Guia Docente-Cs Nat1ES-Huellas by Macmillan Publishers S.A.

NATURALES Laila Toum Terrones y Sofía Martínez

GuÍa dOcente

CIENCIAS

GUÍA DOCENTE HUELLAS CIENCIAS NATURALES 1 es un proyecto ideado y realizado por el Departamento Editorial de Editorial Estrada S.A.

Edición: Luz Salatino Corrección: Gustavo Wolovelsky Diagramación: Ana G. Sánchez Ilustración de tapa: Criska Ilustraciones: Martín Bustamante y Marcela Colace Fotografías: Archivo de imágenes Grupo Macmillan, 123RF, Wikimedia Commons, Latinstock Coordinación de Arte: Natalia Otranto Gerencia Editorial: Judith Rasnosky

Martínez, Sofía Inés Guía docente, Ciencias Naturales 1 ES : nueva edición / Sofía Inés Martínez ; Laila Toum Terrones. - 1a ed. - Boulogne : Estrada, 2017. Libro digital, PDF - (Huellas) Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-950-01-2002-9 1. Guía del Docente. 2. Ciencias Naturales. I. Toum Terrones, Laila II. Título CDD 371.1

© Editorial Estrada S.A., 2017 Editorial Estrada S.A. forma parte del Grupo Macmillan. Av. Blanco Encalada 104 – San Isidro, provincia de Buenos Aires, Argentina. Internet: www.editorialestrada.com.ar Obra registrada en la Dirección Nacional del Derecho de Autor. Hecho el depósito que marca la Ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. ISBN 978-950-01-2002-9

La presente obra se ha elaborado teniendo en cuenta los aportes surgidos de los encuentros organizados por el Instituto Nacional contra la Discriminación, la Xenofobia y el Racismo (INADI) con los editores de texto.

Índice ïndice

Solucionario del libro

Solucionario del Saber Hacer

• Huellas 1 • Ciencias Naturales

Planificaciones

NATURALES PlaniFicaciOnes

CIENCIAS

Planificación • Huellas 1 • Ciencias Naturales

BLOQUE 1: Los materiales Capítulo

Situaciones de enseñanza

Contenidos

Expectativas de logro

• La materia y las propiedades de los materiales: propiedades generales, específicas. • Cómo está constituida la materia: las ideas atomistas, los átomos y las moléculas. • Los cambios de la materia: cambios físicos. • Los cambios de estado. • El modelo corpuscular. • Los estados de agregación, los cambios físicos y el modelo corpuscular. • Las transformaciones químicas.

• Reconocer y distinguir las propiedades de los materiales. • Comparar las distintas ideas sobre la composición de la materia y comprender cuál es la teoría actualmente aceptada. • Analizar las características de los cambios de la materia. • Reconocer y distinguir los cambios físicos de los químicos. • Relacionar el modelo corpuscular con los estados de agregación de la materia. • Analizar los cambios físicos según la perspectiva del modelo corpuscular.

• Aplicación de las propiedades específicas para identificar materiales, a través de situaciones problemáticas e investigaciones. • Relación entre las observaciones y resultados de experimentos con la formulación de modelos sobre la composición de la materia a lo largo del tiempo. • Reconocimiento e identificación de cambios físicos y químicos a través de situaciones problemáticas y experimentales. • Interpretación de las características de los estados y los cambios de estados usando el modelo corpuscular. • Ejemplificación del uso del conocimiento de las propiedades y los cambios de la materia en la industria. • Vinculación de los temas con situaciones de la vida cotidiana.

• Sustancias puras y mezclas. • La composición de las sustancias. • Los sistemas materiales. • Clasificación de los sistemas materiales. • Las fases de un sistema. • Las mezclas heterogéneas. • Las mezclas homogéneas: las soluciones. • Las soluciones diluidas y concentradas. • Saturación y solubilidad. • Separación de los componentes de una mezcla. • Métodos de separación de mezclas heterogéneas. • Métodos de separación de mezclas homogéneas.

• Comprender la diferencia entre sustancias puras y mezclas. • Identificar y clasificar las mezclas en homogéneas o heterogéneas. • Distinguir fases y componentes en las mezclas. • Analizar los factores que determinan la solubilidad en las soluciones. • Analizar y comprender los principios de las técnicas de separación de fases y componentes y sus aplicaciones.

• Identificación de sustancias puras y mezclas en situaciones problemáticas y en ejemplos cotidianos. • Selección de métodos para separar componentes y fases de mezclas homogéneas y heterogéneas, en situaciones problemáticas y experimentales. • Interpretación de gráficos con relación a la solubilidad de los solutos y la temperatura. • Ejecución de métodos de separación de forma experimental.

La materia y sus propiedades

Las mezclas

Capítulo

El agua

Contenidos

Expectativas de logro

• Las propiedades del agua. • El agua y los seres vivos. • La disponibilidad de agua. • La contaminación del agua. • La potabilización y purificación del agua. • La depuración del agua.

• Conocer las características que hacen del agua una sustancia especial y su relación con la vida en la Tierra. • Analizar la importancia del agua en los seres vivos. • Reconocer las distintas fuentes de agua en la naturaleza y distinguir cuáles de ellas poseen agua apta para el consumo humano. • Relacionar las características del agua con la contaminación. • Analizar, comprender y comparar los procesos de potabilización y depuración del agua.

Situaciones de enseñanza • Relacionar las propiedades del agua con características climáticas de distintas regiones del país, a través de investigaciones. • Investigar acerca de la contaminación de las aguas con metales pesados y sus efectos sobre la salud. • Interpretar los esquemas que representan los procesos de potabilización y depuración del agua y completar la información a través de búsquedas. • Comparar la concentración salina de distintas fuentes de agua a través de actividades experimentales.

BLOQUE 2: El mundo físico

• Los cambios y la energía. • Las formas y los intercambios de energía. • La energía cinética. • La energía de radiación. • Las energías de interacción o potenciales. • La energía térmica. • La ley de conservación de la energía. • Las transferencias de energía por trabajo.

• Analizar los fenómenos relacionados con la energía y sus propiedades. • Comprender la diferencia entre la transferencia y la transformación de la energía. • Reconocer las distintas formas de la energía y sus aplicaciones. • Analizar los intercambios de energía desde la perspectiva de la ley de la conservación. • Comprender la relación entre la energía y el trabajo.

• Análisis de intercambios de energía en situaciones imaginadas y en situaciones de la vida cotidiana. • Interpretación de figuras que representan situaciones reales de intercambio de energía, reconociendo formas, transformaciones y transferencias. • Ejemplificación de movimientos en los que se intercambia la energía cinética y la potencial. • Análisis de la transferencia de energía por trabajo en funcionamiento de las máquinas simples. • Demostración experimental, transferencias y transformaciones de energía.

• Temperatura y calor. • La temperatura y la estructura de la materia. • Trabajo y calor. • Mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección, radiación. • Cantidad de calor y temperatura. • Temperatura y cambios en la materia. • La temperatura y la expansión de los materiales. • La temperatura y los cambios de estado. • Las ondas y la energía. • Características de las ondas: relación entre frecuencia, velocidad y longitud de onda. • Las ondas mecánicas: el sonido, velocidad, tono, reflexión. • Las ondas electromagnéticas. • Los colores y el arcoíris.

• Comprender la diferencia entre el calor y la temperatura. • Analizar la forma en la que se manifiesta la temperatura en la materia. • Comparar el efecto de la energía en la generación de trabajo o calor. • Comprender y comparar los mecanismos de transmisión del calor.

• Interpretación de situaciones en las que se intercambia calor y se alcanza el equilibrio térmico. • Identificación de la formas en las que se transmite el calor en situaciones imaginadas y en la vida cotidiana. • Interpretación de gráficos que representan ondas y reconocimiento de parámetros (longitud de onda, amplitud, etcétera).

La energía

Los intercambios de energía

Planificación • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Capítulo

Fuerzas y movimientos

Contenidos

Expectativas de logro

• El movimiento de los cuerpos. • Sistemas de referencia. • Posición y distancia. • Posiciones en la recta y en el plano. • Magnitudes escalares y vectoriales. • Trayectorias. • La trayectoria y el sistema de referencia. • Rapidez y velocidad. • La aceleración. • La aceleración de la gravedad. • Las fuerzas y sus efectos. • Fuerzas que cambian el movimiento de los cuerpos. • Fuerzas que deforman a los cuerpos o los rompen. • Representación de las fuerzas. • Interacción de fuerzas. • La masa. • Fuerzas de contacto y a distancia. • La fuerza gravitatoria. • Diferencia entre masa y peso. • Equilibrio de fuerzas. • Equilibrio de cuerpos y flotación.

• Comprender la importancia de los sistemas de referencia en el estudio de los movimientos. • Analizar movimientos desde distintos sistemas de referencia. • Distinguir las magnitudes escalares y las vectoriales. • Diferenciar rapidez de velocidad. • Analizar lo que sucede con la trayectoria, la rapidez, la velocidad y la aceleración en los movimientos. • Comprender la relación entre la aceleración y la velocidad. • Analizar los distintos tipos de fuerzas y su efecto sobre los cuerpos. • Interpretar el significado de masa en función de su participación en el movimiento. • Analizar la relación entre la acción de las fuerzas y el equilibrio de los cuerpos.

Situaciones de enseñanza • Análisis de posiciones y movimientos en la recta y en el plano, con sistemas de referencia definidos. • Resolución de situaciones problemáticas en las que se aplique el concepto de rapidez, velocidad y aceleración. • Interpretación de gráficos y esquemas que representan situaciones de movimiento. • Predicción de movimientos a partir de situaciones problemáticas. • Determinación experimental de los factores que influyen en el rozamiento. • Vinculación de los temas aprendidos con ejemplos de la vida cotidiana.

BLOQUE 3: La Tierra y el Universo

El Sistema Solar en el Universo

• Cosmovisiones a lo largo de la historia. • El Universo y la fuerza de gravedad. • La Vía Láctea. • Componentes del Sistema Solar. • El cielo visto desde la Tierra. • La rotación y sus efectos. • La traslación y sus efectos. • La exploración del espacio.

• Analizar los distintos modelos del Universo que se fueron formulando a lo largo de la historia, sus implicancias y su relación con el momento en el que fueron formulados. • Comprender la influencia de la fuerza de gravedad en la organización del Universo. • Conocer y distinguir los componentes del Sistema Solar. • Relacionar el fenómeno de rotación con el movimiento aparente del Sol y los días. • Relacionar el movimiento de traslación y la inclinación del eje terrestre con los años y las estaciones. • Conocer el funcionamiento de los instrumentos de exploración del espacio y comprender sus limitaciones.

• Realización e interpretación de modelos del Universo, del Sistema Solar, de constelaciones, de la Tierra y sus movimientos. • Interpretación de esquemas y dibujos. • Búsqueda de información e imágenes en sitios de internet. • Vinculación de los contenidos con observaciones de la vida cotidiana.

Capítulo

La Tierra y sus recursos

Contenidos

Expectativas de logro

• Los recursos de los subsistemas terrestres. • Clasificación de los recursos naturales: renovables y no renovables. • Recursos energéticos. • El agua como recurso. • Los recursos biológicos. • El suelo como recurso.

• Conocer los subsistemas terrestres, los componentes presentes en cada uno y los recursos que utiliza el hombre de cada uno de ellos. • Conocer y distinguir los recursos renovables y no renovables. • Analizar los recursos energéticos, y evaluar ventajas y desventajas de cada uno de ellos. • Valorar la importancia del uso sustentable de los recursos.

Situaciones de enseñanza • Reflexión a partir de imágenes. • Desarrollo de investigaciones sobre el uso inadecuado de los recursos en el país y realización de campañas informativas. • Análisis de situaciones extraídas de artículos periodísticos. • Demostración de los efectos erosivos de la deforestación con un modelo experimental. • Reflexión acerca de la propia conducta respecto del cuidado de los recursos.

BLOQUE 4: Los seres vivos

• Los seres vivos como sistemas abiertos. • Niveles de organización de los seres vivos. • Las funciones de los seres vivos. • La biodiversidad. • Clasificación de los seres vivos.

• Conocer las características propias de todos los seres vivos. • Comprender los distintos niveles de organización de los seres vivos. • Comprender la importancia de clasificar a los seres vivos. • Analizar y comparar las distintas clasificaciones en cuanto al criterio en el que se basan. • Conocer los factores que modifican la biodiversidad y cuáles de ellos dependen de la acción humana.

• Agrupamiento de seres vivos de acuerdo a distintos criterios de clasificación. • Interpretación de figuras e imágenes y clasificación a partir de ellas. • Comprobación experimental de algunas características de los seres vivos. • Lectura y discusión a partir de fragmentos de textos periodísticos.

10.

• La nutrición de los seres vivos. • Clasificación de organismos autótrofos. • La nutrición autótrofa. • La fotosíntesis. • Las adaptaciones a la vida fotoautótrofa. • Estructura de los organismos fotoautótrofos. • Las plantas vasculares. • Los protistas fotosintetizadores. • Las bacterias autótrofas, las bacterias fotosintetizadoras y las bacterias quimiosintetizadoras.

• Comprender la diferencia entre la nutrición autótrofa y la nutrición heterótrofa. • Conocer y comparar las dos formas de nutrición autótrofa: fotosíntesis y quimiosíntesis. • Estudiar y analizar las características de todos los organismos fotoautótrofos, resaltando las adaptaciones relacionadas con el proceso fotosintético. • Estudiar y analizar las características de los organismos quimiosintéticos, poniendo énfasis en las particularidades del ambiente donde se desarrollan.

• Interpretación de esquemas, figuras e imágenes. • Análisis de la aplicación de los organismos autótrofos para la producción de biodiésel. • Demostración experimental de la liberación de oxígeno durante el proceso de fotosíntesis. • Lectura e investigación a partir de fragmentos de textos periodísticos.

Los seres vivos

Los seres vivos autótrofos

Planificación • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Capítulo

Situaciones de enseñanza

Contenidos

Expectativas de logro

11.

• La diversidad de los seres vivos heterótrofos. • Diversidad de organismos heterótrofos. • La alimentación de los animales y su forma. • Los animales y la digestión. • La alimentación y el comportamiento de los animales. • Los hongos. • Los protozoos, un grupo de protistas heterótrofos. • Las bacterias heterótrofas.

• Conocer y distinguir los distintos tipos de organismos heterótrofos, y compararlos respecto de su forma de adquirir el alimento, su comportamiento, sus estructuras específicas y el hábitat en el que se desarrollan. • Analizar y comparar los distintos animales heterótrofos en relación con su forma, su estructura, su comportamiento y su tipo de alimentación. • Analizar y comprender las características de los distintos tipos de bacterias heterótrofas. • Analizar y comprender las características de los distintos tipos de protistas heterótrofos. • Analizar el modo de alimentación de los hongos, y conocer las aplicaciones industriales y medicinales.

• Confección de un cuadro comparativo de los distintos tipos de organismos heterótrofos. • Interpretación de imágenes y fotos de cráneos e inferencia respecto de su alimentación. • Interpretación de esquemas de animales y sus respectivos sistemas digestivos. • Demostración experimental del comportamiento de los animales respecto de las preferencias alimentarias. • Lectura, análisis e investigación a partir de fragmentos de libros de divulgación científica.

12.

• Los ecosistemas y sus componentes. • Los tipos de ecosistemas: acuáticos, aeroterrestres, de transición. • Las relaciones en los ecosistemas. • La alimentación en los ecosistemas. • Los consumidores. • Las poblaciones de predadores y presas. • La nutrición en los ecosistemas: las relaciones tróficas. • Cadenas y redes tróficas. • El flujo de energía y el reciclado de la materia. • Pirámides tróficas. • Los ciclos biogeoquímicos. • La contaminación en los ecosistemas.

• Conocer y distinguir las características de los ecosistemas, sus componentes y sus interacciones. • Conocer y comparar los distintos tipos de ecosistemas. • Analizar las relaciones intraespecíficas e interespecíficas que se manifiestan en los ecosistemas. • Analizar las relaciones tróficas en los ecosistemas y comprender cómo se forman las redes tróficas. • Comprender las características del flujo de energía dentro de los ecosistemas y su representación en forma piramidal. • Analizar el flujo cíclico de nutrientes que se establece entre los seres vivos y el ambiente. • Analizar y reflexionar acerca del impacto de las actividades humanas sobre los ecosistemas.

• Interpretación de gráficos y esquemas que representan dinámicas poblacionales. • Interpretación y análisis de redes y pirámides tróficas. • Interpretación de esquemas que representan los ciclos biogeoquímicos. • Investigación y reflexión sobre el impacto de las actividades humanas sobre los ecosistemas. • Lectura e investigación a partir de fragmentos de artículos periodísticos. • Evaluación experimental de los factores que determinan el crecimiento de productores.

Los seres vivos heterótrofos

Los ecosistemas

Capítulo

Situaciones de enseñanza

Contenidos

Expectativas de logro

13.

• La organización del cuerpo humano. • Las funciones y sistemas del cuerpo humano. • El sistema osteoartromuscular, los huesos y el esqueleto, las articulaciones, los músculos. • Los sistemas de relación y de control. • El sistema nervioso, los receptores y los órganos de los sentidos. • El sistema endocrino. • La nutrición en el ser humano. • El sistema digestivo, la digestión mecánica y la digestión química, la absorción intestinal, la egestión. • El sistema respiratorio: la respiración celular, la hematosis y el intercambio gaseoso, la ventilación. • El sistema circulatorio: el corazón, la circulación y la sangre. • La excreción; la formación de la orina.

• Comparar y distinguir las estructuras que forman parte de los niveles de organización. • Analizar y comprender la estructura y el funcionamiento de los sistemas del cuerpo. • Analizar los mecanismos de control y regulación que ejercen el sistema nervioso y endocrino sobre el resto de los sistemas. • Analizar y comprender el modo en el que los sistemas de nutrición trabajan, por separado y en conjunto.

• Lectura y comprensión de textos. • Interpretación de esquemas y gráficos de los distintos sistemas y sus estructuras. • Demostración experimental del funcionamiento de los sistemas de forma integrada. • Vinculación de los contenidos con las experiencias cotidianas del propio organismo.

14.

• La reproducción humana. • El sistema reproductor masculino. • El sistema reproductor femenino. • La formación de los gametos: la espermatogénesis y la ovogénesis. • El ciclo menstrual y la fertilidad en la mujer. • El desarrollo, el parto, el alumbramiento y la lactancia. • Las etapas de la vida.

• Conocer, analizar y comparar la estructura y el funcionamiento del sistema reproductor femenino y masculino. • Analizar comparativamente los procesos de espermatogénesis y ovogénesis. • Comprender los factores que determinan el ciclo menstrual femenino y analizar los eventos que ocurren en este. • Comprender la relación entre el ciclo menstrual, la fertilidad, y la fecundación. • Comprender y analizar los eventos que determinan el desarrollo y nacimiento del nuevo ser vivo. • Conocer y comparar las características de las distintas etapas de la vida.

• Lectura y análisis de textos. • Interpretación de esquemas que representan el sistema reproductor femenino y el masculino. • Interpretación de gráficos y esquemas que representan distintos aspectos del ciclo menstrual. • Confección de una encuesta acerca de la reproducción humana. • Realización de material y ejecución de campañas informativas sobre temas de reproducción humana.

15.

• Los seres humanos y la alimentación. • Tipos de alimentos. • Salud y alimentación. • El óvalo alimentario argentino. • Alimentación y estilo de vida. • La higiene y la conservación de los alimentos. • Los trastornos en la alimentación: la obesidad, la desnutrición. • La imagen corporal y la alimentación: la bulimia, la anorexia. • El tratamiento de la bulimia y la anorexia.

• Conocer las características de los distintos tipos de alimentos. • Comprender la relación entre los tipos y cantidad de alimentos y la salud. • Analizar y discutir la relación entre la alimentación, el estilo de vida y la salud. • Conocer las características de los trastornos de la alimentación, los factores que influyen en ellos y los tratamientos.

• Lectura y análisis de textos. • Análisis e interpretación del óvalo alimentario argentino, y su relación con el tipo de alimentos y la salud. • Interpretación y análisis de etiquetas de distintos productos y su relación con la salud. • Análisis y discusión respecto de la relación entre la publicidad y los trastornos de la alimentación. • Análisis y discusión sobre la relación entre la alimentación y la cultura.

El organismo humano

La reproducción y el desarrollo en los seres humanos

La alimentación humana

NATURALES sOluciOnariO

CIENCIAS

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Capítulo 1. Los materiales y sus propiedades Página 11. Estudio de caso Luego de leer la nota que pueden ver en la tablet, respondan las siguientes preguntas.

1. ¿Cuál es la hipótesis más aceptada en la comunidad científica acerca de la función del espermaceti? La hipótesis más extendida sobre la función del espermaceti de los cachalotes teoriza sobre su rol en la flotabilidad de estos animales. Sugiere que esa sustancia les permitiría modificar su flotabilidad en el agua de acuerdo a si necesitan nadar más o menos profundo en el mar. 2. ¿Qué experimento harían para intentar investigar la función de esta sustancia en estos animales? Si tuviéramos que realizar un experimento para poner a prueba la hipótesis arriba mencionada, podríamos tratar de aislar la sustancia y colocarla sobre un objeto que naturalmente flote en al agua, como un pedacito de madera. A ese objeto lo cubriríamos con espermaceti y lo pondríamos en el agua para ver qué sucede. Si se hunde o flota menos, podríamos decir que esta sustancia le permite hundirse más al objeto. Si, por el contrario, tomamos un pedacito de plomo, un metal más denso que el agua, y lo untamos con espermaceti y vemos que el plomo flota un poco más, entonces podríamos decir que el espermaceti ayuda a mejorar la flotabilidad de un objeto. Página 13. Actividades 1. ¿Cuál es la diferencia entre una propiedad

general y una específica? Una propiedad general es aquella característica que está presente en toda la materia, sin que importe de qué material forma parte; por ejemplo, el volumen o la masa de un objeto. En cambio, una propiedad específica es aquella que caracteriza al material del que estamos hablando, es decir, una propiedad que permite su identificación unívoca; por ejemplo, el punto de fusión, el de ebullición, la densidad de un material, que son únicos para una sustancia en particular.

2. Un estudiante llenó con agua pura dos vasitos con distinta capacidad, uno de 200 ml y el otro de 100 ml. Los metió dentro del freezer. ¿Habrá tardado lo mismo en congelarse el agua de un recipiente que la del otro? ¿Por qué? ¿Se habrán congelado a la misma temperatura?¿Por qué? El volumen es una propiedad general y no está relacionado con un material en particular ni dice nada de él. El tiempo que toma congelar agua, es decir, que el agua pase de estado líquido a sólido, va a ser mayor a medida que el volumen sea más grande. Por lo tanto, tardará más en congelarse un vasito de 200 ml que uno de 100 ml. Sin embargo, la temperatura a la cual ambos vasos se congelan es la misma, porque la temperatura de congelamiento es una propiedad específica que caracteriza a cada material y es independiente de su cantidad. Esta temperatura es 0 °C en el caso del agua. 3. Alguna vez habrán puesto aceite en un recipiente con agua, ¿cuál creen que es más denso, el aceite o el agua? ¿Por qué? Si alguna vez los chicos hicieron esta prueba y prestaron atención al fenómeno, habrán visto que el aceite es menos denso que el agua, ya que aquel permanece en la parte superior de un recipiente mientras que el agua queda en la fase inferior. Esto ocurre porque las moléculas que componen el aceite se atraen entre sí poco, por lo cual están más separadas y ocupan mayor volumen. Si la densidad es el cociente entre la masa y el volumen, es lógico que si el volumen del aceite es mayor, su densidad sea menor. Mientras que las moléculas del agua se atraen más entre sí, por lo que ocupan menos volumen; eso hace que el cociente masa/volumen sea mayor, es decir, que su densidad sea mayor que la del aceite. Página 15. Actividades 1. ¿Qué pista dio el experimento de Proust con respecto a la teoría atómica? Proust, en el siglo xviii, logró aportar un concepto importante para la época acerca de la composición de las moléculas (materiales). Demostró que “las partes” que forman un material siempre están en números enteros de elementos fundamentales. 2. ¿Cómo imaginaban en el siglo XX que estaba formada la materia? En el siglo xx, la teoría atómica mostraba que un material estaba formado por átomos

compuestos por un núcleo central en donde se encontraban lo que hoy se conoce como partículas subatómicas: protones, de carga positiva, y partículas cargadas negativamente que giraban alrededor del núcleo, llamadas electrones.

Página 17. Leer y escribir en ciencias La dilatación de los líquidos con el calentamiento se aprovecha en muchas aplicaciones. Los termómetros son tubos de vidrio que contienen alcohol teñido o mercurio. El termómetro de alcohol funciona entre -112 oC y 78 oC, mientras que si es de mercurio se puede usar entre -39 oC y 357 oC. • Si el agua hierve a 100 oC, ¿qué tipo de termómetro será más adecuado para medir la temperatura del agua líquida? El termómetro de mercurio será más adecuado, ya que su rango de medición oscila entre –39 °C y 357 °C.

Página 17. Conocimientos en práctica.

Densidad del nitrógeno (g/cm3)

La densidad es una propiedad específica de las sustancias que nos indica cuánta masa de una sustancia hay en un cubo de 1 cm3 de volumen. La densidad varía con la temperatura. En el gráfico de la derecha se puede ver cómo cambia la densidad del nitrógeno al aumentar su temperatura. Fíjense que la temperatura a la que se mide es muy baja (entre -190 oC y -140 oC). 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 -200 -190 -180 -170 -160 -150 Temperatura (°C)

1. ¿Cómo cambia la densidad del nitrógeno con la temperatura? La densidad del nitrógeno disminuye con la temperatura.

Respuesta de producción personal. Se espera que expliquen que, al seguir la curva, pueden ver cómo disminuyen los valores del eje vertical (densidad) a medida que avanzan en dirección horizontal (temperatura).

3. Elaboren una hipótesis que explique cómo es que un material puede variar su densidad sin que se agregue o se quite material. (Pista: piensen en sus partículas). Respuesta de producción personal. Se espera que expliquen que la variación de la densidad se deberá a la distancia que haya entre sus partículas. Página 17. Actividades 1. Cuando llueve o se baldea un patio en un día soleado, al cabo de un tiempo este se seca. a. ¿Por qué sucede esto? El fenómeno que tiene lugar cuando una película de líquido “desaparece” del suelo y éste parece de pronto seco es el fenómeno de cambio de fase del agua, conocido como evaporación, es decir, el pasaje del estado líquido al gaseoso. Los cambios de estado son cambios físicos de la materia. b. ¿Ocurrió un cambio físico? ¿Por qué? Cuando el agua pasa de estado líquido a gaseoso, decimos que cambia de estado, pero sigue siendo agua. Por eso los cambios de estado son cambios físicos, es decir que no cambia la sustancia. 2. Den dos ejemplos de cambios que ocurren naturalmente y de cambios que son realizados por los humanos. También mencionen dos ejemplos de cambios de estado del material, diferentes a los mencionados en el texto. Respuesta de producción personal. El objetivo de la pregunta es que, a partir de la información con la que cuentan o mediante una búsqueda en internet, den ejemplos de cambios de estado de materiales cotidianos. Ejemplos de cambios de estado naturales: A. Derretimiento de glaciares. B. Evaporación de los restos de lluvia. Ejemplos de cambios de estado causados por los humanos: A. Colocar agua en una pava y calentarla hasta los 100 °C. B. Llenar una cubetera y ponerla en el freezer.

2. Expliquen cómo lo dedujeron a partir del gráfico.

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Página 19. Actividades 1. Expliquen en sus carpetas las siguientes

situaciones, utilizando el modelo de partículas: a. Un globo se calienta al sol y se “hincha”. Adentro del globo hay aire, una mezcla de gases. Los gases, con el calor, aumentan su energía y sus moléculas se mueven más rápido. Eso provoca una expansión del gas en el interior del globo que presiona sus paredes, por lo que vemos el fenómeno de hinchazón. b. Se mezclan agua y alcohol. El agua y el alcohol son dos sustancias que se pueden mezclar. Dicha mezcla ocurre porque las moléculas de agua y las de alcohol sufren cierta atracción en solución. El agua y el aceite, en cambio, no se mezclan porque las partículas del agua sienten repulsión por las del aceite.

2. La naftalina es un material que se utiliza como antipolillas, en forma de pastillas. Se coloca sólida al terminar el invierno y al año siguiente solo queda su aroma en la ropa. a. ¿Qué cambio de estado ha ocurrido? El fenómeno que ha ocurrido es el de la sublimación, es decir, el pasaje desde el estado sólido al estado gaseoso. b. Explíquenlo mediante el modelo de partículas. Sucede que las partículas de naftalina en el estado sólido están muy juntas, pero a medida que están en contacto con el ambiente, éste entrega calor y produce que las partículas aumenten su movimiento. Así se separan unas de otras y pasan al estado gaseoso. 3. En el siguiente sitio de internet, podrán observar simulaciones que explican los estados de agregación y los cambios de estado según el modelo de partículas: http://goo.gl/0xnsj. Luego de realizar las simulaciones que aparecen en cada pestaña, resuelvan las actividades finales del sitio. Al calentar un sólido se transforma en líquido; este cambio de estado se denomina fusión. El punto de fusión es la a la que ocurre dicho proceso. Al subir la temperatura de un líquido se alcanza un punto en el que se forman burbujas de vapor en su interior, es el punto de; en ese punto la temperatura del líquido permanece.

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASES

Forma constante

Forma variable

Volumen constante

Volumen variable

Dureza

Viscosidad

Expansibilidad

Partículas ordenadas en posiciones fijas.

Partículas próximas con movimiento libre.

Partículas distantes con movimiento libre.

Página 23. Taller de ciencias. ¿Es mejor el jugo de naranja recién exprimido que el de otro día? En este taller se propone trabajar con una actividad experimental en la que se evidencia la detección de sustancias a partir de pruebas basadas en propiedades específicas. En este caso, se detectará la presencia de vitamina C en el jugo de naranja a partir del agregado de almidón y lugol. El almidón se combina con el yodo presente en el lugol, formando un complejo de color azulado; en presencia de vitamina C, este complejo no se forma. De acuerdo con la hipótesis de este taller, la concentración de vitamina C del jugo decae con el tiempo, motivo por el cual se espera que en los jugos más antiguos el color azul aparezca con menor cantidad de lugol que en los jugos más recientemente preparados. Cabe destacar que en el caso de no poseer lugol, se pueden utilizar cicatrizantes líquidos que contengan yodo; el color que aparece no es azul, sino violáceo, pero responde del mismo modo a la presencia de almidón y vitamina C. Es importante que reflexionen acerca de la función de referencia del vaso “control”. El color obtenido corresponderá a la ausencia total de vitamina C, y se espera que el color azul aparezca con el agregado mínimo de lugol.

Actividades del Taller de ciencias 1. Imaginen que un grupo de estudiantes realizó

una experiencia parecida a esta, pero compararon la cantidad de vitamina C en un jugo preparado con polvo y otro natural recién hecho. Los resultados se ven en la siguiente tabla. a. ¿Cuál habrá sido la hipótesis de la experiencia en este caso? La hipótesis de esta experiencia es que el jugo natural recién exprimido contiene más vitamina C que uno hecho a partir de un polvo.

b. ¿A qué conclusión habrán llegado los estu-

diantes? Los resultados indican que el jugo preparado a partir de polvo contiene menos cantidad de vitamina C que uno recién exprimido natural, ya que la cantidad de gotas de lugol agregada a este último es mayor que la agregada al que fue preparado a partir de polvo.

2. ¿Por qué la cantidad de naranjas utilizadas en la experiencia de este taller fue la misma? ¿Qué creen que hubiese ocurrido si se hubiese puesto en un vaso el jugo de dos naranjas y en otro, el jugo de una sola? La cantidad de naranjas en la experiencia fue la misma para poder comparar los resultados. Si se hubiese utilizado en un vaso el jugo de dos naranjas y en otro de una naranja, los resultados no hubieran sido comparables porque el volumen habría diferido entre ambos vasos. 3. ¿Para qué se usa el vaso con agua sola? ¿Qué hubieran hecho si en los cinco vasos hubiesen tenido que agregar 6 gotas de lugol? ¿Habrían confiado en la calidad de los reactivos? El vaso con agua sola se utiliza como control del experimento. En un experimento hay que tener siempre algún control que sea negativo para la reacción que se quiere probar. En este caso, sabemos que el agua no tiene vitamina C, por lo cual es un buen control del experimento. Si el lugol hubiera reaccionado con el agua, habría llevado a pensar que los reactivos no servían. 4. Investiguen las causas de la disminución en

la concentración de vitamina C en el tiempo. ¿Qué otros factores descomponen la vitamina C? ¿Es lo mismo consumir alimentos cocidos que crudos? La vitamina C se descompone a lo largo del tiempo al entrar en contacto con el aire y con la luz. El calor también puede afectarla, motivo por el cual los alimentos pueden perder vitamina C al ser cocinados.

Páginas 24 y 25. Actividades de repaso Estudio de caso 1. Los cachalotes son mamíferos, animales que pueden regular su temperatura, como nosotros.

a. ¿Cuál creen que es aproximadamente la temperatura de fusión del espermaceti o “aceite de ballena”? Den un rango de 10 grados. Se espera que relacionen la temperatura corporal normal humana con la temperatura del cuerpo de los cachalotes y que ubiquen el valor en un rango no muy superior a los 40 °C. b. Investiguen en internet cuál es la temperatura de fusión de esta sustancia y corroboren si fue válida su hipótesis. La temperatura de fusión de esta sustancia está entre los 42 y los 50 °C. 2. ¿Por qué consideran que esta sustancia era tan buscada? a. ¿Qué ventajas tiene? Es una sustancia muy versátil y con diferentes usos, tanto para generar luz como para fabricar cosméticos. Su estado cambia a temperaturas que facilitan su manipulación. b. ¿Piensan que se requiere mucho calor para cambiar su estado? No, no se requiere mucho calor para cambiar su estado. Es suficiente con el calor corporal de un mamífero, como el cachalote. 3. ¿En qué estado creen que el espermaceti es más denso que el agua de mar? ¿Por qué? Respuesta de producción personal. El espermaceti es más denso en estado sólido 4. Expliquen, a nivel macroscópico, el cambio

que ocurre en el espermaceti cuando se enfría. Cuando se enfría, las partículas del espermaceti se ordenan y el espacio entre ellas disminuye.

5. Expliquen las siguientes afirmaciones, tanto si las consideran correctas como si no. a. Quemar papel es un cambio químico. Correcto. Sí es un cambio químico porque el papel, al quemarse, se transforma en otras sustancias, como carbono. b. Agregarle azúcar al café con leche es un cambio químico. Incorrecto. El azúcar sólido en el café con leche se diluye y se mezcla con el líquido formando una solución. Se trata de un cambio físico en el que el azúcar pasa a ser líquida en solución. c. Freír un huevo es un cambio físico. Incorrecto. El huevo está formado fundamentalmente por proteína albúmina y las proteínas se pueden desnaturalizar con el calor, es decir que pierden su estructura y dejan de ser proteínas tal como las conocemos. Esto se trata de un cambio químico y no físico.

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d. Manchar con lavandina una tela es un cambio químico. Correcto. La lavandina (hipoclorito de sodio, un ácido), en contacto con telas, las destiñe, provocando una mancha que es como una quemadura del material donde ya el material deja de ser lo que es.

6. Completen el siguiente cuadro. Estado

Fuerzas de atracción entre partículas

Velocidad de las partículas

sólido

muy alta

baja

líquido

media

gaseoso

muy débil

alta

7. Observen las siguientes imágenes y resuel-

van las consignas que están a continuación. a. Indiquen qué tipos de cambios ocurren en cada caso. A. Fusión de la vela (pasaje de estado sólido a líquido transitorio). B. Sublimación del hielo seco (pasaje de sólido a gaseoso). C. Condensación del vapor de agua en el interior de un auto por acción del frío externo al auto (pasaje de estado gaseoso a líquido). D. Cocción de materiales líquidos a sólidos en el horno. b. Clasifíquenlos en físicos y en químicos, y expliquen por qué lo hacen. A. Cambio físico, ya que la vela fundida sigue siendo el mismo material. B. Cambio físico, ya que el hielo seco sigue siendo dióxido de carbono solo que en diferente estado de agregación. C. Cambio físico, ya que el agua sólo cambió de estado por el enfriamiento exterior al auto. D. Cambio químico, ya que los materiales del horno (como el huevo, por ejemplo) se cocinan y se desnaturalizan las proteínas.

8. Lean el texto y resuelvan las consignas. a. ¿Qué propiedades de la materia se mencio-

nan en el texto? Clasifíquenlas en generales y específicas. Expliquen por qué. Las propiedades mencionadas en el texto son: 1. Masa (propiedad general cuando habla de kilos de chatarra). 2. Volumen (propiedad general). 3. Punto de fusión del hierro (propiedad específica del material hierro).

b. Indiquen los cambios que ocurren en el

proceso. Clasifiquen estos cambios en físicos y en químicos, y justifiquen sus elecciones. El primer cambio que ocurre es el derretimiento de la chatarra, es decir su fusión, un cambio físico ya que cambia de estado desde sólido hacia líquido en grandes hornos. Luego, el hierro, en combinación con el coque, da una mezcla nueva, es decir que se produce un cambio químico ya que el material nuevo ya no es la chatarra original sino un material fundamentalmente compuesto de hierro y coque. Este nuevo material líquido se deja enfriar en moldes hasta solidificarse, con lo cual se produce un tercer cambio, físico, ya que se trata de un cambio de líquido a sólido (solidificación).

9. Indiquen qué cambio representa cada número en el siguiente diagrama. 1. Fusión. 2. Solidificación. 3. Evaporación. 4. Condensación. 5. Sublimación. 6. Sublimación inversa. a. ¿En qué casos se toma calor del ambiente? En 1, 3 y 5. b. ¿En qué casos se libera calor al ambiente? ¿Qué ocurre con los cambios a nivel de las partículas en esos casos? En 2, 4 y 6. En estos casos, las partículas, al liberar calor, pierden movimiento y se acercan entre sí. 10. A partir de las siguientes descripciones, ordenen los materiales del menos denso al más denso. Justifiquen su orden. • Material 1: en 100.000 cm3 entran 15 kg de este material. • Material 2: 3 g de este material ocupan 0,5 cm3. • Material 3: este material flota en el material 2, pero queda por debajo del material 1, que flota sobre él. • Material 4: flota sobre el material 1. El orden correcto del menos denso al más denso es: 4, 1, 3 y 2. Esto se deduce primero calculando la relación entre material 1 y 2 a partir de sus densidades. Sabiendo que la densidad es el cociente entre masa y volumen, se realiza esta cuenta y eso arroja que 1 es menos denso que 2 y luego que 4 es menos denso que 1, y que 3 es menos denso que 2 pero más denso que 1.

11. Indiquen cuáles afirmaciones son correctas y cuáles no lo son. Justifiquen cada elección. a. Aristóteles creía que la materia estaba formada por partes indivisibles y que era discontinua. Incorrecto: Aristóteles creía que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, fuego, agua y aire. b. Con su experimento, Proust demostró que la materia está formada por una mezcla continua de aire, tierra, fuego y agua. Incorrecto: Proust postuló la ley de proporciones definidas en las que los elementos no eran aire, tierra, fuego y agua. c. De acuerdo con el modelo de Bohr, los átomos están compuestos por un núcleo con cargas positivas y partículas de carga negativa que orbitan a su alrededor. Correcto. d. Los átomos son sólidos, sin huecos en su interior, como lo postuló Dalton. Correcto. e. Demócrito adhería a las ideas de Empédocles acerca de la constitución de la materia. Incorrecto: pensaba que las formas de la materia eran divisibles hasta cierto punto en partículas muy pequeñas indivisibles llamadas átomos. f. El aire es un elemento fundamental porque no está compuesto por otros elementos. Incorrecto: el aire está compuesto por varios tipos de moléculas. g. Los átomos pueden agruparse y formar moléculas. Correcto.

Líquida

Átomos

Gaseosa General

Volumen

Cambios Temperatura de fusión/ ebullición

Químicos de partículas

Capítulo 2. Las mezclas Página 27. Estudio de caso Observen el tuit de la página anterior.

1. ¿Qué es la sangre: una sustancia pura o una mezcla? Es una mezcla de componentes.

2. ¿Qué diferencia hay entre el material que hay en la bolsa y el que se observa en el tubo? ¿Qué colores se pueden ver en este último? En ambos casos se trata de sangre, pero en la bolsa la sangre está mezclada, líquida, y en el tubo está separada en dos fases líquidas luego de una centrifugación. En el tubo se ven dos colores diferenciables: rojizo en el fondo, que contiene células llamadas glóbulos rojos, y en la fase superior un líquido de color amarillento, llamado plasma. 3. ¿Está correctamente usada la palabra “sus-

tancia” para hablar de la sangre? No es correcto hablar de sustancia para el caso de la sangre ya que se trata de una mezcla y no de una sustancia pura.

Página 29 1. Según lo que leyeron, expliquen cuál es la diferencia entre una mezcla y una sustancia pura, usando palabras diferentes de las del libro. Una sustancia pura es aquella que está formada por un mismo átomo, ion o molécula, indivisible; mientras que una mezcla, como su nombre lo indica, es una mezcla de sustancias, compuestas por distintos átomos, moléculas o iones, y que puede ser separada en componentes. En una mezcla, cada componente es una sustancia. 2. La leche de vaca que se comercializa en almacenes y supermercados, ¿es una mezcla o una sustancia pura? ¿Por qué? Para confirmar su hipótesis, lean la etiqueta de un envase de leche. La leche es una mezcla acuosa de componentes entre los cuales se pueden encontrar: agua, carbohidratos, proteínas, grasas, minerales (como sodio, calcio, fósforo) y vitaminas A, D, B12 y B2. 3. Den dos ejemplos de mezclas y dos de sustancias puras que no se hayan mencionado en estas páginas. Respuesta de elaboración personal. Se espera que los chicos encuentren ejemplos de la vida cotidiana. Son ejemplos de mezclas: el acero, los jugos, las infusiones, etcétera. Son sustancias puras: el agua destilada, el grafito de la mina de los lápices.

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Página 31 1. ¿En qué se diferencian un sistema abierto, uno cerrado y uno aislado? Un sistema abierto es aquel que intercambia energía y materia con el medio, mientras que uno cerrado es aquel que sólo intercambia energía pero no materia. Un sistema aislado es aquel que no intercambia ni materia ni energía con el medio. 2. Un plato hondo lleno con sopa caliente, ¿es un sistema material abierto, cerrado o aislado? Expliquen por qué. Un plato hondo lleno de sopa caliente es un sistema abierto porque intercambia energía con el medio (el calor del plato se transmite al ambiente que lo rodea) y también materia, ya que parte del agua del caldo se evapora y sale del plato. 3. Den un ejemplo (que esté mencionado) de sistema abierto y uno de sistema cerrado. Respuesta de producción personal. Se brindan ejemplos a modo de orientación: un ejemplo de sistema abierto mencionado es una taza de café caliente; también podría ser una botella de alcohol de 96 volúmenes abierta. Un ejemplo de sistema cerrado sería una olla con tapa en cuyo interior hay un pollo cocinándose. 4. Den ejemplos de tres sistemas materiales de diferente clasificación. Indiquen cuántas fases tiene cada uno de esos sistemas. Sistema homogéneo: 1. Alcohol 96 °C: una fase, dos componentes. 2. Aire: una fase, 3 componentes. 3. Bronce: una fase (aleación). Sistema heterogéneo: 1. Agua con arena: dos componentes. 2. Tornillos con aserrín: dos componentes. 3. Agua y aceite: dos componentes. Página 33 1. Según lo que leyeron en estas páginas, ¿en qué se diferencia una mezcla heterogénea de una homogénea? La diferencia entre una mezcla homogénea y otra heterogénea es el número de fases que se ven. En una mezcla homogénea, se observa una sola fase, aunque haya más de un componente o sustancia; mientras que en una mezcla heterogénea hay más de una fase, es decir, más de una sustancia o componente que

no se mezcla con el/los otros componentes de la mezcla y que posee propiedades distintivas que se detectan a simple vista o con un microscopio.

2. Den un ejemplo de una mezcla heterogénea que presente tres fases y cuatro componentes diferentes de los ejemplos mencionados. Respuesta de producción personal. Un ejemplo orientador podría ser: corcho, agua, alcohol y arena. El agua y el alcohol forman 1 fase, pero que no se mezcla con el corcho y la arena, que permanecen como fases separadas. 3. La tinta china se fabrica suspendiendo en agua pequeñas partes de carbón molido. ¿Qué tipo de mezcla creen que es: homogénea o heterogénea? Expliquen por qué. La tinta china es una mezcla heterogénea ya que se trata de una suspensión de carbón molido en agua, donde hay dos fases que, si bien no son detectables a simple vista, se observan con el microscopio. Conocimientos en práctica Una solución es una mezcla en la cual una sustancia está homogéneamente distribuida en otra. Un bizcochuelo de chocolate, por ejemplo, es una solución sólida de chocolate, azúcar y otros ingredientes que constituyen la masa. El cambio en la composición de esta mezcla hace que sus propiedades también varíen. Propiedad

Soluto involucrado

Torta 1

Torta 2

Color

Colorante

Mucho

Poco

Sabor

Chocolate

Sí

Dulzura

Azúcar

0,125 g/cm3

0,250 g/cm3

Si tuvieran datos como los de arriba, ¿qué torta elegirían en la panadería? Expliquen por qué. Se espera que elijan la torta 2, ya que posee poco colorante, por lo que se deduce que todo el color que tiene es debido al chocolate, y es más dulce.

Página 35 1. Expliquen qué es un solvente, qué es un soluto y de qué depende la concentración de una solución. Una solución es una mezcla homogénea formada por más de una sustancia. Se llama soluto a la sustancia en menor cantidad y solvente, a la sustancia en mayor cantidad. Se dice generalmente que el soluto se disuelve en el solvente. La concentración de una solución depende de la cantidad de soluto disuelto en el solvente. A mayor cantidad de soluto con respecto a la de solvente, más concentrada será la solución. 2. El oro que se usa en joyería es una mezcla que contiene 18 partes de oro y 6 partes de cobre. ¿Cuál es el soluto y cuál, el solvente? ¿Por qué? En este caso, el soluto es el cobre, mientras que el oro sería el solvente porque éste último se encuentra en mayor cantidad. 3. ¿Qué es la solubilidad? ¿Cómo se modifica si se varía la temperatura del solvente? La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en un solvente. Dicha propiedad depende de la temperatura. A mayor temperatura, por lo general, aumenta la solubilidad de los solutos, pero en el caso de los gases es al revés: a mayor temperatura, disminuye la solubilidad del gas en el líquido. 4. Si el agua de los vasos que ven en la ilustra-

ción de esta página estuviera a una temperatura de 30 °C, ¿se necesitaría más sal, menos sal o igual cantidad de sal para alcanzar la saturación? Expliquen por qué. Si el agua de los vasos de la figura estuviera a 30 °C, la cantidad de sal que se necesitaría para saturar la solución sería mayor, ya que, al aumentar la temperatura, aumenta la solubilidad de un soluto sólido como lo es la sal de mesa.

Leer y escribir en ciencias Así como nosotros respiramos el oxígeno disuelto en el aire, los peces respiran el oxígeno disuelto en el agua. Si la cantidad de oxígeno que tienen disponible disminuye demasiado, los peces mueren. Las aguas de las fábricas están a temperaturas más altas que las de las aguas en las que se vierten.

• ¿Cómo afecta dicho fenómeno a la vida acuática? Si las aguas que se vierten de las fábricas están a altas temperaturas, la temperatura media del cuerpo de agua aumenta y el oxígeno disuelto en el agua disminuye, debido a que la solubilidad de los gases disminuye con la temperatura. Los animales acuáticos que vivan en ese cuerpo de agua dispondrán de menos oxígeno para respirar y muchos podrían morir.

Página 36 1. Si se quisiera separar el agua de la sal, ¿qué características de esos materiales podrían aprovechar para hacerlo? Se podría aprovechar el hecho de que tienen distinto punto de ebullición. El del agua es más bajo. Esto se puede aprovechar para evaporar toda el agua de la solución sin que se evapore la sal. Se puede usar un condensador para recuperar el agua pura en otro recipiente. 2. Los granos de arena son más grandes que las partículas de sal fina. ¿Cómo se los podría separar sin utilizar agua? Se los podría separar utilizando un tamiz con un poro que permitiera pasar la sal fina pero no los granos de arena. Así quedaría retenida la arena en el tamiz y separada de la sal. Página 37 1. En un laboratorio se dispone del siguiente sistema material: virutas de madera, arena, sal, agua de río y clavos de hierro. a. ¿Es homogéneo o heterogéneo? Justifiquen su respuesta. El sistema es heterogéneo porque posee componentes no miscibles entre sí; hay distintas fases. b. ¿Cuántas fases tiene? El sistema posee 4 fases. c. ¿Cuáles son sus componentes? Sus componentes son virutas de madera, arena, sal, agua de río y clavos de hierro. También se pueden considerar los solutos presentes en el agua de río, ya que no es pura. d. ¿Qué métodos utilizarían para separar, uno por uno, todos los componentes? Para separar los clavos de hierro primero se puede utilizar la imantación. Luego, se puede filtrar el agua salada de río, dejando por un lado el agua salada y por otro lado las virutas y la arena. Luego se separaría la viruta de la

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arena por tamiz. La sal y otros solutos del agua se pueden separar realizando una destilación simple.

Página 38 1. Describan cuáles son las similitudes y las diferencias entre la destilación simple, la destilación fraccionada y la evaporación. La destilación simple es un método de separación de líquidos miscibles o líquidos de sólidos disueltos, mientras que la destilación fraccionada es un método se separación que se utiliza para separar líquidos de una mezcla cuyos componentes poseen puntos de ebullición muy cercanos. La evaporación, por último, es un método de separación de sólidos de líquidos en solución, por ejemplo, sales de líquidos. En este método por calentamiento y ebullición del líquido, éste se evapora, cambia de estado a gas y el sólido no volátil queda en el fondo. Páginas 40 y 41. Taller de ciencias La tinta: ¿sustancia pura o mezcla?

La propuesta de este taller consiste en realizar una técnica para separar los solutos que conforman una solución. Recibe el nombre de cromatografía, y se basa en la disolución diferencial de los solutos en un solvente que se añade. La solución –la tinta– se coloca sobre un soporte –en este caso es el papel–, y el solvente que se agrega –el alcohol– se desplaza por el soporte, y al encontrarse con la solución, disuelve y “arrastra” los solutos presentes en ella. Cuanto más soluble sea el soluto en ese solvente, más fácilmente se desplazará con él. Según la hipótesis de este taller, las tintas están formadas por varias sustancias; se espera que al realizar la técnica de cromatografía se observen varios solutos desplazándose. Para cada color obtendrán un resultado diferente, debido a los distintos pigmentos que conforman las tintas, y verán que no todos ellos “avanzan” por el papel del mismo modo; la hipótesis se corroborará. Es interesante relacionar la experiencia con la solubilidad, reflexionando acerca de las características que debe tener el solvente para ser capaz de separar los solutos de la tinta. Podrían elaborar hipótesis acerca de lo que sucedería con otros solventes, e incluso podrían ponerlo a prueba.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿Se comprobó la hipótesis inicial del taller? ¿Por qué? La hipótesis se comprueba, ya que para todas las tintas se observa la presencia de varios solutos que se mueven con el solvente. 2. Comparen los resultados obtenidos para cada una de las tintas y respondan: a. ¿Tienen algún componente en común? Respuesta de producción personal. b. ¿Hay algún componente que está en la mayoría de las tintas? ¿Cuál es su color? Respuesta de producción personal. 3. Para hacer una cromatografía, se precisa un medio que sea absorbente, pero no es imprescindible que sea una tira de papel. a. ¿Se podría utilizar una tiza para hacer la cromatografía? Se podría usar una tiza, solo que probablemente se necesitaría añadir mayor cantidad de solvente. b. ¿Y un trozo de algodón? También podría usarse un algodón, pero se tendría que usar un trozo con forma regular y definida (por ejemplo, un disco desmaquillante) para que el desplazamiento del solvente con los solutos no ocurra en todas las direcciones. c. Si se utilizaran tiza o algodón, ¿se obtendrán los mismos resultados que con el papel de filtro? Elaboren una hipótesis y compruébenla experimentalmente. El resultado debería ser el mismo, ya que depende del solvente que se añade y no del soporte que se use. 4. La palabra cromatografía proviene de dos palabras griegas: cromos y grafo. a. Investiguen, en el diccionario de la Real Academia Española (en su versión impresa o en internet), qué significan estas palabras. Cromo: del griego χρωμα, significa “color”. Grafo: del griego γραφειν, “escribir”, significa “escritura”. b. Teniendo en cuenta el significado de las palabras en griego, elaboren y escriban una definición de cromatografía. Se puede definir cromatografía como “escritura en colores”. 5. Para determinar la presencia de aminoácidos en la sangre, se realiza un cromatograma. ¿De qué creen que se trata esta técnica? Comprueben su hipótesis contrastándola con

Páginas 42 y 43. Actividades de repaso Estudio de caso La sangre es un fluido que circula por los capilares, venas y arterias de todos los animales vertebrados, y permite que ocurra el intercambio gaseoso con los tejidos, esencial para la vida. Su color rojo característico se debe a la presencia de un pigmento, llamado hemoglobina, que se encuentra en los glóbulos rojos (células especializadas en el transporte de oxígeno).

1. La sangre se compone de células y componentes extracelulares (llamados matriz extracelular). a. Al separar la sangre a través de la técnica de centrifugación, ¿cuántas fases se observan? ¿Por qué componentes está formada cada una? En la fotografía de la página 26 se observan dos fases: la fase superior (de color amarillo) contiene suero (agua con sales y moléculas hidrosolubles); la parte inferior contiene células, como los glóbulos rojos. b. A simple vista, la sangre parece una solución. Expliquen qué otro método permitiría averiguar si la sangre está formada por distintos componentes. Se puede analizar con un microscopio, ya que la sangre es en realidad una mezcla heterogénea que puede observarse con este instrumento.

2. El siguiente gráfico es una curva de solu-

bilidad de oxígeno (gas) en sangre a distintas temperaturas. Efecto de la temperatura % de oxígeno transportado en sangre

la definición de cromatograma en una enciclopedia virtual. Tomando el criterio de las definiciones, los alumnos podrían buscar el significado de “grama”. Proviene del griego γραμμα (“letra”, “escrito”) y significa “escrito” o “gráfico”. Un cromatograma es una representación gráfica que se efectúa luego de realizar otro tipo de cromatografías, por lo general, en columna. Los solutos que se arrastran por el solvente añadido llegan al final de la columna y son registrados por un detector; en base a estos resultados, se grafica el cromatograma, y en él se representa la señal de los solutos a lo largo del tiempo. Sería conveniente que esta actividad la realizaran con la ayuda del docente, ya que de acuerdo con las fuentes que consulten, puede resultar un poco compleja.

10º C

100

20º C

36º C 43º C

60 40 20 0

40 60 80 Cantidad de oxígeno

100

3. ¿Qué significa la solubilidad de una solución.

¿Qué sucede con la solubilidad de los gases en los líquidos a medida que aumenta la temperatura? La solubilidad se define para el soluto de una solución (el componente que está en menor proporción en el sistema) y es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una determinada cantidad de mezcla. A medida que aumenta la temperatura, la solubilidad de un gas disminuye.

4. En el caso de la sangre, ¿qué suponen que ocurre con el transporte de oxígeno al aumentar la temperatura?, ¿será más o menos eficiente? Al aumentar la temperatura, el transporte de oxígeno se hace menos eficiente dado que hay menos disponibilidad de este en la sangre. 5. Tachen, en cada una de las siguientes afirmaciones, la opción incorrecta. a. Una sustancia está formada por partículas iguales / diferentes. b. Cada sustancia tiene una composición química fija / variable. c. Una sustancia tiene propiedades que no permiten / permiten diferenciarla del resto de las sustancias. 6. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas. Reescriban correctamente en sus carpetas las afirmaciones incorrectas. a. El agua destilada es una sustancia pura. Correcta. b. El agua mineral es una sustancia pura. Incorrecta: El agua mineral no es agua pura, sino que contiene sales minerales disueltas, de allí su nombre. c. El agua mineral es una mezcla. Correcta. d. El agua mineral es una solución. Correcta. e. Todas las soluciones son mezclas homogéneas. Correcta.

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f. Las mezclas heterogéneas tienen al menos

Componente de la solución que está en menor cantidad.

dos fases y dos componentes. Correcta.

g. Las mezclas homogéneas tienen al menos dos fases y dos componentes. Incorrecta: Las mezclas homogéneas tienen una sola fase.

7. Para cada uno de los siguientes sistemas

materiales, cumplan las consignas que se detallan a continuación. I. Agua, sal, alcohol y arena. II. Piedras, clavos de hierro y tinta. III. Aceite, agua, arroz y vinagre. a. Indiquen si son mezclas homogéneas o heterogéneas. b. Indiquen cuántas fases y cuántos componentes tienen. c. Diseñen la secuencia de técnicas que emplearían para separar todos los componentes de cada mezcla. I. Agua, sal, alcohol y arena. Se trata de una mezcla heterogénea, con dos fases y cuatro componentes. Se podría separar la arena de los líquidos por filtración. Del líquido formado por agua, sal y alcohol, se separaría la mezcla de alcohol y agua de la sal por destilación simple y luego el alcohol y el agua por destilación fraccionada. II. Piedras, clavos de hierro y tinta. Se trata de un sistema heterogéneo, con tres fases y tres componentes. Se podría separar primero los clavos de hierro por imantación. Luego, las piedras podrían separarse de la tinta por filtración. III. Aceite, agua, arroz y vinagre. Se trata de un sistema heterogéneo, con tres fases y cuatro componentes. Se podría separar el arroz por filtración, luego el aceite del agua con vinagre por decantación y luego el vinagre del agua por destilación fraccionada.

8. Las siguientes imágenes muestran la se-

cuencia de pasos que realizó un estudiante para separar los componentes de un sistema constituido por arena, agua, alcohol, clavos y arroz. Indiquen si la secuencia es correcta. Si es incorrecta, ordénenla correctamente. 1. Imantación. 2. Tamización. 3. Filtración. 4. Destilación.

9. Unan con una flecha cada concepto con su definición.

Sistema material compuesto por varias fases.

Mezcla heterogénea Sustancia pura

Mezcla homogénea.

Solución

Componente de una solución que está en mayor cantidad.

Soluto Solvente

Porción de materia cuyas partículas son todas iguales.

10. Clasifiquen los siguientes sistemas en sustancias puras y mezclas. A su vez, clasifiquen las mezclas en homogéneas y heterogéneas. Lago: mezcla heterogénea. Anillo de oro: mezcla homogénea. Humo: mezcla homogénea. Leche entera: mezcla heterogénea. Agua destilada: sustancia pura. Suero: mezcla homogénea. Mina de lápiz: sustancia pura. Barra de azufre: sustancia pura. Moneda de un peso: mezcla homogénea. Vaso con jugo artificial de naranja: mezcla homogénea. Agua de río: mezcla homogénea.

Heterogéneos Soluciones

Mezclas

Más de un componente

Un componente

Tamización Imantación Decantación

Destilación Evaporación fraccionada

Capítulo 3. El agua Página 45. Estudio de caso Luego de ver la infografía en el dispositivo, respondan. 1. ¿Cuáles son los procesos que sufre el agua en la naturaleza? Viendo la infografía, los alumnos deberían responder que los fenómenos allí representados son filtración, precipitación, sublimación, transpiración y evaporación.

2. ¿Qué entienden por caudal de agua? Se espera que los alumnos asocien el término caudal a una cantidad de fluido que pasa por un determinado sitio en un determinado tiempo. 3. A partir de las imágenes de la infografía, ¿qué fenómenos constituyen cambios de estado y cuáles corresponden a procesos en los que el estado no cambia? La sublimación, la evaporación y la condensación son los tres fenómenos en los que el agua cambia de estado. Los demás procesos descriptos no son cambios de estado. Página 46. Conocimientos en práctica En los polos de la Tierra, las nubes se descargan en forma de nieve. Esa nieve se acumula y apelmaza, formando hielo y atrapando burbujas de aire. Por eso, si se analiza el hielo atrapado a gran profundidad, se puede estudiar la atmósfera de hace mucho tiempo. A partir de uno de esos estudios, en 1993 se publicó una de las mayores evidencias de que el calentamiento global se debe a actividades humanas. Se midió la cantidad de dióxido de carbono (o CO2, como se escribe de forma científica) atrapado en el hielo de la Antártida y Groenlandia. Así, se encontró un gran aumento en la concentración de CO2 en los últimos 160 años y, mirando datos históricos, se halló una gran relación con el aumento de la temperatura global en la Tierra. El CO2 se produce de varias maneras. Una es la quema de combustibles fósiles por los motores de vehículos o fábricas, los cuales tuvieron un enorme aumento a partir del siglo xx. Esto llevó a relacionar el calentamiento global con las actividades humanas emisoras de CO2. 390 370 350 ppm (partes por millón) CO2

14,5

1. ¿Qué propiedades caracterizan al agua? El agua pura es inodora, incolora e insípida. Además, ocupa más espacio en estado sólido, es decir que es menos densa cuando se congela. El agua es un solvente presente en muchas soluciones en la naturaleza, en especial en las células de los seres vivos. Sus puntos de fusión y vaporización hacen que el agua esté presente en los tres estados en nuestro planeta. 2. ¿Dónde hervirá más rápido el agua: en Buenos Aires o en La Paz (Bolivia)? ¿Por qué? La temperatura a la que hierve un líquido depende de la presión atmosférica. La presión atmosférica a nivel del mar es mayor que la que se registra a mayor altura, como ocurre en la Paz, Bolivia, ciudad que se encuentra ubicada a 3.640 metros sobre el nivel del mar. Cuando la presión es menor, la fuerza que ejercen las moléculas superficiales del agua para cambiar de estado es menor; requieren menor temperatura, por lo cual es más fácil que el agua hierva. Esto permite concluir que en La Paz el agua hierve a menor temperatura que en Buenos Aires. 3. Averigüen la altura respecto del nivel del mar de las ciudades de Buenos Aires, Puerto Madryn, Mendoza y Humahuaca. Luego, ordenen las ciudades de menor a mayor, según el punto de ebullición del agua. Expliquen el orden elegido. Humahuaca < Mendoza < Puerto Madryn < Buenos Aires. El orden elegido está relacionado con la cantidad de metros sobre el nivel del mar al que se encuentran las ciudades mencionadas (Humahuaca: 3.012 m, Mendoza: 746 m, Puerto Madryn: 17 m, Buenos Aires: 0 m). Página 49

14,3 14,1

330 310

Página 47

ºC 13,9

290 13,7 270 250 13,5 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

De acuerdo con la información que aporta el gráfico que se muestra en esta sección, se espera que los alumnos concluyan que existe al menos una correlación entre las actividades humanas que emiten CO2 y el aumento de la temperatura media de la superficie terrestre.

1. La transpiración es un mecanismo que permite eliminar desechos y regular la temperatura corporal. Investiguen en internet y respondan: a. ¿Cómo regulan la temperatura otros mamíferos como, por ejemplo, los perros? Los mamíferos, como los perros, son homeotermos, es decir que mantienen su temperatura corporal constante independientemente de la temperatura del medio externo. Tienen glándulas, como el hipotálamo, que les permiten ir regulando la temperatura interna frente a condiciones externas cambiantes, como

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aumentar la transpiración si el calor externo es muy grande o quemar grasas del cuerpo si el frío externo amenaza, etc. En el caso particular de los perros, la mayoría de las glándulas sudoríparas se encuentran en la lengua y en el vientre. Es por eso que jadean cuando la temperatura ambiente aumenta. b. ¿Cómo regulan la temperatura las plantas? Las plantas, en cambio, no son capaces de mantener su temperatura corporal constante independientemente de la temperatura del ambiente. Sin embargo, la regulan parcialmente con la transpiración.

2. Investiguen los valores de temperaturas máximas y mínimas de cualquier día de la semana en las ciudades de Mar del Plata y de Tilcara. a. Comparen los valores en ambas ciudades. b. Traten de explicar a qué factores se deben las diferencias encontradas. Respuesta de producción personal. Se espera que los alumnos busquen las temperaturas del día en ambas ciudades y que establezcan las diferencias e intenten explicarlas en función de la ubicación de las ciudades y sus factores climáticos, como la altura o la cercanía al mar. Por ejemplo, la ciudad de Mar del Plata presenta enorme cantidad de precipitaciones a lo largo del año por su cercanía con el mar, a diferencia de Tilcara. En Tilcara, la altura, sumada a la lejanía del mar, confluyen en una amplitud térmica muy alta y un clima de mucho calor en verano y mucho frío en invierno. Página 51 1. Saturnismo, hidrargirismo y cromismo son enfermedades relacionadas con la presencia excesiva de metales en el cuerpo. Averigüen de qué metal se trata en cada caso y cuáles son los efectos que produce cada uno en el cuerpo. ¿Qué relación existe entre la transmisión de cada una de las enfermedades y el agua? Estas enfermedades se producen a causa del consumo de agua contaminada con metales pesados, como plomo, mercurio y cromo, los cuales son tóxicos para nuestro organismo y ocasionan enfermedades degenerativas y lesiones en órganos importantes. El saturnismo es la enfermedad relacionada con el consumo de agua contaminada con plomo. Abarca problemas de comportamiento o atención, bajo rendimiento intelectual, problemas auditivos, deficiencia renal, lentitud en el

crecimiento corporal, dolor y cólicos abdominales, cambios en el comportamiento (comportamiento agresivo), anemia, estreñimiento, dolores de cabeza, problemas de fertilidad en las mujeres, insomnio, dolores de cabeza, inapetencia. Los niveles muy altos pueden ocasionar vómitos, marcha inestable, debilidad muscular, convulsiones o coma. El cromismo es la enfermedad relacionada con el consumo de agua contaminada con cromo, metal muy tóxico y que normalmente se encuentra en cuencas de efluentes de fábricas curtiembres. La intoxicación con cromo de valencia +3 causa cáncer de pulmón, perforación del tabique nasal, bronquitis, asma y dermatitis de contacto. El hidrargirismo es la enfermedad relacionada con el consumo de agua contaminada con mercurio, otro metal muy tóxico. Cuando el mercurio ingresa por el sistema digestivo, puede producir ardor en el estómago y en la garganta, diarrea y vómitos con sangre. Normalmente estas enfermedades no manifiestan síntomas al principio y se adquieren por consumo de agua de dudosa procedencia o de procedencia de cuencas cercanas a residuos de las industrias o de la minería. Fuentes: https://medlineplus.gov/spanish http://www.paritarios.cl/especial_intoxicaciones_metales_pesados.htm

Página 52 1. ¿Por qué es necesario potabilizar el agua de un río o de un lago? Es clave potabilizar el agua de los ríos o lagos ya que el consumo de agua contaminada puede ser muy nocivo para nuestra salud e incluso mortal. 2. Expliquen brevemente y con sus propias palabras el proceso de depuración del agua. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos lean atentamente el diagrama explicativo de la página 52, “La depuración del agua”, y lo expliquen con sus propias palabras. 3. ¿Será apta para el consumo humano el agua de un iceberg? a. Planteen una hipótesis. b. Busquen información que les permita aceptar o rechazar su hipótesis. El agua de los icebergs procedentes de la ruptura de los glaciares terrestres es dulce (porque tiene muy pocas sales minerales disueltas) y del todo potable. El agua de los

icebergs es un agua muy pura, porque en general se encuentran muy alejados de los focos de contaminación. Se ha vuelto un producto muy codiciado por algunas empresas que han querido venderla en botellas a altos costos.

3. Si se agregase nitrato de plata a una mues-

Páginas 54 y 55. Taller de ciencias ¿Todas las aguas tienen la misma cantidad de iones cloruro?

4. Investiguen qué es la dureza del agua y por qué puede resultar perjudicial para los seres humanos beber agua dura. Se llama dureza del agua a la concentración excesiva de ciertos iones, en especial calcio y magnesio, y es la causante de acumulación de sarro en las cañerías. De acuerdo con ciertas investigaciones, el consumo de agua dura podría tener relación con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

Este taller consiste en la realización de una actividad experimental a través de la cual los alumnos podrán comparar la concentración de un tipo de ion –el ion cloruro– en aguas obtenidas de distintas fuentes. Para ello se utilizará un reactivo, el nitrato de plata; el ion plata se combina con el cloruro y forma una sal insoluble, el cloruro de plata, que se acumula en el fondo. Cuanto mayor sea la concentración de cloruro que tenga el agua, más rápidamente se formará el cloruro de plata. De acuerdo con la hipótesis del taller, el agua mineral es la que contiene mayor cantidad de iones cloruro, y por lo tanto se espera que el cloruro de plata aparezca en ese frasco con menor cantidad de gotas de nitrato de plata que en otros. Cabe aclarar que si los alumnos residen en una ciudad con acceso al mar, se podría ampliar la experiencia utilizando una muestra con agua salada. En ese caso, se podría formular una nueva hipótesis –el agua de mar posee más cloruros que el agua mineral–. En cuanto a la confección del informe, resultaría apropiado que los docentes orientaran a los alumnos acerca de su realización –formato, partes, contenidos–.

Actividades del Taller de ciencias 1. El agua destilada es una sustancia pura, es decir, no está mezclada con ninguna otra sustancia. ¿Por qué creen que es necesario utilizarla en la experiencia? El agua destilada funciona como “control”; en ausencia de cloruros, no debería formarse cloruro de plata. Si se llegara a formar, algo extraño estaría sucediendo, y la prueba no sería confiable. 2. ¿Por qué se utilizan cartones oscuros, y no de cualquier otro color o simplemente nada? Porque el cartón oscuro permite observar con mayor claridad la formación del precipitado blanco.

tra de agua de mar, ¿qué resultado creen que obtendrían? ¿Por qué? Seguramente, se obtendría la mayor cantidad de cloruro de plata, debido a su alta concentración salina.

5. El agua potable se caracteriza por no estar turbia. Para determinar el grado de turbidez de un agua, se puede llenar un balde con agua y colocar dentro un disco de cartón de color. Cuanto más turbia esté el agua, el color del cartón se verá menos nítidamente al sumergirlo. Realicen la prueba con al menos tres tipos diferentes de agua. Respuesta de producción personal. Páginas 56 y 57. Actividades de repaso Estudio de caso Las plantas llevan a cabo sus procesos nutricionales a partir del agua y diferentes minerales. Si bien parte del agua es utilizada para la fotosíntesis, la mayor parte es eliminada de la planta a través del proceso de transpiración.

1. ¿En qué estado se encuentra el agua eliminada por transpiración? El agua eliminada por transpiración se encuentra como vapor de agua, es decir, agua en estado gaseoso. 2. En plantas que habitan en desiertos, ¿esperan que la tasa de transpiración sea más baja o más alta que en ambientes no desérticos? En ambientes donde la temperatura externa es muy alta y hay bajas precipitaciones, la tasa de transpiración de las plantas es menor ya que estas deben cerrar sus poros para no perder tanta agua y así evitar deshidratarse. 3. Si el agua transpirada aparece en forma de gotas en el ambiente que rodea la planta, ¿qué cambio de estado ocurrió?

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Cuando el vapor de agua (agua en estado gaseoso) se encuentra en un ambiente cuya temperatura es menor, se produce la condensación del gas que pasa al estado líquido, como pequeñas gotas de agua en la superficie.

6. Unan con flechas los conceptos de la columna de la izquierda con las características de la columna de la derecha. Agua destilada

4. Observen la imagen. En ella se muestran

tres vasos con agua con distinta concentración de sal (de izquierda a derecha: sin sal, 70 g/l de sal y 140 g/l de sal) y un huevo sumergido en cada uno.

Agua mineral Agua de la canilla Agua de río Agua de mar

Inodora, incolora, insípida. Contiene arcilla suspendida. Contiene muchas sales minerales. Se la llama “dulce”.

7. Respondan y justifiquen sus respuestas. a. El agua en zonas que están por encima del

a. ¿Por qué los huevos tienen diferente flotabilidad? La flotabilidad de los huevos depende de la solución en la que están y de su densidad. La densidad de las tres soluciones es diferente. b. ¿Cuál es la relación entre la salinidad y la densidad? A mayor salinidad, más densa es una solución acuosa. 5. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Expliquen, en los casos en que sean incorrectas, por qué lo son. a. El agua es una sustancia simple. I El agua no es una sustancia simple porque está formada por dos tipos de átomos: dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. b. El agua es una sustancia compuesta. C c. El agua destilada es una sustancia pura. C d. El agua mineral es una sustancia pura. I El agua mineral no es una sustancia pura porque, a pesar de ser potable, aun tiene sales minerales en su contenido. e. El agua mineral es una mezcla. C Se trata de una mezcla ya que contiene sales disueltas en el agua. f. El agua mineral es una solución. C g. Todas las soluciones son mezclas homogéneas. C h. El agua del río es una suspensión. C (En los casos en los que haya partículas de tierra en suspensión).

nivel del mar, ¿hierve a temperaturas más altas o más bajas que 100 °C? El agua hierve a temperaturas más bajas en zonas por encima del nivel del mar, debido a que la presión allí es más baja y esto favorece que las moléculas se “escapen” del líquido al estado gaseoso. b. ¿Por qué el agua de mar no es apta para el consumo humano? El agua de mar no es apta para consumo humano porque posee una enorme cantidad de sales que causarían daño en los tejidos del cuerpo. Cuando las células entran en contacto con una solución muy concentrada, como el agua de mar, el agua de aquellas tiende a pasar al medio más concentrado, es decir, a salir de las células, para equilibrar las concentraciones. Esto provoca deshidratación en los tejidos. c. ¿Por qué muchas personas consideran que nuestro planeta tendría que llamarse “Azul” en lugar de “Tierra”? Debido a la proporción de agua presente en la superficie terrestre, desde el espacio, la Tierra se ve de color azul. Es por este motivo que nuestro planeta también es llamado “planeta azul” y que algunos consideran que debería llamarse “Agua”. d. ¿Por qué se le agrega cloro al agua para potabilizarla? Durante el proceso de potabilización del agua, se agrega cloro con el fin de eliminar los posibles parásitos, bacterias, hongos, agentes patógenos que pudieran estar contaminándola. Un ejemplo de ello es la bacteria que provoca el cólera, Vibrio cholerae, enfermedad que, no tratada a tiempo, puede ser mortal. e. ¿Cuáles son las desventajas de que el agua disuelva con facilidad diversos materiales? La desventaja de que el agua disuelva una gran diversidad de materiales es que algunos muy tóxicos pueden contaminar gravemente dicho solvente.

8. La imagen muestra el proceso de potabiliza-

ción del agua. Para cada uno de los pasos que allí aparecen, expliquen cómo es el procedimiento que tiene lugar y para qué se lleva a cabo. Se espera que los alumnos relean el proceso de potabilización del agua, en la página 51, para completar el diagrama. 4

2 1

1. Captación El agua se extrae del río o de los lagos por medio de torres de toma llamadas cámaras de reja fina, porque tienen una reja en la entrada del agua. Allí queda retenida la basura, como troncos y botellas, entre otros elementos. De allí, por medio de bombas, se envía el agua a la planta potabilizadora. 2. Coagulación El agua que llega a la planta es una suspensión que tiene partículas de arcilla, muy pequeñas y livianas. Por eso se agrega un material, llamado floculant o coagulante, que agrupa estas partículas, haciendo que pesen más. 3. Decantación El agua mezclada con el coagulante pasa a grandes piletones o decantadores, donde se la deja en reposo por varias horas. Así, la arcilla se deposita en el fondo (sedimenta), lo que permite que quede separada del agua. 4. Filtración El agua, ya libre de arcilla, pasa a través de unos filtros que contienen arena y pedregullo. En ellos se retienen las partículas sólidas más pequeñas que aún pueda contener el agua. 5. Cloración Esta agua, ya libre de sólidos, debe ser desin-

fectada para evitar la presencia de microorganismos dañinos para la salud. Esto se logra agregándole una pequeña proporción de cloro. 6. Alcalinización Finalmente se agrega una pequeña cantidad de cal, para contrarrestar la acidez que queda en el agua como consecuencia del agregado del floculant. 7. Distribución El agua es analizada en los laboratorios de la planta potabilizadora para asegurar su calidad. De allí, ya lista para el consumo, se guarda en grandes depósitos, desde donde se distribuye hacia los domicilios.

9. Observen las siguientes imágenes. Indiquen cuáles muestran aguas aptas para el consumo humano y expliquen por qué. b. y c. representan agua de ríos y arroyos que son potables. La imagen a. representa agua de mar, que no es apta para consumo humano. En la imagen d. se muestra agua condensada en la atmósfera, que tiene muy bajo contenido de sales y no está disponible antes de que precipite. 10. Indiquen cuál o cuáles de las siguientes características no corresponden al agua pura. a. Su punto de fusión es de -10 °C a nivel del mar. X b. Su punto de ebullición es de 100 °C a nivel del mar. c. Es viscosa. X d. Al congelarse, ocupa un espacio menor. X e. Se evapora rápido a temperatura ambiente. X 11. La siguiente tabla muestra los valores de densidad de diferentes materiales. Indiquen qué materiales flotarán en el agua y cuáles se hundirán en ella. Sustancia

Densidad (g/cm3)

Agua

Aluminio

2,7

Bronce

8,6

Hielo

0,92

Glicerina

1,26

Alcohol

0,81

Aceite

0,66

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Los materiales que flotarán en el agua son todos aquellos que tengan menor densidad que ella: hielo, alcohol y aceite. Los demás se hundirán.

12. Describan, con sus propias palabras, las diferencias entre los conceptos de potabilización, depuración y purificación del agua, y los distintos procesos relacionados con dichos conceptos. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos distingan estos procesos. La potabilización se realiza luego de tomar el agua de un cuerpo natural, para eliminar los compuestos, partículas y organismos que pueden hacerla no potable. La depuración es el tratamiento que se hace antes de verter el agua utilizada en diversas actividades humanas de vuelta a los cuerpos de agua, con el fin de no contaminarlos. La purificación es un proceso que elimina materiales que, si bien no hacen que el agua no sea potable, es recomendable filtrar.

Los seres vivos Mezcla homogénea Agua de napas subterráneas

Sustancia pura

Agua de río Inodora Incolora Insípida

Distribuirla en los hogares

Capítulo 4. La energía Página 61. Estudio de caso Luego de leer el blog “Innovaciones”, respondan. 1. ¿Con qué metal están hechas las baterías de los celulares normalmente? Actualmente, las baterías de los teléfonos celulares contienen litio. 2. ¿Qué tipo de energía almacena una batería? ¿En qué se transforma cuando se carga un celular con ella? En una batería hay energía potencial química. Cuando se carga el celular, se transforma en energía eléctrica. 3. De las innovaciones presentadas, ¿qué batería les parece que tiene mayores ventajas? ¿Por qué? ¿Y cuáles son más amigables con el ambiente?

Respuesta de producción personal. Las baterías en estado sólido parecen ser más durables y podrían ser utilizadas en automóviles eléctricos. Su durabilidad hace que se descarten con menos frecuencia. Por otro lado, el litio es muy contaminante y forma compuestos muy tóxicos, por lo que serían más amigables baterías de otros materiales, como las de aluminio-aire, que, además, duran muchos días cargadas y no necesitan energía eléctrica (que se genera en gran parte con combustibles fósiles) para cargarse.

Página 63 1. Imaginen los siguientes sistemas que manifiestan cambios. a. Mencionen algunos de los cambios que se producen durante cada proceso. b. Traten de identificar cuáles son los cuerpos cuya energía aumenta y aquellos cuya energía disminuye. • Un vaso con agua líquida y cubitos de hielo. El calor del agua líquida se transfiere al cubo de hielo, por lo que disminuye la energía cinética de las partículas que están en la fase líquida, mientras que las que están en la fase sólida aumentan su energía cinética. • Un auto frenando. Un auto que va frenando está disminuyendo su energía cinética. Si las ruedas se clavan en el asfalto, estas pueden transferir parte de esta energía cinética al suelo, el cual aumenta su temperatura. • Una cápsula espacial que ingresa a la atmósfera terrestre. Una cápsula espacial que ingresa a la Tierra en principio es acelerada por la gravedad, por lo cual, aumenta su energía cinética; pero al cruzar la atmósfera, la capa de aire la frena y transforma parte de su energía cinética en calor. • Una montaña rusa. El carrito de una montaña rusa gana energía potencial a medida que llega a mayores alturas; luego, cuando baja, esa energía potencial se transforma en cinética y se acelera. Como existe rozamiento entre el eje de las ruedas y el carrito, y las ruedas y el riel, parte de la energía cinética se transforma en calor en esa fricción; es necesario el trabajo de un motor para que el carrito vuelva a alcanzar la misma altura. Página 65 1. A un resorte apoyado en una mesa se le coloca una bolita en la punta. Alguien com-

prime el resorte y luego lo suelta. La bolita sale disparada y choca contra unas fichas de dominó que estaban paradas sobre la mesa. Luego, otra persona repite el experimento. En el primer caso, cuatro fichas son derribadas; en el segundo, solo dos. a. ¿Cómo podrían usar el dato de la cantidad de fichas derribadas para saber cuánto se había estirado el resorte? A mayor compresión del resorte, la energía potencial elástica acumulada por el cuerpo es mayor, por lo cual, al momento de soltarlo, la bolita irá más lejos y con mayor velocidad que en el caso en el que la compresión del resorte sea menor. Esto se puede calibrar y determinar cuántas fichas caen para una compresión conocida. b. Escriban las instrucciones para alguien que va a usar las fichas como medidoras de energía potencial elástica. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos realicen una escala aproximada relacionando una unidad de medida de la compresión del resorte, por ejemplo, centímetros, y su relación con la cantidad de fichas derribadas. Por ejemplo, a 2 cm de compresión, se derriba una ficha; a 4 cm de compresión, se derriban 4 fichas y así sucesivamente. c. Hagan un esquema de la experiencia. Se espera que el alumno dibuje un resorte sobre una mesa con una bolita en la punta y lejos de ese sistema unas fichas en posición vertical.

Página 67 1. Expliquen la comparación entre la energía potencial elástica y la gravitatoria. La energía potencial en general es la energía que guarda un cuerpo y que se transforma al interactuar con otro cuerpo. La energía potencial elástica es propiedad de los cuerpos que pueden almacenar energía cuando son sacados de su posición de equilibrio (por ejemplo, un resorte al ser comprimido y estirado), y que se transforma en la energía que hace que el cuerpo se mueva hasta que llega a la posición de equilibrio nuevamente. La energía potencial gravitatoria depende de la distancia de un cuerpo respecto de la Tierra. Cuanto mayor sea la altura del cuerpo, más energía potencial tendrá acumulada; mientras que cuanto más cerca del piso se encuentre, tendrá menos energía potencial gravitatoria. De forma análoga al ejemplo del resorte, cuando un cuerpo es llevado de una posición 0 a una altura Y,

adquiere cierta energía potencial gravitatoria que, al soltarlo, se transforma en la energía cinética que lo acelera hasta alcanzar nuevamente la posición 0.

2. Imaginen un bol de plástico y una bolita de vidrio que se desliza desde un borde hacia el fondo del bol, y luego nuevamente hacia el otro borde. a. Indiquen cuándo es máxima la energía potencial. La energía potencial es máxima a mayor altura de la bolita, en los bordes del bol. b. Indiquen cuándo es máxima la energía cinética. La energía cinética es máxima cuando la bolita se encuentra entre un extremo del bol y el fondo de bol, es decir, cuando está en movimiento y con su máxima velocidad. Página 68. Leer y escribir en ciencias Hay muchas maneras de producir calor. Por ejemplo, se puede quemar un combustible, frotar un objeto contra otro o hacer pasar electricidad a través de un material determinado. Para comparar ese calor producido, se utiliza una unidad de medida específica: la caloría. • Investiguen qué es una caloría, luego escriban un texto explicándolo. Una caloría se define como la cantidad de energía necesaria que se debe entregar a un gramo de agua para que esta masa aumente su temperatura un grado centígrado.

Página 69 1. ¿Qué tipo de energía es la que se encuentra entre las uniones de los átomos? Los átomos de una molécula permanecen unidos gracias a la energía potencial química entre los mismos. 2. Expliquen qué transformaciones de energía se producen si se usa leña para calentar agua. Si decidimos usar leña para calentar agua, la energía potencial química de sus moléculas es liberada durante la combustión en parte en forma de calor. Este calor se transfiere al agua, cuyas moléculas adquieren energía cinética. Así, la temperatura del agua aumenta. Si llega a los 100 oC en condiciones normales de presión y temperatura, el agua entrará en ebullición, es decir, pasará completamente al estado gaseoso.

1. Una bolita está quieta, apoyada sobre una superficie muy lisa. Una persona la empuja constantemente a lo largo de 3 cm. a. ¿Qué ocurre con el movimiento de la bolita desde que empieza a ser empujada? La bolita se encontraba detenida hasta que alguien la empuja. Entonces la bolita deja su estado de reposo, de quietud, y comienza a moverse, es decir que adquiere energía cinética, de movimiento, y adquiere velocidad. b. ¿Se efectuó trabajo sobre la bolita? ¿Por qué? Como un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo, en este caso, una bolita a la cual se le aplica una fuerza externamente, decimos que se realizó trabajo sobre la bolita, transfiriéndole energía y logrando que comience a moverse. Conocimientos en práctica Para que un vehículo acelere, o sea, aumente su energía cinética, su motor debe realizar trabajo. Mientras más trabajo realice el motor, más rápidamente se moverá el vehículo. En el gráfico se muestran las mediciones de la velocidad de dos autos, del mismo modelo, que aceleran luego de que un semáforo dé luz verde. Después de 5 segundos de carrera, ¿cuál de los autos irá a mayor velocidad? ¿Cuál tendrá mayor energía cinética? ¿Cuál de los motores realizó más trabajo?

60 Velocidad km/h

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Página 70

Auto A

40 Auto B 20

4 5 6 Tiempo (segundos)

De acuerdo con el gráfico, es el auto A el que a los 5 segundos tiene mayor velocidad y, por lo tanto, mayor energía cinética. Es el motor de ese auto el que realizó más trabajo.

Páginas 72 y 73. Taller de ciencias La cantidad de energía elástica acumulada en un cuerpo ¿depende de su deformación?

Este taller propone una actividad experimental mediante la cual los alumnos observarán transformaciones y transferencias de energía. la banda elástica contiene energía potencial elástica; cuanto más se la estire, mayor será su energía potencial. Al soltar la banda elástica, la energía se transforma en energía cinética que se transfiere a la bolita. Esta sube por el cable canal, y su energía cinética se va transformando en energía potencial gravitatoria hasta detenerse por completo. De acuerdo con la hipótesis del taller, la energía potencial elástica es proporcional al estiramiento; por este motivo, se espera que si la banda elástica se estira al doble, su energía aumente el doble, y se alcance el doble de altura. En cuanto a la construcción del dispositivo experimental, podría ser útil colocar todo sobre una plancha de telgopor, de modo que sea fácil colocar los clavos en forma vertical. Por otro lado, también se sugiere utilizar una cinta métrica de sastre –no rígida–, de modo que pueda resultar más fácil medir la longitud de la banda estirada. También sería apropiado explicar cómo se calcula un promedio previamente a la realización del experimento, así como discutir acerca de la importancia de las repeticiones. Una vez realizado el experimento, los docentes deberían ayudar a los alumnos en la confección e interpretación del gráfico. Por último, podría generarse una discusión grupal para analizar los resultados finales y las posibles fuentes de error.

Actividades del Taller de ciencias 1. Luego de elaborar el gráfico mencionado con los valores que obtuvieron en las mediciones, ¿se verificó la hipótesis? Seguramente se verifique que existe una relación entre el estiramiento de la banda y la altura alcanzada por la bola, pero puede que haya una gran variabilidad en los resultados debido al manipuleo, por lo que la relación probablemente no sea lineal de modo estricto. 2. Planteen una hipótesis sobre cómo resultaría el gráfico si se usaran dos banditas entrelazadas en lugar de una sola para disparar la bolita. Verifiquen si su hipótesis es cierta realizando la experiencia. Seguramente, los alumnos propongan que la energía elástica acumulada sea el doble, ya que hay dos bandas elásticas y cada una de ellas tiene energía potencial elástica al ser

estirada. Esperarán obtener el doble de altura para el mismo estiramiento.

3. La bandita sin estirar no guarda energía potencial elástica. ¿De dónde salió la energía que acumula cuando se estira? Proviene de la mano; al ejercer la deformación, la energía mecánica de la mano se transforma en energía potencial elástica.

3. Si no hubiese viento y las hojas estuvieran detenidas y fueran movidas por personas, haciendo que giren, ¿quién estaría transfiriendo esa energía para la rotación de las hojas de la turbina? ¿Cómo se conoce esa transferencia de energía? En ese caso, los músculos de las personas serían los que están haciendo un trabajo para transferir energía a las hojas de la turbina.

4. Supongamos que la bandita se estira 5 cm. ¿Se necesita el mismo trabajo para estirarla desde 0 cm hasta 1 cm que para estirarla desde 4 cm hasta 5 cm? ¿Por qué? No. La fuerza necesaria para estirar la bandita será mayor cuanto más grande sea la deformación de la bandita. Dado que el trabajo es el producto de la fuerza por la distancia a través de la cual se aplica dicha fuerza, y que la distancia de 0 cm a 1 cm es la misma que la de 4 cm a 5 cm, el trabajo requerido en el primer tramo del estiramiento será menor que el que se aplica en el último.

4. Cuando tomamos mate, colocamos el agua caliente en un termo. Al cabo de 3 horas, volvemos a cebar un mate y el agua está fría. ¿Qué sucedió con la energía térmica? ¿Por qué, si el termo estaba cerrado, no se conservó la temperatura en el tiempo? Los termos domésticos, en general, no son sistemas aislados, por lo que intercambian energía con el ambiente. El agua que está dentro, a medida que pasa el tiempo, entrega calor a las paredes del termo y estas, a su vez, al ambiente.

Páginas 74 y 75. Actividades de repaso

5. Entre la Tierra y la Luna, así como entre todos los cuerpos del Universo, existe una fuerza de atracción, llamada fuerza gravitatoria. a. Si fuera posible modificar la distancia entre el planeta y su satélite para almacenar con ellos energía potencial gravitatoria, ¿habría que acercarlos o alejarlos? Expliquen por qué. En caso de poder modificar la distancia que existe entre los cuerpos Tierra y Luna, deberíamos alejar los cuerpos, es decir, aumentar la distancia entre ellos, para aumentar la energía potencial almacenada. Si lo pensamos como un resorte entre ambos cuerpos, cuanto más juntos estén, menos energía potencial acumulada; a mayor distancia, mayor energía acumulada. b. Dos cargas se atraen intensamente. ¿Cómo se las podría usar para guardar energía? ¿Cuál sería el origen de la energía que almacenan? Si dos cargas se atraen es porque son opuestas y entre ellas se almacena energía potencial eléctrica. Para acumular energía potencial habría que mantenerlas separadas, que es, de hecho, lo que ocurre en la pilas. Cuando una pila se conecta a un circuito, las cargas pueden moverse y la energía potencial electroquímica se transforma en energía cinética de las cargas.

Estudio de caso La velocidad del viento en algunos lugares de la Patagonia puede ser utilizada para generar electricidad “limpia”, conocida como energía eólica. Para ello, se instalan turbinas que poseen dos o tres hojas que rotan con el viento y giran a grandes velocidades.

1. ¿Cuál les parece que es la principal ventaja de utilizar parques eólicos? ¿Qué pasaría si se instalaran estos parques en lugares de poco viento? Investiguen qué cantidad aproximada de energía eléctrica es capaz de producirse de este modo. La principal ventaja de los parques eólicos es que son una forma de obtener energía a partir de una fuente renovable (el viento) y que no contamina el ambiente. Si se instalaran en zonas de poco viento, no generarían la cantidad de energía eléctrica suficiente para ser útiles. El Parque Eólico Rawson, en la provincia de Chubut, genera unos 80 megavatios, lo que equivale al abastecimiento de unos 100.000 hogares. 2. ¿Qué tipo de energía está involucrada cuan-

do rotan las hojas de las turbinas? Cuando rotan las turbinas, está involucrada la energía mecánica, en particular la cinética.

6. Observen la figura. a. Expliquen qué transformaciones de energía

se producen a lo largo del recorrido. b. Indiquen en cuál o cuáles de los puntos señalados la energía cinética es máxima.

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El deportista de la figura está en la cima de una montaña, donde tiene el máximo de energía potencial. Al momento de comenzar a bajar por la ladera de la montaña, esa energía potencial se transforma en energía cinética durante toda la bajada. La energía cinética es máxima al llegar al suelo, una vez que ya bajó toda la montaña, porque allí su energía potencial es cero y todo es energía cinética. (No se considera la fricción con la nieve, pero si la incluyen en la respuesta, es válida).

7. Para cada uno de los procesos de la lista, expliquen qué cuerpos intercambian energía y cuáles son las transformaciones de energía que ocurren. Traten de identificar qué cuerpo recibe energía y cuál la cede, qué forma de energía aumenta y cuál disminuye. a. Una bola de bowling que desparrama los pinos. Se trata de una transferencia de energía. La bola de bowling tiene energía cinética, y al chocar contra los pinos, les transfiere dicha energía. b. Un hielo que se derrite al rayo del Sol. El Sol emite energía térmica, que toma el hielo, primeramente, aumentando su temperatura hasta llegar a derretirse. c. Un arco estirado que dispara una flecha. El arco estirado tiene energía potencial elástica. Al soltarlo, se transforma en cinética, y la cinética se transfiere a la flecha. d. El follaje de un árbol aumenta con los días. El follaje aumenta a raíz de la actividad fotosintética, en la que la energía radiante del Sol se transforma en energía química. e. Un meteorito cae hacia la Tierra. La energía potencial gravitatoria se va transformando en cinética. 8. En la tabla figuran diferentes objetos o dispositivos que transforman energía de un tipo a otros tipos diferentes. Completen la tabla de la manera que muestra el ejemplo. Dispositivo

Convierte energía de tipo…

…en energía de tipo

Ventilador

eléctrica

cinética

Automóvil

química

cinética

Planta de lechuga

radiante (luz)

química

Lamparita

eléctrica

radiante y térmica

Cocina

Generador eléctrico

cinética

eléctrica

Celda solar

radiante (luz)

eléctrica

Invernadero Cuerpo humano

radiante

térmica

química

cinética y química

Radio

eléctrica

radiante

Estufa de leña

química

térmica

9. Una cañita voladora se eleva debido a la energía liberada en la combustión de la pólvora. La figura muestra cuatro instantes del movimiento. * Analicen qué transformaciones de energía se producen en cada etapa. Se enciende la mecha. Se transfiere energía térmica del fósforo a la mecha. Explota la pólvora. Se transforma la energía química de la pólvora en energía térmica y energía cinética. Queda menos pólvora. A medida que sube la energía cinética, se va transformando en potencial gravitatoria, mientras que la explosión de la pólvora sigue transformando la energía química en cinética. Sin pólvora. La energía cinética se transforma totalmente en potencial gravitatoria y se detiene. 10. Una moneda se desliza con velocidad sobre una mesa y choca contra otra moneda igual. En consecuencia, la primera moneda se detiene y la segunda empieza a moverse. a. ¿Podría moverse la segunda moneda con más rapidez que la primera? Como las monedas son iguales, se espera que la segunda moneda se mueva a la misma velocidad que la primera o a una velocidad menor; no se puede mover a mayor velocidad. b. ¿Qué pasaría si la segunda moneda fuera más chica? Si la segunda moneda fuese más chica, podría moverse con mayor velocidad, ya que su masa sería menor y la energía cinética se conservaría. c. Discutan en clase sus argumentos usando el concepto de energía. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos relacionen masa y velocidad/ aceleración de modo intuitivo. 11. La figura muestra una red de bolitas unidas por resortes. Discutan las siguientes cuestiones.

a. ¿Qué tipos de energía podría tener este sistema? La energía de este sistema es, en principio, energía potencial elástica. b. ¿Qué cambio debería producirse para que el sistema guardara más energía en su interior? Para que el sistema guardase mayor cantidad de energía en su interior, debería aumentar de masa, debería ser más grande, ya que la energía potencial aumenta con la masa del cuerpo. 12. El salto con garrocha es un deporte que consiste en elevarse a la mayor altura posible para transponer una valla horizontal. Para conseguirlo, el saltador se ayuda con la garrocha, que es una larga varilla flexible (elástica). Observen la secuencia de imágenes y expliquen qué tipo de transformación de energía se produce en cada una de las etapas mostradas. a. Corriendo con la garrocha. La energía química de la mujer se transforma en energía cinética. b. Garrocha clavada y doblada, y la mujer apenas arriba. La energía cinética se transforma en energía potencial; la energía química de la mujer también se transforma en potencial y elástica de la garrocha deformada. c. La mujer más arriba, la garrocha menos deformada. La energía de la garrocha se transforma en cinética y la cinética, en potencial gravitatoria. d. La mujer soltó la garrocha y pasa sobre la valla. La energía potencial elástica de la garrocha se transforma en cinética. e. Luego de traspasar la valla, la mujer cae al otro lado. La energía cinética se va transformando en potencial al caer.

Cinética Transferencia Contacto

Capítulo 5. Los intercambios de energía Página 77. Estudio de caso Luego de leer el tuit, respondan. 1. ¿Por qué piensan que el microondas se llama de esa manera? ¿Cómo se imaginan que se calienta la comida en estos artefactos? Respuesta de producción personal. Se espera que respondan que el nombre se debe al tipo de radiación que utilizan estos artefactos. Con respecto a la cocción, es esperable que relacionen la energía de dicha radiación con una transformación en los alimentos.

2. ¿Qué relación piensan que existe entre la energía que entrega el horno de microondas a los alimentos y la temperatura de estos? Se espera que respondan que la temperatura de los alimentos aumenta de alguna forma cuanta más radiación reciban del artefacto. Página 78. Leer y escribir en ciencias Las personas, los aparatos de medición y todos los objetos estamos hechos de partículas. Somos tanto más grandes que esas partículas, que interactuamos con conjuntos de muchísimas de ellas, a los cuales llamamos objetos o sustancias. No percibimos lo que le pasa a cada partícula, sino el comportamiento del conjunto. De hecho, muchas de las propiedades de un material, o de un objeto, dependen del resultado del comportamiento del conjunto, y no de cada partícula. • Expliquen la temperatura de un cuerpo a partir del comportamiento de sus partículas. ¿Podemos medir con un termómetro la energía cinética de cada partícula aislada? ¿Por qué? La temperatura es una magnitud que nos permite asignar un valor de qué tan “caliente” está un cuerpo. Cuanto mayor es el movimiento de las partículas de un material, cuanto mayor su agitación microscópica, mayor será su temperatura. Sin embargo, la energía cinética es una propiedad macroscópica al igual que la temperatura. No es posible medir la temperatura de cada átomo sino sólo medir la resultante del movimiento de todos los átomos en promedio.

Página 79 1. Para enfriar una papa recién cocinada, se la coloca en agua fría.

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a. ¿Cómo cambia, en ese momento, la tempe-

ratura de la papa? ¿Y la del agua? En este caso, la papa cede calor al agua que está a menor temperatura. Como resultado final, la papa y el agua quedan a la misma temperatura, más baja que la que tenía inicialmente la papa, pero más alta que la que tenía el agua inicialmente. b. ¿Dirían que se produce un intercambio de energía? ¿Por qué? Se da una transferencia de energía entre el cuerpo caliente hacia el agua fría, produciéndose una transferencia de calor. c. Mientras la papa se cocina en una olla con agua que fue colocada sobre una hornalla, ¿existe un intercambio de energía? Si existe, ¿qué cuerpo absorbe energía y cuál la cede? El agua caliente en la que está la papa está recibiendo una transferencia de calor desde la hornalla. Luego el agua transfiere calor a la papa, que se cocina. En este caso, el cuerpo que cede energía es el agua y el que recibe es la papa.

Página 81 1. Identifiquen en la siguiente situación un ejemplo de cada mecanismo de transferencia de energía térmica: un paisano, sin quemarse, pone a calentar la pava con agua para el mate en el fogón, y remueve las brasas con un atizador metálico. En esta situación, se produce transferencia por radiación desde las brasas al metal de la pava. Luego, al calentarse el metal de la pava, el agua se calienta por convección. Además, el atizador metálico, en contacto con las brasas, recibe energía térmica por conducción. 2. Indiquen, en cada caso, en cuál de los dos vasos está más concentrada la energía térmica. A. Al tener la misma temperatura, la energía está más concentrada en el vaso más pequeño. B. Si el vaso más grande tiene tres veces el volumen del pequeño, la concentración de energía es la misma. C. En el vaso más pequeño. Página 83 1. Pueden comprobar la dilatación de los gases

con una sencilla experiencia. Necesitan una botella plástica pequeña y un globo. Cierren el pico de la botella con el globo; pongan la botella, parada, en una olla con agua caliente, y esperen un momento. Verán que el globo se infla.

a. Expliquen por qué se infla el globo. El globo se infla porque el líquido que se encuentra dentro de la botella es calentado y, cuando las moléculas del líquido vencen las fuerzas que las mantienen unidas en ese estado de agregación, pasan a estado gaseoso y se expanden, ocupando más volumen e ingresando al globo, lo que produce el aumento de su volumen. b. ¿De dónde viene el aire que hay en el globo? El aire que hay dentro del globo proviene de la fracción gaseosa del agua que fue calentada en la botella. c. Si retiran la botella del agua, ¿qué sucederá? Si retiramos la botella del agua, el globo se desinflará Página 85 1. Accedan a la animación interactiva sobre ondas en una cuerda, disponible en la siguiente dirección: http://bit.ly/VtLvRP a. Primero, elijan las opciones “pulso” y “sin final”; produzcan diferentes perturbaciones moviendo el cursor, y describan las diferencias. Lo que puede verse al dar un pulso a una soga extendida y tensa es que se produce transitoriamente un movimiento, energía que viaja a través de la soga sin transporte de materia. Si se baja la tensión de la soga, por ejemplo, el movimiento es más lento y el tiempo que tarda en detenerse es mayor. b. Elijan las opciones “oscilación” y “sin final”. Varíen la frecuencia y analicen qué ocurre con la longitud de onda. Al elegir estas opciones, se produce un tren de ondas, es decir, una sucesión de ondas que transmiten la energía de un extremo al otro de la soga. Si se varía la amplitud, por ejemplo, el tren de ondas es más pronunciado, menos chato, como si fuese más rápido. Si aumento la frecuencia, se ven ondas que se suceden más rápido unas detrás de otras. c. Varíen la “amortiguación”. ¿Qué observan? Si variamos la amortiguación, las ondas solo se ven en el extremo inicial de la soga pero no llegan al final, donde la soga casi ni se mueve. Conocimientos en práctica Los hornos de microondas funcionan haciendo que algunas moléculas, sobre todo, las de agua, se muevan muy rápidamente. En la industria farmacéutica, esto se aprovecha para secar medicamentos. En el gráfico de abajo, se ve una comparación entre dos métodos diferentes de secado: uno,

utilizando una bomba extractora que saca los gases que hay sobre el medicamento (incluido el vapor de agua) y otro usando el horno de microondas para calentar el medicamento y que el agua se evapore. 12 Humedad residual (%)

Microondas Vacío

8 6 4 2 0

60 80 100 120 140 Tiempo de secado (min)

160 180

su frecuencia, es decir, la energía que llevan o transportan. Las ondas infrarrojas poseen una frecuencia mayor, es decir que son de mayor energía que las ondas de radio. a. ¿Cuáles viajan más rápido? Todas las ondas electromagnéticas viajan a la misma velocidad en el vacío. b. ¿Entre qué rangos de longitudes de onda se encuentra cada tipo? Mientras que la longitud de onda de las ondas infrarrojas oscila en 10-5 metros, las ondas de radio poseen una mayor longitud de onda de alrededor de 103 metros, es decir, varios órdenes de magnitud más.

¿Cuánto se tarda con cada método en llegar a una humedad del 5%? ¿Con cuál de los dos métodos se llega más rápidamente a una humedad de solo un 2%? ¿Cuál te parece que es más eficiente? Con la técnica de vacío se tarda 20 minutos en llegar a un 5% de humedad, mientras que con el microondas se tarda 80 minutos. Con el método de vacío se llega más rápido a una humedad del 2%. Este método parece ser el más eficiente.

2. ¿Cuáles son las perturbaciones electromagnéticas que se repiten más veces por segundo? Las perturbaciones electromagnéticas que se repiten más veces por segundo son aquellas que poseen mayor frecuencia, es decir, mayor energía. En el espectro electromagnético, se trata de los rayos gamma. ¿Cómo las percibimos los seres humanos? En el caso del espectro visible, percibimos las ondas de distinta frecuencia como diferentes colores.

Página 87

3. ¿Cómo comprobarían si la luz de una fuente luminosa es monocromática o no? Para comprobar si un determinado haz de luz es monocromático o no, podríamos hacer el experimento de la dispersión de luz a través de un prisma y, si la luz es monocromática, se debería ver salir el haz de luz por el prisma; si, por el contrario, la luz no es monocromática, al salir del prisma se debería ver una especie de arcoíris de colores, lo que indica que tenemos varias longitudes de onda en dicho haz.

1. Ubíquense bien cerca de un televisor o un parlante encendido y con el volumen alto. Reciban una llamada con un teléfono celular y presten atención a los sonidos del parlante o a las imágenes del televisor. a. Describan qué ocurre. Si colocan el celular cerca del televisor o monitor y reciben una llamada, en la pantalla parece haber interferencia. b. Basándose en el texto que leyeron en esta página, expliquen el porqué del fenómeno que describieron. El fenómeno anterior es una interferencia de ondas. Al llegar una señal a un celular, el televisor la capta pero no la puede codificar porque no se trata de una señal de TV, por lo que sólo se produce una interferencia de señales que se traduce como líneas extrañas en el televisor o un ruido raro. Página 88 1. ¿Qué diferencia hay entre las ondas de radio y las infrarrojas? La diferencia entre las ondas de radio y las infrarrojas es su longitud de onda y, por lo tanto,

Páginas 90 y 91. Taller de ciencias La absorción de la luz solar y los colores Este taller propone realizar una actividad experimental para poner en evidencia la relación entre el color de los objetos y la absorción de la luz solar. El color que tienen los objetos corresponde mayormente al color que no absorben, es decir, el que reflejan. Los objetos blancos reflejan todos los colores, y los objetos negros los absorben todos. Se trabajará con latas pintadas de distintos colores, se colocará igual cantidad de agua en cada una, y se medirá la temperatura luego de quince minutos y media hora. Según la hipótesis del trabajo, hay colores que absorben más energía que otros;

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se espera que las latas pintadas de colores que absorben más se calienten más rápidamente que las latas pintadas de colores que absorben menos. Para confeccionar el gráfico de barras, podrían elegirse los resultados de uno de los tiempos (15 o 30 min), o bien hacer dos gráficos. En el caso de no poseer tantos termómetros de laboratorio, se puede reducir la cantidad de colores que hay que probar, siempre y cuando se mantengan el negro y el blanco. En el caso de haber solo dos, podrían hacer la experiencia con una lata pintada de negro, y la otra pintada de blanco.

Actividades del Taller de ciencias 1. A partir de la experiencia que realizaron, respondan a las siguientes preguntas. a. ¿Por qué se calientan las latas? Porque reciben el calor que transmite el Sol por radiación. b. ¿Cuál de las latas absorbió más energía? La lata negra seguramente sea la que haya absorbido mayor energía, debido a que absorbe todos los colores. c. ¿Cuál absorbió menos? La lata blanca seguramente sea la que haya absorbido menos energía, ya que refleja todos los colores. d. ¿Cómo explican las diferencias entre los cambios de temperatura de las latas? Se explica por la absorción de las ondas que corresponden a los distintos colores. El color de las latas es, mayormente, el color que se refleja. El blanco refleja todos, mientras que el negro absorbe todos. e. ¿Por qué es importante poner la misma cantidad de agua en todas las latas? ¿Por qué todos los grupos deben medir de la misma manera el volumen de agua? Porque el agua también absorbe calor. Si todos tienen la misma cantidad de agua, el único motivo por el cual pueden absorber más o menos calor es por la diferencia de color. f. ¿Podrían decidir qué lata se calentó más rápidamente? Sugieran un procedimiento para encontrar una respuesta a esta cuestión. Seguramente, la lata negra se calentó más rápidamente, debido a que es la que absorbe la mayor cantidad de energía. g. Observen este video en internet que muestra un calentador solar casero. ¿Cómo funciona? ¿Convendría utilizar una manguera de otro color?

http://bit.ly/UuWFi7. Atención: el enlace que figura en el libro no direcciona al video citado. Ingresar al siguiente:http://goo.gl/9zGzh. El video muestra un sistema de calentamiento de agua que funciona a partir de luz solar. Básicamente, está conformado por un sistema de válvulas y llaves y una manguera larga de color negro enrollada sobre el techo de una vivienda. El agua contenida en la manguera se calienta durante las horas de luz del día debido a que la radiación solar absorbida por la manguera negra se transforma en energía térmica. Si la manguera fuera de otro color, la absorción de radiación sería menor; tal como se pudo comprobar en la experiencia de este taller. En consecuencia, no es conveniente cambiar el color de la manguera.

2. Teniendo en cuenta lo observado en la experiencia, expliquen el porqué de las siguientes afirmaciones. a. Es conveniente que una olla sea brillante y no negra. Para que se caliente menos. b. Los bomberos usan trajes plateados cuando deben combatir el fuego desde muy cerca. Porque refleja parte de la energía. c. En las regiones de clima muy cálido, la gente pinta sus casas de blanco. Para que refleje todos los colores. 3. Si tienen una botella con líquido caliente y no quieren que se enfríe, ¿qué color convendría que tuviera la botella? Por fuera debería ser de color oscura; y por dentro, debería ser plateada, como ocurre dentro de los termos. Páginas 92 y 93. Actividades de repaso Estudio de caso Los estados de las sustancias dependen de las fuerzas que existen entre las partículas que las componen. Para que se produzca el cambio de estado, es preciso vencer esas fuerzas, entregándole energía al sistema. 1. ¿Qué tipo de energía toma un sólido al convertirse en un líquido? Toma energía térmica.

2. Con relación a la energía de las diferentes ondas del espectro electromagnético, ¿cuáles se conocen como ondas de alta energía y cuáles, como de baja energía? ¿Qué propie-

dad física de la onda está relacionada con la energía? Las ondas de alta energía son las de la zona del espectro en la que están las ondas ultravioletas, los rayos X y los rayos gamma. Las de baja energía son las ondas de radio y las microondas. La energía se relaciona con la frecuencia: a mayor frecuencia, mayor energía asociada a la onda.

3. Hemos visto que los metales se expanden cuando toman calor del medio. Cuando nos sentimos afiebrados, utilizamos el termómetro para saber qué temperatura corporal tenemos. Buscando en internet y sobre la base de lo que leyeron en este capítulo, respondan. a. ¿Cómo funciona un termómetro como el de la imagen? En un termómetro como el de la imagen, hay un tubo fino que contiene un líquido que se dilata fácilmente al recibir calor. Al dilatarse, ocupa más lugar en la columna. Este desplazamiento está calibrado, de forma tal que se puede determinar qué temperatura tiene el líquido después de haber recibido calor, observando un tubo externo, con una escala de temperatura. La temperatura debe medirse una vez que el líquido del termómetro y el cuerpo cuya temperatura se está midiendo estén en equilibrio. b. ¿Qué tipo de transferencia de energía es la que se está produciendo?¿Qué sustancia del termómetro es la que mide la temperatura? La transferencia de calor se hace por conducción, el líquido del termómetro está en contacto con el cuerpo a través del bulbo. (En realidad está separado por una capa muy delgada de vidrio). 4. Se mezclan 1 litro de agua a 90 °C y 1 litro de agua a 10 °C. ¿Se produce un intercambio de energía? ¿Cómo será la temperatura final? Como se está mezclando la misma cantidad y de la misma sustancia –agua–, la temperatura final que se alcance será justo el valor intermedio entre 10 oC y 90 oC, es decir, 50 oC. 5. En la figura se representa un gas que se está calentando. a. ¿Qué representan los puntos? Los puntos representan las partículas que conforman el gas. b. ¿Qué representan las flechas? Las flechas representan el movimiento de las partículas.

c. ¿Qué indica la diferencia de colores? Indica qué tan caliente se encuentra. 6. Un coche en movimiento choca contra otro coche igual, que está quieto. a. Comparen la rapidez de cada uno antes y después de chocar. ¿Cómo se modifica la energía cinética de cada uno al producirse el choque? El primer coche viene a cierta velocidad. Cuando choca al segundo auto, el primero se queda quieto y el segundo comienza a moverse a la velocidad inicial del primero. La energía cinética del primer auto se transfiere al segundo. b. ¿Cómo se relaciona esta situación con el intercambio de energía térmica entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas? Cuando dos objetos se encuentran a distintas temperaturas, el de mayor temperatura pierde calor y el de menor temperatura lo toma. Lo mismo ocurre en este caso con la velocidad. 7. Indiquen la razón que explica cada una de las siguientes afirmaciones. Sería conveniente pedirles a los alumnos que investiguen sobre el funcionamiento de los termómetros o bien explicarlo en clase antes de resolver este ejercicio. a. Hay que colocar el bulbo del termómetro en contacto con el material cuya temperatura se quiere medir. El calor se transmite por conducción desde el material cuya temperatura quiere medirse hacia el bulbo del termómetro. b. El bulbo de los termómetros es pequeño. Rápidamente alcanza equilibrio térmico con el material que se quiere medir. c. El capilar del termómetro es delgado. Requiere la menor cantidad de líquido posible, y de ese modo rápidamente llega al equilibrio térmico. d. Después de colocar el termómetro, hay que esperar al menos un minuto antes de leer la temperatura que indica. Se debe esperar para que el calor se conduzca y se establezca el equilibrio térmico, de modo que adquiera la temperatura del objeto que se quiere medir. 8. Expliquen cómo se transmite la energía térmica en cada una de las siguientes situaciones. a. Un huevo se cocina en un jarro con agua. Desde la hornalla al jarro, el calor pasa por conducción. Desde el jarro al agua, también pasa por conducción. En el agua, el calor se transmite por convección y así calienta al huevo.

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b.Una persona pone sus manos delante de

una estufa eléctrica. El calor se transmite por radiación. c. Una taza de café se enfría sobre una mesa. El calor se conduce hacia el material de la taza y de allí, a la mesa; por otro lado, se conduce hacia el ambiente y en el ambiente se transmite por convección. d. El tanque de agua de una casa queda al Sol. El calor del Sol llega al tanque por radiación. Desde el material del tanque al agua, se transmite por conducción.

9. Si se coloca una llama debajo de un vaso de plástico delgado, se quema enseguida. Pero si se llena el vaso con agua, al acercarle la llama, el plástico no se quema. ¿Qué material absorbió el calor que hubiera quemado el plástico? El agua que está dentro del vaso también tomó calor, y como tiene alto calor específico, tiene la capacidad de tomar gran cantidad de calor y modificar poco su temperatura. 10. Redacten en sus carpetas las respuestas al

siguiente cuestionario sobre las ondas sonoras.

a. ¿Cómo llegan los sonidos hasta los oídos?

Los sonidos son sensaciones interpretadas por el cerebro, producidas por la vibración del aire en el interior de nuestro oído. Para que las vibraciones de un cuerpo lleguen al interior del oído, es necesario que exista un material que las transmita. En la mayoría de los casos, el medio que transmite los sonidos es el aire que nos rodea. b. ¿Por qué no escuchamos las enormes explosiones que se producen en el Sol? Como el sonido se transmite a través de un medio y en el espacio no hay casi materia, los sonidos no pueden propagarse. c. ¿Qué diferencia hay entre las ondas sonoras del mugido de una vaca y las que emite un grillo? Entre el sonido del mugido de una vaca y el sonido emitido por un grillo se encuentra la diferencia del tono. Mientras que el mugido de la vaca es grave, el sonido del grillo es agudo y eso se relaciona con la frecuencia. Cuanto más sea la frecuencia de un sonido, mayor es su agudo.

11. Como muestra la figura, al pasar de un medio A a otro medio B, la longitud de onda de un sonido se modifica. ¿En cuál de los medios la onda se propaga más rápidamente? Según puede verse en la figura, el sonido pasa desde el medio 1 al medio 2 y en ese pasaje

cambia su frecuencia, aumenta su energía, de modo que uno espera que se propague más rápido en el medio 2.

12. Lean el texto y respondan las preguntas que le siguen. Pueden observar un dispositivo como el descripto en este video: https://goo.gl/LSf5AB a. ¿Qué es el efecto invernadero? El efecto invernadero es el aumento de la temperatura de la atmósfera debido a la retención del calor en ella. Esto se produce como resultado de la concentración en la atmósfera de gases como el vapor de agua y el dióxido de carbono. b. ¿Para qué se coloca el vidrio sobre la caja? Para que los rayos puedan ingresar. c. ¿Para qué se pinta de negro el interior de la caja? Para que retenga la mayor cantidad de calor. d. ¿Conviene pintar de negro también el exterior de la caja? No, porque absorbería el calor, y sería menos el calor absorbido por el agua. 13. ¿Cuáles de estas ondas no están en el espectro electromagnético? a. Ondas luminosas. b. Ondas de radio. c. Ondas sonoras. X d. Rayos X. 14. Completen con la opción correcta la siguiente frase. En el vacío, todas las ondas electromagnéticas tienen igual… c. velocidad.

Convección Radiación

Mecánicas

Electromagnéticas

Capítulo 6. Fuerzas y movimientos Página 95. Estudio de caso Luego de leer el tuit de la página anterior, respondan.

1. ¿Por qué les parece que el tuit hace referencia al principio de Arquímedes? ¿Conocen este principio? ¿Qué establece? Respuesta de producción personal. Se espera que, como mínimo, los alumnos hagan referencia a la relación que existe entre el volumen de un cuerpo sumergido, la cantidad de líquido que este desplaza y el empuje que experimenta. El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo sumergido experimenta un empuje en sentido vertical, de abajo hacia arriba, equivalente al peso del volumen de líquido que desaloja. 2. ¿Qué sucede con el agua cuando lleno la ba-

ñera hasta el borde y decido meterme en ella? ¿Por qué piensan que ocurre eso? Se espera que respondan que la bañera se rebalsará, dado que, para que el volumen de su cuerpo ocupe un espacio en la bañera, un volumen de agua debe salir.

3. ¿Por qué la persona dice que debería bajar de peso? ¿Es la masa de la persona el problema, o su volumen? ¿Por qué? El problema es su volumen aunque, para el cuerpo humano, este suele tener relación con el peso. Es el volumen lo que determina qué cantidad de líquido se desplaza. Página 97 1. Florencia y Mario están en una pileta, flotando en el lugar, separados 7 metros uno del otro y enfrentados. Se dan la espalda y siguen flotando durante unos minutos; en ese lapso, sin darse cuenta, Mario se desplaza 3 metros a la izquierda y Florencia, 1 metro a la derecha. Se dan vuelta y vuelven a mirarse de frente. a. Muestren en un dibujo las posiciones iniciales y finales de ambos. Inicial

M 7m

Final F

b. ¿Qué distancia los separa al final?

La distancia final que separa a Florencia y Mario es de 3 m. c. Mario cree haber flotado siempre en el mismo lugar. ¿Cómo (qué distancia y hacia dónde) se movió Florencia, según él?

Mario, desde la perspectiva de su sistema de referencia, tiene la percepción de que Florencia se movió hacia él un total de 4 m, ya que la distancia final entre ambos es de 3 m. d. Y según Florencia, ¿cómo se movió Mario? Florencia, desde la perspectiva de su sistema de referencia, tiene la percepción de que Mario se movió hacia ella un total de 4 m, ya que la distancia final entre ambos es de 3 m.

Página 98 1. Den, para cada tipo de trayectoria, un ejemplo que no haya sido mencionado en esta página. Respuesta de producción personal. Se espera que los alumnos busquen y piensen ejemplos de los distintos tipos de trayectorias. Daremos unos ejemplos de cada una como insumo. Trayectoria cerrada: un auto de fórmula 1 que recorre una pista cerrada y donde el auto pasa siempre por los mismos puntos sin salirse de allí. Trayectoria abierta: el recorrido de un cohete que sale de la Tierra hacia el espacio. Trayectoria aleatoria: el humo del cigarrillo o el humo de una fábrica que sale por su techo tienen trayectorias aleatorias. 2. Mencionen tres ejemplos de movimientos diferentes en una misma trayectoria recta. Ejemplo: un nadador que recorre con el estilo pecho una pileta de punta a punta en línea recta. Primero sale del extremo 1 de la pileta, para en el medio del recorrido, vuelve a 1 con estilo espalda y luego vuelve a salir y, a mitad de camino, sale del agua, luego vuelve a ingresar en esa misma posición y finaliza su recorrido hasta el extremo 2 de la pileta. Aquí tenemos tres movimientos que ocurren en la trayectoria del extremo 1 al extremo 2. 1) El nadador para en el medio del recorrido y vuelve al extremo 1 en la misma línea recta. 2) El nadador vuelve a salir desde el extremo 1 y se detiene y sale de la pileta. 3) El nadador ingresa a la pileta en el mismo punto donde salió y finaliza su recorrido hasta el extremo 2. Conocimientos en práctica Desde la Antigüedad y hasta hace pocos siglos, se consideraba a la Tierra como único sistema de referencia del Universo y se pensaba, por lo tanto, que el Sol describía trayecto-

sOluciOnariO • Huellas 1 • ciencias naturales

rias circulares alrededor de nuestro planeta. Hoy sabemos que es la Tierra la que se mueve alrededor del Sol. Las siguientes imágenes corresponden al movimiento de traslación de la Tierra, pero representado de acuerdo con dos sistemas de referencia distintos.

Página 101

a. Indiquen qué gráfico tiene como centro de su sistema de referencia un punto en el suelo terrestre, y cuál al Sol. El gráfico A tiene como centro un punto en el suelo terrestre, el B tiene como centro al Sol. b. Indiquen la trayectoria de qué astro se representa en cada caso. En el gráfico A, se describe el movimiento aparente del Sol en el horizonte (resultado del movimiento de la Tierra); en el gráfico B, se describe la traslación de la Tierra alrededor del Sol. Página 99 1. Mediante la técnica estroboscópica se obtuvieron estas fotos de una pelota de tenis. Entre una posición y la siguiente transcurrió la misma cantidad de tiempo. Observen y respondan. a. ¿En cuál de los dos movimientos la rapidez de la pelota no cambió? ¿Cómo lo saben? En la primera imagen, se observa que la distancia entre las pelotas es la misma siempre, lo cual está indicando que la rapidez es la misma, es decir que no ha cambiado. Sin embargo, en la segunda imagen se ve que la distancia entre las pelotas es distinta entre una y otra, lo cual indica que hubo cambio de rapidez. b. En el otro movimiento, ¿la pelota se movió cada vez más rápido o más despacio? En la segunda imagen pareciera que la pelota se movió cada vez más rápido. Nos damos

cuenta porque, dado que entre cada posición de la pelota transcurrió el mismos tiempo, y la distancia entre fotos es mayor, al hacer el cociente entre una mayor distancia sobre tiempo, tenemos como resultado un número mayor para la rapidez.

1. ¿Qué significa que un objeto tenga una aceleración de 90 km/h2? Una aceleración de 90 km/h2 significa que un cuerpo aumentó su velocidad 90 km/h cada hora. 2. Si hicieran la experiencia del martillo y la pluma en sus casas, ¿sería diferente el resultado? Expliquen por qué. Si el mismo experimento hecho en la Luna fuese realizado en nuestras casas, el martillo caería primero que la pluma debido a que, por la forma de la pluma, esta experimentaría un mayor empuje del aire que la va frenando. Página 103 1. Ratifiquen o refuten la siguiente afirmación: “El único movimiento que no tiene aceleración es el de una trayectoria recta y con rapidez constante”. Deberían ratificar la afirmación, dado que el único caso de movimiento que se estudió, en el que no hay aceleración, es el del movimiento rectilíneo uniforme. Si el movimiento es circular, por más que la rapidez sea constante, existe siempre una aceleración centrípeta. Por otro lado, un cuerpo sin velocidad (que sería otro caso de aceleración cero) no se está moviendo. 2. Indiquen qué tipos de cambios experimenta la velocidad de: a. Una persona que patina en línea recta sobre hielo. Desde el punto de vista del movimiento, y si se considera que el rozamiento es despreciable, no habrá cambios en la velocidad. Si, por el contrario, el alumno tiene en cuenta cierta dispersión de energía por la fricción (lo cual es válido siempre que aclare los supuestos), la velocidad tiende a disminuir, ya que el rozamiento con el hielo frenará a la persona. b. Una piedra que se balancea atada a la punta de un hilo. El sentido de la velocidad cambia periódicamente. Si además se considera el rozamiento

con el aire, la velocidad también irá disminuyendo su intensidad hasta llegar a cero. c. Una flecha que se incrusta en un blanco. Cuando una flecha se incrusta en el blanco su velocidad se reduce a cero. d. Una pelota que rebota contra un frontón. Una pelota que rebota contra un frontón viene primero con cierta velocidad. Al chocar con el frontón, vuelve a cero su velocidad y ese choque le da el impulso para cobrar velocidad y rebotar nuevamente en el piso, adquiriendo velocidad nuevamente.

3. Indiquen cuáles de los cuerpos mencionados en la actividad anterior presentan, en algún momento, una aceleración. En todos los casos en los que la velocidad cambia existe aceleración. Página 106. Leer y escribir en ciencias Cuando viajamos en colectivo, la inercia de nuestro cuerpo se siente claramente: cuando el colectivo acelera, nos sentimos empujados hacia atrás; y cuando frena, hacia adelante. Cuando el vehículo está vacío, el conductor puede frenar en distancias cortas. Sin embargo, en colectivos llenos, la distancia de frenado es mayor. • ¿A qué creen que se debe? ¿Es igual la inercia en un vehículo vacío y en uno lleno? Un colectivo con mayor cantidad de pasajeros tiene más masa inercial que uno desocupado. Para moverlo o detenerlo, debemos aplicarle una fuerza mayor.

Página 107 1. Una niña de 30 kg y su padre de 120 kg están quietos y parados sobre patines en un piso bien pulido. La niña empuja a su padre y ambos se aceleran. a. ¿Hacia dónde está dirigida la aceleración de cada uno? ¿Quién se acelera más? Como se plantea la situación, ambas aceleraciones tienen sentido opuesto. El cuerpo que más se acelera es el que posee menor masa. En este caso, la niña será quien más se acelere. b. ¿Cuánto más intensa es una aceleración que la otra? La aceleración de ambos cuerpos está relacionada con su masa. Si el padre pesa 120 kg y la niña 30 kg, la aceleración de la niña será 4 veces más que la del padre en magnitud.

2. Una persona desea bajar de peso sin hacer ejercicios ni realizar dietas. ¿Qué solución le recomendarían, a partir de los conceptos de peso y masa? Dado que la masa es una propiedad intrínseca del cuerpo y no depende de dónde nos encontremos, a diferencia del peso, la recomendación para alguien que quiera bajar de peso es visitar un lugar donde la fuerza de la gravedad sea menor y, por ende, el peso, sea menor también. A mayor altura (es decir, más lejos del centro de la Tierra), su peso será levemente menor. Para un cambio más drástico, debería viajar a un astro con menor masa, como la Luna. Páginas 108 y 109. Taller de ciencias El rozamiento entre superficies sólidas Se trata de una actividad experimental a través de la cual los alumnos podrán evidenciar los distintos factores que influyen en el rozamiento que sufren los cuerpos. La hipótesis del taller indica que el rozamiento variará de acuerdo con el tipo de material, la superficie de contacto y la masa. Se espera que las superficies rugosas aumenten el rozamiento, que a mayor cantidad de bloques el rozamiento sea mayor, y que para la misma masa una mayor superficie represente un rozamiento total menor. Resultará conveniente organizar de forma adecuada el dispositivo experimental y la forma de medición antes de comenzar a hacer la experiencia. El estiramiento se obtiene como la diferencia de la longitud de la banda estirada y la longitud de la banda sin estirar o longitud natural.

Actividades del Taller de ciencias 1. Discutan con sus compañeros, respondan y expliquen sus respuestas: a. ¿Cómo se relaciona la intensidad de la fuerza y el número de bloques que se superponen? Cuantos más bloques se superponen, mayor es la fuerza de rozamiento. b. Cuando la bandita elástica está apenas estirada, ¿hace fuerza sobre el libro? ¿Qué es lo que impide que los libros se muevan? Hace fuerza, pero no logra superar la fuerza de rozamiento estática (que se manifiesta cuando los objetos están quietos y se los trata de mover). Esto mismo sucede, por ejemplo, cuando

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se trata de empujar un mueble; aunque uno haga fuerza, el mueble no se mueve hasta que no se supere el valor de la fuerza de rozamiento estática que ofrece su interacción con el piso. c. ¿Por qué llega un punto en que los libros se mueven? Porque se supera el valor de la fuerza de rozamiento estática. d. ¿Esperarían más o menos fricción entre dos superficies pulidas que entre dos superficies ásperas? Las superficies pulidas tienen menos fricción que las ásperas. e. ¿Por qué las superficies enceradas presentan menos fricción que aquellas que no lo están? Porque tienen menos poros o irregularidades que hagan que las superficies queden “encastradas”. f. ¿Qué efectos desventajosos presenta el rozamiento? Piensen en lo que ocurre al frotar entre sí dos papeles de lija durante un minuto. El rozamiento transforma la energía del movimiento en energía térmica. En algunos casos esta situación puede resultar ventajosa, por ejemplo, para encender una fogata rozando piedras. g. ¿Qué efectos favorables presenta el rozamiento? No sería posible controlar los movimientos si no existiera el rozamiento. Las ruedas, por ejemplo, no podrían girar y mover un vehículo si no quedaran adheridas al piso; nuestros pies no podrían impulsarse al caminar si no existiera el rozamiento, etcétera.

Páginas 110 y 111. Actividades de repaso Estudio de caso Investiguen acerca del principio de Arquímedes. 1. ¿Qué establece dicho principio? El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo que se sumerge total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje en dirección vertical, hacia arriba, que es equivalente en módulo al peso del líquido que el cuerpo desaloja.

2. Imaginen un experimento en el que se

sumerge en una pileta un cubo de plomo de 1 dm3. a. ¿Qué volumen de agua se desplazará? Se desplazará 1 dm3 de agua. b. Imaginen el mismo experimento, realizado con un cubo de 1 dm3 de corcho (sumergién-

dolo completamente en el agua). ¿Cambia el resultado? ¿Por qué? El resultado no cambia, se desplaza el mismo volumen de líquido. La diferencia es que, en el primer caso, el empuje no supera el peso del cubo de plomo, y este se hunde.

3. Cuando queremos hundir en el agua un objeto que de otra forma flotaría, como una pelota, este tiende a acelerarse hacia la superficie en cuanto lo soltamos. ¿Qué fuerza lo está acelerando cuando la hundimos? ¿Y cuando lo soltamos? Cuando hundimos la pelota, la fuerza que la acelera es la que ejercen nuestros músculos; cuando la soltamos, la acelera el empuje. 4. Para ubicar los bancos en el aula que muestra la figura, se eligió como origen de coordenadas el rincón que forman la pared de la izquierda con el frente del aula. Las marcas que muestra la figura están ubicadas cada 2 metros. Cada posición queda determinada por dos coordenadas, llamadas x e y. Por ejemplo, la del banco A es x = 2 m, y = 6 m; es decir, A = (2; 6).

a. ¿Cuáles son las coordenadas del banco B? ¿Y las del banco C? Coordenadas del banco B: (8, 4). Coordenadas del banco C: (6, 6). b. Señalen en el esquema todos los bancos que corresponden a x = 4 m. 0

4 6

c. ¿Qué bancos tienen coordenada y = 8 m? 0

4 6 8 X

C B

5. Una pelota viene rodando lentamente sobre el suelo y llega al borde de un pozo. a. Dibujen la trayectoria de la pelota e indiquen el punto donde toca el suelo del pozo.

c. Si los dos autos se mueven con igual rapidez, ¿qué diferencia hay entre los movimientos de ambos? Si tuvieran igual rapidez, la diferencia sería la dirección y el sentido, ya que están yendo por calles distintas. 8. Calculen la rapidez de un cuerpo que recorre: a. 200 metros en 40 segundos.

Aquí toca el suelo

b. Dibujen la trayectoria de la pelota en el caso de que hubiera venido rodando más rápidamente.

6. Kevin se viene deslizando sobre el suelo, parado sobre su skate. En el instante que muestra la figura, abre las manos y suelta una pelota. ¿Dónde caerá? Discutan la respuesta entre varios compañeros y verifiquen si lo que piensan es correcto haciendo la experiencia. Indiquen en la figura la trayectoria que seguirá Kevin y la que seguirá la pelota. Este ejercicio trata sobre la relatividad del movimiento. Cuando Kevin deje caer la pelota, le parecerá que cae hacia abajo; pero un observador externo verá que la pelota se mueve en una trayectoria curva, ya que antes de caer tenía la velocidad horizontal de Kevin. Es una situación similar a la de la moneda dentro del tren, planteada en el capítulo. 7. En la figura se muestran dos autos, uno rojo y otro verde, que se mueven por calles transversales, con la rapidez indicada. a. ¿Cuánto tardará cada uno en llegar al cruce? Cada auto tardará 50 segundos en llegar al cruce. b. ¿Se producirá un choque? Se producirá el choque, ya que llegarán a la misma posición en el mismo momento (si se siguen moviendo a velocidad constante).

Velocidad: 5 m/s b. 100 metros en 20 segundos. Velocidad: 5 m/s c. 200 metros en 20 segundos. Velocidad: 10 m/s d. 200 kilómetros en 10 horas. Velocidad: 20 km/h Ordenen los resultados de mayor a menor. De mayor a menor: c) (10 m/s); d) (5,55 m/s); a) y b) 5 m/s.

9. El 20 de julio de 1969, el módulo lunar Apolo 11 se posó sobre la Luna. Los astronautas Neil Armstrong y Edwin Aldrin pudieron caminar por primera vez sobre la Luna, tras un viaje que duró 4 días y 7 horas. La Luna está a unos 384.000 km de la Tierra. a. ¿Cuál fue la rapidez promedio del Apolo 11 en su camino a la Luna? Respuesta: 3.728 km/h b. ¿Cómo se compara esa velocidad con la de otros transportes que conocen? Es mucho mayor que la velocidad de un auto, de un colectivo, de un micro (90 km/h), de un avión (900 km/h). Cabe destacar que algunos aviones supersónicos (que superan los 1.225 km/h) pueden tener esa velocidad. 10. Un auto está quieto y arranca. Se mueve con una aceleración constante de 2 m/s2. a. ¿Cuánto vale la rapidez del auto 1 segundo después? ¿Y a los 2 segundos? La aceleración de 2 m/s2 implica que cada 1 segundo la rapidez aumenta 2 m/s. Si al comienzo estaba quieto, luego de 1 segundo se moverá con una rapidez de 2 m/s. Luego de 2 segundos, tendrá una rapidez de 4 m/s. b. En los instantes anteriores, ¿se movió más rápido o más lento? Más lento, ya que la rapidez va en aumento. c. En 1 segundo, ¿el auto recorrió más o menos de 2 metros? Recorrió menos de 2 metros, ya que no estaba moviéndose a 2 m/s. Recién alcanzó esa rapidez cuando se cumplió el primer segundo.

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11. Para estudiar la caída de los cuerpos y la resistencia del aire, consigan un cuadrado de papel de aluminio de 10 cm por lado. Suéltenlo desde una altura, de manera que caiga al piso, y observen su movimiento al caer. Luego, hagan una bolita compacta con el mismo papel y repitan la experiencia. a. ¿Tarda lo mismo en caer en ambos casos? No tardan lo mismo. Cuando el papel está estirado, tarda más que cuando está hecho una bolita. b. Su peso ¿es el mismo en ambos casos? El peso es el mismo, ya que es el mismo papel. c. ¿Y el rozamiento con el aire? El rozamiento con el aire no es el mismo. El papel estirado tiene mayor superficie de contacto con el aire, motivo por el cual el rozamiento es mayor y cae más lentamente.

Vectoriales

De contacto

Capítulo 7. El Sistema Solar en el Universo Página 115. Estudio de caso Luego de leer el tuit de la cuenta “Ciencia en las cosas”, respondan. 1. ¿Alguna vez miraron el cielo a través de un telescopio? Respuesta personal. a. ¿Qué se les ocurre como definición de astronomía? Respuesta de producción personal. Se espera que la definición haga alusión al estudio sistemático del cosmos. b. ¿Cómo explicarían el funcionamiento de un telescopio? Respuesta de producción personal. Los telescopios funcionan con lentes y, en algunos casos, también espejos. El efecto de una lente en el extremo que apunta al objeto que se observa, junto al de otra lente donde colocamos el ojo, magnifica la imagen de objetos muy lejanos.

2. Los telescopios son instrumentos ópticos muy utilizados desde el siglo xvii para poder contemplar el cielo. Investiguen: ¿quién creó el telescopio y en qué año? ¿Qué componentes tenía? Respuesta de producción personal. No se sabe con exactitud cuándo se inventó el primer telescopio. Algunos registros indican que uno de los primeros telescopios de los que se tuvo noticia fue el inventado por el holandés Thomas Harriot en 1609. Sin embargo, fue Galileo Galilei quien difundió su uso. Estos eran telescopios refractores, es decir, construidos por lentes, no por espejos. Página 117 1. ¿Cuáles son los centros del Universo en los modelos geocéntrico y heliocéntrico? En el modelo geocéntrico, la Tierra estaba quieta en el centro del Universo y todos los astros giraban a su alrededor. En el modelo heliocéntrico, se situaba al Sol en el centro del Universo y se ubicaba a la Tierra, los planetas y el resto de los cuerpos celestes del cosmos girando en círculos a su alrededor. 2. ¿A qué llamaban Universo en esas épocas? ¿Se considera hoy en día que el Sol es el centro del Universo? ¿Por qué? ¿Cómo cambió la visión del Universo desde Aristóteles? En esas épocas, el Universo estaba compuesto por aquello que se podía observar: el Sol, la Tierra y algunos pocos planetas como Júpiter, lo cuales eran astros muy cercanos. Hoy sabemos que existen muchas galaxias, y cada una de ellas con miles o millones de estrellas con sus respectivos sistemas planetarios. Desde el siglo II hasta la actualidad cambió mucho la concepción de Universo y sus componentes, a medida que se fueron descubriendo nuevas galaxias y que se pudieron empezar a medir distancias astronómicas muy grandes, se dejó de ver al Sol como el centro del Universo, y se lo empezó a ver como una estrella más en una de los millones de galaxias que se considera que existen. 3. ¿Cuántos planetas se conocían antiguamente y cuántos se conocen ahora? Cuando se descubrieron los planetas (y se los identificó como astros diferentes a estrellas), se podían observar solo 5 a simple vista: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Actualmente, se considera que son 8 los planetas del Sistema Solar, incluyendo la Tierra. Plutón era

considerado un planeta, hasta que la comunidad astronómica mundial acordó en que es en realidad un planeta enano.

Página 119 1. ¿Cuál es la fuerza que mantiene unido al Sistema Solar? La fuerza que mantiene unido al Sistema Solar es la fuerza de gravedad del Sol, y la de los planetas (que mantienen orbitando satélites naturales y otros objetos en torno a ellos en su recorrido alrededor del Sol). 2. ¿Cuál es la fuerza que mantiene unidas

todas las estrellas de la galaxia y los planetas del Sistema Solar? Esta es también la fuerza de gravedad que ejercen las estrellas que componen la galaxia.

3. El Sol ¿es el centro de la Vía Láctea? ¿En qué lugar de la galaxia se encuentra? El Sol es solo una de los doscientos mil millones de estrellas que forman la Vía Láctea y no está en su centro sino en uno de los brazos del espiral barrado que es la galaxia. Página 121 1. ¿Podrían los astronautas caminar sobre un planeta como Júpiter? ¿Por qué? Júpiter es un planeta formado mayormente por capas gaseosas, por lo cual es muy difícil aterrizar sobre su superficie y, por ende, caminar sobre esta. 2. ¿Qué diferencia hay entre los cometas y los asteroides? Un asteroide es un cuerpo rocoso de forma irregular que se encuentra, por lo general, orbitando al Sol en trayectorias que lo tienen como centro. En ocasiones, estos astros pueden salir de su trayectoria bajo la influencia de la gravedad de otros. Los cometas son cuerpos que, además de roca, tienen agua, dióxido de carbono y metano o amoníaco en forma de hielo. Las órbitas de los cometas suelen tener dos focos, y el Sol está solo en uno de ellos. Es decir, tienen órbitas muy excéntricas en relación a las de los planetas y asteroides del Sistema Solar. Cuando un cometa se acerca al Sol, se calienta, sus hielos se evaporan y se forma la cola, que se puede ver desde la Tierra durante varias semanas.

3. ¿Qué cuerpos entran continuamente en la atmósfera terrestre, donde se desintegran: los cometas o los meteoroides (estrellas fugaces)? Los cuerpos que en contacto con la atmósfera se desintegran son los meteoroides. Se trata de cuerpos rocosos más pequeños que los asteroides, de menos de 50 metros de diámetro. Si un meteoroide cae a la Tierra, el roce con la atmósfera lo calienta y puede desintegrarlo por completo. Este fenómeno emite luz durante unos segundos y se conoce como estrella fugaz o meteoro. Si la roca no se desintegra del todo, llega al suelo y se la llama meteorito. 4. ¿Por qué Plutón es considerado un planeta enano? Para que un astro sea considerado un planeta, debe cumplir con tres requisitos fundamentales: orbitar el Sol (y no otro cuerpo, como sucede con los satélites), ser de forma aproximadamente esférica y tener su órbita despejada de otros cuerpos. Plutón cumple con los dos primeros criterios, pero no con el tercero, ya que comparte órbita con otros planetoides y asteroides. Página 122 1. Expliquen con sus palabras cómo hizo Eratóstenes para medir el radio de la Tierra. Respuesta de producción propia. Se espera que los alumnos expliquen sencillamente lo que entendieron del experimento de Eratóstenes para conocer el radio de la Tierra. La idea es que usen algún concepto de trigonometría básica para explicarlo. 2. ¿Cómo habrá medido la distancia entre las dos ciudades? Consulten otros libros, revistas o sitios de internet y traten de averiguarlo. Originalmente, Eratóstenes midió la distancia entre Siena y Alejandría usando el estadio egipcio como unidad (1 estadio = 185 metros) y estimó que la distancia era de 4.300 estadios aproximadamente. Página 123 1. ¿Están cerca entre sí las estrellas de una constelación? ¿Por qué las vemos de esa manera? Las estrellas que forman las constelaciones no están cerca entre sí; se encuentran separadas por enormes distancias. Las vemos próximas en el cielo debido a la perspectiva.

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2. ¿Están todas las estrellas de una constelación a la misma distancia de la Tierra? No, las distintas estrellas de una constelación no se encuentran a la misma distancia de la Tierra. 3. Imaginen a dos observadores ubicados

en lugares distantes de la Tierra. ¿Verán las mismas estrellas en el cielo? Sus horizontes, ¿serán los mismos? ¿Por qué? Muchas estrellas se ven en un hemisferio y no en el otro. Las estrellas que forman las constelaciones de la Osa Mayor y la Osa Menor, por ejemplo, no se observan desde el hemisferio Sur, pero sí en el hemisferio Norte. Por otra parte, la cruz del Sur solo se ve desde nuestro hemisferio. Esto se debe a la curvatura de la Tierra, que, desde cada punto de observación, nos oculta siempre una parte del cielo nocturno.

Página 125 1. ¿Existirá algún lugar de la Tierra en el que, en este mismo momento, esté amaneciendo? Expliquen cómo es posible esto. Sí, en el momento en el que los alumnos respondan esta pregunta (que se espera que no sea durante el amanecer en la Argentina), en otro lugar de la Tierra estará amaneciendo. Esto se debe a la rotación de la Tierra. A medida que la Tierra rota, el Sol ilumina diferentes partes de su superficie, y se produce la sucesión de días y noches. En un lugar de la Tierra, durante el día el Sol se ve por encima del horizonte. Esto ocurre porque la posición de rotación de la Tierra en ese momento hace que ese lugar quede iluminado por el Sol. En cambio, durante la noche, el Sol queda por debajo del horizonte. Esto ocurre porque se cambió de posición con respecto al Sol. Por ello es posible que mientras que en la Argentina es de noche, en China esté amaneciendo. 2. La cantidad de horas de luz no es igual todos los días del año. ¿Cuándo es mayor? Expliquen cómo sucede esto. La cantidad de horas con luz es mayor en la primavera y el verano, siendo el día del solsticio de verano (cerca del 21 de diciembre en el hemisferio Sur) el día con mayor cantidad de horas de luz. Esto se debe a que, por la inclinación del eje terrestre, durante el año, los rayos del Sol llegan a los hemisferios con distinta inclinación. Según el ángulo con el que estos incidan, el Sol tarda más en ocultarse en

el horizonte. Los casos extremos son los polos, que tienen días que duran meses.

Página 127 1. ¿Por qué hay años bisiestos? El tiempo que la Tierra tarda en dar una vuelta completa alrededor del Sol es de 365 días y un cuarto. Es decir, en ese tiempo, da 365 vueltas y un cuarto sobre su eje. Por lo general, en los calendarios se considera que un año normal tiene 365 días, pero para tomar en cuenta ese cuarto de día de más que tiene cada año, se suman los cuartos de 4 años. Así, cada 4 años se agrega un día más al calendario: el 29 de febrero, y así se corrige el calendario. A los años en los que sucede esto se los llama años bisiestos. 2. ¿Por qué ni el perihelio ni el afelio explican las estaciones del año? Si bien la distancia entre la Tierra y el Sol cambia, esto no produce ningún efecto apreciable en nuestro planeta. El hecho de que la Tierra se encuentre más alejada del Sol no implica que haga más frío. Tampoco al estar más cerca del Sol hace más calor. Esa diferencia de distancias no tiene efectos sobre el clima, ni es la razón de las estaciones del año. La verdadera razón de las estaciones es la inclinación del eje terrestre respecto del plano de su órbita. 3. ¿Por qué hay estaciones opuestas simultáneas en los hemisferios norte y sur de la Tierra? Como dijimos, la causa de las estaciones es la posición inclinada del eje de rotación de la Tierra respecto de su órbita. En determinada posición de la trayectoria, el hemisferio sur recibe los rayos del Sol de forma más directa que el hemisferio norte. Cuando el Sol está más elevado, el día es más largo que la noche, se acumula más energía y hace más calor. Esta es la causa del verano. Cuando se da la situación opuesta, con pocas horas de Sol en el día, la Tierra pierde calor, la temperatura baja y se produce el invierno. Página 125. Conocimientos en práctica Islandia es uno de los países más nórdicos del planeta. Al estar en el hemisferio norte, durante diciembre hay solo 5 horas de luz por día. Del otro lado del globo, cerca del Polo Sur, están las islas Malvinas. Allí,durante diciembre, el Sol las alumbra por más de 16 horas al día.

¿Cuántas horas de luz creen que recibirá por día en diciembre alguien en ecuador? ¿Y para alguien viviendo en el Polo Sur? ¿Qué sucede en el Polo Norte? Como se dijo anteriormente, se espera que respondan que en el Ecuador hay siempre 12 horas de luz y 12 de sombra (noche). En diciembre, alguien en el Polo Sur no recibe la luz del Sol, mientras que en el Polo Norte es todo el tiempo de día.

Páginas 130 y 131. Taller de ciencias La Cruz del Sur en 3D Este taller consiste en la confección de un modelo en forma de maqueta de una constelación, con el fin de comprobar que la agrupación depende del sitio desde donde se la observa, ya que no es una verdadera agrupación física. Se trabajará con la constelación de la Cruz del Sur, que es y ha sido muy importante para los pueblos del hemisferio sur. La hipótesis de la cual se parte es que las estrellas de una constelación no tienen un vínculo físico, y que el aspecto de la constelación a la que parecen pertenecer solo se ve desde la Tierra. Se espera que, observándolas desde un punto distinto de la tierra, no se vea la forma de la constelación, en este caso, una cruz. Se sugiere hacer uso de la figura a medida que se leen las instrucciones para comprender dónde hay que colocar cada uno de los elementos. La observación desde el orificio lateral corresponde a lo que se ve desde la Tierra. La observación de la maqueta desde cualquier otro lugar corresponde con lo que se vería desde algunos otros sitios del Universo. Sería interesante que averiguaran cómo interpretaban esta constelación los pueblos originarios de Sudamérica.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿A qué conclusión llegaron respecto de la ubicación de las estrellas que forman una constelación? Respuesta de producción personal. 2. ¿Están todas las estrellas de una constelación a la misma distancia de la Tierra? No, no todas las estrellas se encuentran a la misma distancia. El dibujo de una constelación es una creación y depende de cómo se percibe el cielo desde la Tierra.

3. Si pudiéramos mirar desde otra estrella de la galaxia, ¿se vería la forma de una cruz con las estrellas de esta constelación? Seguramente, no. a. ¿La estrella más brillante de la constelación (α) es también la más cercana? ¿La más lejana también es la más débil? No, justamente es una de las más lejanas. El brillo no tiene únicamente que ver con la distancia, sino también con su tamaño. La estrella ε es la segunda más cercana, y es la más débil. b. ¿Puede una estrella lejana ser más brillante que una cercana? ¿Cómo podrían explicarlo? Busquen un ejemplo en la tabla. Sí, ya que el brillo también tiene que ver con el tamaño de la estrella. α y β son más brillantes que γ, y son más lejanas. Páginas 132 y 133. Actividades de repaso Estudio de caso Las siguientes imágenes corresponden al telescopio que utilizó Galileo Galilei para hacer sus estudios (izquierda) y a un dibujo que realizó, valiéndose de este instrumento, de las fases de la Luna (derecha).

1. Comparen estas imágenes con las del tuit del comienzo del capítulo y respondan. a. ¿Cómo reproducían las imágenes observadas a través de un telescopio en la época de Galileo? ¿Y en la actualidad? En la época de Galileo, los astrónomos observaban y hacían esquemas (ilustraciones) lo más realistas posible de lo que veían. En la actualidad, se toman fotografías a través de los telescopios. b. ¿Qué habilidad extra tenían que tener los astrónomos en ese entonces? Debían tener habilidad para dibujar. 2. Investiguen qué tipos de telescopios existen actualmente.

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a. ¿Qué lugares se suelen elegir para ubicar telescopios? ¿Por qué? Existen diversos tipos de telescopios, tanto refractores como reflectores, algunos de mucho diámetro, como los de los observatorios, y otros también muy grandes pero que están fuera de la Tierra. Los lugares ideales para poner telescopios en la Tierra son zonas en las que haya pocas precipitaciones (que el cielo suela estar despejado) y con poca contaminación lumínica, para que esta no tape el brillo de los astros. Estos lugares suelen estar alejados de las ciudades. b. ¿Qué es un telescopio espacial? Busquen

imágenes obtenidas con este tipo de instrumentos. ¿Qué ventaja representó para el avance de la astronomía la invención de este tipo de telescopios? Los telescopios espaciales son aquellos que están fuera de la atmósfera terrestre y que, por lo tanto, no se ven afectados por la distorsión de esta. Puede obtener imágenes de cuerpos muy lejanos. El más famoso es el telescopio espacial Hubble, cuyas imágenes pueden verse en la página de la nasa. https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/ multimedia/index.html

3. Completen el siguiente texto con las palabras de la lista que está a continuación del texto. (En algunos casos pueden repetirse). Trescientos años antes de cristo, el filósofo griego Aristóteles imaginó que el Universo estaba centrado en la Tierra, y que todos los demás planetas y el Sol giraban a su alrededor. Ptolomeo ideó un modelo que perfeccionaba las ideas de Aristóteles. A este modelo se lo llamó modelo geocéntrico. En 1543, Copérnico propuso un nuevo modelo, en el cual el Sol se encontraba en el centro del Universo, y la Tierra se movía a su alrededor. Este modelo, llamado heliocéntrico, fue adoptado por muchos astrónomos, como Galileo Galilei, quien encontró evidencias a su favor observando el cosmos a través del telescopio. Por su parte, Kepler llegó a la conclusión de que las órbitas de los planetas no tenían forma circular como se suponía hasta el momento, sino que eran elipses. 4. Numeren los siguientes objetos según el tamaño, de mayor a menor. 1. Supercúmulo de galaxias; 2. Vía Láctea; 3. Sistema Solar; 4. Sol; 5. Júpiter 6. Tierra; 7. Asteroide.

5. Unan cada uno de los siguientes conceptos astronómicos con las definiciones que les corresponden. Brazo espiral Cúmulo de galaxias Galaxia Sistema Solar

El Sol y los cuerpos que giran a su alrededor. Un enorme conjunto de estrellas y nebulosas. Regiones de la galaxia con estrellas brillantes. Grupos de galaxias unidos por la gravedad.

6. La siguiente tabla indica las distancias de los planetas al Sol. Tengan en cuenta que la unidad equivale a la distancia entre la Tierra y el Sol, que es de 150.000.000 km. a. En una hoja larga, tracen una línea de 40 cm y marquen cada centímetro. Numérenlos comenzando desde 0. Suponiendo que el Sol se encuentra en el 0, ubiquen cada planeta de la tabla según su distancia al Sol, considerando que, en esta escala, cada centímetro equivale a la distancia media entre la Tierra y el Sol. ¿Qué diferencias hay entre los planetas interiores y los exteriores? Respuesta de elaboración propia. Dibujo o esquema a escala de los planetas y su lejanía o cercanía del Sol. b. ¿Qué planetas serán más cálidos y cuáles, los más fríos? ¿Cuáles son los de mayor tamaño? ¿Dónde se ubican los planetas rocosos? ¿Y los gaseosos? Los planetas más alejados del Sol serán aquellos más fríos. Los planetas de mayor tamaño son Júpiter, Saturno, Neptuno, Urano. Los planetas rocosos, que incluyen la Tierra, son los que están cerca del Sol. Los planetas exteriores son los más grandes y están formados prácticamente de gas; asimismo se ubican lejos del Sol. 7. Relacionen cada fenómeno del sistema Tierra-Sol con los efectos correspondientes. Fenómenos: Rotación de la Tierra. C Inclinación del eje terrestre. A Traslación de la Tierra. D Órbita elíptica de la Tierra. B 8. Completen el siguiente cuadro de las estaciones del año. NOTA: En la primera impresión de este libro, existe una errata en la tabla. Las palabras Solsticio y Equinoccio están invertidas en su ubicación. A continuación, se muestra la tabla de forma correcta.

Solsticio

Equinoccio

Solsticio

Equinoccio

Fecha de inicio

21 de diciembre

21 de marzo

21 de junio

21 de septiembre

Hemisferio Norte

Invierno

Primavera

Verano

Otoño

Hemisferio Sur

Verano

Otoño

Invierno

Primavera

La Vía Láctea Solar Sol

Mercurio

Asteroides

Enanos

Anillos Venus

Marte

Júpiter

Rotación

Urano

Neptuno

Estaciones Año

Capítulo 8. La Tierra y sus recursos Página 135. Estudio de caso Luego de leer el contenido de la tablet, respondan. 1. ¿Dónde está ubicada la central hidroeléctrica Yacyretá-Apipé? ¿En qué río está emplazada? La central está ubicada entre la provincia de Corrientes (lado argentino) y el departamento de Misiones (lado paraguayo), en el río Paraná.

2. ¿Por qué se trata de un proyecto binacional? Es un proyecto binacional porque tiene el aporte y utiliza recursos que están compartidos por dos naciones: Argentina y Paraguay. 3. ¿Qué recurso natural se está utilizando en este caso? ¿Qué otros recursos naturales pueden verse afectados por este tipo de centrales? En este caso se está usando como recurso la corriente de un río, un recurso hídrico. También se puede ver afectada la fauna que habita en el río, es decir, el recurso pesquero. Página 137 1. ¿Qué elementos componen el sistema terrestre? ¿Cómo se relacionan?

El sistema terrestre se compone de elementos como el viento, el agua, los seres vivos, las rocas del suelo, entre otros. Estos elementos se estudian en distintos subsistemas terrestres pero no están aislados, sino que interactúan. Los seres vivos necesitan agua para vivir; el viento y el agua, a su vez, modifican la roca, transformando el suelo en el que crecen plantas, etc.

2.Hagan una lista con recursos que utilicen a diario. Luego, clasifíquenlos de acuerdo con el subsistema terrestre del que provienen. Respuesta de producción personal. 3. Realicen un cuadro comparativo de los subsistemas de la Tierra. Incluyan características de los subsistemas, el tipo de recursos que proporcionan y ejemplos de estos últimos. Atmósfera

Hidrosfera

Geosfera

Biosfera

El agua líquida y sólida de la Tierra.

Rocas y sus derivados.

Seres vivos de la Tierra.

Viento, Fuerza gases de las coRecursos presentes rrientes, en la at- agua para mósfera. consumo.

Minerales.

Seres vivos y sus productos.

Compues- El aire de ta por la Tierra.

Corrientes para centrales hidroelécAlimentricas; tos, Aire para agua para Mineramedicales para utilizar combusconstruc- mentos, en la tión, vienmateEjemplos to para industria; ción, para mover agua para artefactos riales de conseléctribeber, turbinas cos, etc. trucción higienieólicas. (madera). zarse y preparar alimentos; navegación.

Página 138. Leer y escribir en ciencias La actividad agrícola nos provee a los humanos de muy importantes recursos; por ejemplo, las frutas, verduras o cereales para la alimentación, el maíz o la oliva para la producción de aceites o el caucho para producir goma. Así, el cultivo de especies vegetales es indispen-

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sable para toda sociedad. En los productos de la agricultura se encuentran nutrientes sin los cuales no podríamos vivir. Sin embargo, para que los cultivos crezcan, deben obtener a su vez algunos de los nutrientes del suelo. Los vegetales necesitan los minerales presentes en la corteza terrestre. • ¿De qué subsistemas estamos obteniendo, entonces, recursos con la actividad agrícola? Si se consideran todas las interacciones de las que dependen los productos que se mencionan, deberían responder que de todos los subsistemas. Los vegetales mencionados son seres vivos que componen la biosfera. Los minerales que obtienen del suelo pertenecen a la geosfera, el dióxido de carbono con el que realizan la fotosíntesis viene de la atmósfera y el agua, de la hidrosfera.

Página 139 1. ¿Cómo puede afectar a un recurso su sobrexplotación? La sobrexplotación puede hacer que un recurso se agote muy rápidamente. 2. Investiguen sobre los recursos naturales y mencionen tres maneras de clasificarlos. ¿A qué característica le da mayor importancia cada clasificación? Respuesta de producción personal. La clasificación puede estar basada en el origen del recurso o en su capacidad de recuperación. 3. ¿En qué casos un recurso natural puede llegar a desaparecer? Si es sobrexplotado, es decir, si se lo utiliza a mayor velocidad que aquella en la que puede recuperarse, un recurso natural puede desaparecer. También si es contaminado, deja de ser explotable. 4. ¿Qué caracteriza a los recursos no renovables? ¿Qué medidas consideran que hay que tomar para anticiparse al momento en el que un recurso se termina? Un recurso no renovable es aquel que no se regenera a un menor ritmo que en el que es explotado. Las medidas que se deben tomar son empezar a utilizar el recurso de manera sustentable y evitando su sobrexplotación, así como estudiar recursos alternativos que puedan reemplazarlo.

Página 141 1. ¿Son combustibles todos los recursos energéticos? Expliquen por qué. No todos los recursos energéticos son combustibles, ya que existen recursos como el movimiento del agua, la radiación solar o el viento, que no lo son. 2. Busquen información sobre cómo es el clima en la Patagonia argentina. ¿Por qué consideran que hay parques eólicos instalados en esa región? ¿Qué tipo de recurso se aprovecha? Respuesta de producción personal. Clima y relieve de la estepa patagónica: “Su relieve se caracteriza por las vastas llanuras, montañas de escasa altura, mesetas escalonadas, valles fluviales y cañadones. Los suelos son pedregoso-arenosos, pobres en materia orgánica. El clima es templado-frío, con nevadas en invierno y heladas prácticamente en cualquier época del año. Las precipitaciones son escasas, oscilando entre los 100 y los 300 mm anuales y se concentran principalmente en los meses más fríos, entre abril y septiembre. En primavera y verano predominan los fuertes vientos del oeste. Todas estas características conforman un clima seco que condiciona la vida de las especies de plantas y animales que habitan este territorio”. (Fuente: http://www.tierraspatagonicas.com/ la-estepa-patagonica/) Debido a los fuertes vientos mencionados y a las vastas llanuras, existen parques eólicos instalados en esta región, que utilizan el viento como recurso. 3. ¿Qué recursos se pueden utilizar para generar electricidad? Expliquen brevemente cómo se emplean. Para generar electricidad se puede utilizar la energía hídrica; combustibles, tanto fósiles como biocombustibles; la energía solar; la energía eólica y la energía geotérmica, entre otros. En la mayoría de los casos, se utiliza la energía que contienen estos recursos para mover turbinas de generadores eléctricos. En el caso de la radiación solar, esta se transforma en energía eléctrica a través de celdas fotosensibles. 4. Elaboren un cuadro en el que comparen los diferentes recursos energéticos. Indiquen ventajas y desventajas de cada uno.

Ventajas

Desventajas

Combustible fósil

Su explotación es barata.

Sus desechos contaminan la atmósfera. Es un recurso no renovable.

Biocombustible

Es renovable. Contamina menos que los combustibles fósiles.

Su uso compite con el consumo de cultivos para alimentos.

Materiales radiactivos

Durante su uso, no contaminan el ambiente.

Sus desechos son muy contaminantes.

Es renovable. No contaminante.

Su aprovechamiento es caro; se depende del estado del tiempo y del clima de la región.

Energía hidráulica

Es renovable. No contaminante.

Se requiere de un lugar con una gran masa de agua. Puede afectar la fauna del lugar en el que se coloca la central eléctrica.

Energía eólica

Es renovable. No contaminante.

Modifica el paisaje. Se requiere de cierto relieve y clima.

Energía geotérmica

Es renovable. No contaminante.

Se limita a algunas zonas de la Tierra.

Energía solar

Página 141. Conocimientos en práctica El Noroeste Argentino se distingue, geográficamente, por la presencia de la cordillera de los Andes. Las condiciones climáticas en la cordillera y en la precordillera se caracterizan por una amplia variación térmica. Esto quiere decir que si bien a la noche hay temperaturas muy bajas, cuando se está bajo el sol, la temperatura sube de manera abrupta. Es común en provincias como Neuquén o Salta ver casas con paneles solares en los techos. ¿Por qué creen que es ventajosa la utilización de energía solar en esas zonas? ¿Será igual de conveniente el uso de paneles solares en la Patagonia? ¿Qué fuente de energía les parece la más provechosa en este último caso? Si la temperatura aumenta tanto durante el día, eso significa que la radiación solar es muy intensa. Esto hace de esta zona un lugar propicio para utilizar paneles solares. En el caso de la Patagonia, donde la radiación solar no es tan intensa ni constante, es mejor usar turbinas eólicas.

Página 143 1. Hagan una lista con las acciones en las que se usa agua en el pueblo o la ciudad donde viven. Incluyan el uso de este recurso en actividades agrícolas e industriales. Respuesta de producción personal. 2. Averigüen cuánta agua se consume en cada una de esas actividades y calculen la cantidad de agua que utilizan por día. ¿Qué opinan de esa cifra? ¿De qué manera podrían reducir su consumo de agua? Respuesta de producción personal. El objetivo de esta actividad es concientizar a los alumnos acerca del uso responsable de un recurso tan importante como el agua. Página 145 1. A partir de la información de estas páginas, elaboren una definición de “biodiversidad”. Respuesta de producción personal. Se espera que la definición contenga la idea de que la biodiversidad es la diversidad de seres vivos que existen en nuestro planeta. 2. Enuncien cinco razones por las que es importante explotar de manera sustentable los recursos de la biosfera. Respuesta de producción personal. Algunas de las razones pueden ser: preservar la vegetación que reduce la erosión, absorbe las lluvias y provee de oxígeno a la atmósfera; alterar lo menos posible la biodiversidad y, de esa manera, evitar la extinción de especies importantes en sus ecosistemas o que puedan proveernos de productos importantes (alimentos, medicamentos). 3. El suelo ¿es un recurso renovable o no renovable? ¿Por qué? El suelo es un recurso no renovable, debido a que su sobrexplotación puede eliminar parte de los elementos que se aprovechan directa o indirectamente de él, si se los explota antes de que puedan regenerarse. Algunos de estos elementos tardan algunos años en volver a estar presentes, como los nutrientes que provienen de los seres vivos; pero otros, como muchos minerales, tardan millones de años en volver a formarse, o incluso pueden no hacerlo nunca de nuevo. 4. ¿Por qué la erosión provoca la pérdida de nutrientes del suelo?

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La erosión es un proceso mecánico mediante el cual los nutrientes son arrastrados de las capas del suelo que más se utilizan.

Páginas 146 y 147. Taller de ciencias ¿La vegetación evita la erosión del suelo? Se trata de una actividad experimental que tiene como objetivo comparar la erosión en suelos que no tienen vegetación respecto de los que sí la tienen. Se trabajará con dos recipientes, uno solo con tierra y el otro con tierra y pasto, que deberá ser sembrado. Resultaría conveniente dejar armados los dispositivos experimentales desde el comienzo del trabajo con este capítulo, de modo que cuando se llegue al final, el pasto ya haya crecido. La hipótesis del taller indica que la presencia de plantas en el suelo lo protege de la pérdida de agua y de otros nutrientes, y evita la erosión. Se espera entonces que el recipiente que posea tierra sola tenga menos capacidad de retener agua que el que posea tierra con pasto. La actividad podría ampliarse buscando ejemplos en el país del efecto del desmonte y de la agricultura intensiva (por ejemplo, los desprendimientos en la localidad de Tartagal, en la provincia de Salta).

Actividades del Taller de ciencias 1. Antes de sembrar un cultivo, existen dos formas de preparar el terreno. La siembra directa, como se vio en el capítulo, consiste en dejar los restos de la cosecha anterior cubriendo el suelo. Otro método consiste en eliminar los restos de la cosecha anterior y dejar desnudo el suelo antes de sembrar. a. ¿Qué puede ocurrir si llueve en cada uno de los dos casos? En el segundo caso, hay más chances de que el suelo sufra erosión que en el primer caso, debido a que queda más desprotegido. b. Los suelos cultivados tienen agroquímicos, sustancias que pueden ser tóxicas. ¿Pueden llegar a los ríos y mares? ¿Cómo? Pueden infiltrarse hacia las aguas subterráneas, y desde allí viajar hacia ríos y mares. c. ¿Cuál de los dos métodos les parece que está relacionado con un uso sustentable del suelo? ¿Por qué? El primer caso, ya que favorece la formación de la capa fértil del suelo.

d. ¿Qué ventaja tiene el método de siembra directa para el nuevo cultivo? ¿Es necesario agregar mucho fertilizante en este caso? Aporta nutrientes, por lo que no hace falta usar tanto fertilizante.

Páginas 148 y 149. Actividades de repaso Estudio de caso La represa Yacyretá-Apipé utiliza el agua como recurso; sin embargo, no se consume agua durante el proceso de generación de energía, sino que se aprovecha la fuerza del caudal de un río para generar electricidad. El río Paraná pertenece a la hidrosfera; pese a ello, su caudal está sujeto a distintos factores, entre ellos, el nivel de precipitaciones. 1. ¿Con qué otro subsistema se vincula este factor? Se relaciona con la biosfera, dado que existen seres vivos habitando en el cauce del río y en sus orillas.

2. Ingresen a la siguiente página del sitio del que se tomó el artículo del comienzo del capítulo: www.yacyreta.org.ar/index.php/medio-ambiente/fauna-ictica

a. ¿Qué medidas se llevan a cabo con relación a la fauna ictícola de la represa? Se llevan a cabo estudios sistemáticos para seguir la evolución de las poblaciones de peces cerca de la represa. Se los muestrea y se verifica si las poblaciones sufren alguna modificación. Con esta información se realizan informes. b. ¿Qué objetivos tienen dichas medidas? ¿Qué entidad debe intervenir en caso de que haya un cambio notable en las poblaciones de peces de esta parte del río? Dichas medidas tienen por objeto preservar el recurso pesquero y la fauna del lugar. En caso de que haya algún cambio notable, deberán intervenir las secretarías o ministerios afines al tema de cada gobierno. 3. Sobre la base de la información del capítulo, ¿de qué otras formas puede obtenerse energía a partir del agua? También puede obtenerse la energía de las mareas. 4. Observen las siguientes imágenes.

a. ¿Qué subsistemas terrestres están siendo afectados en cada imagen? En el primer caso, se está afectando la biosfera y la geosfera, debido a que se está agotando el suelo. Probablemente, también se esté afectando la hidrosfera, si se usan agroquímicos. En el segundo caso, se está afectando la hidrosfera, por contaminación de las aguas, y la biosfera. b. Expliquen brevemente cómo afecta lo que ocurre en cada imagen a elementos de otros subsistemas terrestres. El agotamiento del suelo termina con los nutrientes y lo vuelve no apto para el desarrollo de la vida. Las aguas contaminadas transportan sustancias tóxicas que afectan la vida, tanto terrestre como acuática, incluso de algunas especies aeroterrestres, como aves que se alimentan de peces. c. ¿Qué actividades realiza el ser humano en cada caso? ¿Qué se obtiene de esas actividades? En el primer caso, se trata de agricultura; se obtienen recursos comestibles y también biocombustibles. En el segundo caso, probablemente sean las aguas residuales de una industria. d. ¿Cómo podrían realizarse de una manera sustentable? En el caso de la agricultura, debería realizarse con rotación de cultivos, y con siembra directa. En el caso de las industrias, las aguas residuales deberían eliminarse al ambiente luego de haber sido depuradas. 5. Organicen una campaña para concientizar acerca del uso responsable de los recursos naturales. a. Hagan una lista con acciones que cualquier persona pueda hacer diariamente para aprovechar mejor los recursos energéticos y usar de manera eficiente los recursos naturales. b. Elijan un criterio y organicen los puntos que propusieron. Pueden hacerlo de acuerdo al

orden de tareas que hace una persona desde que se levanta. Otra opción es organizar las acciones de acuerdo a cada recurso con las acciones que seleccionaron, elaboren afiches y péguenlos en los pasillos de la escuela. Pónganles título e imágenes que ilustren el contenido. Incluyan una frase que explique por qué estas acciones son importantes. Respuesta de producción personal. Puede estar pensada como una actividad grupal. Quizás cada grupo pueda centrarse en un aspecto (por ejemplo, el agua, la energía, los desechos, etcétera).

6. Lean el siguiente artículo periodístico y resuelvan las consignas. Débora Swistun, vecina de Villa Inﬂamable e investigadora de su polución. Antropología de un barrio contaminado Débora Swistun nació y pasó casi toda su vida en Dock Sud, provincia de Buenos Aires, al lado del polo petroquímico. Desde ese lugar y con dudas sobre si su propio cuerpo había sido contaminado, investigó los efectos sociales de la contaminación ambiental. […]

PERIODISTA: […] Entonces, se preguntó “¿qué hago

aquí?”. Y, más directamente, “¿no estaré enferma?”. D. SWISTUN: No lo había asociado y esto tiene que ver con otro tema que desarrollamos: el acostumbramiento. Estar arraigado al espacio y a tu vida cotidiana. […] P.: Con las empresas algo se avanzó. Pero a usted le parece que en la actividad, la organización de la gente, no pasó lo mismo. ¿Por qué? D. S.: […] hay más sensibilidad con respecto a los temas ambientales. Pero no sé si hay conciencia real de lo que implican en todos sus aspectos. Entonces sí, la gente está sensible por In¬flamable... pero consciente, no me parece. Y, por el otro lado, me parece que hay una falta de decisión.

Página/12, 14-4-08.

a. Investiguen acerca del polo petroquímico de Dock Sud y de su impacto ambiental. Respuesta de producción personal. Puede ser conveniente que los docentes orienten a los alumnos respecto de los sitios confiables para buscar información. b. ¿Cómo se relaciona la explotación de los recursos naturales con esta historia? ¿Qué alternativas se les ocurren frente a una situación como esta? La explotación de los recursos, en este caso hidrocarburos, si no se realiza de una forma apropiada, contamina el ambiente y tiene un efecto nocivo sobre la vida humana. La segunda parte de la respuesta es de producción personal. Por ejemplo, exigir que las empresas no eliminen residuos tóxicos al ambiente.

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c. Investiguen sobre la calidad del agua, el suelo y el aire de su ciudad. ¿Existe alguna situación parecida a la de este artículo? ¿Cómo se maneja? Respuesta de producción personal. d. En el relato de la entrevistada, ¿qué diferencia creen que hay entre que la gente esté “sensible” y “consciente”? El término “consciente” implica un grado mayor en el conocimiento del tema. e. ¿De parte de quién les parece que hay “falta de decisión”? La falta de decisión es de parte de los gobernantes, que deben controlar a las empresas. 7. Lean el siguiente fragmento periodístico y luego respondan las preguntas en grupos. Vale aclarar que esta situación de tantas décadas se ha transformado en el principal desafío geopolítico que la Argentina y América Latina enfrentan en su historia, después de la gesta de su independencia. Nuevamente enfrentamos un agudo conflicto territorial con la principal potencia europea, con una extensa zona en disputa de por medio, que posee enormes riquezas hidrocarburíferas, mineras e ictícolas.

Edición Cuyo, 31-3-12.

a. Averigüen a qué conflicto se refiere el texto. ¿Quiénes son los actores involucrados? El texto hace referencia al conflicto entre la Argentina e Inglaterra por las islas Malvinas. b. ¿Cuál es el motivo del conflicto? Las islas Malvinas forman parte del territorio nacional de la Argentina; sin embargo, desde el siglo xix son ocupadas por el imperio británico. c. Investiguen qué significa “desafío geopolítico”. ¿Por qué está relacionado con los recursos naturales en este caso? Es un desafío que tiene que ver no solo con una cuestión territorial, sino también política. Está relacionado con los recursos, ya que las islas poseen riquezas que hoy día están siendo explotadas por Inglaterra. d. Los recursos naturales mencionados ¿son renovables o no renovables? ¿Son todos igual de valiosos? Fundamenten sus respuestas. Los hidrocarburos (petróleo, gas) son recursos no renovables, así como también lo son los minerales. La riqueza ictícola se refiere a los peces y a otros seres vivos que se extraen del mar; pueden ser considerados recursos renovables si se extraen de forma sustentable. Dada la condición de no renovabilidad,

los hidrocarburos y los recursos mineros son de gran importancia.

8. A partir de lo que leyeron en este capítulo, confeccionen en sus carpetas un cuadro como el siguiente y complétenlo. Respuesta de producción personal. Aquí se sugiere una forma de completar el cuadro. Subsistema

Ejemplo de recurso

Geosfera

Suelo.

Hidrosfera

Agua dulce potable.

Biosfera

Peces.

Impacto ambiental

Modos de uso sustentable o recursos alternativos

Cambio de Erosión por especie que se falta cultiva cada de rotación de año y siembra cultivos. directa. Contaminación por desechos industriales.

Control y depuración de las aguas industriales.

Sobrexplotación de la especie por Captura limicaptura de tada y solo de individuos individuos de pequeños gran tamaño y y juveniles; edad adulta. peligro de extinción de la especie.

Alimentos NO RENOVABLES

Minerales

sustentable

Mares Ríos Lagos y lagunas

Oxígeno

Seres vivos

Capítulo 9. Los seres vivos Página 153. Estudio de caso Luego de leer la publicación en el teléfono celular, respondan.

1. ¿Sobre qué tipo de seres vivos trata la publicación de la página anterior? Se trata sobre la diversidad de plantas de tomate. 2. ¿Qué función cumplen los frutos en las plantas? ¿Con qué características de los seres vivos se relaciona esta función? Los frutos son, en muchas plantas, las partes que contienen, protegen y nutren a los embriones, que están dentro de las semillas. Por lo tanto, se relacionan con la función de reproducción, que caracteriza a todos los seres vivos. 3. ¿Tiene alguna ventaja para las plantas que sus frutos sean llamativos y tengan buen sabor? ¿Por qué? Los frutos palatables y llamativos tendrán más posibilidades de ser comidos por animales. Muchas plantas tienen semillas que solo germinan si han pasado por el tubo digestivo de algún animal, ya que, de otro modo, el embrión no llega a romper la cubierta. Además, los animales se desplazan, y depositan (en sus heces) las semillas lejos de la planta madre, lo que disminuye la competencia. Las heces que acompañan las semillas tienen además sustancias nutritivas que favorecen el crecimiento de la nueva planta.

Los virus se reproducen y evolucionan pero, para hacerlo, necesitan utilizar las estructuras de otras células. Por eso, fuera de una célula hospedadora, un virus se comportaría como un objeto inerte.

1. Algunos científicos afirman que no es posible incluir a los virus dentro de la clasificación de seres vivos. ¿Sobre qué característica de los virus se basa esta afirmación? La característica más importante sobre la que se basa esta afirmación es que los virus no están constituidos por células. 2. Otros científicos sí consideran a los virus como seres vivos. ¿Qué particularidades suponen que consideran para afirmar esto? Estos científicos consideran la capacidad de reproducirse de los virus para considerarlos seres vivos. Además, contienen información hereditaria que puede sufrir mutaciones, por lo que los virus también evolucionan. Página 157

Página 155. Conocimientos en práctica

1. ¿Qué son los niveles de organización? Los niveles de organización son los niveles de complejidad en los que está organizada la materia. En el caso de los seres vivos, los niveles de organización van desde el nivel celular hasta el de biosfera. a. ¿Qué características son propias de algún nivel en particular? Existen ciertas características o funciones que pueden realizar ciertos niveles, pero no niveles inferiores. Por ejemplo, una célula no puede filtrar la sangre, pero sí puede hacerlo un riñón. En el caso de seres vivos con reproducción sexual, esta función no puede llevarse a cabo solo con individuos de una especie, sino con dos que tengan gametas de distinto tipo. b. ¿Puede evolucionar una organela? ¿Y un individuo? La evolución biológica tiene por unidad funcional a una población. Es la población la que cambia, a través del cambio de proporción de individuos con nuevas características.

Los virus son agentes infecciosos acelulares que solo pueden multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Están formados por una especie de recipiente de proteínas que contiene el material genético (que tiene la información hereditaria). En algunos casos, la superficie está cubierta por una capa accesoria, denominada envoltura vírica.

2. Si los átomos de los objetos sin vida, como los del agua de un charco, son los mismos que forman parte de los seres vivos, ¿cómo se incorporan a su organismo? Los seres vivos intercambian materia con el entorno. Los átomos que forman el agua y los minerales son utilizados por las plantas y otros autótrofos en la elaboración de alimento

Página 155 1. ¿Qué características tiene un sistema? ¿Para qué se define un sistema? Un sistema es una porción del Universo que se considera para su estudio. Contiene elementos que funcionan de forma coordinada. 2. ¿Qué distingue a un ser vivo de otros sistemas? Los seres vivos son sistemas abiertos que están compuestos por células, se nutren, se relacionan con el entorno, se reproducen y evolucionan.

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y nuevos materiales. Estos seres vivos sirven además de alimento a otros, que incorporan así dichos átomos.

Página 159

bientes poseen sus comunidades características de especies, que están adaptadas a ellos.

2. Observen las siguientes imágenes y respondan las preguntas.

a. ¿Son de la misma especie estos individuos?

1. Según lo que leyeron, expliquen las diferencias entre la nutrición autótrofa y la heterótrofa, y cómo se obtienen materiales para crecer y energía en cada caso. En la nutrición autótrofa, el organismo incorpora materiales sencillos, como agua y sales inorgánicas, y las transforma en materiales más complejos de los que se alimenta y que le permiten crecer. Este proceso de síntesis requiere inicialmente energía que se incorpora de fuentes externas, como la luz solar, y que queda almacenada en los alimentos elaborados. En la nutrición heterótrofa, el organismo ya incorpora sustancias complejas de otros seres vivos, y obtiene de ellos tanto la energía como los materiales que le permiten vivir y crecer.

¿Por qué?

2. ¿Qué es el proceso de reproducción sexual? El proceso de reproducción sexual es el que se lleva a cabo con la participación de dos gametas de distinto tipo (dentro de una misma especie), que en general están en dos individuos u órganos distintos: uno macho y otro hembra.

3. Busquen imágenes de diferentes ambientes. ¿Qué seres vivos habitan en ellos? ¿Qué características comparten los organismos que viven en cada uno? ¿En qué se diferencian de las especies de los otros ambientes? Producción personal. Se espera que puedan identificar adaptaciones a los ambientes encontrados.

3. ¿En qué consiste la función de relación? ¿Cómo se vincula con la homeostasis? La función de relación consiste en la comunicación entre el ser vivo y su entorno. Es decir, en la recepción de estímulos y la elaboración de respuestas a dichos estímulos. Se vincula con la homeostasis en el sentido del que cada estímulo es un cambio en el entorno, que altera el equilibrio del organismo, la respuesta reestablece la homeostasis. Página 161 1. ¿Qué es la diversidad biológica? Expliquen a qué se considera biodiversidad de individuos, de especies y de ambientes. La diversidad biológica es la diversidad de seres vivos (incluyendo diferentes niveles de organización) que existen. En una misma especie, existe diversidad entre sus individuos, no son todos idénticos, y esto hace posible la evolución. También existe diversidad de especies, es decir, la variedad de especies que existen en el planeta, y de ambientes. Los diferentes am-

Estos individuos son de la misma especie, se espera que lleguen a esa conclusión al identificar a ambos como gatos. b. ¿Cómo se podría comprobar? Si fueran macho y hembra, se los podría cruzar y observar si su progenie es también fértil.

4. ¿Por qué los seres vivos que comparten un ambiente tienen ciertas características similares aunque sean de distintas especies? Los organismos que viven en un mismo ambiente comparten características que son adaptaciones a ese ambiente. Estas adaptaciones se producen por presión de selección de los ambientes sobre los individuos de una población. Un ejemplo son las aletas. Los delfines son mamíferos, y los hipopótamos también; sin embargo, los delfines tienen aletas y los hipopótamos no, debido a que están adaptados a la vida completamente acuática, al igual que otros vertebrados, como los peces. Página 162. Leer y escribir en ciencias Para nombrar a los distintos organismos, se suelen buscar similitudes con alguno ya conocido. Sin embargo, esto no siempre fue posible. Desde finales del siglo xv, las grandes expediciones de conquista que llevaron a cabo los europeos a lugares nuevos para ellos los enfrentaron con

animales y plantas desconocidos en sus tierras. Sumado a esto, muchos años después, la invención del microscopio y el descubrimiento de vida extremadamente pequeña abrieron el conocimiento de un mundo de seres vivos que requería ser nombrado y ordenado. • ¿Sobre la base de qué características consideran que los naturalistas del siglo xv agrupaban a los seres vivos? Se espera que respondan que dichos naturalistas se basaban en el parecido físico más general de los seres vivos para agruparlos, ya que carecían de los conocimientos y de las herramientas que tienen actualmente los taxónomos. La agrupación de los naturalistas se realizó en base a las características de la estructura y la reproducción de los organismos. Además, miles de especies de plantas fueron descriptas con varias palabras. A esta forma de nombrar las especies se la llama sistema polinomial.

zaban, comían y crecían hasta un cierto punto mientras que las plantas eran los seres vivos inmóviles, las plantas que atrapan insectos entrarían en el reino animal por presentar cierto movimiento y por “comer” otros seres vivos.

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2. Entre todos, elijan 40 seres vivos diferentes. Luego, en grupos, busquen imágenes e investiguen las características de cada organismo. Clasifíquenlos y elaboren un árbol para agruparlos. Pónganle un nombre a cada grupo e indiquen qué característica determina su separación. Finalmente, compartan los árboles con el resto de la clase y discutan entre todos los diferentes criterios que utilizó cada grupo. Producción personal. Se espera que los alumnos hagan uso y apliquen herramientas de la taxonomía, como las que se mostraron en el presente capítulo.

1. ¿Cómo surgió la necesidad de nombrar los seres vivos? ¿Y la de agruparlos? A medida que aumentaba el número de especies descriptas, surgió la necesidad de nombrarlas utilizando nombres que pudieran ser comprendidos por personas que no vivieran en el mismo lugar, es decir, algún lenguaje universal. Asimismo, la necesidad de agruparlos surgió a medida que se iban identificando organismos a partir de algún tipo de característica común. 2. La forma de agrupar los seres vivos hace 2.400 años ¿es la misma que ahora? La forma de agrupar a los seres vivos cambió mucho desde hace 2.400 años. En aquella época los animales se agrupaban en enaima, animales con sangre (que incluía a los vertebrados), y anaima, animales sin sangre (que incluía a los invertebrados). a. ¿Dónde pondría Aristóteles los hongos? Aristóteles pondría a los hongos en el grupo de las plantas, es decir, de los seres vivos que no se desplazan. b. ¿Dónde colocaría un animal que no se mueve, como las esponjas de mar? Las esponjas de mar, por ser inmóviles, serían clasificadas por Aristóteles en el reino de las plantas. c. ¿Qué pensaría Aristóteles de las plantas que atrapan insectos y los digieren? Dado que el reino animal, según Aristóteles, era aquel en el cual los organismos se despla-

Página 165 1. ¿Por qué la clasificación de los seres vivos no es permanente? El agrupamiento de los seres vivos actualmente se realiza de acuerdo a sus relaciones evolutivas. No es permanente ya que pueden aparecer nuevos organismos no descubiertos aunque produzcan cambios en dicha clasificación, o pueden descubrirse nuevos indicadores de parentescos evolutivos a medida que avanzan las técnicas relacionadas con la genética.

Página 167 1. ¿Por qué les parece que antiguamente las arqueas y las bacterias se clasificaban en un mismo grupo? ¿Qué hizo que esto cambiase? Antiguamente, las arqueas y las bacterias se consideraban parte de un mismo grupo ya que comparten una característica muy importante: no poseer un núcleo definido, además de que ambos tipos de organismos son unicelulares. A medida que se iba conociendo más de ambos tipos de organismos, se descubrieron diferencias entre arqueas y bacterias, por lo cual se decidió separarlas en dominios. Las arqueas, a diferencia de las bacterias, poseen materiales de la membrana y la pared celular que hacen posible que estos seres vivos habiten bajo condiciones extremas, a muy altas temperaturas o donde las aguas son muy saladas.

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2. Si cambiara de pronto el ambiente de la Tierra, ¿qué seres vivos sobrevivirán más: los más simples o los más complejos? ¿Por qué? Se espera que los alumnos piensen si la complejidad de un organismo le otorga más chances de sobrevivir en caso de una catástrofe natural o si, por el contrario, lo simple de los organismos de menor complejidad les da mayor adaptabilidad a condiciones muy hostiles. Los organismos muy complejos, si están muy especializados a las condiciones de su ambiente, son más vulnerables, pero pueden tener más diversidad genética, y entonces algunos individuos podrán sobrevivir. Esta pregunta tiene por objetivo abrir la discusión en clase. Páginas 170 y 171. Taller de ciencias ¿La levadura es un ser vivo? Este taller propone la realización de una actividad experimental en la que se pongan de manifiesto algunas de las características de los seres vivos. Se trabajará con levaduras, que son hongos unicelulares. La hipótesis del taller indica que, si las levaduras son seres vivos, deben tener ciertas características comunes a todos los seres vivos: se nutren, respiran, se multiplican y se mueren. Se espera que las levaduras respiren y se alimenten en presencia de azúcar, se puedan multiplicar y mueran ante determinadas condiciones. Para completar la actividad, podrían averiguar qué características de las levaduras se aprovechan en la fabricación de alimentos, como el pan o el vino, y qué diferencia hay entre la levadura prensada y la levadura en polvo.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿Por qué se forman burbujas en algunos vasos? Se forman burbujas porque las levaduras están respirando y liberando gases. 2. ¿Para qué se prepararon los vasos 1 y 4? Son controles. El primer vaso es el control de lo que sucede sin agregado de sustancias que puedan servir de alimento. El último vaso es un control sin levaduras. Se utilizan como referencia para poder comparar. Se espera que sin levaduras no haya burbujas; si llegara a haber burbujas, sería por otro motivo, y la prueba no serviría para sacar conclusiones.

3. ¿Qué sustancias utilizó la levadura como alimento? Fundamenten su respuesta. Utiliza el azúcar. El vaso con la sal seguramente no difiera del control sin alimento. 4. ¿Qué conclusión se obtiene con los vasos 5 y 6? Con el agua tibia, probablemente se produzcan pocas burbujas, y con el agua hirviendo, ninguna señal de que las levaduras murieron. 5. ¿Por qué se dejó una rodaja de pan sin levadura? Como “control”, es decir, como referencia para comparar. 6. ¿Se comprobó la hipótesis de trabajo? Seguramente, los alumnos comprobarán la hipótesis. En caso de no comprobarla, podrán analizar fuentes de error. 7. ¿Qué otras características comparten todos los seres vivos? Diseñen un experimento para comprobar al menos una. Se podría comprobar que las levaduras están formadas por células (son organismos unicelulares). Para demostrarlo habría que observarlas al microscopio. Páginas 172 y 173. Actividades de integración Estudio de caso Los tomates son uno de los grupos de seres vivos más diversos que existe. Recientemente se han hecho estudios del material genético de una de las especies de tomate (Solanum licopersicum) y se ha descubierto que tiene una increíble capacidad para generar variantes nuevas en su material genético. 1. ¿Qué ventajas tiene diversificarse tan rápido? Esta diversificación es una ventaja en caso de que ocurra algún cambio en el ambiente. Es más probable que alguna variedad de tomate tenga las características para adaptarse a dicho cambio. a. Además de las variaciones genéticas que pueden aparecer espontáneamente en un individuo, ¿qué otra fuente de diversidad conocen? Producción personal. Se espera que hagan referencia a la reproducción sexual como fuente de variabilidad entre individuos.

b. ¿Qué tipo de reproducción tiene la planta de tomate? La planta de tomate presenta reproducción sexual. Se trata de una planta con flor.

2. La planta de la papa es conocida como Solanum tuberosum. a. Investiguen qué características tienen en común las papas y los tomates. Producción personal. Se espera que busquen información acerca del género Solanum y describan sus características. Porte: la mayoría de ellas son leñosas o hierbas anuales o perennes, erectas o trepadoras. Hojas: simples, raro compuestas, alternas y espiraladas o subopuestas en la parte superior, sin estípulas, margen entero, lobulado o dividido. Flores: perfectas, actinomorfas o ligeramente zigomorfas, están dispuestas en racimos o pueden ser solitarias. Perianto: cáliz, 4-6 sépalos libres o connados formando un tubo, el cual en algunas especies crece durante la madurez del fruto (por ejemplo, en la uvilla-Physalis peruviana L.). Corola: 4-6 pétalos soldados, que puede presentar diversas formas (rotáceas, acampanadas o tubulares). Androceo: estambres, 5 (4-6) inclusos o exertos, con anteras de dehiscencia longitudinal o poricida. Gineceo: ovario súpero, 2 carpelos orientados oblicuamente hacia el plano medio de la flor; 1-2 lóculos, raro más, óvulos axilares, con un solo estilo, presenta disco nectarífero basal, estigma generalmente bilobulado. Fruto cápsula o drupa o baya. Semillas: con abundante endosperma. Fuente: http://exa.unne.edu.ar/biologia/diversidadv/documentos/ANGIOSPERMAS/Asterideas/Euasterideas%20I%20o%20Lamiideas/ Solanales/4-Solanaceae.pdf b. En los supermercados, es difícil encontrar una gran variedad de tomates y de papas. Expliquen a qué puede deberse esta falta de diversidad. Producción personal. Se espera que respondan que se han seleccionado ciertas variedades que presentan o presentaron ciertas ventajas para el consumo (que soportan temperaturas bajas durante el transporte, que tienen forma uniforme, que tardan más en descomponerse, etc.), y que por lo tanto, son solo estas variedades las que vemos en el supermercado. 3. En grupo, discutan las siguientes afirmaciones. ¿Son correctas? Justifiquen. a. Los seres vivos son sistemas abiertos porque tienen la capacidad de reproducirse.

INCORRECTA. Los seres vivos son sistemas abiertos porque tienen la capacidad de intercambiar energía y materia con el medio. b. Las arqueas son los seres eucariotas más antiguos en la historia de la vida. INCORRECTO. Las arqueas no son eucariotas ya que no poseen un material genético envuelto en una membrana nuclear sino suelto en el citoplasma celular; las arqueas pertenecen al dominio Arquea y son organismos procariotas. c. Darwin estableció un sistema para nombrar los seres vivos, llamado binomial. INCORRECTO. El sistema binomial fue desarrollado por Linneo, un médico sueco en el siglo xviii.

4. Completen el cuadro de acuerdo con la clasificación en cinco reinos propuesta por Whittaker. MoneProtista ra

Fungi

Plantae

Animalia

Tipos de células que los forman

Procariotas

Eucariotas

Tienen representantes pluricelulares

Sí

Tienen células con pared

Sí

Tienen núcleo y organelas

Sí

Eukarya

Reino

Pertene- Eubaccen al/ teria y los domiArnios chaea

5. Escriban un texto que incluya los siguientes términos: especie, reproducción, evolución, extinción, millones de años y descendencia. Respuesta de elaboración personal. Se espera que los alumnos elaboren un texto acerca de lo que leyeron en el capítulo con los términos clave. 6. Los virus se multiplican y están constituidos por biomóleculas. Sin embargo, no pueden

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

reproducirse por sí solos. Lo pueden hacer si entran en una célula. Esto es parte del ciclo del virus, que también puede cambiar a lo largo del tiempo. a. ¿Les parece que los virus son seres vivos? Fundamenten su respuesta y luego debatan entre todos. De acuerdo a la definición de ser vivo y como la célula es el menor grado de organización posible, el virus no sería considerado un ser vivo. Sucede que los virus solo pueden replicarse en la medida en que estén en un huésped, es decir, en algún organismo que les brinde su propia maquinaria celular. Un virus recién se multiplica dentro de la célula huésped y nunca fuera de ella. b. ¿Qué características de los seres vivos no tienen los virus? Los virus no están formados por células.

7. Lean el siguiente fragmento de una entrevista a Marta Lizarralde, especialista en invasiones biológicas, sobre la invasión de los castores en la provincia de Tierra del Fuego. Luego, respondan las preguntas que están a continuación. La introducción de especies exóticas en un sistema ecológico puede resultar, a la larga, como el caso de los castores en Tierra del Fuego, un problema serio, ya que devastan los bosques para construir sus famosos diques. […] La introducción de castores es interesante porque, en un principio, se introdujeron solamente 25 parejas que dieron lugar a una población que, en la actualidad, se calcula en más allá de los cien mil animales. Se introdujeron en un sitio particular, la cuenca del río Claro (en el centro de Tierra del Fuego), y de allí se dispersaron a todo el archipiélago magallánico […]. Leonardo Moledo, Página/12, 9 de mayo de 2012, en http://bit.ly/KPpdC4

a. ¿Cuál es el problema con los castores en el sur de la Argentina? ¿Por qué? El problema con los castores en Tierra del Fuego ocurre porque estos animales no son autóctonos y han competido por los recursos con otras especies originarias de ese ambiente. Como resultado, se reprodujeron de modo formidable y hoy son una plaga muy difícil de controlar y muy dañina para el ecosistema fueguino, dado que cortan árboles para construir sus refugios. De 25 parejas introducidas, actualmente hay más de 150.000 castores en Tierra del Fuego.

b. ¿Por qué creen que se trajeron castores a

Tierra del Fuego? Investiguen en internet acerca de estos motivos. Los castores fueron traídos para impulsar la industria peletera (es decir, la industria vinculada a la piel y al cuero). c. ¿Les parece que esta situación afecta la biodiversidad del lugar? ¿De qué manera? Definitivamente el exceso de castores afecta muchísimo la biodversidad del lugar ya que este animal se alimenta de lengas y ñires (dos árboles típicos de la zona) y los utiliza para construir sus propios puentes, diques que alteran el curso de los arroyos y ríos, lo cual también modifica el ambiente.

8. Vuelvan a leer los textos sobre la biodiversidad y respondan: ¿qué procesos favorecen el aumento de la diversidad? ¿Cuáles la reducen? La diversidad es favorecida por la reproducción sexual, las mutaciones espontáneas, y los pequeños cambios en los ambientes que actúan como presión de selección. Las catástrofes naturales o la sobreexplotación de recursos naturales por parte de los humanos pueden disminuir la biodiversidad. El uso del suelo para cultivar especies, la deforestación y la modificación de paisajes naturales para construir ciudades y vías de tránsito también afectan negativamente la biodiversidad. 9. Agrupen los siguientes seres vivos de acuerdo con las características que se mencionan. • Presencia de escamas. SERPIENTE Y PEZ. • Capacidad de volar. MURCIÉLAGO. • Capacidad de realizar fotosíntesis. HELECHO, CIANOBACTERIA, CONÍFERAS. a. Luego realicen las siguientes agrupaciones: Presencia o ausencia de células eucariotas. SERPIENTE, PEZ, HELECHO, MURCIÉLAGO, CONÍFERAS.

Pertenecen al reino Plantae. HELECHO, CONÍFERAS. Pertenecen al reino Animalia. SERPIENTE, MURCIÉLAGO, PEZ. Pertenecen al reino Monera. CIANOBACTERIA. Dentro de los animales: los que son mamíferos y los que no, y los que respiran con branquias y los que no. MAMÍFEROS: MURCIÉLAGO. NO MAMÍFEROS: SERPIENTE, PEZ. RESPIRACIÓN POR BRANQUIAS: PEZ.

10. Observen las imágenes e indiquen a qué nivel de organización pertenece cada una.

4. Celular

1. Sistemas de órganos

3. Tisular (tejido)

2. Órgano

Página 177

Autótrofa reproducen

alimentan células Procariotas Hongos

Plantas

Monera Eubacteria

Protistas

4. ¿Qué beneficios tiene su utilización? ¿Hay alguno que les parezca más importante? ¿Cómo se relaciona la nutrición de las plantas con los beneficios de tener una terraza verde? Producción personal. Se espera que, como beneficios principales, mencionen la regulación de la temperatura de las casas sin el gasto de energía y sin contaminar, y la oxigenación de las zonas urbanizadas. Este último beneficio se relaciona con la nutrición de las plantas dado que la liberación de oxígeno es una consecuencia del proceso de fotosíntesis.

Asexual ciclo

Moléculas Organelas Células Tejidos Órganos Sistemas de órganos Poblaciones Comunidades Ecosistemas

Capítulo 10. Los seres vivos autótrofos Página 175. Estudio de caso Luego de leer el aviso publicitario, respondan las siguientes preguntas. 1. ¿Qué diferencia a las plantas de los animales en cuanto a su nutrición? Las plantas pueden elaborar sustancias complejas que les sirven de alimento, a partir de sustancias más simples que toman del medio. Los animales toman su alimentos de otros seres vivos.

2. ¿Pueden explicar qué es la fotosíntesis?

¿Qué se produce durante este proceso? Producción personal. Se espera que los alumnos puedan explicar que la fotosíntesis es la síntesis de sustancias complejas (o de glucosa), a partir de dióxido de carbono, agua y utilizando la energía de la luz solar.

3. ¿Qué se entiende por terraza verde? ¿Alguna vez vieron una de estas instalada? Las terrazas verdes son porciones de suelo con plantas que se colocan sobre los techos de las viviendas. Producción personal.

1. ¿Cuál es el origen del término “autótrofo”? El término autótrofo proviene del griego y significa “que se alimenta por sí mismo”. 2. ¿Qué diferencias existen entre los organismos autótrofos y los heterótrofos? Lo que diferencia fundamentalmente a los organismos autótrofos y los heterótrofos es cómo se alimentan: los primeros son capaces de fabricar su propio alimento y los segundos, no, deben obtenerlo del medio. 3. Mencionen dos ejemplos de organismos autótrofos y dos de organismos heterótrofos. Producción personal. Ejemplos de organismos autótrofos: 1. Plantas. 2. Algas. 3. Bacterias quimiosintéticas como Chlorobium (se alimentan a partir de ácido sulfhídrico) o Thiobacillus ferroxidans (a partir de óxido de hierro). Ejemplos de organismos heterótrofos: 1. Mamíferos. 2. Hongos. 3. Aves. Página 179 1. ¿Qué estructuras posee un cloroplasto? ¿Están los cloroplastos presentes en todos los autótrofos? Los cloroplastos están rodeados por una doble membrana. En el interior se observa un tercer tipo de estructuras membranosas dispuestas en forma de sacos, llamados tilacoides, que se apilan formando una estructura más compleja, denominada grana. El espacio que queda por fuera de las granas se llama estroma. En todos estos compartimentos tienen lugar distintas reacciones de la fotosíntesis de los eucariotas.

2. Escriban una definición de fotosíntesis usando los siguientes términos: cloroplasto, cianobacterias, clorofila, membrana. A modo de ejemplo, podríamos decir que “la fotosíntesis es el proceso por el cual algunos seres vivos son capaces de sintetizar glucosa valiéndose de la energía solar, y a partir de dióxido de carbono y agua, a través de un pigmento llamado clorofila, ubicado tanto en los cloroplastos de los eucariotas fotosintetizadores como en la membrana de las cianobacterias”. 3. ¿Cuáles son las diferencias entre talofitas y

cormófitas? La diferencia entre talofita y cormófita está basada en la diferenciación o no de las estructuras ocupadas en realizar la fotosíntesis, transportar sustancias y almacenamiento. Se llama cormófito al organismo que posee estructuras diferenciadas, como las plantas que poseen raíz, tallo y hojas, mientras que los organismos talofitos son aquellos que no poseen estas estructuras diferenciadas, como las algas.

Página 179. Conocimientos en práctica La luz es el factor ambiental que más afecta al crecimiento de una planta. En el siguiente gráfico podemos observar cómo se incrementa la tasa de fotosíntesis (medida a partir de la cantidad de CO2 que asimila) en una planta a medida que aumenta la intensidad de la luz. El lux es la unidad en que se mide la intensidad lumínica. Para sobrevivir, una planta necesita al menos 1.500 lux. Si recibe entre 1.500 y 20.000 lux, la planta no solo sobrevive, sino que además tendrá energía para crecer y desarrollarse. En valores superiores a 20.000 lux, el crecimiento es máximo y, aunque se aumente la intensidad de la luz, ya no aumentará la fotosíntesis. Variación en la tasa fotosintética a partir de la intensidad lumínica.

100 80 60 40

Tasa de fotosíntesis

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Los cloroplastos no se encuentran en todos los organismos autótrofos, sino solo en los eucariotas fotosintetizadores. Las cianobacterias y los microorganismos autótrofos quimiosintetizadores carecen de estas organelas.

20 0

10.000 20.000 30.000 Intensidad lumínica (lux)

40.000

a. En un invernadero, la intensidad lumínica es de aproximadamente 8.000 lux. ¿Podrá sobrevivir una planta? Sí, con esa intensidad, la planta no solo podría sobrevivir, sino que también crecería. b. En una habitación iluminada suavemente, la intensidad lumínica es de 1.500 lux. ¿Podrá crecer una planta en estas condiciones? No, en estas condiciones, la planta podrá sobrevivir pero no llegará a crecer. c. La intensidad solar en un día de verano es de aproximadamente 85.000 lux. ¿Qué tasa de fotosíntesis esperarían medir en ese caso? De acuerdo con el gráfico, la tasa de fotosíntesis será de 100. Es el mismo valor que para 40.000 lux, ya que allí alcanza su máximo. Página 180 1. ¿Qué caracteriza a las plantas vasculares? Las especies de este grupo presentan tejidos conductores que transportan agua y nutrientes: el xilema y el floema. Cada uno de estos tejidos está constituido por células que están conectadas entre sí. 2. ¿Cuál es la diferencia entre el xilema y el floema? A través del xilema sube el agua con otros nutrientes; este fluido se llama savia bruta y es transportado desde la raíz hacia el resto de la planta. En las hojas, debido a la fotosíntesis se producen sustancias complejas, como la glucosa. Cuando estas sustancias se incorporan a la savia, esta pasa a llamarse savia elaborada, y es transportada por el floema a todos los tejidos de la planta. 3. ¿Con qué sistema de los animales se pue-

den comparar los tejidos de conducción de las plantas vasculares? El xilema y el floema constituyen el “sistema circulatorio” de las plantas vasculares. A través de ellos, estas plantas transportan todas las sustancias que necesitan.

Página 181 1. ¿Cuál es la importancia de los protistas fotosintetizadores acuáticos en nuestro planeta? La importancia de los protistas fotosintetizadores radica en que son los mayores productores de oxígeno que es liberado al ambiente, dado que gran parte de la superficie del planeta está cubierta por agua en la que viven estos organismos.

2. ¿Qué es lo que hace que los distintos grupos de protistas fotosintetizadores tengan distintos colores? Los colores de los protistas fotosintetizadores son diferentes ya que, además de la clorofila, estos organismos cuentan con otros pigmentos que captan distintas ondas de la luz visible. Página 182 1. Construyan un cuadro comparativo entre los diferentes protistas fotosintetizadores, teniendo en cuenta sus características representativas, hábitats y pigmentos que presentan. A modo de ejemplo, se espera que los alumnos hagan un cuadro como el que se muestra a continuación. Características

Crisofita

Hábitats

Además Unicelulares, de clorofide forma aplala, tienen nada y pueden Agua dulce o pigmentos de trasladarse salada. color marrón, mediante dos amarillo y verflagelos. deazulado.

Unicelulares, En lago, ríos y arroyos e, y algunas especies tienen incluso, en Xantoun solo flagelo. ambientes fita aeroterresPoseen paredes muy rígidas tres húmedos. de sílice.

Clorofita

Pigmentos representativos

Su pigmento es la clorofila, que les da un color verde amarillento.

En agua dulce pero también las hay marinas y en ambientes aeroteOrganismos unicelulares o rrestres muy Clorofila A y B. húmedos, pluricelulares. por ejemplo, sobre la nieve y la superficie de los árboles.

Unicelulares o coloniales, pared celular o teca, compuesta de sílice, Diatoque presenta meas dos partes que encajan una en otra como una caja.

Presentan un surco transversal y otro longitudinal. DinoEn cada uno flagelade esos surcos dos se distingue un flagelo, que les permite desplazarse.

Aguas marinas.

Color rojizo debido a que la abundancia de pigmentos rojos impide observar el característico color verde de la clorofila que también poseen.

Unicelulares. En su interior tienen una estructura llamada estigma, que se observa como Eugleuna mancha nas anaranjada, capta la luz y estimula a estos organismos a movilizarse hacia la fuente emisora.

Hábitats con abundante materia orgánica, por lo que se los encuentra en lugares muy contaminados.

Clorofila.

2. ¿Beberían una muestra de agua en la que hay muchas euglenas? ¿Por qué? Las euglenas son organismos que tiene preferencia por hábitats donde haya mucha materia orgánica, es decir, en lugares muy contaminados, por ejemplo, con desechos cloacales que además tienen muchas bacterias patógenas. Por lo cual no es recomendable beber agua con alto contenido de euglenas. 3. Las diatomeas poseen múltiples aplicaciones. Investiguen acerca de ellas y redacten un informe. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos busquen en internet algunos de los usos más extendidos de las diatomeas. Entre los usos encontramos: filtros de agua, nutrición del suelo, eliminación de parásitos, insecticida, etcétera. Página 182. Leer y escribir en ciencias

Se encuentran en todos los ambientes acuáticos.

Pigmentos marrones o amarillos.

En ciertas condiciones ambientales, las algas marinas proliferan en forma explosiva. Debido a los pigmentos fotosintéticos de las algas, estas floraciones pueden provocar grandes cambios en la coloración del agua: como en general vuelven el agua de color rojo, se las conoce como “mareas rojas”, aun-

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

que también pueden ser de colores amarillo o verde. • Vuelvan a leer las características de los protistas fotosintetizadores. ¿Cuáles de estos organismos esperarían encontrar en una marea de color rojo? ¿Cuáles en una de color amarillento? ¿Y en una verde? A juzgar por las descripciones de organismos protistas fotosintetizadores, esperaríamos encontrar en una marea de color rojo a los dinoflagelados, en una marea de color amarillento a las xantófitas y en una verde a las clorofitas.

Página 185 1. Señalen en cada caso todas las respuestas correctas. a. Las bacterias autótrofas pueden obtener alimento: • realizando fotosíntesis. • a través de reacciones químicas. b. Durante la quimiosíntesis: • se consume dióxido de carbono. • se elimina oxígeno. 2. Existe una teoría que sostiene que las células que actualmente constituyen plantas y algas se originaron cuando una célula grande incorporó cianobacterias. Según esta teoría, llamada endosimbiótica, esto habría dado origen a los cloroplastos. a. ¿En qué datos creen que se basan los científicos que sostienen esta teoría? Existen varias evidencias que parecen apoyar esta teoría. • El tamaño de los cloroplastos es similar al tamaño de algunas bacterias. • Los cloroplastos contienen ADN circular cerrado al igual que los procariotas, mientras que el núcleo eucariota posee ADN lineal. • Los cloroplastos están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula. • Los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis). • En cloroplastos se encontraron ribosomas característicos de procariotas.

b. ¿Están de acuerdo con esta idea? ¿Por

qué? Respuesta personal. Se espera que manifiesten su acuerdo con la teoría sobre la base de la respuesta dada en el punto a.

Páginas 186 y 187. Taller de ciencias ¿Se libera oxígeno durante la fotosíntesis? ¿Se libera oxígeno durante la fotosíntesis? Este taller propone una actividad experimental a través de la cual se demuestra la producción de oxígeno que resulta de la fotosíntesis. Para detectarlo se trabajará con el proceso de combustión, que requiere oxígeno. Se colocará una vela encendida —que realiza combustión— dentro de un recipiente que contiene una planta y otro que está vacío, y se los cerrará. De acuerdo con la hipótesis del taller, la planta libera oxígeno durante la fotosíntesis, motivo por el cual se espera que la vela quede encendida por más tiempo en el recipiente que contiene la planta, ya que habrá más oxígeno disponible para la combustión. Sería interesante que los alumnos pongan a punto la técnica y no realicen el experimento una única vez, ya que los resultados se pueden afectar bastante con diferencias pequeñas en la manipulación. Deberían trabajar en grupos y repartirse las tareas, de modo de lograr que los dos recipientes sean cerrados en el mismo momento.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿Por qué creen que la vela dentro del recipiente con la planta al cabo de un tiempo también se apaga, si la planta supuestamente está liberando oxígeno? Producción personal. Queda encendida por más tiempo, pero de todos modos la vela consume todo el oxígeno disponible. Deben tener en cuenta que la planta también toma oxígeno. Se podría sugerir que los alumnos pensaran qué ocurriría en la oscuridad. 2. ¿Coinciden los datos de los alumnos con los suyos? En caso de que no, ¿a qué atribuyen estas diferencias? Producción personal. 3. Imaginen que quisieran comprobar si las plantas acuáticas también liberan oxígeno durante la fotosíntesis. ¿Qué experimento harían para comprobar su hipótesis?

Producción personal. Deben tener en cuenta que el oxígeno que liberan las plantas acuáticas se disuelve en el agua.

Páginas 188 y 189. Actividades de integración Estudio de caso Como vieron en el capítulo, las plantas son organismos vivos que producen su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis. Sus tejidos verdes captan la energía de la luz del Sol a través de la clorofila, y convierten el dióxido de carbono y el agua en azúcares, que utilizan como fuente de energía para desarrollar sus procesos vitales. 1. ¿Qué subproducto se obtiene luego de la fotosíntesis? Diseñen un experimento para probarlo. Se obtiene oxígeno gaseoso como subproducto. Un experimento para comprobarlo sería aquel similar al del Taller de ciencias (páginas 186 y 187).

2. ¿Qué tejidos vegetales transportan los nutrientes necesarios para la fotosíntesis? ¿Por qué tejidos circula el alimento producido por las plantas? El xilema transporta los nutrientes necesarios para la fotosíntesis mientras que el floema transporta el alimento ya elaborado. 3. Según la publicidad de la apertura del capítulo, las terrazas verdes permiten climatizar los ambientes en invierno, ahorrando energía. ¿Por qué creen que se produce este efecto? ¿Y en verano, qué beneficio producen? Las plantas siempre retienen la humedad y, además, contienen agua en sus células. El agua mantiene estable la temperatura, lo que hace que los techos no pierdan mucha temperatura en invierno, ni se calienten demasiado en el verano. 4. Las plantas transforman energía solar en energía química almacenada en los productos que sintetizan. ¿Qué otros organismos son capaces de transformar la energía de este modo? Las cianobacterias y los protistas fotosintetizadores.

nuyan la emisión de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Un grupo de investigadores que trabaja con el alga unicelular fotosintética Chlamydomonas reinhardtii expresó: “Necesitamos urgentemente desarrollar e instalar nuevas energías que no produzcan CO2. Nuestro sistema cuenta con esta importante particularidad”. a. ¿Por qué este sistema permitiría disminuir la emisión de CO2 a la atmósfera? Las algas consumen CO2 en lugar de liberarlo. Además, el combustible que producen tampoco libera este gas como desecho. b. ¿Por qué creen que los investigadores usan algas en vez de plantas? Estos organismos se pueden cultivar en espacios más reducidos que las plantas.

6. Seleccionen la opción correcta para completar cada oración. a. En la fotosíntesis, las plantas liberan a la atmósfera... oxígeno. b. Los cloroplastos se encuentran en las células de... los eucariotas fotoautótrofos. c. Los tejidos de conducción de las plantas vasculares transportan... savia bruta y elaborada. 7. En la carpeta, escriban la definición de las siguientes palabras. Autótrofos: son aquellos organismos capaces de sintetizar su propio alimento, ya sea a través de la energía solar o través de compuestos químicos. Heterótrofos: los organismos que no son capaces de sintetizar su propio alimento, sino que lo toman de otros organismos. Fotosíntesis: es el proceso por el cual algunos organismos toman agua y dióxido de carbono del medio y, con el aporte de la energía solar, sintetizan sustancias más complejas, como la glucosa. Respiración celular: proceso que consiste en oxidar la glucosa y otros compuestos complejos. En este proceso celular se libera energía, dióxido de carbono y agua. 8. Lean el siguiente texto. Luego, respondan a las consignas.

5. Científicos de todo el mundo trabajan desde hace años en energías alternativas que dismi-

sOluciOnariO • Huellas 1 • ciencias naturales

Las selvas tropicales: ¿pulmones del planeta? A menudo se dice que las selvas son el “pulmón del planeta”, porque su vegetación libera grandes cantidades de oxígeno a la atmósfera. Sin embargo, pese a lo que mucha gente cree, las plantas también respiran. Para mantener sus funciones vitales, las plantas degradan glucosa en sustancias más sencillas. Este proceso, por el cual se obtiene energía a partir de glucosa, se denomina respiración celular. En la respiración, las plantas consumen oxígeno y eliminan dióxido de carbono, igual que el resto de los seres vivos. De este modo, la plantas mantienen un balance entre la cantidad de oxígeno liberado por la fotosíntesis y la cantidad del mismo gas que consumen en la respiración. Cuando la temperatura ambiente es muy alta, como ocurre en las selvas tropicales, la cantidad de oxígeno consumido por la vegetación suele ser mayor a la que libera durante la fotosíntesis. De este modo, el balance de gases emitidos por la vegetación de estas regiones suele inclinarse hacia la emisión de dióxido de carbono.

a. Expliquen con sus palabras el título de la nota. Producción personal. Habitualmente, se les asigna el nombre de “pulmón del planeta” a los sitios productores de oxígeno. En este caso está entre signos de pregunta, ya que lo que plantea el texto es que hay condiciones en las que la respiración supera a la fotosíntesis, y el balance se inclina a la eliminación de dióxido de carbono. b. Señalen la frase que representa mejor el contenido del artículo. • Las plantas liberan oxígeno y consumen dióxido de carbono durante la fotosíntesis, y realizan el proceso inverso durante la respiración. 9. Indiquen si las siguientes afirmaciones son

verdaderas (V) o falsas (F). a. Las algas son organismos autótrofos. VERDADERO. b. Las plantas no requieren oxígeno para vivir. FALSO. Requieren oxígeno para realizar la respiración celular, de modo que el oxígeno es indispensable para ellas. c. Para realizar la fotosíntesis, las plantas solo necesitan agua y dióxido de carbono.

FALSO, si se considera que también requieren de una fuente externa de energía, que es la luz solar. d. Las plantas intercambian gases con la atmósfera a través de los estomas. VERDADERO.

10. Vuelvan a leer “Experimentos en papel” de la página 177, y respondan las preguntas. a. ¿Qué demostró Van Helmont en su experimento con la planta de sauce? En este experimento, Van Helmont demostró que las plantas NO se alimentan del suelo de la Tierra sino de algo distinto. b. Según Van Helmont, el aumento de la masa del sauce se debía al agua de riego. ¿Consideran que es completa esta explicación? ¿Por qué? Si bien la demostración del experimento comprueba que el alimento de las plantas no es la tierra del suelo, tampoco es correcto del todo que la masa que gana el sauce proviene del agua de riego, sino que falta en su teoría el papel que juegan el dióxido de carbono y la luz solar. c. ¿Cómo explicarían la pequeña disminución en el peso de la tierra de la maceta, al final del experimento? Dado que la variación de la masa de la tierra medida por Van Helmont fue nada más de 57 gramos, esta disminución se puede atribuir a la toma de nutrientes inorgánicos por parte de las plantas, como minerales, por ejemplo. HETERÓTROFOS

FOTOAUTÓTROFOS

BACTERIAS QUIMIOSINTETIZADORAS Clorofila

Capítulo 11. Los seres vivos heterótrofos Página 191. Estudio de caso Luego de leer el tuit de “Ciencia en las cosas”, respondan.

1. ¿Qué es la brucelosis? La brucelosis es una enfermedad que causa una bacteria, y que se adquiere por contacto o consumo de animales que la portan. 2. ¿Qué agente causa la enfermedad? La bacteria Brucella. 3. ¿Cómo obtiene su alimento este organismo? Esta bacteria obtiene su alimento del cuerpo del hospedador. 4. ¿Qué animales son afectados por el agente causal de la brucelosis? Afecta a los humanos, las cabras, los cerdos, las ovejas, las vacas, los caballos y los perros. 5. ¿Cómo se relaciona esta enfermedad con la alimentación? En primer lugar, la enfermedad puede contraerse debido a que los humanos somos heterótrofos y en general omnívoros, y consumimos productos que provienen de tejidos de animales que pueden estar infectados. Por otra parte, las bacterias del género Brucella también son heterótrofas y se alimentan de sustancias presentes en los tejidos de los animales que infectan. Son bacterias parásitas.

hacer llegar los nutrientes a los sistemas de transporte del animal.

Página 193

3. Investiguen y busquen imágenes de mandíbulas de dinosaurios. • Identifiquen cuáles pertenecen a carnívoros y cuáles, a herbívoros. ¿Qué diferencias presentan? Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos busquen en internet fotos de mandíbulas de dinosaurios y traten de pensar en función de su alimentación. Las mandíbulas de los dinosaurios carnívoros, como el tiranosaurio, presentan dientes cónicos y filosos que permiten desgarrar y cortar, son mandíbulas grandes y fuertes con gran capacidad de abertura. Las de los herbívoros, como el edmontosaurio, tienen pocos dientes planos, que permiten cortar y moler, y una mandíbula muy alargada pero sin mucha capacidad de abertura.

1. Busquen información sobre los distintos organismos heterótrofos mencionados. Indiquen al menos un ejemplo de cada uno e investiguen cómo se alimentan. Bacterias heterótrofas saprófitas Ejemplo: Clostridium (de vida libre). Se alimenta de azúcares que toma del medio. Bacterias heterótrofas parásitas Ejemplo: Salmonella typhimurium. Se alimenta de compuestos de carbono presentes en el organismo que infecta. Bacterias heterótrofas simbiontes Ejemplo: Nitrobacter. Se alimenta de los azúcares y otros compuestos que produce la planta en cuyas raíces vive. Protistas heterótrofos Ejemplo: paramecios. Se alimenta de cianobacterias, bacterias y algas unicelulares. Hongos Ejemplo: Penicillium roqueforti. Se alimenta de ácido láctico de la leche. Página 195 1. ¿Cuáles son las funciones básicas de cualquier sistema digestivo? La función de cualquier sistema digestivo es incorporar alimentos del medio, digerirlos y

2. En un cuadro, comparen las características de las mandíbulas de herbívoros, carnívoros y omnívoros. Carnívoros Mandíbulas

Dentadura

Herbívoros

Omnívoros

Son muy No muy No muy poderosas y desarrolladas. desarrolladas. pueden romper huesos y caparazones. Los dientes Los dientes de los herde estos animales son bívoros son cónicos y con chatos, como bordes muy las muelas de los humanos. filosos. Esto brinda superficies rugosas que les permiten moler su alimento.

Su dentadura es más variada: tienen colmillos pero también poseen muelas adecuadas para comer plantas.

Página 196. Leer y escribir en ciencias El objetivo de la alimentación es la incorporación de los materiales que las células necesitan para obtener energía, para reconstruir sus partes dañadas y para multiplicarse. La mala alimentación priva a las células de energía y de sustancias básicas. En algunos casos, anula la capacidad de reproducción celular y puede llevar incluso a la muerte de las células. Esto provoca el deterioro de los tejidos y puede dar lugar a enfermedades.

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• ¿Qué significa la frase “somos lo que comemos”? La frase “somos lo que comemos” suele referirse a que, en la medida en que nos alimentemos correctamente, de modo variado, completo, nuestra salud será buena mientras que si nos subalimentamos o nos alimentamos comiendo solo un tipo de alimento, podemos correr el riesgo de que nos falten nutrientes esenciales para el desempeño normal de nuestras actividades y esto produzca que nos sintamos mal o nos enfermemos. En sentido biológico, la frase se puede interpretar como que nuestro cuerpo está formado por los mismos átomos, e incluso moléculas, que estaban presentes en los alimentos que consumimos.

Página 197 1. Investiguen cómo es el sistema digestivo de los siguientes animales: anémona de mar, estrella de mar, trucha, boa y jote. Expliquen las características de cada uno de ellos. Anémona de mar: tiene un sistema digestivo incompleto, con un solo orificio hacia el exterior, que hace las veces de boca y de ano. Paraliza a su presa por medio de una neurotoxina que le inyecta, y luego la lleva hasta la boca con los tentáculos. En la cavidad gástrica se produce la digestión. Lo que no se digiere se desecha a través de la misma boca. Estrella de mar: tiene una boca en la cara ventral del cuerpo, esta comunica a un estómago y a un intestino, ramificado en varios sacos ciegos, que también está comunicado con el ano, en la cara dorsal del animal. Tiene además, glándulas anexas al tracto digestivo, que secretan jugos que favorecen la digestión. Trucha: su sistema digestivo es completo, comienza en una boca y termina en un ano. Tiene un estómago y un intestino relativamente corto (propio de peces carnívoros), tiene glándulas anexas como el hígado. Las truchas consumen insectos, por lo que tienen enzimas digestivas especiales que degradan la proteína quitina, propia de los exoesqueletos de estos invertebrados. Boa: la cavidad oral puede aumentar de tamaño para tragar grandes presas merced a la falta de fijación de los cuerpos de la mandíbula. Las serpientes no mastican a sus presas sino que las tragan enteras. Sus dientes, de los que poseen seis filas (cuatro superiores y dos inferiores), se utilizan para retener a la presa. Para humedecer la cavidad oral y lubricar a la presa para facilitar su deglución, se encuentran varias glándulas mucosas distribuidas por

la boca. El esófago puede dilatarse para que por él pueda pasar una presa entera, ya que no se presentan barreras físicas que le impidan dilatarse (no hay cintura escapular ni esternón). Se caracteriza por presentar una pared con escaso o nulo componente muscular, por lo que la presa avanza mediante movimientos de la musculatura axial. Jote: el aparato digestivo comienza con el pico y la boca, lugar donde no se produce ninguna masticación, y el alimento es tragado entero. Este pasa luego por el esófago, el cual es bastante muscular y en algunos grupos, como los granívoros, presenta un ensanchamiento denominado buche, el cual sirve como almacenamiento de alimento. El estómago de las aves es glandular, donde la acción de las enzimas gástricas ayuda a la degradación de los alimentos ingeridos, para que sean aptos para su asimilación.

2. ¿Cuál es la ventaja que les brinda el buche a las aves? El sistema digestivo de las aves está adaptado a las necesidades del vuelo. El buche sirve como órgano de almacenamiento y permite guardar alimentos para satisfacer las demandas de calorías durante el vuelo. Una molleja reemplaza los dientes; allí las aves guardan pequeñas piedras que las ayudan a destruir semillas duras o los exoesqueletos de los insectos. 3. Busquen en internet ejemplos de animales que desarrollen comportamientos especiales para obtener su alimento y preparen un informe breve. Respuesta de elaboración propia. Un ejemplo puede ser el del pez arquero, que escupe chorros de agua para derribar insectos que ve fuera del agua y así atraparlos más fácilmente. 4. ¿Qué ventaja tiene para las abejas poder comunicar dónde están las fuentes de alimento? La danza de las abejas alrededor de las flores permite a las que se encuentran en la colmena saber dónde están esas flores, minimizando la cantidad de abejas que tienen que salir a buscar alimento y la energía que deben gastar para encontrarlo. Esto permite que la mayoría permanezca en sus colmenas cuidando a las larvas. Página 198 1. Indiquen cuáles de estas afirmaciones son incorrectas y expliquen por qué.

a. Los hongos se parecen a los animales porque son heterótrofos y tienen sistemas digestivos en forma de tubos. INCORRECTA. Si bien los hongos son heterótrofos no tienen sistema digestivo en forma de tubo sino que tienen cuerpos en forma de filamentos, llamados hifas, y su digestión es externa. b. Los hongos son plantas, ya que permanecen fijos y realizan fotosíntesis. INCORRECTA. Si bien los hongos no son móviles, son heterótrofos y no realizan fotosíntesis. c. La pelusa que vemos sobre el pan en mal estado y los hongos que vemos en los árboles son solo una parte del cuerpo del organismo. CORRECTA.

organismos relaciones de mutuo beneficio. En el caso de las bacterias fijadoras de nitrógeno, transforman compuestos nitrogenados que la planta no puede usar en otros que sí puede absorber, y toman de la planta nutrientes elaborados mediante la fotosíntesis. Las bacterias de los intestinos de los rumiantes degradan la celulosa, un azúcar complejo que los mamíferos no podrían digerir con sus propias enzimas.

Páginas 202 y 203. Taller de ciencias ¿Qué prefiere comer un caracol?

1. Investiguen acerca del tipo de células de los protozoos. ¿Por qué estos seres vivos pueden digerir los alimentos dentro de ellos? ¿Qué los diferencia de los hongos? Los protozoos son capaces de captar su alimento a través de sus flagelos o cilias, los cuales les permiten también moverse. A diferencia de los hongos, estos organismos fagocitan su alimento y lo digieren dentro de la célula, en vacuolas digestivas (los hongos degradan los alimentos fuera de sus células y luego absorben los nutrientes).

Se trata de una actividad experimental en la que se pondrá a prueba la elección alimentaria de una especie de caracol (Pomacea caniculata). Los caracoles se extraerán de su ambiente natural, se los colocará en una pecera y se les ofrecerá, simultáneamente, un alimento propio de su hábitat y uno que no lo es. La hipótesis del taller indica que los caracoles, fuera de su ambiente natural, tenderán a elegir alimentos que se encuentran en su propio hábitat. Cabe destacar que si resulta poco sencillo conseguir estos caracoles y en esta cantidad, puede plantearse un experimento similar, por ejemplo, utilizando bichos bolita. Deberían entonces investigar acerca de sus hábitos alimenticios con el fin de diseñar el experimento adaptado para esta especie.

2. Investiguen ejemplos de diferentes bac-

Actividades del Taller de ciencias

Página 201

terias heterótrofas, busquen su actividad y armen un afiche para la clase. Respuesta de elaboración propia.

3. ¿Cuáles son las bacterias que causan enfermedades? ¿Cómo actúan sobre los seres vivos que parasitan? Las bacterias que pueden causar enfermedades son aquellas llamadas bacterias parásitas, que se alimentan de materiales de organismos vivos, causándoles daño. En algunos casos, la enfermedad se manifiesta simplemente por la cantidad de bacterias en el cuerpo; pero en otros casos, las bacterias producen toxinas que pueden matar las células de los tejidos que parasitan. 4. ¿Qué tienen en común la acción de las bacterias fijadoras de nitrógeno en las raíces de las plantas y la de las que viven en el intestino de los rumiantes? Estos tipos de bacterias se conocen como bacterias simbiontes porque establecen con otros

1. Investiguen acerca de la anatomía del sistema digestivo de la especie Pomacea canaliculata. Producción personal. Estos moluscos tienen una boca que se abre de forma ventral, con una rádula. También tiene glándulas salivales. La rádula funciona como un raspador con el que estos animales “roen” los alimentos. La boca se conecta con el esófago, o molleja, un órgano muscular y con estructuras duras que permiten triturar el alimento. Le siguen al esófago el estómago y el intestino, que termina en el ano. Tiene una glándula digestiva llamada hepato-páncreas.

2. ¿Qué es la rádula? Relacionen la estructura de la rádula con la dieta natural de estos caracoles. La rádula es una estructura en forma de cinta, que contiene pequeños “dientes” de quitina ubicados en filas, que parecen sierras. Este órgano sirve para roer las plantas y las algas de las que se alimenta este caracol.

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3. ¿Qué predadores naturales tiene esta especie? ¿Qué adaptaciones tienen estos predadores para poder comer estos animales? Algunos de los predadores de este caracol son aves, como el gavilán caracolero y el carao, ambos con picos muy fuertes, capaces de romper la concha de estos moluscos. 4. Elaboren un informe con sus observaciones. Incluyan toda la información que recolectaron y las conclusiones que elaboraron. Producción personal. Páginas 204 y 205. Actividades de repaso Estudio de caso Como vimos en este capítulo, existe una enorme diversidad de heterótrofos entre los que se cuentan animales, hongos, protistas y bacterias. 1. ¿Cómo se clasifican las bacterias según la manera de relacionarse con su hospedador? Las bacterias que se relacionan con un hospedador pueden ser simbiontes o parásitas. a. ¿Qué es un organismo parásito? Un organismo parásito es aquel que vive a costa de un hospedador causándole un daño. b. ¿Cómo harían para prevenir la brucelosis en humanos? Producción personal. Es importante cocinar bien los alimentos y consumir productos lácteos pasteurizados. Las altas temperaturas son nocivas para las bacterias.

2. Existe una enorme diversidad de organismos protistas heterótrofos. ¿Cómo se clasifican? Los protozoos heterótrofos se clasifican en: zooflagelados, sarcónidos, esporozoarios y ciliados. • ¿Cómo logran moverse para alcanzar su alimento? Los protistas tienen diversas estructuras y estrategias para moverse: flagelos, cilias, o extensiones que se generan en la membrana, o “falsos pies” (como es el caso de las amebas). 3. ¿Cómo se alimentan los hongos? Los hongos liberan enzimas digestivas al medio, las cuales degradan los alimentos, y luego absorben los nutrientes. 4. Un hongo de importancia en nuestro país es Botrytis cinerea. Este hongo causa la enfermedad del “moho gris” en ciertas plantas y

ocasiona enormes pérdidas económicas de cultivos de interés. a. Investiguen en internet: ¿qué compuestos produce Botrytis cinerea que le permiten alimentarse de las plantas? Este hongo produce enzimas que degradan la cutícula de la planta hospedadora. Así tiene un mejor acceso al resto de los tejidos. b. ¿Alcanza a matar la planta o no? Si bien no alcanza a matar a toda la planta, puede producirle deshidratación en muchas partes, en especial en los frutos. c. ¿Por qué creen que es importante controlar este hongo en zonas donde se cultiva este tipo de plantas? Producción personal. Se espera que mencionen la pérdida económica que puede llegar a causar este patógeno.

5. Unan los conceptos de la izquierda con los de la derecha, según corresponda. Muelas grandes Labios gruesos Lengua musculosa Boca amplia Incisivos cortos y puntiagudos

Herbívoros Carnívoros

Incisivos cortantes

6. Lean el siguiente texto y respondan las preguntas que están a continuación.

¡Está vivo!

En cierta forma, el pan de todos los días está o estuvo durante su elaboración muy pero muy vivo. Si bien hemos estado comiendo pan durante miles de años, lo que ocurría durante su fabricación fue un misterio. Hasta que un científico, Louis Pasteur (18221885), encontró que el secreto estaba en la actividad de unos hongos llamados levaduras. La palabra, igual que su equivalente, “fermento”, viene del latín fervere, que significa “hervir” (de allí también viene el adjetivo ferviente). La fermentación tiene sus bemoles: si se deja levar de más, es posible que el pan se estropee y resulte un poco peligroso. Esa puede ser la razón por la cual en algunas religiones se prohíbe el pan con levadura. Claro, ¿cómo no preocuparse al saber que estamos comiendo hongos en una masa medio fermentada? Cuando Pasteur determinó que las levaduras eran “cosas vivientes”, apareció la oportunidad para cultivarlas y mejorarlas. Tan vivo está este hongo que se reproduce como cualquier otro bicho que camina (o como, en este caso en particular, “honguea”).

a. ¿Cómo se logra el leudado del pan a partir de la actividad de las levaduras? ¿Por qué es necesario que estén vivas para que esto ocurra? Investiguen en internet acerca de la fermentación de estos organismos. Las levaduras son capaces de fermentar azúcares en ausencia de oxígeno, y liberan dióxido de carbono. Las levaduras que quedan dentro de la masa no tienen acceso al oxígeno, y el dióxido de carbono que liberan se va acumulando en forma de burbujas en el interior del pan, motivo por el cual se produce el leudado. b. ¿Es correcto clasificar las levaduras como organismos heterótrofos? ¿Por qué? Sí, ya que se alimentan de sustancias que absorben desde el exterior, en este caso, desde la masa del pan. c. ¿En qué industrias es importante la aplicación de las levaduras? No solo en la producción de panificados, sino también en la generación de bebidas alcohólicas, como vino, cerveza y whisky, y en la fabricación de ciertos quesos. d. ¿Cuál suponen que será la causa de la peligrosidad de las levaduras que lleva a algunas culturas a comer pan sin levadura (matzá)? De acuerdo con lo que plantea el texto, el exceso en la fermentación puede hacer que el pan no sea apto para el consumo. 7. Observen las siguientes imágenes de cráneos de animales e identifiquen cuál puede ser el tipo de alimentación en cada caso. Argumenten su elección. a.

En la figura a, el cráneo que se exhibe parece corresponder a un animal carnívoro ya que posee colmillos triangulares y filosos que le permitirían desgarrar a sus presas. En la figura b, el cráneo es alargado con una boca más bien chata, con dientes más planos, que funcionan mejor para masticar el alimento; por ello parece que el cráneo corresponde a un animal herbívoro.

8. Indiquen si las siguientes afirmaciones son

a. Todos los animales digieren celulosa. FALSO. Los únicos animales que digieren celulosa son los mamíferos herbívoros; en general los animales no son capaces de digerirla, pero los mamíferos herbívoros cuentan con asociaciones bacterianas en su tracto digestivo. Estas bacterias sí pueden degradar celulosa con ayuda de una enzima llamada celulasa y por ello los mamíferos herbívoros pueden aprovechar la celulosa. b. Los rumiantes son un grupo de herbívoros con un sistema digestivo complejo, que consta de un compartimento especial llamado rumen. VERDADERO. c. El buche de las aves les permite degradar lentamente los alimentos y reservarlos. VERDADERO. d. Los simbiontes causan daño a otros seres vivos para alimentarse. FALSO. Los organismos simbiontes son aquellos que establecen una relación de mutuo beneficio con el huésped, en la que ambos obtienen su provecho. 9. La enfermedad del tétanos se desencadena cuando la bacteria Clostridium tetani entra por una herida en la piel y produce una neurotoxina (una sustancia que actúa como veneno para el sistema nervioso), que provoca espasmos en los músculos. Al ser transportada por la sangre, esta toxina termina interfiriendo en todos los nervios del cuerpo. Si el paciente no recibe tratamiento adecuado, puede morir. a. ¿A qué tipo de bacterias heterótrofas pertenece Clostridium tetani? Esta bacteria pertenece al tipo de bacterias parásitas. b. ¿Qué otro tipo de bacterias existen de acuerdo con su alimentación y forma de vida? Además de las bacterias heterótrofas parásitas, existen otras bacterias heterótrofas, como las saprófitas (que consumen partes muertas de organismos) y las simbiontes (que consumen materiales de organismos vivos, mientras les aportan un beneficio). Existen además las bacterias autótrofas: las quimioautótrofas y las fotoautótrofas. 10. Completen el siguiente cuadro.

verdaderas o falsas. En el caso de las falsas, justifiquen su elección.

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

Tipo de organismo Animales heterótrofo

Hongos

Protistas Bacterias

Pared celular

sí

Sistema digestivo

sí

Movilidad

la mayoría

Tipo de digestión

interna

algunas externa

interna

AUTÓTROFOS ANIMALES La alimentación

Simbiontes

Euglenoides

Digestión

Bebidas alcohólicas comportamiento

Fármacos Pegamentos

Capítulo 12. Los ecosistemas Página 207. Estudio de caso Luego de leer el post de la página de la Asociación Chaco Natural, respondan. 1. ¿Qué son las lentejas de agua? ¿Alguna vez vieron estos organismos en un lago o laguna? ¿Son organismos autótrofos? Las lentejas de agua son un tipo de planta vascular acuática, con hojas pequeñas y flotantes. Es muy probable que hayan visto estas plantas alguna vez. Sí, son organismos autótrofos.

2. ¿Qué tipo de ecosistema constituye la laguna? ¿Qué otros organismos les parece que la habitan? ¿De qué se alimentan? La laguna es un ambiente acuático léntico. Por lo que se deduce del texto, la laguna es habitada por algas y otras plantas, así como, probablemente, microorganismos acuáticos. Se espera, además, que allí vivan animales como caracoles, anfibios, peces, entre otros. 3. ¿Qué beneficio puede brindarle a la laguna la presencia de lentejas de agua?

Estas plantas sirven de alimento a otros seres vivos de la laguna y son una fuente de oxígeno.

Página 209 1. ¿Qué características tiene un ecosistema? La principal característica de un ecosistema es que constituye un sistema abierto, es decir que intercambia energía y materia con el medio y, por supuesto, con otros ecosistemas. 2. En el capítulo 9 se definió a los seres vivos como sistemas. ¿Qué diferencias y similitudes encuentran entre el estudio de los seres vivos y de los ecosistemas como sistemas? Un ser vivo es, al igual que un ecosistema, un sistema abierto. Al igual que los seres vivos, los ecosistemas intercambian materia y energía con el entorno. Los seres vivos, además, cuentan con la función de relación, que también les permite intercambiar información con el entorno. Los ecosistemas pueden llegar a subsistir aunque alguna de sus partes muera o deje de estar presente, incluso puede ocurrir que esta parte o componente sea sustituida por otra nueva. En el caso de los seres vivos, la falta de una parte muchas veces puede ser mortal. 3. ¿Qué factores componen un ecosistema? Un ecosistema está constituido por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí. Los seres vivos constituyen los componentes bióticos de los ecosistemas. Los factores no bióticos son el agua, la temperatura, la humedad ambiente, la disponibilidad de luz y de oxígeno, entre otros. Página 211 1. ¿Cómo influye la disponibilidad de agua en cada ecosistema? Fundamenten la respuesta. Los ecosistemas marinos incluyen los mares y los océanos; allí, el agua es salada y la luz solar penetra unos 200 m. Los seres vivos que allí habitan están adaptados a las condiciones de salinidad del agua. En estos ambientes, el agua no es factor limitante. Lo mismo ocurre en los ecosistemas de agua dulce. Es en los ambientes aeroterrestres en los que la disponibilidad de agua puede ser un factor limitante. Existen ambientes más húmedos (como las selvas) y otros más secos (como los desiertos). La disponibilidad de agua determi-

nará la diversidad y la fisiología de los seres vivos que habiten cada ambiente.

2. Busquen fotos de ambientes y señalen las especies y los factores ambientales. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos busquen fotos en internet de especies de organismos vivos en ambientes naturales y discriminen entre componentes bióticos y abióticos de ese ecosistema. Un ejemplo podría ser un bosque tropical, en el cual viven árboles de gran tamaño, plantas de diferentes estaturas adaptadas a la poca luz y animales, como monos, serpientes, etcétera. Página 213 1. ¿Qué tipo de relación se da entre las abejas adultas y las larvas de la colmena que estas cuidan? Fundamenten sus respuestas. La relación entre abejas adultas y las larvas de la colmena es una relación intraespecífica ya que se trata de organismos vivos dentro de una misma especie interactuando. Se podría entender como parte de la relación de cooperación. 2. ¿En cuáles de sus funciones vitales, los organismos intercambian materia y energía con el ambiente? Fundamenten sus respuestas. Los organismos intercambian materia y energía con el ambiente al alimentarse, en la nutrición: al tomar del medio externo alimento o producirlo, están intercambiando materia y energía con el medio. Una vez alimentado, el ser vivo toma los nutrientes que le sirven y elimina al medio la materia de desecho, volviendo a transferir energía y materia al ambiente que lo circunda. En la reproducción sexual, también hay intercambio de materia, en muchos casos, células completas. En la relación, muchos estímulos consisten en materia y energía, así como las respuestas. Página 215 1. ¿Qué significa “consumidor primario”? ¿Por qué se llama de esta manera a ciertos organismos? Las especies que consumen solo organismos productores (organismos autótrofos) son consumidores de primer orden o primarios. Se llaman así estos organismos porque son los primeros consumidores en la cadena trófica.

2. ¿Son herbívoros todos los consumidores primarios? Den ejemplos. En años inferiores, se puede considerar que los consumidores primarios son herbívoros, pero existen muchos productores que no son plantas, como bacterias autótrofas y protistas autótrofos, que obligan a ampliar un poco el concepto. Se espera que los alumnos, a esta altura de la escolarización y de la lectura de este libro, puedan hacer este análisis. 3. Consulten enciclopedias en internet y busquen ejemplos de predadores y presas, cuyas poblaciones muestren las variaciones observadas por Lotka y Volterra en zorros y liebres. Un ejemplo clásico del modelo presa-depredador es el que representa a la población de linces y conejos de un bosque al norte de Canadá. Aquí se observa cómo evoluciona la población de linces y conejos según el modelo de Lotka y Volterra. Otro ejemplo es la dinámica que se da entre alces y lobos. Fuente: http://ucua.ujaen.es/jnavas/web_modelos/labiologia/practica5.pdf Página 217 1. ¿Qué representan las redes tróficas de un ecosistema? Una red trófica es la representación esquemática de la relación que existe entre las distintas poblaciones de todo el ecosistema. 2. Averigüen acerca de los organismos detritívoros y busquen distintos ejemplos de este grupo de seres vivos. ¿De qué se alimentan? ¿A qué nivel trófico pertenecen? Los detritívoros son organismos descomponedores, obtienen su alimentación de materia orgánica en descomposición. Los detritívoros constituyen una parte importante de los ecosistemas porque contribuyen a la descomposición y al reciclado de los nutrientes. Muchas especies de bacterias, hongos y protistas son incapaces de digerir trozos de material orgánico pero pueden absorber sustancias a nivel molecular y son quizás los detritívoros más importantes. El nivel trófico al que pertenecen estos organismos es el de los descomponedores. 3. Construyan un diagrama que represente las relaciones tróficas entre los siguientes seres vivos: langosta, carancho, pastos, zorro, hornero. Pastosàlangostaàhorneroàcaranchoàzorro

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a. ¿Se trata de una cadena o de una red trófica? ¿Por qué? Esta relación, tal como se representó, es una cadena trófica ya que la relación entre los organismos es secuencial, uno le sirve de alimento al siguiente en niveles tróficos claros. b. ¿Cuántos niveles tróficos diferencian? Se diferencian el nivel de productor (pastos) y cuatro niveles de consumidores. 4. En el sitio YouTube podrán encontrar muchos videos que tratan sobre las relaciones tróficas. Estos son algunos links: http://bit.ly/ PJ0Af5; http://bit.ly/PJ0Iv9. Mírenlos en grupos y debatan acerca de cuáles son las adaptaciones de las especies de los distintos niveles tróficos, y sobre qué diferencias existen en los comportamientos de las poblaciones de un mismo nivel trófico. Luego, preparen un breve informe que enumere las conclusiones de la charla. Respuesta de elaboración propia. Estos videos muestran los conceptos de cadenas tróficas y redes tróficas, y dan ejemplos de cada una de ellas. Se espera que los alumnos observen los videos y listen las cadenas tróficas que se detallan allí, a saber: planta/caracol-caracol/ pájaro-pájaro/gato o bien planta/gacela-gacela/guepardo, etcétera. De estos ejemplos, sería deseable que los alumnos piensen qué características comparten los carnívoros, los herbívoros, los omnívoros y los autótrofos. Página 219 1. ¿Por qué la energía circula siguiendo un ciclo abierto en el planeta? Expliquen el flujo de la energía en un ecosistema. La energía, a diferencia de la materia, ingresa al ecosistema a través de los productores. Los organismos fotoautótrofos, por ejemplo, utilizan la energía del Sol o energía lumínica para fabricar su alimento, es decir, transforman la energía lumínica en energía química. Esta energía es aprovechada por los productores para llevar a cabo sus funciones vitales, pero también es utilizada por los consumidores que se alimentan de los productores, y así va pasando de un nivel trófico al siguiente. Sin embargo, el metabolismo de los seres vivos no es cien por ciento eficiente y, al realizar las funciones vitales, una parte de esta energía se pierde en forma de calor. Por esto, el ciclo de la energía en un ecosistema es abierto: se necesita el aporte de energía externa, que proviene en última instancia del Sol, de ma-

nera permanente. Por este motivo, el flujo de energía es continuo.

2. La luz solar es la principal fuente de energía de los ecosistemas. ¿Pero es la única? Investiguen de dónde obtienen energía otros organismos autótrofos. Por ejemplo, los productores que viven en la zona afótica del océano. ¿Qué tipo de ciclo describe la energía en esos casos? ¿Por qué? Si bien el Sol es la principal fuente de energía de los ecosistemas, no es la única, ya que existen organismos quimiosinterizadores, que sintetizan su propio alimento a partir de la energía de compuestos químicos, por lo general, compuestos inorgánicos. Ejemplos de estos organismos son bacterias que utilizan como fuente de energía compuestos como el dióxido de carbono, amoníaco, ácido sulfhídrico, compuestos ferrosos, etc. De hecho, en las zonas afóticas, donde escasean el oxígeno y la luz, muchos de los organismos presentes son bacterias quimiosintetizadoras. En estos casos, la energía es obtenida de materiales presentes en el ecosistema. Si bien se podría considerar que en estos casos la materia cumple un ciclo, estos ambientes no están aislados de otros, y la energía fluye a través de todos ellos. Los materiales de los que obtienen su energía los quimioautótrofos pueden provenir incluso del interior de nuestro planeta y haberse formado a partir de la energía del Sol. 3. ¿Cuál es la función de los organismos descomponedores en el ciclo de la materia? ¿Qué pasaría si no hubiese descomponedores en un ecosistema? Los organismos descomponedores transforman partes complejas de seres vivos en sustancias más sencillas, o nutrientes. Si no existieran los descomponedores, el ciclo de la materia quedaría incompleto ya que no habría nutrientes disponibles nuevamente en el ecosistema. Página 219. Leer y escribir en ciencias Los ecosistemas del planeta se relacionan entre sí en un nivel superior llamado biosfera, que incluye a todos los ambientes y seres vivos de la Tierra. Las diferentes partes de la biosfera se interrelacionan, por ejemplo, a partir de la energía proveniente del Sol y de los nutrientes transportados por el viento, por las corrientes de agua y por los organismos. Además, este transporte de materiales entre

lugares distantes de la biosfera se ve incrementado por las actividades humanas. • ¿De qué manera vinculan los animales migratorios a los ecosistemas distantes? Las aves que viajan largas distancias de un lugar a otro del planeta, cruzando océanos o grandes porciones de tierra, intercambian materia y energía con ambientes muy distantes entre sí; de esta manera, por ejemplo, se alimentan en un ambiente y depositan sus heces en otro. Esto hace que se extienda el alcance del intercambio de materiales a distintos ecosistemas. Además estas aves pueden servir de alimento (proveer materia y energía) a predadores de ecosistemas lejanos al de origen.

Página 221 1. ¿Describen todos estos materiales un ciclo cerrado? ¿Por qué? ¿Qué consideraciones es necesario hacer? Los materiales cuyos ciclos se muestran en este capítulo son parte de un sistema cerrado. Cuando miramos el planeta entero como un sistema cerrado, la materia en él se conserva, no se crea ni se destruye, se transforma y viaja. 2. ¿En qué se parecen y en qué se diferencian los ciclos del agua, del nitrógeno, del fósforo y del carbono? Hagan una lista con las similitudes y las diferencias que encuentren. Luego, organícenlas en un cuadro comparativo. Se espera que los alumnos realicen un cuadro donde capturen los grandes conceptos de los ciclos biogeoquímicos. Ciclo biogeoquímico

¿Dónde se encuentra en mayor cantidad?

¿Es independiente de los organismos vivos?

Ciclo del agua

Mayormente en los océanos.

Podría desarrollarse en ausencia de organismos vivos.

Ciclo del nitrógeno

Mayormente en la atmósfera como parte del aire.

No podría cumplir su ciclo sin organismos vivos fijadores de nitrógeno.

Ciclo del fósforo

Mayormente en el suelo y en el agua.

No podría cumplir su ciclo sin organismos vivos.

Ciclo del carbono

Mayormente en la No podría cumplir atmósfera como su ciclo sin organisparte del dióxido de mos vivos, como las carbono. plantas.

3. Investiguen qué otros compuestos re-

quieren los seres vivos. ¿Qué tipo de ciclo describen? Producción personal. Otro compuesto muy necesario para los seres vivos es el azufre. El azufre es un elemento que se encuentra formando parte de las proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen en su forma líquida, principalmente, como ion sulfato (SO42-), que, tras ser reducido, se incorpora a sus proteínas en forma sólida. Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a su vez a sus proteínas, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir, el azufre reducido de las proteínas entra en el ciclo del azufre y es oxidado por bacterias a formas que las plantas puedan asimilar y los animales puedan digerir.

Página 222 1. ¿Cuál es el recorrido que hace el carbono en los ecosistemas? Investiguen cómo influye en el ambiente la emisión de compuestos con carbono proveniente de diversas actividades humanas. El carbono se encuentra en la atmósfera como parte del gas dióxido de carbono. Este compuesto es asimilado por los productores, que lo transforman en glucosa a través de la fotosíntesis. Así, el carbono pasa a formar parte de los seres vivos y circula de un nivel trófico al siguiente (consumidores primarios y así sucesivamente). Al mismo tiempo, los organismos liberan a la atmósfera parte del carbono que consumieron mediante la respiración. Los seres vivos descomponedores también respiran pero, además, liberan carbono durante los procesos que llevan a cabo al descomponer los desechos y los restos de otros organismos. Si la descomposición ocurre en zonas en las que no hay oxígeno, como el fondo del océano o los pantanos, esta materia se puede convertir en petróleo, gas natural o carbón. En los últimos 100 años, ha aumentado enormemente la emisión de gas dióxido de carbono al ambiente debido, en su mayor parte, a actividades humanas. Cuando el petróleo se quema, el carbono que lo compone se transforma en gas y pasa a la atmósfera. Otro ejemplo son los medios de transporte (vehículos) que consumen combustible y liberan CO2, y las grandes industrias y fábricas. Este aumento de emisiones tiene fuerte impacto en los ecosistemas porque genera un desequilibrio para sus organismos

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vivos. Cuando la concentración de CO2 aumenta, las plantas crecen menos y, por ende, hacen menos fotosíntesis, lo cual perjudica los niveles de oxígeno atmosférico. Asimismo, también altas concentraciones de CO2 pueden intoxicar a algunas especies animales, causando su muerte.

c. A partir de sus respuestas, escriban un texto que explique la desaparición de las aves rapaces y acuáticas que estudiaba Rachel Carson. Producción personal. Se espera que vinculen la ingesta de DDT con la muerte de las especies de consumidores, debido en parte a la bioacumulación.

2. En grupos, elijan un subsistema terrestre e investiguen las actividades humanas que lo afectan de manera negativa. ¿Cómo podrían minimizarse esos efectos? Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos elijan algún ciclo biogeoquímico e investiguen cómo puede afectar la actividad humana al desenvolvimiento normal de dicho ciclo en un ecosistema.

Páginas 224 y 225. Taller de ciencias ¿Influyen la luz y los nutrientes sobre el crecimiento de las plantas?

Página 222. Conocimientos en práctica En 1962, la científica estadounidense Rachel Carson alertó sobre la desaparición de aves, como las águilas calvas y los halcones peregrinos, en los Estados Unidos. Además, observó que había una correlación entre este problema y el uso del insecticida DDT, que se empleaba con asiduidad para controlar plagas de insectos. Este producto llegaba a las corrientes de agua y se bioacumulaba en los organismos que allí vivían, lo que provocaba que todos los predadores que se alimentaban de ellos acumularan esta sustancia tóxica en niveles cada vez más altos. aves

peces pequeños agua zooplancton

Aumento de la concentración de contaminantes a lo largo de la cadena trófica

roca fitoplancton

a. ¿Qué especies son las más numerosas en este ambiente descripto y graficado? Según lo graficado, las especies más numerosas corresponden al fitoplancton. b. ¿Qué sucede con la concentración de contaminantes a lo largo de la red trófica? A lo largo de la red trófica, se produce una bioacumulación, es decir, los contaminantes pasan a un estado de mayor concentración a medida que se sube en niveles de la red.

En este taller se propone trabajar experimentalmente la influencia de distintos factores en el crecimiento de las plantas. Se comparará la germinación y el crecimiento de plantas de alfalfa o de soja en ausencia o presencia de luz, y en ausencia o presencia de fertilizante en distintas concentraciones. Según la hipótesis del taller, para que se mantenga el nivel trófico de los productores, se requiere luz y nutrientes en el suelo; se espera que en los recipientes expuestos a la luz haya más plantas crecidas, así como también se espera que las plantas respondan positivamente a la concentración de fertilizante. Se sugiere que el experimento lo comiencen a hacer antes de terminar de trabajar con el capítulo, de modo que el análisis de los resultados forme parte de las actividades de revisión e integración de los contenidos.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿Para qué se preparan las bandejas 1 y 4? ¿Qué información aportan? Son bandejas que sirven como “control” o referencia. La bandeja 1 muestra cómo es el crecimiento con luz sin agregado de fertilizante, y la bandeja 4 muestra cómo es el crecimiento sin luz y sin fertilizante. 2. ¿Por qué crecieron plantas sin el agregado de fertilizante? ¿De dónde obtienen los nutrientes las plantas en la naturaleza? Las plantas obtuvieron los nutrientes que naturalmente posee la tierra en la que se plantaron las semillas. 3. ¿Qué piensan que hubiese pasado si en lugar de con tul los recipientes se hubiesen tapado herméticamente? ¿Por qué? Las plantas se habrían muerto por no tener acceso al oxígeno; necesitan respirar.

4. ¿Por qué fue necesario regar periódicamente las bandejas? ¿Para qué utilizan el agua las plantas? ¿Cómo influyó el agua en la fertilización? El agua es imprescindible para el proceso de fotosíntesis, para la absorción de nutrientes desde la tierra y para el transporte interno de sustancias. En todos los casos, el agua actuó favoreciendo la fertilización. 5. ¿Se comprobaron las hipótesis de trabajo? Producción personal. Depende de los resultados de cada alumno. En caso de no haberse comprobado, pueden analizar las fuentes de error y proponer hipótesis. 6. ¿Cómo podrían poner a prueba estas hipótesis en otro nivel trófico del ecosistema? Diseñen una experiencia que les permita comprobarlas. Producción personal. Se les puede sugerir a los alumnos que piensen en animales fáciles de adquirir; una vez elegida la especie, deberán pensar cuáles son los factores que influyen en su crecimiento y desarrollo, y cómo podrían medir esos factores. Páginas 226 y 227. Actividades de repaso Estudio de caso Las lentejas de agua constituyen una fuente de alimentación para aves, peces y otros animales. 1. ¿Cuáles son los consumidores y los productores en este caso? En este caso, los productores son las lentejas de agua, y el resto de los organismos mencionados son los consumidores.

2. ¿Cómo se recicla la materia en el ecosistema de la laguna Argüello? Las lentejas y otros productores elaboran materiales a partir de agua y dióxido de carbono (y de otros compuestos inorgánicos). Estos materiales son consumidos por los consumidores. Mediante los procesos de fotosíntesis y respiración, se reciclan parte del agua, del oxígeno y del dióxido de carbono del ambiente. Al morir o perder partes, tanto consumidores como productores son degradados a compuestos más simples por los descomponedores que estén presentes en la laguna. Estos nutrientes quedan disponibles para que otros seres vivos puedan utilizarlos.

3. A lo largo de la cadena trófica la materia circula hasta volver al ambiente y así cerrar el ciclo. Describan el ciclo del carbono usando como ejemplo el ecosistema de la laguna Argüello. El dióxido de carbono atmosférico es tomado por las lentejas de agua y otros fotosintetizadores, los cuales fijan el carbono al incorporarlo a azúcares y otros compuestos orgánicos. Los consumidores se alimentan de los productores y, tanto unos como otros, oxidan compuestos carbonados y liberan dióxido de carbono que vuelve a la atmósfera. Por otra parte, al morir, los compuestos carbonados también son aprovechados por los descomponedores, los cuales, en sus procesos de respiración y fermentación, también liberan dióxido de carbono al ambiente. 4. Hace algunos años, vecinos de la laguna Argüello reportaron contaminación con metales pesados debido a efluentes vertidos por la empresa. a. ¿Cómo afectará esto al ecosistema? Estos metales afectan la salud de todo el ecosistema, ya que, debido al ciclo de los materiales, pueden ser incorporados por los seres vivos. b. ¿Cómo se conoce la ingesta de materiales tóxicos en una cadena trófica? Se conoce como bioacumulación. c. ¿Cómo se podrían eliminar estos componentes tóxicos? Estos componentes deberían ser eliminados mediante procesos de depuración (que pueden incluir el uso de lentejas de agua), antes de ser vertidos a la laguna. 5. En los ambientes aeroterrestres, el resultado final de proceso de transformación de los residuos orgánicos (sustancias vegetales y animales) es la formación del humus. ¿Qué organismos son los encargados de descomponer la materia orgánica? Investiguen en internet cómo se hace humus a partir de los desechos domiciliarios. Son los seres vivos detritívoros (como lombrices y bichos bolita) y los descomponedores (como hongos y bacterias) los que transforman residuos orgánicos en humus. El resto de la pregunta es de respuesta personal. 6. Completen los rótulos en el diagrama y respondan las preguntas.

sOluciOnariO • Huellas 1 • ciencias naturales

8. Lean el siguiente fragmento de un artículo periodístico y luego resuelvan las consignas. La NASA descubre un bosque bajo el hielo del Ártico

consumidor 3.º

consumidor 1.º consumidor 2.º

productor

descomponedores

a. ¿Qué criterio se tiene en cuenta para clasificar los seres vivos en niveles tróficos? Se tiene en cuenta de quién se alimenta (si se trata de un productor, de un consumidor primario, etcétera). b. ¿Qué características comparten los organismos que permiten agruparlos en cada nivel? El tipo de alimentación. Es decir, si son productores, si consumen productores, si consumen otros consumidores o si son consumidores de materia muerta. 7. Respondan las siguientes preguntas. a. ¿Cómo influyen los factores del ambiente

como el clima, el relieve y el suelo, en los seres vivos que habitan un ecosistema? La disponibilidad de agua, de luz, de nutrientes en el suelo, la frecuencia de las precipitaciones determinan la presencia de productores, quienes, a su vez, condicionan la presencia y diversidad de consumidores. Los ecosistemas con gran disponibilidad de recursos, como la selva, son los más biodiversos. b. ¿Podrían vivir los consumidores de tercer orden si no hubiese plantas? ¿Por qué? No podrían vivir, ya que los consumidores terciarios se alimentan de secundarios, los secundarios de primarios y los primarios se alimentan de productores; por este motivo, los consumidores terciarios también dependen de los productores. c. ¿Qué función cumplen en un ecosistema los microorganismos, como hongos y bacterias, que viven en el suelo? Tienen la función de reciclar la materia a través de la descomposición de restos y desechos, y convertirlos en nutrientes que pueden ser tomados por los productores; de este modo, se establece el ciclo de la materia dentro de las redes tróficas.

Científicos patrocinados por la NASA hicieron un inesperado descubrimiento en las aguas del océano Ártico. La expedición perforó casi un metro de una gruesa capa de hielo para encontrar aguas muy ricas en plantas marinas microscópicas esenciales para toda la vida marina. […] El hallazgo revela una nueva consecuencia del calentamiento climático y proporciona una importante clave para comprender los impactos del cambio climático y el medio ambiente en el océano Ártico y su ecología. […] Las plantas microscópicas, llamadas fitoplancton, son la base de la cadena alimentaria marina. Se cree que el fitoplancton crece en el océano Ártico solo después de que el hielo del mar se ha retirado para el verano. Los científicos ahora creen que el adelgazamiento del hielo ártico está permitiendo que la luz del sol llegue a las aguas bajo el hielo del mar, catalizando las flores de plantas que nunca habían sido observadas. […] Como el fitoplancton, a su vez, consume grandes cantidades de dióxido de carbono, los científicos tendrán que evaluar, más adelante, cuánto CO2 está entrando en el océano Ártico si resulta que estas plantas llegan a ser comunes bajo el hielo. “En este momento no sabemos si estas floraciones acaban de empezar a producirse o si es que no las hemos observado antes”, señala Arrigo, quien cree que si el hielo sigue adelgazando, al final se convertirá en un bosque sobre el mar. La Nación, 9 de junio de 2012.

a. Analicen el texto. ¿Se trata de un caso de contaminación ambiental? Fundamenten su respuesta. Se trata de una consecuencia secundaria de un evento que responde a la contaminación ambiental —el calentamiento global, causado fundamentalmente por el aumento en la emisión de dióxido de carbono a través de la combustión— y representa un cambio en el ecosistema que puede resultar irreversible. b. ¿Qué ciclos biogeoquímicos están más afectados con la situación que se describe? Uno de los ciclos que se ve afectado es el ciclo del agua, puesto que el calentamiento global está produciendo que cada vez haya menos agua en estado sólido y pase al estado líquido. El ciclo del carbono sería uno de los afectados también, ya que al aumentar la cantidad de organismos productores, habría más ingreso del carbono a las redes tróficas. c. ¿Podría este fenómeno modificar las redes tróficas del Ártico? ¿Por qué? Sí, podría modificar las redes tróficas, ya que un aumento de productores genera, luego de

un tiempo, un aumento en la población de individuos de los siguientes niveles tróficos. d. ¿Por qué se compara este descubrimiento con “un bosque sobre el mar”? Los desiertos tienen muy poca biodiversidad, debido a ciertas condiciones ambientales, en este caso, las bajas temperaturas y la poca disponibilidad de luz. Un bosque, en contraste, tiene una gran biodiversidad, con dos estratos de vegetación. Cuando en el texto se habla de un “bosque sobre el mar”, se refiere a que, si este fenómeno continúa, se producirá un aumento muy grande en la biodiversidad.

9. En el capítulo 9 vieron que los organismos

se pueden considerar sistemas abiertos. a. ¿Qué características tiene un sistema? ¿Por qué se dice que es abierto? Es una porción del universo que se considera para estudiar. Es abierto porque está intercambiando materia y energía con otros sistemas. b. ¿Por qué los ecosistemas son sistemas abiertos? En cuanto a la energía, está en continuo fluir, porque ingresa a través de la transformación de energía solar en química por parte de los productores. c. ¿En qué se parece un ecosistema a un organismo? Tengan en cuenta las funciones que realizan los seres vivos. Intercambian materia y energía, tienen la capacidad de regularse (lo que sería la homeostasis para los organismos).

10. Los seres vivos pueden clasificarse, según de dónde provienen, en nativos o autóctonos, si son originarios de una zona, o exóticos, cuando viven en un determinado lugar, pero son nativos de otro ecosistema. a. Hagan una lista con, por los menos, 15 seres vivos que habiten el ambiente donde está la ciudad en la que viven ustedes. Producción personal y relativa a cada lugar de residencia. Es importante señalarles a los alumnos que, en principio, no tengan en cuenta a los animales domésticos y que luego los incluyan, pensando e investigando si son autóctonos o exóticos. b. Clasifíquenlos primero en autóctonos y exóticos y, luego, según el nivel trófico al que pertenezcan. Producción personal. La respuesta varía de acuerdo con los seres vivos que hayan elegido. c. Armen redes tróficas con los organismos nativos.

De desarrollo personal, de acuerdo con los seres vivos que hayan elegido. d. Ahora, incorporen los seres vivos exóticos a la red trófica anterior. Respuesta de elaboración propia. e. Finalmente, redacten un breve texto en el que expliquen cómo pudo haber modificado al ecosistema original la aparición de cada especie exótica. Respuesta de elaboración propia.

Aire Agua Bosques Sabanas

Factores abióticos

Bióticos

Se recicla

Costas y riberas Mares Ríos y lagos

ENERGÍA

Pirámides

Capítulo 13. El organismo humano Página 229. Estudio de caso Luego de leer la publicación “Menos Chagas, más corazones sanos”, respondan. 1. ¿Cuál es el agente causal de la enfermedad de Chagas? ¿Y el vector? El agente que causa el Chagas es el Tripanosoma cruzi. El vector es la vinchuca.

2. ¿Qué síntomas provoca la enfermedad? ¿Qué órganos están afectados? ¿Por dónde circula el Tripanosoma cruzi en el cuerpo humano? De acuerdo con la publicación, esta enfermedad provoca alteraciones en el intestino grueso, el esófago y en el corazón, principalmente. Los síntomas más frecuentes son dificultad para ingerir y constipación. El tripanosoma circula a través del sistema circulatorio, en la sangre. 3. ¿Qué consecuencias trae esta enfermedad en la salud humana? Además de las alteraciones gástricas mencionadas, el agrandamiento del corazón puede provocar afecciones cardíacas que, finalmente, pueden llevar a otras complicaciones e incluso a la muerte.

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Página 231 1. Ordenen las siguientes estructuras de la menos compleja a la más compleja: glóbulo rojo, sistema excretor, riñón, tejido muscular. Orden correcto de menor a mayor complejidad: 1. Glóbulo rojo. 2. Tejido muscular. 3. Riñón. 4. Sistema excretor. 2. Indiquen qué sistema o grupo de sistemas permiten realizar las siguientes acciones. a. Tomar oxígeno del aire. El sistema respiratorio. b. Aprovechar los nutrientes de los alimentos. Sistema digestivo. c. Eliminar las sustancias de desecho. Sistema excretor. d. Distribuir el oxígeno dentro de nuestro cuerpo. Sistema circulatorio. e. Evitar enfermedades. Sistema inmunológico. f. Originar descendientes. Sistema reproductor. 3. Ingresen a la siguiente página del sitio Salón hogar: http://goo.gl/1sOG3. Allí, podrán observar animaciones de los distintos sistemas de órganos que tiene nuestro cuerpo. ¿Qué función cumple cada uno de ellos? Producción personal. Allí se muestran los órganos de los sistemas circulatorio, respiratorio, osteoartromuscular, nervioso, digestivo, urinario y reproductivo. Se espera que los alumnos describan las principales funciones de cada uno. Página 233 1. Identifiquen en su cuerpo: a. Dos articulaciones móviles.

I. Articulación entre hueso húmero y cúbito/ radio a nivel del codo. II. Articulación entre el fémur y el peroné/tibia en la rodilla. b. Una articulación semimóvil. Las vértebras de la columna son articulaciones semimóviles. c. Una articulación inmóvil. Los huesos de la cara y del cráneo constituyen ejemplos de articulaciones inmóviles.

2. Una persona está corriendo. Como resultado, el corazón late más fuerte.

a. Expliquen qué acción es involuntaria y cuál es voluntaria. La acción de correr, es decir, de mover los músculos de las piernas y los brazos para desplazarnos a cierta velocidad, es voluntaria. El latido del corazón que se produce es involuntario ya que late sin que nosotros lo indiquemos desde nuestro cerebro. b. ¿Cómo se mueven los huesos de las piernas para que la persona pueda correr? Los músculos son órganos que pueden contraerse y estirarse. Están unidos a los huesos a través de estructuras fibrosas llamadas tendones. Cuando un músculo se contrae, el tendón tira del hueso y se produce el movimiento. Cuando esto pasa, hay otro músculo que se relaja ubicado del otro lado del hueso. La capacidad de mover partes del cuerpo requiere la acción de dos músculos antagónicos, uno se contrae al tiempo que el otro se estira. 3. Accedan al video disponible en el sitio: https://goo.gl/lMn5uG, y realicen un esquema que explique el funcionamiento de la rodilla. Producción personal. Se espera que los alumnos miren el video y traten de explicar con sus palabras cómo funciona la rodilla, con algún dibujo donde ubiquen todos los elementos que permiten el movimiento de esta. Página 235 1. ¿A qué sistema de control y relación corresponden las siguientes afirmaciones? a. Su acción es veloz. Sistema nervioso. b. Está formado por neuronas. Sistema nervioso. c. La información se transmite por medio de hormonas. Sistema endocrino. d. La información se transmite a lo largo de nervios. Sistema nervioso periférico. Página 239 1. ¿Qué órganos del sistema digestivo conforman el tubo digestivo y cuáles no? El tubo digestivo está compuesto por la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso, el recto y el ano. No componen el tubo digestivo las glándulas salivales, el páncreas y el hígado. 2. ¿Cuál es la función de los jugos del sistema digestivo? ¿Qué órganos los producen? La saliva degrada algunos azúcares complejos, como el almidón. Los jugos gástricos produci-

dos por el estómago transforman las proteínas en sustancias más sencillas. La bilis, que produce el hígado, ayuda a digerir los lípidos. El intestino delgado produce jugos intestinales y el páncreas, jugo pancreático. Estos jugos también facilitan la degradación de los alimentos en nutrientes.

Se espera que marquen el recorrido que va desde la boca hasta el estómago. c. ¿Qué esperarían observar dentro de la bolsa luego de 24 horas en el estómago del animal? Luego de 24 horas debería verse una transformación en el alimento, que indique que se está degradando.

3. ¿Qué cambios se producen en los alimentos durante la digestión mecánica? ¿Y durante la química? ¿Qué ventaja tiene que la pared del intestino sea plegada? La digestión mecánica es el conjunto de movimientos que produce la ruptura de los alimentos en fragmentos cada vez más pequeños. Esto ocurre en la boca, por la acción de los dientes y las muelas, y en el estómago y el intestino delgado, por los movimientos peristálticos de los músculos que forman estos órganos. Durante la digestión química, actúan la saliva, el jugo gástrico, el jugo intestinal, el jugo pancreático y la bilis, que contienen sustancias llamadas enzimas; estas permiten transformar el alimento triturado previamente en materiales más simples, como los nutrientes. La pared del intestino a donde llegan los nutrientes es rugosa (no lisa), lo cual presenta la ventaja de tener mayor superficie de absorción de nutrientes que si fuese lisa. Esta pared es plegada y cada pliegue se llama vellosidad.

Página 241

Página 239. Conocimientos en práctica Al naturalista italiano Lazzaro Spallanzani (1726-1799) le interesaba particularmente la digestión de los alimentos. Una de sus experiencias más famosas consistió en hacerle tragar a un animal una bolsa atada a un hilo que llegaba hasta su estómago. La bolsa estaba llena de carne y tenía varios agujeros pequeños que permitían que entraran los jugos gástricos, pero no que saliera la carne. Spallanzani dejó un tiempo la bolsa dentro del animal, luego tiró del hilo y la recuperó. a. ¿Qué pregunta creen que trataba de responder Spallanzani con esta experiencia? Se espera que deduzcan que lo que quería responder Spallanzani era si existían sustancias capaces de degradar el alimento además de la digestión mecánica (dentro de la bolsa, la acción mecánica de la digestión no tendría un gran efecto, pero las enzimas podrían entrar). b. ¿Cuál fue el recorrido de la bolsa con alimento? Márquenlo sobre la ilustración.

1. ¿En qué parte del sistema respiratorio ocurre el intercambio gaseoso con el aire? ¿Qué gas es el que ingresa al organismo y qué gas es el que sale? El intercambio gaseoso ocurre en los alvéolos pulmonares, que están en contacto con capilares sanguíneos. El gas que ingresa a la sangre, y a través de ella a todo el organismo, es el oxígeno; el que sale es el dióxido de carbono. 2. ¿Cuál es la diferencia entre respiración y ventilación? Cuando corremos, inhalamos y exhalamos con mayor frecuencia. ¿Por qué creen que sucede eso? La respiración hace referencia al proceso de soxidación de la glucosa con oxígeno, con la liberación de energía química. Esto ocurre a nivel celular. La ventilación, a diferencia de la respiración, es el proceso de la entrada y salida de aire del cuerpo. Cuando corremos, el cuerpo requiere más energía, la cual se obtiene a partir de la respiración celular en los músculos; para que esto suceda con más frecuencia, debe entrar más oxígeno. Por ello, inhalamos con mayor frecuencia y exhalamos también con mayor frecuencia, ya que se produce dióxido de carbono al mismo ritmo que se consume oxígeno. Página 241. Leer y escribir en ciencias Cuando una persona tiene un ataque de asma, sus bronquios se inflaman y se estrechan, lo que provoca dificultades para respirar. Como consecuencia, la cantidad de oxígeno que ingresa a los pulmones es menor, y la persona siente que se ahoga. • ¿Qué sucede con la energía de las células en estos casos? Cuando ingresa menor cantidad de oxígeno, por diversas causas, como puede ser el asma, la persona tiene menos oxígeno disponible para la respiración celular; por eso, en las células disminuye la obtención de energía a partir de los alimentos.

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Página 243 1. ¿Cómo llegó William Harvey a su conclusión respecto del sentido del movimiento de la sangre en las arterias y en las venas? Harvey trabajó con un animal vivo al que le bloqueó una arteria y luego, una vena. En ambos casos observó la circulación. Cuando bloqueó la arteria, la sangre se acumuló entre el corazón y el punto bloqueado, mientras que cuando bloqueó la vena, el vaso se hinchó por la sangre acumulada del otro lado del punto bloqueado. Así dedujo que la sangre circula con una única dirección: desde el corazón hacia el resto del cuerpo a través de las arterias, y desde los tejidos al corazón a través de las venas. 2. ¿Dónde se oxigena la sangre y dónde se carga de dióxido de carbono? ¿Podría la sangre ir de los pulmones al resto del cuerpo sin pasar por el corazón? La sangre toma oxígeno en los pulmones y lleva la sangre al corazón, desde donde se distribuye a todo el cuerpo. Desde allí, recoge el dióxido de carbono (desecho de todos los tejidos) y se transporta hacia el corazón y luego a los pulmones, donde se elimina. La sangre no puede dejar de pasar por el corazón, ya que en el corazón se produce el movimiento de bombeo necesario para que sea llevada a cada rincón del cuerpo y vuelva cargada de dióxido de carbono sin mezclarse. Página 245 1. Decidan si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Justifiquen su respuesta en cada caso. a. El único líquido que produce el cuerpo humano para liberar sustancias de desecho es la orina. FALSO. Los desechos también se eliminan a través del sudor, de las lágrimas y del sistema respiratorio (el dióxido de carbono). b. Las sustancias de desecho son transportadas por la sangre hacia el exterior. VERDADERO. Se puede considerar también falsa si se considera que la sangre las transporta a los órganos excretores, y estos al exterior. c. La orina contiene nutrientes, como glucosa, que la sangre no puede retener. FALSO. La orina es una mezcla de agua y todos los desechos que el sistema urinario filtra de la sangre.

2. ¿Cómo llegan los desechos a los distintos órganos que participan de la excreción? Todos los desechos llegan a los pulmones, piel y sistema urinario a través de la sangre. 3. ¿En qué consiste el tratamiento de diálisis? ¿La función de qué órgano es reemplazada o complementada en este tratamiento? Existen enfermedades que impiden el buen funcionamiento de los riñones. Una persona con un riñón sano puede vivir sin problemas si lleva una dieta adecuada. Pero si ambos riñones fallan, es necesario recurrir al tratamiento de diálisis en el cual una máquina filtra toda la sangre del cuerpo. Los pacientes en diálisis deben filtrar su sangre durante algunas horas, varias veces por semana. La máquina de diálisis reemplaza la función del riñón que no funciona. Páginas 246 y 247. Taller de ciencias. Experimentar con los sistemas nervioso y circulatorio Este taller propone realizar dos experiencias sencillas en las que se pone de manifiesto el funcionamiento de algunos sistemas del organismo. En la primera parte, se trabaja con el sistema nervioso, a través de una actividad en la que se mide el tiempo de reacción. Un alumno deberá dejar caer una regla y el otro deberá tomarla lo más rápido que pueda. Según la hipótesis del taller, existe una relación entre la distancia que recorre la regla al caer y el tiempo que tarda una persona en sostenerla para impedir su caída. Se espera que cuanto más rápidamente tome la regla la persona, menos distancia recorra la regla y menor sea el tiempo de reacción. En la segunda parte, se trabaja con el sistema circulatorio. Se comparará el retorno venoso en una condición a favor de la gravedad y en una situación en contra de esta. La hipótesis de esta parte indica que la postura cambiará el retorno venoso; se espera que si el recorrido queda a favor de la gravedad, el retorno sea más rápido.

Actividades del Taller de ciencias. 1. ¿Qué estímulos recibe el integrante del equipo que debe tomar la regla? ¿Cómo son captados y procesados? ¿Qué partes de su cuerpo reciben la señal para efectuar la respuesta? Recibe estímulos visuales, quizás auditivos (si su compañero le dijo “ya”). Son captados por

los órganos del sentido de la vista y del oído, son procesados en el sistema nervioso central, quien manda la orden al sistema osteoartromuscular.

2. ¿Consideran que hay alguna diferencia en el regreso venoso cuando una persona está parada, sentada o acostada? ¿Qué sucede si una persona está haciendo la vertical? Así como en la experiencia se pudo notar una diferencia en el color —el brazo que estaba a favor de la gravedad quedó menos colorido, ya que la sangre retornó más fácilmente al corazón—, en las distintas posiciones, el retorno venoso es diferente. Cuando una persona está acostada, todo su cuerpo está al mismo nivel, por lo que el retorno venoso es más sencillo. Cuando una persona está haciendo la vertical, el retorno venoso del tronco y la cabeza queda en contra de la gravedad; la sangre retorna más lentamente, y por eso la persona se pone “colorada”. 3. Diseñen otro experimento para medir el tiempo de reacción. Piensen cuál o cuáles serían los estímulos y cuál debería ser la respuesta. Pruébenlo con un compañero. De desarrollo personal. Sería interesante señalarles que deben pensar en algo sencillo de medir. 4. Diseñen un nuevo experimento que permita poner en evidencia el fenómeno de retorno venoso. Piensen cuál debería ser el resultado. Luego compruébenlo. Producción personal. Páginas 248 y 249. Actividades de repaso Estudio de caso 1. La enfermedad de Chagas produce comúnmente efectos adicionales a los pacientes que la portan, como desmayos, mareos, palpitaciones, fatiga, dificultades para tragar la comida, entre otros síntomas. • ¿A qué sistemas y órganos están asociados estos síntomas? Estos síntomas están asociados a los sistemas circulatorio y digestivo. 2. Otro de los efectos de esta enfermedad es una condición conocida como hepatosplenomegalia, que consiste en el agrandamiento del hígado y de otro órgano, denominado bazo.

• Investiguen en internet cuáles son las consecuencias de esta condición y a qué sistemas afectan. Producción personal. Esta condición afecta al sistema digestivo y al circulatorio. Como consecuencia, el hígado puede funcionar mal. La piel puede ponerse amarilla y puede haber hemorragias nasales.

3. Cuando un médico sospecha que un paciente puede tener Chagas, indica los siguientes estudios. Expliquen por qué creen que se indica cada uno de ellos. a. Hemocultivo (cultivo de las células que pueda haber en la sangre). Para determinar la presencia del tripanosoma vivo en la sangre. b. Radiografía de tórax. Para observar si existe agrandamiento del corazón y de otros órganos. c. Ecocardiografía (diagnóstico por imágenes del corazón, utilizando ultrasonidos). Para verificar el tamaño del corazón y su funcionamiento. d. Electrocardiograma (examina la actividad eléctrica del corazón). Si el corazón está agrandado, su funcionamiento se altera; esto se puede revelar en un electrocardiograma. e. Frotis de sangre (en el que se analiza la sangre en el microscopio). Para verificar si hay rastros de la presencia del tripanosoma. 4. Los bancos de sangre consultan a sus donantes si son portadores de esta enfermedad y además analizan la sangre donada antes de transfundirla a otro paciente. ¿Por qué creen que se toman estas medidas? Esta medida se toma para evitar el contagio mediante transfusiones de sangre. 5. ¿Qué sistemas permiten que realicemos las siguientes acciones? Puede ser más de uno. Expliquen de qué manera participan dichos sistemas. ¿Algún sistema está presente en todos los casos? ¿Cuál? ¿Por qué? a. Leer un libro. Sistema nervioso. b. Jugar al fútbol. Sistema nervioso, sistema arteomuscular, sistema respiratorio, sistema circulatorio. c. Saborear un helado. Sistema nervioso, sistema digestivo. d. Sentir el aroma de un perfume. Sistema nervioso.

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En todas las acciones está involucrado el sistema nervioso.

actúan como puertas que impiden que la sangre retroceda.

6. Indiquen cuáles son las diferencias entre: a. Una célula y un tejido.

7. ¿En qué órganos ocurren los siguientes procesos? a. Hematosis. En los alvéolos pulmonares. b. Formación de la orina. En el riñón. c. Absorción de los nutrientes. Intestino delgado. d. Producción y liberación de hormonas. En las glándulas. e. Eliminación de sustancias tóxicas. Piel, pulmones y riñón. f. Degradación de los alimentos. Boca, faringe, esófago y estómago.

La diferencia entre una célula y un tejido es el nivel de organización. Mientras que una célula es la menor unidad funcional de un organismo vivo, un tejido es un conjunto de células del mismo tipo que poseen una función determinada. b. La egestión y la excreción. La excreción es el proceso por el cual se eliminan de los desechos que se producen debido a la actividad de las células de todo el cuerpo, y que son transportados por la sangre. La egestión es el proceso por el cual las sustancias que no son absorbidas en el intestino delgado siguen su paso por el tubo digestivo y salen por el ano. Las sustancias que salen por egestión nunca ingresaron a la sangre. c. El control nervioso y el control endocrino. El sistema nervioso percibe y procesa la información muy rápidamente, y elabora las respuestas que determinan nuestro comportamiento, nuestros pensamientos y nuestros sentimientos. El control endocrino, en cambio, elabora respuestas a partir de estímulos, pero actúa de manera más lenta. Regula procesos que pueden durar días, meses e incluso años, como el crecimiento. Mientras el sistema nervioso está formado por neuronas, el sistema endocrino está formado por glándulas. En el sistema nervioso, la comunicación se da por impulsos eléctricos, mientras que en el sistema endocrino se da mediante hormonas que viajan en la sangre. d. Los músculos voluntarios y los involuntarios. Los músculos voluntarios son aquellos que movemos siendo conscientes de ello, mientras que los músculos involuntarios son aquellos que se mueven sin que tengamos consciencia de ello, de forma autónoma. e. La circulación mayor y la circulación menor. La circulación mayor es el circuito por el cual se conecta el corazón con todos los órganos y tejidos del cuerpo, mientras que la circulación menor es el circuito por el cual se conectan el corazón y los pulmones. f. Las arterias y las venas. Las arterias transportan la sangre que sale del corazón, y tienen paredes musculares gruesas y elásticas, capaces de contraerse y de relajarse. Las venas llevan la sangre hacia el corazón, y tienen paredes más delgadas y extensibles. Las venas tienen válvulas que

8. Decidan si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, y justifiquen su elección. a. Todas las articulaciones permiten que los huesos se desplacen. FALSO. Existen articulaciones que conectan huesos que no se desplazan, como los huesos de la cara y del cráneo. b. El sistema respiratorio interviene en la excreción. VERDADERO. El sistema respiratorio interviene en la excreción de dióxido de carbono. c. Todas las sustancias presentes en los alimentos son absorbidas. FALSO. Lo que no es absorbido por el intestino delgado pasa al intestino grueso y se forma allí la materia fecal, que es eliminada a través del ano. d. El esófago participa en la digestión de los alimentos. VERDADERO. Contribuye con la digestión mecánica. e. El sabor de la comida es captado por receptores presentes en la piel. FALSO. Es captado por receptores de la lengua. f. El oxígeno entra en el cuerpo a través de la piel y llega a todas las células. FALSO. El oxígeno ingresa al cuerpo a través de los pulmones. 9. Completen los siguientes textos.

locomotor El sistema

es el que le aporta soporte y movimiento a nuestro cuerpo. Los huesos son órganos rígidos que confor esqueleto man el , y nos aportan rigidez y sostén, y se unen por medio de articulaciones . Los músculos son órganos capaces de contraerse y estirarse , y se unen a los huesos a través de tendones los .

Los sistemas

nervioso endocrino y

se de regular y controlar el funcionamiento nervioso de todos los sistemas. El sistema está dividido en dos: el sistema nervioso central nervioso y el sistema periférico . Está formado por un tipo de células llamadas neuronas endocrino . El sistema glándulas está formado por órganos llamados , que producen sustancias que liberan a la sangre, hormonas llamadas . ocupan

10. Les proponemos algunas preguntas en las que tendrán que resolver incógnitas con la información de este capítulo. a. Habrán notado que si toman mucha cantidad de líquido, orinan con más frecuencia. ¿Por qué creen que ocurre esto? Ese fenómeno ocurre porque, al ingresar mayor cantidad de agua, el riñón actúa filtrando las sustancias de desecho y el agua “residual” queda almacenada en la vejiga; esto produce una sensación de hinchazón y ganas de ir al baño, donde eliminamos ese exceso de agua. b. El 70% del aire está formado por el gas nitrógeno, que no utilizamos. ¿Qué creen que sucede con el nitrógeno en los alvéolos pulmonares? ¿Cuál será la cantidad de nitrógeno en la inhalación y en la exhalación? El N2 atmosférico que compone el aire en un 70% es un gas completamente inerte, de modo que lo inhalamos y exhalamos en la misma proporción, es decir que la concentración de N2 en los alvéolos es la misma cuando en estos hay mayor proporción de oxígeno que cuando están cargados con dióxido de carbono. c. Alrededor de 200 litros de sangre son filtrados desde el glomérulo hacia el interior de la cápsula de Bowman en los nefrones para formar la orina. ¿Por qué eliminamos solo un litro y medio de orina por día? ¿Qué sucede con el agua? El agua que fue filtrada por el glomérulo y que ya no posee desechos vuelve al torrente sanguíneo y es distribuida al resto del cuerpo; por eso, eliminamos menos agua de la que el glomérulo es capaz de filtrar. 11. Expliquen a qué nivel de organización pertenecen las siguientes partes del cuerpo. Riñón: órgano. Piel: tejido. Sistema urinario: conjunto de órganos. Adipocito: célula. Fémur: órgano. Tejido óseo: tejido. Pulmón: órgano. Glóbulo rojo: célula.

12. Lean el texto que está a continuación y resuelvan las consignas. a. Identifiquen en el relato acciones que involucren el funcionamiento de los siguientes sistemas. Camila y Martín corrieron una carrera para definir quién pagaba el helado. Martín llegó último, se molestó tanto por eso que las mejillas se le pusieron rojas de furia. Pero como sabía cumplir una apuesta, la invitó a Camila con el helado. En la heladería leyeron la lista de sabores. De solo imaginarse el helado se les hacía agua la boca. Pronto estaban los dos saboreando sus ricos

helados hechos con alimentos muy nutritivos. Después de una hora ya tenían toda la energía para seguir corriendo carreras. Camila lo propuso pero Martín le dijo que lo esperara, porque se moría de ganas de hacer pis. Cuando finalmente corrieron la segunda carrera para ver quién usaba la compu primero, Cami se tropezó y se lastimó la rodilla. Era común que esto le pasara, pero no se preocupó, siempre cicatrizaba muy rápido.

• Nervioso. “leyeron la lista de sabores”, “se les hacía agua la boca”. • Osteoartromuscular. “finalmente corrieron la segunda carrera”, “Cami se tropezó y se lastimó la rodilla”. • Circulatorio. “finalmente corrieron la segunda carrera”, “estaban los dos saboreando sus ricos helados”, “siempre cicatrizaba muy rápido”. • Digestivo. “estaban los dos saboreando sus ricos helados”. • Respiratorio. “finalmente corrieron la segunda carrera”. • Excretor. “se moría de ganas de hacer pis”. b. Expliquen cómo interviene cada sistema en cada caso. ¿Hay casos en los que intervenga más de uno? En todos los casos participan el sistema nervioso, el circulatorio y el respiratorio. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos expliquen con sus palabras a qué nivel interviene cada sistema en cada caso del texto.

De nutrición

De defensa Sistema endocrino

Sistema reproductor

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Capítulo 14. La reproducción y el desarrollo humanos Página 251. Estudio de caso Luego de leer la publicación acerca de las células de cordón umbilical, respondan las preguntas.

1. ¿De qué órgano se obtienen estas células? ¿Qué tipos de células pueden generar? Estas células se obtienen del cordón umbilical y de la placenta. Pueden generar los tipos de células de la sangre. 2. El cordón umbilical permite conectar al embrión con su madre. ¿Por qué les parece que esto es importante? ¿Qué les parece que transporta el cordón umbilical? Producción personal. Se espera que respondan que transporta nutrientes de la madre al feto, y desechos del feto a la madre. 3. Al momento del nacimiento, el médico corta el cordón umbilical. ¿Qué evidencia queda de la existencia de dicho cordón en el cuerpo? Se espera que respondan que la evidencia de esto es el ombligo. Página 253 1. ¿Qué pensaba Aristóteles sobre la reproducción humana? Aristóteles sostenía que los distintos órganos y estructuras del cuerpo humano en desarrollo se formaban de manera progresiva a partir de la materia sin vida. Así, describió el desarrollo en los huevos de distintas aves, y en todas observó que gradualmente iban apareciendo estructuras: primero el corazón, luego los vasos sanguíneos, los ojos, el contorno del cuerpo, etc. Esto mismo lo aplicaba a los humanos. Creía que los hombres aportaban el “espíritu” del nuevo ser y las mujeres, la materia. 2. ¿En qué consistía el debate entre animalculistas y ovistas? Ambos grupos eran preformistas. Los animaculistas sostenían que el nuevo ser estaba totalmente preformado (en una versión microscópica) dentro de los espermatozoides o animáculos. Los ovistas sostenían que el nuevo ser u homunculus se encontraba dentro del óvulo.

3. ¿Por qué se dice que la reproducción en los seres humanos es sexual? Los seres humanos tienen reproducción sexual porque, para que se produzca, es necesario el aporte de células sexuales masculinas y femeninas. 4. ¿A qué conclusiones llegó Spallanzani con su experimento con perros? ¿Por qué rechazó la hipótesis? El experimento de Spallanzani quería poner a prueba las hipótesis de los animalculistas y ovistas para saber si un organismo estaba o no “preformado”. Si esta hipótesis fuera cierta, se espera que la descendencia de los perros se parezca solo a uno de los dos progenitores. Al ver que los perritos nacidos de la cruza de dos perros diferentes no se parecían a uno de los progenitores sino a ambos, concluyó que la forma de los nuevos individuos depende del aporte de ambos progenitores. 5. ¿A qué se llama fecundación y desarrollo interno? La fecundación es la unión entre el óvulo y el espermatozoide. En los seres humanos, como en la mayoría de los mamíferos, la fecundación es interna, ya que ocurre dentro del sistema genital femenino. El desarrollo también ocurre dentro del sistema genital femenino, por lo cual se dice que es interno. 6. ¿Qué es un embarazo múltiple? Por lo general, los seres humanos tienen un solo hijo por parto. Sin embargo, en ocasiones se dan casos de embarazos múltiples, como sucede con los gemelos, mellizos o trillizos. Los gemelos se forman por una separación del embrión en las primeras instancias del desarrollo, es decir, provienen del mismo óvulo y el mismo espermatozoide. Los casos de mellizos o trillizos se dan cuando fueron fecundados dos o tres óvulos de manera simultánea. Esto es poco frecuente debido a que las mujeres suelen liberar un solo óvulo por ovulación. Página 255 1. ¿Qué función tienen las glándulas sexuales masculinas? ¿Y las femeninas? La función de las glándulas sexuales controla el desarrollo de algunas características corporales que aparecen en la pubertad de niñas y niños alrededor de los 12 años de edad. En el caso de las glándulas sexuales masculinas, estas controlan la presencia de vello en varias

partes del cuerpo, el ensanchamiento de la espalda y el cambio de tono de voz, así como también la producción de espermatozoides. En el caso de las glándulas sexuales femeninas, estas controlan el vello en algunas zonas, y la forma del cuerpo y de los senos, entre otras características. Estas hormonas también regulan el ciclo menstrual e influyen en el comportamiento. También regulan los procesos vinculados al embarazo.

2. ¿Qué son los caracteres sexuales secunda-

rios? ¿En qué momento aparecen? Hasta la pubertad, los cuerpos de los niños y de las niñas son parecidos, salvo por la diferencia en los genitales de unos y de otros. En la pubertad, los cuerpos de varones y de mujeres empiezan a diferenciarse más. Estas diferencias físicas, reguladas por las hormonas y que exceden al sistema genital, son los caracteres sexuales secundarios. Son ejemplos de esto: la aparición de vello en distintas zonas, el crecimiento de los pechos en las mujeres, el ensanchamiento de hombros en los varones, entre otros.

Página 257 1. ¿Qué diferencias existen entre la espermatogénesis y la ovogénesis? Para ilustrar las diferencias entre la espermatogénesis y la ovogénesis haremos un cuadro: Varón

Mujer

Gametogénesis

Espermatogénesis.

Ovogénesis.

Células a partir de las cuales ocurre el proceso

Espermatogonia.

Ovogonia.

Número de células obtenidas a partir de la gametogénesis

Cuatro espermátidas o espermatozoides por cada espermatogonia.

Un óvulo por cada ovogonia.

Cuándo se produce la gametogénesis

Desde la pubertad de forma continua.

Queda detenida hasta la pubertad. La reactivación ocurre una vez por mes.

2. ¿Qué diferencia existe en cuanto al número de gametos que producirá un hombre durante su vida con respecto a los que producirá una mujer? Como mencionamos anteriormente, el número de gametos obtenido luego de la esperma-

togénesis es 4 mientras que luego de la ovogénesis se obtiene 1 óvulo por cada ovogonia.

3. ¿En qué órgano se produce la espermatogénesis? ¿Y la gametogénesis? La espermatogénesis ocurre dentro de los tubos seminíferos del sistema genital masculino, mientras que la ovogénesis ocurre dentro del ovario, en el sistema genital femenino. Página 259 1. ¿Qué ocurriría si la progesterona no evitara que se sigan produciendo las hormonas FSH y LH? La progesterona inhibe la síntesis de FSH y LH, de modo que ningún otro ovocito pueda madurar. Esto evita que se libere más de un óvulo por mes. Si la progesterona no evitara que se siga produciendo LH y FSH, habría más de un óvulo madurando por mes y eso podría dar lugar a múltiples embarazos. 2. ¿Qué sucede en el ovario en la fase folicular del ciclo menstrual? Durante la fase folicular, dos hormonas femeninas —conocidas como LH y FSH— estimulan el desarrollo y la maduración del folículo que contiene un ovocito primario. El folículo produce una hormona sexual llamada estrógeno, que estimula la formación de un tejido en la pared del útero. 3. ¿Qué es el endometrio y cuál es su función? El endometrio es un tejido que se forma en la pared del útero, y que tiene por función nutrir y anidar al embrión en caso de que se produzca el embarazo. 4. ¿Qué cambios ocurren en el útero en la fase luteal? ¿Qué provoca esos cambios? Durante la fase luteal, el ovocito puede ser fecundado. En esta etapa, se genera el cuerpo lúteo y este produce la hormona progesterona, que fomenta el crecimiento del endometrio. La progesterona también frena la liberación de LH y FSH, motivo por el cual ningún otro ovocito podría madurar en esta etapa. Si no ocurre la fecundación, el ovocito muere 2 o 3 días después de la ovulación; el cuerpo lúteo deja de liberar hormonas y muere a los 14 días, y el endometrio se desprende. Así se produce la menstruación. 5. ¿Qué puede ocurrir si llega semen a la vagina 2 días antes de que una mujer ovule?

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¿Y si llega 2 días después de que se liberó el óvulo? Los espermatozoides pueden vivir hasta 3 días dentro del sistema genital femenino, extendiendo el período fértil de la mujer a 3 días antes de la ovulación. Es por ello que si el espermatozoide llega 2 días antes de que la mujer ovule, esta puede quedar embarazada. Si el semen llega 2 días después, también se puede producir la fecundación, ya que el óvulo es viable hasta 72 horas después de la ovulación.

Página 260. Conocimientos en práctica Para determinar valores típicos en el desarrollo fetal, se construyen tablas como la de la derecha. Lean y analicen la tabla; luego, respondan. Semanas de gestación

Peso de niños (gramos)

Peso de niñas (gramos)

1.450

1.415

1.680

1.630

1.910

1.855

2.150

2.090

2.390

2.320

2.615

2.520

2.813

2.710

3.030

2.890

3.185

3.060

3.300

3.190

a. Indiquen cuál o cuáles de las explicaciones les parecen más adecuadas para entender el aumento en la masa del bebé según el sexo. • La variación entre el peso según el sexo se debe a la alimentación de la mamá, que le aporta nutrientes al embrión. • La diferencia en el peso se debe a fenómenos hormonales y metabólicos del bebé. • La diferencia en el peso se debe a fenómenos hormonales y metabólicos de la mamá. • Los niños poseen mayor masa debido a que nacen con mayor musculatura que las niñas. b. ¿Qué indicaría la constancia en el peso de una semana a la siguiente? Indicaría que, esa semana, el bebé no aumentó de tamaño. Lo que no implica que no continúe el desarrollo. c. ¿Será la alimentación de la mamá un factor importante en el crecimiento del bebé? ¿Por qué? Si, la alimentación de la mamá es un factor importante ya que el bebé toma los nutrientes de su sangre.

Página 263 1. Piensen y respondan: ¿por qué tenemos ombligo? ¿Qué otros animales poseen ombligo? Investiguen y comprueben sus respuestas. Una vez que sale el bebé del útero, se produce el alumbramiento, que es la expulsión de la placenta. Se debe cortar el cordón umbilical que une el bebé a la placenta. Luego de unos días, el resto del cordón que quedó en el bebé se seca y se cae, lo que deja una cicatriz: el ombligo. 2. ¿A qué edad comienza la adolescencia? ¿Qué cambios ocurren en esta etapa? Investiguen si es lo mismo que pubertad. La adolescencia comienza a los 11 o 12 años con la pubertad. Los órganos sexuales adquieren su madurez y aparecen los caracteres sexuales secundarios. Desde ya que la adolescencia es una etapa de la vida en la cual psicológicamente los adolescentes se diferencian de sus padres haciendo un duelo que se conoce como “adolescer” y que implica una fuerte separación entre padres e hijos. Si bien tanto la pubertad y la adolescencia ocurren en simultáneo o en paralelo, la pubertad refiere a la aparición de los caracteres sexuales secundarios de mujeres y varones. Página 263. Leer y escribir en ciencias En 2006 se promulgó la ley 26.150, que establece la responsabilidad del Estado de asegurar el derecho de los niños, niñas y jóvenes a recibir educación sexual integral (esi) en todos los establecimientos educativos públicos del país de gestión estatal y privada. La esi surge como un espacio en el que la sexualidad se aborda considerando la afectividad, la diversidad, el cuidado del propio cuerpo, los derechos y la cuestión de género. • Ejemplifiquen situaciones de la vida cotidiana en que se ponen en juego estas cinco dimensiones. Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos y alumnas piensen en temas vinculados a la educación sexual cotidiana. Ejemplos de ello puede ser la primera menstruación, la aparición de vello púbico en las mujeres, el ensanchamiento de caderas, el cambio de voz en los varones, la aparición de barba en ellos. Asimismo, tanto mujeres como varones comienzan a sentir deseo por sus pares, en un modo más claro. Es lógico que en esta etapa también varones y mujeres

experimenten su actividad sexual y exploratoria con personas del mismo sexo o de diferente sexo.

Páginas 266 y 267. Actividades de repaso

Páginas 264 y 265. Taller de ciencias ¿Cuánto sabemos en el curso sobre la reproducción humana?

Existen bancos públicos y privados de células de cordón umbilical. Los públicos almacenan células madre de cordón umbilical, que son donadas por las familias durante el parto y que están disponibles para el tratamiento de otros individuos de la población que las requiera. Los privados almacenan las células para las familias que desean conservarlas para su propio uso, en caso de necesitarlas a futuro por alguna enfermedad de la sangre, para lo cual deben pagar una suma de dinero. 1. ¿Cuál es el beneficiario en un banco privado de sangre de cordón umbilical? ¿Y el de un banco público? En un banco privado, el beneficiario es la persona de la cual se obtuvo la sangre al nacer. En un banco público, el beneficiario es cualquier paciente que la necesite.

Este taller propone realizar una actividad experimental en la que se indague acerca del conocimiento que tienen alumnos de entre 12 y 14 años sobre los temas vistos en el capítulo. Los alumnos deberán pensar una serie de preguntas y escribir cuatro respuestas, una correcta, algunas parcialmente correctas y otra incorrecta. A la respuesta correcta deberán asignarle el máximo puntaje posible; a las parcialmente correctas, valores intermedios, y a la incorrecta, un valor muy bajo. La hipótesis del taller indica que los chicos de 12 a 14 años saben mucho sobre reproducción humana. Cabe destacar que en el taller se sugiere tomar como valor mínimo esperable un puntaje de 30, pero asignando como puntaje máximo el 5, con cinco preguntas no se puede llegar a ese valor. Sería conveniente entonces elegir otro valor mínimo para considerar que saben mucho, como, por ejemplo, 20.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿A qué conclusiones llegaron con los resultados de la encuesta? Producción personal. Depende de los resultados y del análisis que hagan los alumnos sobre ellos. 2. ¿Se confirmó la hipótesis del taller? Producción personal. Depende de los resultados. 3. ¿Cuáles fueron los temas que menos sabían los encuestados? ¿Por qué creen que sucedió eso? Producción personal. Depende de los resultados. 4. Diseñen un folleto explicativo sobre el tema que menos supieron contestar, para repartir en los lugares en los que hicieron la encuesta. Producción personal. Se puede organizar una jornada de información, en la que los alumnos expliquen los temas que menos se sabían y luego repartan los folletos que diseñaron.

Estudio de caso

2. Imaginen el caso de una persona que tiene alguna enfermedad de la sangre provocada por una anomalía en las células que le dieron origen. a. ¿Serviría tratarla con las células que almacenaron sus padres en un banco de células privado? ¿Por qué? Se espera que esas células tampoco sirvan para su tratamiento, ya que también tendrán la anomalía mencionada. b. ¿A qué tipo de banco de células de cordón debería acudir esta persona? Esta persona debería acudir a un banco público de células de cordón umbilical, ya que allí se puede encontrar células sanas. 3. Se llama células madre a las células que tienen la potencialidad de originar distintos tipos de tejidos, como las células madre de placenta y cordón umbilical, que pueden transformarse en cualquier tipo de célula de la sangre. a. ¿Por qué creen que este tipo de células está presente en órganos vinculados a la gestación? Durante la gestación, se forman todos los tejidos del cuerpo, con sus tipos celulares; es por eso que se espera encontrar este tipo de células en órganos vinculados a este proceso. b. ¿Se puede decir que el cigoto es una célula madre? ¿Por qué? Sí, el cigoto es una célula madre ya que da origen a todos los tejidos del cuerpo.

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4. Copien en su carpeta el siguiente cuadro comparativo y complétenlo. Espermatogénesis

Ovogénesis

Órgano en el que ocurre

Tubos seminíferos (testículos)

Ovarios

Célula que se obtiene

Espermatozoide

Óvulo

Cantidad de células por cada célula de origen

Cuatro

Una

Edad a la que comienza

Pubertad

Gestación

Edad a la que termina

No termina

Menopausia

Presencia de ciclos

Sí

5. Indiquen qué órgano/s del sistema genital femenino y/o masculino cumple/n las siguientes funciones. a. Producen los gametos. Tubos seminíferos (varón) y ovario (mujer). b. Contiene el embrión en desarrollo. Útero. c. Son sensibles a la excitación sexual. Clítoris y pene. d. Producen hormonas sexuales. Testículos y ovarios. e. Está compartido con el sistema urinario. Uretra. 6. Decidan si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos. Justifiquen sus decisiones. a. Las mujeres pueden quedar embarazadas en cualquier día del ciclo menstrual. FALSO. Si bien es posible, es muy poco probable que un embarazo ocurra fuera del período fértil de la mujer, desde los 3 días antes de la ovulación y hasta los 3 días posteriores. Sin embargo, la ovulación puede alterarse en cada ciclo, con lo cual es muy difícil saber con certeza si la mujer está en un período fértil. b. Durante la fase luteal aumenta la producción de hormonas LH y FSH. FALSO Durante la fase luteal, aumenta la progesterona que inhibe la liberación de las hormonas LH y FSH para evitar que sigan madurando otros ovocitos. c. La ovogénesis culmina con la fecundación. VERDADERO.

d. Los espermatozoides pueden fecundar a los

óvulos 2 días después de haber ingresado al cuerpo de la mujer. VERDADERO. e. Los hombres pueden producir espermatozoides continuamente desde la pubertad. VERDADERO. f. El desarrollo de los gametos femeninos comienza durante la vida fetal. VERDADERO. g. Las pruebas de embarazo detectan una hormona que fabrica el embrión. VERDADERO.

7. Contesten las siguientes preguntas. a. ¿Cuáles son las funciones de la hormona

progesterona? Las funciones de la hormona progesterona son: estimular la formación del endometrio, donde ocurrirá la implantación del bebé; inhibir la liberación de las hormonas FSH y LH para evitar que otros ovocitos maduren. b. ¿En qué consiste la menstruación, en qué momento del ciclo ocurre y a qué se debe? Si no ocurre la fecundación, el ovocito muere 2 o 3 días después de la ovulación; el cuerpo lúteo deja de liberar hormonas y muere a los 14 días, y el endometrio se desprende. Así se produce la menstruación. c. ¿En qué momento del desarrollo del embrión se forma la mayor parte de los órganos? ¿En qué momento se da el mayor crecimiento? Alrededor del quinto mes, el bebé ya tiene la mayor parte de los órganos formados. El mayor crecimiento del bebé se da entre el sexto y el noveno mes. d. ¿Por qué es importante la lactancia del recién nacido hasta los 6 meses de edad? Durante los primeros 6 meses de vida, el bebé se alimenta exclusivamente de leche materna. La leche materna tiene nutrientes y sustancias que protegen al bebé de enfermedades hasta que termina de desarrollarse su sistema inmunológico. Por esta razón, los especialistas coinciden en que la lactancia materna es muy importante para el bebé en sus primeros meses de vida.

8. Indiquen en qué etapa/s del ciclo de la vida ocurren los siguientes eventos. a. Aparición de los dientes. Infancia b. Aparición de vello púbico. Adolescencia (pubertad) c. Maduración de los órganos sexuales. Infancia

d. Disminución de la capacidad visual y auditiva. Vejez e. Debilitamiento de huesos. Vejez f. Maduración completa física y emocional. Adultez 9. Expliquen cuál es la diferencia entre los siguientes conceptos. a. Espermatogonia y espermatocito. La espermatogonia es una célula que posee el material genético completo (de la madre y del padre) mientras que el esparmatocito se divide y da dos células con la mitad del material genético de la espermatogonia. b. Cigoto y feto. El cigoto es la célula que se forma por la unión de un óvulo y un espermatozoide mientras que el feto es el nuevo individuo en un estadio pluricelular, en el que se puede reconocer en él una forma humana. c. Ovocito y folículo. Los ovocitos son las células sexuales femeninas, que se van dividiendo para dar origen a los óvulos, mientras que el folículo es una capa de células que rodea a los ovocitos. d. Fase folicular y fase luteal. Las fase luteal y folicular son dos etapas del ciclo menstrual. En la fase folicular madura el folículo, mientras que en la fase luteal se facilita la ovulación del óvulo para que sea liberado del ovario. 10. Indiquen el nombre de cada una de las partes numeradas en los siguientes esquemas del sistema genital humano. 1. Útero. 2. Trompas de Falopio. 3. Vagina. 4. Vulva. 5. Testículos. 6. Pene. 7. Conductos deferentes. 11. Respondan a las siguientes preguntas. a. ¿Qué cambios se producen en el cuerpo de

la mujer antes del parto? Durante el embarazo, los huesos de la cadera y la pelvis comienzan a separarse levemente. Esto permite el paso del bebé por el canal de parto. Previo al nacimiento, por lo general, se rompe la bolsa que recubre al feto. La madre empieza a sentir contracciones rítmicas del útero, que se van haciendo cada vez más frecuentes. Debido a la acción de varias hormonas, la vagina empieza a dilatarse.

Cuando esta dilatación alcanza los 10 cm de diámetro, el bebé es expulsado y se produce el nacimiento. b. Ciertas circunstancias, como la exposición a los rayos X, pueden causar malformaciones durante el desarrollo embrionario. ¿En qué momento piensan que puede ser más dañino su impacto y por qué? Las radiaciones de alta potencia, como los rayos X, pueden provocar daños graves en el feto durante un embarazo. Su efecto puede ser más grave en etapas en las que los tejidos no están diferenciados, ya que las mutaciones producidas pueden extenderse a todo el organismo a medida que las células se diferencian y se multiplican. c. Las mujeres embarazadas no deben ingerir ciertas sustancias, como tabaco o medicamentos. ¿Por qué? Fumar durante el embarazo dificulta la correcta oxigenación del feto, y esto puede originar retrasos en el crecimiento y muertes intrauterinas. Además, en las mujeres fumadoras aumenta el riesgo de problemas en el desarrollo placentario que pueden dar origen a graves complicaciones por sangrado durante el parto. Asimismo, los fármacos pueden causar malformaciones congénitas del bebé. Los fármacos pasan de la madre al feto principalmente a través de la placenta, del mismo modo que pasan los nutrientes para el crecimiento y el desarrollo fetal. Ya en la placenta, fármacos y nutrientes atraviesan la delgada membrana que separa la sangre materna de la fetal.

12. Definan los siguientes términos. a. Cuerpo lúteo.

El cuerpo lúteo es una estructura que produce hormonas sexuales, la cual está compuesta por células (transformadas) que formaban parte del folículo. b. Ovulación. La ovulación es el proceso por el cual el óvulo sale fuera del ovario. c. Ovogénesis. La ovogénesis es la gametogénesis que ocurre en el sistema genital femenino y que permite que se formen los óvulos (gametas). d. Implantación. La implantación es el momento en cual el embrión recién formado se anida en el endometrio para comenzar a fijarse y a crecer. e. Alumbramiento. El alumbramiento es el momento en el cual, luego de haber dado a luz al bebé, la madre expulsa la placenta.

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las creencias religiosas, las tradiciones y las modas, además de los recursos económicos, ecológicos y tecnológicos individuales.

Gametos

Sexual

Femenino

Cigoto

Útero

Feto

Testículos

Vagina

Capítulo 15. La alimentación y la salud Página 269. Estudio de caso Luego de leer la nota en la tablet, respondan. 1. ¿Cuál les parece que es la diferencia entre sobrepeso y obesidad? Producción personal. Se espera que respondan que el sobrepeso es un valor de peso un poco por encima de lo recomendable, sin demasiadas consecuencias con respecto a la salud, mientras que la obesidad es una enfermedad que puede acarrear otras afecciones.

2. En la escuela, ¿los docentes les hablaron acerca de la importancia de la alimentación equilibrada? En caso afirmativo, ¿qué recuerdan de esa experiencia? Producción personal. 3. ¿Qué indicios muestran que en la Argentina

existen problemas de sobrepeso y de obesidad infantil? ¿Qué porcentaje de los adolescentes ingiere frutas y verduras en su dieta? De acuerdo con encuestas realizadas en el 2012, los porcentajes de adolescentes con sobrepeso y con obesidad aumentaron con respecto a mediciones anteriores, y solo el 17,6% de los encuestados consume la dosis diaria recomendada de frutas y verduras.

Página 271 1. ¿Qué significa que la alimentación humana no es solo un hecho biológico? ¿Cuáles son los diversos factores que influyen en la alimentación de las personas? La alimentación humana es un fenómeno complejo, ya que no solo depende de factores biológicos. Existen muy diversas formas de alimentación según las regiones del mundo,

2. ¿Qué ventajas y qué limitaciones tiene la alimentación omnívora? De acuerdo con los tipos de alimentos que ingerimos, los seres humanos somos omnívoros, es decir, tenemos la capacidad de alimentarnos con productos tanto de origen vegetal como de origen animal. Esto representa una ventaja ya que no estamos limitados a un único tipo de alimentos y podemos incluso reemplazar algunos alimentos por otros. Sin embargo, por esa condición omnívora requerimos también una gran variedad de alimentos para cubrir los requerimientos nutricionales del organismo y esto podría ser entendido como una limitación. 3. ¿Cómo se clasifican los nutrientes? Los nutrientes se clasifican en dos tipos: micronutrientes y macronutrientes. Los macronutrientes son los que se requieren en grandes cantidades, aportan energía y son los componentes necesarios para el crecimiento y todas las actividades que realizamos. En este grupo se encuentran las proteínas, los hidratos de carbono y los lípidos. Los micronutrientes se requieren en pequeñas cantidades y no aportan energía, sino que regulan las diferentes funciones celulares. En este grupo se hallan las vitaminas y los minerales. Página 273 1. ¿Qué factores consideran que se tienen en cuenta, en cada país, para diseñar los gráficos de alimentación? Para diseñar los gráficos de alimentación saludable en cada país se tienen en cuenta aspectos como las costumbres, la disponibilidad de alimentos, los recursos sociales y económicos, y las preferencias gastronómicas. 2. ¿Qué criterio de clasificación se utiliza, en el gráfico de óvalo alimentario argentino, para reunir los alimentos en seis grupos? Para realizar el óvalo alimentario argentino, los alimentos se reúnen en seis grupos según el criterio de los nutrientes principales que contienen. 3. ¿Qué alimentos se recomienda consumir en mayor proporción? ¿Cuáles son los que deben consumirse en menor cantidad?

En general, se recomienda consumir gran cantidad de alimentos con hidratos de carbono complejos, tanto digeribles (almidón) como no digeribles (fibra). Estos alimentos son: panes, legumbres, harinas, cereales y pastas. Se desaconseja consumir alimentos con alta proporción de grasas y azúcares simples, como postres y golosinas.

4. ¿Es cierto que los aceites y las grasas deben consumirse en mayor proporción que las carnes y los huevos? ¿Por qué? Esto es falso. Se recomienda consumir mayor cantidad de carnes y huevos que de aceites y grasas, ya que estas últimas aportan energía y vitaminas pero también pueden ocasionar problemas de obesidad y coronarios, obstruyendo las arterias y causando daños graves a nuestro corazón. Página 274. Conocimientos en práctica El ácido fólico es una vitamina muy importante para los seres humanos, dado que es imprescindible para la formación de células sanguíneas y, por lo tanto, su acción es fundamental para prevenir la anemia. Asimismo, promueve la producción y el mantenimiento de células nuevas, por lo que es muy relevante durante el embarazo y también en el crecimiento, durante la infancia. Se estima que un niño debe ingerir alrededor de 400 mcg de ácido fólico por día, mientras que una mujer embarazada, 600 mcg. Tipo de alimento

Cantidad de ácido fólico por porción (mcg)

½ taza de espinaca hervida

131

1 taza de lechuga

1 naranja fresca

1 taza de arroz cocido

Hígado de vaca hervido

215

Pechuga de pollo asada

Carne picada

Brócoli hervido

a. Observen la tabla y expliquen qué alimentos

creen que no deberían faltar en la dieta de una mujer embarazada. No deberían faltar: hígado, espinaca, arroz y, en menor medida, brócoli. b. Por ley, las harinas que se producen en la Argentina deben contener ácido fólico agregado. ¿Qué tipo de alimentos se produ-

cen con harinas? ¿Le recomendarían a una mujer embarazada que los consuma? ¿Por qué? Se producen panes, pizzas, pastas, facturas, tortas, budines, galletitas, etcétera. Estos alimentos serían recomendables para una mujer embarazada, en la medida en la que no exceda la dosis recomendada, ya que son fuente de ácido fólico. c. ¿Qué podría ocurrir si no se consume la cantidad adecuada de esta vitamina en las etapas mencionadas? Podrían producirse anemias y problemas de crecimiento. En el caso de las embarazadas, podrían producirse malformaciones en el sistema nervioso del feto.

Página 276. Leer y escribir en ciencias El índice de masa corporal (IMC) es un indicador de la relación entre el peso y la altura de una persona, que se utiliza para identificar el sobrepeso y la obesidad en adultos. Se calcula dividiendo el peso de una persona (en kilogramos) por su altura (en metros) elevada al cuadrado. En los adultos, los valores por encima de 25 se interpretan como sobrepeso. IMC = peso/altura2 • ¿Tendrá sobrepeso una persona adulta que pesa 75 kg y mide 1,65 metros? Haremos el cálculo de IMC para una persona adulta que pesa 75 kg y mide 1,65 m. El resultado es 27,54. Este resultado indica que la persona posee sobrepeso ya que el límite superior de este valor es 25.

Página 277 1. ¿Qué otras enfermedades corren riesgo de contraer las personas con obesidad? La obesidad no es solo un problema estético. Además es un factor de riesgo para el desarrollo de otros tipos de enfermedades, como el aumento de la presión dentro de los vasos sanguíneos (hipertensión), los problemas en el funcionamiento del corazón, la obstrucción de las arterias, las várices (son dilataciones en las paredes de las venas) y la diabetes; esta última es una deficiencia por la cual el cuerpo no puede asimilar la glucosa en sangre e ingresarla a las células, lo que ocasiona gran cantidad de azúcar en sangre, lo cual es peligroso. 2. ¿Por qué la desnutrición puede manifestarse en personas con peso normal o con sobre-

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peso? ¿Es lo mismo estar desnutrido que estar hambriento? ¿Por qué? La desnutrición se produce cuando la ingesta de nutrientes no es suficiente para satisfacer los requerimientos de una persona. Eso puede ocurrir porque la persona no puede acceder a una ración de comida a diario y, por ende, desciende de peso o bien porque, aun excedido de peso, come alimentos que no le aportan los nutrientes necesarios. Existen personas con sobrepeso que padecen desnutrición en estos casos. Si, por ejemplo, un niño con sobrepeso se alimenta solo de papas fritas, sufre algún tipo de desnutrición porque no consume el resto de los nutrientes necesarios para sus procesos metabólicos normales.

Página 279 1. ¿Qué características tienen en común la

bulimia y la anorexia? ¿En qué se diferencian? Se parecen en que: Se trata de dos enfermedades en las que la persona se ve gorda aunque no lo esté; en general esa persona posee estos trastornos asociados a la baja autoestima. Ambas pueden provocar la interrupción temporaria de la menstruación. Las personas que las padecen se obligan a realizar rutinas de ejercicios físicos muy exigentes y pueden realizar ayunos muy prolongados. Las dos enfermedades pueden ocasionar daños cardiacos e incluso la muerte. Se diferencian en que: La anorexia se caracteriza por comer cada vez menos, la persona se vuelve cada vez más inapetente; mientras que en la bulimia, la persona, luego de ayunos largos, necesita comer y se da atracones para luego vomitar. En la bulimia, los vómitos causan deterioro de los dientes por los ácidos bucales que se producen al vomitar, dolores intestinales y de riñones, ya que la persona se la pasa vomitando y eso resiente estos órganos.

2. ¿Por qué se dice que estos trastornos tienen un componente físico y un componente mental? Se dice que estos trastornos poseen un componente físico porque la persona está desnutrida y eso causa una serie de consecuencias en el cuerpo, y un componente mental porque la distorsión de la figura propia frente al espejo está relacionada con una baja valoración de la persona, en términos psicológicos.

3. ¿Cuáles son las poblaciones que corren mayor riesgo de padecer estos trastornos de la alimentación? Normalmente, estos desórdenes se dan en poblaciones con acceso a los medios de comunicación, y se producen mayormente en mujeres adolescentes, aunque los hombres pueden padecerlos con menor frecuencia. 4. ¿Qué función cumplen la familia y los ami-

gos en la detección de estas enfermedades? En estas enfermedades, el rol de la familia es clave para poder abordar el problema y tratarlo adecuadamente. Una familia presente, que acompaña al enfermo, permitirá que el individuo se recupere, mientras que una familia indiferente o negadora puede causar mucho daño al paciente y seguir fomentando su baja autoestima.

Páginas 280 y 281. Taller de ciencias ¿Cómo se alimentan las personas? Este taller propone dos actividades grupales de análisis. En la primera actividad, los alumnos buscarán y observarán publicidades de vestimenta y artículos que sirven “para tener una buena silueta”, partiendo de la hipótesis de que tienen un mensaje sobre cuál debería ser la persona “ideal” para ser exitosa. Elegirán una imagen que deberán transformar para organizar una campaña de difusión de los riesgos de los trastornos alimenticios, y se hará una discusión en todo el grupo. A esta actividad se le podría agregar el análisis de las publicidades televisivas. La segunda actividad consiste en una investigación y un análisis comparativo respecto de lo que establece el óvalo alimentario argentino, el círculo alimentario de Costa Rica y la pirámide alimentaria de Estados Unidos, teniendo en cuenta la relación con los hábitos alimenticios de los países. También se les propone a los alumnos reflexionar acerca de sus propios hábitos y lo que establece el óvalo alimentario argentino. Sería interesante que averigüen acerca de otro tipo de dietas, ya sea por opción —vegetarianismo— como a raíz de una enfermedad —celiaquía, fenilcetonuria—, y cómo se hace para llevar una dieta equilibrada en esos casos.

Actividades del Taller de ciencias 1. ¿Cómo influyen la moda y los medios de comunicación en el desarrollo de estos trastornos alimentarios?

Producción personal. Con base en lo trabajado en esta actividad, los alumnos seguramente dirán que la publicidad impacta negativamente, ya que continuamente muestra modelos “ideales” que deben seguirse para ser feliz y exitoso.

b. Una de las complicaciones de la obesidad se

2. ¿Qué características debe presentar una dieta equilibrada? ¿Existe una única dieta equilibrada para todas las personas? Justifiquen la respuesta. Producción personal. En todos los casos observarán que deben consumir ciertos grupos de productos con determinada frecuencia. La dieta no es única, ya que cada grupo tiene varios alimentos o productos; todos los días se podría estar comiendo algo diferente, pero que respete las proporciones de los distintos grupos de alimentos.

3. La diabetes es una enfermedad que puede darse por razones genéticas/hereditarias, pero también se puede adquirir por problemas de obesidad. Investiguen en internet a qué llamamos diabetes de tipo II y cuáles son los riesgos de padecerla. Producción personal. Pueden encontrar información en el sitio del Ministerio de Salud de la Nación: http://www.msal.gob.ar/index.php/ programas-y-planes/91-diabetes

Páginas 282 y 283. Actividades de repaso Estudio de caso 1. Las dietas de la población de cada país varían en función de los alimentos disponibles en cada región, así como de las características culturales y económicas de cada sociedad. En Japón, por ejemplo, los componentes más importantes de la alimentación son el arroz, el pescado y las verduras. a. ¿Cuáles son las diferencias con la dieta argentina? En la Argentina se consume mucha más carne vacuna y menos pescado. Si bien consumimos arroz y vegetales, lo hacemos en menor medida. b. ¿Qué nutrientes aportan los alimentos frecuentes en Japón? ¿Y los que son habituales en nuestro país? En Japón, los alimentos más frecuentes son fuente de vitaminas, proteínas, hidratos de carbono, y minerales como el yodo y el fósforo (presentes en el pescado). En la Argentina, el consumo de carnes y derivados de lácteos aporta proteínas y grasas. 2. La obesidad infantil es una enfermedad cuya incidencia está creciendo en la Argentina. a. ¿Qué consecuencias trae la acumulación de grasas en el organismo, en particular en las arterias? Puede provocar obstrucciones en las arterias que generen otras afecciones cardiovasculares, e incluso infartos.

relaciona con los huesos en las extremidades inferiores. ¿Por qué? Porque el peso que deben soportar es mucho mayor al que deberían soportar en una persona de peso normal.

4. Respondan las siguientes preguntas. a. ¿Cuál es la importancia de la fibra en la

alimentación? La fibra es muy importante en nuestra alimentación, no por los nutrientes, ya que no aporta, sino porque cumple una función en la regulación intestinal. b. ¿Cuál es el principal nutriente que se halla presente en los alimentos formadores de tejidos? El principal nutriente que se halla presente en los alimentos estructurales son las proteínas; están en las carnes, lácteos, huevos y legumbres. c. ¿Por qué son importantes los minerales y las vitaminas en la nutrición? Los minerales y las vitaminas son muy importantes en la nutrición ya que son las sustancias que controlan el correcto funcionamiento del cuerpo. d. ¿Cuáles son los factores que contribuyen a la desnutrición? Un factor muy importante es la pobreza así como también la falta de información. e. ¿Por qué las personas que padecen desnutrición contraen infecciones con mayor frecuencia? Porque, al no estar bien alimentados, su sistema inmunológico está debilitado y eso vuelve a la persona más vulnerable a las infecciones o enfermedades. f. ¿Por qué es importante prestar atención a la fecha de vencimiento de los alimentos? Es muy importante prestar atención a la fecha de vencimiento de los alimentos porque, en caso de estar vencidos, podemos llegar a intoxicarnos con agentes patógenos que proliferarán cuando el alimento empiece a descomponerse.

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g. ¿Por qué el ejercicio físico es un factor im-

portante en un estilo de vida saludable? El ejercicio físico previene enfermedades del sistema circulatorio, incrementa la capacidad respiratoria, aumenta la fuerza muscular, mejora el aspecto físico, reduce el estrés y ayuda a mantener un peso adecuado. h. ¿Cómo se relaciona la autoestima de una persona con la probabilidad de padecer anorexia o bulimia? El desarrollo de una imagen corporal adecuada está relacionado con la autoestima, es decir, con una apreciación justa del propio ser y la capacidad de sentirse feliz, aceptándose tal como es. En las personas enfermas de estos trastornos alimenticios, la imagen corporal está distorsionada y la persona no está nunca conforme con su manera de lucir.

5. Para diagnosticar la obesidad, los médicos tienen en cuenta, entre otros estudios, el índice de masa corporal. En personas adultas, si el valor resultante es menor que 20, el peso es inferior al que corresponde en relación con su altura. A su vez, si el valor es mayor que 30, la persona es diagnosticada como obesa. En adolescentes y niños, la interpretación del imc varía según la edad y el sexo. a. Calculen el imc de una persona adulta que mide 1,62 m y pesa 58 kg. ¿Para qué sirve calcular este índice? El índice da por resultado 22,1. Este índice sirve para estimar qué tan lejos o no está la persona de una situación de sobrepeso. b. ¿Qué acciones pueden realizarse para prevenir la obesidad? Entre las acciones preventivas contra la obesidad se encuentran la actividad física, una dieta balanceada, una terapia psicológica para afrontar esa situación y un buen acompañamiento familiar y del entorno para atravesar esa etapa. 6. Realicen una lista de los alimentos que se utilizan para preparar las siguientes comidas. Arroz con pollo: pollo, arroz, aceite, cebolla, morrón, agua. Pizza: harina, levadura, agua, aceite. Empanadas de humita: choclo, salsa blanca (leche, harina, manteca), aceite, harina, huevo, agua. 7. Elijan una de las comidas de la actividad anterior y averigüen qué nutrientes aportan los alimentos que la componen. Identifiquen y clasifiquen en sus carpetas cuáles de ellos

son macronutrientes y cuáles son micronutrientes. Respuesta de elaboración propia. Los alumnos deben investigar qué nutrientes poseen dichos alimentos y desagregarlos en micronutrientes y macronutrientes. Arroz con pollo: Pollo: proteínas (macronutriente), hierro y vitamina D (micronutrientes). Arroz: hidratos de carbono, fibra (macronutrientes). Cebolla: vitamina A y C, minerales, agua (micronutrientes). Morrón: vitamina A y C, minerales, agua (micronutrientes). Pizza: Harina: hidratos de carbono (macronutrientes). Aceite: vitaminas A, D, E y K (micronutrientes) y energía. Empanadas de humita: Choclo: vitamina A y C, minerales, agua (micronutrientes). Salsa blanca (harina + leche): proteínas (macronutrientes) y vitaminas (micronutrientes). Harina: hidratos de carbono (macronutrientes). Huevos: proteínas (macronutrientes), hierro y vitamina D (micronutrientes).

8. Analicen lo que comió cada una de estas personas en el almuerzo. ¿Cuál de las tres consumió una comida más equilibrada? Para justificar su respuesta, utilicen como guía el óvalo de la alimentación para la población argentina. • Persona 1: una hamburguesa, papas fritas, bebida gaseosa. • Persona 2: un cuarto de pollo, ensalada, pan, agua. • Persona 3: galletitas, leche chocolatada. La persona 2 fue la que consumió una comida más balanceada en base al óvalo de la alimentación. 9. Busquen en sus casas dos alimentos envasados e identifiquen en sus etiquetas la información nutricional. a. Anoten en sus carpetas el nombre de cada alimento. Luego, corten y peguen el rotulado nutricional de cada uno. Respuesta de elaboración propia. b. Analicen cada alimento usando barras para representar la comparación entre el aporte energético y el aporte de cada uno de los nutrientes, en relación con el total recomendado, como se muestra en el siguiente ejemplo.

Respuesta de elaboración propia. Se espera que los alumnos traten de realizar un gráfico como este para representar estos conceptos. c. ¿Sería recomendable completar el requerimiento diario de un nutriente sumando porciones de una misma comida, como galletitas? ¿Por qué? En principio, no sería recomendable sumar nutrientes a partir de alimentos que posean muchos aceites como las galletitas.

10. En la carpeta, anoten las definiciones de los siguientes conceptos. a. Alimento. Cualquier sustancia o mezcla de sustancias que aportan los materiales y la energía necesarios para el desenvolvimiento de los procesos de los seres vivos. b. Comida. Consiste en la preparación de distintos alimentos que se han seleccionado previamente. c. Nutriente. Sustancias que contienen los alimentos y que el organismo necesita para mantenerse e incorporar energía. d. Obesidad. Trastorno que se manifiesta por el aumento de la grasa corporal, que en general está acompañado de un gran aumento de peso. e. Desnutrición. Trastorno de la alimentación que se produce cuando la ingesta de alimentos no es suficiente para satisfacer los requerimientos nutricionales de una persona. f. Desnutrición encubierta. Desnutrición ocasionada por la calidad inadecuada de la alimentación: la desnutrición encubierta. Este tipo de desnutrición no se refleja en una disminución del peso; es provocada por aquellas dietas que aportan cantidades insuficientes de vitaminas y minerales. g. Bulimia. Afección provocada por los ayunos prolongados o las dietas muy estrictas, que generan la necesidad de ingerir alimentos en grandes cantidades y de manera periódica.

CULTURALES

COMIDAS Estructurales NUTRIENTES

Bulimia

Vitaminas y minerales

SABER HACER Ficha 1 Página 2 1. Marquen con una cruz el casillero que corresponde a cada observación. Observación

Cuantitativa

Cualitativa

Forma de un cristal de agua.

Olor de un líquido.

Masa de un sólido.

Punto de fusión del etanol.

Color del carbón. Solubilidad de la sal de mesa.

X X

2. Realicen la siguiente experiencia: coloquen una barra de chocolate sobre un plato y registren en una tabla la forma, el olor, la longitud, el color y la consistencia. Coloquen el plato en un microondas y calienten a potencia máxima durante 30 segundos. Presten atención a los cambios que ocurren. Anoten todas las observaciones en la tabla. Vuelvan a calentar 30 segundos y registren los cambios ocurridos. Escriban al lado de cada observación el sentido que utilizaron. Se espera que los estudiantes realicen registros de las observaciones que efectúan en cada etapa de la experiencia: barra de choco-

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late a temperatura ambiente, sólida; luego de ser calentada en el microondas 30 segundos, se ablandará y comenzará a desprender un olor más intenso; luego de la segunda exposición al calor en el microondas, el chocolate estará fundido, en estado semilíquido o líquido en porciones, por lo tanto, más caliente, y su aroma será aún más intenso. Podrán describir la variación en la forma del chocolate, la constancia en su masa, si notan diferencias en el color, entre otras. a. ¿Realizaron observaciones cuantitativas? ¿Cuáles? ¿Cómo las efectuaron? La observación cuantitativa es la que se realiza con respecto a la longitud. También podrían medir su temperatura con un termómetro, por ejemplo. b. ¿Cuál sería la hipótesis de este experimento? Producción personal. Algunas hipótesis posibles son las siguientes: “Las propiedades organolépticas (que pueden ser percibidas por los sentidos) del chocolate varían con la temperatura”. “Algunas propiedades del chocolate, como el olor, varían con la temperatura mientras que otras se mantienen, como la masa”.

generales, como la masa, la temperatura de la parafina, la longitud de la vela, la forma de la vela, el color del pabilo (si fue encendido por primera vez).

Ficha 2 Página 4 1. Cuando se tiene una mezcla de materiales conocidos, es necesario un esquema en el que se resuman los métodos que se piensa emplear, antes de llevar a cabo la separación de los componentes. De este modo es posible realizar un estudio cuidadoso, por ejemplo, en caso de que en alguna fracción aparezca un material que no fue tenido en cuenta. a. Completen los siguientes esquemas de separación de diversas mezclas, e indiquen el método de separación de cada etapa y los componentes que contiene cada fracción obtenida. Mezcla: agua, alcohol y arroz

3. Observen las imágenes. Filtración estado inicial

estado final

Agua + alcohol

Arroz

Destilación Agua

Alcohol

Mezcla: aceite, vinagre y sal

a. Señalen los cambios físicos que pueden haberse registrado. El principal cambio físico que se observa es la fusión de parte de la parafina de la vela y su posterior solidificación con otra forma (“chorreado”). b. Indiquen los cambios químicos que se observan en esta experiencia. El cambio químico que se observa es la combustión del pabilo cuando la vela está encendida y el desprendimiento de humo cuando la llama se apaga. c. ¿Qué propiedades se modificaron? Indiquen si son extensivas o intensivas. Se modificaron propiedades extensivas o

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Decantación

Aceite

Vinagre + Sal Destilación simple

Vinagre

Sal

Ficha 3

Mezcla: agua + arena + aceite + limaduras de hierro

Página 6

Filtración

Arena + Limaduras de hierro

Agua + Aceite

Imantación

Decantación

Limaduras de hierro

Arena

Agua

Aceite

Mezcla: talco + viruta de madera + granos de maíz + limadura de hierro

Tamización

Limaduras + Talco + Viruta

Granos de maíz

LImantación Limadura de hierro

Tamización (más fina)

Talco + Vviruta

Talco

Viruta de madera

b. Propongan otro esquema de separación

para las dos últimas mezclas. Tanto en la mezcla 3 (agua + arena + aceite + limaduras de hierro) como en la 4 (talco + viruta + maíz + limaduras de hierro) se puede alterar el orden de la secuencia en la separación. Por ejemplo, la mezcla 3 puede comenzar con un paso de imantación (separa las limaduras), luego decantación y filtración, o filtración y decantación. En la mezcla 4, donde son todos sólidos de distintos tamaños, puede proponerse una secuencia de tamización, comenzando por un tamiz de malla más abierta hasta otros de malla más cerrada.

1. Indiquen cómo harían para realizar cada una de las siguientes mediciones y qué instrumentos utilizarían en cada caso. a. La velocidad de una hormiga cargada de alimento. Para calcular la velocidad necesitarán un metro o centímetro de costura para medir la distancia y un cronómetro para medir el tiempo. Con el dato de la distancia recorrida en cierto tiempo, se calcula la velocidad como v = d/t. b. La cantidad de bacterias en 1 ml de sangre infectada. Se necesita una pipeta que mida 1 ml y un microscopio con micrómetro. Pueden sugerir preparar una muestra con 1 ml de sangre y contar las bacterias presentes. Otra manera es colocar una gota de sangre de volumen conocido (menor a 1 ml) y contar las bacterias presentes en esa muestra, para luego calcular la cantidad de bacterias en 1 ml de sangre a partir de una regla de tres simple. c. La temperatura de fusión del aluminio. Un termómetro especial que mida altas temperaturas. Se debe medir la temperatura del material durante períodos cortos (por ejemplo, cada 10 segundos) mientras se lo expone a una fuente de calor. En la primera etapa el material aumenta su temperatura de manera constante; luego comienza el cambio de estado, donde la temperatura se mantiene constante hasta que toda la masa se funde, y luego, la temperatura vuelve a aumentar, cuando el material se encuentra líquido. d. El volumen de una célula eucariota. Una opción puede ser medir las dimensiones de la célula con un micrómetro y luego calcular el volumen, a partir de la fórmula de una esfera (si es una célula animal) o de un poliedro o un cubo (si se trata de una célula vegetal). Otra opción puede ser a partir de un volumen pequeño y conocido de células en suspensión, a las que se cuenta en el microscopio. Conociendo el volumen inicial y la cantidad de células que contiene, se calcula el volumen promedio de una célula mediante una regla de tres simple. e. La energía térmica de un sapo. Con un termómetro se puede medir la temperatura corporal del sapo. f. La cantidad de sal necesaria para saturar una solución con agua a temperatura ambiente.

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Se necesita una balanza para medir la cantidad de sal que se le agrega a la solución hasta que esta se satura. Una manera de realizarlo es colocar el agua en un vaso de precipitados graduado (para conocer la cantidad de líquido) y tarar la balanza con esa masa, de manera que quede en 0. Luego, agregar lentamente la sal hasta que comience a depositarse en el fondo y entonces leer la masa que marca la balanza. Otra forma es pesar una determinada cantidad de sal (total) y agregarla de a poco al agua hasta saturar la solución; luego, pesar la cantidad de sal que quedó sin utilizar y hacer una resta (masa inicial – masa final) para conocer la cantidad de sal disuelta.

2. Visiten el laboratorio de la escuela o revisen las notas de experimentos que hayan realizado en el aula y anoten todos los instrumentos que identifiquen. Luego, completen esta tabla en la que deben indicar cuáles se utilizan como instrumentos de medición y cuáles no. La resolución de esta actividad dependerá del material presente en la escuela. A modo de ejemplo, se proponen los siguientes instrumentos: Instrumentos de medición Vaso de precipitados Matraz aforado Erlenmeyer Termómetro de laboratorio Regla o cinta métrica Balanza Cronómetro Probeta Pipetas

Otros Vidrio de reloj Varilla de vidrio Tubo de ensayo Gradilla Cuchara espátula Broche de madera Balón Trípode Mechero Cápsula de porcelana Embudo Mortero Cápsula de Petri Poratobjetos y cubreobjetos

3. En el capítulo 3 vieron que el agua es un componente fundamental de los seres vivos, aunque su proporción varía según los distintos organismos. ¿Cómo podrían realizar la medición de la cantidad de agua de una hoja, una semilla y una babosa? Una manera de calcular la cantidad de agua presente en un objeto es medir su peso fresco y luego su peso seco. Para esto, hay que usar una balanza para pesar el objeto fresco (por ejemplo, una hoja). Luego, se pone el objeto en una cámara de secado o estufa durante el tiempo que sea necesario para evaporar por

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completo el agua que contiene. Finalmente, se pesa el objeto seco y se hace el siguiente cálculo: cantidad de agua = peso fresco – peso seco. El valor obtenido puede convertirse a porcentaje o proporción a partir de una regla de tres simple donde se considera el peso fresco como 100% o 1.

Páginas 7 y 8. Experimentos en papel En 1848, el médico inglés John Snow se dedicó a estudiar la propagación de la enfermedad llamada cólera, que causó la muerte de miles de personas durante el siglo xix, en especial, en zonas con alta densidad poblacional, como las ciudades. En la página 50 del libro se relata el análisis que llevó a cabo Snow en la ciudad de Londres, Inglaterra. Vuelvan a leerlo y resuelvan las consignas.

1. ¿Qué tipo de mediciones realizó Snow? ¿Cómo las llevó a cabo? Snow realizó cálculos estadísticos a partir de la información recabada mediante encuestas. Para esto, tuvo en cuenta la proximidad de las plantas de agua a que se encontraban las familias encuestadas, dado que su hipótesis sostenía que la bacteria causante del cólera se transmitía a partir del agua contaminada y, por lo tanto, su predicción consistía en que las zonas cercanas a los cuerpos de agua contaminados mostrarían una mayor incidencia de esta enfermedad. Para tomar los datos, llevó a cabo una encuesta que realizó en las poblaciones cercanas a dos plantas de agua, una contaminada y otra no contaminada. 2. Las encuestas son una herramienta útil para tomar datos surgidos de poblaciones humanas. Haciendo uso de encuestas y analizando la distribución espacial de la enfermedad, Snow fue el precursor de una nueva disciplina científica, la epidemiología, que estudia la distribución, la frecuencia y los factores determinantes relacionados con las enfermedades de las poblaciones. ¿Qué preguntas pudo haber incluido la encuesta realizada por Snow? Escríbanlas a continuación. Producción personal. Se espera que los estudiantes incluyan especialmente este tipo de preguntas: ¿Qué planta abastece de agua su hogar? ¿Cuántas personas viven en su hogar? ¿Cuántos muertos por cólera hubo en su hogar?

¿Alguna de las personas enfermas por cólera en su hogar viajó en el último tiempo a otro sitio?

3. Luego de obtener los datos de una muestra, es decir, de un conjunto de personas, estos datos deben ser analizados para poder elaborar conclusiones. En general, en las encuestas se emplean gráficos de barras o circulares, donde se indican los porcentajes de cada subgrupo o el número bruto de respuestas. De esta manera, si se cumplen ciertos requisitos, los resultados pueden generalizarse a toda la población. a. ¿Qué variable deberían graficar para mostrar los datos de Snow de manera representativa? La variable a graficar es cantidad de muertes en el total de hogares, por ejemplo, mediante porcentajes o cada 10.000 hogares. b. ¿Cuántos gráficos sería recomendable elaborar? ¿Por qué? ¿Qué muestra cada uno? Una opción es realizar un solo gráfico de barras o de torta donde se comparen las muertes por cada 10.000 hogares en función de la procedencia del agua. Otra opción es realizar dos gráficos, uno para cada planta de abastecimiento de agua. Aunque en este caso los valores son muy pequeños y estos gráficos no resultan la mejor opción. c. Representen los datos obtenidos por Snow mediante gráficos de barras o circulares. Muertes por 10.000 hogares

Southwark (Támesis)

Lamberth

Muertes por 10.000 hogares 350 300 250 200 150 100 50 0

Southwark (Támesis)

Lamberth

4. Sabiendo que el cólera es causado por la bacteria Vibrio cholerae, respondan. a. ¿Qué otros estudios podría haber realizado Snow, además de las encuestas? Por ejemplo, al analizar el agua. Si hubiese sabido que la enfermedad era causada por una bacteria, podría hacer realizado análisis de agua para detectar su presencia. De esta manera, es posible establecer una relación causal entre la presencia de la bacteria y el desarrollo de la enfermedad de manera directa. b. ¿Qué mediciones se incluyen en los estudios que propusieron? ¿Con qué instrumento se realizan? La respuesta a esta consigna depende de la resolución de la consigna anterior. Por ejemplo, pueden mencionar el uso de micrómetro en el microscopio para medir la cantidad de bacterias presentes en el agua. Ficha 4 Página 10 1. Dos ciclistas corren una carrera en pista. El ciclista A tiene una velocidad de 35 km/h y el ciclista B, de 40 km/h. a. Grafiquen los vectores en un sistema de coordenadas. Deberán graficar dos vectores con igual dirección y sentido pero de distinta intensidad, es decir, diferente longitud: uno más corto para el ciclista A, que se mueve a una velocidad de 35 km/h, y otro más largo para el ciclista B, que tiene una velocidad de 40 km/h. b. ¿Coinciden la intensidad de ambos, la dirección, el sentido y el punto de aplicación? Coinciden la dirección y el sentido. La intensidad es diferente dado que las velocidades son diferentes, y el punto de aplicación se ubica en cada bicicleta. 2. ¿Cómo representarían la velocidad de un cuerpo en reposo? ¿Por qué? La velocidad de un cuerpo en reposo es 0, nula. Por lo tanto su intensidad no puede representarse en la longitud del vector. 3. Indiquen a qué componente de un vector se hace referencia en cada caso (intensidad, I; dirección, D; sentido, S; punto de aplicación, P). a. Cuando viajamos desde Pergamino hacia Corrientes por la ruta 11, en las vacaciones de verano, nos cruzamos con los Brizuela, que volvían de allá. Sentido.

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Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

b. En los Juegos Olímpicos, un lanzador de

jabalina le aplicó tanta fuerza a la jabalina que salió en diagonal y pensé que se iba al espacio. Dirección. c. Con Mati corremos la última cuadra desde la escuela a casa para ver quién pone la mesa, pero siempre me gana. Intensidad. d. Mamá quería colgar un cuadro y cuando estaba perforando la pared con el taladro, algo sonó como a metal. Por las dudas, la tía le dijo que hiciera el agujero más arriba, por si pasaba algún caño. Punto de aplicación.

4. Representen las magnitudes vectoriales que analizaron en la actividad anterior mediante ejes de coordenadas. a. Deberán graficar dos vectores con igual dirección y sentido opuesto. b. Deberán graficar un vector con dirección en diagonal hacia arriba y sentido hacia adelante. c. Deberán graficar dos vectores con igual sentido y dirección pero diferente intensidad (longitud). d. Deberán indicar dos puntos de aplicación distintos, por ejemplo, con un punto o una x. Ficha 5 Página 12 1. Vuelvan a leer la sección Experimentos en papel de la página 82 del libro, y elaboren una tabla donde podrían haberse registrado las observaciones de este experimento. Producción personal, una opción posible de tabla es la siguiente:

Material

¿Entra en el bucle ¿Entra en el bucle de alambre cuando de alambre cuando está frío? está caliente?

Acero Plata Chapón Cerámica Madera

3. Leo y Mariela hicieron una experiencia similar a la del Taller de ciencias del capítulo 5 y registraron los siguientes datos: a. ¿Les parece que la metodología es adecuada? ¿Por qué? La metodología no es adecuada porque los datos no se tomaron de manera sistemática y no resultan comparables. Tendrían que haber fijado ciertas variables, por ejemplo, cada cuántos minutos medir la temperatura del agua, y hacerlo con todos los tratamientos, en este caso, con todas las latas de colores. b. ¿Qué consejos les darían a los chicos? Respuesta a cargo de los estudiantes. Por ejemplo, pueden sugerir medir la temperatura de todas las latas cada 5 minutos durante 20 minutos. De modo de tener 5 puntos de toma de datos: 0 min, 5 min, 10 min, 15 min y 20 min. También pueden aconsejar registrar los datos en una tabla. Tiempo/ Color

0 min

5 min

10 min 15 min 20 min

Lata violeta Lata azul

¿Entra en el bucle de alambre? Clavo frío

Sí

Clavo caliente

2. ¿Cómo tendría que ser la tabla si, en lugar de experimentar solo con un clavo, se probara la dilatación de diferentes sólidos: acero, plata, chapón, cerámica, madera? Constrúyanla a continuación. ¿Agregarían alguna columna? ¿Y filas? Producción personal, una opción posible de tabla es la siguiente:

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…

c. ¿Son comparables entre sí estos datos? ¿Por qué? Los datos no son comparables porque las mediciones de temperatura se realizaron a diferentes tiempos en cada color de lata. De este modo, no se puede determinar si la diferencia de temperatura se debe al color de la lata (es decir, a la absorción de la luz por parte de cada color) o al tiempo de exposición al calor del Sol. d. ¿Qué significa que los datos sean comparables? ¿Cómo tendrían que haberse obtenido? Significa que pueden compararse entre sí. Para esto, todas las variables deben fijarse con

anticipación. Por ejemplo, el tamaño de las latas, el material y el tamaño de las tapas, la cantidad de agua, el lugar donde las latas se exponen al Sol, el tiempo en que se mide la temperatura, etcétera. Solo debe modificarse una variable, que en este caso es el color de las latas. Así, es posible evaluar si los cambios observados (en esta experiencia, la temperatura del agua cada cierto tiempo) se relacionan con la variable que se modificó (el color de las latas).

Ficha 6 Página 14 1. Indiquen el sentido del movimiento (hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda o hacia la derecha) del cuerpo que se esquematiza a continuación. El cuerpo se mueve hacia arriba. Dado que las fuerzas hacia la derecha y hacia la izquierda tienen igual dirección e intensidad pero sentido contrario, por lo que se compensan entre sí, mientras que las fuerzas en dirección vertical tienen diferente intensidad y sentido opuesto, la fuerza hacia arriba es mayor que la fuerza hacia abajo. 2. Observen la siguiente imagen. a. Dibujen el diagrama de cuerpo libre del ob-

jeto que cuelga. (El cuerpo está en reposo). Como el péndulo está en reposo, el diagrama de cuerpo libre del objeto consiste en dos vectores de igual intensidad con dirección vertical y sentido opuesto, que representan la fuerza peso (hacia abajo) y la fuerza tensión (hacia arriba). b. ¿Qué ocurriría con el objeto si se cortara el hilo? Si se corta el hilo, la fuerza tensión ejercida por este deja de actuar, solo está presente la fuerza peso con dirección vertical y sentido hacia abajo; por lo tanto, el péndulo cae. c. Indiquen qué tipo de fuerzas están dibujadas en el diagrama de cuerpo libre. En el diagrama de cuerpo libre de la consigna a, están dibujadas las fuerzas peso y tensión. En el diagrama de la consigna b están dibujadas las fuerzas peso y rozamiento del aire. d. Clasifiquen las fuerzas que se mencionan en el punto c. de acuerdo con si son de contacto o a distancia.

Fuerzas de contacto

Fuerzas a distancia

Normal Tensión Rozamiento del aire

Peso Fuerza magnética

Páginas 15 y 16. Experimentos en papel En el año 1971, durante la misión Apolo xvi, astronautas de la nasa llevaron a cabo un experimento, casi a modo de homenaje, para poner a prueba una hipótesis que el físico y astrónomo Galileo Galilei había planteado en el siglo xvii. En la página 101 se relata el experimento realizado en la superficie del satélite natural; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. ¿Por qué se aprovechó una de las misiones a la Luna para poner a prueba la hipótesis de este experimento? Se aprovechó una de las misiones a la Luna para llevar a cabo el experimento debido a que en ese satélite no hay atmósfera y, por lo tanto, no hay rozamiento del aire sobre los objetos que caen hacia su superficie. 2. En las siguientes imágenes están representados los experimentos de Galileo Galilei (ilustración de la izquierda) y el de los astronautas del Apolo xvi (fotografía de la derecha). Obsérvenlas con detenimiento y respondan las preguntas.

a. ¿Qué diferencias existen en cuanto a las condiciones del entorno entre ambos experimentos? En la Tierra la fuerza de gravedad es mayor que en la Luna. Además, debido a la presencia de atmósfera (una capa de gases que rodea la superficie terrestre), los objetos que caen rozan con el aire, que los frena, y, por lo tanto, experimentan una aceleración menor que la aceleración de la gravedad terrestre. En la Luna esta capa de gases está ausente.

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b. ¿Qué diferencias observan entre los objetos

que utilizó Galileo y los que usaron en la Luna? c. Expliquen a qué pueden deberse esas diferencias en la elección de los objetos que lanzaron. Galileo usó objetos de igual forma para compensar en parte el efecto de la fuerza de rozamiento sobre ambos cuerpos de diferente masa, dado que se trata de una fuerza de contacto que se relaciona con la superficie del objeto. Los astronautas usaron una pluma (que en la Tierra experimenta una gran fuerza de rozamiento por el aire) y un martillo (sobre el que en la Tierra se ejerce una fuerza de rozamiento del aire mucho menor), dado que esta fuerza de resistencia del aire no está presente en la Luna.

3. Expliquen por qué Galileo eligió hacer su experimento desde la torre de Pisa y, en cambio, los astronautas pudieron hacerlo desde una altura de 1,6 metros. Porque la fuerza de gravedad es mayor en la Tierra que en la Luna; por lo tanto, para poder percibir el momento en que los objetos alcanzan la superficie terrestre es necesario que recorran una mayor distancia, es decir, que les requiere un período mayor de tiempo. En cambio, en la Luna, la caída se produce con menor aceleración, ya que la fuerza de gravedad es menor, y resulta más fácil observar el recorrido de los objetos. 4. Los objetos en ambos experimentos tocaron el suelo casi simultáneamente. ¿Experimentaron la misma aceleración? ¿Por qué? Los objetos empleados por Galileo experimentaron una aceleración de aproximadamente 9,8 m/s2 (con leves variaciones debido a la resistencia del aire), mientras que los objetos que utilizaron los astronautas experimentaron una aceleración menor (1,6 m/s2); porque estos cuerpos celestes poseen diferente masa (la Tierra es mucho más grande que la Luna, cuya masa es 1/81 de la masa terrestre) y, por lo tanto, atraen a los objetos con diferente fuerza. 5. Imaginen que el experimento llevado a cabo en la Luna se realiza, como ha sucedido, en una cámara de vacío en la Tierra. De la siguiente lista, indiquen qué resultados esperarían obtener. b. La pluma y el martillo llegan al suelo simultáneamente. c. Ambos objetos alcanzan una aceleración de 9,8 m/s2.

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Pueden ver el video de la experiencia publicado por la BBC en el enlace: https://youtu.be/ E43-CfukEgs.

6. Dibujen los diagramas de cuerpo libre de la pluma y el martillo en la Luna y, luego, en la Tierra. (Datos: los pesos de los objetos que se detallan en el experimento son los correspondientes a la Tierra; en la Luna, la gravedad es de 1,6 m/s²). En la Luna deberán graficar solo los vectores correspondientes a la fuerza peso de los objetos, con dirección vertical y sentido hacia abajo. En la Tierra, además de la fuerza peso, sobre cada objeto actúa la fuerza de resistencia del aire, de menor intensidad, dirección vertical y sentido opuesto al peso. Ficha 7 Página 18 1. Observen las siguientes imágenes de los principales modelos del Universo propuestos a lo largo de la historia.

Modelo propuesto por Ptolomeo.

Modelo propuesto por Copérnico.

a. ¿Cómo explica el Universo cada uno de estos modelos? El modelo de Ptolomeo propone que la Tierra se encuentra en el centro del Universo y que los planetas, el Sol, la Luna y las estrellas giran en torno a ella. El modelo de Copérnico postula que el Sol se ubica en el centro del Universo, con la Tierra y los planetas girando a su alrededor. b. ¿Por qué se trata de modelos? Se trata de modelos porque en ambos casos son dibujos esquemáticos que representan de manera simplificada una parte del Universo, donde se muestran ciertos aspectos

de interés para las personas que los realizaron (en estos casos, la ubicación de algunos cuerpos celestes en el espacio); pero no tienen en cuenta muchos otros aspectos, como, por ejemplo, el tamaño de los cuerpos, sus proporciones relativas y las distancias entre ellos. c. ¿Son aceptados estos modelos en la actualidad? ¿Por qué? No, el modelo geocéntrico de Ptolomeo fue reemplazado por el modelo heliocéntrico copernicano. Y este último fue mejorado por Kepler, quien describió las órbitas elípticas de los planetas, en vez de circulares. Además, sabemos que el Sol no es el centro del Universo, sino que es solo una estrella de los miles de millones que forman la galaxia Vía Láctea, y que el Universo está formado por cúmulos y supercúmulos de galaxias.

2. Indiquen cuáles de las siguientes imágenes del capítulo 7 del libro son modelos. X

a. ¿Cómo reconocieron que se trata de modelos? Porque son esquemas o dibujos que representan un fenómeno, proceso u objeto. b. ¿Qué aspecto de la naturaleza representa cada uno? A: El Sistema Solar y las órbitas de los planetas. C: La Vía Láctea de frente. D: La traslación terrestre y la inclinación del eje de la Tierra respecto del plano de la órbita que describe (y como consecuencia, las estaciones). c. ¿Qué aspectos de la naturaleza son dejados de lado en cada caso y no están representados o se presentan de manera defectuosa? ¿Afecta esto al modelo? A: No están representados los tamaños relativos de los cuerpos celestes ni las distancias entre ellos. Las órbitas están dibujadas en círculos. Si lo que se quiere mostrar es la ubi-

cación de los planetas del Sistema Solar, esto no afecta al modelo. B: Se representa solo la forma de la galaxia, con los brazos espirales en forma de remolino desde el centro hacia afuera. C: Se representa solo la Tierra y el Sol, con sus tamaños fuera de escala. La omisión de otros elementos no afecta al modelo, dado que sirve para explicar la traslación terrestre y sus consecuencias.

Páginas 19 y 20. Experimentos en papel Eratóstenes (276 a. C.-194 a. C.) fue un astrónomo, historiador, geógrafo, filósofo, poeta, crítico teatral y matemático griego que sostenía que la Tierra era redonda, algo que se sabía desde la época de Platón (427 a. C.-347 a. C.), y con lo que la mayoría de los pensadores coincidía. Sin embargo, no solo lo pensaba, sino que logró demostrarlo. Para esto, calculó la circunferencia terrestre aplicando sus conocimientos de geometría y ciertos comentarios que había oído sobre la sombra que producían los objetos en distintas ciudades. En la página 122 se relata el experimento realizado por Eratóstenes; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. ¿Qué datos le permitieron a Eratóstenes llevar a cabo su demostración? El dato que dio origen a su experiencia fue la longitud de la sombra proyectada por una vara en dos lugares distantes (Siena y Alejandría) en un mismo momento. Luego, para realizar su demostración necesitó conocer la longitud de la sombra en ambos lugares (en Siena era 0) y la distancia entre los dos lugares. 2. Eratóstenes estimó que las ciudades donde estudió la sombra proyectada por una vara el día del solsticio de verano (21 de julio en el Hemisferio Norte) estaban sobre el mismo meridiano. Si bien esto no es exacto, la desviación entre ambas es muy pequeña, y esto no afectó sus cálculos en gran medida. a. ¿Qué son los meridianos? ¿Y los paralelos? Los meridianos son líneas imaginarias que cruzan el planeta de manera vertical, desde un polo hasta el otro. Los paralelos son líneas imaginarias que recorren el planeta en forma de círculos, desde el Ecuador hacia cada uno de los polos. b. ¿Qué hubiese pasado si Siena y Alejandría se encontrasen en diferentes meridianos? En

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ese caso, ¿cómo podría haber realizado las mediciones para alcanzar el mismo resultado? Si Siena y Alejandría se encontrasen en diferentes meridianos su huso horario sería distinto, es decir, el mediodía se produciría en diferentes momentos en cada lugar. Tendría que haber medido la sombra durante el mediodía en cada sitio.

3. En la antigua Grecia se consideraba que la Tierra era redonda, en parte, por cuestiones filosóficas, dado que la esfera era el cuerpo geométrico perfecto. A su vez, esta idea tenía sustento físico, por ejemplo, a partir de las observaciones de Aristóteles del aspecto de los barcos al alejarse en el océano, que no se achican de manera brusca, sino que se ocultan como si bajasen una escalera. También, a partir de observaciones de la sombra circular de la Tierra sobre la Luna. Sin embargo, en la actualidad sabemos que la forma del planeta no es perfectamente esférica, sino que es geoide: achatada en los polos y ensanchada en el Ecuador. a. ¿En qué zona del planeta (o cerca de qué línea de referencia) realizó sus mediciones Eratóstenes? Eratóstenes realizó sus mediciones cerca del trópico de Cáncer. En sus mediciones también influyó la inclinación del eje terrestre, por eso las realizó el día del solsticio de verano en el hemisferio norte. b. ¿Cómo hubiesen variado sus cálculos si las mediciones se hubiesen realizado en Groenlandia? ¿Por qué? Si hubiese realizado las mediciones cerca de los polos, sus cálculos habrían sido distintos, porque la Tierra está achatada hacia los polos. Por ejemplo, el día del solsticio de verano al mediodía, las sombras son más alargadas, incluso la que midió en Alejandría. Por otra parte, un grado de latitud no representa la misma distancia en todo el planeta, sino que aumenta hacia los polos. Es decir, la distancia entre Siena y Alejandría representa una porción de circunferencia que no es igual a esa misma distancia en otra región del meridiano. c. Además del radio, Eratóstenes calculó la circunferencia terrestre; el resultado obtenido no fue exacto pero se acercó bastante al valor real. ¿Cuál les parece que puede ser el motivo de esta diferencia con relación a los supuestos que hizo Eratóstenes? Uno de los principales motivos de la diferencia es que Eratóstenes consideró que la Tierra era esférica, cuando en realidad es geoide.

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d. ¿Cuántas circunferencias terrestres pueden

medirse? ¿Con cuál coincide mejor la estimación de Eratóstenes? Pueden medirse infinitas circunferencias terrestres; las principales son la que recorre el Ecuador (donde la Tierra está ensanchada) y la que atraviesa los polos (donde el planeta está achatado). Si bien Eratóstenes calculó la circunferencia terrestre a partir de dos puntos ubicados en un mismo meridiano y, por lo tanto, correspondería a la circunferencia polar; su estimación se aproxima más a la circunferencia ecuatorial, dado que la calculó en base a la forma de una esfera.

4. Lean el razonamiento que utilizó Eratóstenes para estimar la circunferencia terrestre. Luego, resuelvan las consignas. a. Indiquen qué valores de α y x midió Eratóstenes, si su cálculo arrojó un valor de alrededor de 40.000 km para la circunferencia terrestre. α = 7°, x = 800 km. Ficha 8 Página 22 1. Lean la siguiente adaptación de la publicación “Una cita de oro para las bioenergías”, disponible en la página www.todociencia.com.ar. Luego, respondan las preguntas. a. ¿Cuál es el tema del artículo? El artículo trata sobre una planta de producción de biogás a partir de estiércol vacuno en la provincia de Buenos Aires. b. ¿A quiénes está dirigido el texto? Es un artículo que está dirigido a la sociedad en general, en un lenguaje fácil y accesible. c. ¿Hay palabras o expresiones que no conozcan? Búsquenlas en el diccionario o en internet, y escriban sus definiciones. Producción personal. El objetivo es que identifiquen palabras desconocidas y busquen su significado para lograr comprender por completo el texto. d. ¿Cuál es su opinión acerca de la información que proporciona el texto? Producción personal. Se espera que los estudiantes desarrollen una opinión personal relacionada con el texto, orientada a la calidad de la información, el contenido y la forma del artículo; por ejemplo, si les resultó claro o no, si despertó su interés, si faltan o no ciertos datos; si está bien desarrollado, etcétera.

2. Lean nuevamente el capítulo 8 del libro y subrayen las ideas principales. Luego, en una hoja en blanco, escriban un resumen que aborde todos los contenidos. Actividad de lectura y compresión de textos de resolución individual. Se espera que los estudiantes pongan en práctica las recomendaciones proporcionadas en la página 21 del cuadernillo y, a partir de ellas, identifiquen ideas principales y secundarias, para luego elaborar un resumen del capítulo 8 del libro. Ficha 9 Página 24 1. Observen la imagen de la página 157 del libro y respondan. a. ¿Qué criterio de clasificación se usó para realizarla? La ilustración de la página 157 del libro presenta los niveles de organización de los seres vivos. b. Den tres ejemplos de cada categoría de las que allí se mencionan. Átomos: carbono, oxígeno, hidrógeno. Moléculas: agua, dióxido de carbono, glucosa. Organelas: núcleo, membrana celular, mitocondria. Células: procariota, eucariota vegetal, eucariota animal (también pueden proponer diferentes tipos celulares, como célula de raíz, neurona, adipocito). Tejidos: tejido muscular, tejido conectivo, epidermis. Órganos: corazón, estómago, cerebro. Sistemas de órganos: sistema digestivo, sistema nervioso, sistema respiratorio. Organismos: sapo, eucalipto, mosca. Poblaciones: población de pastos, población de benteveos, población de hormigas. Comunidades: comunidad del bosque andino-patagónico, comunidad del pastizal pampeano, comunidad de la laguna de Mar Chiquita. Ecosistemas: selva, Puna, espinal. 2. En muchas ocasiones, se realizan clasificaciones con grupos que incluyen otros grupos, de manera de generar una división jerárquica. Esto sucede, por ejemplo, con las especies, que se agrupan en géneros, que a su vez se reúnen en familias, y así hasta alcanzar el nivel de dominios. Una manera de elaborar este tipo de clasificación es mediante claves dicotómicas, en las que cada criterio de clasificación origina una “bifurcación” que conduce en un sentido o en otro.

a. Observen la imagen en la página 164 del libro, donde se muestran los cinco reinos propuestos por Whittaker, y anoten los criterios de clasificación que se utilizaron al incluir cada nueva rama del árbol. La primera bifurcación, entre monera y protistas, divide a los seres vivos procariotas y eucariotas. La bifurcación que separa a las plantas distingue entre seres vivos autótrofos y heterótrofos. La división entre hongos y metazoos diferencia a los seres vivos heterótrofos con pared celular de quitina y sin pared celular (pueden proponer que separa seres heterótrofos sésiles y con capacidad de desplazarse; aunque las esponjas y los corales, entre otros metazoos, no presentan esta característica). b. Elaboren una clave dicotómica que permita ordenar los grupos que aparecen en la ilustración. Tengan en cuenta el siguiente ejemplo. Producción personal. Se espera que los alumnos sistematicen las características de cada grupo de seres vivos, que inicialmente agrupen los taxones que comparten ciertos aspectos y, a medida que la clase avanza, los diferencien entre sí hasta quedar definidos por sus particularidades exclusivas. Páginas 25 y 26. Experimentos en papel Hace sesenta años, Stanley Miller realizó un famoso experimento para poner a prueba si las condiciones de la Tierra primitiva posibilitaron la aparición de formas vivas a partir de los compuestos inorgánicos del ambiente. En la página 156 se relata el experimento realizado por Miller; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. Lean nuevamente la página 17 de este cuadernillo. ¿Puede considerarse un modelo el aparato que diseñó Miller? ¿Por qué? Sí, el aparato de Miller puede considerarse un modelo porque representa el ambiente terrestre hace 3.500 Ma, basado en investigaciones e hipótesis sobre la composición de la atmósfera primitiva (la presencia de ciertos compuestos y sus proporciones) y del océano o mar primitivo. Además, incorpora otros factores relacionados con aquel ambiente, como las descargas eléctricas y el calor del Sol. 2. Observen el esquema del dispositivo e indiquen qué parte o fenómeno de la Tierra primitiva representa cada parte.

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Tormentas eléctricas, rayos

Condensación (precipitaciones)

Océano primitivo

Radiación solar

Aminoácidos

3. ¿Podría afirmarse que este experimento comprueba la teoría de la generación espontánea? Justifiquen su respuesta. Este experimento no comprueba la teoría de la generación espontánea porque no logró obtener células, sino algunas biomoléculas. 4. Tanto el artefacto como la mezcla inicial debieron esterilizarse antes de comenzar el experimento, y se mantuvieron aislados del ambiente mientras este se desarrolló. ¿Por qué debieron tenerse estas precauciones? El aparato debió esterilizarse y el experimento debió realizarse en condiciones de aislamiento para evitar que se contaminara con microorganismos presentes, por ejemplo, en el aire, en el agua o en los elementos del dispositivo. 5. A partir del estudio de la composición de rocas y de sedimentos muy antiguos, se elaboraron hipótesis acerca de la composición de la atmósfera primitiva y su evolución a lo largo de la historia de la Tierra. Miller empleó esos conocimientos para diseñar su “caldo primitivo” y simular la atmósfera terrestre de aquella época. Observen el gráfico que representa la evolución de la composición de la atmósfera terrestre. Luego, resuelvan las consignas. 100 amoníaco metanol contenido atmosférico (%)

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Compuestos de la atmósfera y el océano

75 nitrógeno

vapor de agua

H2 dióxido de carbono óxigeno 0 He 4.6 4 3 2 1 Presente Tiempo (miles de millones de años)

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a. Describan cómo fue cambiando la composición de la atmósfera a lo largo de la historia del planeta. Se espera que describan los gases que aumentaron su presencia en la evolución de la atmósfera y los que redujeron su proporción en ella. El dióxido de carbono, el vapor de agua, el helio y el amoníaco y metanol disminuyeron su proporción en la atmósfera, mientras que el oxígeno aumentó. El nitrógeno estuvo presente en gran cantidad a lo largo de la evolución atmosférica. b. ¿Cuáles son las diferencias más notorias entre la atmósfera primitiva (hace 4,5 Ma) y la actual? Las principales diferencias son la gran cantidad de dióxido de carbono y vapor de agua en la atmósfera primitiva, en comparación con la atmósfera actual, y la ausencia de oxígeno. c. ¿Cómo era la atmósfera en el momento en que habría comenzado la vida en la Tierra, hace 3,5 Ma? Hace 3,5 Ma no había oxígeno en la atmósfera; el dióxido de carbono y el nitrógeno eran los principales componentes. También había amoníaco y metanol. d. ¿Había oxígeno gaseoso en el planeta en ese momento? ¿Cuándo les parece que apareció? No, no había oxígeno en ese momento. Este gas comenzó a acumularse cuando aumentó la cantidad de seres vivos fotoautótrofos, como las plantas, que liberan oxígeno gaseoso como producto de la reacción de fotosíntesis. 6. A partir de lo que aprendieron en el capítulo 9 y de la información del gráfico de la actividad anterior, numeren los siguientes eventos según el orden en que ocurrieron. Aparecen los primeros seres vivos. Aparecen los primeros procariotas fotosintéticos. Surgen los eucariotas. Surgen los primeros organismos pluricelulares. 7. Marquen en el gráfico del punto 5 la aparición de los primeros organismos fotosintetizadores. Deberán marcar la composición atmosférica de hace 2 Ma, cuando comienza la curva del oxígeno.

Ficha 10 Página 28 1. Realicen la siguiente actividad para comprender cómo funciona la técnica del muestreo. a. Copien la lista de alumnos del curso y numérenla. Luego, determinen el tamaño de la muestra, según la cantidad de alumnos totales. Por ejemplo, si son 30 alumnos, pueden realizar muestras de 10 individuos; si son 15 o 16 alumnos, consideren muestras de 5 o 6. b. Utilicen un generador de números al azar online para determinar cada muestra. Puede ser http://www.alazar.info/generador-de-numeros-aleatorios-sin-repeticion. Allí ingresan el número total de alumnos y la cantidad de números a generar. c. Utilicen los números que obtuvieron para contrastar con la lista del curso numerada, y completen una tabla como la siguiente, donde deben registrar cantidad de mujeres y de varones en cada muestra. Realicen el muestreo cinco veces. Actividad de resolución a cargo de los estudiantes. Se espera que pongan en práctica la técnica de muestreo y la contrasten con los valores de la población total, dado que en el caso de la actividad estos son conocidos, puesto que se trata de la población de alumnos del curso, clasificados en varones y mujeres. De este modo, podrán poner en evidencia la potencia de los muestreos, en cuanto su aproximación a los valores reales de manera individual, y cómo la estimación mejora y se hace más precisa a medida que aumenta la cantidad de muestreos. 2. Una ecóloga está estudiando las poblaciones de aves en la Reserva Ecológica Costanera Sur, en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. a. Indiquen qué señas o rastros debe registrar en sus observaciones. Nidos Cantos Huellas Cadáveres de aves Plumas Restos de huevos b. Para poder realizar estimaciones aproximadas a la realidad, deberá tomar varias muestras y considerar diversos aspectos. Expliquen por qué estos factores pueden modificar las observaciones. • Época del año (estación). • Lluvia. • Momento del día.

• Comportamiento de la especie estudiada, por ejemplo, si es migratoria. La época del año influye en la cantidad de aves observadas porque algunas especies migran y otras hibernan. Por otra parte, según la época del año, pueden registrarse más avistajes debido a la época de reproducción. La lluvia influye en los avistajes dado que cuando está lloviendo las aves se mantienen al resguardo. Según el momento del día, diferentes aves se encuentran en actividad. Al amanecer y al atardecer es cuando más aves se observan. Otras están activas por la noche. Es necesario conocer el comportamiento de la especie estudiada para no coincidir con el momento en que esta migra hacia otras regiones, por ejemplo.

Páginas 29 y 30. Experimento en papel Conocer el proceso mediante el cual se nutren las plantas requirió la elaboración de diversas hipótesis y el ingenio para planificar diferentes experimentos, que condujeron al rechazo de muchas de esas ideas y el giro hacia otras nuevas, hasta poder comprender por completo la fotosíntesis. Uno de los primeros en analizar la nutrición autótrofa fue el médico belga Jean Baptiste van Helmont, en 1638. En la página 177 se relata el experimento realizado por Van Helmont; vuelvan a leerlo y respondan a las consignas.

1. ¿Qué idea tenía Van Helmont acerca de la nutrición de las plantas? Van Helmont sostenía que las plantas se nutrían y crecían a partir de incorporar materiales del suelo. 2. Realicen un esquema que resuma el procedimiento y los resultados del experimento realizado por Van Helmont. Incluyan cada paso o etapa. Se espera que dibujen las partes que usó Van Helmont inicialmente y su peso: vara de sauce, maceta con tierra. Luego deberían dibujar el sauce en crecimiento en la maceta, regado solo con agua. Por último, se espera que representen el pesaje del sauce y la tierra, por separado. 3. ¿Cómo imaginan que Van Helmont registró

sus observaciones? Completen la siguiente tabla con las observaciones que pudo haber efectuado y las mediciones que realizó. Pueden modificar la tabla, y agregar o quitar filas y columnas.

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Tiempo inicial

Tiempo final

Observaciones

Peso del sauce

2 kg

76 kg

Las hojas que se cayeron se retiraron y no se pesaron.

Peso de la tierra

90 kg

89,943 kg

Sequé la tierra antes de pesarla en cada ocasión.

4. En cada experimento existen variables independientes (que el investigador controla y modifica), variables dependientes (que varían en relación con las variables dependientes y son medidas por el investigador) y variables controladas (que se mantienen constantes). a. Indiquen qué variable del experimento de Van Helmont corresponde a cada tipo. Variables independientes: el peso de la tierra. Variables dependientes: el peso del sauce. b. ¿Consideran que Van Helmont incluyó un control en su experimento? ¿Por qué? No incluyó un control en su experimento, porque solo midió un tratamiento, que fue regar el sauce en la maceta. c. ¿Qué control podría haber incorporado? ¿Qué información brinda ese control? Podría haber realizado diferentes controles. Por ejemplo, un sauce regado con otro líquido diferente al agua permite comprobar la necesidad de agua para la vida de la planta. Otra maceta sin sauce, que permita controlar si el peso de la tierra varía o no durante el desarrollo del experimento. Si hubiese tenido en cuenta el aire (en particular, el dióxido de carbono), podría haber incluido un control en una cámara de vacío, sin aire, para controlar el requerimiento del aire por parte de la planta para poder vivir. Otro control podría haber sido cultivar la planta en oscuridad, para controlar el efecto de la luz solar en su crecimiento. 5. Lean nuevamente la hipótesis del experimento. ¿Se cumplió? ¿Por qué? No, la hipótesis no se cumplió porque si las plantas incorporasen sus materiales del suelo, entonces al final del experimento el aumento en el peso de la planta debería ser equivalente a la reducción en el peso de la tierra de la maceta. 6. ¿Cuáles de los siguientes factores o variables influyeron en el experimento de Van Helmont aunque él no los tuvo en cuenta? Agua, viento, oxígeno, fases lunares, proteínas, dióxido de carbono, estaciones del año, luz solar, lípidos, bacterias quimiosintetizadoras.

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Agua, dióxido de carbono, luz solar son los reactivos de la fotosíntesis. El oxígeno es esencial para la respiración.

7. Elijan uno de los factores que marcaron en el punto anterior y diseñen un experimento en el que pongan a prueba que este está relacionado con la fotosíntesis. a. Redacten una hipótesis para su experimento. b. Formulen la predicción, sobre la base de los resultados que esperan obtener a partir de la predicción propuesta. c. Expliquen brevemente cómo realizarían la experiencia. ¿Constituye el factor elegido una variable dependiente o una independiente? Actividad de resolución personal. Se espera que elaboren una hipótesis, es decir, una respuesta posible a la pregunta que da origen al experimento. Por ejemplo: “La luz solar es fundamental para la nutrición de las plantas”. En base a esa hipótesis, deberán formular una predicción, como: “Si una planta se cultiva en ausencia de luz solar, no podrá nutrirse y, por lo tanto, no se desarrollará”. Finalmente, deberán explicar de manera breve cómo realizarían el experimento. Se sugiere guiar en la inclusión de un tratamiento control. Por ejemplo, medir el peso de una planta cultivada en luz y de otra ubicada en la oscuridad al inicio del experimento y luego de un cierto período (cuatro meses). En este caso, la variable independiente es la presencia o ausencia de luz, y la variable dependiente, el peso de la planta. Ficha 11 Página 32 1. Unan con flechas las partes de un informe de laboratorio con la pregunta que se intenta responder en cada una de ellas. Introducción

¿Cómo se estudió el problema?

Materiales y métodos ¿Qué indican los resultados? Resultados ¿Cuál es el problema tratado? Conclusiones/discusión

¿Qué se deduce de los resultados?

2. Lean los siguientes fragmentos del trabajo científico “Características poblacionales del cóndor andino (Vultur gryphus) en el Parque Natural Provincial Ischigualasto, Argentina”, Arnulphi y col. (2013), e indiquen a qué parte de un informe corresponde cada uno.

En orden, los fragmentos corresponden a: i. Discusión. ii. Materiales y métodos. iii. Introducción. iv. Resultados.

3. Redacten un informe del Taller de ciencias del Capítulo 11. La introducción se escribe en tiempo presente; los materiales y métodos y los resultados son en tiempo pasado; y las conclusiones se escriben en tiempo presente, aunque pueden incluir sugerencias en tiempo futuro. Redacción de un informe de laboratorio en base a la experiencia “¿Qué prefiere comer un caracol acuático?”, a cargo de los estudiantes. Páginas 33 y 34. Experimento en papel En 1928, el microbiólogo británico Alexander Fleming, que se dedicaba a la bacteriología, las vacunas y la microbiología, sembró unos cultivos de bacterias antes de salir de vacaciones. Cuando regresó, quince días después, encontró las placas contaminadas, algo que no resultaba extraño. Sin embargo, detectó que alrededor del moho Penicillium (uno de los contaminantes) no había crecido ninguna colonia de bacterias. En la página 193 se relata el experimento realizado por Fleming; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. Cuando las bacterias y los hongos son culti-

vados en el laboratorio, las placas poseen una distribución uniforme de nutrientes, y el crecimiento se produce de manera circular. Dibujen a continuación: A. una placa de los estudios de Fleming sin contaminar; B. otra contaminada con un hongo cualquiera y C. otra contaminada con Penicillium. A. Bacterias sin contaminar. Las bacterias se siembran con un asa en aro, que se rastrilla o peina en forma de estrías sobre el medio de cultivo sólido. La siembra se diluye a medida que la muestra se deposita en el medio y, hacia el final, se observan colonias en forma de círculos pequeños. B. Bacterias contaminadas con un hongo cualquiera. Deberán dibujar una placa con bacterias y hongos colonizando sobre las bacterias, similar a la imagen C pero sin halo de antibióticos. C. Bacterias contaminadas con Penicillium. Deben dibujar las bacterias con el cultivo de hongos y el halo de antibiótico en el que no se observan bacterias.

2. El descubrimiento inicial de las propiedades antibacterianas del Penicillium fue accidental. El experimento descripto en el libro ¿corresponde a las observaciones iniciales o a un ensayo posterior? Justifiquen. El experimento descripto en el libro corresponde a un ensayo posterior al descubrimiento azaroso de los hongos que producían antibióticos, dado que está presentado con tratamientos planeados de manera sistemática, que permiten comparar el efecto del moho azul sobre el crecimiento de las bacterias. 3. ¿A qué conclusiones llegó Fleming luego de realizar el experimento? Luego de realizar este experimento, Fleming concluyó que el moho azul produce una sustancia que mata a las bacterias, a la que llamó penicilina (ya que es producida por el hongo Penicillium). Se trata del primer antibiótico conocido. 4. ¿Les parece que a partir de este ensayo se puede habilitar el uso de la penicilina en seres humanos? ¿Por qué? No, porque luego de comprobar el efecto de la penicilina sobre las bacterias en cultivo, es necesario ensayar su acción en otros animales antes de probarlo en seres humanos, por ejemplo, en ratones. 5. Lean el siguiente fragmento adaptado del libro Historia de las ideas científicas, de Leonardo Moledo (2013), y luego respondan las preguntas. En 1932, un discípulo de Ehrilch, llamado Gerhard Domagk, descubrió lo que su maestro había buscado toda su vida: el protonsil, un colorante que la industria textil había descartado, tenía evidentes propiedades antibacterianas. Domagk observó que, en efecto, la inyección intravenosa curaba a los ratones infectados con bacterias. Entonces decidió inyectárselo a su hija, que ya era considerada un caso perdido por una infección que ningún médico había podido controlar. La inyección la curó por completo. El protonsil reavivó la esperanza de encontrar sustancias que atacaran las bacterias de manera efectiva. Poco después, Ernst Chain (1906-1979) logró determinar la estructura química de la penicilina, la purificó en forma de cristales y demostró que su toxicidad en los animales de laboratorio era bajísima. El experimento con el que comprobó esto último es lo que se conoce como un “experimento crucial”: infectaron a ocho ratones con dosis mortales de bacterias y a cuatro de ellos les aplicaron, además, una dosis de penicilina. Los ratones que recibieron el antibiótico sobrevivieron; los otros cuatro murieron. Los resultados fueron publicados en The Lancet, en agosto de 1940. Era el anuncio público de la “bala mágica”, que, al ser probada en humanos, dio resultados espectaculares. Cinco años más tarde, la penicilina ya había salvado miles de vidas.

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a. ¿Qué son los antibióticos? ¿Son sustancias naturales o artificiales? Justifiquen. Los antibióticos son sustancias que matan a las bacterias y, de este modo, controlan su desarrollo en el organismo humano. Pueden ser sustancias naturales, como la penicilina producida por el moho Penicillium, o artificiales, como el protonsil probado por Domagk. b. ¿Qué es un experimento crucial? “Un experimento crucial es un experimento que permite la contrastación simultánea de dos o más hipótesis o teorías rivales. Las hipótesis rivales son aquellas que se proponen dar cuenta de un mismo dominio de fenómenos pero son incompatibles entre sí, esto es, no pueden ser simultáneamente verdaderas. Dos hipótesis rivales pueden ser contradictorias entre sí, y en tal caso, no es posible que sean ambas falsas. Si una de ellas es verdadera, la otra, necesariamente ha de ser falsa”. Cassini, Alejandro, Revista de Filosofía, vol. 40, núm. 1 (2015): 105-137. http://revistas.ucm.es/index. php/RESF/article/view/48442 En este caso, se trató de un experimento crucial porque se infectó a los ratones con dosis letales de bacterias. A la mitad se les aplicó, además, una dosis de penicilina. De este modo se pudo comprobar de manera contundente si esta sustancia actuaba sobre las bacterias y permitía la supervivencia de los ratones. c. ¿Qué pasos se siguen durante el desarrollo de un nuevo medicamento? Primero se desarrolla o aísla la sustancia con propiedades medicinales. Se la prueba experimentalmente en el laboratorio, por ejemplo, en placas con bacterias, como ocurrió con la penicilina. Luego, se prueba con animales de laboratorio, como ratones. Finalmente, se realizan ensayos clínicos, regulados por entidades gubernamentales (en la Argentina, por ANMAT, Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica). Estos ensayos se realizan sobre pacientes que manifiestan su voluntad de participar en las pruebas y se estudian los efectos adversos que pueden desarrollarse. A medida que las pruebas de seguridad se confirman, se avanza en diferentes etapas, por ejemplo, aumentando el número de pacientes, y se ponen a punto la dosis y el modo de administración del medicamento, entre otros aspectos. Si el medicamento supera en calidad a otros ya existentes en el mercado, por ejemplo, al presentar menos efectos adversos, se autoriza su comercialización.

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d. Investiguen acerca de los ensayos clíni-

cos, que son los estudios donde se investiga el uso de nuevas sustancias en pacientes. Pueden consultar, por ejemplo, los siguientes enlaces: goo.gl/fq9Mzo goo.gl/ThtBvY goo.gl/8YqT6V ¿Coinciden estos procedimientos con las ideas que tenían previamente? ¿Qué aspectos no conocían del desarrollo de nuevos medicamentos? Respuestas personales, en base a los conocimientos previos de cada alumno.

Ficha 12 Página 36 1. ¿Por qué los ecosistemas son sistemas? Justifiquen. Los ecosistemas son sistemas porque abarcan una porción delimitada de la naturaleza, definida por los investigadores que la estudian. Esa porción incluye a los seres vivos y el ambiente donde viven, y las relaciones que ocurren entre ellos. Además, estos componentes no actúan de manera aislada sino que se relacionan entre sí. Se trata de sistemas físicos, abiertos y heterogéneos. 2. Marquen con una X los elementos que componen un ecosistema. Clima Poblaciones de animales y plantas Poblaciones de microorganismos Suelo Cantidad de luz Disponibilidad de agua Poblaciones de hongos 3. El estudio de sistemas permite conocer mejor las relaciones que existen entre los componentes, y entre estos y el entorno. Por esto, no solo es importante dar cuenta de las transformaciones que ocurren dentro de un sistema, sino cómo ocurren. a. Completen la tabla con las transformaciones y los procesos que permiten comprender el estudio de los ecosistemas. Producción personal, se presenta una alternativa de respuesta.

Transformaciones y procesos

Ejemplos

Transformación de la energía solar en energía química.

Fotosíntesis en las plantas (productores).

Transformación de la ener- Alimentación de heterótrogía química en materiales fos (consumidores). del organismo. Reciclado de materiales dentro del ecosistema.

Acción de organismos descomponedores.

Intercambio de materia y energía a través de las redes y cadenas tróficas.

Ejemplo: el saltamontes se alimenta de una planta, la paloma se alimenta del saltamontes y el halcón se alimenta de la paloma.

Ciclo de los materiales (biogeoquímicos).

Ciclo del agua, ciclo del carbono, ciclo del nitrógeno, ciclo del fósforo.

b. ¿Sería posible analizar estos procesos si se

estudiaran las poblaciones de manera aislada? Justifiquen. Quizás sería posible dar cuenta de algunas de las transformaciones pero no se podría explicar cómo ocurren, dado que el resto de las poblaciones estarían incluidas en el “entorno” del sistema que formaría la población estudiada. Por ejemplo, podría evidenciarse que la población de interés funciona como un sistema abierto en cuanto a que recibe y entrega materiales al entorno, pero al no estudiar el resto de la comunidad, no podría indicarse qué otra población o poblaciones le sirven de alimento y cuáles se alimentan de ella.

4. Expliquen si los ecosistemas son sistemas

abiertos, cerrados o aislados. Para esto, realicen un esquema donde indiquen qué ocurre con la materia y la energía. Los ecosistemas son sistemas abiertos, dado que intercambian energía con el entorno (reciben energía solar en forma de flujo continuo) y también materiales con el resto de la biosfera (es decir, con otros ecosistemas que forman parte del entorno al estudiar un ecosistema en particular), por ejemplo, a partir de especies migratorias y de los ciclos biogeoquímicos.

materia materia

sistema abierto energía energía

Páginas 37 y 38. Experimentos en papel El químico y ecólogo estadounidense Alfred Lotka (1880-1949) y el físico y matemático Vito Volterra (1860-1940) desarrollaron de manera independiente una ecuación que representa la variación dinámica de dos elementos relacionados. Esta ecuación, conocida como modelo Lotka-Volterra, se utiliza tanto en ecología, para el estudio de las variaciones en poblaciones de predadores y presas, como para otras áreas del conocimiento, como la economía y la dinámica de ciertas reacciones químicas. En la página 215 se describe el análisis realizado por Lotka y Volterra; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. Vuelvan a leer la Ficha 7 de este cuadernillo. ¿Por qué se dice que la gráfica descripta por Lotka y Volterra constituye un modelo? La gráfica de Lokta y Volterra es un modelo porque se trata de una expresión matemática que describe y predice el comportamiento de dos poblaciones que actúan como predadora y presa en una comunidad. Además, se basa en una cantidad de supuestos que hacen que esta descripción se aplique solo a ciertos pares de poblaciones. A partir de este tipo de gráficos, basados en una cierta cantidad de observaciones y en su posterior análisis y generalización, el estudio de este tipo de dinámicas poblacionales resulta más simple y es posible anticipar procesos de crecimiento y disminución de las poblaciones. 2. Observen con atención el gráfico que muestra la variación en las poblaciones de liebres y zorros estudiadas por Lotka y Volterra. a. Identifiquen cuál es la curva de la población de predadores y cuál, la de las presas. En la naturaleza, ¿les parece que solo la población de los predadores limita a la población de las presas? ¿Qué otros factores podrían provocar un pico de crecimiento o de muerte en la población de las liebres? La curva naranja (liebres) es la de la presa; la curva violeta (zorro) representa a los predadores. En la naturaleza las poblaciones resultan afectadas por diversos factores, no solo por la presión de sus predadores naturales. Por ejemplo, el clima puede provocar un aumento en la vegetación de la que se alimentan las liebres e, indirectamente, propiciar un pico de crecimiento en la población de liebres. O por el contrario, una gran sequía puede generar el efecto opuesto. La población de liebres también puede verse

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4. Observen el siguiente gráfico. Según el modelo Lotka-Volterra, si ocurre una perturbación en el ecosistema, las curvas de las poblaciones se alteran y luego vuelven a ajustarse entre sí. ¿Qué factores podrían constituir una perturbación?

3. En Ciencias Naturales, cuando se aplica un

116

Liebre

Zorro

Tiempo

Algunos factores que pueden constituir una perturbación en el ecosistema son un desastre natural (como una inundación o una gran sequía), la actividad del ser humano (por ejemplo, el desmonte o la contaminación), etcétera.

5. Observen los siguientes gráficos que representan la dinámica de las poblaciones de ratones de campo y topos rojos, y de lechuzas. Número de ratones por acre

modelo matemático al sistema que se está estudiando, es necesario establecer si se cumplen una serie de supuestos o requisitos. ¿Qué pasaría si los siguientes requisitos del modelo Lotka-Volterra no se cumplieran? • La población de predadores y de presas comparten el mismo ecosistema. Si las poblaciones no comparten el mismo ecosistema, no establecen la relación trófica entre ellas y el modelo pierde sentido. • No hay escasez de alimento para la presa. Si no hay escasez de alimento para la presa, su población se multiplica sin alcanzar un tope o capacidad de carga y compensa las bajas por la predación de los zorros. • La presa solo es consumida por la especie de predador estudiada. Si la presa es consumida por varios predadores, no solo por la especie de predador estudiada, el modelo no permite describir ni predecir la dinámica entre ambas, dado que la especie presa puede verse reducida por el consumo por parte de otras especies (o al contrario, puede incrementarse debido a la disminución de otra población predadora). • La especie predadora consume únicamente la especie de presa considerada, y ninguna otra. Si la especie predadora consume varias especies, no solo la presa estudiada, el modelo no puede aplicarse, dado que su dinámica resulta afectada de manera directa por otros factores, como la disponibilidad de alimento proveniente de otras poblaciones, es decir, no es regulada principalmente por la especie presa estudiada. • No existe la competencia intraespecífica. Si no existe la competencia intraespecífica, se presenta una situación similar a la del segundo ítem, dado que, por ejemplo, no hay escasez de alimento para la presa y, por lo tanto, sus individuos no compiten entre sí por este recurso.

Perturbación

Cantidad de individuos

Perturbación

Ratones de campo y topos rojos

0 1947

Número de lechuzas por acre

Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

afectada por el desarrollo de alguna enfermedad que resulte drástica para los individuos que la conforman o por la introducción de una especie exótica en el ecosistema que compita con ella por algún recurso o que constituya un nuevo predador, entre otros factores. b. ¿Les parece que este tipo de estudios implica un análisis sistémico, es decir, considerando un sistema? Justifiquen su respuesta. Sí, es un análisis sistémico que abarca a estas dos poblaciones y las relaciones que ocurren entre ellas.

1960

1963

1964

1969

1963

1964

1969

40 Lechuzas

0 1947

1960

a. ¿Qué gráfico corresponde a los predadores y cuál, a las presas? Los ratones de campo y los topos rojos son las presas, y las lechuzas son los predadores. b. ¿Cómo pueden explicarse estas observaciones? La dinámica de estas poblaciones no sigue el modelo descripto por Lokta y Volterra, dado que el predador conserva su densidad de manera bastante independiente de la abundancia de sus presas. Una posibilidad es que las lechuzas se alimenten de otras especies, además de los ratones y los topos, y por eso su población no disminuye cuando se reducen las poblaciones de estas presas.

Ficha 13 Página 40 1. Observen la microfotografía de células musculares que se muestra a continuación y dibujen un esquema a partir de esta. Respuesta de producción personal. Se espera que realicen un dibujo esquemático del tejido muscular estriado (esquelético) en corte longitudinal. El docente puede sugerir la búsqueda de otras imágenes del mismo tejido o bien proporcionárselas, de modo de hacer más rica la interpretación y mejorar la comprensión de la observación en el momento de realizar el esquema. a. Rotulen las partes que reconozcan de las células. ¿Qué nivel de organización se observa en la imagen? Deberían señalar los núcleos. Se observa el nivel tisular o de tejido. b. Luego de realizar el esquema, vuelvan a ver la página 230 del libro. ¿A qué parte de la ilustración que allí se encuentra corresponde el esquema que realizaron? Corresponde al segundo nivel de la ilustración, tejido muscular. 2. Observen las ilustraciones de las páginas

232 y 233 del libro. Todas corresponden al sistema osteoartromuscular, sin embargo, presentan diferencias. ¿Cuáles son estas diferencias? ¿Cuál es el objetivo de cada uno de estos esquemas? Se diferencian principalmente en el nivel de acercamiento (y de detalle) y en la perspectiva. También se diferencian en los elementos que incluyen; por ejemplo, en la imagen relacionada con la explicación de los músculos, se incluyen músculos además del esqueleto. El objetivo del esquema de la página 232 es mostrar el esqueleto humano y el tipo de huesos que lo conforman (clasificados en largos, cortos y planos). El esquema de la columna izquierda de la página 233 muestra los tipos de articulaciones, y el de la columna derecha, la acción de músculos antagónicos en relación con el esqueleto. 3. Elaboren un esquema similar a la red de la página 236, que resuma los contenidos sobre los sistemas de relación y de control. Respuesta de producción personal. Se espera que elaboren un esquema en forma de red conceptual que incluya los sistemas involucrados en la función de relación y control, sus

funciones particulares y cómo se relacionan entre sí. Para esto, se recomienda sugerir la relectura del tema y el subrayado de ideas principales a partir de las cuales confeccionar el esquema.

Páginas 41 y 42. Experimentos en papel En 1628, el médico inglés William Harvey (1578-1657) estudió y logró comprender la anatomía del corazón y cómo se lleva a cabo la circulación de la sangre por el cuerpo. Harvey publicó sus observaciones y conclusiones en el libro Del movimiento del corazón y de la sangre, con el que fundó el comienzo de la anatomía y de la fisiología modernas. En la página 242 se relata el experimento realizado por Harvey; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. ¿Qué se pensaba acerca de la circulación en los seres humanos antes de las observaciones de Harvey? Se pensaba que la sangre era producida a través de los alimentos en el hígado y que era absorbida por completo a lo largo de su recorrido por el organismo. 2. ¿De qué manera refutó Harvey esas ideas a partir de sus experimentos? Harvey demostró que la sangre circulaba por el cuerpo sin ser absorbida, siguiendo un recorrido cíclico. Puso a prueba esto obstruyendo la circulación con el bloqueo de vasos sanguíneos y comprobando cómo se acumulaba la sangre en el punto bloqueado. 3. ¿Cuáles fueron los resultados de sus experimentos? Dibujen esquemas que representen los resultados obtenidos por Harvey en cada etapa de la experiencia. • Pueden usar como base las ilustraciones de las páginas 242 y 243 del libro que consideren más adecuadas para la explicación. • Agreguen los rótulos que consideren necesarios para facilitar su comprensión. • Debajo de cada esquema, escriban un epígrafe que resuma lo que se muestra. Elaboración de esquemas a cargo de los estudiantes. Se espera que representen parte del sistema circulatorio (o este completo) y cómo influye la obstrucción de una vena y de una arteria en la circulación de la sangre. Por ejemplo, mediante dibujos similares a los realizados por Harvey o incluyendo conocimientos posteriores sobre el sistema circulatorio, me-

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Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

diante la representación del sistema completo (como se muestra en la página 243 del libro) y las consecuencias del bloqueo de una vena y de una arteria, de manera separada. Para esto deberán tener en cuenta el sentido de la circulación de la sangre, que viaja en una única dirección, desde el corazón por las arterias, y de vuelta, por las venas. Por lo tanto, según se explica en la sección Experimentos en papel de la página 242 del libro, en el caso del bloqueo de una arteria, la sangre se acumula del lado del corazón; mientras que al bloquear una vena, la sangre se acumula del otro lado (entre el punto bloqueado y el “resto del cuerpo”, luego de atravesar los capilares).

4. Lean el siguiente artículo. Luego, respondan las preguntas.

¿Cuáles son las causas de las várices? Las várices se deben a la presencia de válvulas débiles o lesionadas en las venas. Después de que las arterias y los capilares llevan sangre rica en oxígeno a todo el cuerpo, las venas devuelven la sangre al corazón. Las venas de las piernas tienen que vencer la fuerza de gravedad para hacerlo. Dentro de las venas hay válvulas que funcionan en una sola dirección. Estas válvulas se abren para dejar pasar la sangre y luego se cierran para impedir que se devuelva. Si las válvulas se debilitan o lesionan, la sangre puede devolverse y acumularse en las venas. Si esto sucede, las venas se hinchan. La debilidad de las paredes de las venas puede causar debilidad de las válvulas. En condiciones normales, las paredes de las venas son elásticas. Si se debilitan, pierden su elasticidad normal. Se vuelven como una banda de goma gastada por el uso. Entonces se alargan y ensanchan; al hacerlo, las hojas de las válvulas se separan y la sangre puede devolverse a través de las válvulas. Las venas se agrandan, se hinchan y a menudo se retuercen para caber en el espacio normal que les corresponde. Estas venas se llaman várices. Fuente: http://www.nhlbi.nih.gov/health-spanish/health-topics/ temas/vv/causes

a. ¿Coincide la información del texto con lo comprobado por Harvey? Expliquen. Sí, la información coincide con lo comprobado por Harvey, dado que las venas son los vasos por donde la sangre retorna desde todo el cuerpo hacia el corazón, siguiendo un recorrido en una única dirección. Tal como observó Harvey, si se bloquea una vena, la sangre se acumula y el vaso se hincha. En el caso del experimento esto se realizó de manera intencionada, mientras que en la formación de várices ocurre de manera natural, a causa del debilitamiento de las paredes de las venas.

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b. ¿Pueden generarse várices en las arterias?

Justifiquen su respuesta. No, porque la sangre que circula por las arterias sigue un recorrido, en su mayor parte, en el mismo sentido que la fuerza de gravedad, es decir, no puede devolverse y acumularse; además, inmediatamente antes de realizar este trayecto de la circulación, la sangre recibió el impulso por parte del corazón, que la mueve más fácilmente a través de las arterias hacia los capilares. c. Observen el esquema de una vena en la página 243 del libro y expliquen la circulación de la sangre en estos vasos sanguíneos. En la ilustración de la página 243 se observa la presencia de válvulas en el interior de las venas, que favorecen el sentido unidireccional de la sangre, como se explica en el texto de la ficha del cuadernillo. Además, se observa la diferencia en el grosor de las paredes de los vasos sanguíneos, que son más gruesas y musculosas en las arterias, y más delgadas y extensibles en las venas. d. Indiquen cuál de los siguientes esquemas podría corresponder a una várice. Justifiquen su elección. El esquema A (izquierda, arriba) corresponde a una várice, dado que las paredes de las venas se muestran debilitadas y las válvulas no controlan perfectamente el sentido del flujo de la circulación.

El esquema B (izquierda, abajo) representa la trombosis venosa profunda, que se produce cuando se forma un coágulo sanguíneo en una vena grande; el C (derecha, arriba), la acción compresora del músculo de la pantorrilla sobre una vena y el D (derecha, abajo), arterosclerosis, el endurecimiento y la pérdida de elasticidad en una arteria.

Ficha 14 Página 44 1. Vuelvan a leer el Estudio de caso, al comienzo del Capítulo 14 del libro, y resuelvan las actividades de la plaqueta de inicio. a. ¿Cuál es el tema que aborda el texto? El texto trata sobre las células progenitoras hematopoyéticas, presentes en la placenta y en el cordón umbilical.

b. ¿Se trata de una publicación científica o de

un artículo de divulgación? ¿Por qué? ¿Qué elementos les permiten reconocerlo como tal? Es un texto de divulgación científica, dado que está escrito con un leguaje accesible, sin tecnicismos y con aclaraciones de los conceptos más complejos o de la terminología específica; por ejemplo, incorpora la denominación común del tipo celular para facilitar la comprensión por parte de un lector no especializado. Además, la información se presenta en la modalidad pregunta-respuesta, de manera que resulta más amigable y clara para el lector.

2. Lean nuevamente la página 262 del libro y respondan las preguntas de la plaqueta Estudio de caso. Resuelvan las actividades de la plaqueta final sobre el tema, en la página 266 del libro. A partir de la información que buscaron y de las respuestas que elaboraron, redacten un artículo de divulgación científica. Respuesta de producción personal. Redacción de un texto de divulgación sobre células de cordón umbilical de manera individual. Se recomienda seguir los pasos propuestos en la actividad, esto es, elaborar el texto luego de haber resuelto las actividades relacionadas con el Estudio de caso del capítulo, de modo que los estudiantes hayan analizado el tema y despejado dudas que puedan interferir al momento de la redacción del artículo. Páginas 45 y 46. Experimentos en papel Hace más de 200 años, el naturalista italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799), luego de demostrar su postura opuesta a la teoría de la generación espontánea mediante varios experimentos, continuó con el estudio de la reproducción animal y la fecundación. En la página 252 del libro se relata el experimento sobre fecundación en perros que llevó a cabo Spallanzani; vuelvan a leerlo y respondan las consignas.

1. ¿Qué buscaba comprobar Spallanzani con este experimento? Spallanzani buscaba comprobar la hipótesis planteada en el experimento: que los gametos (femeninos o masculinos) tenían en su interior un ser preformado, en miniatura, que se activaba con la fecundación y comenzaba su desarrollo. 2. ¿Por qué les parece que mantuvo la perra aislada durante la experiencia?

Mantuvo a la perra aislada para poder controlar la variable del origen de los gametos masculinos, es decir, para conocer con certeza qué perro había fecundado a la perra, ya que, según su predicción, los cachorros deberían parecerse a uno de los progenitores.

3. ¿Qué proponían los que apoyaban la idea del homunculus? ¿En qué se parecen estas ideas a los conocimientos actuales sobre reproducción asexual?, ¿y sobre reproducción sexual? Los que apoyaban la idea del homunculus sostenían que el nuevo ser preformado en miniatura se encontraba dentro de los espermatozoides (células sexuales masculinas), y que luego de la fecundación, se activaba y crecía hasta desarrollar un nuevo ser. En ciertas formas de reproducción asexual ocurre un proceso que recuerda ciertos aspectos de estas ideas, por ejemplo, en la gemación. En líneas generales, en la reproducción asexual, si bien no existe un ser preformado, la célula o el fragmento del progenitor que dará origen al nuevo ser porta toda su información genética. En relación con la reproducción sexual, la idea del homunculus no coincide en ningún punto, salvo en que es necesaria la fecundación para el comienzo del desarrollo del nuevo ser. 4. Expliquen cuáles hubiesen sido las conclusiones del experimento si Spallanzani hubiese obtenido los siguientes resultados a partir del cruzamiento de una perra marrón con un perro blanco. Dado que Spallanzani buscaba comprobar si la reproducción sucedía tal como proponían los animalculistas, o si en cambio ocurría lo postulado por los ovistas, sus conclusiones probablemente hubiesen sido las siguientes: a. Todos los cachorros blancos, idénticos al progenitor macho. Se confirma la idea de los animalculistas: el ser preformado se encuentra en los espermatozoides. b. Todos los cachorros marrones, idénticos al progenitor hembra. Se confirma la idea de los ovistas: el ser preformado se encuentra en los óvulos. c. Algunos cachorros marrones, otros blancos, y otros manchados blancos y marrones. Los nuevos seres no están preformados ni en los óvulos ni en los espermatozoides, dado que las características de los nuevos seres provienen de ambos gametos.

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Solucionario • Huellas 1 • Ciencias Naturales

d. Todos los cachorros negros.

Los nuevos seres no están preformados en los gametos, dado que las características de los nuevos seres son diferentes de los progenitores.

5. Hagan una lista con los cuidados o precauciones que tuvo que haber tenido en cuenta Spallanzani para concretar su experimento. Consideren, por ejemplo, que los gametos son células. Respuesta de producción personal. Pueden mencionar, por ejemplo, las precauciones al colectar la muestra de espermatozoides, el momento en que realizó ese paso (coincidente con el período de celo de la perra o, de lo contrario, cómo conservó la muestra), la preservación del semen en ciertas condiciones de temperatura para mantener la viabilidad de los gametos, la esterilidad del recipiente donde conservó la muestra y de la jeringa con que inseminó a la perra, entre otras. 6. Antes de realizar el experimento con perros, Spallanzani puso a prueba la fecundación en ranas y sapos. Para esto realizó los siguientes experimentos. • Colocó el esperma de una rana macho y los óvulos de una rana hembra en una vasija de porcelana cerrada, evitando el contacto entre ellos, y observó que la fecundación no se produjo. • Probó colocándole una especie de calzoncillo a las ranas machos y concluyó que, de ese modo, no se originaban nuevos renacuajos. • Logró fecundar óvulos de rana con líquido extraído de las vesículas seminales de un macho y con un extracto que obtuvo aplastando un testículo. a. ¿Qué conclusiones se obtendrían a partir de estos resultados? Se obtendría la conclusión de que es necesario el contacto entre el esperma del macho y los óvulos de la hembra para que se produzca la fecundación. b. Spallanzani no pudo deducir que la fecun-

dación solo se produce con la presencia de los espermatozoides. En ese momento, el debate se centraba entre “animalculistas” y “ovistas”, y Spallanzani se proclamó en favor de estos últimos. ¿Cómo les parece que influye el contexto en el que vive un científico en las ideas que este desarrolla? Respuesta de producción personal. Se espera que reflexionen sobre la influencia del

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contexto histórico y social, al igual que de las creencias e ideologías de cada investigador sobre sus propias observaciones. Para esto se sugiere destacar la noción de la ciencia como actividad humana, con las limitaciones que ello implica; por ejemplo, cómo pueden influir las ideas predominantes de una época sobre el trabajo de un científico, no solo sobre las hipótesis que plantee, sino incluso sobre las conclusiones que elabora a partir de un mismo conjunto de datos u observaciones que en otro momento o contexto pueden interpretarse de manera totalmente diferente, tal como ocurrió con las experiencias de Spallanzani con las ranas.

7. Spallanzani fue el primero en realizar una inseminación artificial. A partir de esa idea, se desarrollaron técnicas que en la actualidad son aplicadas en seres humanos. Indiquen qué cambios se esperan en caso de que el procedimiento resulte exitoso. Aumento de la HGC (hormona gonadotropina coriónica). Formación del cigoto. Desarrollo del órgano placenta. Ficha 15 Página 48 1. Al ingresar la búsqueda “pirámide alimentaria de Estados Unidos” en el buscador Google, surgen los siguientes resultados. a. ¿Qué tipo de información esperan encontrar en cada sitio? ¿Por qué? Respuesta de producción personal. A continuación se presentan posibles opciones de respuestas. A: Una noticia periodística de actualidad relacionada con la pirámide alimenticia de Estados Unidos, porque es publicada por el diario Elmundo.es en su sección Salud. B: Un texto de interés general, con recomendaciones sobre alimentación saludable y sugerencias dietarias, porque el enlace conduce a la página guiafitness.com. C: Un texto de tipo enciclopédico con información sobre la pirámide alimentaria (por ejemplo, qué es, cómo se interpreta, quién la propuso, etc.), porque es una entrada de Wikipedia.org, una enciclopedia virtual de carácter colectivo. D: Un artículo de un blog con información general sobre pirámides alimentarias del mundo, donde se describen diferentes maneras de abordar las recomendaciones para la alimenta-

ción de las poblaciones, porque es una entrada de la página consejonutricion.wordpress.com. E: Un texto con información rigurosa sobre la pirámide de alimentos, con explicaciones acerca de cómo interpretarla y qué significan sus elementos, porque es un archivo de extensión “.pdf” publicado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). b. ¿Cuál de estos sitios les parece más confiable? Justifiquen. El sitio más confiable es el enlace al archivo de extensión “.pdf” publicado por el USDA, dado que se trata de información generada por un organismo institucional competente en el tema del artículo. c. ¿En cuál o cuáles de estos sitios ingresarían para resolver la consigna del Taller de ciencias del Capítulo 15 del libro? Justifiquen. Seguramente indicarán los sitios C (Wikipedia) o E (guía en español del USDA), debido al tipo de información que proporcionan y la calidad que presentan. Si bien Wikipedia suele ser confiable, se sugiere recomendarles que chequeen la información obtenida en otras fuentes, de manera de contrastar su rigurosidad.

2. Realicen la búsqueda de la actividad an-

terior en internet y elijan las opciones presentadas. Controlen sus respuestas con la información de cada sitio. ¿Se cumplieron sus suposiciones? Respuesta de producción personal. La respuesta dependerá de las suposiciones elaboradas en la actividad 1.

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