicando a través de qué fenómeno se formaron: acercamiento (subducción) o fricción. a. Sierra Madre b. Sierra de los Cuchumatanes c. Sierra de las Minas

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Primer grado – ciclo básico

3.2 Fallas geológicas: fracturas en la Tierra Cuando hablamos de falla en geología nos referimos a los quiebres en la corteza terrestre, producidos por la fricción de las placas. Las fallas geológicas son fracturas hechas en la corteza por la fuerza con que las placas se rozan entre sí. Presentan gran actividad sísmica. Guatemala tiene dos fallas geológicas importantes. En la sierra de las Minas está la falla del Motagua, casi paralela al río del mismo nombre. En la sierra de los Cuchumatanes está la falla Chixoy – Polochic que pasa por el nacimiento de los ríos que llevan su nombre. La falla del Motagua provocó el terremoto del 4 de febrero de 1976. Hasta ahora es la falla más activa del país. Las fallas geológicas de Guatemala están dibujadas de color verde en el mapa siguiente.

placa de Norteamérica

falla Chixoy – Polochic

falla del Motagua

placa del Caribe

Ejercicio 9 Observa el mapa y responde a cada pregunta: 1. ¿Qué departamentos atraviesa la falla del Motagua? 2. ¿Qué departamentos atraviesa la falla Chixoy – Polochic? Unidad 5 – Ciencias Naturales

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4. Sismos: cuando la Tierra se sacude Un sismo es la sacudida o movimiento vibratorio en el interior de la Tierra producido por el choque de las placas tectónicas. El movimiento sísmico se propaga desde el hipocentro (varios kilómetros debajo de la tierra) por medio de ondas similares a las del sonido. En un sismo se distinguen dos zonas:

Epicentro es el área de la superficie terrestre sobre el hipocentro, donde se sienten las ondas sísmicas con mayor intensidad.

Hipocentro o foco es la zona interna donde se produce el terremoto.

La mayoría de los sismos duran solo unos segundos. Sin embargo, sus vibraciones atraviesan las rocas. Estas ondas sísmicas cruzan la Tierra y llegan al otro extremo en 20 minutos. Los sismos pueden ser temblores o terremotos, dependiendo de la intensidad. Hay una escala que mide un sismo en grados y determina los efectos que podría causar. Se llama escala de Richter. Charles F. Richter (1900 – 1985) Estudió y registró los movimientos sísmicos. Estableció una escala de 1 a 10 para medir la fuerza de las vibraciones de un sismo.

Magnitud en escala de Richter

Efectos del sismo

Menos de 3.5 grados

Generalmente no se siente, pero queda registrado.

3.5 – 5.4 grados

A menudo se siente, pero solo causa daños menores.

5.5 – 6.0 grados

Ocasiona daños ligeros en edificios.

6.1 – 6.9 grados

Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.

7.0 – 7.9 grados

Terremoto mayor. Causa graves daños.

8 grados o mayor

Gran terremoto. Destrucción total.

Ejercicio 10 Investiga. ¿De cuánto fue la magnitud en escala de Richter del terremoto que ocurrió en nuestro país en 1976?

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Primer grado – ciclo básico

4.1 ¿Qué hacer en caso de un terremoto? Es muy difícil saber cuándo y dónde ocurrirá un terremoto, pero organizarse y contar con un plan de emergencia en la familia, el trabajo, el centro de estudio y en la comunidad o ciudad puede reducir los daños que produce. Sigue estas recomendaciones.

Antes: organización y prevención • Organiza un plan para saber qué hacer durante y después de un terremoto. • Identifica áreas u objetos vulnerables. Asegura muebles y objetos pesados. • Siempre mantén libres las salidas. • Determina cuáles son los lugares seguros, por ejemplo, debajo de mesas sólidas o los marcos de las puertas. • Prepara una mochila con un botiquín de primeros auxilios, linterna, radio, batería, agua y alimentos no perecederos.

Durante: mantener la calma • Mantén la calma. • No corras. • Aléjate de las áreas vulnerables, como ventanas de vidrio, muebles que puedan caer o lugares donde pueden haber deslizamientos. • Agáchate, cúbrete la cabeza y agárrate de una estructura fuerte como una columna, debajo de una mesa o un marco de puerta. • Si estás en la calle, aléjate de los cables de la luz, de edificaciones y árboles.

Después: apoyar a tu comunidad o ciudad • Verifica cómo están las personas cercanas a ti. • Si puedes, desconecta el suministro de gas, electricidad y agua. • Trata de no remover escombros porque pueden provocar otros daños. • Sigue la ruta de evacuación y ve a un lugar seguro. • Aléjate de postes, cables o árboles. • Atiende las recomendaciones de las autoridades. • Colabora con los cuerpos de socorro en la atención a los damnificados. • Mantente preparado por si hay réplicas. • Si estás cerca del mar, permanece alerta contra marejadas, deslizamientos, falla de represa o tsunamis.

Mantén contacto con la Coordinadora Local para la Reducción de Desastres (Colred) o llama al 1566 para reportar emergencias o solicitar apoyo.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Navega en la red Lee las recomendaciones de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (Conred) en: http://conred.gob.gt/index.php?option=com_content&view=category&id=14&ltemid=27

5. Volcanes Un volcán es una elevación de tierra en forma de cono que expulsa ceniza, rocas, gases y magma. El choque de dos placas tectónicas y la fuerza con que el magma5 es expulsado desde el interior de la Tierra dan origen a un volcán. Veamos las partes que lo conforman:

Cráter: es la parte superior del volcán, por ahí se expulsa humo, ceniza y lava o magma; es el final de la chimenea.

Chimenea: es el conducto por donde suben los gases y la lava desde el interior del volcán.

Cono volcánico: es la parte que le da forma al volcán. Está formado por los materiales que son expulsados y se acumulan en la punta superior. Su forma y tamaño varían según las características del magma.

Cámara magmática: es la parte interna del volcán, donde se encuentra el material incandescente que expulsa. Está bajo tierra, en la astenósfera, y se comunica con la superficie a través de la chimenea.

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magma: es una mezcla compuesta de roca fundida y gases.

Primer grado – ciclo básico

5.1 Erupción volcánica: cuando el volcán ruge Una erupción volcánica es la explosión y la liberación de ceniza, rocas, gases y magma desde el interior de la tierra por medio de un volcán. Puede producir daños ambientales y económicos, dependiendo de la fuerza con la que ocurra y de las precauciones que se tomen. No todos los volcanes hacen erupción. Según su actividad, se pueden clasificar en tres tipos. • Volcanes activos: son los que mantienen actividad y hacen erupciones constantemente. En Guatemala hay tres volcanes activos: el de Pacaya, el Santiaguito y el de Fuego. • Volcanes dormidos: son volcanes activos que no han hecho erupción en mucho tiempo, como los volcanes Acatenango, Tacaná, Santa María, Atitlán y Cerro Quemado. • Volcanes inactivos: son los volcanes que no tienen ningún tipo de actividad y no se sabe si volverán a hacer erupción. Algunos de ellos son los volcanes Tajumulco, Siete Orejas, de Agua y Tolimán.

Volcán de Fuego, Guatemala, en erupción.

Ejercicio 11 Repasa las partes de un volcán. Completa el esquema con las palabras adecuadas. Tienes un ejemplo. Partes del volcán

Cráter

Ejercicio 12 Ingresa al sitio web: http://www.insivumeh.gob.gt/, entra a la pestaña de “vulcanología” y lee la información que allí se presenta. Luego responde: ¿Cuántos volcanes existen en el territorio guatemalteco?

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Ejercicio 13 Comparte tus experiencias. ¿Has subido alguna vez a un volcán? Comparte tu experiencia con tus compañeros y escribe aquí qué volcán o qué volcanes conoces:

Ejercicio 14 Lee el texto y responde a cada pregunta. La erupción más potente en los últimos 500 años El volcán Santa María es un gran volcán dormido en la zona montañosa de la Sierra Madre, al oeste de Guatemala, cerca de la ciudad de Quetzaltenango. Su erupción, en 1902, fue una de las tres más grandes erupciones del siglo XX, la más grande en Guatemala en los últimos 500 años. La erupción de 1902 destruyó la mayor parte de la ladera de una montaña de 3772 m de altitud. Se expulsaron unos 5.5 km cúbicos de material volcánico durante la erupción que duró 19 días. La columna de ceniza alcanzó una altura de hasta 28 km. Adaptado de: http://es.wikipedia.org

1. ¿Qué clase de volcán es el Santa María? 2. ¿Qué características de una erupción volcánica presentó el volcán Santa María en 1902? 3. ¿Cómo puede afectar este fenómeno a la población o a la vida silvestre que allí habita?

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Primer grado – ciclo básico

5.2 ¿Qué hacer ante una erupción volcánica? Al igual que los sismos, las erupciones volcánicas son fenómenos naturales que no se pueden predecir. Es necesario estar organizados para evitar daños mayores. Sigue estas recomendaciones.

Antes: alerta y organizado • Reporta a las autoridades cualquier cambio en el volcán como humo, temblores, lava o expulsión de ceniza. • Atiende los reportes oficiales, no te dejes llevar por rumores. • Determina un lugar seguro o un refugio en tu comunidad o ciudad. • Organiza con tu familia y vecinos un sistema de alarma temprana como campanas, timbres o sirenas, que les informen rápidamente sobre el peligro. • Prepara una mochila con un botiquín de primeros auxilios, linterna, radio, batería, agua y alimentos no perecederos.

Durante: mantener la calma y evacuar • Mantén la calma, reúnete con tu familia y atiende las instrucciones de las autoridades. • Si puedes, viste pantalón, camisa o blusa de manga larga para evitar irritación de la piel o quemaduras. • Utiliza mascarilla o un pañuelo húmedo sobre la cara. • Asegura tu casa: desconecta el suministro de gas y de electricidad; cierra todas las puertas y ventanas. • Evacúa. Dirígete al refugio y lleva la mochila de emergencia. • Camina por zonas seguras, lejos de donde pueda pasar la correntada.

Después: apoyar a tu comunidad o ciudad • Permanece en el refugio hasta que las autoridades lo indiquen. • Puede haber temblores, así que mantén la calma. • Aléjate de la zona del desastre. Puede haber gases tóxicos que provocan quemaduras, irritan los ojos y afectan la respiración. • La acumulación de material volcánico en techos de casas cercanas a la erupción puede causar su caída. Mantente alejado de los techos riesgosos. • Colabora con los cuerpos de socorro. • Atiende las recomendaciones de las autoridades.

Mantén contacto con la Coordinadora Local para la Reducción de Desastres (Colred) o llama al 1566 para reportar emergencias o solicitar apoyo.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Ejercicio 15 Investiga en Internet y escribe un resumen sobre el quehacer del Instituto de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH):

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Primer grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia 1.

¿Cuál es la forma de la Tierra?

Introducción Durante esta unidad hemos visto la estructura de la Tierra, tanto por fuera, como por dentro. Te invitamos a que realices un pequeño experimento en el que podrás ver qué forma tiene la Tierra, vista desde el espacio. ¿Qué materiales necesitas? • Una tapadera de botella plástica reutilizada • Una piedra pesada que quepa dentro de la tapadera • Un vaso transparente y alto • Un palillo de madera largo • 1/2 vaso de agua • 1/2 vaso de alcohol • 5 cucharadas de aceite de cocina • Cuaderno y lápiz Procedimiento 1. Coloca la piedra dentro de la tapadera. 2. Llena con aceite la tapadera y colócala con cuidado en el fondo del vaso. 3. Vierte despacio el alcohol por la pared del vaso, hasta que esté 1 cm arriba de la tapadera. 4. Agrega lentamente el agua, de la misma forma que el alcohol, hasta que el aceite de la tapadera salga flotando como una burbuja. 5. Si la mezcla de agua y alcohol se pone blancuzca, espera unos minutos a que el líquido esté transparente para continuar el experimento. 6. Cuando la burbuja de aceite flote en el centro del vaso, introduce el palillo hasta la burbuja y hazla girar suavemente sin romperla. 7. Si la burbuja flota muy cerca de la superficie del vaso, agrega más alcohol hasta que baje al centro del vaso. En tu cuaderno responde: • ¿Qué forma toma la burbuja de aceite? • ¿Se parece a la forma del planeta Tierra? Explica por qué. Consigue una imagen del planeta Tierra y pégala en tu cuaderno. Toma una fotografía de tu experimento y compártela con tus amigos en tu círculo de Facebook, WhatsApp o por correo electrónico.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Simulacro de terremoto

Introducción Organízate con tus compañeros y profesor para realizar un simulacro de terremoto en tu escuela o colegio. Los ejercicios de simulacro permiten a los miembros de la comunidad evaluar qué tan bien preparados están para afrontar una emergencia. ¿Qué materiales necesitas? • Libreta de campo • Lápiz • Un gorgorito • Compañeros • Un lugar donde realizar el simulacro

Procedimiento 1. En equipo, determinen el lugar donde se ubicará el desastre, la fecha y hora en que sucederá. 2. Identifiquen las áreas vulnerables y los sitios seguros de su centro educativo. 3. Planifiquen qué hacer durante y después de la emergencia. Determinen dónde se reunirán cuando haya pasado el sismo. 4. Imaginen los posibles daños que podría sufrir el lugar, escríbanlos en su cuaderno. 5. Traten de simular los daños u obstáculos que se darían en caso de terremoto. Pueden colocar escritorios, banquitos o sillas en medio de los pasillos. 6. Acuerden que una persona toque el gorgorito en señal del inicio del terremoto. 7. Comiencen el simulacro y, con calma, sigan los pasos que establecieron seguir durante una emergencia. 8. Un minuto después de haber escuchado el gorgorito, salgan con tranquilidad hacia el centro de reunión que acordaron. Tengan cuidado de no tropezar con los obstáculos. 9. Luego, en grupo escriban sus experiencias durante el simulacro ¿cómo se sintieron?, ¿siguieron todos los pasos?, ¿cuál es la importancia de mantener la calma durante un desastre?, ¿qué faltó?, ¿qué otras posibles situaciones podrían darse durante un terremoto?, ¿cómo pueden prevenirlas?

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Primer grado – ciclo básico

Resumen La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Tiene forma geoide y está formada por varias capas internas y externas.

a. La geósfera es la parte de la Tierra que no incluye a la atmósfera ni a la hidrósfera. Está compuesta por rocas y minerales. Se divide en las siguientes capas: Según su composición química (modelo estático o geoquímico): Corteza  Continental: forma los continentes con montañas, barrancos, valles y volcanes.  Oceánica: forma el suelo marino. Manto: forma el 80 % del volumen de la Tierra. Se divide en manto superior (es la parte más externa, de consistencia rígida y en él se ubican los focos de los terremotos) y manto inferior. Núcleo: es el centro de la Tierra, se divide en núcleo interno (sólido) y núcleo externo (líquido). Según el comportamiento mecánico de sus capas (modelo geodinámico): Litósfera: es una capa delgada y sólida compuesta de rocas y minerales. Astenósfera: es la parte media del manto, con temperaturas y presiones muy elevadas. Sus materiales están, en gran parte, fundidos. Mesósfera: que equivale al manto. b. La hidrósfera es la capa de agua que está sobre algunas partes de la litósfera. Forman la hidrósfera: • Glaciares • Lagos • Ríos • Mantos freáticos • Océanos

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c. La atmósfera es la capa de aire que envuelve la Tierra. Se divide en: Exósfera: es la capa externa que limita con el espacio, en ella se ubican los satélites artificiales. Termósfera: región donde se forman las auroras polares y se encuentran las naves en órbita terrestre. Mesósfera: región donde se transmiten las ondas de radio. Estratósfera: contiene la capa de ozono, que detiene los rayos ultravioleta del Sol. Tropósfera: región de donde tomamos el aire para respirar. En ella se forman las nubes y los fenómenos climáticos, también se acumulan los contaminantes.

• Las placas tectónicas son fragmentos que componen la litósfera en continuo movimiento. Este movimiento de las placas causa deformaciones y roces que liberan energía, lo que provoca sismos o formación de volcanes. Guatemala está sobre tres placas tectónicas: la de Norteamérica, la del Caribe y la de Cocos. Las placas tectónicas pueden tener dos movimientos: de acercamiento o subducción y de fricción. • Las fallas geológicas son fracturas en la corteza terrestre provocadas por el roce de las placas entre sí. Este roce o choque es la causa de los sismos. En Guatemala hay dos fallas importantes: falla del Motagua y falla Chixoy – Polochic. • Un sismo es la sacudida o movimiento vibratorio en el interior de la Tierra, producido por el choque de las placas tectónicas. El hipocentro o foco es el punto de origen del sismo dentro de la Tierra. El epicentro es la zona de la superficie terrestre donde se siente el sismo con mayor intensidad. • Un volcán es una elevación de tierra en forma de cono provocada por el choque de las placas tectónicas y la fuerza de expulsión del magma. Las partes del volcán son: cráter, chimenea, cono volcánico y cámara magmática. Una erupción volcánica es la explosión y la liberación de ceniza, rocas, gases y magma desde el interior de la tierra por medio de un volcán. Según su actividad, los volcanes se pueden clasificar en: activos, dormidos e inactivos. Los terremotos y las erupciones volcánicas son fenómenos impredecibles. Para reducir los daños, se deben tomar medidas de seguridad y atender las recomendaciones de las autoridades.

128

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Luego de haber estudiado las diferentes capas de la Tierra, identifica las partes de cada una. Tienes un ejemplo. geósfera 0. corteza continental 1. 2.

hidrósfera

1. 2. 3. 4.

atmósfera

1. 2. 3. 4. 5.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

129

B. Escribe el nombre de las partes del volcán que se señalan en la ilustración.

C. Observa la figura y escribe los nombres de los puntos en que se localiza un sismo.

130

Primer grado – ciclo básico

D. Observa la ilustración. Luego, subraya la opción que corresponde a cada pregunta.

placa de Norteamérica

placa del Caribe

a. ¿Qué ocurre con las placas del Caribe y de Norteamérica?

1. Colisionan una con otra.

2. Se rozan lateralmente.

3. Se separan.

b. ¿Cómo se llama este tipo de desplazamiento?

1. Subducción

2. Separación

3. Fricción

E. Responde a las siguientes preguntas. Tienes un ejemplo.

0. ¿En qué parte de la geósfera crecen las plantas?

En la corteza continental.

1. ¿En qué parte de la atmósfera la capa de ozono absorbe los rayos ulravioleta del Sol?

2. ¿Qué parte del núcleo de la Tierra es sólida?

3. ¿Qué parte de la hidrósfera contiene toda el agua salada del planeta?

4. ¿Qué parte de la geósfera forma el suelo marino?

Unidad 5 – Ciencias Naturales

131

F. Traslada la información del resumen a un mapa conceptual. Tienes algunos ejemplos.

La Tierra es

Está formada por una doble estructura:

externa

una sólida

interna

una gaseosa

Se divide en:

hidrósfera Según el modelo estático se divide en:

Está formada por:

Según el modelo dinámico se divide en:

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Primer grado – ciclo básico

núcleo

Se divide en:

manto Se divide en:

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Lee cada texto, luego responde a las preguntas. Informe del Servicio Geológico de Estados Unidos sobre el terremoto de 1976 Un gran terremoto golpeó Guatemala el 4 de febrero de 1976. La magnitud fue de 7.5 grados en la escala de Richter, su epicentro se localizó a 160 kilómetros al noreste de la ciudad de Guatemala y se produjo en la falla del Motagua. Hubo más de 23 mil muertos y miles más resultaron heridos. El daño fue extenso, la mayoría de viviendas construidas de adobe fueron completamente destruidas. Tomado de: www.usgs.gov

1. ¿A qué distancia de la ciudad de Guatemala se localizó el epicentro del terremoto?

2. ¿Qué causó que la mayoría de viviendas fueran completamente destruidas?

Erupción del volcán de Pacaya En 2010 el volcán de Pacaya, ubicado en Palín, Escuintla, registró una fuerte erupción. El departamento de Escuintla y la capital fueron inundados de ceniza volcánica. El gobierno declaró estado de calamidad y ordenó evacuar a personas que se encontraban en riesgo. Sin embargo, algunos poblados se resistieron a desalojar. Esta erupción dejó al menos dos residentes y un periodista muertos, tres niños desaparecidos, cerca de 2000 personas evacuadas, miles de damnificados y daños materiales incuantificables. Fragmento adaptado de http://www.elmundo.es/

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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1. ¿Qué clase de volcán es el de Pacaya?

2. ¿Cuáles fueron las consecuencias de la erupción del volcán de Pacaya?

3. ¿Qué recomendaciones se podrían aplicar para disminuir los riesgos de una erupción volcánica? Cita dos.

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades ¡Prevenir es tarea de todos! Organízate con tus compañeras y compañeros para poner al alcance de tu comunidad, barrio o ciudad las medidas de seguridad en caso de un terremoto. Para ello, sigan estos pasos. • Formen parejas de trabajo. • Elaboren un cartel con las medidas que consideren más importantes para antes, durante y después de un terremoto. Pueden consultar en la Conred en la dirección electrónica: https//www.conred.gob.gt • Cuiden la redacción y la ortografía. Recuerden presentar un cartel con buena caligrafía y limpieza. • Colóquenlo en un lugar visible. • Pueden anotar sus recomendaciones en el modelo que aparece a continuación.

134

Primer grado – ciclo básico

Terremoto ¿Qué debo hacer? Guatemala es un país sísmico. Lee las recomendaciones siguientes para disminuir las consecuencias de un terremoto. Antes

Durante

Después

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Describo la historia geológica de la Tierra. Identifico las capas de la Tierra.

Después de estudiar...

Describo las características y la estructura de la Tierra. Defino qué son las placas tectónicas. Distingo entre el hipocentro y el epicentro de un sismo. Explico qué es un volcán y sus partes. Identifico los efectos de un sismo y de una erupción volcánica. Estudio y valoro las medidas a tomar ante un terremoto y una erupción volcánica. Realizo actividades prácticas que refuerzan los contenidos de la unidad, como el simulacro de un terremoto.

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Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

Seres vivos

unidad

¿Qué sabes del tema? Observa las siguientes imágenes:

Clasifica las imágenes anteriores en seres vivos y no vivos: Seres vivos:

Seres no vivos:

¿Qué criterios utilizaste para clasificarlos así? ¿Qué características tienen los seres vivos que los distinguen de los no vivos? ¿Sabes qué ciencia es la que estudia a los seres vivos? ¿Sabes cuántos seres vivos existen en nuestro planeta y cómo se clasifican? ¿Sabes cómo se originó la vida en nuestro planeta? Todo esto y más lo podrás responder después de estudiar los contenidos de esta unidad.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de los seres vivos • Origen y evolución de la vida • Los seres vivos • Niveles de organización de los seres vivos • Clasificación de la naturaleza A la ciencia por la experiencia • El experimento de Redi • El crecimiento de un moho • Colección de plantas Verifica tu aprendizaje

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia

Indicador de logro

3. Explica la interrelación que existe entre los diferentes niveles de la vida.

3.1 Establece comparaciones entre la estructura y las funciones de diferentes tipos de células y los tejidos.

Investiga quién fue Charles Darwin, escribe un breve texto sobre su trabajo e indica la teoría sobre el origen de la vida que postuló.

Investiga en Internet una teoría que explique por qué se extinguieron los dinosaurios.

Indica en qué era geológica apareció el ser humano.

3.2 Describe el funcionamiento de los distintos niveles de organización de la naturaleza.

Indica en qué continente surgió el ser humano.

Describe el campo de estudio de la biología.

Enumera los postulados de la teoría celular.

Describe las principales características de los dominios en los cuales se clasifican los seres vivos.

Describe una similitud y una diferencia entre las arqueobacterias y las bacterias.

Indica una enfermedad transmitida por un protista.

Investiga sobre el descubrimiento de la penicilina, y la especie de hongo involucrada.

Explica la diferencia entre las plantas no vasculares y las vasculares.

Explica con sus palabras por qué las coníferas reciben este nombre.

Explica la diferencia entre gimnospermas y angiospermas.

Describe una característica que diferencia las monocotiledóneas de las dicotiledóneas.

Investiga sobre el Sistema Arrecifal Mesoamericano.

Comparte su experiencia personal al alimentarse con un molusco.

En grupos, realizan un concurso para saber quién conoce más especies de artópodos de su entorno.

Identifica especies de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos de su entorno, y escribe un ejemplo de cada uno.

Investiga qué es la gripe AH1N1 y cómo se puede prevenir.

Realiza tres experimentos relacionados con los contenidos de la unidad, utilizando el método científico.

4. Argumenta a favor de la conservación y protección de los ecosistemas.

5. Relaciona el origen y evolución de la vida, con la interacción del ser humano y la naturaleza según los aportes de la ciencia y la cosmovisión de los Pueblos.

4.1 Integra información relacionada con el funcionamiento, protección y conservación de los ecosistemas.

5.1 Explica el origen y evolución de la vida desde la cosmovisión de los cuatro Pueblos y desde la perspectiva científica. 5.2 Diseña diferentes tipos de presentación comparativa de procesos de evolución.

Ejes transversales • Desarrollo sostenible, educación en valores

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Primer grado – ciclo básico

Actividades

Componentes: • Valores ecológicos, relación ser humanonaturaleza, preservación de recursos naturales

El mundo de los seres vivos 1. Origen y evolución de la vida La vida apareció sobre la Tierra hace aproximadamente 3.5 billones de años. Esto se ha comprobado por la presencia de fósiles de organismos microscópicos simples, que son muy antiguos.

1.1 Teorías que explican el origen de la vida Sabemos que hubo vida hace millones de años, y para saber cómo se originó existen cinco teorías: 1. Teoría migracionista. Según esta teoría, la vida viene de otro planeta. Los científicos que la apoyan explican que, probablemente, un meteorito que contenía seres vivos microscópicos viajaba por el espacio y cayó sobre la superficie terrestre. Dichos seres se desarrollaron y poblaron la Tierra.

Aún no hay pruebas definitivas que puedan comprobar si esta teoría es correcta.

2. Teoría creacionista. Afirma que todos los seres vivos fueron creados por uno o varios dioses supremos.

Existen dos variaciones de esta teoría: • Una dice que el dios o dioses supremos crearon a los primeros seres vivos, estos evolucionaron y dieron origen a los seres que conocemos hoy en día. • La otra dice que el dios o los dioses supremos crearon a todos y cada uno de los seres vivos que existieron y que existen actualmente.

El origen de la vida según el Popol Vuh (...) Primero nacieron la tierra, los montes, las llanuras; se pusieron en camino las aguas; los arroyos caminaron entre los montes (...) Así fue el nacimiento de la tierra cuando nació por orden de los Espíritus del Cielo, de los Espíritus de la Tierra, pues así se llaman los que primero fecundaron, estando el cielo en suspenso, estando la tierra en suspenso en el agua (...) En seguida, los Procreadores, los Engendradores fecundaron a los animales de las montañas, guardianes de todas las selvas, los seres de las montañas: venados, pájaros, pumas, jaguares, serpientes, víboras (...) guardianes de los bejucos(...) Extracto de la traducción de la versión francesa del Popol Vuh por Miguel Ángel Asturias y J.M González De Mendoza.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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3. Teoría de la generación espontánea. Propone que los seres vivos pueden nacer de materia no viva, espontáneamente, en lugares como charcos, ropa, rocas, etc. En la antigüedad se pensaba que el lodo de los pantanos o de los charcos daba origen a los sapos y ranas. Lo que no sabían era que los sapos ponen sus huevos en el agua, para que allí se desarrollen. Esta es la única teoría que se ha demostrado que es falsa. Un científico llamado Louis Pasteur, después de realizar múltiples experimentos, demostró que los seres vivos únicamente nacen de otros seres vivos. 4. Teoría bioquímica. Se sabe que existen algunos compuestos químicos que son necesarios para que haya vida. Por ejemplo, las proteínas, las grasas y los carbohidratos, que se derivan de los elementos: carbono, hidrógeno y oxígeno.

La teoría bioquímica mantiene que estos compuestos se originaron cuando la Tierra acababa de formarse. La temperatura era muy alta y se formaron mares incandescentes. También había muchas tormentas y las descargas eléctricas de los rayos caían sobre esos mares, provocando que todas las sustancias químicas que allí se encontraban, reaccionaran y formaran nuevos compuestos.

Se cree que una vez formados estos compuestos, surgieron los primeros seres vivos, más simples.

Esta teoría es la más aceptada por los científicos, aunque aún hay pocas pruebas que la hagan válida.

5. Teoría evolucionista. Esta teoría se basa en la anterior. Además, explica que, a partir de las primeras formas de vida muy simples, se formaron seres vivos cada vez más complejos que evolucionaron hasta extinguirse o hasta formar las especies que conocemos hoy en día.

Navega en la red Conoce más sobre las teorías de la vida, viendo los siguientes videos: https://www.youtube.com/watch?v=WqK-T46foO0 https://www.youtube.com/watch?v=zQeRQarD8wE

Ejercicio 1 Investiga quién fue Charles Darwin. Escribe en tu cuaderno un breve texto sobre su trabajo. Luego, responde: ¿Qué teoría del origen de la vida postuló este científico?

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Primer grado – ciclo básico

1.2 Evolución biológica: cambios en las especies La evolución estudia la forma en la que se han desarrollado los organismos a través del tiempo. La vida actual desciende de los organismos que han existido en tiempos pasados y que se han ido modificando. ¿Has escuchado de la ley del más fuerte? Esta ley dice que solo consiguen sobrevivir los organismos que están mejor adaptados. La adaptación consiste en poseer una o varias características heredadas de sus padres, que hacen que un organismo esté mejor capacitado para sobrevivir en cierto ambiente. Un ejemplo de evolución para adaptación al medio, es el cuello de las jirafas. En un grupo de jirafas, las que tienen el cuello más largo pueden alimentarse de las hojas que las de cuello corto no pueden alcanzar. Las jirafas de cuello largo tienen ventaja de sobrevivencia sobre el resto del grupo, y la heredan a sus crías. La naturaleza selecciona las especies mejor adaptadas y elimina a las que sus características no les permiten sobrevivir. A lo largo del tiempo, muchos seres vivos no han logrado sobrevivir y se han extinguido. Por ejemplo, los dinosaurios, grandes reptiles que vivieron hace millones de años en la Tierra, no pudieron sobrevivir a algunos cambios que ocurrieron en el planeta. La selección natural se encarga de “escoger” a las especies más aptas, que son las que se encuentran mejor adaptadas a su medio, y de “eliminar” a las menos aptas, provocando su extinción. Por ejemplo, durante la última glaciación, algunas especies adaptadas al clima frío, como los mamuts, los tigres dientes de sable o los perezosos gigantes, predominaron. Sin embargo, cuando cambiaron las condiciones climáticas, y la temperatura aumentó, estas especies no sobrevivieron y se extinguieron. Solamente sabemos de ellas a través del registro fósil que quedó. Los fósiles son restos (como los huesos) o marcas (como las huellas) de seres vivos que quedaron atrapados entre las rocas, o su impresión (moldes) en el sedimento, que lograron conservarse a lo largo del tiempo, pues no sufrieron de descomposición. Gracias a ellos, podemos conocer especies que existieron hace miles o millones de años, y que actualmente están extintas o que siguen presentes en la actualidad. Los fósiles nos ayudan a reconstruir la historia de la vida en el planeta.

Navega en la red Para conocer más sobre las pruebas de la evolución, visita el siguiente enlace: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/EvolucionPruebas.htm

Ejercicio 2 Investiga en Internet alguna teoría que explique por qué se extinguieron los dinosaurios, y escribe un resumen en tu caderno.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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1.3 Historia de la vida en el planeta Sabías que... Tiktaalik es el nombre de una especie animal acuática que existió hace unos 375 millones de años. Se cree está emparentada con los primeros vertebrados que salieron del agua y caminaron en tierra.

Las primeras células que aparecieron fueron las procariotas1, hace unos 3.5 billones de años. Posteriormente, surgieron las células eucariotas2 unicelulares hace unos 2.1 billones de años y multicelulares hace aproximadamente 1.2 billones de años. La vida se originó en el mar, y tan solo hace unos 500 millones de años, los seres vivos colonizaron la tierra. Historia de la vida en el planeta Tierra Era

Regresa a la unidad 5 y recuerda qué es la deriva continental. Escríbelo en tu cuaderno.

Periodos

Arcaica

Precámbrico

Paleozoica

Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico

Mesozoica

Triásico, Jurásico y Cretácico

Cenozoica

Terciario (Épocas: Paleoceno, Eoceno, Oligoceno, Mioceno y Plioceno) Cuaternaria (Épocas: Pleistoceno y Holoceno)

Algunos acontecimientos importantes Surgieron las primeras células e inició la vida en los mares. Inició la vida terrestre. Aparecen los moluscos, los peces, los anfibios, los insectos y los reptiles. Aparecen las plantas y hongos. Algas marinas abundantes. Se conoce como la era de los dinosaurios. Aparecen los primeros mamíferos y aves. Aparecen las coníferas y las plantas con flor. Los mamíferos empezaron a evolucionar y dominar la vida terrestre. Aparecen los primeros homínidos. Evoluciona el Homo sapiens hasta la actualidad.

Como consecuencia de la deriva continental, hubo cambios en la superficie terrestre y en el clima. Esto causó extinciones de algunas especies, nuevas adaptaciones en otras y el aparecimiento de nuevas especies.

Ejercicio 3 Responde: ¿En qué era apareció nuestra especie, el Homo sapiens?

procariotas: células que no tienen núcleo definido, más adelante estudiaremos sus características. 2 eucariotas: células que sí tienen su núcleo definido, dentro de una membrana, y organelos que también se encuentran dentro de una membrana. Más adelante estudiaremos sus características. 1

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Primer grado – ciclo básico

1.4 Evolución del ser humano ¿Cuántas veces hemos escuchado decir que el ser humano desciende del mono? Sin embargo, se ha comprobado científicamente que no es cierto. El ser humano se originó hace aproximadamente dos millones de años, a partir de los primates3. Probablemente, tuvo su origen en el continente africano, y desde allí, se extendió hacia los otros cuatro continentes: Asia, Europa, Australia y América.

Se cree que los primeros humanos vivían en árboles, en lugares donde había grandes llanos. Cuando bajaron de los árboles y empezaron a vivir en el suelo, aprendieron a caminar sobre sus extremidades inferiores. Al no tener que apoyar las manos en el suelo para andar, estas quedaron libres para manipular objetos. Su cerebro experimentó un constante desarrollo de la inteligencia. Prueba de ello fue que aprendieron, no solo a utilizar piedras y palos como herramientas, sino también a fabricar diferentes instrumentos y objetos de trabajo. Poco a poco fueron dispersándose, adaptándose a diferentes climas. Para sobrevivir a los fuertes calores y a la humedad de las regiones tropicales, adquirieron piel y ojos oscuros (raza negra). Los ojos rasgados son una adaptación a los fuertes vientos. La piel blanca y la abundancia de pelo, son adaptaciones a los climas fríos. De este modo, el ser humano fue ocupando todas las regiones del mundo: zonas altas, de costa, calientes o frías, boscosas o áridas, por ejemplo.

Navega en la red Profundiza sobre el origen del ser humano en el planeta, visitando el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=QXRiixo8km8

Ejercicio 4 Responde: ¿En qué continente tuvo su origen el ser humano?

primate: orden perteneciente a los mamíferos. Las especies que pertenecen a este orden tienen un ancestro común al ser humano, y por ello se encuentran emparentadas con él. A este orden pertenecen los monos, chimpancés, orangutanes, micos, lémures, entre otros. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Los seres vivos

Cuando en la Tierra ya existían la atmósfera, la hidrósfera y la litósfera, pudo desarrollarse la vida. La capa del planeta Tierra que contiene a todos los seres vivos se llama biósfera. Los seres vivos tienen características que los diferencian de los seres no vivos.

2.1 Características de los seres vivos 1. Organización. Los seres vivos están formados por unidades básicas llamadas células. La célula es la parte más simple de la materia viva, capaz de realizar todas las actividades necesarias para la vida. 2. Algunos organismos, como las bacterias, están formados por una sola célula, por lo que se llaman unicelulares. Otros están formados por más de una célula, son los pluricelulares. ¡Nosotros somos seres pluricelulares! 3. Metabolismo. En todos los seres vivos ocurren reacciones químicas esenciales para la nutrición, el crecimiento, la reparación de las células y el uso de la energía. La suma de todas estas actividades químicas del organismo recibe el nombre de metabolismo. La digestión es un ejemplo de un proceso metabólico4. 4. Homeoestasis. Los procesos metabólicos deben ser controlados para mantener un equilibrio. Los seres vivos tienen control sobre su propio organismo. Por ejemplo, los seres humanos tenemos una temperatura interna de 37 grados Celsius. Si esta temperatura aumenta, nuestro cuerpo reacciona para mantener la temperatura en el nivel normal, en equilibrio. Por eso, cuando tenemos fiebre empezamos a sudar, ya que el sudor sirve para refrescar la piel. 5. Crecimiento. Es el conjunto de procesos que hacen que aumente la cantidad de sustancia viva en el organismo. El crecimiento se produce cuando las células aumentan de tamaño, cuando se incrementa el número de células o cuando estos dos procesos ocurren al mismo tiempo. 6. Movimiento. Por ejemplo, hemos visto un ave volar, un caballo correr o un pez nadar. Esto indica que los animales pueden moverse. Los movimientos de las plantas no son tan visibles, ¡pero también se mueven!

Ejercicio 5 En la unidad 1 vimos cómo se llama la ciencia que estudia a todos los seres vivos. Escribe aquí su nombre:

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proceso metabólico: actividad relacionada con el metabolismo de los seres vivos, como por ejemplo, la digestión, la respiración, etc.

Primer grado – ciclo básico

7. Irritabilidad. Los seres vivos reaccionan a los estímulos, que son cambios físicos y químicos en su ambiente interno o externo. Por ejemplo, cuando nos quemamos al coger una olla caliente, reaccionamos ante dicho estímulo quitando la mano. 8. Reproducción. “Toda la vida proviene exclusivamente de seres vivos”. Esto significa que un ser vivo puede reproducirse para dejar descendencia. Las plantas producen semillas para que nazcan nuevas plantitas. Los seres humanos, como el resto de los animales, también nos reproducimos. Existen dos tipos de reproducción: a. La reproducción sexual es aquella en la cual dos individuos de distinto sexo se unen para formar un nuevo ser. Esto ocurre a través de la unión de sus células reproductivas (llamadas gametos) que provienen de dos organismos distintos. El gameto masculino y el femenino se unen en un proceso llamado fecundación, formando una sola célula llamada cigoto, que se desarrolla y da lugar a un organismo parecido a aquellos que le dieron origen. Por ejemplo, en el ser humano, la unión de un óvulo (gameto femenino) y un espermatozoide (gameto masculino), da origen a un nuevo ser. _

Asexual

Sexual

meiosis

b. La reproducción asexual es aquella en la cual un mismo individuo, o parte de él, se divide para dar lugar a dos. Por ejemplo: • Bipartición o fisión binaria: en la cual un individuo unicelular se divide, dando lugar a dos individuos. Por ejemplo: la euglena.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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célula madre célula hija

• Gemación: se forma un pequeño brote a partir de la célula madre. Por ejemplo: las levaduras.

• Fragmentación: se da cuando una parte de un organismo pluricelular se separa y forma un nuevo individuo. Por ejemplo: las estrellas de mar o las estacas de las plantas.

esporas

• Esporulación: el núcleo de la célula se divide en varias partes y la célula se rompe formando muchas células hijas pequeñas (esporas). Por ejemplo: los helechos se reproducen por esporas.

9. Adaptación. La capacidad de adaptarse al ambiente es la característica de los seres vivos que les permite sobrevivir en un mundo de constante cambio. Por ejemplo, los esquimales se han adaptado al clima frío del ártico5 y a las condiciones ambientales que allí predominan.

Navega en la red Profundiza tus conocimientos sobre las funciones de la célula, visitando el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=32_nldc787c

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ártico: región alrededor del polo norte donde las temperaturas son extremadamente frías.

Primer grado – ciclo básico

Niveles de organización de los seres vivos

L L

L LL LL

Los niveles de organización de los seres vivos se presentan de forma resumida en el siguiente esquema: Átomo: es la unidad básica de la materia. Molécula: es la unión de dos o más átomos. Por ejemplo: las proteínas6 o la clorofila7. Organelo: componente de las células que cumple diferentes funciones. Por ejemplo: los cloroplastos de las plantas, llevan a cabo la fotosíntesis. Célula: es la unidad básica de la estructura y funcionamiento de los seres vivos. Tejido: es la unión de varias células que cumplen la misma función. Por ejemplo, los músculos están formados por el tejido muscular. Órgano y sistema: un órgano es una parte del cuerpo que cumple una función especializada, y está conformado por uno o más tejidos. Por ejemplo: las hojas de los árboles y el cerebro en los animales. Los órganos se organizan en sistemas, que llevan a cabo una función en común. Por ejemplo, el sistema digestivo está formado por varios órganos (estómago, intestinos, etc.). Organismo: un ser vivo individual se denomina organismo. Al conjunto de organismos que pueden reproducirse entre sí y tener descendencia sana y fértil se denomina especie. Por ejemplo, la especie Pharomachrus mocinno (quetzal). Población: es el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado. Por ejemplo, todos los quetzales que viven en el Biotopo del Quetzal. Comunidad: es el conjunto de poblaciones de seres vivos que conviven en un lugar determinado. Por ejemplo, en el Biotopo del Quetzal, el quetzal coexiste con otras aves, como las oropéndolas y plantas de las cuales se alimenta, como el aguacatillo. Ecosistema: es un área con condiciones particulares, donde interactúan factores bióticos8 (la comunidad) y abióticos9 (agua, aire, suelo). Por ejemplo, el bosque nuboso, hábitat del quetzal. Biósfera: es la capa del planeta Tierra que está conformada por todos los seres vivos y los lugares donde habitan.

En la unidad 2 hablamos sobre los átomos y las moléculas. Ahora profundizaremos sobre los siguientes niveles de vida: organelos y células. proteína: molécula formada por aminoácidos. Las proteínas son importantes en todos los seres vivos, ya que ayudan a descomponer los alimentos, a reparar los tejidos del cuerpo, a crecer y al metabolismo. 7 clorofila: pigmento verde que se encuentra en las plantas y cianobacterias. 8 biótico: que tiene vida. Por ejemplo: animales, plantas, bacterias, etc. 9 abiótico: que no tiene vida. 6

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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3.1 La célula Como mencionamos anteriormente, la célula es la unidad básica estructural y funcional de todo ser viviente. Todas las células están envueltas por una membrana que las separa del exterior. Es como una barrera que las protege, pero que a la vez permite regular la entrada de alimentos y la salida de desechos que la célula produce. Dentro de la célula se encuentra el ADN10, que es la molécula que contiene toda la información genética de un individuo. 3.1.1 Las partes de una célula son: A. Célula animal Las células animales están formadas por tres componentes principales: 1. Núcleo: contiene la información genética del individuo. 2. Membrana celular: protege a la célula del medio exterior. 3. Citoplasma: es una sustancia coloidal en la cual se encuentran los organelos, que se detallan a continuación: • Retículo endoplasmático: participa en el metabolismo celular. • Aparato de Golgi: realiza la síntesis, la modificación, el almacenamiento y el desecho de productos celulares. • Ribosoma: lleva a cabo la síntesis de proteínas. • Lisosoma: contribuye al proceso de digestión celular. • Mitocondria: en este organelo ocurre la respiración celular y el almacenamiento de energía. • Peroxisoma: tiene funciones metabólicas. • Citoesqueleto: protege a la célula, le da soporte y tiene función de motilidad. • Centrosoma (centriolo): contiene microtúbulos y centriolos que ayudan a conformar el citoesqueleto. • Estructuras especializadas para el movimiento, como cilios o flagelos. Por ejemplo: los espermatozoides humanos tienen un flagelo para desplazarse.

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ADN: Ácido desoxirribonucleico. Es una molécula que contiene toda la información genética de un individuo, que es heredada a su descendencia.

Primer grado – ciclo básico

Célula animal mitocondria lisosomas

peroxisoma

ribosoma

centriolo núcleo

citoplasma

membrana celular

retículo endoplásmico aparato de Golgi

Navega en la red Profundiza tus conocimientos sobre los niveles de organización de los seres vivos y la teoría celular, visitando el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=G3EmEiRvLQU

Ejercicio 6 En la unidad 1 vimos los postulados de la teoría celular. Escríbelos aquí para recordarlos:

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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B. Célula vegetal A diferencia de la célula animal: No contiene los siguientes organelos: lisosomas, centrosomas, flagelos. Sí contiene los siguientes organelos, que no están presentes en las células animales: Vacuola: tiene funciones de almacenamiento de nutrientes, disolución de sustancias de desecho y otras funciones metabólicas y de crecimiento. Plastidios como: a) Cloroplastos: organelos encargados de realizar la fotosíntesis, convirtiendo la energía solar en energía química. Tienen un pigmento verde llamado clorofila. b) Leucoplastos: almacenan almidón. c) Cromoplastos: tienen pigmentos que le dan color a flores y frutos, por ejemplo. Pared celular: es la capa más externa de la célula que le da forma y la protege. Está formada por celulosa11 y otras sustancias. Plasmodesmata (plasodesmo): canales que se encuentran en la pared celular que conectan el citoplasma de una célula con el de las células vecinas. Célula vegetal plasmodesmo cloroplastos

vacuola núcleo

citoplasma

membrana celular

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pared celular

celulosa: sustancia formada por glucosa (azúcar), que es el principal componente de las paredes de la célula vegetal.

Primer grado – ciclo básico

3.1.2 Tipos de células: Existen dos tipos de células: eucariotas y procariotas. Las células eucariotas están formadas por organelos que están cubiertos por una membrana. Uno de estos organelos es el núcleo, dentro del cual se encuentra el ADN. Los protistas, los hongos, los animales y las plantas están formados por células eucariotas. ribosomas

citoplasma

mitocondrias

aparato de Golgi

núcleo

membrana celular

Las células procariotas son aquellas en las cuales la información genética (ADN) se encuentra dispersa dentro del citoplasma. Son mucho más pequeñas y simples que las células eucariotas. No poseen organelos rodeados por membranas. Las bacterias y las arqueobacterias son ejemplos de organismos formados por células procariotas. • Nucleoide: donde se encuentra la mayor porción de ADN. • Membrana celular: estructura que da rigidez y protección a la célula. • Flagelo: cola que le permite moverse o desplazarse.

• Pili: estructuras en forma de pelos que le permite adherirse a algún lugar. • Cápsula: protege y evita la pérdida de humedad de la célula.

3.1.3 Organismos unicelulares y pluricelulares. En la naturaleza existen organismos formados por una sola célula, como las amebas y las bacterias. Por ello se les llama organismos unicelulares. En este caso, la única célula cumple todas las funciones biológicas. Otros organismos están formados por dos o más células, como los animales, las plantas y los hongos. Se denominan pluricelulares o multicelulares. En este caso, el organismo realiza sus funciones biológicas a través de diferentes tipos de células especializadas, que forman tejidos, órganos y sistemas. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Navega en la red Conoce más sobre las células eucariotas, visitando el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=4NUyl2HN72I

Ejercicio 7 En el inciso 4 veremos los grupos en los cuales se clasifican los seres vivos. Después de estudiarlos, completa el siguiente cuadro. Tienes tres ejemplos. Unicelulares o pluricelulares

Ser vivo

Procariotas o eucariotas

Arqueobacterias Procariotas

Bacterias Protistas Unicelulares y pluricelulares

Hongos Plantas

Pluricelulares

Animales

3.1.4 ¿Cómo se reproducen las células? Conceptos clave • Los cromosomas son estructuras que contienen el material genético (hereditario) y se encuentran dentro del núcleo de las células. Cada cromosoma está formado por una molécula llamada ADN (ácido desoxirribonucleico). • Los genes se encuentran en el ADN y son las unidades genéticas encargadas de heredar ciertas características de padre a hijo, como por ejemplo, el color del cabello o de los ojos, la estatura, etc.

Molécula de ADN.

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Primer grado – ciclo básico

Existen dos tipos de reproducción de las células: mitosis y meiosis: Mitosis

Sabías que...

Meiosis

Se realiza en todos los tejidos.

Se realiza únicamente en un tejido reproductor especializado.

Una célula se divide para formar dos células hijas.

Una célula se divide para formar cuatro células hijas.

Las células hijas son idénticas a la célula madre y entre sí.

Las células hijas son genéticamente diferentes a la célula madre y entre sí.

Las células hijas tienen la misLas células hijas tienen la mitad de los ma cantidad de cromosomas cromosomas que la célula madre. que la célula madre. Ejemplo: las células de la piel se reproducen por mitosis.

Ejemplo: los espermatozoides y los óvulos son el resultado de la división meiótica de células reproductoras.

Mitosis

Las células de nuestro cuerpo tienen 46 cromosomas, a excepción de las células reproductoras, que tienen la mitad: 23. Durante la reproducción sexual, la célula reproductora de la madre (óvulo) se une a la célula reproductora del padre (espermatozoide). Al unirse, cada célula reproductora aporta la mitad de cromosomas, para formar un individuo con los 46 cromosomas en total.

Meiosis

célula madre

replicación del ADN

célula madre

replicación del ADN

2 células hijas

4 células hijas

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Clasificación de la naturaleza

¿Cómo se clasifican los seres vivos? La ciencia que se encarga de la clasificación de los organismos se llama taxonomía. Esta ciencia ha agrupado a todos los seres vivos en tres grandes grupos llamados dominios: 1. Bacteria 2. Archaea 3. Eukarya A su vez, los eucariotas (Eukarya) se clasifican dentro de los siguientes reinos: 1. 2. 3. 4.

Reino Protista12 (protistas) Reino Fungi (hongos) Reino Vegetal (plantas) Reino Animal (animales)

Para poder clasificar específicamente a un organismo, se han creado divisiones taxonómicas que tienen un nombre especial, como: reino, phylum, clase, orden, familia, género y especie. Así se clasifica al ser humano: Reino: Animal Phylum: cordados Clase: mamíferos Orden: primates Familia: hominidae Género: Homo Especie: Homo sapiens Hay muchas más subdivisiones, pero estas son las más utilizadas. Para nombrar a cada organismo, y que su nombre no se repita y se entienda en todos los idiomas, se utiliza un nombre científico en latín. El nombre científico es como el nombre y apellido de cada una de las especies. Está formado por el género, que sería como su apellido y se escribe con mayúscula inicial, y la especie, que sería su nombre completo. El nombre científico se escribe en itálica. Por ejemplo Homo sapiens. Ejemplos de nombres científicos: Ara macao

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guacamaya roja

Ceiba pentandra

ceiba

Panthera onca

jaguar

Tradicionalmente, los protistas se clasificaban dentro de un reino. Sin embargo, actualmente existe un debate sobre cómo clasificarlos, pues se han realizado estudios que han determinado que algunas especies están más emparentadas con los animales o las plantas, que entre sí. Por ello, algunos biólogos los clasifican en varios grupos, pero no dentro de un reino en específico. Con fines didácticos, en este libro los trataremos como un reino.

Primer grado – ciclo básico

4.1 Dominio: Archaea

Sabías que...

El dominio Archea está formado por las arqueobacterias. A. Características: • Sus células son procarióticas. • Son unicelulares. • Viven en condiciones ambientales extremas, como temperaturas arriba de los 100 °C, grandes profundidades del mar, alta concentración de sal, o lugares muy alcalinos o ácidos. Algunas especies se encuentran en el tracto intestinal de los rumiantes, termitas o especies marinas.

La ciencia que estudia los organismos que no podemos observar a simple vista, sino que con la ayuda de un microscopio (microorganismos) se llama microbiología.

• Se diferencian de las bacterias por la composición de sus membranas y paredes celulares, y por la estructura de su material genético. • Tienen formas diversas: esféricas (cocos), de bastón (bacilos), triangulares, entre otras. • Pueden tener uno o más flagelos. • Ejemplos: Methanococcus y Methanothermus. Arquea que vive en aguas termales.

4.2 Dominio: Bacteria El dominio Bacteria está formado por las bacterias. A. Características: • Sus células son procarióticas. • Viven en casi todos los lugares del planeta: en el agua, en el aire, en el suelo, en el cuerpo de plantas y animales vivos o muertos. • Dependen de otros organismos para alimentarse, a excepción de las cianobacterias o algas verde azules, que son autótrofas. • Son unicelulares o se agrupan formando colonias. B. Clasificación de las bacterias. No todas las bacterias son iguales, según su forma se clasifican en: • Cocos: Tienen forma redonda. Pueden estar aislados o en grupo. Cuando los cocos forman cadenas largas, se llaman estreptococos. Cuando forman grupos que parecen racimos de uvas se llaman estafilococos. • Bacilos: Tienen forma de bastón. Pueden estar solos o formando cadenas. • Espirilos: Tienen forma de espiral. Los vibriones o comas son un tipo de espirilos con forma curva y tienen un flagelo. C. Beneficios de las bacterias:

Estreptococo, bacteria que causa la neumonía.

1. Las bacterias, junto con los hongos, cumplen un papel importante en la descomposición y putrefacción de la materia. 2. Algunas atrapan el gas nitrógeno y lo convierten para que se pueda disolver en el agua y ser absorbido por las plantas. Esta capacidad se llama fijar nitrógeno. Por ejemplo, las especies del género Rhizobium. 3. Fermentan la leche formando el yogur, o las frutas formando alcohol. 4. Algunas bacterias forman parte de nuestra flora intestinal, ayudándonos al proceso de digestión. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Algunas bacterias pueden producir enfermedades: 1. La neumonía es una enfermedad producida por un estreptococo. 2. Algunas enfermedades producidas por bacilos son: tuberculosis, lepra, tétanos y gonorrea. 3. La sífilis es una enfermedad producida por un espirilo. 4. La enfermedad llamada “cólera” es producida por una especie de vibrión: el Vibrio cholerae.

Ejercicio 8 Escribe una similitud y una diferencia entre las bacterias y las arqueobacterias. Similitud: Diferencia:

4.3 Dominio: Eukarya 4.3.1 Reino Protista La palabra protista se deriva del griego “protos”, que significa “el primero”. Los protistas son los organismos unicelulares o pluricelulares eucarióticos más simples que existen. Se han clasificado cerca de 200 000 especies, entre las que existen y las que ya se extinguieron. A. Características: • Los protistas comparten características de animales y plantas. Hay protistas que hacen su propio alimento, son autótrofos. Otros lo obtienen de plantas, de animales o de materia orgánica muerta, son heterótrofos. • Tienen núcleo definido dentro de sus células, son eucariotas. • Pueden formar colonias o vivir aislados. Ameba

• Aunque la mayoría son microscópicos, algunas algas gigantes alcanzan un largo de 60 metros. • Se pueden reproducir sexual y/o asexualmente. • La mayoría son acuáticos, viven en agua dulce o salada, aunque hay algunos terrestres o parásitos.

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Primer grado – ciclo básico

• Tienen diferentes formas de locomoción:

ü Unos se desplazan por movimientos ameboides, este movimiento se produce por el desplazamiento del contenido celular, formando los falsos pies o pseudópodos.

ü Otros por doblamiento de células. ü Un tercer grupo se mueve por cilios o flagelos, que son como pestañas que, al agitarse en el medio líquido, les permite el movimiento.

B. Clasificación. Algunos grupos en los cuales se clasifican los protistas son: 1. Flagelados, mastigóforos. Tienen cuerpos esféricos o alargados. Se mueven con gran rapidez, tirando de sí mismos por medio de sus flagelos13, también llamados látigos. Por ejemplo: la euglena, el tripanosoma (que causa la enfermedad de Chagas) y las trichomonas (que causan infecciones vaginales). 2. Sarcodinos, ameboides. No tienen forma definida. Sus células, que son individuales, cambian de forma a medida que el organismo se desplaza. Por ejemplo: la ameba, que causa infecciones gastrointestinales. 3. Ciliados, cilióforos. Su estructura es la más compleja de todos los organismos unicelulares. Tienen el cuerpo cubierto de cilios o pestañas que les ayudan a moverse en el agua. Por ejemplo: Paramecium. 4. Esporozoarios. Estos organismos se llaman así porque forman esporas14. No tienen órganos de locomoción y la mayoría viven como parásitos dentro de sus huéspedes durante su crecimiento. Por ejemplo, el Plasmodium que transmite el paludismo.

Sabías que... Casi todas las especies de dinoflagelados son marinos. Algunas veces estas especies se reproducen excesivamente y colorean el agua de naranja, rojo o café. Este fenómeno se conoce como marea roja. Algunas especies que forman mareas rojas producen una toxina que afecta el sistema nervioso de los peces y de algunos mariscos, produciendo su muerte. Otras especies son devoradas por moluscos y, si un ser humano consume estos moluscos, puede intoxicarse. Por eso, cuando se reporta marea roja, no debemos consumir mariscos.

5. Dinoflagelados. Algas unicelulares o coloniales. Se mueven por sus dos flagelos. Tienen pigmentos que les dan una coloración roja, parda o anaranjada. Casi todos son marinos y forman parte del plancton marino. 6. Diatomeas. Organismos microscópicos unicelulares, aunque algunos forman colonias. Viven en aguas dulces y saladas, son una fuente de alimento importante para algunos animales. Se supone que el petróleo se derivó de las diatomeas. Las diatomeas aportan una buena parte del oxígeno de la atmósfera y sintetizan la materia orgánica. 7. Algas verdes, clorofitas. Son unicelulares, pero forman colonias. Casi todas son flageladas en alguna etapa de su vida; algunas son inmóviles. Son verdes, porque el principal pigmento que tienen es la clorofila15. 8. Algas rojas, rodófitas. Casi todas son pluricelulares, pero algunas son unicelulares. Algunas forman parte de arrecifes o corales. 9. Algas doradas, crisofitas. Son algas unicelulares autótrofas. Pueden formar colonias. Viven en el mar o en agua dulce. 10. Hongos limosos, mixomicetes. En realidad, estos organismos no son hongos, pero como superficialmente se parecen a ellos, se les llamó así. La mayoría se alimenta de materia en descomposición o son parásitos. flagelo: estructura larga y delgada, móvil y con forma de látigo. Esta estructura tiene la función de locomoción. 14 espora: estructura reproductiva, que da origen a un nuevo organismo. 15 clorofila: pigmento verde que le da su coloración a las plantas. 13

Sabías que... El plancton se define como un grupo de organismos autótrofos, acuáticos, flotantes y microscópicos en su mayoría, presentes en las capas superiores del agua. El plancton es la base de la cadena alimenticia en los ecosistemas acuáticos. Algunos animales que se alimentan de plancton son: peces, ballenas, cangrejos y corales.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Navega en la red Conoce más sobre los protistas, visitando el siguiente enlace: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/clasica/contenidos11.htm

Ejercicio 9 Escribe el nombre de una enfermedad transmitida por un protista:

4.3.2 Reino Fungi Sabías que... La ciencia que estudia a los hongos se llama micología.

El reino Fungi está formado por los hongos. A. Características: • Los hongos son organismos eucariotas. • Se nutren de seres vivos (parasitismo) o materia orgánica en descomposición. • Pueden ser unicelulares o pluricelulares.

Sabías que... Actualmente se conocen más de 97 000 especies diferentes de hongos.

B. Clasificación: • Mohos. Los mohos desarrollan una bolsa que contiene esporas y se llama esporangio. Poseen también unas estructuras que parecen raíces llamadas hifas. Estas, en conjunto, se llaman micelio. Son descomponedores o parásitos.

• Las levaduras son unicelulares. Se reproducen por gemación.

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Primer grado – ciclo básico

Moho en queso.

• Hongos macroscópicos. Son los hongos que observamos a simple vista. Crecen en todo el mundo y se desarrollan en las más variadas condiciones ambientales. Se reproducen a través de reproducción sexual y asexual (por esporas y gemación). Estructura: la mayor parte del hongo se encuentra bajo la tierra (el micelio). La parte que sale al exterior se conoce como cuerpo fructífero o cuerpo reproductor, porque es la estructura que contiene las esporas. El cuerpo fructífero consta de un sombrero o píleo y un tallo o estípite. C. Beneficios de los hongos: 1. Son descomponedores de la materia orgánica, junto con las bacterias. 2. Las levaduras se usan en la fermentación industrial para producir pan, vino y cerveza. 3. Algunos son alimenticios: champiñones, hongos de San Juan, anacates y otros. 4. Sirven para producir antibióticos. Por ejemplo, terramicina y penicilina. 5. Pueden establecer asociaciones benéficas con algas, formando líquenes, o con raíces de plantas formando micorrizas. Sin embargo, algunas especies de hongos pueden producir enfermedades, como el pie de atleta y la candidiasis (que puede afectar la boca, el tracto digestivo o la vagina), producida por Candida albicans. Las plantas también se ven afectadas por hongos, por ejemplo, la roya del pino y el tizón del maíz. Pueden destruir madera viva o corteza. Algunos hongos producen alucinaciones. Los mayas los usaban en ceremonias religiosas.

Navega en la red Conoce más sobre los hongos, visitando el siguiente enlace: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/clasica/contenidos14.htm

Ejercicio 10 Investiga cómo se descubrió la penicilina y escribe un resumen en tu cuaderno. Responde ¿Qué especie de hongo producía las sustancias nocivas a las bacterias?

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Sabías que... En el mundo existen más de 290 000 especies de plantas. Se estima que en Guatemala existen 10 317 especies de flora distribuidas de la siguiente manera: 20 especies de algas, 375 de helechos, 527 de musgos, 58 de coníferas, 2352 de monocotiledóneas, 5839 de dicotiledóneas y 1561 especies acuáticas16.

4.3.3 Reino Plantae (Vegetal) El reino Plantae está formado por todas las plantas. A. Características: • Tienen células eucarióticas. • Están formadas por células que poseen pared celular y un pigmento verde llamado clorofila. • Las plantas superiores presentan raíces, hojas y un sistema de vasos conductores para transportar alimentos y agua. • Se pueden reproducir sexual o asexualmente. • Son pluricelulares. ¿Cómo se alimentan las plantas? Las plantas son autótrofas, lo cual significa que fabrican su propio alimento a partir de la fotosíntesis. La fotosíntesis es un proceso que utiliza la energía de la luz del Sol.

rayos del Sol dióxido de carbono

oxígeno agua raíz

1. Durante la fotosíntesis, las plantas toman del aire dióxido de carbono (CO2) y absorben agua del suelo. 2. El pigmento verde que da color a las hojas (clorofila) es el encargado de absorber la luz. 3. La energía solar, el dióxido de carbono y el agua producen glucosa (azúcar) y liberan oxígeno (O2) a la atmósfera.

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Los datos sobre la cantidad de especies vegetales y animales de Guatemala se tomaron del Perfil Ambiental de Guatemala 2010-2012 del Instituto de Agricultura, Recursos Naturales y Ambiente de la Universidad Rafael Landívar.

Primer grado – ciclo básico

B. Clasificación: Plantas no vasculares (Briofitas) Hepáticas Briofitas (musgos) Antoceros

Plantas vasculares Plantas sin semilla

Plantas con semilla

Licopodios

Gimnospermas

Angiospermas

Helechos

Ginkgos Cycas

Monocotiledóneas Dicotiledóneas

Gnetofitas Coníferas

Navega en la red Conoce más sobre las plantas, visitando el siguiente enlace: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/reino_vegetal/index.htm

A continuación, describiremos algunos tipos de plantas. Las plantas no vasculares no tienen tejidos especializados para transportar agua y savia17. Como no pueden transportar los nutrientes a largas distancias, son plantas pequeñas. a. Briofitas. Cuando hacemos un nacimiento para Navidad, usamos musgo para decorarlo. El musgo pertenece a las briofitas. Características: • Son plantas pequeñas, sin tallo, raíz y hojas verdaderos. • El desarrollo de la cutícula apenas aparece o no está y estas plantas, por consiguiente, pueden secarse durante los periodos de sequía. Por ello, habitan en lugares húmedos. • Poseen una especie de saco que les ayuda a reproducirse, llamado cápsula que, al abrirse, libera las esporas18. Si estas se depositan en un medio apropiado, germinan y dan lugar a nuevas plantas. • Tienen un ciclo de vida dividido en dos partes: a) Esporofítica: etapa en la cual la planta produce órganos sexuales, que tienen como función producir esporas. B) Gametofítica: etapa en la que se desarrollan las otras partes de la planta.

17 18

savia: sustancia alimenticia producida por las plantas. esporas: células reproductivas que dan origen a un nuevo individuo en algunas plantas, algas y hongos.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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El musgo pertenece a las Briofitas

esporas

falso tallo

falsas hojas

rizoide Partes de una Briofitas

Beneficios: • Las briofitas proporcionan alimento a algunas aves y animales. • Sirven de hábitat para algunas especies de insectos. • Al morir, forman parte de la materia orgánica, que sirve como abono natural para el suelo. • Para el ser humano, aparte de su uso ornamental, tienen beneficios al ser utilizadas para empacar vajillas y otros objetos frágiles, y como absorbente en lugar del algodón. Asimismo, se usan como paja para el ganado.

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Primer grado – ciclo básico

Las plantas vasculares poseen tejidos especiales para transportar agua y savia. a. Helechos. Características: • Son plantas sin semillas que se reproducen por esporas, que generalmente se sitúan en la parte inferior de las hojas. • Crecen en lugares húmedos y sombreados. • Su cuerpo está formado por: a) raíces, b) tallo horizontal subterráneo llamado rizoma y c) hojas o frondas. • Tienen una fase esporofítica (que produce esporas) y otra gametofítica (que produce gametos) en su ciclo de vida.

Beneficios: • Forman parte de los ecosistemas naturales del país, como los bosques nubosos. • Gracias a sus fibras, son útiles para hacer canastos, sombreros o redes. • Son plantas ornamentales, como la “cola de quetzal” y el “chipe”. • Algunas especies de helechos son medicinales, como el “culantrillo” y el “calahuala”. Se les atribuyen propiedades para calmar el dolor de estómago y el provocado por mordeduras de serpientes.

Ejercicio 11 Escribe la diferencia entre las plantas no vasculares y las plantas vasculares.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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b. Gimnospermas. Sus semillas se encuentran desnudas, no tienen ninguna estructura que las proteja. La mayoría son árboles y tienen un tejido vascular para el transporte de agua y savia. Coníferas. Son las plantas más abundantes y conocidas dentro de las gimnospermas. • Son árboles o arbustos con tallo leñoso, como el pino y el ciprés. • Se reproducen por semillas, que se encuentran dentro de estructuras llamadas conos. • La semilla madura tiene un ala muy liviana, que le ayuda a ser dispersada por el aire y a caer en un lugar donde pueda germinar. • Secretan sustancias resinosas, como la trementina. • La mayoría de las coníferas son siempre verdes. • Sus hojas son generalmente delgadas, en forma de aguja, como la de los pinos. • Viven generalmente en zonas frías. Ciclo de vida

fecundación

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Primer grado – ciclo básico

Utilidades: • Constituyen parte de los ecosistemas del país. Por ejemplo, forman parte del bosque pino-encino, característico de la ciudad de Guatemala. • Sirven de alimento y cobijo de animales. • Sus raíces fijan el suelo en su sitio y ayudan a evitar la erosión. • La trementina, hojas y otras partes de estas plantas tienen propiedades medicinales para la cura de diversas enfermedades, especialmente respiratorias. • Su madera es muy utilizada como leña, y como material de construcción de muebles, casas y productos de papel. • Sirven como ornamento. • Los conos femeninos de los pinos, conocidos también como bellotas o chícharas, son aprovechados para hacer manualidades. • El aguarrás y la brea se obtienen de la trementina que segregan las coníferas. El aguarrás es solvente de pinturas y barnices, además de tener usos médicos. La brea es un ingrediente de barnices, pinturas, jabones y otros productos.

Sabías que... El pinabete (Abies guatemalensis) es una especie nativa utilizada como árbol de Navidad en Guatemala. Sin embargo, se encuentra en peligro de extinción. Por tal razón, no se deben comprar las ramas o los árboles armados con ramas, pues en ellas se encuentran las semillas. Lo aconsejable es comprar árboles con marchamo, que provienen de plantaciones y no directamente de la naturaleza.

Ejercicio 12 Explica con tus palabras por qué las coníferas reciben este nombre.

c. Angiospermas. Se reproducen por semillas que están dentro del fruto. Son plantas con flor como el girasol y el trigo.

Las angiospermas se consideran como las plantas más exitosas del planeta porque: • Se han adaptado a diferentes territorios y climas. • Se cree que existen unas 250 000 especies en todo el planeta. • Su forma de reproducción, a través de semillas, es muy efectiva. • Tienen un tejido vascular que les permite conducir agua y nutrientes, sin importar el tamaño de la planta. • Tienen hojas anchas que capturan la máxima cantidad de luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis. • Sus raíces están adaptadas para almacenar alimento y agua.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Ciclo de vida: Las angiospermas se reproducen sexualmente. Su órgano reproductor es la flor. Una flor completa se compone de: Corola: envoltura floral más interna que el cáliz, formada por estructuras en formas de hojas llamadas pétalos, que muchas veces tienen colores llamativos para atraer polinizadores. Androceo: es el conjunto de estambres o estructuras reproductoras masculinas. Cada estambre está formado por un filamento que termina en una bolsa llamada antera, en la cual se forman los granos de polen (donde se encuentran los cigotos masculinos). Gineceo: es el conjunto de estructuras reproductoras femeninas o carpelos. Comúnmente, los carpelos están unidos formando el pistilo, que tiene tres partes: ovario, estilo y estigma. En el ovario se encuentran los óvulos (cigotos femeninos) y allí ocurre la fecundación para dar lugar a la semilla. El ovario maduro se llama fruto. Cáliz: es una envoltura formada por unas estructuras en forma de hojas, comúnmente verdes, llamadas sépalos. Pedúnculo: es un filamento delgado. Une la flor al tallo, y puede estar ausente.

La polinización es la transferencia del polen desde la parte masculina de la flor hasta la parte femenina. El viento y algunos animales –insectos, aves o mamíferos– permiten que este fenómeno se realice, por eso se les conoce como agentes polinizadores. Por ejemplo: abejas, colibríes, mariposas, murciélagos y escarabajos.

Ejercicio 13 Escribe la diferencia entre las plantas gimnospermas y las angiospermas:

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Primer grado – ciclo básico

Las angiospermas se dividen en: Monocotiledóneas • Son plantas herbáceas. Tienen tallos verdes y flexibles. • Sus especies son de vida corta: anuales o bianuales, por ejemplo. • Tienen hojas angostas, con venas paralelas. • Sus partes florales se dan en múltiplos de tres. Pueden ser tres, seis, nueve, etcétera. • Las semillas tienen un cotiledón. El cotiledón es la primera hoja del embrión19, generalmente más sencilla que las hojas formadas después. El cotiledón almacena endospermo –el tejido nutritivo que rodea el embrión–, que persiste al madurar la semilla. • Los tejidos vasculares, que transportan los nutrientes y el agua, se encuentran por todo el tallo. • Ejemplos: maíz, orquídeas, lirios. Dicotiledóneas • Pueden ser herbáceas, con tallos verdes y flexibles como el tomate; o leñosas, con tallos fuertes y de vida larga, como el roble. • Las hojas son más anchas que las monocotiledóneas y las venas tienen forma de red. • Las partes florales se encuentran en múltiplos de cuatro o cinco. • Las semillas tienen dos cotiledones llenos de alimento, que ayudan a nutrir al retoño hasta que madura. En el momento en que las semillas maduran, el endospermo va desapareciendo. • Los tejidos vasculares están ordenados formando un círculo. • Son aproximadamente el doble de abundantes que las monocotiledóneas. • Ejemplos: robles, rosas, cactus, girasoles.

Ejercicio 14 Escribe una diferencia entre las plantas monocotiledóneas y las dicotiledóneas:

embrión: rudimento de un ser vivo, desde que comienza el desarrollo hasta que el individuo adquiere sus características de adulto. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Algunos árboles de Guatemala

• Palo de pito. Según el Popol Vuh, sirvió para formar el primer hombre. Los pétalos de sus flores son utilizados para hacer pitos, de donde se cree, deriva su nombre.

• Chicozapote. De este árbol se extrae el chicle, producto importante de la Sabías que... Algunas especies alimenticias propias de nuestro país son: maíz, frijol, algunas especies de chile, cacao, aguacate y amaranto.

vida socioeconómica de Petén y de Guatemala. Su madera es notable por su fuerza y durabilidad. Fue muy empleada por los mayas para la construcción de sus templos.

• El Morro. De los frutos secos del morro se fabrican unos recipientes llamados jícaras. El morro se utiliza como planta medicinal y como materia prima para la elaboración de guacales, cucharas, chinchines, alcancías y balanzas.

• Cedro. Es uno de los árboles madereros más importantes de Guatemala. Su madera fue utilizada durante la época colonial para tallar imágenes. En K´iche´ significa “madera de los santos”.

• Ceiba. Los mayas la apreciaban y la consideraban el árbol sagrado de la

vida, porque con sus fuertes raíces sostenía la Tierra. También representaba sabiduría. En Guatemala son célebres las ceibas de Palín, Sacapulas y las de la Plaza de Amatitlán, sembrada hace 450 años. El 8 de marzo de 1955 se declaró como el árbol nacional de Guatemala.

• Árbol

de hormigo. Su madera es utilizada para elaborar las teclas de nuestro instrumento nacional, la marimba.

La Ceiba, nuestro árbol nacional.

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Primer grado – ciclo básico

4.3.4 Reino Animal Los animales se encuentran en casi todas las partes del mundo. Hay animales acuáticos, terrestres, parásitos y voladores. A. Características: • Son heterótrofos, tienen células eucarióticas. Algunos son parásitos. • Pueden moverse: se pueden arrastrar, andar, nadar, saltar y volar. Sin embargo, algunos son sésiles –no se pueden mover–, como las esponjas marinas. • Se pueden reproducir de forma asexual o sexual. • Son pluricelulares.

Sabías que... Algunos paleontólogos estiman que el 99 % de las especies animales se han extinguido a lo largo de la historia del planeta. Actualmente se calcula que existen 1.3 millones de especies en el mundo.

B. Clasificación: 1. Invertebrados. Son organismos más simples que los animales vertebrados. Poseen un esqueleto externo o exoesqueleto. Han invadido prácticamente todos los rincones de la Tierra. Constituyen la mayor parte del reino animal. Debido a esa gran variedad, los invertebrados se dividen en diferentes grupos. A continuación estudiaremos algunos de ellos.

Sabías que... Se estima que en Guatemala se encuentran más de 100 000 especies de invertebrados.

a. Poríferos. Se estima que actualmente existen unas 5500 especies de esponjas. A este grupo pertenecen las esponjas, que son animales acuáticos, que viven principalmente en los mares. Su cuerpo está lleno de pequeños agujeros por donde pasa el plancton, del cual se alimentan. No tienen boca ni aparato digestivo. Tienen diferentes formas. El esqueleto que las cubre externamente está formado por pequeñas espinas de carbonato de calcio20 (CaCO3) o de sílice21 (SiO2). Son sésiles –se encuentran pegadas en un sustrato– y pueden realizar pocos movimientos. Tienen dos formas de reproducción:

• •

Sexual: los espermatozoides salen de una esponja con las corrientes de agua y llegan a otra esponja, fecundándola. Asexual: un pequeño fragmento de la esponja se desprende y origina una nueva esponja.

Importancia ecológica y usos: Las esponjas son parte de los ecosistemas acuáticos, muchas especies, como peces y cangrejos, se esconden en ellas y se alimentan de sus desechos. En una época, recoger esponjas y secarlas para utilizarlas en el baño era una industria muy floreciente. Actualmente se han desarrollado esponjas sintéticas más baratas.

20 21

carbonato de calcio: sustancia formada por los elementos químicos calcio, carbono y oxígeno. sílice: compuesto cristalino duro. La arena, en su mayoría, está compuesta de sílice.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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b. Cnidarios. Se estima que actualmente existen unas 10 000 especies de cnidarios. A este grupo pertenecen los corales, las anémonas, las medusas y las hidras. La mayor parte de cnidarios son marinos. Su cuerpo tiene forma de saco blanco y es gelatinoso, con la boca rodeada de tentáculos para alimentarse y, a la vez, eliminar desechos. Algunos tienen células urticantes22, que queman o irritan la piel, como el “chichicaste de mar”, una especie que habita en la costa sur de nuestro país. Se pueden reproducir sexual o asexualmente. Importancia ecológica y usos: Los cnidarios forman parte de los ecosistemas acuáticos más biodiversos del planeta: los arrecifes de coral. Los corales tienen un esqueleto externo calcáreo –formado de calcio–, y forman los llamados arrecifes coralinos, en donde viven gran cantidad de organismos marinos. Los esqueletos de los corales se utilizan para hacer artesanías y adornos. c. Platelmintos. Se estima que actualmente existen unas 20 000 especies de platelmintos. Cuando llega la época de invierno escuchamos “es tiempo de desparasitar a los niños”. Uno de los parásitos más comunes es la solitaria (o tenia). La solitaria, junto a las duelas y las planarias, pertenecen a los platelmintos. Los platelmintos son gusanos de cuerpo plano y en su mayoría son parásitos –viven y se alimentan dentro del cuerpo de otro ser vivo–. Las especies que no son parásitas viven en el mar, bajo las piedras, algas y otros lugares húmedos. Algunos platelmintos se alimentan de materia en descomposición –son carroñeros–, otros cazan su alimento –son depredadores– y otros tienen ganchos o ventosas para adherirse al ser del que se alimentan –son parásitos–. Los platelmintos que infectan a los seres humanos invaden el torrente sanguíneo, los pulmones, el hígado y el aparato digestivo.

Ejercicio 15 Visita el siguiente sitio web y conoce sobre el arrecife mesoamericano: http://www.marfund.org/sp/learnmore/whereis/where.html. Responde: ¿En qué países se encuentra el arrecife mesoamericano?

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urticante: que causa alergias o quemaduras en la piel.

Primer grado – ciclo básico

d. Anélidos. Se estima que actualmente existen unas 16 500 especies de anélidos. Los anélidos son gusanos de cuerpo segmentado formado por anillos. Viven en la tierra, en el mar, en agua dulce y algunos en el interior de otros seres vivos. Tienen reproducción sexual. Las conocidas lombrices de tierra y las sanguijuelas pertenecen a este grupo. Importancia ecológica y usos: Las lombrices son formadoras del suelo. Consumen materia orgánica: hojas podridas, cáscaras de frutas, verduras y restos de animales. Además, abren agujeros en la tierra, permitiendo que pase el aire. Durante mucho tiempo, y en especial a lo largo de los siglos XVIII y XIX, algunas especies de sanguijuelas se utilizaron en las llamadas “sangrías”, por su capacidad de abrir heridas y chupar sangre de la piel. Al pegar la sanguijuela al cuerpo del paciente la sangre empezaba a fluir y la sanguijuela la absorbía, lo que, según se creía, permitía la expulsión de la enfermedad. En la actualidad, en algunos países, las utilizan para evitar hemorragias y para sanar el tejido quemado o en descomposición. e. Moluscos. Actualmente se estima que existen unas 93 000 especies de moluscos. A este grupo pertenecen las conchas, los caracoles, las almejas, los mejillones, las ostras, las babosas, los calamares y los pulpos. A los calamares y pulpos se les llama cefalópodos (cefalo: cabeza, podos: patas), pues tienen patas en la cabeza, alrededor de la boca, que les sirven para capturar su alimento. Los moluscos son animales muy abundantes, que se caracterizan por tener un pie muscular y el cuerpo blando que, a menudo, se encuentra cubierto por una concha dura formada de calcio (Ca). El pie, ancho y plano, cumple la función de locomoción. La concha protege a los órganos internos. La mayoría de moluscos son marinos, otros viven en agua dulce y algunos son terrestres. Los órganos sexuales se encuentran separados, hay moluscos hembra y moluscos macho. En algunos casos hay organismos hermafroditas23. Pueden ser herbívoros, carnívoros, carroñeros o parásitos. Importancia ecológica y usos: Los moluscos sirven de alimento a otros animales y al ser humano. Forman parte de los ecosistemas acuáticos y terrestres. La tinta de los pulpos fue muy utilizada como colorante. Son muy conocidas las artesanías hechas con conchas: collares, aretes, botones, etc.

Ejercicio 16 ¿Has comido alguna vez algún molusco? Cuenta tu experiencia a tus compañeros. Si tu respuesta fue sí, qué tipo de molusco era? Descríbelo.

hermafrodita: organismo que posee tanto órganos masculinos como femeninos para la reproducción.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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f. Artrópodos. Se estima que actualmente existen aproximadamente 1 000 000 especies de artrópodos. Son el grupo más numeroso del reino animal. Incluye insectos, arácnidos y crustáceos. Reciben este nombre porque son animales con estructuras articuladas partes formadas por piezas unidas como las patas, tenazas y antenas. Las patas permiten los movimientos: trepar, caminar o brincar, las tenazas les sirven para atrapar alimento y comer. Las antenas son órganos sensoriales muy desarrollados, con las que pueden tocar superficies, reconocer la comida y captar la dirección del viento. El cuerpo de los artrópodos se divide en tres partes: cabeza, tórax y abdomen. Tienen un esqueleto externo formado por quitina24, que cubre su cuerpo por completo. Como el esqueleto externo es duro, deben cambiarlo varias veces mientras están creciendo. A este fenómeno se le conoce como muda25. Los artrópodos tienen reproducción sexual. Importancia ecológica y usos: Los arácnidos son depredadores, jugando un papel muy importante dentro de los ecosistemas, pues evitan el crecimiento desmedido de poblaciones de insectos, por ejemplo. Muchos insectos forman parte importante de las cadenas alimenticias terrestres, al ser alimento de aves, reptiles, mamíferos y anfibios. Los insectos son polinizadores de muchas plantas. Algunos producen hilos, utilizados para textiles. Por ejemplo, el gusano de seda, a partir del cual se fabrica la seda. Hay insectos que producen alimentos. Por ejemplo: las abejas producen miel, los zompopos de mayo son comestibles. Los crustáceos, además de formar parte de los ecosistemas acuáticos y terrestres, sirven de alimento al ser humano. Por ejemplo: las langostas, los camarones, los cangrejos y las jaibas.

Ejercicio 17 Reúnanse en grupos y hagan un concurso para ver quién menciona más animales artrópodos que conozca de su entorno.

quitina: sustancia protectora de consistencia dura y a prueba de agua, presente en el esqueleto externo de los artrópodos. 25 muda: cambio periódico de la cubierta de los artópodos. 24

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Primer grado – ciclo básico

Daños que producen los artrópodos: Algunos son venenosos. La viuda negra y la araña de violín pueden causar serios daños a nuestra salud. Algunos transmiten enfermedades, por ejemplo la chinche picuda transmite el protista que causa la enfermedad de Chagas. Una clase de mosquito transmite la malaria y otro el dengue. Las moscas transmiten microbios que causan enfermedades gastrointestinales. Algunos insectos son plagas que terminan con cultivos. g. Equinodermos. Se estima que actualmente existen unas 7000 especies de equinodermos. El nombre equinodermo significa “piel espinosa”. Entre los equinodermos se encuentran las estrellas de mar, los erizos de mar y las galletas de mar. Los equinodermos son animales marinos, con una característica peculiar: un esqueleto, que es como una lámina debajo de la piel. Las espinas de los equinodermos salen de esta lámina hacia el exterior. Se reproducen sexual o asexualmente. Casi todos son carroñeros o carnívoros. Se alimentan de moluscos, crustáceos, gusanos, de otros equinodermos y de peces. Tienen patas que les sirven para la locomoción o para sujetar a sus presas.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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2. Animales vertebrados Se clasifican dentro de los animales del phylum cordados26. Se estima que actualmente existen unas 52 000 especies de vertebrados. Los vertebrados se caracterizan porque tienen un esqueleto interno formado por huesos, como la columna vertebral –que le da soporte al cuerpo–. Poseen además, órganos de los sentidos, un cráneo que encierra y protege al cerebro y un esqueleto interno o endoesqueleto, que crece junto con el animal. Se reproducen sexualmente. Los vertebrados se dividen en cinco grupos bien diferenciados: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. a. Peces: vertebrados acuáticos, en su mayoría tienen el cuerpo cubierto por escamas, poseen aletas para nadar y respiran por branquias. Pueden vivir en agua dulce, salada o intermedia. Su temperatura depende de la del medio ambiente (poiquilotermos, comúnmente llamados de “sangre fría”).

Los tiburones, rayas, sardinas y el atún son ejemplos de peces.

b. Anfibios: tienen doble vida –acuática y terrestre–. En estado juvenil, son renacuajos, viven en el agua y respiran por branquias. Cuando son adultos viven en la tierra y respiran por pulmones y a través de la piel. Al cambio de juvenil a adulto se le llama metamorfosis. La piel de los anfibios es lisa, dura y sin escamas. Son poiquilotermos. Metamorfosis de una rana

larva

huevo

renacuajo

juvenil adulto

Se estima que en Guatemala existen 142 especies de anfibios. Ejemplos de anfibios son las ranas, los sapos y las salamandras.

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cordados: phylum animal en donde se encuentran los animales bilateralmente simétricos.

Primer grado – ciclo básico

c. Reptiles: son poiquilotermos. Tienen escamas duras y secas que les ayudan a evitar la deshidratación. Respiran por pulmones.

Se estima que en Guatemala existen 245 especies de reptiles.

Ejemplos de reptiles son: lagartijas, serpientes, tortugas y cocodrilos.

d. Aves: tienen la piel cubierta de plumas. Sus extremidades anteriores son alas. Tienen pico. Respiran por pulmones. Mantienen su temperatura constante, sin importar la temperatura del ambiente (son endotermos, comúnmente llamados de “sangre caliente”).

Se estima que en Guatemala existen 706 especies de aves.

El quetzal, las palomas, los zanates y los canarios, son ejemplos de aves.

e. Mamíferos: son el grupo más variado de los vertebrados. Tienen la piel cubierta de pelo. Son endotermos. Las hembras tienen glándulas mamarias que secretan leche para nutrir a sus crías. Están adaptados para vivir en diferentes ambientes. El jaguar es un mamífero que se encuentra en peligro de extinción por su cacería.

Ejercicio 18 Escribe el nombre de un pez, un anfibio, un reptil y un ave que conozcas o de los cuales hayas oído hablar o visto en documentales: Pez: Anfibio: Reptil: Ave:

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Se estima que en Guatemala existen 244 especies de mamíferos. Los siguientes son algunos órdenes taxonómicos de mamíferos: • Insectívoros: se alimentan de insectos. Por ejemplo: oso hormiguero y musarañas. • Roedores: tienen dientes incisivos especializados para roer27. Por ejemplo: ardilla y ratón. • Carnívoros: tienen dientes afilados para comer carne, la mayoría posee garras. Por ejemplo: jaguar y mapache. • Cetáceos: son acuáticos, por lo que tienen aletas que remplazan las extremidades. Por ejemplo: ballenas y delfines. • Sirenia: son acuáticos, con extremidades anteriores en forma de aletas y sin miembros posteriores (patas traseras). Por ejemplo: el manatí. • Primates: tienen postura recta o parcialmente recta. Extremidades anteriores adaptadas para agarrar. Tienen el cerebro bien desarrollado. Por ejemplo: mono araña y ser humano. • Ungulados: tienen cascos o pezuñas28, son vegetarianos con grandes muelas para masticar. Por ejemplo: venado cola blanca, tapir.

Navega en la red Conoce más sobre los animales, visitando el siguiente enlace: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/animales/animal.htm

Ejercicio 19 Escribe el nombre de cinco mamíferos que conozcas de tu entorno, que hayas visto en algún documental o de los cuales hayas escuchado: 1. 2. 3. 4. 5.

roer: carcomer, gastar. pezuña: conjunto de los dedos de una misma pata.

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Primer grado – ciclo básico

4.3.5. Un caso especial entre los habitantes del planeta: los virus Los virus son organismos muy pequeños formados por ácidos nucleicos29 y proteínas. No se clasifican dentro de los reinos de la naturaleza porque no están formados por células. Los virus necesitan conseguir la energía de una célula viva para realizar sus procesos metabólicos (reproducirse, moverse y alimentarse). Características de los virus: • Son más pequeños que las bacterias. • Dependen de las células vivas para realizar sus funciones metabólicas, como la reproducción. • Tienen formas muy variadas. • Pueden afectar a las células vegetales, los animales o a las bacterias, produciendo enfermedades. Pequeños caníbales Los virus que infectan a las bacterias y viven de ellas se llaman bacteriófogos. Los bacteriófagos tienen una forma especial, las fibras de la cola les permiten agarrarse a la bacteria. Algunos tipos de virus son: paramyxovirus, herpesvirus y rhabdovirus. Ejemplo de enfermedades causadas por virus son: • En plantas: virus del mosaico. • En animales: cólera porcino, moquillo, rabia y viruela en los pollos. • En humanos: resfriado común, varicela, herpes (fuego en la boca), paperas, rubeola, sarampión, rabia, gripe y SIDA. Gracias al desarrollo de las vacunas y a la mejora de la nutrición e higiene, se han erradicado algunas enfermedades como la viruela y la poliomielitis en países desarrollados.

Navega en la red Profundiza tus conocimientos sobre los virus, visitando el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=2Ii-WjolBA0

Ejercicio 20 Investiga qué es la gripe AH1N1 y escribe en tu cuaderno por qué esta enfermedad es tan peligrosa y cómo podemos prevenirla. 29

ácido nucleico: son grandes moléculas que almacenan la información genética (hereditaria) de un organismo y la transmiten a su descendencia. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

El experimento de Redi

Introducción Francesco Redi fue un científico italiano que realizó un experimento gracias al cual se descartó la teoría de la generación espontánea, que explicaba que los seres vivos se podían originar de materia no viva. Más tarde, fue confirmado por Louis Pasteur. A continuación, recrearemos el experimento de Redi. ¿Qué materiales necesitas? • Tres frascos de vidrio esterilizados (hervidos en agua por 10 minutos), uno de ellos con tapadera (también esterilizada) • Tres pedazos de carne • Una gasa • Cinta adhesiva • Tres etiquetas adhesivas (o bien, trozos de papel que pegarás con cinta adhesiva) • Tijeras • Un lápiz Procedimiento 1. Coloca un trozo de carne en cada uno de los frascos. 2. Al primer frasco déjalo destapado. 3. Tapa el segundo frasco con una gasa. Asegúrala con cinta adhesiva para que no pase ningún insecto. 4. Tapa el tercer frasco y séllalo herméticamente con su tapadera. 5. Escribe la fecha de tu experimento y tu nombre en una etiqueta, que colocarás en cada uno de los frascos. 6. Deja tu experimento en un lugar apropiado que tu maestro te indicará. 7. Observa diariamente los tres frascos y anota tus observaciones en tu cuaderno. Puedes llevar un registro fotográfico que después podrás compartir con tus compañeros. 8. Completa el siguiente cuadro con los resultados al cabo de los 10 días. Frasco 1

Frasco Frasco destapado

Frasco 2

Frasco tapado con gasa

Frasco 3

Frasco sellado con tapadera

Resultado

Responde: ¿Por qué este experimento ayudó a refutar la teoría de la generación espontánea? Explica tu respuesta.

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Primer grado – ciclo básico

El crecimiento de un moho

Introducción Como vimos en esta unidad, los mohos pertenecen al reino Fungi. Sus esporas se encuentran en el aire y crecen en material en descomposición, especialmente en condiciones cálidas y húmedas. A través de este experimento observarás el crecimiento de un moho. ¿Qué materiales necesitas? • Un frasco limpio de vidrio • Una naranja madura • Un lápiz o lapicero

Procedimiento 1. Coloca la naranja madura dentro del frasco sin tapadera. 2. Coloca el frasco en un lugar de preferencia cálido y húmedo. 3. Deja el frasco abierto durante dos semanas. 4. Anota en el siguiente cuadro tus observaciones. Día 1 Día 2 Día 3 Día 4 Día 5 Día 6 Día 7 Día 8 Día 9 Día 10 Día 11 Día 12 Día 13 Día 14

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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La capa blanquecina o azul-grisácea que observarás al final del experimento corresponde a alguna de las especies de moho: Penicillum o Aspergillus, que se alimentan de materia orgánica en descomposición. Escribe las características de este tipo de hongos:

Si en tu colegio o escuela cuentas con microscopio, pide a tu profesor que te ayude a observar una muestra del moho. Dibuja lo que observaste y describe la estructura del hongo.

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Primer grado – ciclo básico

Colección de plantas

Introducción Durante esta unidad hemos estudiado el variado reino de las plantas. En este experimento elaborarás una maqueta con una colección de plantas. ¿Qué materiales necesitas? • Una maqueta que puedes elaborar preferentemente de materiales reciclados, biodegradables o reutilizables, como cartón • Cinta adhesiva, alfileres, goma o pistola de silicón para pegar tus muestras • Etiqueta adhesiva • Lapicero o lápiz • Muestras secas de plantas • Tijeras para podar • Varios trozos de cartón grueso de aproximadamente 40 x 30 cm • Un lazo • Papel periódico (prensa) • Bolsas plásticas pequeñas (para semillas o frutos grandes) Procedimiento 1. Colecta un ejemplar o parte de un ejemplar de cada una de las siguientes plantas: musgo, helecho, conífera, planta monocotiledónea (con flor), planta dicotiledónea (con flor). 2. Pon a secar tus muestras de la siguiente manera: a. Las partes grandes y gruesas, como frutos o semillas, colócalas sobre papel periódico (prensa) a asolear por unos 5 días. b. Las partes blandas, como hojas y flores, colócalas separadas dentro de una hoja de papel periódico. A su vez, separa cada periódico por una pieza de cartón. Coloca todas las muestras separadas por las piezas de cartón unas sobre otras, hasta formar una pila. La idea es aplastar las muestras. Asegura la pila con el lazo. Coloca la pila de muestras bajo el sol durante dos días. Si no se han secado para ese entonces, cambia el papel periódico y vuelve a colocar al sol por dos días más. 3. Cuando tus muestras estén secas, colócalas en la maqueta. ¡Usa tu creatividad! 4. A cada muestra colócale una etiqueta con la siguiente información: a. Nombre de la persona que recolectó la muestra. b. Fecha de colecta. c. A qué tipo de planta pertenece. d. Si sabes el nombre común de la planta, también lo puedes colocar. e. Puedes investigar en Internet el nombre científico y también colocarlo. 5. Lleva tu maqueta a clase, donde tu profesor montará una exhibición. Puedes tomarle una fotografía y compartirla con tus compañeros a través de Facebook, WhatsApp o correo electrónico. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Resumen La vida apareció en el planeta Tierra hace unos 3.5 billones de años. Las teorías que explican su origen son: ü Migracionista: la vida viene de otro planeta. ü Creacionista: todos los seres vivos fueron creados por uno o varios dioses supremos. ü Generación espontánea: los seres vivos pueden nacer de materia no viva. ü Bioquímica: algunos compuestos químicos reaccionaron con las condiciones ambientales (temperatura, electricidad), dando origen a seres vivos. ü Evolucionista: se basa en la teoría bioquímica y explica que a partir de los primeros seres vivos simples se formaron seres vivos cada vez más complejos. La evolución estudia la forma en la que se han desarrollado los organismos a través del tiempo. La adaptación consiste en poseer una o varias características heredadas de sus padres, que hacen que un organismo esté mejor capacitado para sobrevivir en cierto ambiente. La selección natural se encarga de “escoger” a las especies más aptas, que son las que se encuentran mejor adaptadas a su medio, y de “eliminar” a las menos aptas, provocando su extinción. Los fósiles son restos (como los huesos) o marcas (como las huellas) de seres vivos que quedaron atrapados entre las rocas, o su impresión (moldes) en el sedimento, que lograron conservarse a lo largo del tiempo. Los primeros seres humanos surgieron en África. Aprendieron a usar las extremidades inferiores para caminar y las superiores para manipular objetos. Se adaptaron a todas las regiones del mundo. Las características de los seres vivos son: organización, metabolismo, homeostasis, crecimiento, movimiento, irritabilidad, reproducción y adaptación. Existen dos tipos de reproducción: A. Sexual: dos individuos de distinto sexo unen sus células reproductivas (gametos) a través de la fecundación, a partir de la cual se forma un cigoto que da lugar a un nuevo ser vivo. B. Asexual: un mismo individuo, o parte de él, se divide para dar lugar a dos. Los niveles de organización de los seres vivos son: Átomo à Molécula à Organelo à Célula àTejido à Órgano à Sistema à Organismo à Población à Comunidad à Ecosistema à Biosfera La célula es la unidad básica estructural y funcional de todo ser viviente. Sus partes son: ü Núcleo: contiene la información genética del individuo. ü Membrana celular: protege a la célula del medio exterior. ü Citoplasma: es una sustancia coloidal, en el citoplasma se encuentran los organelos: retículo endoplasmático, Aparato de Golgi, ribosomas, lisosomas, mitocondrias, preoxisomas, citoesqueleto, centrosomas y estructuras especializadas para el movimiento (cilios o flagelos).

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Primer grado – ciclo básico

La célula vegetal se diferencia de la célula animal porque no posee lisosomas, centrosomas, flagelos; pero sí posee vacuolas, plastidios, pared celular y plasmodesmatas. Existen dos tipos de células: Eucariotas: el material genético se encuentra dentro de un núcleo. Los organelos tienen membranas. Procariotas: la información genética (ADN) se encuentra dispersa dentro del citoplasma. No poseen organelos rodeados por membranas. En la naturaleza existen organismos formados por una sola célula, que se les llama unicelulares. Otros están formados por dos o más células y se denominan pluricelulares o multicelulares. Las células se reproducen por mitosis, proceso de división mediante el cual a partir de una célula se producen dos idénticas a la célula madre y entre sí; o meiosis, mediante el cual a partir de una célula se producen cuatro diferentes a la madre y entre sí. Clasificación de los seres vivos Clasificación

Algunas características Procariotas

Dominio Archaea

Unicelulares Viven en condiciones ambientales extremas Procariotas

Dominio Bacteria

Unicelulares o en colonias Heterótrofos y autótrofos (cianobacterias) Habitan en todo el planeta

Dominio Eukarya

Eucariotas

El dominio Eukarya se divide en los siguientes reinos: 1. Reino Protista (protistas): unicelulares o pluricelulares, comparten características de animales y plantas, se pueden reproducir sexual o asexualmente, la mayoría son acuáticos (aunque hay terrestres y parásitos). Se dividen en: flagelados (mastigóforos), sarcodinos (ameboides), ciliados, esporozoarios, dinoflagelados, diatomeas, algas verdes, algas rojas, algas doradas y hongos limosos. 2. Reino Fungi (hongos): unicelulares o pluricelulares, se nutren de seres vivos o material en descomposición. Se clasifican en mohos, levaduras y hongos macroscópicos. 3. Reino Vegetal (plantas): son autótrofos (producen su propio alimento a través de un proceso llamado fotosíntesis), sus células tienen pared celular y clorofila, se pueden reproducir sexual o asexualmente, son pluricelulares. Se clasifican en: a. Plantas no vasculares: musgos: plantas pequeñas, sin órganos verdaderos. b. Plantas vasculares: • Helechos: se reproducen por esporas. Por ejemplo: cola de quetzal, chipe. • Gimnospermas (coníferas): sus semillas se encuentran desnudas. Por ejemplo: pino, ciprés. • Angiospermas: sus semillas se encuentran dentro de un fruto.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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ü Monocotiledóneas: sus semillas tienen un cotiledón. Por ejemplo: maíz, lirio. ü Dicotiledóneas: sus semillas tienen dos cotiledones. Por ejemplo: roble, rosa. 4. Reino Animal (animales): son heterótrofos, pueden moverse, se pueden reproducir sexual o asexualmente, pluricelulares. Se clasifican en: a. Invertebrados: tienen esqueleto externo o exoesqueleto.

• • • • • • •

Poríferos: acuáticos, su cuerpo tiene agujeros por donde pasa el alimento. Ejemplo: esponjas. Cnidarios: marinos, su cuerpo tiene forma de saco y es gelatinoso, con la boca rodeada de tentáculos. Ejemplos: corales, medusas. Platelmintos: gusanos de cuerpo aplanado y en su mayoría parásitos. Ejemplo: tenia y planaria. Anélidos: gusanos de cuerpo segmentado formado por anillos. Ejemplo: lombriz de tierra y sanguijuela. Moluscos: tienen un pie muscular, un cuerpo blando y generalmente una concha que los protege. Ejemplos: concha, caracol, pulpo. Artrópodos: tienen estructuras articuladas (patas, tenazas, antenas). Ejemplo: arañas, insectos, crustáceos. Equinodermos: marinos, esqueleto debajo de la piel desde el cual salen espinas. Ejemplo: estrellas de mar.

b. Vertebrados: tienen un esqueleto interno formado de huesos, como la columna vertebral.

• • • • •

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Peces: acuáticos, cuerpo cubierto por escamas, poseen aletas y respiran por branquias. Ejemplo: tiburones y sardinas. Anfibios: tienen doble vida (terrestre y acuática), su piel es lisa, poiquilotermos, sufren metamorfosis. Ejemplo: ranas y sapos. Reptiles: poiquilotermos, tienen escamas duras y secas, respiran por pulmones. Ejemplo: serpientes, cocodrilos. Aves: endotermos, la piel está cubierta por plumas, sus extremidades anteriores son alas, tienen pico, respiran por pulmones. Ejemplo: quetzal, canario. Mamíferos: endotermos, la piel está cubierta por pelos, las hembras tienen glándulas mamarias que secretan leche. Ejemplo: ratón, delfín, ser humano.

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Escribe el nombre de las cinco teorías que explican el origen de la vida:

B. Enumera las características de los seres vivos:

C. Define con tus palabras los siguientes conceptos: a. Evolución: b. Célula: c. Mitosis: d. Meiosis:

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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D. Completa el siguiente crucigrama sobre los protistas. Horizontales: 1. Se mueven gracias a flagelos. 2. Organismos que forman esporas. 3. Algas unicelulares o pluricelulares marinas que tienen dos flagelos y color rojo. 4. Tienen el cuerpo cubierto de cilios, que les ayudan a moverse. 5. Algas unicelulares que tienen clorofila, el pigmento verde que las caracteriza. 6. También se llaman mixomicetes. Se alimentan de materia en descomposición o son parásitos. 7. También llamadas rodófitas. Algunas forman parte de arrecifes coralinos. Verticales: 8. También se llaman algas doradas. 9. No tienen forma definida. Un ejemplo es la ameba. 10. Aportan una buena parte del oxígeno de la atmósfera y sintetizan la materia orgánica. 9. 1.

8. 5.

3. 4.

7. 6.

E. Completa el siguiente esquema sobre la clasificación de los seres vivos: Dominio Archaea

Reino Protista

Dominio _______

Reino _________

Dominio Eukarya

Reino ________ (Vegetal) Reino Animal

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Primer grado – ciclo básico

10.

F. Completa el siguiente esquema sobre la clasificación de los animales. Vertebrados

Invertebrados

G. Completa el siguiente esquema sobre la clasificación de las plantas. Plantas no vasculares

Plantas vasculares

Helechos

Monocotiledóneas

Angiospernas

H. Completa el siguiente esquema con los niveles de organización de los seres vivos.

Átomo

Sistema a

a Organelo a

Célula a

a Población a

Biosfera

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Escribe con tus palabras cómo evolucionó el ser humano.

B. Señala las partes de la siguiente célula, e indica si es una célula vegetal o animal. 1. Núcleo, 2. Aparato de Golgi, 3. Membrana celular, 4. Citoplasma, 5. Mitocondria

Explica tu respuesta: C. De los siguientes esquemas, indica cuál es una célula procariota y cuál es una célula eucariota.

D. Explica con tus palabras la diferencia entre lo siguiente: a. Animal y planta: b. Reproducción sexual y asexual: c. Seres unicelulares y pluricelulares: d. Células eucariotas y procariotas: e. Vertebrados e invertebrados: E. Explica con tus palabras qué utilidad tienen los fósiles para describir la historia de la vida del planeta:

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Primer grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades

Habilidades: comprensión lectora, aplicación de conceptos.

A. Lee el siguiente texto, y responde las preguntas: Los científicos y las bacterias Es probable que la primera persona que vio una bacteria fuera Antonio Van Leeuwenhoek, naturalista holandés (1632-1723). Leeuwenhoek observaba con lupa cuanto estaba a su alcance: agua de charcos, agua de mar, vinagre, heces, saliva y muchas otras sustancias. Todo lo que veía lo describía en cartas que enviaba a otros científicos. En una carta escrita en 1683, describió el tamaño, la forma y las características del movimiento de unos organismos que estaban en hojas, no había duda… eran bacterias. Louis Pasteur, entre 1870 y 1880, reveló la importancia de las bacterias como agentes de enfermedad. Sus estudios sobre las enfermedades del vino y la cerveza mostraron que estas eran causadas por microorganismos del aire que producían una fermentación no deseada. Estas enfermedades podían evitarse con el calentamiento, lo que hoy conocemos como pasteurización, para eliminar a los organismos no deseados (bacterias). Posteriormente, un cirujano llamado Lord Lister aplicó lo que descubrió Pasteur en sus procedimientos quirúrgicos. Lister desinfectó su equipo de operaciones y se dio cuenta de que disminuía el número de muertes en pacientes, causadas por infecciones. Responde: ¿Qué pasos del método científico detectaste en la lectura?

¿Por qué es importante el estudio de los seres vivos para la salud de los humanos?

Según lo que leíste, explica cómo es el proceso de pasteurización de la leche:

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Después de estudiar...

Explico el origen y evolución de la vida desde la cosmovisión maya y desde la perspectiva científica. Describo el proceso de evolución de la especie humana. Establezco comparaciones entre la estructura y las funciones de diferentes tipos de células. Describo el funcionamiento de los distintos niveles de organización de la naturaleza. Aplico lo aprendido a través de la realización de tres experimentos, utilizando el método científico.

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Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

El cuerpo humano

unidad

¿Qué sabes del tema? Observa las siguientes figuras:

¿Qué diferencias existen entre los seres humanos y el resto de seres que habitan el planeta? Escríbelas:

Algunas de estas diferencias resaltan a simple vista, como la forma de nuestro cuerpo. Otras no son tan obvias, pues ocurren dentro de nuestro cuerpo, como la digestión, la respiración o la forma en la cual nos reproducimos. Todo esto lo entenderás mejor luego de estudiar esta unidad.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo del cuerpo humano • • • • • •

El ser humano Ciclo de vida del ser humano El cuerpo humano El sistema digestivo El sistema respiratorio El sistema reproductor

A la ciencia por la experiencia • Preparemos suero oral casero • La respiración paso a paso • Disección de un testículo de toro Verifica tu aprendizaje

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 1. Describe los procesos de digestión, respiración, reproducción y herencia como funciones vitales del ser humano.

Indicador de logro

Discute sobre si la capacidad de inteligencia es exclusiva del ser humano.

Resalta el valor del respeto al adulto mayor.

Representa los niveles de organización del cuerpo humano.

Responde preguntas y realiza ejercicios sobre las partes y funciones del sistema digestivo.

2.1 Practica el ejercicio físico, la adecuada alimentación y la higiene en la prevención de enfermedades y el mejoramiento de la salud.

Investiga sobre los efectos de la cirrosis en la salud y discute sus hallazgos con sus compañeros.

Completa un mapa conceptual de la digestión.

2.2 Identifica las acciones de la persona humana que contaminan el agua y los alimentos.

Analiza la relación que existe entre la desnutrición infantil y el grado de escolaridad de los padres.

Investiga sobre los daños que causa el fumar.

Responde preguntas y realiza ejercicios sobre conceptos relacionados con el sistema reproductor.

Brinda su opinión sobre la discriminación de niñas al nacer, resaltado el valor de la equidad de género.

Determina la forma en la cual se puede planificar un embarazo, acorde al ciclo menstrual.

Discute sobre el tema del aborto, resaltando los valores del derecho y respeto a la vida, incluyendo los temas de paternidad responsable y sexualidad.

Investiga qué es una cesárea y explica bajo qué condiciones se realiza.

Realiza tres experimentos relacionados con los contenidos de la unidad, utilizando el método científico.

1.1 Describe funciones de los sistemas digestivo y respiratorio del cuerpo humano. 1.2 Describe los cambios que suceden en el ciclo de vida del ser humano. 1.3 Comunica información sobre los cuidados prenatales, postnatales y la lactancia materna.

2. Relaciona la nutrición, el ejercicio físico, la prevención y tratamiento de enfermedades y la educación en seguridad, con la conservación y mejoramiento de la salud humana y la calidad de vida individual y colectiva.

2.3 Argumenta con relación a la utilidad de la medicina natural, el uso adecuado de alimentos y la vacunación como medios en la prevención y tratamiento de enfermedades. 2.4 Describe las formas de prevención de las infecciones de transmisión sexual, VIH y el SIDA con el bienestar familiar y social. 2.5 Describe la función biológica de la sexualidad humana y la responsabilidad que implica.

Ejes transversales • Desarrollo sostenible; equidad de género, de etnia y social; educación en valores; vida familiar

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Primer grado – ciclo básico

Actividades

Componente: • Desarrollo humano integral; educación sexual: Vih/Sida; educación para la salud; deberes y derechos de la familia, niñez, juventud; relaciones intergeneracionales.

Valores Respeto al adulto mayor, paternidad responsable, derecho a la vida, respeto a la vida, sexualidad responsable, equidad de género.

El mundo del cuerpo humano 1.

El ser humano: un ser sabio

Leer este libro y aprender su contenido son capacidades que tenemos los seres humanos. Pero, ¿qué es un ser humano? Desde el punto de vista biológico es un vertebrado perteneciente al reino animal, conocido con el nombre científico de Homo sapiens, que significa hombre sabio. Como vimos en la unidad 6, los animales tienen características como estar formados por células con núcleo, capacidad para desplazarse, capacidad de reproducirse y de responder a estímulos. Los humanos compartimos estas características y tenemos, además, otras que nos hacen especiales. Veamos. • Tenemos capacidad de pensar y progresar: el desarrollo del cerebro nos permite realizar actividades inteligentes como reflexionar, analizar y crear. • Usamos palabras para comunicarnos: se calcula que en el mundo se hablan más de 6000 idiomas. ¡Solo en Guatemala hay 25 diferentes! • Caminamos sobre dos pies: nos desplazamos sobre dos piernas y todo nuestro cuerpo está modificado por esta condición.

• Vivimos en grupos: somos seres sociales que vivimos en comunidades.

Ejercicio 1 Responde: ¿Crees que el ser humano es el único ser inteligente del planeta? Explica tu respuesta.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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2. Ciclo de vida del ser humano Como todo organismo vivo, los humanos cumplimos un ciclo de vida que conlleva cambios físicos, psicológicos e intelectuales que los estudiosos dividen en dos etapas: prenatal y postnatal. A. Etapa prenatal: antes del nacimiento Prenatal significa antes de nacer. Esta etapa describe los cambios que tenemos desde la concepción hasta el nacimiento. Se divide en tres periodos de desarrollo, que explicaremos a detalle más adelante. • Periodo germinal: (0 a 15 días de gestación) • Periodo embrionario: (15 días a 3 meses de gestación) • Periodo fetal: (3 a 9 meses de gestación)

B. Etapa postnatal: Después del nacimiento Postnatal significa después del nacimiento y comprende los cambios que sufrimos desde que nacemos hasta que morimos. Se describe en seis periodos: • Neonatal: (0 a 28 días) Es el primer contacto del recién nacido con el medio externo. Durante esta etapa los bebés necesitan muchos cuidados y cariño de los padres. • Niñez: (28 días a 12 años) Nuestro cerebro se desarrolla en un 80 % de su capacidad, lo que nos permite adquirir habilidades como hablar, leer y caminar. • Adolescencia: (12 a 18 años) Inicia con la pubertad y está marcada por la madurez sexual. Es un periodo especial, porque el adolescente adquiere independencia y forma la propia identidad.

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Primer grado – ciclo básico

• Juventud: (18 a 40 años) La capacidad física se desarrolla al máximo. El joven comienza a trabajar, a formar su familia y su círculo social. • Adultez: (40 a 65 años) Aparecen las señales físicas que indican el paso del tiempo (calvicie, arrugas, canas, etc.) En las mujeres se da la menopausia que marca el fin de la capacidad reproductiva. • Vejez: (65 años en adelante) Disminuyen las habilidades físicas. Ocurre el envejecimiento natural de las células y los órganos se deterioran hasta la muerte.

Ejercicio 2 ¿Tienes abuelitos? Comparte con tus compañeros el nombre de tus abuelitos y las actividades que realizas con ellos.

Después de leer las características de la vejez, explica por qué nuestros abuelos y nuestras abuelas merecen respeto, amor y atenciones de nuestra parte.

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El cuerpo humano: organización interna

El cuerpo humano es como una casa construida ladrillo a ladrillo. En nuestro caso esos ladrillos se llaman células. Las estudiamos en la unidad 6. A partir de ellas, nuestro cuerpo se ordena en cinco niveles de organización. Recordemos cuáles son: • Células. Son las unidades más pequeñas de la vida. Cada una cumple con una función diferente. Las hay musculares, nerviosas, sanguíneas, etc. • Tejidos. Las células con función similar se unen y forman tejidos. Por ejemplo, las células musculares forman tejido muscular. • Órganos. Los tejidos se agrupan y forman órganos. Por ejemplo, el corazón está formado por un conjunto de tejidos musculares. • Sistemas o aparatos. Los órganos se agrupan en sistemas o aparatos. Por ejemplo, los músculos juntos forman el sistema muscular. • Organismo. Todos los sistemas funcionando en conjunto forman el cuerpo humano.

Navega en la red Visita la siguiente dirección de YouTube y haz un viaje al interior del cuerpo humano: http://www.youtube.com/watch?v=5jf4UHWeU0w El video dura más de una hora. Te sugerimos verlo por partes u organizar un “día de película” con tu familia o compañeros.

Ejercicio 3 El esquema siguiente representa los niveles de organización interna de nuestro cuerpo. Escribe la palabra que falta en cada recuadro para completarlo. Células

En primero básico estudiaremos tres sistemas: digestivo, respiratorio y reproductor. ¡Empecemos a conocer nuestro cuerpo y su funcionamiento!

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Primer grado – ciclo básico

3.1 El sistema digestivo: el encargado de la digestión Seguro que tu receta favorita se prepara con verduras, carnes y condimentos. Cada uno de esos elementos aporta sabor y nutrientes. ¿Sabes qué son los nutrientes? Son unas sustancias contenidas en los alimentos que el cuerpo obtiene a través del proceso llamado digestión. El conjunto de órganos que se encarga de la digestión forma el sistema digestivo. Este sistema transforma los alimentos que consumimos en sustancias que pueden ser aprovechadas por el cuerpo. Sus funciones son: • Ingestión: el alimento entra en el tubo digestivo por la boca y es tragado. • Digestión: los alimentos se transforman en nutrientes. • Absorción: el alimento transformado en nutrientes ingresa a las células y es aprovechado por el organismo. • Eliminación: los desechos de los alimentos se expulsan del cuerpo.

Ejercicio 4 Rellena el círculo del enunciado que mejor define el sistema digestivo. O Sistema encargado de la respiración. O Sistema encargado de transformar los alimentos en nutrientes. O Sistema encargado del transporte de los alimentos por el cuerpo.

Ejercicio 5 Completa el mapa conceptual con las funciones del sistema digestivo que hacen falta. Tienes un ejemplo. ingestión

funciones del sistema digestivo

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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3.1.1 Estructura del sistema digestivo: los órganos que nos nutren El sistema digestivo es un conducto largo que consta de varias estructuras agrupadas en dos secciones: tubo digestivo y glándulas anexas. A. Órganos del tubo digestivo El tubo digestivo comprende los órganos por donde pasa el alimento desde que lo ingerimos hasta que expulsamos los desechos. • Boca: es la puerta de entrada al tubo digestivo. Contiene los dientes, que mastican el alimento, y la lengua, con los receptores del gusto. • Esófago: el esófago es un conducto por el que pasa el alimento de la boca al estómago. • Estómago: es el órgano donde se mezclan y degradan los alimentos. • Intestino delgado: es un tubo muy largo plegado sobre sí mismo, donde se absorben las sustancias nutritivas. • Intestino grueso o colon: es el tubo que recibe las sustancias de desecho que deben ser expulsadas a través del ano. boca

esófago

estómago

intestino delgado intestino grueso ano

Ejercicio 6 Recuerda el contenido que acabas de estudiar en este apartado. Luego, responde a las preguntas. 1. ¿Cuál es el órgano que funciona como entrada al tubo digestivo? 2. ¿Cuál es la estructura encargada de conducir el alimento de la boca hacia el estómago? 3. ¿En qué parte del tubo digestivo se mezclan y degradan los alimentos?

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Primer grado – ciclo básico

B. Glándulas anexas Las glándulas anexas tienen como función secretar sustancias que ayudan a descomponer los alimentos durante la digestión. • Las glándulas salivales se encuentran en la boca y se encargan de producir la saliva, un líquido que lubrica los alimentos para facilitar su paso por el tubo digestivo y contiene enzimas que inician el proceso de digestión. • El hígado es la glándula más grande del cuerpo. Se encarga de producir bilis, un líquido que se libera hacia el intestino delgado. Las funciones del hígado son: • Facilitar la digestión de las grasas.

Sabías que... Cada día, nuestras glándulas salivales secretan casi un litro de saliva.

• Procesar y almacenar sustancias nutritivas. • Desintoxicar el cuerpo de sustancias dañinas como alcohol, medicamentos u otros agentes tóxicos que ingresan al organismo. • El páncreas es una glándula alargada que produce jugo pancreático y una hormona llamada insulina. Esta hormona es la responsable de regular la concentración de azúcar en la sangre.

Ejercicio 7 Completa la tabla. Escribe en la columna derecha el nombre de la glándula anexa que corresponde a cada función. Tienes un ejemplo. Función Secretar la bilis que se libera al intestino delgado.

Glándula Hígado

Producir la saliva para lubricar los alimentos. Desintoxicar el cuerpo de sustancias dañinas. Producir el jugo pancreático y la hormona insulina.

Ejercicio 8 Investiga qué es la cirrosis y escribe un resumen acá (causas, síntomas, tratamiento). Discute con tus compañeros en clase por qué beber alcohol es tan dañino para la salud.

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3.1.2 La digestión: de alimentos a nutrientes Como vimos en el inciso anterior, la digestión es el proceso de convertir los alimentos en nutrientes para que el cuerpo pueda aprovecharlos. En su recorrido por el tubo digestivo, el alimento pasa por tres etapas: • Digestión bucal o mecánica: comienza en la boca cuando los alimentos son triturados por los dientes y se mezclan con la saliva. Así, la comida se convierte en una masa húmeda conocida como bolo alimenticio que está lista para seguir su recorrido por el tubo digestivo. • Digestión gástrica: el bolo alimenticio pasa al estómago donde, por acción de los jugos gástricos, se transforma en una sustancia pastosa llamada quimo. • Digestión intestinal: la mayor parte de la digestión ocurre en el intestino delgado. El quimo se transforma en un líquido lechoso lleno de nutrientes conocido como quilo y queda listo para que las células del cuerpo lo aprovechen. Los desechos que resultan de la digestión se acumulan en el intestino grueso como heces fecales. Las heces son expulsadas del cuerpo a través del ano.

Digestión bucal

Digestión gástrica

Digestión intestinal

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Primer grado – ciclo básico

bolo alimenticio

quimo

quilo

Navega en la red Puedes ver un video que explica el proceso de la digestión en la dirección siguiente: http://www.youtube.com/watch?v=H86hH11w9i0

Ejercicio 9 Ordena los conocimientos que acabas de aprender. Completa el mapa conceptual con los datos que faltan.

La digestión Ocurre en tres etapas

digestión gástrica

3.1.3 La nutrición: energía para el cuerpo La nutrición consiste en aprovechar la energía de los alimentos para realizar las funciones que mantienen la vida. Una buena nutrición se consigue con una dieta que incluya los nutrientes necesarios, en las cantidades adecuadas. Las necesidades nutritivas varían según la edad, el peso, el sexo y el grado de actividad física que se realice.

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Los nutrientes cumplen funciones específicas y se clasifican en cinco grupos. Nutrientes Carbohidratos Lípidos o grasas (saturadas e insaturadas) Proteínas

Vitaminas: A, C, D, E, K y complejo B Minerales calcio, fósforo, potasio, sodio, hierro

Función Suministran energía al cuerpo.

Fuente Arroz, maíz, pastas, papa, cereales, azúcar.

Equilibran la temperatura del cuerpo, absorben vitaminas, ayudan a la formación de hormonas.

Aceite de: maíz, oliva, canola, girasol y almendras; margarina, mantequilla, manteca.

Construyen músculos y tendones; regeneran tejidos y actúan como enzimas. Ayudan a regular diferentes funciones del organismo y actúan como defensa contra infecciones. Forman parte de los tejidos y cumplen algunas funciones del organismo.

Carnes magras, clara de huevo, frijol, soya, pescado y lácteos. Frutas y vegetales de colores verdes, amarillos y anaranjados; lácteos, carne, huevos, legumbres, cereales. Carnes, hierbas, lácteos, huevos, cereales, leguminosas, granos.

La olla familiar es una propuesta de la Guía Alimentaria para Guatemala que incluye los alimentos y las cantidades adecuadas que una persona debe consumir diariamente. grasas y azúcares consumo moderado Sabías que... Entre de los principales alimentos de la comunidad garífuna de Guatemala están las raíces y los tubérculos como la yuca, la malanga y el camote.

carnes 2 - 3 porciones semanales

verduras 3 -5 porciones diarias

cereales y granos 6 - 11 porciones diarias

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AZÚCAR

lácteos, huevos e incaparina 2 - 3 porciones semanales

frutas 2 - 4 porciones diarias

Ejercicio 10 ¿Qué relación hay entre desnutrición infantil y escolaridad de los padres? Analiza los datos tomados de La niñez guatemalteca en cifras, un informe de Unicef, y responde la pregunta. Indicadores de desnutrición en niños de 0 a 5 años según la escolaridad de los padres

Porcentaje de desnutrición

65.6 %

46.4 %

Sin escolaridad 18.6 % Primaria Secundaria en adelante

Escolaridad de los padres ¿Por qué los índices de desnutrición son más bajos en las familias con mayor escolaridad?

3.1.4 Enfermedades y trastornos del sistema digestivo y nutricionales A. Enfermedades y transtornos del sistema digestivo Las enfermedades y trastornos del sistema digestivo son habituales en nuestro país. Frecuentemente son causadas por falta de higiene o por infecciones. Las más comunes son: • Parasitosis: son enfermedades causadas por algún tipo de parásito (amebas, lombrices). Pueden provocar diarrea, náuseas, pérdida de peso, dolor de estómago y fiebre. • Estreñimiento: es una condición en la que la defecación es poco frecuente y difícil, porque las heces se tornan duras y secas. Puede ser causado por falta de fibra, edad avanzada, algunos medicamentos, enfermedades del sistema digestivo, etc. • Diarrea: es un trastorno que hace que la defecación sea muy frecuente y que las heces sean acuosas. Puede ser causada por bacterias, virus, parásitos, ansiedad, alimentos en mal estado, etc. La diarrea prolongada provoca deshidratación. Unidad 7 – Ciencias Naturales

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• Gastritis: es la inflamación del revestimiento del estómago. Provoca agruras, dolor y sensación de vacío gástrico. Puede ser causada por malos hábitos alimenticios, como consumir comidas irritantes, comer poco o comer en exceso. • Hepatitis A: es una enfermedad causada por un virus. Afecta al hígado y se transmite por alimentos y agua contaminada con heces fecales o por contacto con la sangre de un enfermo. B. Trastornos nutricionales • La desnutrición: se produce cuando la cantidad de alimentos es insuficiente para satisfacer las necesidades de energía y proteínas que el cuerpo necesita, lo que provoca serios problemas de salud. Ejemplo de ello es la falta de hierro que causa la anemia; la falta de vitamina A puede causar ceguera nocturna y retardo del crecimiento. La falta de vitamina C puede causar enfermedades en la piel. La desnutrición debilita a una persona, haciéndola más propensa a enfermedades e infecciones y afecta a su desarrollo físico y mental. • La obesidad y el sobrepeso: se producen por consumir alimentos con alto contenido de grasa, sal y azúcar. Ejemplo de ello es la llamada “comida chatarra”. Otro factor que contribuye al sobrepeso en nuestra sociedad es la falta de ejercicio y la vida sedentaria. 3.1.5 Indicadores de salud en Guatemala • La diarrea y la gastroenteritis1, infecciones del aparato digestivo, están entre las causas principales de muerte en Guatemala. • Según la Organización Mundial de la Salud (Oms) en 2012, el 8 % de las muertes en niños menores de 12 fueron causadas por diarrea. • Guatemala es el país con mayor desnutrición crónica de Latinoamérica, y el sexto del mundo. La padecen especialmente los niños y las niñas menores de cinco años. • El 13.8 % de los hombres guatemaltecos y el 26.7 % de las mujeres padecen de obesidad según la Oms. 3.1.6 Vida saludable A. Prevención Para prevenir las enfermedades gastrointestinales y los trastornos alimenticios, te aconsejamos lo siguiente: • Tomar agua pura o purificarla. • Lavarse las manos antes de consumir alimentos y después de ir al baño. • Lavar bien todos los alimentos antes de prepararlos. Algunas frutas y verduras, como las fresas, deben ser cloradas, pues a veces provienen de sembradíos regados con aguas negras.

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gastroenteritis: inflamación del estómago o intestino causada por un virus, bacteria o parásito.

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• Consumir una dieta balanceada. Evitar comer en la calle y no consumir comida “chatarra”. • Algunas enfermedades, como la hepatitis A y el rotavirus2, pueden prevenirse con vacunas. • Comer los tres tiempos de forma puntual. Pueden complementarse con dos refacciones: una en la mañana y otra por la tarde. • Evitar el estrés, pues puede causar trastornos como el colon irritable o gastritis. ¡A purificar el agua! La diarrea y las infecciones por amebas son comunes en Guatemala. Una forma de prevenirlas es desinfectando el agua que bebemos. La desinfección se puede realizar de maneras distintas. Aquí te presentamos el método de cloración. Dosificación 1 litro de agua 4 gotas de cloro

3.5 litros de agua (1 galón) 16 gotas de cloro

5 litros de agua 20 gotas de cloro

Las gotas deben medirse con un gotero para mayor exactitud.

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos para enfermedades digestivas y sus síntomas son: Medicina occidental3 Antibióticos: medicamentos que eliminan bacterias patógenas. Antiparasitarios: medicamentos que eliminan parásitos como amebas o lombrices. Antiácidos: medicamentos que disminuyen la secreción de jugo gástrico, aliviando la acidez estomacal.

4 5 2 3

Medicina tradicional Pericón (Tagetes lucida): tiene propiedades antiespasmódicas4 y antibacterianas. Las hojas y flores se preparan como infusión. Manzanilla (Matricaria recutita): tiene propiedades antiinflamatorias y antiespasmódicas. Las flores se preparan como infusión. Anís (Pimpinella anisum): tiene propiedades antiflatulentas5. Los frutos o semillas secas se preparan como infusión.

manzanilla

rotavirus: es un tipo de virus que causa diarrea grave en bebés y niños. Todos los medicamentos deben ser recetados siempre por un médico. antiespasmódico: medicamento que ayuda a aliviar los espasmos musculares, como los cólicos estomacales. antiflatulento: medicamento que ayuda a aliviar o prevenir el exceso de los gases que se producen en los intestinos. Unidad 7 – Ciencias Naturales

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3.2 El sistema respiratorio: oxígeno que da vida

Sabías que... Cada día, respiramos aproximadamente 20 000 veces. Cuando cumplamos 70 años, habremos respirado al menos 600 millones de veces.

Respira profundo. Observa cómo tu pecho y tu abdomen se llenan de aire. Aunque no lo podamos ver, el aire que respiramos está compuesto por gases distintos. El oxígeno es el más importante, porque sin él las células del cuerpo morirían y nosotros también. ¿Pero cómo obtenemos el oxígeno del aire? Lo hacemos gracias al trabajo del sistema respiratorio. El sistema respiratorio es el conjunto de órganos encargados de la respiración. Cumple con estas funciones: • Toma oxígeno (O2) del aire. • Expulsa dióxido de carbono (CO2), producto de desecho del organismo. 3.2.1 Órganos del sistema respiratorio El aire que entra a nuestro cuerpo realiza un recorrido a través de dos estructuras del sistema respiratorio: las vías respiratorias y el aparato pulmonar. a. Las vías respiratorias están formadas por los órganos que llevan el aire hacia los pulmones. Son: • Fosas nasales: dos cavidades situadas encima de la boca. Ahí están los receptores del sentido del olfato que nos permiten percibir olores. • Faringe: parte de la garganta por donde pasan los alimentos que ingerimos y el aire que respiramos. • Laringe: cavidad formada por cartílagos. En ella se encuentran las cuerdas vocales, donde se produce la voz. • Tráquea: conducto largo y membranoso que se ramifica en los pulmones.

fosas nasales faringe laringe tráquea

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Primer grado – ciclo básico

b. El aparato pulmonar es el lugar donde se efectúa el intercambio gaseoso entre el aire del ambiente y la sangre. Se compone de los órganos siguientes: • Pulmones: dos órganos esponjosos que están protegidos por las costillas.

pulmones

• Bronquios: órganos pequeños, formados por anillos cartilaginosos.

bronquios

• Bronquiolos: ramificaciones de los bronquios que se conectan con los alveolos.

bronquiolos

• Alveolos: estructuras en forma de bolsitas, se agrupan a manera de racimos de uva, en las terminaciones de los bronquiolos. En ellos ocurre el intercambio gaseoso.

alveolos

3.2.2 La respiración Los movimientos de la respiración La respiración ocurre en dos movimientos que permiten la entrada y salida del aire en el organismo: inspiración y espiración. Estos movimientos son posibles gracias al diafragma, un músculo situado debajo de los pulmones que se contrae y se estira permitiendo la entrada y salida del aire. Cuando se contrae desciende, aumenta el tamaño de la cavidad torácica y los pulmones se llenan de aire. Por eso, cuando inspiramos el pecho se hincha. Al estirarse, disminuye el espacio de la cavidad torácica, los pulmones se contraen y espiramos. Inspiración Cuando inspiramos, introducimos aire en los pulmones a través de las vías respiratorias para obtener oxígeno (O2).

diafragma

Espiración Cuando espiramos, expulsamos aire con dióxido de carbono.

diafragma

Navega en la red Observa una animación que muestra cómo respiramos y la mejor forma de hacerlo en el siguiente enlace: https://biosfera.wikispaces.com/file/view/ComoRespirar.swf Unidad 7 – Ciencias Naturales

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3.2.3. Enfermedades del sistema respiratorio Las vías respiratorias y los pulmones están expuestos a microbios del ambiente, que causan con frecuencia enfermedades. Entre ellas, mencionamos cinco. Sabías que... La fiebre, la tos y la flema son algunos mecanismos naturales que nuestro cuerpo utiliza para expulsar o eliminar microorganismos que causan enfermedades.

• Asma: enfermedad que afecta las vías respiratorias, estas se inflaman y se estrechan. Puede ser ocasionada por alergia, estrés, resfriados o esfuerzo físico en personas sensibles. Algunos síntomas son: tos, dificultad para respirar, dolor de pecho y respiración con silbido. • Bronquitis: infección en los bronquios producida por bacterias o virus. Algunos síntomas son: tos, dolor de cabeza y fiebre. • Neumonía: infección en los pulmones producida por bacterias, virus o mohos. Puede producir fiebre, escalofríos, tos, dolor de cabeza, dolor de cuerpo y dificultad para respirar. En personas mayores, niños pequeños y personas débiles puede causar la muerte. • Gripe: infección causada por virus. Puede transmitirse por la saliva de otras personas cuando tosen o estornudan, así como por contacto directo con la saliva. Algunos síntomas son: dolor de cuerpo, tos, fiebre, secreción nasal, estornudos. • Tuberculosis: enfermedad transmitida por una bacteria que afecta los pulmones. Se transmite de persona en persona a través del aire (cuando una persona enferma tose, estornuda o escupe).

Sabías que... La vacuna hexavalente actúa contra seis enfermedades: difteria, tosferina, tétanos, hepatitis B, poliomielitis e influenza. Debe aplicarse a todos los bebés. Se recomienda aplicar las dosis primarias a los 2, 4 y 6 meses, y un refuerzo a los 18 meses.

3.2.4 Indicadores de salud en Guatemala • Según el Programa Nacional contra la Tuberculosis, cada año se registran tres mil casos nuevos de esta enfermedad en Guatemala. La Organización Mundial de la Salud (Oms) reportó 3442 casos en el país durante 2012. • Según la Oms, la principal causa de muerte en niños menores de 12 años durante 2012 fueron las infecciones respiratorias agudas. • Según la Oms, durante 2011 el 20 % de los hombres guatemaltecos mayores de 15 años fumaban. Este problema de salud afectó tan solo al 2 % de las mujeres. Sin embargo, en los jóvenes entre 13 y 15 años el problema es mayor, afectando al 20 % de la población masculina y 13 % de la población femenina.

Ejercicio 11 Investiga en Internet, pregunta a tu profesor o hazles una entrevista a tus padres sobre los daños que causa el fumar al sistema respiratorio. Escribe acá un resumen:

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Primer grado – ciclo básico

3.2.5

Vida saludable:

A. Prevención de enfermedades del sistema respiratorio Respirar adecuadamente ayuda a que nuestro organismo absorba mejor el oxígeno. Además, favorece la concentración y ayuda a mantenernos en calma. A continuación, te brindamos algunos consejos para evitar enfermedades respiratorias: 1. Mantener toda la casa bien ventilada para que entre aire puro. Si en tu casa no tienes áreas verdes cerca, sal los fines de semana con tu familia a visitar un parque o un lugar con bosques. 2. No fumar. 3. El humo que expulsan los buses y automóviles en mal estado daña nuestros pulmones. Por ello, es importante mantener nuestro vehículo en buen estado para evitar que contamine. 4. Abrigarse en días de frío.

Sabías que... En 1977 la Organización Mundial de la Salud estableció el tercer jueves de noviembre de cada año como el Día Internacional del Aire Puro. Esta fecha nos recuerda que la contaminación atmosférica es una de las principales causas de las enfermedades respiratorias y del corazón.

5. Algunas enfermedades respiratorias, como la neumonía, se pueden prevenir por medio de vacunas. La vacuna contra la neumonía debe administrarse especialmente a pequeños y adultos mayores. 6. Lavarse las manos antes de comer, pues así se eliminan microorganismos, como el virus de la gripe. B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos para enfermedades respiratorias y sus síntomas son: Medicina occidental6 Analgésicos: medicamentos que alivian el dolor. Ejemplo: aspirina. Antipiréticos: medicamentos que ayudan a bajar la fiebre. Ejemplo: acetaminofén. Antitusivos: medicamentos que ayudan a aliviar la tos.

Medicina tradicional Eucalipto (Eucalyptus globulus): Se usa para despejar las vías respiratorias. Se hacen inhalaciones del cocimiento de las hojas. Marrubio (Marrubium officinale): tiene propiedades expectorantes7. Las flores se preparan como infusión.

eucalipto

Guarumo (Cecropia peltata): tiene propiedades antiasmáticas. Las hojas se preparan en infusión.

6 7

Todos los medicamentos deben ser recetados siempre por un médico. expectorante: medicamento que favorece la expulsión de flemas.

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3.3 Sistema reproductor: continuidad de la vida Sabías que... Algunos padres anhelan que su primer hijo sea varón y suelen culpar a la mujer cuando su deseo no se cumple. Pero lo cierto es que el sexo del futuro bebé lo determina el espermatozoide.

Todos los seres vivos hemos nacido de otros seres con características parecidas a las nuestras. Esta propiedad se llama reproducción y se define como el proceso biológico que permite la creación de nuevos seres, para perpetuar la especie. El sistema reproductor es el conjunto de órganos encargado de la reproducción. El sistema reproductor es diferente en el hombre y en la mujer, como veremos más adelante, pero ambos cumplen las funciones de: • Secretar las hormonas sexuales que distinguen a cada sexo. • Formar células sexuales o gametos. Las glándulas mixtas llamadas gónadas son las encargadas de producir estas células. Las gónadas en el hombre son los testículos y producen espermatozoides (gametos masculinos). Las gónadas en la mujer son los ovarios y producen óvulos (gametos femeninos). La fecundación consiste en la unión del espermatozoide y del óvulo. En los seres humanos la fecundación es interna, es decir, los espermatozoides se depositan directamente dentro del cuerpo de la mujer. Profundizaremos en este tema en los siguientes incisos.

Ejercicio 12 Lee cada pregunta y escoge del recuadro la palabra que corresponde a la respuesta correcta. Luego, escríbela en la línea de la derecha. Tienes un ejemplo.

óvulos

espermatozoides

fecundación

reproducción

0. ¿Cómo se llaman las células sexuales femeninas que se producen en los ovarios? óvulos 1. ¿Qué nombre recibe el proceso por el cual se unen el óvulo y el espermatozoide? 2. ¿Cuál es el nombre de las células sexuales masculinas?

Ejercicio 13 Responde: ¿Qué opinión te merece el que haya personas que culpen a las madres porque en la familia solo nazcan mujeres? Discútelo en clase con tus compañeros y maestro. La llegada de una hija o un hijo es un regalo de Dios y la vida que renueva la alegría del hogar. Los padres y las madres responsables lo reciben con amor y le brindan los cuidados necesarios para que tenga un desarrollo adecuado.

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Primer grado – ciclo básico

3.3.1 Componentes del sistema reproductor Decíamos que el sistema reproductor es distinto en el hombre y en la mujer. Cada uno cuenta con estructuras especiales que ayudan a realizar sus funciones. A. Sistema reproductor masculino El sistema reproductor masculino tiene la función de producir espermatozoides. Está formado por órganos que se encuentran dentro y fuera de la pelvis. Órganos internos • Los testículos son órganos encargados de producir los espermatozoides y secretar la hormona testosterona. • Alrededor de los testículos se encuentra el epidídimo, donde maduran y se activan los espermatozoides.

conducto deferente

• Los conductos deferentes conectan el epidídimo con el conducto eyaculador, que atraviesa la próstata y desemboca en la uretra.

pene

• La próstata produce sustancias que nutren y dan energía a los espermatozoides. Este líquido forma el semen. La expulsión del semen se llama eyaculación.

próstata

epidídimo testículo

uretra

escroto

Órganos externos • El pene es el órgano encargado de depositar los espermatozoides en el sistema reproductor femenino. Está formado por el cuerpo, el glande (cabeza) y el prepucio (piel que lo protege). • El escroto es un saco de piel que aloja y protege los testículos. Se localiza entre las piernas.

Ejercicio 14 Completa y representa en un cuadro sinóptico los órganos internos y externos que forman el sistema reproductor masculino. Fíjate en el ejemplo. • testículos Órganos internos

• •

Sistema reproductor masculino Órganos externos

• •

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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B. Sistema reproductor femenino El sistema reproductor femenino tiene como función la producción de óvulos y el desarrollo del embarazo. Permite las relaciones sexuales y nutre a un nuevo ser desde la concepción hasta el parto. En la especie humana, este aparato se divide en: Órganos internos • Los ovarios son glándulas que producen óvulos y la hormona estrógeno.

trompas de Falopio

ovarios útero

• Las trompas de Falopio son conductos que comunican los ovarios con el útero. Cuando un óvulo madura sale del ovario a través de las trompas de Falopio y llega hasta el útero.

• El útero o matriz es el órgano donde se desarrolla el embrión. Se comunica con la vagina a través del cuello uterino (cuello de la matriz). Rodeando el útero está el endometrio, una membrana cuello uterino que recubre su interior. Su función es preparar la mucosa para la implantación del embrión. vagina endometrio

vulva

• La vagina es un conducto muscular que tiene dos propósitos: es el lugar en el que se introduce el pene durante las relaciones sexuales y es el canal por el que sale el bebé durante el parto.

Órganos externos • La vulva es la parte externa del sistema reproductor femenino. Está ubicada entre las piernas y cubre la abertura que conduce a la vagina. La vulva incluye: los labios mayores y menores, el clítoris y el pubis.

Navega en la red Amplía tus conocimientos sobre el sistema reproductor femenino y masculino: http://www.aula365.com/sistema-reproductor/ http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/ssvv/repro1.htm

Ejercicio 15 Completa y representa en un cuadro sinóptico los órganos internos y externos que forman el sistema reproductor femenino. • Órganos internos Sistema reproductor femenino

Primer grado – ciclo básico

• •

Órganos externos

212

•

3.3.2 Ciclo menstrual: el ciclo de la fecundidad El ciclo menstrual es el periodo reproductivo de la mujer. Dura 28 días aproximadamente, pero puede variar. La regulación de este ciclo depende principalmente de órganos y glándulas: hipotálamo8, hipófisis9 y ovarios. Veamos cómo transcurre normalmente un ciclo de 28 días. Etapa 1: infértil del día 1 al 9. La etapa 1 comienza con la menstruación, que puede durar entre tres y cinco días. En el calendario de la ilustración el inicio del ciclo está señalado dentro de un círculo. Al terminar la menstruación, el cuerpo se prepara para ser fecundado.

10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Etapa 2: fértil del día 10 al 18 aproximadamente. Entre los días 10 y 18, un óvulo está listo para ser fecundado. La ovulación sería entre los días 14 y 15, aunque puede variar. Las relaciones sexuales en esos días pueden dar lugar a un embarazo.

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Etapa 3: regresa la etapa infértil del día 19 al 28. Si el óvulo no es fecundado, saldrá expulsado, junto con el endometrio, a través de la vagina y, al finalizar esta etapa, dará comienzo a un ciclo menstrual nuevo.

10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

El primer ciclo menstrual se llama menarquia y el último menopausia, que es el cierre de la edad reproductiva.

Ejercicio 16 Lee el texto y fíjate en el calendario de la derecha para responder a las preguntas de abajo.

Carmen y su esposo están planificando su primer embarazo. El ciclo menstrual de Carmen inició el 5 de junio.

junio

10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1. Si nos ubicáramos en el noveno día del ciclo, ¿en qué etapa estaría Carmen? 2. ¿En qué días del mes de junio podría quedar embarazada? 8

hipotálamo: parte del cerebro que contiene células especializadas en la producción de hormonas.

hipófisis: es una glándula adherida a la base del cerebro, también se le conoce como "glándula maestra", porque las hormonas que secreta controlan las funciones de otras glándulas endocrinas. Algunas de estas hormonas son las de crecimiento y antidiurética. Unidad 7 – Ciencias Naturales

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3.3.3 El embarazo: nueve meses de formación y crecimiento A. La fecundación: el inicio de una vida nueva Como vimos anteriormente, la fecundación es la unión entre un espermatozoide y un óvulo. En los seres humanos, la fecundación es interna a través del coito o relación sexual. Se produce dentro del cuerpo de la mujer, en las trompas de Falopio. La fecundación se da en cuatro fases: 1. El espermatozoide encuentra el óvulo. 2. El espermatozoide logra penetrar en el óvulo. Pierde su cola y solo entra la cabeza, que contiene el núcleo con la información genética del padre. 3. El óvulo se activa y no permite que entren más espermatozoides. 4. El núcleo masculino se une al núcleo femenino del óvulo, formando una nueva célula denominada cigoto. Un óvulo permanece fértil 24 horas. Los espermatozoides pueden durar unos pocos días en el aparato reproductor femenino. A partir de la formación del cigoto se considera que ya existe un ser vivo, por ello el aborto, que es la práctica de eliminar un embrión o un feto, se considera un atentado contra la vida de una persona ya en desarrollo. Existen dos tipos de aborto: el natural (espontáneo) y el provocado. El primero ocurre cuando el embrión o el feto no sobrevive por causas naturales dentro de la madre; mientras que el segundo es intencional, y ocurre cuando el embrión o el feto está vivo y la madre, por alguna causa, no desea que nazca. Existe mucha controversia sobre este tema, ya que algunas personas defienden ciertos tipos de aborto, como el llamado “terapéutico”, que se da cuando la salud de la madre corre peligro por el embarazo o cuando el bebé es producto de una violación. Incluso, en algunos países el aborto es legal. Sin embargo, en todos los casos, la muerte de un ser humano a manos de otro no es justificable, una persona no tiene derecho sobre la vida de otro, aunque el embarazo no sea deseado. Por ello, todas las personas, especialmente los adolescentes deben recibir educación sexual para conocer las consecuencias de tener relaciones sexuales.

Ejercicio 17 Reúnete con tus compañeros de clase y discutan sobre el aborto y el derecho primordial de toda persona, que es el derecho a la vida. Incluyan en la discusión los siguientes temas: el valor del respeto a la vida, paternidad responsable, sexualidad.

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Primer grado – ciclo básico

B. Embarazo: nueve meses de formación y crecimiento El embarazo es el proceso en el cual crece y se desarrolla un nuevo ser en el útero materno. Inicia con la fecundación y termina con el parto, cuando nace el bebé. En los seres humanos dura aproximadamente 9 meses o 38 semanas. Para explicar el embarazo, los expertos lo dividen en tres trimestres: a. Primer trimestre (de 1 a 3 meses) Inmediatamente después de la fecundación, el cigoto comienza a desarrollarse hasta convertirse en embrión. Viaja de las trompas de Falopio hacia el útero y se implanta en el endometrio donde comienza su desarrollo. En el primer mes, el embrión mide 1 milímetro aproximadamente. Se comienzan a formar algunos órganos: corazón, pulmones, brazos y piernas. En el segundo mes, el desarrollo de los órganos continúa. Los huesos empiezan a dar forma al cuerpo del bebé. Aparecen otras estructuras como párpados y dedos de manos y pies. Al final del tercer mes, el bebé ya tiene apariencia humana y se llama feto. Durante todo el embarazo, el embrión se alimenta a través del cordón umbilical y de la placenta, que toma nutrientes del cuerpo de la madre y los transfiere al bebé.

cordón umbilical

placenta

líquido amniótico

feto

b. Segundo trimestre (de 4 a 6 meses) Durante el segundo trimestre, el feto crece rápidamente. Vive rodeado por el líquido amniótico, que lo protege de golpes bruscos y le permite moverse dentro del útero. Al cuarto mes el bebé ya puede abrir y cerrar la boca. Puede medir hasta 10 centímetros. Sus neuronas se desarrollan y comienzan a conectarse para formar el cerebro. Los tejidos y órganos terminan de diferenciarse. En la cara ya se distinguen las orejas, la nariz y los ojos. El bebé es capaz de sentir y de escuchar los sonidos del cuerpo de la madre y del exterior. Especialmente, el bebé puede reconocer la voz de la madre y del padre. Por eso es recomendable hablarle y cantarle con tono suave y cariñoso. Así se sentirá querido y reconocerá las voces de sus padres al nacer. Unidad 7 – Ciencias Naturales

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c. Tercer trimestre (de 7 a 9 meses) A partir del séptimo mes de embarazo, el cuerpo del bebé termina de formarse y se prepara para la vida fuera del cuerpo de la madre. La placenta le transfiere anticuerpos, para que nazca inmune a algunas enfermedades. Los pulmones terminan de desarrollarse y se preparan para respirar aire. El nacimiento ocurre normalmente al final del noveno mes de embarazo. El recién nacido ya está listo para adaptarse al medio externo. d. El parto: inicio de la vida independiente El trabajo de parto marca el final del embarazo. Comienza cuando el útero produce contracciones involuntarias para que el bebé sea expulsado. El parto es el proceso por medio del cual el feto, la placenta y las membranas fetales salen del útero, cruzan el canal de parto y salen al exterior. Unas dos semanas antes del parto, la cabeza del feto se encaja en la pelvis de la madre y el útero baja. Las fases de un parto son: • Primera. Puede durar entre 6 y 12 horas, dependiendo de si la mujer es madre primeriza o ya ha tenido otros hijos. Los dolores o contracciones empiezan y ayudan al feto a bajar hacia el cuello de la matriz que se dilata hasta 10 centímetros y se hace más delgado. Se rompe la fuente y sale aproximadamente un litro de líquido amniótico por la vagina. Las contracciones se presentan cada 10 a 15 minutos. • Segunda. Dura entre 20 minutos y 1 hora. Cuando las contracciones se producen cada 5 minutos, aproximadamente, la madre empieza a pujar para ayudar al feto a que pase por el cuello de la matriz, salga por la vagina y nazca. Cuando el cráneo del niño se hace visible se presenta la etapa de coronación. • Tercera. Entre 10 y 30 minutos después del nacimiento, la madre expulsa la placenta y las membranas fetales.

Navega en la red Ve en cualquiera de estas direcciones una animación en 3D (tres dimensiones) sobre el parto: http://www.elbebe.com/parto/parto-vaginal-animacion-3d http://www.youtube.com/watch?v=BtAwMw6tRuc&feature=player_embedded

Ejercicio 18 Investiga en Internet o consulta a tu maestro qué es una cesárea y por qué algunos partos deben realizarse con este procedimiento. Escribe acá un resumen:

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Primer grado – ciclo básico

3.3.4 Planificación familiar Una pareja responsable, dialoga y decide cuántos hijos desean y pueden tener. La planificación familiar se refiere a todas aquellas prácticas utilizadas para lograr un embarazo, o bien, para evitarlo. Algunos de los principales métodos para la planificación familiar son: Método natural (del ritmo): toma como base el periodo menstrual de la mujer, teniendo o evitando relaciones durante el periodo fértil de la mujer (ovulación). Métodos de barrera: estos evitan el embarazo, pues impiden que los espermatozoides lleguen al óvulo. Por ejemplo: espermicidas10 y condones. Estos métodos tienen entre el 75 % y 97 % de efectividad. Los condones también ayudan a prevenir el contagio de enfermedades de transmisión sexual. Hormonas: algunas hormonas se utilizan para evitar el embarazo. Por ejemplo: pastillas anticonceptivas o inyecciones e implantes. Deben ser recetados por un médico especialista. Métodos permanentes: consiste en una operación quirúrgica que elimina o bloquea algún conducto para que no se produzca la fecundación o el embarazo. 3.3.5 Sexualidad responsable La sexualidad es parte importante de la personalidad. La definen las características biológicas, psicológicas, sociales y culturales de una persona. Biológicamente, está diseñada para la preservación de la especie, a través de la reproducción. Es en la adolescencia cuando la sexualidad cobra una gran relevancia, pues en esta etapa se desarrollan los órganos reproductores y las características sexuales secundarias (como el crecimiento de los pechos en las niñas y de bigote en los niños) y los jóvenes se empiezan a preocupar más por su imagen y por lo que puedan pensar sus compañeros. Es también en esta etapa cuando muchos adolescentes empiezan a tener relaciones sexuales y por ello es vital el contar con información correcta y apoyo de los padres para hablar abiertamente sobre el tema. La educación sexual es necesaria para que los adolescentes puedan resolver dudas sobre temas específicos, como: respeto, autoestima, enfermedades de transmisión sexual, embarazo en la adolescencia, paternidad responsable, masturbación, entre otros.

espermicidas: sustancias que matan a los espermatozoides.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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3.3.6 Enfermedades y condiciones del sistema reproductor Algunas enfermedades o problemas que afectan el sistema reproductor son: Infertilidad. Es la incapacidad de procrear o de mantener un embarazo. Existe tanto en el hombre como en la mujer y puede deberse a diferentes problemas, como infecciones, falta de hormonas, daño mecánico en algún órgano, entre otros. Problemas menstruales, como la amenorrea, que es la falta de menstruación, la dismenorrea que es el dolor menstrual y el síndrome premenstrual, que se refiere a un conjunto de molestias durante el ciclo menstrual, como retención de líquidos, irritabilidad, dolor de pechos, sensación de pesadez en el vientre, entre otros. Cáncer de próstata. Sus síntomas tardan mucho tiempo en manifestarse. Es importante que los hombres mayores se hagan exámenes preventivos para detectar este mal a tiempo. Cáncer en el cuello del útero. Se origina por un virus llamado Papiloma que se transmite por relaciones sexuales. Cáncer de mama. Se produce en los conductos que llevan la leche desde la mama hasta el pezón o en los lobulillos, que son las regiones de la mama donde se produce la leche. Infecciones de transmisión sexual (Its). También se conocen como enfermedades de transmisión sexual o enfermedades venéreas. Son producidas por bacterias, virus o parásitos que se contagian a través de las relaciones sexuales y el contacto con las secreciones vaginales o el semen de una persona infectada. Las Its afectan a los órganos sexuales y también pueden dañar la piel, los ojos y otros órganos internos. Pueden causar problemas serios de salud, infertilidad o hasta la muerte. Estas enfermedades también pueden transmitirse de la madre al bebé durante el embarazo o el parto. Algunas de las más comunes son: clamidia, gonorrea, herpes, sífilis, papiloma y Sida. El Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (Sida) es una enfermedad provocada por el virus Vih (virus de inmunodeficiencia humana), que se transmite a través de fluidos como sangre, semen, secreciones vaginales o leche materna. Mayormente se trasmite a través de relaciones sexuales y en la actualidad aún no existe cura. Las personas infectadas con Vih/Sida comúnmente son discriminadas, pero en su lugar, merecen nuestro respeto, pues se encuentran luchando por su vida y tienen los mismos derechos que una persona sana.

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Primer grado – ciclo básico

3.3.7 Indicadores de salud en Guatemala • Según la Oms, durante 2012, el 50 % de los infantes fueron alimentados exclusivamente por lactancia materna. • El tipo de cáncer más común en las mujeres guatemaltecas es el del cuello uterino. Le sigue el cáncer de mama. • Según la Onu, Guatemala es el país centroamericano con mayor número de personas con Vih. En 2012 se registraron 26 978 casos. Se estima que cada día, 24 personas se infectan con Vih. 3.3.8 Vida saludable A. Cuidados durante el embarazo El embarazo no es una enfermedad, pero sí es una época especial para la mujer y debe seguir ciertos cuidados. a. Alimentarse bien. Comer sano y variado. Comer muchas verduras y frutas. b. Descansar y evitar el trabajo pesado. c. Si una mujer embarazada se enferma, debe acudir al médico para que le recete el medicamento indicado. La mayoría de medicamentos están contraindicados durante el embarazo, pues dañan al embrión o al feto. d. Asistir puntualmente a las citas en el centro de salud, hospital o con la comadrona. e. Tomar los prenatales que le recetará el médico. f.

Hacer ejercicio: caminar, nadar o hacer ejercicios suaves para activar la circulación.

g. Una mujer embarazada no debe fumar ni beber alcohol, pues causa daños severos al bebé. h. Las molestias siguientes pueden ser señal de alarma. Si se presenta alguna, debe acudir al hospital o centro de salud lo más pronto posible. • Sangrado o salida de líquido por la vagina. • Dolor intenso en el vientre. • Náuseas y vómitos frecuentes durante varios días. • Hinchazón repentina en la cara, los pies o las manos acompañado de dolor intenso de cabeza. • Ausencia de movimientos del bebé durante más de 24 horas.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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B. La lactancia es salud La leche materna es el mejor alimento para un recién nacido. Se recomienda que los bebés tomen el pecho exclusivamente por lo menos durante seis meses. Luego, se puede complementar la lactancia con otros alimentos. Beneficios para la madre • Reduce el riesgo de cáncer de ovario y de pecho. • Acelera la recuperación después del parto porque reduce la cantidad de sangrado, ayuda al útero a regresar a su tamaño natural y contribuye a que la madre recobre su peso normal. • Ayuda a espaciar los embarazos. Beneficios para el recién nacido • La leche materna proporciona todos los nutrientes necesarios para su desarrollo. También le proporciona defensas contra enfermedades y alergias. • Aumenta la salud y desarrollo mental del bebé. • Al dar el pecho se crea una relación estable y afectiva entre la madre y su hijo. C. Algunas recomendaciones para la prevención de enfermedades o problemas reproductivos son: • Informarse sobre las enfermedades de transmisión sexual. Conversar abiertamente con los padres o maestros sobre la sexualidad es muy importante. • Las personas que son fieles a su pareja evitan contagiarse de enfermedades de transmisión sexual. • El uso de condones (preservativos) evita la transmisión de enfermedades de transmisión sexual, aunque no en un 100 %. • Durante el periodo menstrual, las mujeres deben practicar hábitos de higiene, bañándose a diario, y cambiando las toallas sanitarias constantemente para evitar infecciones. • Las mujeres deben evitar utilizar prendas íntimas muy apretadas, para evitar infecciones. Es recomendable usar prendas de algodón, que no son irritantes. • Para prevenir el cáncer de pecho, cada mujer puede realizarse un autoexamen. A partir de los 40 años debe, además, ir a control médico cada año. • Todas las mujeres que mantienen relaciones sexuales deben realizarse una vez al año el examen llamado Papanicolaou, para detectar a tiempo el cáncer del cuello de la matriz. También existe una vacuna para su prevención. • Todos los hombres a partir de los 50 años deben realizarse un examen de próstata, para detectar la prostatitis a tiempo.

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Primer grado – ciclo básico

D. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos para enfermedades o afecciones reproductivas y sus síntomas son: Medicina occidental11 Medicina tradicional Anticonceptivos: medicamentos Ixbut (Euphorbia lancifolia): Tiene propiedades galactogogas (favorece o protectores que evitan la la lactancia). Las hojas se preparan en concepción. infusión. Prenatales: suplementos Guayaba (Psidium guajava): tiene vitamínicos para madres propiedades antimicrobianas embarazadas. (tricomonas12, candidiasis13). La cocción Galactogogos: medicamentos de la corteza, hojas, fruto y raíces se usa o sustancias que ayudan a la como lavados vaginales. producción de leche. Altamiza (Chrysantemum partenium): tiene propiedades antiespasmódicas, por lo que alivia el dolor menstrual. Las hojas y flores se preparan en infusión.

Todos los medicamentos deben ser recetados siempre por un médico. Tricomonas: protozoario parásisto que causa una enfermedad de transmisión sexual llamada tricomoniasis. 13 candidiasis: infección causada por el hongo Candida albicans. 11 12

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

Preparemos suero oral casero

Introducción La deshidratación es la pérdida excesiva de agua y sales minerales del cuerpo. El vómito y la diarrea son sus causas más comunes. El suero oral sirve para hidratar y mantener los niveles normales de las sustancias corporales que disminuyen con la deshidratación. ¿Qué materiales necesitas? • 1 litro de agua pura embotellada, hervida o clorada • 2 cucharadas grandes de azúcar • 1 cucharadita de bicarbonato • ½ cucharadita de sal • Jugo de un limón Procedimiento 1. Si no tienes agua pura embotellada, pon a hervir agua del chorro por un mínimo de diez minutos. Déjala reposar durante media hora antes de usarla. Si prefieres, puedes clorarla. 2. Coloca el agua en un recipiente limpio y agrégale el jugo de limón. Revuelve hasta que esté completamente mezclado. 3. Agrega el azúcar, la sal y el bicarbonato. Luego, revuelve hasta que todo quede bien disuelto. ¡Está listo! ¿Cómo administrar el suero oral? Dosis • Niños menores de un año: ¼ a ½ taza (50 – 100 ml) después de cada evacuación. • Niños mayores de un año: ½ taza después de cada evacuación. • A partir de los 12 años: ¼ de taza (450 ml) por cada libra de peso, durante cuatro horas (ver tabla de pesos).

Tabla de pesos Toma en cuenta que 1000 ml equivalen a 1 litro Peso Dosis 20 lb 900 ml (casi 1 litro) 40 lb 1800 ml (casi 2 litros) 100 lb 4500 ml (cuatro litros y medio) 150 lb 6750 ml (casi 7 litros)

El suero mantiene sus propiedades durante 24 horas. Pasado ese tiempo debes desecharlo.

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Primer grado – ciclo básico

La respiración paso a paso

Introducción Esta unidad hemos estudiado el sistema respiratorio y el proceso de la respiración. Con el experimento que sigue a continuación, podrás observar cómo funciona el diafragma durante los movimientos de inspiración y espiración. ¿Qué materiales necesitas? • 1 envase de doble litro vacío • 1 tapadera del doble litro con agujero en el centro • Vejigas • 1 pajilla • Tijeras • Hilo • Cinta adhesiva (masking tape)

Procedimiento 1. Corta el fondo del envase de doble litro. 2. Corta una de las vejigas por la mitad y estírala sobre el fondo del doble litro. Fíjala con masking tape. 3. Amarra la otra vejiga a un extremo de la pajilla y métela en la botella. Introduce el otro extremo de la pajilla por la tapadera y cierra la botella. 4. En el modelo que construiste, la pajilla representa la tráquea, la vejiga amarrada es el pulmón, la botella es la caja torácica y la vejiga estirada en el fondo es el diafragma. 5. Hala el diafragma hacia fuera y observa qué sucede con el “pulmón”. 6. Suelta el diafragma y observa que sucede con el “pulmón”. ¿Qué sucede al empujar? • Al halar hacia fuera la vejiga que representa el diafragma, verás que la otra se infla al igual que se inflan nuestros pulmones durante la inspiración. • Al empujar hacia dentro el “diafragma”, la vejiga que representa el pulmón se desinfla. Un proceso similar ocurre durante la espiración. • Apunta tus observaciones en tu cuaderno.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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Disección de un testículo de toro

Introducción Para concluir el tema del sistema reproductor, te proponemos observar las estructuras del testículo de toro en el experimento siguiente. ¿Qué materiales necesitas? • Criadillas (testículos de toro) • Hoja de afeitar • Lupa • Guantes o bolsas para proteger tus manos • Una bandeja o plato • Libreta de campo Procedimiento 1. Coloca las criadillas sobre una bandeja y observa las estructuras externas: cordón espermático, epidídimo, testículo y vasos sanguíneos. 2. Realiza un corte longitudinal como se muestra en la ilustración.

3. Coloca la criadilla abierta sobre la bandeja y observa con una lupa el conducto deferente que está dentro del cordón espermático y la estructura interna donde se produce el líquido seminal.

Apunta tus observaciones.

224

Primer grado – ciclo básico

Resumen 1. El ser humano es un vertebrado perteneciente al reino animal, conocido con el nombre científico de Homo sapiens. Tiene características especiales como: • Capacidad de pensar y progresar. • Uso de palabras para comunicarse. • Caminar sobre dos pies. • Vivir en grupos y formar comunidades. 2. El ciclo de vida humana se divide en dos etapas descritas en periodos de desarrollo: • Etapa prenatal: describe los cambios que tenemos desde la concepción hasta el nacimiento. Se divide en tres periodos: germinal, embrionario y fetal. • Etapa postnatal: describe los cambios que sufrimos desde que nacemos hasta que morimos. Se divide en seis periodos: neonatal, niñez, adolescencia, juventud, adultez y vejez. 3. El cuerpo humano se ordena en cinco niveles de organización: células, tejidos, órganos, sistemas y aparatos, organismo.

Sistema respiratorio

• Toma oxígeno (O2)

Función principal

• Expulsa dióxido de carbono (CO2)

Se compone de: vías respiratorias

aparato pulmonar Inspiración

fosas nasales

Espiración

faringe laringe tráquea

pulmones bronquiolos

diafragma

bronquios alveolos

Algunas enfermedades del sistema respiratorio son: asma, bronquitis, tuberculosis, gripe y neumonía. Para prevenirlas, algunos consejos son: respirar aire puro, no fumar, abrigarse en días de frío, vacunarnos.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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Sistema digestivo

• • • •

cumple sus funciones

Se compone de: tubo digestivo

ingestión digestión absorción eliminación

Realiza el proceso de: la digestión

glándulas externas

En tres etapas: boca

glándulas salivales

• • •

bucal o mecánica gástrica intestinal

esófago

hígado estómago páncreas

intestino delgado intestino grueso ano

Algunas enfermedades del sistema digestivo son: amebiasis, estreñimiento, diarrea, gastritis y hepatitis A. Algunos trastornos alimenticios son: desnutrición y obesidad. Para prevenirlas se pueden llevar a cabo acciones como: purificar el agua, lavarse las manos antes de consumir alimentos, lavar bien todos los alimentos antes de prepararlos, lavarse las manos después de ir al baño, evitar comer en la calle, evitar la comida “chatarra”, etc.

226

Primer grado – ciclo básico

Sistema reproductor

•

cumple sus funciones de :

• •

secretar hormonas sexuales formar células sexules o gametos llevar a cabo la fecundación

Se compone de: sistema reproductor masculino

sistema reproductor femenino

Cuyos órgano son:

Cuyos órgano son: trompas de Falopio

conducto deferente próstata epidídimo testículo escroto

endometrio cuello uterino vagina vulva

ovarios

pene

útero uretra

El ciclo menstrual es el período reproductivo de la mujer. Dura 28 días aproximadamente, pero puede variar. Transcurre en tres etapas.

etapa infértil

10 11 12

13 14 15 16 17 18

etapa fértil etapa infértil

20 21 22 23 24 25 26 27 28

Algunas enfermedades o condiciones del sistema reproductor son: infertilidad, problemas menstruales, cáncer de la próstata, cáncer en el cuello del útero o de pecho, infecciones de transmisión sexual (como clamidia, gonorrea, sífilis, herpes, papiloma y Sida). Algunas formas de prevenirlas son: informarse sobre las enfermedades de transmisión sexual, ser fiel a la pareja, uso de preservativos, mantener la higiene durante la menstruación, practicarse exámenes de control para evitar cáncer de pecho o de cuello del útero (Papanicolaou), etc.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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El embarazo Es: el proceso en el que crece y se desarrolla un nuevo ser en el útero materno. Inicia con:

Dura:

la fecundación

9 meses

Consiste en:

Se divide en 3 trimestres:

La unión entre un espermatozoide y un óvulo que forman un cigoto.

cordón umbilical

líquido ambiótico

Los espermatozoides encuentran el óvulo.

Primer trimestre: Cigotoaembriónafeto

espermatozoide placenta óvulo Uno logra entrar y lo fertiliza.

feto

Segundo trimestre: El feto crece rápidamente y se mueve.

Tercer trimestre: Los núcleos se unen y forman el cigoto.

El feto termina su desarrollo y está listo para nacer.

cigoto

Algunos cuidados durante el embarazo son: alimentarse bien, descansar, asistir a control médico, tomar prenatales, hacer ejercicio leve, no fumar ni ingerir bebidas alcohólicas, no utilizar medicamentos que un médico especialista no ha recetado, etc. La lactancia es el mejor alimento para un bebé, y se recomienda que sea su alimento exclusivo hasta los 6 meses. La planificación familiar se refiere a todas aquellas prácticas utilizadas para lograr un embarazo, o bien, para evitarlo.

228

Primer grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Completa la tabla escribiendo la etapa o periodo del ciclo de vida al que se refiere cada texto de la izquierda. Te damos un ejemplo. Periodo en el cual el cerebro se desarrolla en un 80 % de su capacidad, lo que nos permite adquirir habilidades como hablar, leer y caminar. Periodo durante el cual la capacidad física se desarrolla al máximo. El joven comienza a trabajar, a formar su familia y su círculo social. Periodo en el cual el recién nacido tiene su primer contacto con el medio externo. Durante esta etapa los bebés necesitan muchos cuidados y cariño de los padres. Periodo en el que maduramos sexualmente y formamos nuestra identidad. Periodo en el que se envejece hasta llegar a la muerte.

Niñez

B. Rellena el círculo de la respuesta correcta a cada pregunta. Hay un ejemplo. 0. ¿Qué elemento del aire tomamos cuando respiramos? Células Oxígeno Dióxido de carbono 1. ¿Cómo se llama el proceso de convertir los alimentos en nutrientes? Digestión Circulación Respiración 2. ¿Cuál es la función del sistema respiratorio? Tomar oxígeno (O2) del aire Expulsar dióxido de carbono (CO2), producto de desecho del organismo Ambas son correctas 3. ¿Cuál es una función del sistema reproductor? Secretar hormonas sexuales Formar gametos Ambas son correctas

Unidad 7 – Ciencias Naturales

229

4. ¿Qué nombre recibe el proceso mediante el cual se unen un óvulo y un espermatozoide? Fecundación Embarazo Embrión 5. Tipo de digestión en la cual se forma el bolo alimenticio. Digestión gástrica Digestión bucal o mecánica Digestión intestinal C. Completa el cuadro. Escribe en el lado derecho el trimestre del embarazo que corresponde a cada descripción. Descripción

Trimestre

El embrión se implanta en el útero. Se comienzan a formar algunos órganos: corazón, pulmones, brazos y piernas. El cuerpo del bebé termina de formarse y se prepara para la vida fuera del cuerpo de la madre. El feto crece rápidamente. En la cara ya se distinguen las orejas, la nariz y los ojos. D. Resuelve el crucigrama escribiendo las palabras que correspondan a cada definición. Recuerda que unas están en posición vertical y otras en horizontal. Tienes un ejemplo. 2. 1. 5. 2. 3. 3. 1. V U L 4. V A

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Primer grado – ciclo básico

Vertical 1. Parte externa del sistema reproductor femenino. 2. Función principal del sistema reproductor. 3. Órgano que produce sustancias que nutren y dan energía a los espermatozoides. 4. Órganos encargados de producir los óvulos. 5. Saco de piel que aloja y protege a los testículos. Horizontal 1. Hormona sexual femenina. 2. Célula sexual masculina. 3. Órgano encargado de depositar los espermatozoides en el sistema reproductor femenino. 4. Conducto muscular por el que sale el bebé durante el parto. 5. Hormona sexual masculina.

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Señala los órganos del sistema digestivo en el siguiente esquema. Tienes un ejemplo.

boca

Unidad 7 – Ciencias Naturales

231

B. Observa la ilustración del sistema respiratorio y escribe el nombre de cada órgano señalado. Tienes un ejemplo.

fosas nasales

C. Localiza y escribe el nombre de los componentes del sistema reproductor femenino y masculino. Tienes un ejemplo. conducto deferente

232

Primer grado – ciclo básico

D. Menciona una medida de prevención de enfermedades o recomendación de cuidado especial para mantener la salud de: • Sistema digestivo: • Sistema respiratorio: • Sistema reproductor: • Embarazo: • Lactancia: E. Escribe el nombre de cada grupo de alimentos representados en la olla familiar y dibuja ejemplos de cada uno. Te ayudamos con el grupo de los lácteos, huevos e incaparina.

lácteos, huevos e Incaparina

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades

Habilidades: compresión lectora, aplicación de conceptos, capacidad de propuesta.

A. Lee los textos y responde a cada pregunta. Las emociones y la digestión Las emociones determinan nuestro estado de ánimo y afectan al funcionamiento del sistema digestivo. Dependiendo de la emoción que sintamos, algunas funciones digestivas se inhiben o se aceleran. Por ejemplo, cuando sentimos miedo, se inhibe el funcionamiento del estómago y la digestión se hace más lenta. Si experimentamos rabia o ira, el funcionamiento del estómago se acelera y el proceso de la digestión se adelanta. Si esas emociones se mantienen por mucho tiempo, pueden provocar padecimientos como gastritis y colon irritable. 1. ¿Cómo afectan las emociones a la digestión? Subraya la respuesta en el texto. 2. ¿Qué ocurre con la digestión cuando sentimos miedo? 3. ¿Cómo te sientes hoy? ¿Alegre, triste, asustado o enojado? Anótalo sobre la línea y reflexiona sobre las implicaciones que tendrá esa emoción sobre tu sistema digestivo.

Prevenir es mejor que lamentar. Una dieta adecuada, que incluya frutas y verduras ricas en vitaminas A y C (naranja, piña, zanahoria…) protege contra la gripe, una infección respiratoria muy común. ¿Qué otros hábitos saludables propondrías para prevenir esta enfermedad? Escribe tres. • • •

234

Primer grado – ciclo básico

B. Analiza los datos que se presentan en la gráfica. Luego, responde a las preguntas. Distribución de causas de muerte en niños menores de 5 años en Guatemala. Año 2012 Otras enfermedades

Infecciones respiratorias agudas

Asfixia al nacer

Parto prematuro

Anomalías congénitas

Heridas

Sepsis neonatal

Diarrea Hiv/Sida

8 1

1. ¿Cuál fue la causa principal de muertes en niños menores de cinco años en Guatemala, durante 2012? 2. ¿Qué lugar ocupan las muertes por diarrea? 3. ¿Por qué crees que las enfermedades respiratorias ocupan el primer lugar? Unidad 7 – Ciencias Naturales

235

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Identifico las características que hacen especial al ser humano. Describo los cambios que suceden en el ciclo de vida del ser humano.

Después de estudiar...

Describo la organización interna del cuerpo humano. Describo las funciones de los sistemas digestivo, respiratorio y reproductor del cuerpo humano. Explico el proceso de fecundación y las etapas del embarazo y parto. Explico información sobre los cuidados prenatales, postnatales y la lactancia materna. Reconozco algunos tratamientos y enfermedades del sistema digestivo, respiratorio y reproductor. Enumero algunas recomendaciones para la prevención de enfermedades y el mejoramiento de la salud. Describo la función biológica de la sexualidad humana y la responsabilidad que implica. Aplico lo aprendido a través de la realización de tres experimentos, utilizando el método científico.

236

Primer grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

Bibliografía Asociación Española para la Cultura, el Arte y la Educación (ASOCAE) (s.f). Natureduca. Portal de ciencias naturales y aplicadas. Física. Electricidad. Corriente, voltaje y resistencia. 4 parte. Recuperado el 11 de julio de 2014, de: http://www.natureduca.com/ fis_elec_cvr04.php Biografías y vidas (s.f.). Arnold Sommerfeld. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http:// www.biografiasyvidas.com/biografia/s/sommerfeld.htm Biografías y vidas (s.f.). Ernest Rutheford. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http:// www.biografiasyvidas.com/biografia/r/rutherford.htm Biografías y vidas (s.f.). Erwin Schrödinger. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http:// www.biografiasyvidas.com/biografia/s/schrodinger.htm Biografías y vidas (s.f.). John Dalton. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http://www. biografiasyvidas.com/biografia/d/dalton.htm Biografías y vidas (s.f.). Joseph John Thomson. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/t/thomson.htm Biografías y vidas (s.f.). Niels Bohr. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http://www. biografiasyvidas.com/biografia/b/bohr.htm BioyGeo.info. (s.f.). Experimento de Rutheford. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http://www.bioygeo.info/pdf/Experimento_Rutherford.pdf Borgford, C. et ál. (2007). Ciencias físicas. Estados Unidos de América: Holt, Rinehart and Winston. 598p. Bringstorm (s.f) Circular motion and rotational mechanics. Recuperado el 21 de mayo de 2014, de: http://www.brightstorm.com/science/physics/circular-motion-and-rotationalmechanics/torque/ Burns, R. (1996). Fundamentos de química. México: Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. Catedu (s.f.). Clasificación de las ciencias. Recuperado el 15 de mayo de 2014, de http:// e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1248/html/3_clasificacin_ de_las_ciencias.html Ciencia@NASA (s.f). Kepler descubre el primer planeta similar a la Tierra en la “zona habitable” de otra estrella. Recuperado el 18 de febrero de 2015, de: http://ciencia.nasa. gov/ciencias-especiales/17apr_firstearth/ Creces. Ciencia y tecnología (s.f.). Pasos históricos del método científico. Recuperado el 24 de junio de 2014, de: http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20%3E%20%20 1&tc=3&nc=5&art=2281 EcuRed (s.f.). Ciencias Naturales. Recuperado el 15 de mayo de 2014, de http://www. ecured.cu/index.php/Ciencias_Naturales EcuRed (s.f.). Partículas subatómicas. Recuperado el 11 de julio de 2014, de: http://www. ecured.cu/index.php/Part%C3%ADculas_subat%C3%B3micas EcuRed (s.f). Movimiento Mecánico. Cuba. Recuperado el 2 de agosto de 2014, de http:// www.ecured.cu/index.php/Movimiento_mec%C3%A1nico

Bibliografía – Ciencias Naturales

237

EcuRed (s.f.). Electrones. Recuperado el 11 de julio de 2014, de: http://www.ecured.cu/ index.php/Electr%C3%B3n EduCar (s.f). Calor y temperatura. Recuperado el 5 de agosto de 2014, de: http://www. educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=14465 Educarchile (s.f.). Ficha temática. Los procesos químicos. Recuperado el 4 de julio de 2014, de: http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=133105 Educariva.catedu.es (s.f.). Partículas subatómicas. Recuperado el 11 de julio de 2014, de: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1162/html/21_ partculas_subatmicas.html Fisicanet.com (s.f.). Transferencia de calor. Recuperado el 9 de agosto de 2014, de: http:// www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap08_transferencia_de_calor.php García, E. (2009). ¿Por qué ocurren movimientos oculares rápidos durante el sueño? MEDISAN 13 (4). Recuperado el 23 de agosto de 2014, de: http://bvs.sld.cu/revistas/san/ vol13_4_09/san16409.htm Gobierno de Canarias (s.f.). Modelo atómico actual. Recuperado el 5 de julio de 2014, de: http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/lentiscal/1-CDQuimica-TIC/applets/ Actual/modeloactual.htm Gutiérrez, C. (2010). Física I. Enfoque por competencias. México: McGrawHill. 212pp. Gutiérrez, C. (2010). Física II. Enfoque por competencias. México: McGrawHill. 211p. IARNA-URL (Instituto de Agricultura, Recursos Naturales y Ambiente de la Universidad Rafael Landívar) (2012). Perfil Ambiental de Guatemala 2010-2012. Vulnerabilidad local y creciente construcción de riesgo. Guatemala: IARNA-URL. 438 p. IGER (2013b). Física fundamental. Primer semestre. Grupo Zaculeu. Guatemala: Instituto Guatemalteco de Educación Radiofónica. 262 p. IGER (2013a). Ciencias naturales 8, 2 básico, Grupo Utatlán, primer semestre. Guatemala: Instituto Guatemalteco de Educación Radiofónica. IGER (2013c). Física fundamental. Segundo semestre. Grupo Zaculeu. Guatemala: Instituto Guatemalteco de Educación Radiofónica.. 225 p. IGER (2013d). Química I. 5to bachillerato, Grupo Tacaná, primer semestre. Guatemala: Instituto Guatemalteco de Educación Radiofónica. Instituto Cultural Quetzalcoatl de Antropología Psicoanalítica, A.C. (s.f.). Popol-vuh o libro del consejo de los indios quichés. Traducción de la versión francesa del profesor Georges Raynaud, por Miguel Ángel Asturias y J.M. González de Mendoza. Junta de Andalucía (s.f). Ciencia aplicada al deporte. Recuperado el 27 de mayo de 2014, de: http://www.juntadeandalucia.es/culturaydeporte/blog/la-ciencia-aplicada-al-deporte/ Junta de Andalucía (s.f.). El cuerpo humano en movimiento. Recuperado el 23 de agosto de 2014, de: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/carambolo/WEB%20JCLIC2/Agrega/ Medio/El%20cuerpo%20humano/Cuerpo%20en%20movimiento/contenido/ Junta de Andalucía (s.f.). Eras geológicas. Recuperado el 24 de febrero de 2014, de: http:// www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_torre_del_aguila/DINO/eras%20geologicas.htm Master, D. (2012). Calor y temperatura. Recuperado el 2 de agosto de 2014, de: http:// www.youtube.com/watch?v=sLvOSpIjse4

238

Primer grado – ciclo básico

Master, D. (2013). Presión atmosférica, absoluta y relativa. Recuperado el 26 de julio de 2014, de: https://www.youtube.com/watch?v=6XmLyHU2yU8 Master, D. (2013). Principio de Arquímedes. Recuperado el 26 de julio de 2014, de: https://www.youtube.com/watch?v=95Jrk9W5wr0 Mathematics dictionary (s.f). Ellipse. Recuperado el 24 mayo de 2014, de: www. mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/e/ellipse.htm MedicinePlus (s.f.). Mal agudo de montaña. Recuperado el 4 de agosto de 2014, de: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000133.htm Medilineplus (s.f.). Cáncer de mama. Recuperado el 7 de marzo, de 2015, de: http://www. nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000913.htm Medilineplus.(s.f.). Cáncer del cuello uterino. Recuperado el 7 de marzo, de 2015, de: http://www.dmedicina.com/enfermedades/cancer/cancer-cuello-utero MedlinePlus (s.f.). Efectos del sol en la piel. Recuperado el 26 de agosto de 2014, de: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/anatomyvideos/000125.htm Monografías.com (s.f.). Historia del método científico moderno. Recuperado el 24 de junio de 2014, de: http://www.monografias.com/trabajos55/historia-del-metodo-cientifico/ historia-del-metodo-cientifico.shtml Nutrición.pro (2009). Calorías y kilocalorías: diferencias. Recuperado el 10 agosto de 2014, de: http://www.nutricion.pro/calorias/calorias-y-kilocalorias-diferencias/ Ojo científico (2014). Los 12 elementos químicos del cuerpo humano. Recuperado el 15 de mayo de 2014, de http://www.ojocientifico.com/2009/07/22/los-12-elementosquimicos-del-cuerpo-humano ONUSIDA. Hoja de datos Guatemala. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (s.f.). El maíz en la nutrición humana. Capítulo 5. Cambios físicos y químicos durante la elaboración. Depósito de documentos de la FAO, Departamento de Agricultura. Recuperado el 4 de julio de 2014, de: http://www.fao.org/docrep/t0395s/t0395s07.htm Panamatour.net (s.f). Curiosidades del canal de Panamá. Recuperado el 27 de mayo de 2014, de: http://www.panamatour.net/are/curiosidades-del-canal-de-panam%C3%A1 Plataforma educativa de recursos digitales (s.f.). Carpeta pedagógica: Clasificación de la ciencia. Recuperado el 15 de mayo de 2014, de http://filosofia.carpetapedagogica. com/2012/08/clasificacion-de-la-ciencias.html Portal Educativo Concepto.de (2014). Concepto de ciencia. Recuperado el 23 de junio de 2014, de: http://concepto.de/concepto-de-ciencia/ Profesorenlinea.cl (s.f.). Corriente del Niño o fenómeno del Niño. Recuperado el 26 de agosto de 2014, de: http://www.profesorenlinea.cl/geografiagral/ElNinoCorriente.htm Proyecto “Cultura del Agua”-UNESCO (sf.). UNESCO - Programa Hidrológico Internacional para América Latina y el Caribe. Proyecto “Cultura del Agua”. Ficha para el relevamiento de información. Nombre grupo: garífunas. Quécómoquién (s.f.). Breve historia de la ciencia. Recuperado el 23 de junio de 2014, de: http://www.quecomoquien.es/breve-historia-de-la-ciencia.html

Bibliografía – Ciencias Naturales

239

Reece, J., Urry, L., Cain, M. et ál. (2011). Campbell Biology. 9 edition. Pearson Publication, Inc. Serrano, P. (2015). Estructura interna de la Tierra. Recuperado el 25 de febrero de 2015, del sitio web AraBlogs (CATEDU): http://www.catedu.es/arablogs/blog.php?id_ blog=2154&id_articulo=141196 TV-Novosti (19 septiembre, 2012). Astrónomos establecen la distancia exacta de la Tierra al Sol. Recuperado el 23 de febrero de 2015, de: http://actualidad.rt.com/ciencias/ view/54082-astronomos-establecen-distancia-exacta-tierra-sol Universidad de Castilla-La Mancha (s.f.). Biomecánica del movimiento (2.°). Facultad de Ciencias del Deporte. Recuperado el 26 de agosto de 2014, de: https://www.uclm.es/ profesorado/xaguado/ASIGNATURAS/BMD/4-Apuntes/Clase2%BA-01.pdf World Health Organization (2014). World Health Statistics. Italia:OMS. PDF. 180 p. World Health ORganization (s.f.). Health profile. Guatemala. Hoja informativa. PDF.

240

Primer grado – ciclo básico